下一代光互聯(lián)支撐AI繁榮，賦能數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展

6月13日消息（水易）今年以來，以ChatGPT為代表的AIGC火爆出圈，顛覆了業(yè)界對人工智能的認(rèn)知，也為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了新模式、新路徑，當(dāng)然也帶來了海量算力需求，對數(shù)據(jù)中心的需求也邁上新臺階。數(shù)據(jù)中心持續(xù)發(fā)展的同時(shí)，數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)技術(shù)也需要隨之升級演進(jìn)，滿足數(shù)據(jù)的高速、低時(shí)延、高可靠傳輸，支撐業(yè)務(wù)發(fā)展。

6月7日，由CIOE中國光博會與C114通信網(wǎng)聯(lián)合推出的“2023中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇”系列活動的最后一期論壇“數(shù)據(jù)中心光互連技術(shù)研討會”，產(chǎn)業(yè)鏈各方圍繞數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)DCI、全光數(shù)據(jù)中心、硅光、800G、CPO、智能光網(wǎng)絡(luò)、綠色節(jié)能等熱門話題展開深入探討，助力光通信行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展道路。

中國國際光電博覽會秘書長、中國光學(xué)學(xué)會常務(wù)理事楊耕碩在致辭中表示，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如火如荼，光互聯(lián)作為數(shù)據(jù)中心的主導(dǎo)連接方式也在不斷升級，包括NPO、CPO等新興技術(shù)不斷被探討，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)ChatGPT的生成式AI帶來的高算力場景下的低能耗、高效能。

智算中心賦能數(shù)字經(jīng)濟(jì)

面對數(shù)字經(jīng)濟(jì)對海量算力需求，我國在2022年2月宣布全面啟動“東數(shù)西算”工程，京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地的國家算力樞紐節(jié)點(diǎn)相繼開始建設(shè)，打造強(qiáng)大的算力基礎(chǔ)設(shè)施，支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。

國家信息中心信息化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展部主任單志廣表示，數(shù)字經(jīng)濟(jì)有三要素：底層的數(shù)據(jù)、中間的算力和上層的算法。聯(lián)接和計(jì)算，是支撐三要素的核心能力，數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)則是聯(lián)接和計(jì)算的底座?；谏鲜鲆氐闹悄苡?jì)算，正在成為當(dāng)今數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的新生產(chǎn)力。

單志廣介紹，目前智算中心呈現(xiàn)四大發(fā)展趨勢：智能算力需求快速擴(kuò)張、智算中心正在成為通用人工智能發(fā)展的關(guān)鍵、普適普惠的服務(wù)生態(tài)逐步構(gòu)建、綠色低碳的發(fā)展格局正在加速形成。產(chǎn)業(yè)界要以算力基建化為主體，以算法基建化為引領(lǐng)，以服務(wù)智件化為依托，以設(shè)施綠色化為支撐，面向未來打造智算中心，賦能數(shù)字經(jīng)濟(jì)新業(yè)態(tài)、新模式繁榮發(fā)展。

中國信通院云計(jì)算與大數(shù)據(jù)研究所副總工程師郭亮表示，數(shù)字經(jīng)濟(jì)與數(shù)字化轉(zhuǎn)型對國家發(fā)展具有重要意義，因而國家政策持續(xù)關(guān)注數(shù)據(jù)中心布局、準(zhǔn)入、發(fā)展等，深化算力賦能，支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

郭亮指出，算力作為一種公共服務(wù)資源，主要由算力設(shè)施產(chǎn)生，不可移動和傳輸，也不能儲存，需要依賴網(wǎng)絡(luò)的傳輸和數(shù)據(jù)的流通，才能發(fā)揮算力的價(jià)值。因而算力網(wǎng)絡(luò)成為重點(diǎn)研究方向，通過全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)需求的高效傳輸調(diào)度，服務(wù)更多應(yīng)用場景。

下一代光互聯(lián)支撐AI繁榮

正是伴隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)、人工智能的崛起，以及“東數(shù)西算”工程的落地實(shí)施，當(dāng)前數(shù)據(jù)中心正加速向以AI計(jì)算為中心的智算中心轉(zhuǎn)變與升級，也正驅(qū)動著光互聯(lián)技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)。

華為光產(chǎn)品線DCI領(lǐng)域首席架構(gòu)師李楊指出，互聯(lián)網(wǎng)流量持續(xù)的高速增長，促使數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將向更大帶寬方向升級。華為堅(jiān)持?jǐn)U展頻譜，通過新型增益光纖與工藝突破，實(shí)現(xiàn)業(yè)界首個(gè)Super C + Super L的超寬頻譜創(chuàng)新，頻譜寬度領(lǐng)先業(yè)界能力25%，為光纖傳輸提供了更多的波道數(shù)。通過FLEX光層能靈活接入不同單波速率，支持電層速率演進(jìn)的同時(shí)提升頻譜利用率，實(shí)現(xiàn)光層從FIX向FLEX的平滑演進(jìn)。

華中科技大學(xué)教授唐明表示，面向數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)的相干光通信架構(gòu)，一定是基于光電融合芯片，具有光源、放大、調(diào)制、探測、偏振控制和信號處理等功能，光電互補(bǔ)，避免對先進(jìn)制程的依賴，降低功耗與算法復(fù)雜度?？梢韵嘈?，隨著數(shù)據(jù)中心邁向高算力時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)力成為瓶頸，相干光通信將會得到越來越多的討論和應(yīng)用探索。

海思光電子有限公司資深產(chǎn)品規(guī)劃經(jīng)理侯康認(rèn)為，800G的主力需求來自AIGC高性能計(jì)算場景，按照不同的光電口速率、通道數(shù)量的差異，基本分為三個(gè)方案代際：800G第一代功耗成本并非最優(yōu)，核心挑戰(zhàn)是LPO；第二代需要高波特率的光芯片技術(shù)突破；第三代電傳輸性能突破是商用關(guān)鍵。

成都新易盛通信技術(shù)股份有限公司業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)張金雙認(rèn)為，生成式人工智能，通過GPT大模型的訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)接近人類智慧的通用或者各類產(chǎn)業(yè)智能。而大模型數(shù)據(jù)訓(xùn)練需要AI超算數(shù)據(jù)中心的支撐。對于光通信行業(yè)來說，生成式AI也激發(fā)了高速率網(wǎng)絡(luò)的需求，進(jìn)一步推動了高速光互聯(lián)技術(shù)發(fā)展。

京東光互聯(lián)架構(gòu)師陳琤表示，光電合封技術(shù)具有信號完整性、高集成度、低成本等優(yōu)勢。特別是112G SerDes即將到來，51.2T和102.4T交換容量的交換節(jié)點(diǎn)，將給可插拔模塊的應(yīng)用帶來挑戰(zhàn)。交換芯片到面板的高密度電信號傳輸將變得十分困難，光電合封技術(shù)或?qū)l(fā)揮其優(yōu)勢。

騰訊光系統(tǒng)架構(gòu)師胡勝磊表示，AI產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展顯著拉動了相關(guān)算力需求。由于CPO技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高算力場景下的低能耗、高能效，被業(yè)界視為算力時(shí)代的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，但產(chǎn)品應(yīng)用需克服來自熱管理、光纖管理、可靠性、端面耦合等方面的諸多挑戰(zhàn)。在此背景下，VCSEL based CPO與LPO正成為CPO的有力競爭者。

測試是光通信系統(tǒng)不可或缺的重要一環(huán)，是德科技大中華區(qū)光通信技術(shù)測試負(fù)責(zé)人李凱表示，是德科技已經(jīng)推出了800G/1.6T全流程測試解決方案，并聯(lián)合旭創(chuàng)科技、英特爾、Synopsys等業(yè)界領(lǐng)先廠商展開了測試工作。對于CPO的未來發(fā)展，李凱認(rèn)為，如果需要得到產(chǎn)業(yè)鏈的廣泛支持，CPO光引擎和交換芯片之間的電口，最好是一個(gè)開放的接口，促進(jìn)技術(shù)開發(fā)和驗(yàn)證。

AI成就智能光網(wǎng)絡(luò)變革

數(shù)據(jù)中心的新建、擴(kuò)容和業(yè)務(wù)快速上線訴求，使得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維面臨更大的挑戰(zhàn)，如何實(shí)現(xiàn)智能化的高效運(yùn)維是一項(xiàng)重要的研究課題。

諾基亞貝爾基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)集團(tuán)光網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部副總經(jīng)理張思源表示，AR/VR、元宇宙、ChatGPT等智能應(yīng)用催生網(wǎng)絡(luò)和云進(jìn)一步融合，而智能化是在硬件演進(jìn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)的必經(jīng)之路。諾基亞貝爾認(rèn)為，開放線路系統(tǒng)是智能光網(wǎng)絡(luò)的“骨骼”，光傳輸單元是智能光網(wǎng)絡(luò)的“肌肉”，開放管控是智能光網(wǎng)絡(luò)的“神經(jīng)”。

中國電信研究院網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所光傳輸研究中心工程師秦忻博士表示，光網(wǎng)絡(luò)向超大組網(wǎng)、超長距離、超大容量、全光交換持續(xù)演進(jìn)的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管控運(yùn)營智慧化也成為重要發(fā)展方向。目前中國電信積極引入自研光網(wǎng)絡(luò)管控運(yùn)維系統(tǒng)，推動光網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的智慧化，實(shí)現(xiàn)人工到自動化的轉(zhuǎn)變與運(yùn)維的智慧化數(shù)字化轉(zhuǎn)型，從L2向L4邁進(jìn)，開啟自動駕駛光網(wǎng)絡(luò)的新時(shí)代。

美團(tuán)光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師岳樹燁表示，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，需要常態(tài)化運(yùn)維的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)規(guī)模已達(dá)到上萬級別，且鏈路數(shù)目達(dá)到幾十萬級別，保持規(guī)?；W(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠成為一大挑戰(zhàn)。將智能算法引入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)管理平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)系統(tǒng)，將成為解決運(yùn)維效率低下、定位成本高昂現(xiàn)狀的有力途徑。

凌云光技術(shù)股份有限公司解決方案總監(jiān)張華表示，Al/ML集群互聯(lián)對HPC和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)提出新挑戰(zhàn)。面對這些挑戰(zhàn)，OCS具備全光交換優(yōu)點(diǎn)，光信號完全透明傳輸，支持光纖中任意速率/任意調(diào)制格式/任意通信波長光信號交換，具有無時(shí)鐘抖動，無延遲，不讀取數(shù)據(jù)，無泄漏風(fēng)險(xiǎn)等特點(diǎn)，也支持SDN使能控制。

規(guī)劃先行，打造綠色AI

如前文所述，算力是支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的重要“底座”，企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，各行各業(yè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的落地都離不開算力，同時(shí)以生成式AI為代表的大模型對算力需求已超過摩爾定律增長。而算力需求的持續(xù)增長，給碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)帶來一定壓力，畢竟數(shù)據(jù)中心是能耗大戶。這一背景下，發(fā)展“綠色計(jì)算”，建設(shè)低碳數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施成為“減碳”新方向。

Omdia資深首席分析師楊光建議：一是將能耗效率作為信息通信技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營商和供應(yīng)商選擇的關(guān)鍵KPI；二是將能源效率和可再生能源作為數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的關(guān)鍵差異化優(yōu)勢，成為新業(yè)務(wù)開發(fā)的手段；三是加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，提高網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心的能源效率，并投資于可再生能源。

蘇州蘇駝云計(jì)算有限公司總經(jīng)理宋林所認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心有三大核心。一是數(shù)據(jù)共享，節(jié)約算力。二是資源共享，節(jié)約能源；三是提升力使用效率，算力使用效率，可再生能源利用率。“在此基礎(chǔ)上，綠色集約建設(shè)，規(guī)劃需先行，要加強(qiáng)專業(yè)性，分地域做好數(shù)據(jù)中心的建設(shè)指導(dǎo)方案。”

阿里云計(jì)算有限公司技術(shù)專家王鵬介紹，典型數(shù)據(jù)中心能耗構(gòu)成中，IT設(shè)備功耗占比超過50%，其中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能耗在IT設(shè)備能耗中占比約10%。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中光模塊能耗占比一般接近40%。目前業(yè)界對于綠色光互聯(lián)技術(shù)探索主要從光模塊功耗、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)散熱方案三方面入手。特別是在系統(tǒng)散熱方案方面，初步估算，如果全國的數(shù)據(jù)中心都采用浸沒液冷技術(shù)，預(yù)計(jì)到2025年，一年可節(jié)省上千億度電。

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