华为最新提出的“FIBERS”网络是什么？

【文/观察者网 吕栋】

当今世界，不确定性是最大的主题。但另一方面，数字经济的兴起，让我们拥有更多方法去应对这些挑战。实践证明，数字经济与实体经济各领域的深度融合，所带来的生产效率提升以及生产模式的改变，已成为产业转型升级的重要驱动力。

在“十四五”规划和2035年远景目标纲要中，“加快数字化发展 建设数字中国”单独成章，提出要充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术与实体经济深度融合，壮大经济发展新引擎。

要加快推动行业数字化转型，完善的数字基础设施就必不可少。而联接是数字基础设施中最重要也最应优先建设的部分。这是因为行业数字化产生的海量数据，只有充分流动才能产生价值，联接的效率和质量决定着行业数字化的成败。

在2022年世界移动通信大会（MWC2022）期间，华为公司副总裁、光产品线总裁靳玉志提出，行业数字化转型中的网络联接必须满足“FIBERS”六要素——安全（SaFe），智能（Intelligent），超宽（Ultra Broadband），高效（Efficient），可靠（Reliable）和简单（Simple），并面向政企领域发布绿色智简全光网（Green Intelligent OptiX Network），使能行业数字化转型。

华为公司副总裁、光产品线总裁靳玉志

绿色智简全光网中的“绿色”，指的是网络通信方式低碳化。随着国家“双碳”时间表明确提出，绿色节能成为行业数字化转型的出发点和落脚点，相比传统的铜线，光网络被公认为是更绿色的通信方式。从介质上来看，光纤比铜线更环保更易获取，而且光纤寿命长达30年，可支撑企业可持续发展。同时，光网络大量采用无源光器件，有源设备数量大幅减少，整网节能可达40%以上。

其次，生产生活场景的多样化也对联接提出更加苛刻的要求。过去，网络联接主要用在办公等场景，对联接的质量没有特殊需求。但现在不同行业都提出数字化转型计划，只解决连通性远远不够，必须考虑更多因素。例如，在煤矿等高安全场景下，必须考虑防爆因素；在金融行业，可靠、智能、高效等特性必不可少。因此华为提出，只有具有“FIBERS”六大特性的网络，才能满足行业数字化所需。

在光通信产业，华为积累已有二十余年，树立了广受公认的技术领导力，也形成了光传送、光接入和光终端三大产品类别。面对行业数字化转型对联接的多样化需求，华为在MWC2022上发布的绿色智简全光网也整合了五大场景化解决方案：

全光数据中心，用于数据中心互联场景，与存储系统协同，保障金融等行业的重要数据0丢失；全光承载，用于广域网场景，保障电力、交通等行业的通信绝对可靠；全光园区, 用于园区网络场景，助力医院、酒店、校园、机场等建设极简绿色园区；全光工业网，用于工业网络场景，助力矿山、港口、交通路口、制造等行业实现本质安全，提升生产效率；全光传感，用于光纤传感场景，使能油气管线实现无人巡检。

在全光园区解决方案方面，华为助力智慧医院的建设是一个典型案例。

随着医院的数字化建设步伐不断加快，数字化办公、远程医疗、远程会诊、“互联网+”诊疗服务等逐渐普及，给传统医院园区网络带来不小挑战。

医院为了改善就医体验，需配备数字标牌信息显示、公共区域视频回传、医疗器械数据回传、病房呼叫系统等网络，分布于办公室、诊疗室和病房等场所，传统网络各业务独立成网，布线和施工难度大，网络管理和升级随着医疗业务发展日趋复杂。而且，传统网络基于网线传输，受限于传输距离、带宽、生命周期，每5-8年就需要更换一次网络设施，重新布线带来资源、人力的大量浪费；基于点对点的传输模式建设要求高，业务扩容困难，运维管理复杂，难以匹配智慧医疗海量业务接入诉求及未来持续增长趋势。

打造智慧医院，让网络数据跑在一张多业务承载、架构简单、灵活扩展、大带宽低时延的网络上，已变得十分迫切。在此背景下，去年10月，华中科技大学协和深圳医院携手华为建成广东首家F5G全光医院，打造了“智慧医院南山模式”。新方案部署后，使得医院网络有了本质上的改善，高效支撑了医院物联网的发展，例如在集中阅片办公场景下，医生一秒钟以内就可读取1000张CT医疗影像，阅片效率提升了30倍。

具体来看，华为全光园区方案拥有以下优势：一是架构简单，方案基于无源光网络，点到多点的传输架构，非常适合网络设备密集接入的医疗场景，降低网络复杂度同时减少80%故障率；二是超大带宽，通过无源光纤直达手术室/病房、检查室等，提供高达10G的带宽体验，支撑影像系统秒级调阅，提升诊疗效率；三是简易运维，一张光纤网融合承载医院IP、POTS语音、视频回传等业务，实现医疗办公、物料、安防统一管理，光网络单元终端（ONU）可以即插即用、即换即通，光线路局端（OLT）进行集中操作，有效减轻运维负担，整体运维效率提升60%。四是安全可靠，光纤通信不可破译更安全，光网络链路&数据支持硬隔离及上网行为管理，满足等保要求。

在工业生产领域，华为打造了全光工业网解决方案，并且已经落地。

关注国际时事的都知道，由于新冠疫情肆虐，全球多个港口装卸效率大幅下滑，集装箱周转放慢，甚至出现一箱难求的局面。但上海港作为全球最大的港口，2021年吞吐量达到4700万标准箱，同比增长8%，很大程度受益于港口运营模式创新，重要举措就是通过超远程控制系统来提升效率。

以往装卸人员需要从市内通勤近100公里到达码头，再爬上30米高的龙门吊进行操作。采用超远程控制系统后，装卸人员坐在市区的控制室中，可以通过装置远程操作龙门吊等各类机械。这其中，联接起着至关重要的作用，如果画面出卡顿或操作发生延迟都会导致超远控不可用。

去年6月，华为首次将全光工业网络应用于港口超远程控制作业场景，在百公里的通信链路上，时延不超过2毫秒且高稳定。在全光工业网络支持下，上海洋山港集装箱抓取效率提升32倍。现在的上海港，25平方公里港区内几乎空无一人，只有各类机械、车辆在有条不紊地运作。

再来看全光工业网解决方案在煤矿行业中的应用。

2021年，华为成立煤矿军团，愿景是用ICT技术支撑煤矿智能化建设，“让煤矿工人可以穿西装打领带上班”。煤炭行业进行数字化改造，需要将大量智能设备、传感器部署到井下。这些设备的引入无疑会增加井下的安全风险，因为电器设备的火花是引发瓦斯爆炸的主要原因之一。而华为全光工业网使用无源光器件替代有源交换机，实现了井下网络设备的全本安；在终端侧，华为推出业界首款本安型光终端，在瓦斯环境下，该设备器件的热效应远低于最小点燃能量，极大程度消除了安全隐患。

光纤不仅能用作通信，还能用于传感。华为基于在光技术领域二十多年的技术积累，推出业界首款光纤传感产品OptiXsense EF3000，目前主要用于油气管线巡检场景。这种解决方案就是将光纤当作传感器，沿着油气管线铺设，当地面发生挖掘等威胁时，地面产生的振动会传递到光纤上，并通过反射被设备捕获，再通智能分析器过对振动信号进行分析，就能准确地识别出造成振动的原因，帮助油气企业打造无人巡检的新模式。

现今社会，随着移动支付快速发展，普通人去银行取现金的需求大大减少。而互联网金融的背后是大量数据在流动，网络联接质量的好坏直接关系到用户体验，甚至危及资金安全。调研显示，网络抖动导致存储系统I/O操作失败，这期间发生的交易就可能会失败。

考虑到这种痛点，作为全球少数拥有存储和光通信产品线的公司，华为发布了存储-光联接协同（Storage-Optical Connection Coordination，SOCC）方案。该方案利用光网络检测链路故障，并能够在5毫秒内完成光纤路径切换；同时能够实时监测到光纤抖动，主动通知存储设备，实现在1秒内切换I/O通道，从而保障数据0丢失，极大地提升了网络的可靠性。此外，华为还将DCI系统容量从单纤88Tbps升级到96Tbps，为客户节省光纤租赁成本，提高运营效率。

在广域网场景，华为首先推出NHP（Native Hard Pipe，原生硬管道）网络方案。该方案支持第五代硬管道技术OSU，同时前向兼容PCM、SDH、OTN等硬管道技术。NHP网络首次实现传送网和接入网的融合，通过OSU穿通技术，保证业务端到端物理隔离和绝对安全。该项技术在电力、地铁等场景有广泛的应用前景，通过将硬管道向下延伸至接入网络，电力的配电自动化、智能巡检，地铁的乘客信息系统及自动购票系统等可通过一张网进行统一承载，实现安全与效率双提升。

以电力场景为例，传统的输电通信网和配电通信网是两张独立的网络，导致配电自动化、电力物联网等业务被分割成两段，无法实现端到端管理，业务可靠性也得不到保障。而NHP采用OSU硬管道技术，贯通输电通信网和配电通信网两张网络，首次实现业务端到端物理隔离，业务高可靠。除此之外，OSU硬管道还支持业务带宽在2M-100G无损调整，满足电力行业数字化不断增长的带宽需求。

从这些业态迥异的案例中不难看出，数字经济发展，或者说全社会的数字化转型，无不以高效和高质量的联接作为前提，只有数据在网络中实现充分流动，要素的价值才能不断释放，数字化转型进程才能持续加快。

也正因此，在复杂的应用场景中，只有符合华为提出的“FIBERS”六要素的联接，才能满足行业数字化所需。正如前文不同行业案例所展现的，作为现有光通信技术的集大成之作，华为面向政企领域发布的绿色智简全光网，未来将高质高效地改造传统生产生活场景，释放出诸多业务想象空间，助力千行百业数字化转型。

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什么是激光通信激光通信主要分为哪几类

激光，是利用单色光进行受激辐射后产生的光，特点是方向性强、亮度高、单色性好、相干性强。

激光和微波一样都属于电磁波，但频率比微波要高几个数量级。

激光通信，顾名思义就是利用激光来传递数据，基本原理是将信号调制到激光的频率、振幅或者相位上面，然后进行传输。

根据传输介质的不同，激光主要分为三类：光纤通信，激光大气通信，自由空间激光通信。 在激光通信的早期，激光大气通信技术吸引了发达国家投入大量人力物力进行研发。 但由于大气信道衰减补偿、大气信道折射率不均匀变化、器件和材料不过关、难以精确对接等技术难题，激光大气通信没有进入大规模商用。 目前应用最广泛的是光纤通信，另外两种通信方式也在近些年再度受到各技术强国的重视，取得了很大进展。

光纤通信

20世纪60年代，高锟和G.A.Hockham经过仔细论证，提出了基于光纤的远距离通信方案。几年后光纤的衰减达到了高锟的要求，光纤传输成为现实。1975年，美国在芝加哥开通了第一条光纤通信实验线路，光纤通信时代正式开启。

光纤通信

光纤的导光原理 利用光的全反射，将激光导入光纤进行传输，就是光纤通信的基本原理。 跟电缆传输比较，光纤通信有很多优势，比如超大的通信容量（单根光纤已经达到100Tbps），原料为石英（节省金属），绝缘抗干扰防窃听（在光纤内部传输）。

光纤通信

光纤入户 20世纪80年代以来，光纤通信产业一直保持着快速增长，已经成为支撑信息时代的数据传输技术。 运营商的长途干线传输，已经从电缆、微波、卫星改成了光纤传输，全球互联网干线也采用了光纤通信，我国光纤入户家庭的占比更是达到了90%以上。

激光大气通信

激光大气通信和自由空间激光通信，都是在没有传输线路（光纤）的条件下进行的点对点通信。 大气通信指的是利用空气作为传输介质，属于无线通信。

光纤通信

大气环境对光信号的影响 大气通信的优点是设备类别简单且通信容量大，单光束速率可达10Gb/s以上。缺点则是非常容易受到雨雪沙尘等天气影响。 云雨雾雪会造成信号衰减，烟尘微生物水滴造成散射，氮氧等气体分子则会吸收光信号，大气湍流带来的光斑闪烁和漂移…… 此外由于激光的指向性强，高稳定的瞄准捕获与跟踪（APT）系统就变得非常重要，这也是大气通信大规模商用的难点之一。 水下蓝绿激光通信 我国在激光大气通信的研究方面起步比较晚，不过近些年进展较快。例如2009年的时候，西安理工大学便研发出通信距离长达3km~5km的大气激光视频传输系统，实现了全天候不间断的视频数据传输。 随着材料技术、工艺技术、APT系统、大气补偿算法等关键技术的不断完善，大气激光通信应该会迎来一轮大发展，适用领域包括楼宇通信、跨河通信、岛屿入网、水下通信等等。

自由空间激光通信

与激光大气通信的最大不同在于，自由空间激光通信主要用在太空领域，因此信道环境充斥着各种复杂的电磁波，在系统组成、关键部件和传输容量上倒是跟大气通信相差不大。 自由空间激光通信既可用于卫星-卫星通信（星星传输），也可用于卫星-地面通信（星地传输）。 由于通讯距离长达几千甚至上万公里，因此激光发散小、能量集中的特性可以大大降低发射机的功率和重量，发射端和接收端的口径也相应大大缩小。 在星星传输和星地传输的场景下，体积小巧、功耗低、传输容量大，就成为激光通信相比于微波通信的巨大优势。 最近几年，国内外对自由空间激光通信的研发投入不断加快。 我国早在2017年，就成功进行了国际首次高轨卫星-地面的双向激光通信试验，实测距离地球近4万公里的卫星和地面之间（星地传输）的通信速率达到5Gbps。 国际上，SpaceX在2020年进行了一次试验，两颗Starlink互联网卫星利用搭载的激光通讯载荷，传输了数百GB的数据（星星传输），为布局SpaceX公司的天基网络提供了重要参考。 激光大气通信和自由空间激光通信成熟之后，将会和地面上的光纤通信网络交叉融合，构建出立体的天-空-地-海光通信网络，互联网将真正做到随时随地接入。

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