张德朝:“千兆光网+云VR教育”,让教育搭上数智化转型快车

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当前,千兆光网在我国全面蓬勃发展,加快推进以千兆光网和5G为代表的“双千兆”网络发展,对于促进信息消费、数字经济发展和新动能壮大,全面支撑我国社会经济高质量发展具有重要意义。

千兆光网赋能千行百业,在首届“光华杯”千兆光网应用创新大赛中,中国移动研究院牵头与广东移动、华为公司和湛江市霞山区教育局合作的“千兆光网+云VR教育助力教育信息化转型”项目,从3000多个参赛项目中脱颖而出荣获全国一等奖。

中国移动研究院基础网络技术研究所副所长张德朝在接受移动Labs采访时表示,本方案通过千兆光网+云VR教育的应用方式,降低学校部署VR系统的门槛,加快VR辅助教学手段的普及,同时丰富学校教学手段和学生学习效果,促进教育普惠和信息化转型,促进千兆光网建设和应用发展。

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基础在建:加速深化“双千兆”网络覆盖

当前,千兆光网在我国全面蓬勃发展,加快推进以千兆光网和5G为代表的“双千兆”网络发展,对于促进信息消费、数字经济发展和新动能壮大,全面支撑我国社会经济高质量发展具有重要意义。

党中央、国务院高度重视“双千兆”网络发展,国家《十四五规划和2035年远景目标纲要》和2021年《政府工作报告》均对加快“双千兆”网络发展提出了明确要求。与此同时,工信部也发布《“双千兆”网络协同发展行动计划(2021-2023年)》,提出“千兆光网和5G协同发展,开展‘百城千兆’建设”,为“双千兆网络”的建设蓝图提供了明确指导。

光网络已全面进入千兆光网时代,为数字经济持续高质量发展奠定坚实光网底座。在网络覆盖方面,光纤到户(FTTH)覆盖城乡基本所有家庭,所有城市均建成“光网城市”。在用户水平方面,光纤宽带用户5.22亿,高速宽带用户发展快速。截至2021年Q4,光纤宽带接入用户达到5.22亿,百兆以上用户渗透率93%,500M以上宽带用户超过1.08亿。

中国移动紧跟“双千兆”时代发展趋势,正在积极构建“连接+算力+能力”的新型信息服务体系,其中千兆光网络作为算力网络基础设施层的底座,是承载算网服务的高品质运力保障。据张德朝在采访中介绍,中国移动从2021年开始全面转向10G GPON系统构建,基于“10G GPON+千兆智能网关+Wi-Fi6”实现端到端千兆固网宽带能力,目前千兆光宽带用户覆盖已超2亿,200M-1G签约带宽用户成为绝对主流。

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关键在用:千兆光网+云VR教育解决方案

千兆光网是千行百业转型发展不可替代的数智基础,包括教育领域。

2021年12月,中央网络安全和信息化委员会印发《“十四五”国家信息化规划》中明确强调,要“发挥在线教育、虚拟仿真实训等优势,深化教育领域大数据分析应用,不断拓展优化各级各类教育和终身学习服务”。受上述教育行业政策推动,VR作为教育信息化转型的重要手段,在中小学等场景应用前景进一步明确。但是,云VR业务对端到端网络性能指标要求严格,传统网络方案应用挑战大。

千兆光网+云VR教育的技术结合后,通过稳定的大带宽、低时延的传输特性能够保证云VR的优质体验,同时结合云VR本身的优点,可以快速实现云VR教育落地应用及快速普及,实现优质教育资源共享、降低部署成本、提高学生学习效率,助力教育数字化转型升级。基于此,由中国移动研究院、中国移动广东公司、华为公司和湛江市霞山区教育局组成的项目组通过联合创新,提出千兆光网+云VR教育解决方案,通过端到端协同,构建千兆光网端到端大带宽、低时延、高可靠承载能力,满足云VR教育业务需求。前期,在中国移动集团计划建设部的统筹规划和政企事业部的有益指导下完成了技术攻关、产业推动和现网实施等大量工作。

张德朝表示,本技术解决方案将系统复杂度通过千兆光网+移动云的协同对外呈现为一体化服务能力,学校无需感知上层网络和本地部署IT系统,即可快速部署云VR教育系统。通过中国移动广泛存在的千兆高速光网络和移动云资源,云VR教育可实现跨地域共享教育资源,丰富有趣的课堂可以跨区域、跨时间、跨场地的随时被享用,有效共享教育资源,节约教育经费,促进教育普惠。

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亮点在网:基于WiFi6+FTTR+10G GPON+OTN协同创新

据悉,中国移动提出的“千兆光网+云VR教育系统”解决方案包括终端、网络、平台、内容这四层架构。张德朝介绍,在最关键的网络层,项目组通过Wi-Fi6+FTTR+10G GPON+OTN的千兆光网技术创新实现端到端网络切片保障。

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智能FTTR全光Wi-Fi组网提升用户侧网络能力

通过光纤延伸至房间解决Wi-Fi6千兆空口无缝覆盖保障室内大带宽,并创新提出集中管控的FTTR架构支持多点全光Wi-Fi协同调优保障室内低时延,将Wi-Fi侧平均时延从最大超30ms降低到10ms以内。相关研究成果在IEEE未来网络大会2022受邀发表EI检索论文。

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智能光接入网能力提升

网络全面升级到10G GPON支持千兆大带宽接入,并通过DBA单帧多突发等PON流量调度优化保障接入低时延,高等级业务的平均时延可从600微秒以上降至小于300微秒。PON支持低时延和网络切片的相关机制已成为ITU-T SG15研究热点。

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PON+OTN协同PON+OTN协同保障千兆光网络低时延

PON识别并感知VR业务,OLT与OTN交互协同,OTN网络建路并按需动态调整链路资源,相关机制在光网络国际顶会OFC2022workshop进行了PON+OTN协同原型系统展示和报告。项目组设计了PON与OTN的交互协议,识别、感知VR业务,匹配业务建立链路,并按需动态调整链路资源,端到端时延小于20ms。

张德朝表示,整体而言,本方案主要创新包括基于智能光接入网PON技术、品质宽带数字化平台、FTTR全光Wi-Fi组网技术及PON+OTN全光金管道技术,实现网络端到端时延低于20ms,确保了云VR教育内容的体验质量,同时,将云VR内容从本地部署变为中国移动云平台集中部署,实现VR内容一点注入、多校分发的能力,促进VR教育产业发展。在降低教育数字化转型成本、学校建设成本、提升教学质量等方面有积极地推动作用。

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未来在新:推进千兆光网技术、应用创新与跨界合作

作为首届“光华杯”千兆光网应用创新大赛中具有标杆示范作用的案例,“千兆光网+云VR教育助力教育信息化转型”项目也是中国移动千兆光网技术在教育领域落地应用的一次成功探索,已在多所学校落地应用。

目前,中国移动在千兆光网的技术研究和产业协同方面已取得长足进展。一方面,持续提升有线宽带网络能力,打造了“端到端千兆”网络。另一方面,不断推进千兆光网技术创新,面向算力网络构建基于50G PON+FTTR协同的下一代智能光接入网架构,与业界合作伙伴协同首次实现包括50G PON、FTTR在内的中国产业对PON代际技术和标准的引领,并实现了技术制式的统一。

张德朝表示,项目组在相关创新方案的研制过程中同时有效推动了50G PON和FTTR国际、国内相关标准研制,业界首次实现50G PON承载5G小站关键技术及示范应用。另外,在学术研究领域也做了有益的探索,在OFC、IEEE未来网络大会等学术会议发表系列论文。项目团队通过“应用、标准、论文”为载体的产学研用协同创新模式,进一步推动了千兆光网技术和产业的发展。

在一系列的政策支持以及产业界的协同努力下,千兆光网创新应用加速涌现。但值得注意的是,当前千兆光网的创新应用仍面临市场碎片化、应对生产控制场景能力不足、垂直部署复杂度高等挑战。

垂直行业领域众多,且不同行业需求零碎化,教育、电力、石油、安防、轨道交通、公安等行业,对通信系统的需求都不一样,需要的解决方案也存在很大差异。如何把这些零散的需求整合到一起,将是千兆光网在垂直行业落地面临的挑战。这不仅要求充分发挥和持续提升千兆光网大带宽、低时延、高可靠的垂直行业领域能力,同时需要结合场景需求,以通用化能力为基础进行定制化能力研发形成模板化解决方案,以此作为基础版本打造示范标杆。

此外,千兆光网进入某个垂直行业时,可能不太了解这个行业的痛点和具体应用,垂直行业也可能不太了解千兆光网的技术特性,这就凸显了跨界融合、跨界合作和协同创新的重要性,未来还需要研究制定千兆光网进入到各行各业的场景需求和应用方案,这样才能快速、规模化、模板化地对千兆光网的相关应用进行复制和推广。

责编:夏丽
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