Dell'Oro觀點：人工智能時代，光傳輸也必須升級

　　C114訊 北京時間11月25日消息(水易)近日，Dell'Oro Group光傳輸市場研究副總裁Jimmy Yu發表博客文章，探討人工智能時代光傳輸的發展趨勢。

　　以下為編譯內容：

　　光傳輸的重要性

　　當被要求解釋光傳輸時，人們通常會以汽車和公路為例。一個人駕駛跑車比駕駛轎車能更快地到達目的地，因為前者能以更高的速度行駛。另外，增加車道可減少交通流量或擁堵，使車輛能夠準時到達目的地而不會延誤。這些使用汽車和道路的例子與光波長信號速度和密集波分復用技術(DWDM)類似。雖然這種比喻很好地解釋了DWDM技術的目的，但卻未能體現其重要性。

　　Jimmy Yu認為，用樹來闡釋光傳輸的重要性更為貼切。每棵樹都有根系，為樹枝和樹葉輸送養分，而且必須按比例分配。如果根系不發達，樹枝就得不到足夠的養分，最終會折斷。一般來說，根系越龐大、越穩固，樹木就越強壯、越健康。

　　在服務提供商的網絡中，光傳輸層起著至關重要的作用。它如同樹木的根系，支撐著為客戶提供服務的所有分支。正如樹根為樹木的健康生長提供必要的養分一樣，光傳輸層確保了與家庭、移動終端、企業和數據中心更好的連接性。光傳輸層必須足夠強大，以支持運營商所提供的所有服務，否則業務會有中斷的風險。

　　因此，就像一棵樹，每出現新一代的接入技術，就需要有新一代的光傳輸技術與之匹配。目前，服務提供商在推出下一代服務(如5G-A和F5G-A)，而且企業在利用人工智能和機器學習(AI/ML)開發新應用方面的投資也有目共睹。這些熱門接入技術需要與之匹配的光傳輸層來為它們所需的資源提供支持。

　　下一代接入服務

　　接入服務正朝著下一代方向發展，以提供更高的速度、更低的時延和更高的可靠性。包括面向50G PON、5G-Advanced以及AI/ML數據中心之間的超高速連接。在某些情況下，網絡邊緣的帶寬需要增加一倍，而在許多情況下，帶寬需要增加10倍以上。例如，在家庭寬帶方面，正從GPON向10G-PON和50G-PON發展，意味著回傳容量可能需要增加20倍之多。

　　同時，服務提供商需要升級網絡的速度和架構，以滿足終端用戶在運行應用程序時對網絡質量和時延的期望。試想一下，用戶使用了運營商的50G-PON網絡，但仍是10Gbps寬帶服務，在時延和服務質量與之前相同的情況下玩虛擬現實游戲。為10Gbps支付更高的費用?他們會繼續使用嗎?答案都是“不”。

　　此外，雖然還不知道AI/ML會催生哪些應用和服務，但它們需要更高帶寬、超低時延和更高的網絡質量有目共睹。另外，由于 AI/ML 系統功耗較高，數據中心需要在地理位置上實現分布式布局，并通過高速、高可用性的光網絡實現互聯。

　　因此，除了新一代接入技術之外，光傳輸層也必須與之相匹配。樹根必須生長，才能支撐更粗壯的樹枝。

　　下一代光傳輸

　　下一代光傳輸網絡的要求是什么?為了回答這個問題，我們列出了一些與關鍵客戶需求相對應的關鍵光網絡技術。

　　(1)400 Gbps以上的波長速度：終端用戶希望更快地連接到他們的設備，使用新的寬帶接入技術需要更高的回傳速度。因此，匯聚、城域和長途網絡中的光模塊速度需要提高到100/200 Gbps。光傳輸網絡將需要演進到至少單波長400Gbps，甚至是800Gbps，以支持網絡上的更高負載。此外，升級到單波長400+Gbps還有更多其他優勢，包括更高的網絡效率、更少的機架空間、更低的每比特功率和更低的每比特成本。

　　(2)C+L波段放大器和濾波器：有兩個因素使得提高每根光纖容量的需求愈發迫切。首先，自互聯網時代伊始，對帶寬的需求逐年攀升，而且在未來許多年里還會繼續上升。其次，由于香農極限的存在，每一代新的波長速度都采用更高的波特率，這會消耗更多的頻譜。由于這些因素，運營商需要光纖能夠承載更多的容量。否則，他們就需要增加更多的光纖芯數，但這可能無法實現，從而導致某些線路出現網絡擁堵。解決辦法就是在一根光纖中增加更多可用頻譜。

　　最初，光設備被設計為在C波段的4THz(80通道，50GHz間隔)光纖頻譜范圍內運行。隨著時間的推移，設備制造商將其提高到4.8THz(96通道，50GHz間隔)。下一代設備將不可避免地設計為在6.0THz(120通道，50GHz間隔)的頻譜中運行，即超級C波段。僅此一項就可將每根光纖的帶寬增加25%。增加L波段后，頻譜幾乎翻了一番，支持100個50GHz信道間隔。因此，最大容量38.4Tbps的光纖(使用頻譜效率為8計算)現在可以支持88.0Tbps。

　　(3)全光傳輸和交換：傳輸速度固然重要，但對于某些需要實時響應和反饋的應用而言，時延也至關重要。游戲是消費級應用，但在醫療、電力、汽車和航空航天等行業中對時延的要求更高。改善或降低時延的方法之一是消除信號傳輸過程中光電轉換的任何環節。因此，這種方法盡可能使用光傳輸和交換，如ROADM或OXC。

　　(4)網狀拓撲結構可實現最短路徑和多路徑保護：網狀拓撲結構有許多優點：減少端點之間的跳數、改進路徑保護和提高網絡可擴展性。更重要的是，與環形拓撲相比，信號到達目的地的路徑數量呈指數級增長，因此網絡質量顯著提高，網絡可用性達到6個9。

　　“一切的根源”

　　光傳輸是提供消費者所需服務和功能的網絡層。因此，任何升級或為終端用戶增加新服務都需要改變光傳輸層。用對樹的比喻：沒有根系就沒有樹木，沒有光傳輸就沒有網絡。因此，為了支持運營商和云服務提供商推出的所有下一代服務(5G-A、F5G-A、AI/ML應用和 DCI)并確保高質量的體驗，光傳輸層也必須升級。