運營商千兆光網業務發展思考
目前，我國千兆光網建設和部署進入快速發展階段，已實現在技術水平、網絡能力、產業生態、用戶規模四個方面的全球領先。截至2023年一季度末，我國寬帶千兆以上用戶1.1億戶，10G PON端口1793萬個，千兆光網已具備覆蓋超過5億戶家庭的能力，網絡規模和覆蓋水平排在全球首位。當前，國內電信運營商紛紛聚焦千兆光網技術演進新方向，不斷通過研發、試驗探索千兆光網在不同場景下的應用，找尋新的市場機會和發展路徑。
千兆光網的技術演進方向
方向一：全光傳送側由基礎承載網向高速率、大容量、高質量業務網逐步轉型，圍繞端到端扁平化網絡架構的高速技術正不斷發展演進。目前，業內加速推動400G光傳送網建設，其中短距系統已經逐步成熟，在城域場景和部分骨干場景已經開始商用；長距和超長距系統則已開展了一系列實驗，并基本具備了商用的可行性。當前，800G、1.6T光傳送網成為重點研究方向，國際和國內的標準化組織均已展開相關研究。IEEE、OIF等組織關于800G的標準即將發布，相關技術向10km、40km的中短距下沉。與此同時，業界針對1.6T的發展需求、應用場景和技術方案正在進行進一步討論，并同步開展收發芯片等相關產品的研發與標準研究。
方向二：除單通路速率的提高外，還可通過擴寬傳輸頻譜增加整個波分復用的通路數，實現系統容量擴展、性能提升。目前，擴展C波段已經處于商用階段，C+L波段擴展的主要挑戰在于光放大器在L波段的放大能力。C+L波段能夠將傳輸容量提升將近1倍，當前業界已研制出C6T放大器和L4.8T放大器，還需推動光放大器等光電器件技術與產業的逐步成熟，實現頻譜擴展后的80×150GHz=12THz超寬頻譜范圍。此外，未來隨著光傳輸容量更大的提升，S+C+L波段等更多頻譜擴展方案將成為未來演進的重要方向。
方向三：接入側圍繞全光化、超寬帶化、差異化和智能化不斷演進和發展。PON網絡演進大約每八至十年一代，現階段10G PON已經規模應用。2021年9月，ITU-T確定將50G PON作為下一代PON主流技術，并發布相關標準以支撐構建萬兆寬帶網絡。當前，國內外的主流運營商均選擇將50G PON作為下一代技術研發方向，且2023年已有50G PON的試點應用。此外，ITU-T針對FTTR的標準化工作已經正式展開，主要包含網絡架構、光層參數、交互協議和遠程管理等相關標準。國內相關專家參與部分標準的制定，推動FTTR實現千兆光接入網向千兆家庭網絡發展。
千兆光網賦能B端、C端多樣化場景應用
首先，千兆光網支撐智慧家庭率先落地應用，提升家庭生活數字化水平。家庭逐步從家庭娛樂中心轉變為“家庭娛樂+遠程辦公+在線學習+數據交互+智能控制”的多元化中心，智慧家庭從單品智能走向全屋智能。FTTR的高性能、高可靠性、強組網能力等特點很好地契合了智慧家庭等業務對于網絡層要素的需求，能夠真正實現千兆寬帶在家庭各個角落的全方位覆蓋，從而提升用戶對于智慧家庭產品的使用體驗。
其次，雙千兆協同，將能逐步滿足工業數據融合和精密制造的網絡需求。千兆光網適用于工業固定場景下的高性能需求，5G則適用于低時延要求的移動物體，如AGV、智能倉儲等場景。5G 和千兆光網進一步協同將適用于低時延、大帶寬、抖動小、數據顆粒大且數量多的場景。這將實現工業企業IT和OT的深度融合，助力企業建設一網到底扁平高效的工業網絡，從而加速推進企業數字化轉型。
再者，千兆光網在社會民生的各領域具有廣闊應用空間，可以縮小數字鴻溝，促進公共服務均等化。千兆光網在數字政府、智慧城市、教育醫療等領域已經率先進入場景落地和規模推廣階段，在農業信息化、助力鄉村振興、文旅等領域還處于行業探索階段。未來，千兆光網將用于更為廣闊的民生普惠應用場景，助力提升人民生活的幸福感、獲得感。
運營商千兆光網業務發展建議
運營商作為網絡建設的主力軍，不斷夯實千兆城市數字新底座。中國電信持續開展全光網絡的建設，已覆蓋345座城市、超5億用戶單元及40萬行政村，賦能行業數字化轉型。中國移動建成全球規模最大的光網絡，覆蓋超6億住戶。中國聯通耕千兆光網，光纖入戶覆蓋4.5億戶家庭，全屋光寬帶用戶突破120萬，著力提升城市數字化治理能力。中國廣電以電視業務為本，以寬帶業務為基，推動骨干網以及接入網升級改造。
第一，引入滿足新興需求的功能，構建行業適配和場景適配的千兆光網。一方面，千兆光網在不同的行業應用場景中存在一定的需求差異。針對不同應用場景，需結合不同場景的業務隔離、加密傳輸、可視化管理等需求，提高差異化、個性化組網設計能力，結合邊緣計算、云、AI、5G等技術實現彈性可靠的網絡承載。另一方面，千兆光網的部分行業應用場景較為類似或標準化程度相對較高。針對類似場景，需提煉出可規模復制、可標準化的組網設計方案，構建平臺化網絡管理入口，數字化賦能網絡運維。
第二，千兆光網助力智慧城市建設逐漸走向實時控制，需建立以數據作為新生產要素的長效運營機制。智慧城市建設需要基于數據形成由物聯到智聯的演進，實現經濟社會發展質量和治理服務水平的提升。在此過程中，電信運營商需同政府、企業等共同建設數據流通、開放與共享的制度及標準，兼顧數據隱私安全保護，形成“政府引導、企業主導、本地運營、生態繁榮”的范式，促進數據要素與其他生產要素的融合發展，助力智慧城市發展建設。
第三，實現智慧家庭業務全面轉型，從單一網絡連接業務轉向云網共同構建的平臺型業務。運營商應不斷深化智慧家庭相關技術，強化智能連接、智能感知、智能決策、智能交互、數據安全等方面技術創新與應用能力，重點布局平臺化應用與開放能力服務，推動智慧家庭業務由單一寬帶通信管道運營模式，全面轉向由云網共同構建的數字化，智能化、生態化的平臺化體系運營模式。運營商可通過構建智慧家庭信息化解決方案，為用戶塑造“人-家-設備-場景-平臺”的全鏈路無感交互的智慧家庭新體驗。
第四，構建開放生態、協同發展的新格局，通過合作進一步推動觸點共用、協同發展。運營商可以借力FTTR千兆全光數字家庭底座優勢，以千兆寬帶、千兆Wi-Fi作為引領，不斷延伸智慧家庭業務的產品鏈條。基于用戶需求，聯合產業生態合作伙伴拓展千兆場景，提升數字家庭生活體驗。通過探索終端合作、服務合作等新型運營體系，賦能多種硬件形態、軟件應用，進一步搭建一體化智聯平臺。在此基礎上，營造聚焦養老健康、家庭教育、全屋智能、云電腦等新興應用場景的一體化智慧家庭全場景生態，共同打造覆蓋全場景的明星智家應用產品組合，并不斷提升智慧家庭的融合運營能力。
目前，我國千兆光網建設和部署進入快速發展階段，已實現在技術水平、網絡能力、產業生態、用戶規模四個方面的全球領先。截至2023年一季度末，我國寬帶千兆以上用戶1.1億戶，10G PON端口1793萬個，千兆光網已具備覆蓋超過5億戶家庭的能力，網絡規模和覆蓋水平排在全球首位。當前，國內電信運營商紛紛聚焦千兆光網技術演進新方向，不斷通過研發、試驗探索千兆光網在不同場景下的應用，找尋新的市場機會和發展路徑。
千兆光網的技術演進方向
方向一：全光傳送側由基礎承載網向高速率、大容量、高質量業務網逐步轉型，圍繞端到端扁平化網絡架構的高速技術正不斷發展演進。目前，業內加速推動400G光傳送網建設，其中短距系統已經逐步成熟，在城域場景和部分骨干場景已經開始商用；長距和超長距系統則已開展了一系列實驗，并基本具備了商用的可行性。當前，800G、1.6T光傳送網成為重點研究方向，國際和國內的標準化組織均已展開相關研究。IEEE、OIF等組織關于800G的標準即將發布，相關技術向10km、40km的中短距下沉。與此同時，業界針對1.6T的發展需求、應用場景和技術方案正在進行進一步討論，并同步開展收發芯片等相關產品的研發與標準研究。
方向二：除單通路速率的提高外，還可通過擴寬傳輸頻譜增加整個波分復用的通路數，實現系統容量擴展、性能提升。目前，擴展C波段已經處于商用階段，C+L波段擴展的主要挑戰在于光放大器在L波段的放大能力。C+L波段能夠將傳輸容量提升將近1倍，當前業界已研制出C6T放大器和L4.8T放大器，還需推動光放大器等光電器件技術與產業的逐步成熟，實現頻譜擴展后的80×150GHz=12THz超寬頻譜范圍。此外，未來隨著光傳輸容量更大的提升，S+C+L波段等更多頻譜擴展方案將成為未來演進的重要方向。
方向三：接入側圍繞全光化、超寬帶化、差異化和智能化不斷演進和發展。PON網絡演進大約每八至十年一代，現階段10G PON已經規模應用。2021年9月，ITU-T確定將50G PON作為下一代PON主流技術，并發布相關標準以支撐構建萬兆寬帶網絡。當前，國內外的主流運營商均選擇將50G PON作為下一代技術研發方向，且2023年已有50G PON的試點應用。此外，ITU-T針對FTTR的標準化工作已經正式展開，主要包含網絡架構、光層參數、交互協議和遠程管理等相關標準。國內相關專家參與部分標準的制定，推動FTTR實現千兆光接入網向千兆家庭網絡發展。
千兆光網賦能B端、C端多樣化場景應用
首先，千兆光網支撐智慧家庭率先落地應用，提升家庭生活數字化水平。家庭逐步從家庭娛樂中心轉變為“家庭娛樂+遠程辦公+在線學習+數據交互+智能控制”的多元化中心，智慧家庭從單品智能走向全屋智能。FTTR的高性能、高可靠性、強組網能力等特點很好地契合了智慧家庭等業務對于網絡層要素的需求，能夠真正實現千兆寬帶在家庭各個角落的全方位覆蓋，從而提升用戶對于智慧家庭產品的使用體驗。
其次，雙千兆協同，將能逐步滿足工業數據融合和精密制造的網絡需求。千兆光網適用于工業固定場景下的高性能需求，5G則適用于低時延要求的移動物體，如AGV、智能倉儲等場景。5G 和千兆光網進一步協同將適用于低時延、大帶寬、抖動小、數據顆粒大且數量多的場景。這將實現工業企業IT和OT的深度融合，助力企業建設一網到底扁平高效的工業網絡，從而加速推進企業數字化轉型。
再者，千兆光網在社會民生的各領域具有廣闊應用空間，可以縮小數字鴻溝，促進公共服務均等化。千兆光網在數字政府、智慧城市、教育醫療等領域已經率先進入場景落地和規模推廣階段，在農業信息化、助力鄉村振興、文旅等領域還處于行業探索階段。未來，千兆光網將用于更為廣闊的民生普惠應用場景，助力提升人民生活的幸福感、獲得感。
運營商千兆光網業務發展建議
運營商作為網絡建設的主力軍，不斷夯實千兆城市數字新底座。中國電信持續開展全光網絡的建設，已覆蓋345座城市、超5億用戶單元及40萬行政村，賦能行業數字化轉型。中國移動建成全球規模最大的光網絡，覆蓋超6億住戶。中國聯通耕千兆光網，光纖入戶覆蓋4.5億戶家庭，全屋光寬帶用戶突破120萬，著力提升城市數字化治理能力。中國廣電以電視業務為本，以寬帶業務為基，推動骨干網以及接入網升級改造。
第一，引入滿足新興需求的功能，構建行業適配和場景適配的千兆光網。一方面，千兆光網在不同的行業應用場景中存在一定的需求差異。針對不同應用場景，需結合不同場景的業務隔離、加密傳輸、可視化管理等需求，提高差異化、個性化組網設計能力，結合邊緣計算、云、AI、5G等技術實現彈性可靠的網絡承載。另一方面，千兆光網的部分行業應用場景較為類似或標準化程度相對較高。針對類似場景，需提煉出可規模復制、可標準化的組網設計方案，構建平臺化網絡管理入口，數字化賦能網絡運維。
第二，千兆光網助力智慧城市建設逐漸走向實時控制，需建立以數據作為新生產要素的長效運營機制。智慧城市建設需要基于數據形成由物聯到智聯的演進，實現經濟社會發展質量和治理服務水平的提升。在此過程中，電信運營商需同政府、企業等共同建設數據流通、開放與共享的制度及標準，兼顧數據隱私安全保護，形成“政府引導、企業主導、本地運營、生態繁榮”的范式，促進數據要素與其他生產要素的融合發展，助力智慧城市發展建設。
第三，實現智慧家庭業務全面轉型，從單一網絡連接業務轉向云網共同構建的平臺型業務。運營商應不斷深化智慧家庭相關技術，強化智能連接、智能感知、智能決策、智能交互、數據安全等方面技術創新與應用能力，重點布局平臺化應用與開放能力服務，推動智慧家庭業務由單一寬帶通信管道運營模式，全面轉向由云網共同構建的數字化，智能化、生態化的平臺化體系運營模式。運營商可通過構建智慧家庭信息化解決方案，為用戶塑造“人-家-設備-場景-平臺”的全鏈路無感交互的智慧家庭新體驗。
第四，構建開放生態、協同發展的新格局，通過合作進一步推動觸點共用、協同發展。運營商可以借力FTTR千兆全光數字家庭底座優勢，以千兆寬帶、千兆Wi-Fi作為引領，不斷延伸智慧家庭業務的產品鏈條。基于用戶需求，聯合產業生態合作伙伴拓展千兆場景，提升數字家庭生活體驗。通過探索終端合作、服務合作等新型運營體系，賦能多種硬件形態、軟件應用，進一步搭建一體化智聯平臺。在此基礎上，營造聚焦養老健康、家庭教育、全屋智能、云電腦等新興應用場景的一體化智慧家庭全場景生態，共同打造覆蓋全場景的明星智家應用產品組合，并不斷提升智慧家庭的融合運營能力。