2023融合全光网络白皮书

新华三融合全光网络白皮书 目录 contents 01云智时代，园区网络面临新的需求和挑战 1.1创新业务需求激增，园区网络的重要性显著提升2 1.2现有园区网络面临巨大挑战3 1.3园区网络亟待演进升级4 02全光网络全面契合未来园区发展要求 2.1全光网络的基础能力和特性优势7 2.2全光网络的现状和未来发展方向9 03兼收并蓄，全面提升——发展融合全光网络 3.1融合全光网络技术发展特征13 3.2融合全光网络应用价值13 3.3融合全光网络发展趋势14 04融合全光网络的应用与实践 4.1承载不同特性的园区应用业务17 4.2满足不同行业的创新场景需要19 4.3典型实践案例22 05融合全光网络未来发展展望 5.1机遇与挑战并存29 5.2IDC建议30 06推荐新华三全光网 6.1坚持全光网络的融合化发展价值主张33 6.2为行业提供多样化的解决方案选择34 01 云智时代，园区网络面临新的需求和挑战 1.1创新业务需求激增，园区网络的重要性显著提升 随着云和数据智能时代的到来，各行业的核心业务已经开始全面云化和在线化，通过开放、共享、协同的架构，实现更加广泛的信息互通和业务协同。 云智时代创建了丰富多彩的IT服务，推动各类组织不断开展数字化转型创新活动，产生了一大批以大数据、物联网、区块链技术为基础的创新型业务。随着数字化转型进程的深入，基础网络所承载的数据流量特性在悄然发生变化。各类平台产生的海量新增数据不仅涉及到对计算、存储以及数据管理/治理等环节的全新要求，也给传输、交换、路由等网络基础能力带来了极大挑战。与此同时，高清视频、网络会议应用的大量普及，也进一步推升了用户对网络性能、稳定性、安全性以及敏捷性的期待。 横向流量显著增加：以典型的园区网络为例，传统应用系统的服务对象有限，其流量主要集中在不同应用系统内部服务器之间的互访。而随着终端数量的猛增以及业务模式的变化，园区内部设备之间的流量需求出现大幅增长，Wi-Fi升级、业务云化、移动办公、多形态终端、全无线化、AP入室等变化带来的规模化增加的信息口需求和超大接入带宽需求，使基础设施架构和业务架构都在发生持续性的演进升级。 纵向访问特性日趋复杂：企业上云和SaaS服务的大量应用，带来了更多的云间访问以及多云互联需求，一些业务应用需要更频繁的访问外部数据和外部服务，这对网络出口的性能和访问控制能力也带来了新的变化与挑战。 图1：企业云业务发展情况 93.0% 93.0% 59.0% 45.0% 应用转向部署到公有云 应用转向部署到私有云需要进行Saas访问多云/混合云互联 来源：IDC,2022 在这个数据价值赋能业务发展的关键时期，园区网络的重要性大幅提升。网络的承载能力不仅直接影响到企业数字化转型创新的成效，更成为影响企业全局发展的关键要素之一。 1.2现有园区网络面临巨大挑战 近年来，随着各类园区业务的快速创新与拓展，园区网络基础设施正面临着日益严峻的挑战，传统以铜缆为主要载体的园区网络体系已经难于应对日新月异的应用变化。 图2：当前园区网络遇到的典型问题 99.0% 95.0% 91.0% 37.0% 带宽升级导致重复投资 多张网络分别承载不同业务施工布线复杂 运维管理低效 来源：IDC,2022 传统网络传输性能相对较弱，布线结构复杂，在支撑当前的多业务运行环境时疲态尽显，在面对电子课堂、在线教育、高清影像查阅、远程医疗、在线会议、高清视频直播、VR/AR等大流量和高频交互场景时，传统网络基础设施的性能和灵活性问题很容易导致上层业务出现不稳定和异常。 越来越频繁的带宽升级也会导致重复投资加剧。一方面，铜缆的理论带宽上限相对不高，带宽的增加必然带来布线规模的增加。另一方面，铜缆的使用期限只有10-15年，一大批传统网络已经或正在面临重新布线的问题，由此带来的设备升级和其他一系列问题，都有可能导致成本的不可控，总体升级扩容工作难度较高。此外，当前的用户普遍十分关注网络的可持续性和规划的前瞻性，希望在不过多增加成本的前提下，使网络具备足够的弹性，并能够满足未来一段时期的需求，这都是传统网络无法有效解决的问题。 在构建园区网络时，施工布线工程十分复杂，不仅要考虑传输距离的限制，还要关注机房空间要求、设备连接复杂美观要求、功耗要求、散热要求以及安全合规要求等。此外，目前的网络运维管理较为低效，无法应对越来越多的创新业务种类。因此，一个规模庞大的园区网络必须综合考虑快速部署、故障快速处理（包括线路故障定位、网络问题查找等）、扩容响应以及监控管理等一系列日常和应急处置措施。 1.3园区网络亟待演进升级 在建设和升级新的园区网络时，必须正视上述挑战，以体系化的设计思维，全面考虑网络结构先进性、运维灵活性、网络稳定性以及综合运行效率等多重要素，使园区网络能够应对当前和未来可预期的业务发展需求。 图3：园区网络升级需求 97.0% 99.0% 97.0% 40.0% 多业务承载 架构演进升级建设成本降低运维效率提升 1、打造稳定的多业务承载能力 来源：IDC,2022 新一代的园区网络，必须具备强大的多业务承载能力，这是当前企业数字化转型背景下的必然要求。例如，在教育领域，智慧校园所涉及的教育、科研应用的规模越来越庞大，地域分布范围也越广。一大批在线课堂、视频点播、网络直播业务得到广泛使用。在医疗领域，传统的HIS、EMR、LIS、PACS、RIS等系统在不断更新升级，远程医疗、智能影像分析等新的医疗模式也不断出现，同时，随着医疗、健康大数据的发展，医疗健康领域也在积极引入区块链、联邦学习、隐私计算等新的大数据技术和应用。面对新业务的挑战，新一代园区网络应具备更加简化的结构，实现多网合一，兼容不同的协议和传输速率，承载语音、视频、数据等不同业务，并融合有线、无线、物联网等不同网络形式，实现真正的远距离、大带宽、低时延以及极高的稳定性。 2、向敏捷灵活的新一代架构演进 园区网络应不断简化网络层次和架构，在技术路线上体现更多的开放性和兼容性，能够通过丰富的配置能力和服务化的模式，为用户打造出更多的定制化选择，即面对多样化的业务特性，提供更加敏捷、灵活的网络承载服务。 3、有效降低总体拥有成本TCO 园区网络应进一步降低综合建设成本。这其中既包括通过简化网络结构而产生的机房、中继设备、空调等能耗节约，也包括新一代技术给综合施工、布线以及升级等环节带来的降本效应，还包括更低的后期维护消耗等。 4、大幅提升运维效率 新一代园区网络通过简化架构，有望带来运维难度的大幅降低。更重要的是，新一代网络应着力提供更加强大的细粒度感知监控和一体化的运维管理能力，在设备层面增加链路、模块的感知手段，在系统层面构建大数据支撑的故障诊断、预测能力，在方案层面建立更为高效的自主运维流程和自动化替换措施。通过全方位的运维过程自动化和智能化，显著提升运维工作体验。 6 02 全光网络全面契合未来园区发展要求 传统铜质基础网络存在的性能、成本、施工和运维复杂度等问题，以及在敏捷性、可靠性提升等方面受到的诸多限制，使新一代基础网络建设面临路径规划、技术体制和产品形态的全新选择。面对未来园区的创新发展需求，全光网络在基础能力和运行特性上具有显著的比较优势，能够完美契合园区新业务的保障需求，有效解决未来园区发展过程中面临的网络基础设施挑战。 2.1全光网络的基础能力和特性优势 全光网络相比传统铜缆网络，在性能和运维能力方面都具有无可比拟的优势。其有效的克服了传统铜缆网络存在的传输性能弱、成本高、布线复杂等缺点，可以有效面向各类新一代网络应用，包括物联网、云服务、超高清视频、无线办公、数字孪生等带来的大规模流量挑战。在传统园区网络面临带宽、运维等更复杂挑战的局面下，全光网络以其更高带宽、大二层网络、易于运维和扩容、超长传输、绿色低碳等优点，成为下一代园区网络的最佳选项。 图4：全光网络受关注的价值点 POL全光网络 5.0% 23.0% 6.3% 12.0% 20.7% 33.0% 架构扁平化带宽易升级建设成本低运维效率高绿色低碳 综合布线简化 来源：IDC,2022 POL全光网络是基于PON技术的新型局域网组网方式，其在PON方案的基础上，优化了局域网的基础布线和网络架构，拥有更加扁平化的网络架构。POL全光网络具备PON网络的大带宽、高可靠性、扁平化、易部署、易管理等显著优势特性，同时也拥有更理想的综合运行成本优势。 更简单的网络结构：POL全光网络将传统的复杂多层网络交换转变为简单的二层架构，网络的扁平化带来部署和运维成本的显著降低，也更加符合未来云网融合架构的部署要求。 更灵活的带宽分配策略：POL全光网络不但拥有极高的理论带宽上限，可以满足新业务不断增加的带宽要求，同时其结合核心交换机、OLT、ODN、ONU等关键设备，可以灵活构建对称或非对称的上下行带宽，在一些关键业务承载中，可以有效节约上行光纤资源。 更低的运行和升级成本：POL全光网络由大量无源设备组网，取消了传统网络弱电间的配置，可以很大程度上做到免维护。POL全光网络的配置点很少，与SDN技术相结合可实现上电即用，网络带宽能够不断平滑演进。因此，POL全光网络显著降低了运行和升级维护成本。 POL全光网络能够实现超长距离的传输，无需部署大量的额外中继设备。其网络部署总体上简单易行，能够节约大量的物理空间。同时，由于其优化了布线和网络结构，无需弱电间机柜、电源等配套设施，ONU等设备能够实现预配置，插电即可自动添加完成部署，显著提高了部署和运行效率，全光环境有效避免了电磁干扰、电磁泄漏等，相关的设备一般也能够支持802.1x认证、用户隔离、广播抑制、抗DDOS攻击等功能，总体上具有极高的安全性。 POL全光网络更加适合南北向流量为主的业务访问场景，如集中的园区宿舍、医院病房、酒店客房等环境下的内、外部业务访问，能够保证为多业务提供足够的带宽和访问可靠性。 以太网全光网络 以太网全光网络是由传统以太网演进而成，沿用以太网原有的三层协议，通过光纤入室取消了传统楼层接入设备，实现楼栋内的统一汇聚，将光纤的大带宽和传统以太网的成熟网络机制结合起来，不仅能显著提升信息口密集场所（宿舍、政府办公、医院大厅等）的大带宽保障能力，还极大地简化了施工流程，降低运维成本，为园区网络升级提供了不同的路线选择。 良好的开放性和兼容性：以太网全光网络完全兼容原有的以太网架构和协议，部署和运维人员无需学习新的协议内容，在使用过程中也不用绑定任何厂商，使用方拥有更多的选择空间。 更稳定的带宽保障：以太网全光网络依托原有以太网的技术机制，其交换机通常工作在全双工模式下，终端用户独享下行设备带宽。以太网全光网络可提供更精确的SLA，具有非常可靠的带宽性能保障。 升级路线快速简洁，扩展方便：以太网全光网络沿用了传统网络架构，升级为全光网络后，一栋楼仅需一个汇聚设备，且在后续升级过程中以更换房间设备为主，无需调整网络链路，为维护工作和业务的开通和使用带来极大的便利性。 以太网全光网络适合很多园区的现网局部升级改造以及东西向流量为主的使用场景，例如多媒体教室、办公室、会议室等内部环境之间的大流量访问等。 全光网络的特性优势 全光网络相对于铜缆网络，在网络的部署、传输、维护以及升级等方面都具有无可比拟的优势。 传输性能强：全光网络使用光纤作为传输介质，光纤有传输距离远、速率高、衰减少、抗干扰能力强、生命周期长等特点，是提高网络带宽的理想材质。 网络结构简单：全光网络结构相对简单，传输不同速率和协议的数据，轻松实现多网合一，同时承载视频、数据、无线、语音等多种业务。全光网络也大幅减少了中继设备、弱电机房、空调的使用。 可维护性强：全光网络支持统一管理和监控，故障排查简单，故障设备支持一键替换。此外，全光网络设备还可以支持光链路、光模块故障诊断和光模块生命周期预测等功能，可及时预测和处理光模块故障，给后期管理和维护工作带来便利。