1.4 光网络演变趋势
为满足多种业务的灵活承载并降低网络的建设和运营维护成本，如图1-2 所示，光网络正在经历从Mbit/s 向Tbit/s 及Pbit/s 提速，从基础配套网络向全场景运营网络转变，从刚性管道到开放、柔性网络，从单一网络到云边网协同，从封闭到解耦，从人工配置网络到智能网络6 个方面的转变。
图1-2 光网络演变趋势
1．从Mbit/s 向Tbit/s 及Pbit/s 提速
光网络先后支撑了固定话音业务、移动通信业务、固定宽带业务、移动互联网业务和云计算业务的应用与发展。伴随着业务的发展，光网络持续提升通道速率和系统容量以满足业务的持续发展需求。在过去的30 年里，无线频谱中传送的信息量每两年半翻一番，互联网上每秒比特的传送量每16 个月翻一番，骨干网光纤的传输带宽每9 ～ 12 个月翻一番，连接带宽呈指数型增长趋势。光纤通信网络作为网络信息传输的基石，承载了全球90% 以上的数据传输。其传输容量从8Mbit/s 到96×100Gbit/s，提升了120 万倍；传输距离从10km 到3000km，扩大了300 倍。
如图1-3 所示，以当前广泛应用的以太网业务为例，以太网接口速率从早期的10Mbit/s发展到如今的400Gbit/s，未来继续向Tbit/s 进行提升。光网络服务于以太网业务，其通道速率也从最初的单波长2.5Gbit/s 发展到如今的400Gbit/s，未来继续向Tbit/s 演进。
图1-3 以太网接口速率的发展与演进
伴随着业务需求的增长和波分复用光传送网络（WDM / OTN）系统单波长速率的提升，WDM / OTN 系统在单根光纤上的传输容量也在持续攀升。早期32×10Gbit/s WDM / OTN 系统在单根光纤上的传输容量为数百Gbit/s，当前80×100 Gbit/s WDM / OTN 系统在单根光纤上的传输容量为数Tbit/s，未来通过单波长提速、波段扩展等技术，WDM / OTN 系统在单根光纤上的传输容量将提升至Pbit/s。
2．从基础配套网络向全场景运营网络转变
随着5G 的商用部署，经济社会各个领域的数字化转型进一步加速，推动了整个信息通信技术（ICT，Information and Communication Technology）行业和数字经济的并行发展，同时带来了通信领域的巨大变革。从设备和网络到业务和运营，运营商都在进行全面重构，以适应数字化时代的挑战。光网络也正在通过网络架构的重构来推进光网络由基础网络向业务网络的转变，从而更好地服务于企业的数字化转型。
数字经济的存在和发展需要光网络的支撑，运营商的光网络转型首先需要解决云网融合问题。企业客户随着上云业务的发展会产生各种各样的数字化应用，这些应用都需要运营商提供一站式快速开通服务，并且要更加安全。与此同时，针对上云业务的日常业务调度，需要光网络支持弹性部署、按需调整、毫秒级时延、分钟级开通、管道可视及安全可靠等各种特性。
3．从“刚性管道”到“开放、柔性网络”
传统网络的建设思路是垂直建网，为满足不同业务需求而建设不同的网络，而且各网络自身的结构和功能常常是固化和紧耦合的，网络资源和能力难以按需调用，网络调整不灵活。
长期以来，光网络更多地关注网络底层的传送能力（如带宽、容量、传输距离等），对网络的上层应用和业务的开放能力并未关注，网络无法随业务灵活变化。一张物理网络支持多业务综合承载，以及根据不同业务需求支持网络资源的灵活调配是能力开放的体现。以数据中心为中心构建扁平化网络，实现云边网之间资源的高效配置和协同是网络开放的体现。网络开放，尤其是网络能力的开放是推动光网络从“刚性管道”到“开放、柔性网络”这一根本性转变的关键。
构建开放、柔性的光网络有利于产业链和技术的创新，同时也降低了运营商的建设和运营维护成本，并可通过提供差异化的服务来创造新的价值。
4．从“单一网络”到“云边网协同”
当前云服务正在成为信息通信服务的主体，为云服务提供更好的支撑是光网络发展的新使命。5G 时代，随着边缘计算的大量部署，云边网的协同对于服务质量和用户体验的保障至关重要。云边网协同涵盖布局协同、管控协同、业务协同3 个方面。
（1）布局协同，即实现云数据中心与光网络节点在物理位置布局上的协同。光网络布局调整要从传统的以用户通信为中心向以数据传送为中心迁移。5G 时代，如何考虑光网络在站址、带宽连接提供能力与大量边缘计算节点间的协同是当前业内关注的重点。
（2）管控协同，即实现网络资源与计算/存储资源的协同控制。云化的网络资源池通常集中部署，在提供计算、存储等虚拟化资源的同时，网络资源也可以随云资源池的需求而动，支持计算、存储和网络资源的统一、动态分配和调度，实现资源效率的优化。
（3）业务协同，即实现互联网运营商应用与网络服务的相互感知和开放互动。网络要具备对业务、用户和自身状况等的多维度感知能力，同时业务也要将其对网络服务的要求和使用状况动态地传递给光网络。光网络的智能化是实现业务协同的关键。
云边网协同的发展、演进推动了光业务网的快速发展。长期以来，光传送网作为基础网络，形成了运营商的底层传输平台，主要呈现出光网络的基本属性，例如对带宽、可用性等技术指标和维护指标的考核；而随着云网协同业务的发展，光网络面向政企领域的业务属性得以发挥，即服务于最终企业客户，根据客户的需求来建设和发展光网络。
5．从“封闭”到“解耦”
传统的光网络是刚性、“烟囱式”的网络，新业务、新功能的支持和加载需要开发新的设备和协议，造成了设备种类繁多，难以满足快速灵活的业务部署需要；并且网元采用软硬件垂直一体化的封闭架构，导致网络建设被单一厂商“绑定”，设备功能扩展性差、价格昂贵且易于被生产厂商锁定。未来光网络将通过解耦实现网络开放。光网络的解耦包括网络资源解耦、设备解耦和管理控制解耦3 个方面。
（1）网络资源解耦，通过采用分组增强型OTN 设备实现多业务承载，基于一张物理网络在波长、时隙（TS，Time Slot）、端口层面通过“切片”实现业务的资源分配和区隔，从而实现业务与网络资源的解耦，避免一类业务一套网络。
（2）设备解耦，采用归一化的平台和硬件设计，实现设备和板卡种类的减少，加强通用化。在网络的不同层次、不同域、不同厂商之间通过标准化接口实现互联互通。
（3）管理控制解耦，在网络的管理控制层，通过引入互通性、一致性较好的接口协议屏蔽基础资源的差异性，简化对底层设备的管理和配置要求，从而解除单一厂商的绑定。
6．从“人工配置网络”到“智能网络”
刚性和封闭的网络注定只能采用效率低且容易出错的人工配置方式。无论是前期的网络规划，还是后期的网络运维均高度依赖人工，效率低下。这不仅导致网络建设和运营维护成本居高不下，而且网络的规划、建设、维护、运行和优化环节也是相对“割裂”的。
电信产业一直在探索数字化、自动化和智能化，从转型前期聚焦客户服务、产品业务层，逐步延伸到内部管理运营层，再到网络层。SDN 技术的引入在提升业务和网络敏捷性的同时，降低了运维成本和复杂性。未来智能网络根据业务需求和网络资源状况进行实时、自动化的网络资源分配和调整，实现了网络资源在不同地域及业务之间的共享。通过AI 和大数据分析实现故障预警、告警信息的智能化过滤和关联及故障的跨层、跨域定位与根本原因分析，降低网络建设运营成本，并提升用户体验。
基于SDN 技术的网络自动化仍无法完全解决未来各种应用大规模部署、网络新技术引入与扩张带来的问题。如何大规模、全流程地提升效率，并持续快速地迭代、引入新技术仍然是产业共同面临的难题。网络自动化和智能化正是诞生于这一背景下，通过引入AI 和数字孪生技术，发挥融合优势，驱动电信行业从数字化迈向智能化，将为电信产业的生产方式、运营模式、思维模式和人员技能等方面带来全方位的深远影响。
