作者：中國信科集團烽火通信科技股份有限公司高級技術專家 吳軍
數字化與數字化轉型正當時
2017年，習近平總書記強調“推動實施國家大數據戰略，加快完善數字基礎設施”“加快建設數字中國，更好服務我國經濟社會發展和人民生活改善”。當成為數字世界和現實世界的聯系紐帶及表現形式時，數字就成為數據。“利用新的ICT技術在組織、文化、流程等方面應變而變的改變”，這是2017年中國信科集團旗下烽火通信給出的數字化轉型的定義。數字經濟是應用數字技術、數字產品和數字化方法來創造、轉換和實現價值。數據顯示，2020年，我國數字經濟規模達到39.2萬億元，占GDP比重為38.6%，位居世界第二。數據成為最核心的生產要素。數字文明是指利用新的ICT技術創造新的可信、安全、智能的社會。中國正處于從發展數字經濟邁向發展數字文明的偉大進程中。
2021年3月5日，國務院總理李克強在政府工作報告中介紹“十四五”時期主要目標任務，指出“加快數字化發展，打造數字經濟新優勢，協同推進數字產業化和產業數字化轉型”，強調“加大5G網絡和千兆光網建設力度，豐富應用場景”。千兆光網就是智慧光網或者F5G，從語音業務到Web、視頻、4K高清，再到如今的萬物互聯，移動5G和固網5G一同走進了千兆時代，5G﹢智慧光網（F5G）將構筑ICT網絡和數字經濟發展的基石。
截至2021年8月，全球超過170家電信運營商實現了5G商用，我國累計建成5G基站達到103.7萬個，占全球5G基站總數的70%以上；5G終端連接數近4.2億，5G終端連接數占全球80%以上。在5G標準方面，支持萬物互聯的R17版本即將完成，作為5G-Advanced的首個版本R18也將啟動；F5G的Tbit單波速率、光聯萬物、ms級的低時延帶來極致的用戶體驗。據中國信通院的預測，到2030年5G拉動6.3萬億元經濟產出，新增800萬個就業機會。5G﹢F5G（智慧光網）引領數字經濟蓬勃發展。
5G、F5G正在和“ABCD”（AI人工智能、Big Data大數據、Cloud Computing云計算、Digital Twins數字孿生）等技術融合，錨定應用行業和應用場景。比如，智慧醫療將挽救更多人的生命，守護更普惠的健康；智慧電網將極大地提升電網安全、縮短電力故障恢復時間。5G﹢智慧光網將使能千行百業的數字化轉型。
各行業企業紛紛投身到數字化轉型的實踐中。例如，基于“最大限度挖掘數字連接價值，造福人類社會”的愿景，烽火通信制訂了數字化轉型的戰略SMART，即協同共享的生態（Synergetic Ecosystem）、因變而變的組織（Matching Organization）、敏捷靈活的運營（Agile Operation）、創新突破的應用（Revolutionary Application）、量身定制的服務（Tailormade Service）。從SMART戰略到SmartICT2.0﹢完整解決方案，烽火通信的解決方案包括了智慧網絡、智慧平臺和應用以及健康生態。
泛在、超寬、開放、隨需彰顯光網“智慧”
2019年，烽火通信率先提出智慧光網絡的概念，它的主要特征是“泛在、超寬、開放、隨需”。“智慧光網絡”一經提出，在行業內引起了廣泛共識。智慧光網通過數字孿生技術，將物理光網絡完整映射到數字世界，加上意圖識別、知識圖譜、大數據和人工智能等技術，物理網絡和孿生網絡兩個平行世界智慧交互；通過邊緣延伸、帶寬靈活調度、AI加持等實現架構扁平化、調度全光化、管理智能化，進一步體現智慧光網“泛在、超寬、開放、隨需”的核心價值，支撐政務應用、行業應用和家庭應用。
智慧光網絡的泛在體現在接入客戶類型、業務種類和接入場景三個方面。在網絡接入側，支持4G/5G/6G無線、光纖到家庭（10G/50G PON）、企業專線、萬物智聯等。光纖到家庭將進一步向光纖到房間（FTTR）、光纖到桌面（FTTD）、光纖到終端（FTTT）乃至光聯萬物方向發展。在全光鏈路側，OTN/ WDM向網絡邊緣不斷延伸并引入小顆粒的光業務單元（OSU），使管道容器匹配業務顆粒度。
智慧光網絡的超寬體現在超高速率、超大系統傳輸容量和超大節點調度容量三個方面。通過編碼和調制技術，單波速率從400G向800G/Tbit提升；通過波分復用技術，從C波段向C﹢﹢再向C﹢L全波段延伸，獲得更大的系統容量；通過空間復用技術，采用多芯/少模光纖，實現下一代超大容量的光纖通信系統。而10G/ 50G PON﹢2.5G/5G無線雙頻并發構筑了立體多維的室內大帶寬。
智慧光網絡的開放體現在能力開放、網絡開放和接口開放三個方面。應用層集中管理豐富的APP應用；標準的南北向接口實現開放解耦；通過統一的云網編排控制、IP﹢光的跨層協同實現云網協同，支撐網絡即服務（NaaS）。軟件定義網絡SDN﹢AI技術打造智慧光網大腦，實現網絡端到端的可控可管可視。
智慧光網絡的隨需體現在業務承載方式、路徑和帶寬、時延QoS保障三個方面。100M-5G的任意顆粒切片技術、確定性的低時延技術，專線MAC層的隧道加密技術實現一網多用、帶寬按需分配、服務無等待、品質可保障。
正是智慧光網絡“泛在、超寬、開放、隨需”的特征，能很好地為千行百業的數字化轉型賦能。
智慧光網絡賦能行業數字化轉型
如今，無論任何時間、任何地點、任何屏幕，移動視頻已成為一種習慣；停課不停學，居家辦公永在線，新冠肺炎疫情成就了在線教育和在線辦公；中小企業加速上云成為常態；還有XR、全息通信、觸覺互聯網、AIoT、工業互聯網等，這些應用將開啟智慧光網絡應用的新藍海。在智慧醫療、智能制造和新型智慧城市等眾多行業的數字化轉型過程中，智慧光網絡功不可沒。
智慧光網絡為醫療行業注入新動能。在醫療行業，智慧醫院是典型的應用場景。5G﹢智慧光網構成智慧醫院專網，用來連接科室的各種醫療設備。基于醫院專網構成的大帶寬、低時延、廣連接的智慧網絡支撐各種醫療應用，如遠程會診、遠程超聲、遠程手術、遠程護理等。借助5G、智慧光網、產業互聯網、AI等新興技術，醫院提高了醫療配置效率、改善了就醫體驗、密切了醫患互動，推動了傳統醫療向全聯接的智慧醫療方向發展。
5G和智慧光網絡在2020年雷神山、火神山醫院抗擊新冠肺炎疫情過程中發揮了巨大作用。在手術前的遠程會診中，1Gbps量級的帶寬、16K 3D視頻帶來的高清影像，讓醫生與患者“近在咫尺”；遠程手術中需要操控手術儀器，毫米級時延、5個9的可靠性幫助醫生與病魔賽跑；手術后的遠程醫護借助可穿戴設備、醫療傳感、大連接守護患者的健康。
智慧光網絡編織工業互聯網“全連接”平臺。工業互聯網是新一代信息通信技術與工業經濟深度融合的新型基礎設施、應用模式和工業生態，通過對人、機、物、系統等要素的全面連接，構建起覆蓋全產業鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系，為工業乃至產業數字化、網絡化、智能化發展提供了實現途徑。
工業互聯網由三個部分組成：一是底層物聯網，也稱OT系統，如分布在生產車間的生產裝備、智能儀表、工業機器人、各種傳感器和接入控制網關等。二是連接OT系統和IT系統的企業內網CT系統，包括工業PON、工業OTN等工業級的智慧光網絡、工業以太網以及采用5G/6G網絡切片的企業專網，比如云化機器人等移動的智能裝備必須用5G/6G網絡來安全可靠連接。三是支撐企業研發、生產、銷售、供應鏈、服務等全場景全生命周期的多個IT系統的工業互聯網平臺。
工業互聯網既是工業數字化、網絡化、智能化轉型的基礎設施，也是互聯網、大數據、人工智能與實體經濟深度融合的應用模式。以智能制造為例：一方面，工業互聯網平臺基于實時業務流，驅動車間OT運行，實現智能制造；另一方面，工業互聯網聚合來自OT的數據，借助人工智能、大數據分析技術，反過來優化OT運行參數、提高運行效率，進一步為企業提供決策支撐。企業的工業互聯網平臺需要與外部工業互聯網平臺互聯，如與行業互聯網標識解析平臺對接，與合作伙伴生產系統、供應鏈系統連接，實現網絡化制造、零庫存等提質增效的目標。智慧光網絡的大帶寬、低時延等特性構成了智能制造實時和高可靠應用的基礎。
智慧光網絡構建城市“最強大腦”。武漢新型智慧城市基礎平臺就是典型應用實例，該平臺包含一張融合的云網、一個城市大腦、三大保障體系，服務于政府管理、城市治理、生態宜居、惠民服務、產業創新五大領域，實現了包括政務服務一網通辦、政府辦公一網協同、民生服務一碼互聯、企業服務一站直通、城市運行一網統管、社會治理一網共治理的“6個1”。5G和智慧光網絡、城市大腦成就了“云數通衢、大智武漢”。
未來智慧光網絡支撐我國邁向數字文明
ITU-T SG13發布了網絡2030白皮書。網絡2030白皮書給出了網絡2030愿景：在新興的全息社會——由全息技術驅動的未來數字社會里，開展新一輪網絡創新，借助聯邦新型基礎設施提供新的通信服務，從而使能新型垂直行業。
根據全球通信行業的發展規律、各國的網絡發展戰略和學術界、產業界的最新研究進展，第六代移動通信技術會在2030年開始商用，智慧光網絡也將相應地發展為第六代固定通信網絡（未來智慧光網絡或F6G）。
未來智慧光網絡的應用場景將包括但不限于6G移動承載、XR、全息通信、觸覺互聯網、工業互聯網、智能物聯網、空天一體化（衛星-陸地通信）、海洋信息網絡等，這將對智慧光網絡提出更高的要求。比如，觸覺互聯網是能夠實時傳送控制、觸摸、感應/驅動信息的通信網，它融合了XR、觸覺感知、全息通信、5G-A/6G移動通信、XR智慧光網絡等最新技術，是網絡技術及其應用的又一次演進。觸覺互聯網對通信網絡提出了大帶寬、低時延、嚴格同步和安全性的要求：大尺寸全息圖需要1Tbps以上傳輸帶寬；人眼察覺不到的最大時延約為5ms，為了承載的流暢性和沉浸性，即時觸覺端到端的延遲在亞毫秒級；人腦對不同的感覺輸入反應時間不同，例如觸覺1ms，視覺10ms，聽覺100ms，在多觸覺輸入的情況下，來自不同位置的混合感覺輸入的實時反饋需要嚴格同步；在遠程操作的過程中，數據傳輸的安全性應保證，尤其是涉及人的生命或高價值的機械裝置等觸覺場景。
烽火通信認為，未來智慧光網絡是現階段智慧光網絡的升級，是具有更泛在連接、更大帶寬、智慧內生、安全內生、云網算融合等高級智慧屬性的自愈自治的光網絡。
可以預見，未來光網絡的智慧特性將更好地服務于智慧生活、智慧生產和智慧社會治理，更好地賦能千行百業的數字化轉型，支撐我國從數字經濟高質量發展邁向數字文明。
