未来10年宽带网络的趋势、挑战和演进

中兴通讯固网产品规划部部长　衡云军

宽带生态：宽带“消失”，视频泛化

　　10年以后，宽带将从人们的日常感知中“消失”，成为天然存在的基础设施，“装宽带”这个词将会和“装电”一样奇怪。

　　未来10年，视频将由当前的热门应用演进为基础通信服务，视频将泛化、IP化、超清化和虚拟化。

　　视频泛化：视频内容极大丰富，传统图文信息将普遍视频化，视频成为各种应用任意调用的基础能力。

　　视频IP化：当前规模巨大的卫星电视、有线电视、地面波数字电视将逐步被IP视频取代，基于宽带网络的IP视频将占绝对主流。

　　视频超清化：大尺寸电视/投影/虚拟成像技术的成熟和用户消费能力升级会让4K到8K/8K+更具价值。相对于当前24P（24帧每秒逐行扫描）/30P/60P技术，120P对真实世界的震撼呈现效果已经在2016年上映的李安电影《比利•林恩的中场战事》中展示，这将是未来10年视频体验提升的另一个重要方向。

　　视频虚拟化：虚拟现实和增强现实给人们提供感知世界新的维度，视频形式和内容极大拓展，体验方式将深刻变革。

宽带流量增长1000倍，技术升级加快

　　视频IP化，视频内容和介质解耦，卫星、地面波和有线电视逐步统一为宽带电视，宽带视频用户数有望增长10倍。未来10年视频质量将提升2~3代，预计带宽需求增长20倍。视频体验场景泛化，视频使用量预计会增长5倍。综上，宽带流量总体将增长1000倍，用户平均流量需求增长100倍。

　　过去20年，家庭宽带用户带宽需求年复合增长率约40%，每7年带宽需求增长10倍。未来10年凭借视频的强势驱动，带宽需求年复合增长率将达60%，每5年带宽需求将增长10倍。宽带通信技术升级以4倍/10倍能力提升为特征，宽带技术升级节奏加快，生命周期变短。5年一次的跨代升级，对技术、产品和网络都将是难以承受之重。

产品设计需要适应技术的快速升级

　　新一代宽带网络产品需要抛弃一代技术一代产品的设计思路，实现跨代兼容，同时支持未来两代技术，将设备的青壮年时间延长一倍，才能满足未来10年的业务需要。

　　当新技术升级时，只需要开发新的单板和软件，在现网部署新单板、升级软件版本即可实现设备技术升级，避免了设备新增、线缆重接和复杂业务割接的繁琐、低效和高昂代价。

　　中兴通讯新一代光接入旗舰产品TITAN，兼容GPON/10G PON/100G PON三代技术，采用全分布式交换架构，设计容量是业界同行最高能力的4倍，在产品架构和设计容量上满足未来10年的业务需求。

　　对于标准不完全兼容的两代技术，网络层面的技术升级极为困难，要么通过复杂的技术和高昂的代价实现对庞大用户端设备的兼容，要么采用叠加网络的方式，通过漫长的时间实现用户自然更替。

　　对于未来10年中可能出现的兼容性问题，中兴通讯创新发明的Combo PON技术将为产业界提供一种通用的高效解决之道。Combo PON的解决思路是，将两代PON技术和合波模块，集成到一个光模块中，实现物理合一，逻辑兼容，将标准不兼容的问题在设备实现上彻底解决。

网络架构和业务承载方式变革

　　以视频为绝对主导的宽带网络，统计复用效果不再明显。网页浏览、邮件、即时消息等Web业务流量特征以脉冲式为主，用户级统计复用效率高达几十倍，多级IP汇聚效率很高。视频业务通常需要长时间（几十秒到几十分钟）稳定占用带宽，统计复用效果不明显，IP汇聚意义不再。

　　运营商自营视频业务（IPTV）将内容下沉到IP网络边缘，避免无效的汇聚。但大量第三方视频内容无法下沉到IP边缘节点，传统网络架构对视频的承载面临挑战。

　　未来，城域网以数据中心为中心，大颗粒内容均能在本地数据中心落地，绝大部分流量均能在城域网各数据中心落地。用户流量路由将大幅简化，网络架构实现扁平化。

寻找大颗粒业务承载的“最优路径”

　　视频业务路由长度短（绝大部分在城域网各数据中心终结）、路由简单（主要流量集中到几十个量级的数据中心），非常适合在IP层面通过传送网络直达数据中心，省去中间IP汇聚和处理的环节。在视频业务路由上，城域网彻底将实现扁平化。

　　SDN技术加持下，更可实现传送管道的灵活调整，实现“业务级”统计复用，网络更高效。
这一切实现的前提是，OTN下沉到接入机房——这一趋势已是业界共识，但同时也因为投资不菲和网络架构变化大，尚需时日。

　　TITAN尝试一条捷径，在光接入功能的基础上，融合并内建OTN功能，提供OTN单板，通过网络跨层高度融合简化问题。

　　同时，TITAN凭借巨大的设计容量，具备部署在边缘数据中心（EDC）的能力，相比OTN下沉到接入机房，网元数量减少一个数量级。

　　TITAN基于路由器架构设计，支持完善的IP功能，直接作为BNG的转发面，将原来OLT-BNG两级网络压缩为一级，实现光接入云化，在用户层面和不用应用场景更高效的共享，提升网络资源利用率。

　　我们测算，基于TITAN接入传送一体化对网络进行扁平化重构，压缩接入层级，减少IP依赖，宽带网络端到端实现代价可降低50%。

宽带应用场景多元化

　　未来固网宽带和5G一样，也会拓展不同的应用场景，分化出差异化的业务特性需求。大视频对高带宽需求的业务特性是eFBB（Enhance Fixed Broadband），海量智能家居接入和联网场景是mMTC（massive machine type of communication），企业专线的高可靠性需求是uRC（Ultra-Reliable Communications），工业互联场景时延敏感（LLC，Low Latency Communications），而VR同时具备大带宽和低时延（eFBB&LLC）特性。不同的应用场景有不同的网络特征、管理方式和实现代价，需要通过虚拟化技术实现单一设备和网络层面的差异化特性，用最合适的代价满足不同的业务需求。

　　未来10年，随着宽带的普及和提速，用户越来越不关心宽带网络，产业界却面临超越过往的诸多挑战。我们努力洞察未来10年的行业趋势和挑战，在技术创新、产品设计和网络架构变革上勇敢探索，一代产品向后兼容两代技术用以应对技术升级的加快；Combo PON简化网络升级的复杂度；虚拟化技术让宽带走出家庭成为万物互联的泛在连接；接入、传送和路由深度融合助力网络彻底扁平化。

　　我们呼吁产业界一起，共同迎战加速袭来的流量洪流，拥抱超宽带信息服务的非凡体验，创造未来10年流量暴涨的无限商机！