智慧光网络为千行百业数字化转型注智赋能

作者：中国信科集团烽火通信科技股份有限公司高级技术专家 吴军

数字化与数字化转型正当时　　

2017年，习近平总书记强调“推动实施国家大数据战略，加快完善数字基础设施”“加快建设数字中国，更好服务我国经济社会发展和人民生活改善”。当成为数字世界和现实世界的联系纽带及表现形式时，数字就成为数据。“利用新的ICT技术在组织、文化、流程等方面应变而变的改变”，这是2017年中国信科集团旗下烽火通信给出的数字化转型的定义。数字经济是应用数字技术、数字产品和数字化方法来创造、转换和实现价值。数据显示，2020年，我国数字经济规模达到39.2万亿元，占GDP比重为38.6%，位居世界第二。数据成为最核心的生产要素。数字文明是指利用新的ICT技术创造新的可信、安全、智能的社会。中国正处于从发展数字经济迈向发展数字文明的伟大进程中。　　

2021年3月5日，国务院总理李克强在政府工作报告中介绍“十四五”时期主要目标任务，指出“加快数字化发展，打造数字经济新优势，协同推进数字产业化和产业数字化转型”，强调“加大5G网络和千兆光网建设力度，丰富应用场景”。千兆光网就是智慧光网或者F5G，从语音业务到Web、视频、4K高清，再到如今的万物互联，移动5G和固网5G一同走进了千兆时代，5G﹢智慧光网（F5G）将构筑ICT网络和数字经济发展的基石。　　

截至2021年8月，全球超过170家电信运营商实现了5G商用，我国累计建成5G基站达到103.7万个，占全球5G基站总数的70%以上；5G终端连接数近4.2亿，5G终端连接数占全球80%以上。在5G标准方面，支持万物互联的R17版本即将完成，作为5G-Advanced的首个版本R18也将启动；F5G的Tbit单波速率、光联万物、ms级的低时延带来极致的用户体验。据中国信通院的预测，到2030年5G拉动6.3万亿元经济产出，新增800万个就业机会。5G﹢F5G（智慧光网）引领数字经济蓬勃发展。　　

5G、F5G正在和“ABCD”（AI人工智能、Big Data大数据、Cloud Computing云计算、Digital Twins数字孪生）等技术融合，锚定应用行业和应用场景。比如，智慧医疗将挽救更多人的生命，守护更普惠的健康；智慧电网将极大地提升电网安全、缩短电力故障恢复时间。5G﹢智慧光网将使能千行百业的数字化转型。　　

各行业企业纷纷投身到数字化转型的实践中。例如，基于“最大限度挖掘数字连接价值，造福人类社会”的愿景，烽火通信制订了数字化转型的战略SMART，即协同共享的生态（Synergetic Ecosystem）、因变而变的组织（Matching Organization）、敏捷灵活的运营（Agile Operation）、创新突破的应用（Revolutionary Application）、量身定制的服务（Tailormade Service）。从SMART战略到SmartICT2.0﹢完整解决方案，烽火通信的解决方案包括了智慧网络、智慧平台和应用以及健康生态。

泛在、超宽、开放、随需彰显光网“智慧”　　

2019年，烽火通信率先提出智慧光网络的概念，它的主要特征是“泛在、超宽、开放、随需”。“智慧光网络”一经提出，在行业内引起了广泛共识。智慧光网通过数字孪生技术，将物理光网络完整映射到数字世界，加上意图识别、知识图谱、大数据和人工智能等技术，物理网络和孪生网络两个平行世界智慧交互；通过边缘延伸、带宽灵活调度、AI加持等实现架构扁平化、调度全光化、管理智能化，进一步体现智慧光网“泛在、超宽、开放、随需”的核心价值，支撑政务应用、行业应用和家庭应用。　　

智慧光网络的泛在体现在接入客户类型、业务种类和接入场景三个方面。在网络接入侧，支持4G/5G/6G无线、光纤到家庭（10G/50G PON）、企业专线、万物智联等。光纤到家庭将进一步向光纤到房间（FTTR）、光纤到桌面（FTTD）、光纤到终端（FTTT）乃至光联万物方向发展。在全光链路侧，OTN/ WDM向网络边缘不断延伸并引入小颗粒的光业务单元（OSU），使管道容器匹配业务颗粒度。　　

智慧光网络的超宽体现在超高速率、超大系统传输容量和超大节点调度容量三个方面。通过编码和调制技术，单波速率从400G向800G/Tbit提升；通过波分复用技术，从C波段向C﹢﹢再向C﹢L全波段延伸，获得更大的系统容量；通过空间复用技术，采用多芯/少模光纤，实现下一代超大容量的光纤通信系统。而10G/ 50G PON﹢2.5G/5G无线双频并发构筑了立体多维的室内大带宽。　　

智慧光网络的开放体现在能力开放、网络开放和接口开放三个方面。应用层集中管理丰富的APP应用；标准的南北向接口实现开放解耦；通过统一的云网编排控制、IP﹢光的跨层协同实现云网协同，支撑网络即服务（NaaS）。软件定义网络SDN﹢AI技术打造智慧光网大脑，实现网络端到端的可控可管可视。　　

智慧光网络的随需体现在业务承载方式、路径和带宽、时延QoS保障三个方面。100M-5G的任意颗粒切片技术、确定性的低时延技术，专线MAC层的隧道加密技术实现一网多用、带宽按需分配、服务无等待、品质可保障。　　

正是智慧光网络“泛在、超宽、开放、随需”的特征，能很好地为千行百业的数字化转型赋能。

智慧光网络赋能行业数字化转型　　

如今，无论任何时间、任何地点、任何屏幕，移动视频已成为一种习惯；停课不停学，居家办公永在线，新冠肺炎疫情成就了在线教育和在线办公；中小企业加速上云成为常态；还有XR、全息通信、触觉互联网、AIoT、工业互联网等，这些应用将开启智慧光网络应用的新蓝海。在智慧医疗、智能制造和新型智慧城市等众多行业的数字化转型过程中，智慧光网络功不可没。　　

智慧光网络为医疗行业注入新动能。在医疗行业，智慧医院是典型的应用场景。5G﹢智慧光网构成智慧医院专网，用来连接科室的各种医疗设备。基于医院专网构成的大带宽、低时延、广连接的智慧网络支撑各种医疗应用，如远程会诊、远程超声、远程手术、远程护理等。借助5G、智慧光网、产业互联网、AI等新兴技术，医院提高了医疗配置效率、改善了就医体验、密切了医患互动，推动了传统医疗向全联接的智慧医疗方向发展。　　

5G和智慧光网络在2020年雷神山、火神山医院抗击新冠肺炎疫情过程中发挥了巨大作用。在手术前的远程会诊中，1Gbps量级的带宽、16K 3D视频带来的高清影像，让医生与患者“近在咫尺”；远程手术中需要操控手术仪器，毫米级时延、5个9的可靠性帮助医生与病魔赛跑；手术后的远程医护借助可穿戴设备、医疗传感、大连接守护患者的健康。　　

智慧光网络编织工业互联网“全连接”平台。工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济 融合的新型基础设施、应用模式和工业生态，通过对人、机、物、系统等要素的全面连接，构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径。　　

工业互联网由三个部分组成：一是底层物联网，也称OT系统，如分布在生产车间的生产装备、智能仪表、 、各种传感器和接入控制网关等。二是连接OT系统和IT系统的企业内网CT系统，包括工业PON、工业OTN等工业级的智慧光网络、工业以太网以及采用5G/6G网络切片的企业专网，比如云化机器人等移动的智能装备必须用5G/6G网络来安全可靠连接。三是支撑企业研发、生产、销售、供应链、服务等全场景全生命周期的多个IT系统的工业互联网平台。　　

工业互联网既是工业数字化、网络化、智能化转型的基础设施，也是互联网、大数据、人工智能与实体经济 融合的应用模式。以智能制造为例：一方面，工业互联网平台基于实时业务流，驱动车间OT运行，实现智能制造；另一方面，工业互联网聚合来自OT的数据，借助人工智能、大数据分析技术，反过来优化OT运行参数、提高运行效率，进一步为企业提供决策支撑。企业的工业互联网平台需要与外部工业互联网平台互联，如与行业互联网标识解析平台对接，与合作伙伴生产系统、供应链系统连接，实现网络化制造、零库存等提质增效的目标。智慧光网络的大带宽、低时延等特性构成了智能制造实时和高可靠应用的基础。　　

智慧光网络构建城市“最强大脑”。武汉新型智慧城市基础平台就是典型应用实例，该平台包含一张融合的云网、一个城市大脑、三大保障体系，服务于政府管理、城市治理、生态宜居、惠民服务、产业创新五大领域，实现了包括政务服务一网通办、政府办公一网协同、民生服务一码互联、企业服务一站直通、城市运行一网统管、社会治理一网共治理的“6个1”。5G和智慧光网络、城市大脑成就了“云数通衢、大智武汉”。

未来智慧光网络支撑我国迈向数字文明　　

ITU-T SG13发布了网络2030白皮书。网络2030白皮书给出了网络2030愿景：在新兴的全息社会——由全息技术驱动的未来数字社会里，开展新一轮网络创新，借助联邦新型基础设施提供新的通信服务，从而使能新型垂直行业。　　

根据全球通信行业的发展规律、各国的网络发展战略和学术界、产业界的最新研究进展，第六代移动通信技术会在2030年开始商用，智慧光网络也将相应地发展为第六代固定通信网络（未来智慧光网络或F6G）。　　

未来智慧光网络的应用场景将包括但不限于6G移动承载、XR、全息通信、触觉互联网、工业互联网、智能物联网、空天一体化（卫星-陆地通信）、海洋信息网络等，这将对智慧光网络提出更高的要求。比如，触觉互联网是能够实时传送控制、触摸、感应/驱动信息的通信网，它融合了XR、触觉感知、全息通信、5G-A/6G移动通信、XR智慧光网络等最新技术，是网络技术及其应用的又一次演进。触觉互联网对通信网络提出了大带宽、低时延、严格同步和安全性的要求：大尺寸全息图需要1Tbps以上传输带宽；人眼察觉不到的最大时延约为5ms，为了承载的流畅性和沉浸性，即时触觉端到端的延迟在亚毫秒级；人脑对不同的感觉输入反应时间不同，例如触觉1ms，视觉10ms，听觉100ms，在多触觉输入的情况下，来自不同位置的混合感觉输入的实时反馈需要严格同步；在远程操作的过程中，数据传输的安全性应保证，尤其是涉及人的生命或高价值的机械装置等触觉场景。　　

烽火通信认为，未来智慧光网络是现阶段智慧光网络的升级，是具有更泛在连接、更大带宽、智慧内生、安全内生、云网算融合等高级智慧属性的自愈自治的光网络。　　

可以预见，未来光网络的智慧特性将更好地服务于智慧生活、智慧生产和智慧社会治理，更好地赋能千行百业的数字化转型，支撑我国从数字经济高质量发展迈向数字文明。

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