《万兆园区以太彩光研究报告》解读

构建高速、智能、绿色的下一代园区网络 目录 01.园区网络的发展趋势02.以太彩光网络的技术原理与系统架构04.以太彩光方案特性03.以太彩光系统核心能力05.以太彩光网络的典型应用场景与实践06.总结和展望 01 园区网络的发展趋势 园区网络发展驱动力 AI技术体验革命 高质量连接需求 物联进程加速 绿色低碳发展 带宽需求百倍增长，向“万兆入室、微秒级时延”演进。 驱动网络从“连接”向“数智赋能”跃迁，实现智能运维。 推动网络架构向“无源化”演进，实现本质节能。 从“人联”迈向“万物智联”，连接密度与可靠性要求激增。 传统园区网络面临的问题 扩展之难：被网线绑架的业务 •业务上线慢：点位扩展时间以天计•桥架压力大：不堪重负，无“地”自容 架构之殇：层层收敛的带宽瓶颈 •带宽不够：万兆主干，接入带宽只有17M(接入带宽：10G / 24 /24 =17Mbps)•场景需求：工厂AI质检、医疗高清影像、教育VR教学 运维之痛：故障处理的力不从心 •排障耗时长：故障定位、故障恢复时间长•弱电井难维护：80%的网络中断源于弱电间设备过热或宕机 全光网络成为新一代园区网络解决方案 面对传统园区网络的瓶颈，全光网络通过光纤重构架构，在架构简化、带宽提升、运维智能化和绿色节能等维度实现技术创新，是构建未来数字园区的基石。 无源架构：核心特征 采用无源光器件取代有源交换机，大幅减少故障点，大幅降低系统能耗，提升网络长期运行的稳定性与节能效益。 大带宽：持续演进 支持千兆/万兆入室乃至更高带宽接入，为未来海量数据传输、4K/8K视频流及AR/VR应用提供充足的管道能力。 智能运维：主动保障 融合数字孪生与AI技术，实现网络故障的主动预警与快速定位，使网络管理从“被动救火”模式升级为“主动保障”模式。 以太彩光技术顺应全光网络发展趋势，是一种重要的全光园区解决方案 02 以太彩光网络的技术原理与系统架构 以太彩光网络 核心定义：将波分复用(WDM)技术深度融入以太网，其核心原理是将多个不同中心波长（即不同“颜色”）的光信号通过同一根光纤进行并行传输，而每个波长的光信号都可以作为一个独立的信道，承载独立的信息流，是“万兆入室”的关键保障。 协议层面：标准兼容 架构层面：扁平革新 物理层面：高效聚合 利用CWDM技术，将传统“接入-汇聚-核心”三层架构革命性压缩为“核心与接入”两层。极大简化网络结构，降低运维复杂度。 完全遵循IEEE 802.3标准，数据链路层与传统以太网无异。确保与现有IT设备无缝兼容，实现“零学习成本”的平滑过渡。 基于1:N高密度彩光集成技术，在核心侧实现N路万兆信号聚合，配合楼宇侧无源波分器件，实现信号的高效分发与传输。 以太彩光的系统架构 核心汇聚层：超聚合与无源化 接入层：入室交换与无线覆盖 超聚合传输：核心层集成波分复用功能，采用1:N高密彩光技术方案实现超聚合，使得核心交换机的单个物理端口可以通过一个彩光模块实现单端口高达160Gbps的聚合带宽输出。 入室交换机：入室交换机通过上行的彩光接口与核心汇聚层的无源汇聚设备建立连接，每个交换机独占波长通道，上联支持多速率自适应，下联多个电口实现终端接入适配，通常采用无风扇静音设计，适应多样化室内环境。 无源汇聚：用无源波分复用器替代有源汇聚交换机，该设备无需供电、无需配置，楼宇弱电间实现“零运维”，提升稳定性。 无线AP设备：AP设备通过彩光接口与核心汇聚层建立数据传输链路，每个AP独占波长通道，上联支持多速率自适应，无线接入支持Wi-Fi 6/7，供电部署支持集中与本地双模式部署。 单纤双向：以太彩光网络采用单纤双向传输技术。即在单根光纤上利用不同的波长来同时完成上行和下行数据的同步传输，提升光纤资源的利用效率。 系统架构示意图 以太彩光的核心技术优势 绿色低碳 超低时延 智能运维 超大带宽 高可用性 依托统一网络管控平台，实现对网络设备从部署、运行到维护的全生命周期自动化管理，零配置上线，盲插替换，电子位图，黑匣子诊断等技术实现全生命周期可视可管可控。 硬件层面无源汇聚设备替代有源汇聚交换机，软件层面搭载智能功耗管理系统实现智能休眠和动态电源管理，软硬件双轮驱动实现网络绿色节能。 链路层面高可靠性场景通过链路冗余与双归属实现高可靠，传输机制层面基于波分复用的多通道传输实现业务间物理隔离，单纤双向技术避免人工操作失误导致的端口错插。 超聚合传输与高密度接入赋能独享万兆体验：单根光纤上同时进行N个波长的全双工同步传输，通过一个1:N高密度彩光模块实现海量接入。 无源大二层架构从传输路径和数据调度两个维度解决时延瓶颈，使得以太彩光网络实现端到端毫秒级时延。 以太彩光系统核心能力 核心汇聚层能力 基础性能 功能特性 •VSU虚拟化：多台设备虚拟为单一逻辑设备，简化拓扑•三层路由：IPv4/IPv6双栈，兼容RIP/OSPF/IS-IS/BGP4•安全运维：ACL、DHCP snooping、端口隔离等防护机制•光信号处理：中心光模块分波合波，支持带宽独享 •高密度接入：单物理端口可下联16个接入层设备，灵活扩容•速率适配：核心侧支持10G/25G/40G/100G高速链路，下联彩光端口支持1G/2.5G/10G•QoS保障：IEEE802.1p优先级机制，确保关键业务优先•传输可靠性：MTBF>100,000小时，冗余电源和热插拔模块 可靠性保障 安全防护 •物理隔离：载波隔离技术实现业务与管理信道隔离•故障诊断：系统支持OTDR光时域反射仪，故障定位精度≤1米•安全审计：SSHv2加密，操作日志审计，满足等保2.0三级 •工业级宽温：-40°~85°C工作温度范围•硬件冗余：n+1冗余电源,热插拔风扇设计 接入层能力 高带宽接入 环境适应 支持1G/2.5G/10G多速率自适应第7代无线局域网接入能力为高清视频、物联终端提供充足带宽 工业级宽温运行无风扇静音设计防尘及端口防雷特性 环境适应 智能运维 光电复合缆或集中供电方式一线入户解决数据传输与供电需求适用于会议室、病房、教室等场景 零配置即插即用光链路质量智能诊断可视化管理降低维护成本 融合供电 集中管控 光电复合缆或集中供电方式线入户解决数据传输与供电需求适用于会议室、病房、教室等场景 光与电物理分离,实现权责清晰统一管理末端设备供电简化布线与维护流程 系统级核心能力 安全可信 业务开通 •设备接入可信：USB-KEY、数字证书认证•安全审计：日志留存≥6个月,支持事件追溯•应急防护：实时检测DDoS攻击、端口扫描等•满足等保2.0三级安全要求 •敏捷开通：单业务开通时间<30分钟•带宽弹性：SDN技术支持动态调整•自动验证：关键指标自动检测与校验•多业务融合：数据、语音、视频统一管理 网络维护 互联互通 •标准协议兼容：TCP/IP、IEEE802系列•跨网络协同：对接数据中心、云计算平台•标准化API：RESTful接口支持第三方集成•测试验证：全面测试确保互联互通稳定性 •全链路可视化：实时监控网络拓扑与设备状态•智能预警：提前识别故障风险，准确率≥95%•远程运维：支持全流程远程操作•工单管理：标准化故障处理流程 04 以太彩光方案特性 架构特性 以太彩光架构核心优势 扁平化设计 无源化部署 独立波长通道 通过无源波分复用器替代传统有源汇聚交换机，实现汇聚节点无源化。 采用核心层直达接入层的大二层架构，简化了网络层级。 每个接入节点独享独立波长，实现了带宽独享且互不干扰。 有效解决传统架构痛点 通过“扁平化+无源化”设计，以太彩光网络从根本上解决了传统三层架构中因层级过多导致的故障域大、流量路径长、时延不稳定等问题，使得数据转发时延更低且更稳定。 部署特性 布线极简化与成本降低 部署效率高与零运维 传输距离远与平滑升级 以太彩光方案从核心侧到接入侧端到端单纤传输，大大降低了主干光缆用量，降低了综合布线成本。 以太彩光方案光纤支持10公里无中继传输，一次部署，满足未来几十年的业务升级需求，无需对布线系统进行改动。 接入设备即插即用，自动匹配配置，弱电间无源化实现“零运维”。 有效解决传统部署痛点 通过光纤替代铜缆，以太彩光方案从根本上解决了传统网络部署中传输距离受限、布线成本高昂、升级困难、运维复杂等问题，实现了降本增效与长期演进。 兼容性特性 继承传统以太网核心优点 开放标准 互联互通 存量兼容 方案与园区存量以太网光口接入交换机保持兼容，最大化保护用户前期网络投资。 支持多品牌网络设备互联互通，打破壁垒，避免单一厂商绑定带来的风险。 数据链路层及以上完全兼容IEEE802.3等以太网标准，确保技术规范统一。 面向未来的业务兼容能力 支持新一代设备 满足复杂场景 完美适配Wi-Fi 7 AP、4K/8K视频终端、云桌面及工业物联网网等设备。 可支撑智慧园区、现代医疗、未来教育等新兴业务场景，满足高带宽、低时延的严苛需求。 05 以太彩光网络的典型应用场景与实践 教育园区场景化建设方案 核心需求 需要保障互动教学实时性与海量终端接入，要求低时延、高并发、无线全覆盖的网络 建设方案 •将入室交换机部署于教室、办公室，无线AP部署于宿舍，实现灵活扩展；无源汇聚设备部署于教学楼栋、宿舍楼栋，适配师生终端集中接入特点，实现“核心-接入”二层扁平化架构，保障教学终端低时延稳定接入，适配各类互动教学场景。•部署SDN实现智能运维与故障快速定位，重点优化教室互动教学、宿舍终端接入等场景的故障响应效率，适配海量终端并发接入需求，助力高效互动教学。 核心价值 •支持VR/AR沉浸式教学、4K/8K超高清教学视频等大流量应用。•支撑数字化转型，优化师生体验，TCO降低30%，满足未来6-8年业务增长。 为教育数字化转型提供坚实网络底座 打造适配教学科研全场景、无缝智能绿色的新一代校园网络，赋能师生体验升级与校园可持续发展。 企业园区场景化建设方案 核心需求 需要保障智能制造、云化办公等业务稳定运行，要求高带宽、低时延、安全可靠的网络，支持终端灵活扩展与7×24小时业务连续。 建设方案 •将入室交换机部署于生产车间线头、办公工区工位，无线AP部署于仓储区；无源汇聚设备部署于生产楼栋、办公楼栋、仓储楼栋，贴合生产、办公、仓储多场景终端分布特点，实现“核心-接入”二层扁平化架构，保障高带宽、低时延传输。•部署SDN实现智能运维与故障快速定位，重点支撑7×24小时业务连续，快速处置生产车间、仓储区等核心区域的网络故障，适配终端灵活扩展需求。 核心价值 •支持生产数据采集、AOI质检数据回传、高清视频会议等多类型大流量业务。•支撑数字化转型，提升运营效率，TCO降低20%以上，保障核心业务连续运行，满足未来10年业务增长。 为企业智能制造提供坚实网络底座 打造适配研产供销全链路、高效可靠经济的新一代园区网络，赋能业务提质增效与绿色低碳发展。 医疗园区场景化建设方案 核心需求 需要保障临床诊疗、医疗影像传输等生命相关业务，要求高可靠、低时延、海量物联接入的网络，支持无线零漫游场景适配。 建设方案 •将入室交换机部署于诊室、病房、影像科，无线零漫游AP部署于住院部；无源汇聚设备部署于诊疗楼栋、住院楼栋，适配医疗业务高可靠需求，优化影像科、住院部等区域的传输链路，实现“核心-接入”二层扁平化架构，保障低时延、高可靠传输。•部署SDN实现智能运维与故障快速定位，快速处置诊室、影像科等核心诊疗区域的网络故障，保障业务连续性。 核心价值 •支持PACS影像秒级调阅大流量业务、移动医护零漫游等业务。•支撑智慧医院建设，提升医疗服务效率30%，简化运维80%，TCO降低25%-30%，保障业务连续与数据安全合规。 为智慧医疗建设提供坚实网