中國(guó)聯(lián)通唐雄燕：“兩維度”創(chuàng)新全光算力網(wǎng)絡(luò)，助力“東數(shù)西算”戰(zhàn)略實(shí)施

2月23日消息（林想）在今天召開(kāi)的2022中國(guó)光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇的全光城市研討會(huì)上，中國(guó)聯(lián)通研究院副院長(zhǎng)、首席科學(xué)家唐雄燕表示，全光算力網(wǎng)絡(luò)提供超高安全、超低時(shí)延、超高可靠、超大帶寬、超長(zhǎng)距離、靈活可調(diào)、綠色節(jié)能的高品質(zhì)連接，可以快速高效地將“東數(shù)”運(yùn)送到“西算”，助力國(guó)家“東數(shù)西算”戰(zhàn)略實(shí)施，提升跨區(qū)域算力調(diào)度水平，為泛在算力資源提供運(yùn)力保障。

中國(guó)聯(lián)通研究院副院長(zhǎng)、首席科學(xué)家唐雄燕

“東數(shù)西算”驅(qū)動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

2022年2月，國(guó)家發(fā)改委等部門(mén)聯(lián)合印發(fā)文件，同意在京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏啟動(dòng)建設(shè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)，并規(guī)劃了10個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群。至此，全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心體系完成總體布局設(shè)計(jì)，“東數(shù)西算”工程正式全面啟動(dòng)。

唐雄燕指出，“東數(shù)西算”工程的啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)著算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。2021年5月，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》，提出構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò)，布局建設(shè)全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)，加快實(shí)施“東數(shù)西算”工程。該方案的實(shí)施需要圍繞數(shù)據(jù)中心集群建設(shè)數(shù)據(jù)中心直連網(wǎng)，增大網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高傳輸速度，降低傳輸費(fèi)用。

“東數(shù)西算”是算力網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)階段的關(guān)鍵著力點(diǎn)。算力網(wǎng)絡(luò)是中國(guó)信息通信業(yè)近年積極倡導(dǎo)的新興技術(shù)概念，反映了我國(guó)運(yùn)營(yíng)商推動(dòng)通信與計(jì)算服務(wù)融合的愿望和趨勢(shì)，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)涵外延還需要通過(guò)實(shí)踐探索不斷豐富和發(fā)展。

從網(wǎng)絡(luò)角度，算力網(wǎng)絡(luò)是面向計(jì)算和智能服務(wù)的新型網(wǎng)絡(luò)體系，IPv6+和全光底座是算力網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基石，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生算力是算力網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的重要方向；從算力角度看，算力網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)化的算力基礎(chǔ)設(shè)施，是依托網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的多樣化算力資源調(diào)度和服務(wù)體系；從服務(wù)角度看，算力網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是提供算網(wǎng)一體服務(wù)，是云網(wǎng)融合服務(wù)的新階段，是數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)的新形態(tài)。

中國(guó)聯(lián)通2019年在行業(yè)首次發(fā)布算力網(wǎng)絡(luò)白皮書(shū)，倡導(dǎo)算力網(wǎng)絡(luò)概念，提出算力網(wǎng)絡(luò)是云網(wǎng)融合新發(fā)展階段。2020年開(kāi)始，我國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商及華為公司等設(shè)備商積極推進(jìn)算力網(wǎng)絡(luò)國(guó)際與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工作。

“東數(shù)西算”需要怎樣的算力網(wǎng)絡(luò)？

“算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展目標(biāo)是推動(dòng)計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)的深度融合，提供算網(wǎng)一體服務(wù)。”唐雄燕指出，過(guò)去幾年行業(yè)一直在推動(dòng)云網(wǎng)融合，通過(guò)SDN技術(shù)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的彈性和靈活性，使網(wǎng)絡(luò)能更好支撐云計(jì)算的發(fā)展。近年隨著人工智能和邊緣計(jì)算的發(fā)展，云計(jì)算從中心云開(kāi)始走向邊緣，算力呈現(xiàn)泛在化和多樣性趨勢(shì)。為了順應(yīng)這一新趨勢(shì)，算力網(wǎng)絡(luò)需要具備一網(wǎng)多云、云邊協(xié)同和一體供給能力，為智能時(shí)代提供算網(wǎng)一體基礎(chǔ)設(shè)施。

那么要實(shí)現(xiàn)“東數(shù)西算”需要什么樣的算力網(wǎng)絡(luò)？

唐雄燕認(rèn)為需要兩個(gè)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要素：一個(gè)是全光算力網(wǎng)絡(luò)底座，另一個(gè)是基于SRv6的可編程IP網(wǎng)絡(luò)。在他看來(lái)，要實(shí)現(xiàn)“東數(shù)西算”需要超強(qiáng)運(yùn)力，IP+光協(xié)同和算網(wǎng)協(xié)同。

超強(qiáng)運(yùn)力體現(xiàn)在光層的超大容量、超長(zhǎng)距離、靈活調(diào)度、云間光路直達(dá)、最短時(shí)延；IP層的

超大容量、極簡(jiǎn)協(xié)議的路由能力(IPv6+)、最少跳數(shù)實(shí)現(xiàn)流量調(diào)度。IP+光協(xié)同體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)高效自動(dòng)協(xié)同編排和調(diào)度、端到端自動(dòng)配置和業(yè)務(wù)自動(dòng)開(kāi)通、網(wǎng)絡(luò)資源和狀態(tài)的可視化和基于AI的網(wǎng)絡(luò)自智。算網(wǎng)協(xié)同則需要通過(guò)算力與網(wǎng)絡(luò)的相互感知，實(shí)現(xiàn)計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)資源統(tǒng)一調(diào)度。

唐雄燕認(rèn)為，由于光網(wǎng)絡(luò)具備超大容量、超長(zhǎng)距離、高品質(zhì)、確定性、高安全、低時(shí)延、低抖動(dòng)、硬隔離、端到端切片等優(yōu)勢(shì)，可為泛在算力資源提供覆蓋廣泛、靈活高效的超強(qiáng)運(yùn)力保障，從而構(gòu)建起全光算力網(wǎng)絡(luò)。

“全光算力網(wǎng)絡(luò)”以實(shí)現(xiàn)算網(wǎng)一體服務(wù)為目標(biāo)，提升光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)承載能力和業(yè)務(wù)提供能力，推動(dòng)全光底座的智能開(kāi)放和云光一體化服務(wù)，為泛在算力資源的高效連接調(diào)度，提供高品質(zhì)、低時(shí)延的運(yùn)力保障。唐雄燕指出，這具體需要通過(guò)三方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。

一是提升全光底座基礎(chǔ)承載能力，為算力調(diào)度提供強(qiáng)大的運(yùn)力保障。以超高速率、超大容量、超長(zhǎng)距離、超寬靈活、超強(qiáng)智能為目標(biāo)，保障算力資源高效連接調(diào)度。

二是實(shí)現(xiàn)高速泛在光接入，推動(dòng)高品質(zhì)光業(yè)務(wù)網(wǎng)發(fā)展。構(gòu)建架構(gòu)穩(wěn)、覆蓋全的綜合業(yè)務(wù)區(qū)和全光錨點(diǎn)，提供多種技術(shù)體制的高速泛在光接入，實(shí)現(xiàn)靈活便捷全光入云。

三是推進(jìn)光網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放解耦與智能化增強(qiáng)，向著自智光網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。以SDN化為抓手，推動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放與解耦；并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)AI、數(shù)字孿生、意圖驅(qū)動(dòng)等技術(shù)創(chuàng)新，不斷提升光網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化和智能化水平。

“兩維度”創(chuàng)新推動(dòng)全光算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

唐雄燕表示，“強(qiáng)大的全光算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展離不開(kāi)光通信技術(shù)的創(chuàng)新賦能，為此需要從兩個(gè)維度來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。”

第一個(gè)維度是通過(guò)基礎(chǔ)傳輸技術(shù)創(chuàng)新提升高速泛在的全光傳送能力，包括發(fā)展新一代光纖技術(shù)加快光通信向著更高速率和更大帶寬方向演進(jìn)，同時(shí)通過(guò)推動(dòng)波分向城域和接入下沉來(lái)實(shí)現(xiàn)全光傳送和接入的泛在化；第二個(gè)維度是增強(qiáng)光網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)全光業(yè)務(wù)的智能敏捷提供，推動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)由基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)向業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展，為此需要進(jìn)一步提升光網(wǎng)絡(luò)的智能化與開(kāi)放性。

首先全光算力網(wǎng)絡(luò)呼喚新一代光纖技術(shù)。唐雄燕表示，兼具大有效面積和低損耗特性的G.654.E光纖將為單波400G/800G傳輸系統(tǒng)的部署鋪路，更好地滿足全光算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需要。近年來(lái)中國(guó)聯(lián)通聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈積極開(kāi)展G.654.E光纖標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化及試驗(yàn)示范，目前國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商均已開(kāi)始商用部署。G.654.E光纖可以顯著提升超高速傳輸系統(tǒng)的無(wú)電中繼距離，為構(gòu)建超高速超長(zhǎng)距大容量骨干光網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)，更好服務(wù)于“東數(shù)西算”戰(zhàn)略實(shí)施。

同時(shí)，全光算力網(wǎng)絡(luò)需要依托超高速傳輸。唐雄燕指出，100G WDM早就全網(wǎng)大規(guī)模部署，200G系統(tǒng)也有商用部署，包括32G波特率的16QAM和64G波特率的QPSK技術(shù)。近年各運(yùn)營(yíng)商均在開(kāi)展單波400G WDM技術(shù)的驗(yàn)證測(cè)試，推動(dòng)骨干網(wǎng)長(zhǎng)距離400G技術(shù)的逐步成熟?？蛻魝?cè)100G接口還將繼續(xù)規(guī)模應(yīng)用，400G將成為超100G客戶側(cè)的主要接口。為應(yīng)對(duì)城域流量劇增，城域光網(wǎng)絡(luò)將率先引入400G及超400G WDM技術(shù)。

超高速傳輸?shù)倪M(jìn)一步發(fā)展則需要依靠頻譜擴(kuò)展與多波段傳輸，通過(guò)增加波道數(shù)來(lái)提升傳輸容量。唐雄燕表示，多波段傳輸（MBT)可以充分利用光纖可用頻譜資源，是提升單模光纖傳輸容量的潛在技術(shù)手段。為了增大單纖系統(tǒng)總傳輸容量，需要在常規(guī)C波段外，不斷擴(kuò)展頻譜（C++擴(kuò)展波段，C+L擴(kuò)展波段）。多波段波分復(fù)用傳輸（MBT）仍在研究階段，實(shí)現(xiàn)S+C+L等更多波段組合依然面臨光源、光放大器和非線性效應(yīng)等方面的技術(shù)挑戰(zhàn)。

實(shí)現(xiàn)全光傳送與接入的泛在化一方面需要推動(dòng)波分下沉，實(shí)現(xiàn)大容量波長(zhǎng)級(jí)光連接服務(wù)；另一方面推動(dòng)光接入向房間、桌面和機(jī)器延伸（FTTR、FTTM）。近年中國(guó)聯(lián)通持續(xù)發(fā)力DWDM技術(shù)下沉，從長(zhǎng)距離骨干網(wǎng)，到城域網(wǎng)核心，再到城域邊緣接入層，逐步構(gòu)建端到端的大容量全光網(wǎng)絡(luò)。面向城域和邊緣接入層，產(chǎn)業(yè)鏈需要發(fā)展低成本的100G WDM技術(shù)，以便100G WDM能更經(jīng)濟(jì)合理地向縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)下沉，構(gòu)建全光城市、全光鄉(xiāng)村。在FTTH全面部署的基礎(chǔ)上，中國(guó)聯(lián)通也在積極發(fā)展FTTR，將光連接進(jìn)一步延伸至房間，為每個(gè)房間提供千兆高品質(zhì)、低時(shí)延接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全屋千兆全覆蓋。

其次，在光業(yè)務(wù)網(wǎng)方面，中國(guó)聯(lián)通利用ROADM組網(wǎng)，構(gòu)建動(dòng)態(tài)全光業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。其中骨干/區(qū)域?qū)用?，中?guó)三大運(yùn)營(yíng)商均已規(guī)模建設(shè)全國(guó)和區(qū)域ROADM/OXC網(wǎng)絡(luò)，配合超高速光傳輸技術(shù)，構(gòu)建了靈活動(dòng)態(tài)的骨干全光網(wǎng)絡(luò)。而在城域?qū)用?，伴隨著WDM下沉，ROADM技術(shù)也在不斷下沉，在城域核心節(jié)點(diǎn)引入高維度ROADM或OXC的同時(shí)，在城域邊緣接入需要引入低成本低維度ROADM，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的MUX/DMUX/FOADM固定組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)城域靈活動(dòng)態(tài)組網(wǎng)。針對(duì)城域邊緣層應(yīng)用場(chǎng)景，低維度（4維/9維等）、固定柵格的WSS將有較大的成本優(yōu)勢(shì)。

同時(shí)，為保障光業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)的穩(wěn)定性，中國(guó)聯(lián)通打造了全光錨點(diǎn)，推進(jìn)綜合業(yè)務(wù)接入和一跳入云。全光錨點(diǎn)是光網(wǎng)與業(yè)務(wù)的銜接點(diǎn)。依托全光錨點(diǎn)，可以穩(wěn)步推進(jìn)綜合業(yè)務(wù)接入，提高資源利用率，可以基于PON，G.metro，OSU，OTN，WDM等多樣化接入手段，將光網(wǎng)絡(luò)延伸至最終用戶，提供無(wú)處不在的光連接服務(wù)，保障用戶便捷獲取和使用算力資源。

為進(jìn)一步增強(qiáng)業(yè)務(wù)承載靈活性，面向低時(shí)延、小顆粒、多業(yè)務(wù)等差異化需求，光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)屬性需進(jìn)一步增強(qiáng)?？梢曰贠SU技術(shù)，實(shí)現(xiàn)Mbit/s到Gbit/s不同速率等級(jí)業(yè)務(wù)的高效靈活承載，并不斷增強(qiáng)光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)感知能力，利用OSU/OTN網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)靈活入云服務(wù)。

此外，需要積極推動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放組網(wǎng)。唐雄燕指出，隨著SDN技術(shù)規(guī)模部署，網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放和解耦成為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、降低建網(wǎng)成本的重要趨勢(shì)。開(kāi)放光網(wǎng)絡(luò)將基于標(biāo)準(zhǔn)的南北向接口以及運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一管控系統(tǒng)和協(xié)同編排器，構(gòu)建多供應(yīng)商開(kāi)放組網(wǎng)的全光底座，繁榮產(chǎn)業(yè)生態(tài)，加速業(yè)務(wù)創(chuàng)新。目前面向?qū)＞€接入的OTN-CPE設(shè)備，面向數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)的WDM設(shè)備，5G前傳波分設(shè)備等的開(kāi)放組網(wǎng)部署，已在多個(gè)運(yùn)營(yíng)商應(yīng)用。

IP與光的深度融合是開(kāi)放光網(wǎng)絡(luò)的重要追求，也是簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重要手段。唐雄燕強(qiáng)調(diào)，“從目前發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，IP設(shè)備與光網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)邊界越來(lái)越模糊。例如相干光模塊將不僅僅是光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的技術(shù)，也可直接應(yīng)用于IP網(wǎng)。”

智能化一直是光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新的重要方向，構(gòu)建面向算網(wǎng)融合的全光算力網(wǎng)絡(luò)更離不開(kāi)運(yùn)營(yíng)和服務(wù)的智能化。中國(guó)聯(lián)通近年來(lái)一直在大力推動(dòng)軟件定義光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，建設(shè)了基于SD-OTN的政企精品網(wǎng)，下一步中國(guó)聯(lián)通將把AI相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到光網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)中，逐步實(shí)現(xiàn)自智光網(wǎng)絡(luò)。

“三方面”夯實(shí)全光算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

最后，唐雄燕指出，中國(guó)聯(lián)通積極倡導(dǎo)和推動(dòng)全光算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。為了筑牢面向算網(wǎng)融合服務(wù)的低時(shí)延、高帶寬、高可靠、高安全的全光傳送底座，實(shí)現(xiàn)算力業(yè)務(wù)高質(zhì)量傳送，中國(guó)聯(lián)通重點(diǎn)關(guān)注三方面工作：

一是圍繞算力中心和業(yè)務(wù)流量中心，建設(shè)低時(shí)延骨干光纜網(wǎng)。在現(xiàn)有“八縱八橫”光纜網(wǎng)基礎(chǔ)上，加快推進(jìn)京滬、滬穗、京漢廣、貴廣等段落光纜建設(shè)，持續(xù)優(yōu)化八大樞紐節(jié)點(diǎn)間低時(shí)延直達(dá)光纜，并聚焦京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳、成渝、魯豫陜等算力集群區(qū)域，實(shí)現(xiàn)光纜最優(yōu)接入。

二是打造大帶寬、低時(shí)延、高安全的骨干傳輸網(wǎng)。中國(guó)聯(lián)通將實(shí)現(xiàn)24個(gè)聯(lián)通自有數(shù)據(jù)中心ROADM網(wǎng)全覆蓋，重點(diǎn)段落部署超100G系統(tǒng)和OXC，打造超大帶寬全光傳送底座，開(kāi)展超長(zhǎng)距開(kāi)放光網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)云間一跳直達(dá)，并增強(qiáng)光層自主可控能力。

三是重點(diǎn)打造四大城市群低時(shí)延圈。確保京津冀、長(zhǎng)三角、大灣區(qū)、成渝等區(qū)域內(nèi)傳輸時(shí)延低于10ms，核心城市間爭(zhēng)取2~3ms。

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