加快FTTR技术和产业发展保障端到端千兆宽带体验

加快FTTR技术和产业发展保障端到端千兆宽带体验 张德朝 中国移动研究院基础网络技术研究所2023年9月 千兆光网高速发展支撑经济社会数字化转型 千兆光网网络和用户高速增长，全国千兆用户数占比已达21.7%，千兆信息高速路初具规模，光网支撑作用逐步显现 产业政策驱动和新业务发展，持续推动千兆光网面向新架构、新业务和新体验向纵深发展，对光网高质量支撑提出新要求 千兆光网网络和用户高速增长产业政策加快千兆光网纵深发展业务发展赋予千兆光网新需求 •宽带用户数已达6.17亿，增速放缓 •千兆用户高速增长，已达1.34亿，占总用户21.7% •千兆网络10GPON端口数同步快速增长达2000w，半年净增约500w 数据来源：工信部 中央 部委 “加快光纤到房间商用步伐” 2022.7工信部141号文 “鼓励光纤到房间”2021.4工信部、住建部等16部门28号文 “实现“千城千兆”建设” 2022.1工信部、发改委 《十四五新基建规划》 《十四五数字经济规划》 新架构 新业务 新体验 带宽换体验带宽换时延带宽换算力 未来业务特征变化 2D显示3D显示 大网应用类局域网应用 无交互全场景交互 一维/二维传感三维传感 泛8K视频 XR元宇宙 云网光宽 垂直行业 2 千兆光接入网技术发展趋势 千兆光接入网作为“连接+算力+能力”的第一跳入口，需全面提升光接入网络的带宽、时延和覆盖等网络基础能力，并融合网络感知和网络切片能力，构建面向算网服务的千兆入算光猫点 提速：基础连接 万兆 接入 云 提质：极致体验 千兆 覆盖 提值：智能应用 端 50GPON FTTR 应用 PON+FTTR+X 千兆加速普及，有线宽带用户已超2.8亿 •21年起全面转向10GPON建设 •演进：持续推动50GPON技术产业成熟 千兆宽带用户数已超5000w，行业占比超40% 千兆光网+X，赋能新应用和垂直行业千兆入算光猫点，算网服务泛在接入 1（高品质底座）+X（场景化服务） 1+X 10G PON OLT PON 智能网关 打造家庭和小微企业全光千兆覆盖 •23年首次集采引 入智能板 •演进：构建网络业务感知能力 •23年首次集采智能企业网关 . •逐步加大千兆智能网关占比 •基于C-WAN的全光Wi-Fi组网 •基于光层OAM集中化原生管控 •PON+FTTR协同端到端切片 3 FTTR总体需求及关键技术 集中管控、千兆无缝覆盖、协同组网是FTTR三大核心要求，需进一步推进基于光层OAM网络架构和协议层等关键技术攻关和标准化 FTTR网络架构 Me Mf 延伸FTTH光底座能力 •PON的光层OAM管控能力延伸到家庭内部 MfMe •通过光纤延伸实现千兆网络能力无缝覆盖 协同组网提升体验 •PON+FTTR协同，实现固网端到端切片 •光+WLAN协同，实现WiFi组网可调度，增强千兆Wi-Fi体验 FTTR架构FTTR物理层FTTR协议层智能协同 4 FTTR标准进展 FTTR架构标准已进入发布流程，业界正在协同加速推进FTTR物理层、协议层和光层OAM标准研制 G.FIN-SA G.FIN-PHY G.FIN-DLL G.FIN-MN 总体 物理层 数据链路层 管理 光层OAM CCSA：FTTR ITU-T：G.FIN 国际标准G.FIN-SA和行标FTTR总体待发布 FTTR物理层和数据链路层重要内容基本达成一致，有望今年完成，国际标准同步推动 FTTR光层OAM机制已在SG15Q2和Q3热烈讨论当中，OLT协同管控FTTR技术方案成为技术发展热点 ITU-T 2023年3月 G.FIN-SA 预计2023年底 G.FIN-PHY/DLL 预计2024年底 CCSA FTTR总体 2023年4月 FTTR物理层FTTR数据链路层 预计2024年中旬 FTTR光层OAM 5 关键技术1：FTTR光层OAM需求 FTTR推动光接入网向两级P2MP架构演进，需围绕光接入网新架构构建光接入网端到端集中管控能力 FTTR光层OAM是基于P2MP光网络接口，实现管控能力由FTTH向FTTR延伸的关键 OAM通道 OAM协议 OAM通道由OLT-MFU-SFU两段组成，应隔离于数据通道，并具备最高优先级 OLT与MFU之间，可复用OMCC通道，或1:1/1:N创建新的xGEM-Port。前者更节约PON链路层资源 MFU与SFU之间，可复用OMCC通道，或参考/复用FTTRC-WAN架构引入的WMCC通道。前者更利于OLT与MFU对SFU的协同管控 基于OMCI协议演进，最大化复用MEs，简化OLT-FTTR的OAM协议互通性 考虑在OMCI消息头中引入SFU端口信息，OLT可复用MEs采用类ONU方式直接管控到SFU MFU针对OLT与SFU之间的OAM消息，在两段OAM通道间做中继转发 OLT侧基于MFU和SFU的MIB，可还原出FTTRMIB，简化OLT-FTTR的 OAM互通6 关键技术1：FTTR光层OAM技术/产业/标准进展 FTTR光层OAM技术方案已在22年完成原型系统验证，相关技术要求已在22年底完成CCSA标准立项，ITU-TSG15Q2和Q3也在热烈讨论当中，需业界共同协同，推进技术、标准和产业发展 OMCIServer SFUMIB OMCI Client OMCI Server OMCIClient OLT •光层OAM架构及接口协议设计已基本完成，并制定企业标准 •已启动光层OAM二阶段技术研究，进一步丰富接口功能 •22年联合华为/中兴/烽火/诺基亚等厂商开发光层OAM原型系统，完成实验室及现网试点测试，功能符合预期 •23年OLT与FTTR基本实现光层OAM接口互通解耦 •22年完成光层OAM行标立项 •联合业界加速光层OAM行标制定 •推动光层OAM技术方案在ITU-T标准化 技术产业标准 MFU SFU [1]DechaoZhang,JinglongZhu,etal.,Fiber-to-the-Room(FTTR):AKeyTechnologyforF5GandBeyond,vol.15issue.9,JOCN2023 [2]JinglongZhu,JunweiLi,etal.,FirstFieldTrialofFTTRBasedonNativeManagementandControlArchitecturefor5GSmallCellBackhaul,OFC2023,PaperW2A.13 7 关键技术2：FTTR物理层和多速率共存 面向新业务新场景的提速需求，FTTR可针对不同场景制定相应的速率升级方案，持续提升用户体验 ToH：主要考虑FTTR系统整体速率升级，保障Wi-Fi组网系统性能最优，暂不考虑兼容低速率的从设备 ToB：主设备下行光口可通过WDM方式，兼容低速率的从设备，解决实际部署升级问题 01ToH：FTTR速率升级方案 02ToB：FTTR速率升级方案 场景特点：家庭场景分路比小（多数场景1：3以内），FTTR从设备数量少 升级方案：FTTR系统整体更换升级，无需兼容低速率FTTR从设备。保障FTTR系统光+Wi-Fi协同性能 最优 场景特点：政企场景分光比大，FTTR从设备数量多 升级方案：主设备需兼容低速率FTTR从设备，各从设备可按需升级替换，但存在管控协议、WIFI协议一致性差，组网体验差的风险 共存方式：WDM 2.5G和10GRaFTTR可采用DML+PIN的收发技术方案 2.5GRbFTTR可复用GPON技术和产业 10GRbFTTR技术指标要求还需进一步探讨，同时关注2.5G超频实现10GFTTR的技术方案 Ra等级：0～18dBRb等级：13～28dB 8 关键需求3：ComboFTTR理念及架构 基于千兆宽带网业端协同发展理念，中国移动提出ComboFTTR技术方案，1代FTTR系统可支持按需随选接入2代PON局端，满足用户无感持续升级带宽 OLT GPON端口 GPON/XG-PON ComboFTTR FTTR主设备 GPON/XG(S)-PON FTTR从设备FTTR从设备 Combo端口 GPON/XGS-PON Combo端口 网络侧接口 combo端口 … FTTR从设备 GPON、10GPON协同发展千兆宽带，满足家宽、企宽和小微企业组网需求 GPON、10GPON覆盖区域均可发展FTTR业务 适配局端发展千兆 在用户无感知的情况下，支持适配OLT设备由GPON升级为XG(S)-PON 1代FTTR设备支持2代PON技术演进，极大地保护了FTTR设备投资 保障用户提速体验 基于光层OAM实现对ComboFTTR上联接口工作模式远程管控 Combo双链路可根据用户业务SLA和链路负载，动态保障体验 光层集中管控灵活组网 9 关键技术4：PON+FTTR智能协同 PON+FTTR分层联动，通过在OLT部署智能板，提升PON和FTTR智能协同深度，构建以OLT为算力网关的面向客户的算力节点，实现业务的快速处理及网络协同优化 FTTR OLT 光层OAM通道：管、控、数采协同 ... 智能板 WiFi调优 业务感知切片协同智能运维 智能协同 PON板 上层数采通道 MFU 光层OAM数据采集算力协同 SFU 光层OAM 数据采集 SFU 光层OAM 数据采集 拓展千兆固网智能化能力及应用 构建千兆固网大数据底座和算力节点 光层OAM通道实现PON/FTTR网络管/控/采 构建开放统一的API接口，支持基于上层通道实现PON/FTTR网络数据采集 大算力支持应用级SLA度量，实现 PON+FTTR数据协同感知 精准业务识别，端到端切片协同：OLT精准识别业务类型，跨域协同动态匹配业务SLA，实现千兆固网端到端切片协同 Wi-Fi跨域调优：智能板部署调优算法，依托WiFi状态信息，实现WiFi跨域调优 端到端运维协同：PON和FTTR业务KPI和网络KPI关联分析，精准定位接入侧与家庭侧故障 10 小结 FTTR是千兆光网向用户的进一步延申，是实现用户侧千兆无缝覆盖的重要技术演进方向，希望业界协同加速推进技术收敛和标准化 •光+WLAN协同成为固网技术发展的新方向 PON+FTTR智能协同的新一代光接入网的技术架构，为端到端固网切片和通感算一体化技术发展提供实现路径 •光层OAM拉通OLT-MFU-SFU协同一张网，OLT和MFU构建两级在网计算端算力节点 11 谢谢！