無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能得到迅猛發(fā)展，除了技術(shù)本身的需求（頻譜規(guī)劃、全球漫游）外，ITU與3GPP分別在定義發(fā)展代際和引領(lǐng)全球統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)上功不可沒(méi)�？梢哉f(shuō)沒(méi)有3GPP就沒(méi)有無(wú)線產(chǎn)業(yè)的成功。
固定網(wǎng)絡(luò)由于光纖和光通信本身的優(yōu)勢(shì)和無(wú)可替代性，全球未來(lái)必然走向全光網(wǎng)絡(luò)和全光聯(lián)接，駛向千兆社會(huì)甚至萬(wàn)兆社會(huì)。這就需要在固網(wǎng)（光）引入清晰的產(chǎn)業(yè)代際及發(fā)展路標(biāo)，以及統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范來(lái)促進(jìn)固網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和繁榮。F5G的提出，正是構(gòu)建完整光產(chǎn)業(yè)生態(tài)的最佳時(shí)機(jī)。
F5G的定義：固網(wǎng)的第五代際
2020年2月，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ETSI）正式發(fā)布F5G，提出了"光聯(lián)萬(wàn)物"產(chǎn)業(yè)愿景，以寬帶接入10GPON+FTTR、Wi-Fi 6、光傳送單波200G+OXC為核心技術(shù)，定義了固網(wǎng)代際。其內(nèi)涵是在光網(wǎng)的接入側(cè)提升光纖化寬帶化水平實(shí)現(xiàn)千兆速率，承載側(cè)利用全光底座實(shí)現(xiàn)千行百業(yè)的品質(zhì)承載。
2020年9月，ETSI發(fā)布的《The Fifth Generation Fixed Network (F5G): Bringing Fibre to Everywhere and Everything》白皮書(shū)中提到，F(xiàn)5G的主要特征有三個(gè)：增強(qiáng)固定寬帶（eFBB），即相比上一代有10倍帶寬的提升（每用戶可以實(shí)現(xiàn)千兆接入）；全光聯(lián)接（FFC），即相比上一代連接密度提高10倍；體驗(yàn)可保障（GRE），即相比上一代時(shí)延減少到十分之一。
F5G主要特征，圖片來(lái)源：《The Fifth Generation Fixed Network (F5G): Bringing Fibre to Everywhere and Everything》白皮書(shū)
F5G的承載：ETSI及其F5G ISG
ETSI是源起歐洲、放眼全球的產(chǎn)業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，有其獨(dú)立性、公正性和良好的口碑和成功的實(shí)踐（如3GPP就是由ETSI牽頭推動(dòng)成立的，且3GPP秘書(shū)處也設(shè)在ETSI）。當(dāng)前固網(wǎng)業(yè)務(wù)痛點(diǎn)明顯，從政策維度來(lái)看無(wú)產(chǎn)業(yè)代際、缺乏產(chǎn)業(yè)關(guān)注、投資不足；從標(biāo)準(zhǔn)維度來(lái)看平臺(tái)分散，無(wú)法形成合力并匯聚成強(qiáng)有力的產(chǎn)業(yè)聲音，有鑒于此，ETSI專門在2019年12月立項(xiàng)成立ISG F5G產(chǎn)業(yè)工作組，于標(biāo)準(zhǔn)維度進(jìn)行深度整合，以便形成合力，并匯聚成強(qiáng)有力的產(chǎn)業(yè)聲音，推動(dòng)固網(wǎng)的發(fā)展和繁榮。ISG F5G致力于成為一個(gè)公平、開(kāi)放、E2E的平臺(tái)整合生態(tài)、和共享經(jīng)驗(yàn)/能力，在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)成功上實(shí)現(xiàn)正循環(huán)。
F5G固定代際標(biāo)準(zhǔn)及光聯(lián)萬(wàn)物的愿景一經(jīng)提出迅速成為產(chǎn)業(yè)界熱議的焦點(diǎn)。ETSI的F5G標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布2年多以來(lái)，從標(biāo)準(zhǔn)組織到行業(yè)應(yīng)用都實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，目前會(huì)員數(shù)近100家，提交了1600+篇的文稿，成立了21個(gè)WI進(jìn)行技術(shù)研究，召開(kāi)了60+場(chǎng)次的周邊組織研討，極大地帶動(dòng)了F5G在行業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化工作。
F5G已成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基石
兩年多以來(lái)，光聯(lián)萬(wàn)物，F(xiàn)5G服務(wù)千行百業(yè)，構(gòu)筑家庭數(shù)字化、企業(yè)數(shù)字化以及公共服務(wù)和社會(huì)治理數(shù)字化的聯(lián)接底座帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益逐步成為全球產(chǎn)業(yè)共識(shí)。中國(guó)社會(huì)科學(xué)院做的一份研究報(bào)告顯示，2020~2025年間，F(xiàn)5G平均每年能拉動(dòng)中國(guó)GDP增長(zhǎng)0.3個(gè)百分點(diǎn)。
F5G是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基石，已成為國(guó)家ICT基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的核心戰(zhàn)略。在歐洲，歐盟發(fā)布"2030數(shù)字十年計(jì)劃Europe's Digital Decade"和"VHCN指導(dǎo)方針"，從政策、資金、監(jiān)管等方面牽引歐洲各國(guó)千兆光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。在中國(guó)，"十四五規(guī)劃"明確提出全面部署千兆光纖網(wǎng)絡(luò)，加快千兆城市建設(shè)和200G/400G升級(jí)，并制定3年行動(dòng)計(jì)劃確保目標(biāo)達(dá)成。此外，有20+國(guó)家發(fā)布光纖寬帶頂層規(guī)劃，如泰國(guó)"Giga Thailand"、埃及"Decent Life"、摩洛哥"NBN 2025"、尼日利亞"NNBP 2025"、科特迪瓦"National Broadband Implement Plan"，加快了光纖寬帶部署。印度"Digital India"，圍繞"高速寬帶、移動(dòng)泛在接入"等9個(gè)領(lǐng)域打造數(shù)字社會(huì)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)印度社會(huì)的全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
在生活領(lǐng)域，一方面F5G以其大帶寬、低時(shí)延、泛聯(lián)接的特征滿足對(duì)網(wǎng)絡(luò)和信息服務(wù)的新需求；另一方面，F(xiàn)5G孵化新產(chǎn)品、新應(yīng)用和新業(yè)態(tài)，加快供給與需求的匹配度，不斷滿足消費(fèi)者日益增長(zhǎng)的多樣化信息產(chǎn)品需求。
在生產(chǎn)領(lǐng)域，光纖從家庭走向園區(qū)，走向工廠和機(jī)器，光進(jìn)銅退正成為新的建網(wǎng)趨勢(shì)。FTTO全光園區(qū)已在超過(guò)15000家教育、醫(yī)療、金融機(jī)構(gòu)部署。FTTM全光工業(yè)網(wǎng)已在超過(guò)百家煤礦井下安全生產(chǎn)、港口超遠(yuǎn)控、交通全光路口創(chuàng)新應(yīng)用。F5G以綠色環(huán)保、極簡(jiǎn)架構(gòu)、大帶寬、確定性低時(shí)延、安全可靠等特性，助力千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，極大地釋放了傳統(tǒng)行業(yè)的生產(chǎn)力。
從全球運(yùn)營(yíng)商的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，從2020年-2021年，FTTH新增用戶1億，千兆寬帶用戶數(shù)超7千萬(wàn)，F(xiàn)TTR部署超過(guò)80萬(wàn)套，F(xiàn)TTO/FTTM 進(jìn)企業(yè)超過(guò)2萬(wàn)家，F(xiàn)5G的產(chǎn)業(yè)生態(tài)已經(jīng)全面建立。
F5G Advanced產(chǎn)業(yè)演進(jìn)四大驅(qū)動(dòng)力
與前幾代通信網(wǎng)絡(luò)不同，F(xiàn)5G千兆光網(wǎng)被認(rèn)為是新型信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成，構(gòu)成了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的信息大動(dòng)脈，在賦能數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展，助力千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中具有重要支撐作用。
歐盟提出2030數(shù)字羅盤（Digital Compass）計(jì)劃，明確制定了千兆全光戰(zhàn)略，中國(guó)也在千兆光網(wǎng)賦能行業(yè)應(yīng)用方面啟動(dòng)"追光計(jì)劃-工業(yè)領(lǐng)航行動(dòng)"將持續(xù)深化"千兆光網(wǎng)+行業(yè)融合應(yīng)用"作為當(dāng)前的重要目標(biāo)。
從產(chǎn)業(yè)演進(jìn)的角度看，F(xiàn)5G需要應(yīng)對(duì)如下挑戰(zhàn)：
超高清沉浸式體驗(yàn)，需要更大帶寬更低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)：隨著技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)，元宇宙應(yīng)用的興起，極大地促進(jìn)了VR/AR/XR、光場(chǎng)顯示等高清視頻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。根據(jù)華為研究以及第三方咨詢報(bào)告，2030年將有超10億用戶通過(guò)XR體驗(yàn)"身臨其境"的全新虛擬世界，并實(shí)現(xiàn)和物理世界的交互。以遠(yuǎn)程辦公為代表的多方視頻通話、虛擬會(huì)議等將成為常態(tài)， 構(gòu)建沉浸式體驗(yàn)的虛擬世界，實(shí)現(xiàn)自然的交互體驗(yàn)，需要1Gbps~10Gbps帶寬、20ms~5ms的時(shí)延，同時(shí)為保障家庭、企業(yè)多用戶并發(fā)體驗(yàn)，需要帶寬10倍提升，對(duì)現(xiàn)有F5G千兆網(wǎng)絡(luò)能力提出了新的挑戰(zhàn)。
工業(yè)制造、能源、交通等行業(yè)數(shù)字化，需要網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步提升實(shí)時(shí)性和可靠性：F5G推動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域，隨著產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化升級(jí)加速，機(jī)器視覺(jué)等超高清視頻回傳、遠(yuǎn)程運(yùn)動(dòng)控制等應(yīng)用規(guī)模發(fā)展，需要20us時(shí)延、20ns抖動(dòng)、零丟包和99.9999%高可靠聯(lián)接。而當(dāng)前的串行總線時(shí)延>100us，且時(shí)延、抖動(dòng)逐站累加，難以滿足要求，需要新型現(xiàn)場(chǎng)總線滿足工業(yè)控制的苛刻要求。能源、交通生產(chǎn)網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全可靠、低時(shí)延有很高要求，隨著高清視頻回傳等大帶寬業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，需要提供每個(gè)站點(diǎn)GE帶寬、1ms低時(shí)延、99.999%高可靠的硬管道聯(lián)接，承載并使能OT的自動(dòng)化、智能化升級(jí)，加速行業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
無(wú)處不在的光纜網(wǎng)，需要數(shù)字化管理和增加環(huán)境感知能力：隨著F5G Fiber to Everywhere的深化部署，光纖進(jìn)一步向末端延伸，連接數(shù)增加10倍，光纖部署里程數(shù)增加20%。一方面，運(yùn)營(yíng)商擁有海量的光纜啞資源，管理維護(hù)變得越來(lái)越復(fù)雜，需要通過(guò)數(shù)字化技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)光纜位置的精準(zhǔn)定位、光纜故障位置的準(zhǔn)確識(shí)別等數(shù)字化、可視化管理。另一方面，F(xiàn)5G在行業(yè)的規(guī)模部署，推動(dòng)企業(yè)場(chǎng)景光纜無(wú)處不在。光纖不僅可以滿足企業(yè)通信的功能，還具有感知振動(dòng)、溫度、應(yīng)力等參數(shù)的特性，可以通過(guò)光纖對(duì)外部環(huán)境進(jìn)行精準(zhǔn)感知，在油氣管線在線巡檢等場(chǎng)景發(fā)揮巨大作用。
企業(yè)數(shù)字化、云化加速，需要網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)極簡(jiǎn)、綠色低碳：隨著企業(yè)云化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速，業(yè)務(wù)集中云端部署，流量主要是從終端匯聚到數(shù)據(jù)中心，同時(shí)8K/XR等大帶寬應(yīng)用驅(qū)動(dòng)未來(lái)10年網(wǎng)絡(luò)的流量復(fù)合增長(zhǎng)率26%以上，要求網(wǎng)絡(luò)帶寬10倍以上提升。而現(xiàn)有多級(jí)逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在時(shí)延、功耗等方面均面臨挑戰(zhàn)，需要一跳直達(dá)、全光調(diào)度、極簡(jiǎn)扁平化架構(gòu)的綠色全光網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能效10 倍提升，更好滿足企業(yè)數(shù)字化發(fā)展的需要。
2022年9月，ETSI ISG F5G重磅發(fā)布了《F5G Advanced and Beyond》白皮書(shū)，介紹了F5G向F5G Advanced以及未來(lái)的F6G演進(jìn)的驅(qū)動(dòng)因素、能力維度和關(guān)鍵使能技術(shù)。業(yè)界預(yù)期F5G Advanced將在2025年左右開(kāi)始商用，而F6G將在2030年商用，固網(wǎng)演進(jìn)迎來(lái)新的重大階段。
2022年10月，中國(guó)聯(lián)通基于ETSI發(fā)布的《F5G Advanced and Beyond》白皮書(shū)基礎(chǔ)上，牽頭聯(lián)合20多家國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商和行業(yè)伙伴發(fā)布的《F5G Advanced產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》提到，圍繞產(chǎn)業(yè)目標(biāo)，F(xiàn)5G Advanced階段與F5G最大的變化是在原有特征持續(xù)擴(kuò)展的基礎(chǔ)上新增了綠色敏捷全光網(wǎng)、面向工業(yè)制造的實(shí)時(shí)韌性聯(lián)接、通感一體三大特征，具體表現(xiàn)為：
- 增強(qiáng)寬帶（eFBB）: 從千兆接入邁向萬(wàn)兆家庭/萬(wàn)兆園區(qū)/百T網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)1 Gbps->10 Gbps Everywhere（線路帶寬翻番200G/400G-->400G/800G）
- 綠色敏捷全光網(wǎng)（GAO）：OTN to Every Site，打造一跳直達(dá)、10倍能效提升的綠色敏捷的品質(zhì)全光網(wǎng)
- 全光聯(lián)接（FFC）: 打造智慧家庭/企家協(xié)同/全光園區(qū)數(shù)字化底座，提升高品質(zhì)聯(lián)接數(shù)
- 低時(shí)延高可靠工業(yè)級(jí)聯(lián)接（RRL）：6個(gè)9超高可靠、μs級(jí)確定性低時(shí)延全光生產(chǎn)網(wǎng)，助力千行百業(yè)數(shù)智化升級(jí)
- 體驗(yàn)可保障（GRE）: 家寬從可視定位到體驗(yàn)自優(yōu)化，專線/算網(wǎng)極速智能聯(lián)接提質(zhì)
- 通感一體化（OSV）：從通信到感知，釋放光纖網(wǎng)絡(luò)無(wú)限潛能
本文內(nèi)容參考《F5G Advanced and Beyond》白皮書(shū)、《F5G Advanced產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》 
