(CWW)2022年初國家發展改革委等部門聯合印發文件,啟動建設國家算力樞紐節點建設,并規劃了10個國家數據中心集群,全國一體化大數據中心體系完成總體布局,“東數西算”工程全面啟動。
“東數西算”工程的啟動驅動著算力網絡的發展。中國聯通于2019年在行業內首次發布算力網絡白皮書,率先倡導算力網絡概念,提出算力網絡是云網融合新發展階段。從網絡角度看,算力網絡是面向計算和智能服務的新型網絡體系,“IPv6+”和“全光底座”是算力網絡的技術基石;從算力和服務角度看,算力網絡是網絡化的算力基礎設施,是依托網絡構建的多樣化算力資源調度和服務體系,是數字基礎設施服務的新形態。
全光算力網絡三大內涵
憑借超大容量、超長距離、靈活調度、高品質、確定性、高安全、低時延、低抖動、硬隔離和端到端切片等優勢,全光算力網絡以實現算網一體服務為目標,為泛在算力資源提供覆蓋廣泛、靈活高效的超強運力保障。
全光算力網絡的主要內涵有3點,一是“全光底座”基礎承載能力為算力調度提供強大的運力保障,以超高速率、超大容量、超長距離、超寬靈活、超強智能為目標,保障算力資源高效連接調度。二是高速泛在光接入推動高品質光業務網發展。構建架構穩、覆蓋全的綜合業務區和全光錨點,提供多種技術體制的高速泛在光接入,實現靈活便捷全光入云、獲得算力資源。三是光網絡開放解耦與智能化增強,向著自智光網絡演進。以SDN化為抓手,推動光網絡開放與解耦;通過網絡AI、數字孿生、意圖驅動等技術創新,不斷提升光網絡自動化和智能化水平。
全光算力網絡七大關鍵技術創新
全光算力網絡發展離不開光通信技術創新賦能。基礎傳輸技術創新提升高速泛在的全光傳送能力;不斷增強光網絡的服務能力,實現全光業務的智能敏捷提供,推動光網絡由基礎網絡向業務網絡方向發展。全光算力網絡包含七大關鍵技術。
一是新一代光纖技術和超高速、超大容量傳輸技術。兼具大有效面積和低損耗特性的G.654.E光纖將為400G/800G高速傳輸系統應用奠定基礎。中國聯通聯合產業鏈推動完成了G.654.E光纖的標準化、產業化及試驗示范,目前國內運營商均已開始商用部署。100G WDM已大規模應用,各運營商近年來均在開展400G WDM技術驗證,400G將成為100G客戶的主要業務接口選擇。基于G.654.E光纖構建超高速、超長距、大容量400G光網絡,可以更好服務于“東數西算”戰略實施。同時,因為超高速傳輸的頻譜效率問題,不斷提升傳輸容量是難點。多波段傳輸(MBT)和空分復用(SDM)被認為是提升單光纖傳輸容量、突破傳輸容量瓶頸的潛在手段,但目前二者仍處于研究探索階段,依然面臨一系列技術挑戰。
二是持續推動波分復用技術下沉,實現大容量波長級光連接服務。DWDM技術持續下沉,從長距離骨干網,到城域網核心匯聚層,再到城域邊緣接入層,逐步構建端到端的大容量全光網絡,滿足邊緣數據中心光互聯等需求。面向城域和邊緣接入層,產業鏈亟須發展低成本的100G WDM技術,以便100G WDM能更經濟合理地向縣城、鄉鎮網絡下沉,構建全光城市、全光鄉村。
三是利用ROADM技術構建動態全光業務網絡。在骨干網和域網規模建設ROADM/OXC網絡,配合超高速WDM光傳輸技術,構建靈活動態骨干全光網絡。在城域網,ROADM技術伴隨WDM技術也在不斷下沉,在城域核心節點引入高維度ROADM/OXC的同時,城域邊緣接入迫切需要引入低成本ROADM,從而實現城域靈活動態組網,低維度(4維/9維等)WSS將有較大成本優勢和應用前景。
四是打造全光錨點保障光業務網架構穩定。依托全光錨點,穩步推進綜合業務接入和一跳入云,提高資源利用率,基于PON、G.metro、OSU、OTN和WDM等多樣化接入手段,實現Mbit/s到Gbit/s不同速率等級業務的高效靈活承載,不斷延伸光網絡應用邊界,提供無處不在的光連接服務,保障用戶便捷獲取和使用算力資源。
五是數據中心內綠色高速光互聯。不斷引入新的互聯技術和組網架構,包括硅基光電子集成技術和全光交換等,實現數據中心內部綠色高速互聯。
六是深入推動光網絡開放。隨著SDN技術規模部署,網絡開放和解耦成為促進產業創新、降低建網成本的重要趨勢。開放光網絡將基于標準化接口以及運營商統一管控系統和協同編排器,構建多供應商開放組網的“全光底座”,繁榮產業生態,加速業務創新。目前面向專線接入的OTN-CPE設備、面向數據中心間高速光互聯(DCI)的緊湊型模塊化波分設備和5G前傳波分設備的開放組網,已被多家運營商應用,并在不斷擴展應用范圍。同時,IP與光網絡深度融合是進一步簡化網絡架構的重要手段,也是開放光網絡的重要目標。從當前發展趨勢來看,IP設備與光網絡設備的技術邊界越來越模糊,隨著光電子集成技術的提升,相干光模塊不斷小型化和標準化,其不僅可以應用在是光網絡設備,也可直接應用于IP網絡。
七是不斷增強智能化是光網絡技術創新的重要方向,全光算力網絡更離不開運營和服務的智能化。中國聯通近年來在大力推動軟件定義光網絡發展,建設的SD-OTN政企精品網已成為行業標桿,未來將把人工智能和數字孿生等相關技術應用到光網絡運營和維護中,逐步實現自智光網絡。
全光算力網絡發展重要舉措
中國聯通積極倡導推動全光算力網絡發展,為筑牢面向算網融合服務的低時延、高帶寬、高可靠、高安全的全光傳送底座,實現算力業務高質量傳送,將開展一系列重要工作。
第一,圍繞算力中心和業務流量中心,建設低時延骨干光纜網絡。在現有光纜網基礎上,推進京滬、滬穗、京漢廣、貴廣等區域光纜建設,持續優化八大樞紐節點間低時延直達光纜,并聚焦京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、魯豫陜等算力集群區域,實現光纜最優路由。
第二,打造大帶寬、低時延、高安全的骨干傳輸網絡。實現自有數據中心ROADM網絡全覆蓋,重點區域部署超100G WDM系統,打造超大帶寬“全光底座”,實現云間一跳直達,并不斷增強光層自主可控能力。
第三,圍繞國家樞紐算力節點,打造算力集群區域城市群低時延圈。實現京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝等區域內傳輸時延低于10ms,核心城市間爭取2~3ms。
全光算力網絡提供超高安全、超低時延、超高可靠、超大帶寬、超長距離、靈活可調、綠色節能的高品質連接,可以快速高效地將“東數”運送到“西算”,助力國家“東數西算”戰略實施,提升跨區域算力調度水平,為泛在算力資源提供運力保障。