Dell'Oro观点：人工智能时代，光传输也必须升级

C114讯 北京时间11月25日消息（水易）近日，Dell'Oro Group光传输市场研究副总裁Jimmy Yu发表博客文章，探讨人工智能时代光传输的发展趋势。

以下为编译内容：

光传输的重要性

当被要求解释光传输时，人们通常会以汽车和公路为例。一个人驾驶跑车比驾驶轿车能更快地到达目的地，因为前者能以更高的速度行驶。另外，增加车道可减少交通流量或拥堵，使车辆能够准时到达目的地而不会延误。这些使用汽车和道路的例子与光波长信号速度和密集波分复用技术（DWDM）类似。虽然这种比喻很好地解释了DWDM技术的目的，但却未能体现其重要性。

Jimmy Yu认为，用树来阐释光传输的重要性更为贴切。每棵树都有根系，为树枝和树叶输送养分，而且必须按比例分配。如果根系不发达，树枝就得不到足够的养分，最终会折断。一般来说，根系越庞大、越稳固，树木就越强壮、越健康。

在服务提供商的网络中，光传输层起着至关重要的作用。它如同树木的根系，支撑着为客户提供服务的所有分支。正如树根为树木的健康生长提供必要的养分一样，光传输层确保了与家庭、移动终端、企业和数据中心更好的连接性。光传输层必须足够强大，以支持运营商所提供的所有服务，否则业务会有中断的风险。

因此，就像一棵树，每出现新一代的接入技术，就需要有新一代的光传输技术与之匹配。目前，服务提供商在推出下一代服务，而且企业在利用人工智能和机器学习（AI/ML）开发新应用方面的投资也有目共睹。这些热门接入技术需要与之匹配的光传输层来为它们所需的资源提供支持。

下一代接入服务

接入服务正朝着下一代方向发展，以提供更高的速度、更低的时延和更高的可靠性。包括面向50G PON、5G-Advanced以及AI/ML数据中心之间的超高速连接。在某些情况下，网络边缘的带宽需要增加一倍，而在许多情况下，带宽需要增加10倍以上。例如，在家庭宽带方面，正从GPON向10G-PON和50G-PON发展，意味着回传容量可能需要增加20倍之多。

同时，服务提供商需要升级网络的速度和架构，以满足终端用户在运行应用程序时对网络质量和时延的期望。试想一下，用户使用了运营商的50G-PON网络，但仍是10Gbps宽带服务，在时延和服务质量与之前相同的情况下玩虚拟现实游戏。为10Gbps支付更高的费用？他们会继续使用吗？答案都是“不”。

此外，虽然还不知道AI/ML会催生哪些应用和服务，但它们需要更高带宽、超低时延和更高的网络质量有目共睹。另外，由于 AI/ML 系统功耗较高，数据中心需要在地理位置上实现分布式布局，并通过高速、高可用性的光网络实现互联。

因此，除了新一代接入技术之外，光传输层也必须与之相匹配。树根必须生长，才能支撑更粗壮的树枝。

下一代光传输

下一代光传输网络的要求是什么？为了回答这个问题，我们列出了一些与关键客户需求相对应的关键光网络技术。

（1）400 Gbps以上的波长速度：终端用户希望更快地连接到他们的设备，使用新的宽带接入技术需要更高的回传速度。因此，汇聚、城域和长途网络中的光模块速度需要提高到100/200 Gbps。光传输网络将需要演进到至少单波长400Gbps，甚至是800Gbps，以支持网络上的更高负载。此外，升级到单波长400+Gbps还有更多其他优势，包括更高的网络效率、更少的机架空间、更低的每比特功率和更低的每比特成本。

（2）C+L波段放大器和滤波器：有两个因素使得提高每根光纤容量的需求愈发迫切。首先，自互联网时代伊始，对带宽的需求逐年攀升，而且在未来许多年里还会继续上升。其次，由于香农极限的存在，每一代新的波长速度都采用更高的波特率，这会消耗更多的频谱。由于这些因素，运营商需要光纤能够承载更多的容量。否则，他们就需要增加更多的光纤芯数，但这可能无法实现，从而导致某些线路出现网络拥堵。解决办法就是在一根光纤中增加更多可用频谱。

最初，光设备被设计为在C波段的4THz（80通道，50GHz间隔）光纤频谱范围内运行。随着时间的推移，设备制造商将其提高到4.8THz（96通道，50GHz间隔）。下一代设备将不可避免地设计为在6.0THz（120通道，50GHz间隔）的频谱中运行，即超级C波段。仅此一项就可将每根光纤的带宽增加25%。增加L波段后，频谱几乎翻了一番，支持100个50GHz信道间隔。因此，最大容量38.4Tbps的光纤（使用频谱效率为8计算）现在可以支持88.0Tbps。

（3）全光传输和交换：传输速度固然重要，但对于某些需要实时响应和反馈的应用而言，时延也至关重要。游戏是消费级应用，但在医疗、电力、汽车和航空航天等行业中对时延的要求更高。改善或降低时延的方法之一是消除信号传输过程中光电转换的任何环节。因此，这种方法尽可能使用光传输和交换，如ROADM或OXC。

（4）网状拓扑结构可实现最短路径和多路径保护：网状拓扑结构有许多优点：减少端点之间的跳数、改进路径保护和提高网络可扩展性。更重要的是，与环形拓扑相比，信号到达目的地的路径数量呈指数级增长，因此网络质量显著提高，网络可用性达到6个9。

“一切的根源”

光传输是提供消费者所需服务和功能的网络层。因此，任何升级或为终端用户增加新服务都需要改变光传输层。用对树的比喻：没有根系就没有树木，没有光传输就没有网络。因此，为了支持运营商和云服务提供商推出的所有下一代服务（5G-A、F5G-A、AI/ML应用和 DCI）并确保高质量的体验，光传输层也必须升级。