大数据促进下一代高性能光网络发展

上月底，在2013光纤发展报告会上，上海交通大学教授、博士生导师肖石林，讲述了大数据时代促进下一代高性能光网络的发展，报告主题是"拥抱大数据，惠及光通信"。肖教授娓娓道来，1993年，戈尔宣布"国家信息基础设施"计划，波分复用光传输（WDM）从此得到了空前发展。2012年3月，奥巴马政府宣布大数据（Big Data）研发计划，光通信将得到空前发展吗？今天全球从二十年之前的"信息高速公路"，正在狂飙到"大数据时代"，大数据将迎来快速发展的机会。大数据时代带来的数据流动性，对承担数据流动的光网络带来了新的挑战，也必将促进下一代高性能光网络的发展。

大数据时代的数据特征

大数据时代通常用4个V来概括大数据的特征，即Volumn（海量的数据规模）、Variety（多样的数据类型）、Velocity（快速的数据流转和动态的数据体系）和Value（巨大/稀疏的数据价值）。形象说来即数据不眠，全球无时无刻不在产生新的数据，每一天都会产生超过15PB新信息。数据不止，数据成本下降和多次复制促使数据量急剧增长，未来十年增加五十倍（IDC）。流动不息，以数据流的形式动态、快速地产生，以显性或隐性地网络化存在。下一代光网络必须解决大象流的高效传送问题才能满足大数据的流动需求。

肖教授认为要"驯服大数据"就是要做好IP层数据传输，做活OTN/SDH和光网络层的传输。要实现大数据的传输就要提高下一代光网络性能，具体主要从两方面进行，一是基于光交换的大数据传输，二是软件定义光传送网。其中从软件定义来看华为、Verizon等提出软件定义光传送网（SDN-OTN）或传送软件定义网络，具备"弹性管道"、"即时带宽"、"编程光网"三大特征，可以满足未来不同业务快速部署、带宽按需分配、网络易维易管等要求。业界提出的光传送网演进路线，OTN将从现在的分层控制向SDN集中控制方向发展。这一趋势，极有潜力发展成为大数据流传送的基础平台。

大数据时代影响光通信领域

在光通信领域，要积极推进光纤到户，让宽带到端。因为光纤是绿色媒质，开始飞入寻常百姓家，打通最后一公里瓶颈，业界也发明了小模场抗弯光纤。在宽带提速上，通过升级换代，从时分到波分、频分再到超密集波分，传输速率从1.25G/2.5G发展到10G，再向40G/100G、1T发展。

同时随着大数据时代的到来，超高速传输也朝多电平、多芯、模式复用发展，从增益、调制、FEC和更密集的载波间隔来进一步提高传输容量的空间有限，正在接近其技术极限。后T传输的3M新技术如多电平调制QAM，模式复用（少模光纤、模式复用/解复用器、多模放大器、模式转换和模式复用传输）以及多芯光纤等都将成为热点。

随着大数据时代的数据流动，光网络的建构上也要从静态到动态。波长交换的光网络（WSON）可在WDM网络上应用GMPLS控制平面和PCE的自动可重构传送网。WSON可以解决光纤或波长的自动发现、波长路由计算和波长分配RWA、基于物理损伤的路由选择以及波长快速提供和恢复等功能，在大数据时代显得尤为重要。

另外ROADM也是一个热点，无颜色（任意波长到任意端口）、无方向（任意波长到任意方向）、无阻塞的上/下路功能都能很好适应大数据流的发展。

大数据时代困境与机遇并存

同时大数据时代的容量增长面临三大困境：首先是容量危机，光通信容量增速已经大大落后于互联网流量的增速，过去十年间，光通信容量的增速已经从上世纪的78%，大大落后于近年来互联网流量速度的40%；其次是利润危机，升级网络的成本并不是一笔小数目，但是，升级后的营业收入并没有同比例增长；第三是可持续发展考虑，需要更加灵活和有效地利用传输网络，需要部署更加节能和小型的传输设备。

大数据时代蜂拥而至，给网络基础设施带来了新的挑战，也蕴含着网络技术上的创新机会，使网络基础设施从"信息高速公路"升级到"大数据时代"。国内的相关研究机构，应当抓住大数据带来的新挑战时机，研发满足大数据传输需求的新一代高性能光网络，提高我国在大数据网络基础设置研究领域的学术水平及其在国际上的地位。