什么是开放式光网络?|百科


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什么是开放式光网络?


开放式光网络(Open Optical Networking)是一种将光传输系统中的关键要素解耦的技术架构。它将光线路系统、相干光学器件以及控制与管理软件拆分为可独立选择和演进的模块,使运营商能够利用标准化接口和多厂商设备构建灵活、可扩展的光传输网络。

在传统的垂直整合DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)系统中,硬件与软件通常由单一供应商整体提供。尽管这种模式在可靠性和集成度方面具有优势,但也限制了网络随业务变化快速演进的能力。开放式光网络旨在突破这一限制,使网络构建与演进不再受限于某一厂商的产品周期或生态体系。

开放性的核心价值并非简单地混用不同厂商的器件,而是通过架构解耦,使网络能够在不重构整体系统的前提下,引入新的容量技术、光模块或自动化软件,从而获得更高的演进效率。

开放式光网络的重要性


随着网络需求的不断增长,光传输系统的主要挑战已从物理层性能转向架构适应性。在封闭式系统中,容量升级、速率提升和管理自动化往往需要同步更换整套设备,即便现网的光性能仍能满足需求。这不仅增加了资本开销,也带来操作复杂性和潜在的风险。

开放式光网络通过架构解耦,使以下目标成为可能:


  • 容量演进与系统更换分离:可独立升级相干光模块、控制平面或线路系统,从而避免“大版本升级式”的整体替换。

  • 降低网络扩展门槛:运营商可根据业务增长灵活扩展带宽,而非依赖单一厂商的迭代节奏。

  • 增强技术引入能力:新型调制方式、相干技术或自动化软件可在原有系统架构上逐步叠加。

  • 提升长期运营效率:在多厂商环境中实现透明管理与自动化,有助于降低总体拥有成本(TCO)。

从产业趋势来看,开放性已成为光网络长期演进的重要结构性要求,而不仅仅是成本优化的手段。

核心技术架构


开放式光网络通常包含以下三个关键组成要素:

1. 开放式线路系统(OpenLineSystem,OLS)

OLS将放大、色散管理和波长路由等功能从转发器中分离,提供对多厂商相干光模块的兼容能力。通过遵循标准化光接口(如OpenROADM或OpenZR+相关规范),不同设备可在同一光纤基础设施上实现互操作。

2. 可插拔相干光学器件(Coherent Pluggables)

可插拔相干模块(如ZR、ZR+、OpenZR+)将高速相干传输能力集成于标准化外形(QSFP-DD、CFP2等)中,具备以下技术优势:


  • 功耗与空间占用显著降低

  • 支持灵活引入100G/200G/400G等速率

  • 适用于城域网与数据中心互连场景

  • 便于在交换机、路由器中直接部署,实现IPoDWDM等架构

可插拔相干器件的普及,是推动光层开放的重要技术基础。

3. 开放式管理与控制

基于SDN的控制系统以及标准化南向接口(如Open Config、NETCONF/RESTCONF、标准化YANG模型等)使多供应商设备能够在统一框架下进行可视化、编排与自动化管理。这一步对于真正实现运营层面的开放性至关重要,否则物理层面实现互通仍不足以保证网络的可运维性与可演进性。

三个层面的协同是开放式光网络得以落地的前提。若其中任意部分未能标准化和开放化,整体系统的灵活性将受到限制。

开放式光网络在实践中的体现


在实际部署中,开放式架构的光传输系统通常具备以下特征:


  • 模块化设计,可按需插入不同类型的相干模块

  • 支持多种标准化光接口协议

  • 可以与现有OLS、路由设备或数据中心光纤基础设施兼容

  • 提供统一的管理接口,以实现跨设备的配置、监控与故障处理

这类系统的价值在于,通过标准化与解耦,使运营商能够以较低风险和更高效率实现网络扩展与升级。

对网络运营商的价值


开放式光网络为运营商带来多方面的战略性优势:

1. 减少供应商锁定(VendorLock-in)

可在不同厂商之间灵活选择器件与软件,降低长期投入风险。

2. 渐进式容量扩展

可根据业务增长独立升级相干模块或控制系统,无需整体换代。

3. 降低总体拥有成本(TCO)

简化运维流程,提高资源利用率,从而降低长期运营成本。

4. 提升业务响应速度

网络演进由实际流量需求驱动,而非厂商产品路线图。

5. 增强网络透明性与自动化能力

统一的管理与控制接口有助于提升网络可视化与自动化水平。

总结


开放式光网络代表了从封闭式、垂直整合系统向模块化、解耦架构的结构性转变。随着流量增长模式日益难以预测以及技术演进速度不断加快,传统整机式升级方式已难以满足现代光传输网络的需求。

通过将线路系统、相干器件与管理层解耦,开放式光网络为运营商提供了可持续演进的基础框架,使其能够以更高的灵活性、更低的成本和更快的节奏应对未来的网络挑战。开放性不再是理念上的选择,而是高容量光传输系统在未来持续发展的必然方向。