如今，国家正加快实施“东数西算”工程，布局全国一体化算力网络国家枢纽节点，推动算力资源协同发展。行业、家庭对更高带宽、更低时延、更高可用率、更广覆盖等的需求不断涌现，为此，一张高品质的城域网络不可或缺。
“骨干光网络覆盖已经比较成熟，现在正在向更大容量、更宽频谱演进，但是面向骨干网络的设备单节点成本比较高，对于城域来讲有些超配了。因此，面向城域场景希望有一个既匹配规格，又相对便宜的设备形态出现。”日前，在《算力时代城域STAR OTN技术白皮书》发布会上，中国移动研究院基础网络技术研究所副所长张德朝介绍了城域网这颗新“星”的由来——“虽然OTN组网常见是mesh型，或者说环型，但是在汇聚OTN节点来说，单节点向下呈现星型发散结构，所以我们起了STAR这个相对来说比较形象的名字。”
下面，我们就来仔细分析一下这颗新“星”的由来。
算力时代，城域OTN下沉要实现两“低”两“高”
算力网络需要构建提供确定性运力的OTN全光运力底座，在OTN从核心层不断下沉普及已经渐成共识的背景下，我们需要将目光放得更加长远。
“城域网络过去我们讨论比较少，但是在算力时代，这又是未来算力能否普及到千行百业、千家万户最关键的一个点。”华为光传送领域总裁周军说道，“因为从站点数看，从核心层往下，每往下一层站点数是十倍、百倍的增长，这块对城域传送网提出很大挑战。”
据不完全统计，中国运营商网络的城域汇聚和接入站点数量在30万以上，城域OTN在下沉进行深度广覆盖的过程中，需要更经济高效的组网，向低成本、低复杂和高灵活、高智能的“两低”“两高”的方向发展。
低成本：紧凑的设计、高资源利用率。城域网如果继续采用独立多环的组网方式，各环上业务冷热不均，实际的平均波道利用率只有20%左右，导致资源浪费。并且汇聚站点到每个接入环的每个光方向都需要一套独立的光层子架，占用机房空间较多。城域OTN下沉到汇聚、接入层级站点数量将呈现10倍以上增加，以某地市城域网为例，共有5个核心站点、52个汇聚站点，接入站点数量则达到492个。站点数量如此庞大，城域OTN需要考虑采用更紧凑的设计和更高资源利用率的方案。
低复杂：简便的规划、设计和交付。波分系统设计阶段需要分析线路插损、光功率预算、入纤光功率、滤波代价、色散、PMD（Polarization mode dispersion，偏振模色散）容限和非线性效应等多个参数，光系统也由分合波板、光监控信道板和光放板等多个独立单板组成，需要大量的人工连纤，这些必须由专业人员进行交付。为了更好地满足快速部署，需要考虑如何简化规划、设计和交付流程，缩短业务上线时间。同时，站点配置最好可以归一，以减少备件数量、降低站点维护难度。
高灵活：更高的灵活性和更好的长期演进能力。采用FOADM（Fixed optical add-drop multiplexer，固定光分插复用器），部署后每个端口接入的波长是固定的。如果出现规划设计错误和调整，就需要重新上站更换单板、进行人工跳纤等操作，操作周期以天级计算。为了更好地适配算力时代业务不确定性需求，城域OTN需要具备更高的灵活性和长期持续演进的能力。
下一代城域OTN需“低、灵、简、快”
算力网络中，业务将由原来的固定/半固定式点对点连接走向灵活的任务式调度连接，业务需求时间不确定，业务颗粒大小不确定，业务源宿方向不确定。因此，传送网将从OTN固定式组网走向光电联动灵活组网。
面向城域网络，为提供一流的入算连接服务，实现广阔的用户快速接入，下一代城域OTN网络需要具备如下特征：
更低的建网成本。在满足业务发展需求，保障承载底座品质的前提下，通过组网架构创新、站点模型创新，以及光/电器件创新释放创新红利，实现更低的成本。
更灵活的调度能力。具备全颗粒电层/光层交叉调度能力，支持OTN一跳入算的能力，小颗粒业务采用电层调度，大颗粒业务采用波长调度，相互协调，高效运作。
更简易的运维。传送网络逐步走向自动化、自智化，通过推进光层数字化和引入AI人工智能技术，增强网络自运维、自优化的能力，降低运维人员的技能要求，实现便捷运维。
更快捷的部署。通过站点模型、单板部件归一，简化配置模型、单板种类，免除对专业网络设计的依赖，减少流程，实现网络快速部署。
STAR OTN新“星”崛起
“城域汇聚层作为网络腰部有承上启下作用，如何基于现有技术创新解决这个问题，是城域OTN很重要的一个命题。”张德朝介绍说。“这些年我们一直在探讨怎么用更高效的OTN将大带宽、刚性管道进一步下沉覆盖。这种情况下急需采用一种新的设备形态，包括OTN形态和OXC形态，以及新的组网架构，来更加匹配城域网场景。”
为此，华为和中国移动深入研究城域网络场景与发展趋势，从技术架构、长期演进、网络自动化和算网协同等四个维度出发，提出了全新一代城域STAR OTN技术架构。这个STAR还可以从四个字母的来源来解释——
Sharing：网络级资源共享，大幅度提升波长利用率，实现更低成本建网；
Targetting Metro：面向城域，优化模块、协议，支撑城域全业务长期演进；
Automation：波长自动分配，光层自动调测，业务自动发放；
Reconfigurable：光层灵活可配置，连接可重构，波长无感知。
采用什么技术实现这些特性呢？张德朝介绍，主要是四个方面。一是跨环波长共享，以及WSS关键器件的共享。二是T型ROADM，接入环上相对容量比较小，维度比较低，比如2—4维ROADM特殊结构的实现。三是全相干，比如采用新的简化方式来降低成本，这样在单比特成本上，会有比较好的性价比。四是基于波长标记的光层OAM。采用这四大关键技术来实现面向城域的光电联动新型光网络。
周军也表示，针对城域汇聚层以下多环少波的特征，波长共享型STAR OTN创新架构可应对城域汇聚层以下传统光交叉（OXC）设备成本高、资源利用率低、运维复杂的挑战。
新“星”已冉冉升起，未来华为与中国移动将持续携手合作伙伴，共同推进城域OTN技术的演进，大力推进低时延、高灵活性的城域全光底座发展。
本文已刊发于《人民邮电报》
