C114訊 3月9日消息（安迪）今日，由CIOE中國光博會與C114通信網聯合推出的大型研討會系列活動——“2023中國光通信高質量發展論壇”第三期“全光算力網絡技術研討會”正式召開，共同探討“東數西算”背景下，光網絡的高質量發展之路。
中國信息通信研究院技術與標準研究所所長張海懿發表了題為“面向算力承載的光網絡發展趨勢及展望”的主題演講。張海懿表示，面向算力承載的光網絡主要呈現八大發展趨勢：高速大容量、光纖新型化、全光低時延、融合確定性、全光網延伸、模塊高集成、協同管控、自智運維。
她強調，要聚焦光網絡發展熱點及趨勢，推動技術創新和產業生態協同發展。聚焦算力時代的承載網絡未來發展，全面推進“追光計劃-全光運力領航行動”，業界聚力完善全光運力技術創新和產業生態協同發展體系。
光網絡連接成數字經濟發展助推器
張海懿指出，數據是生產基本要素，全光運力支持高速大容量連接，算力是生產增值要素。光網絡一直發揮承載底座作用，推動產業數字化升級，賦能千行百業應用。當前，光網絡連接“數”與“算”，成為數字經濟發展助推器。
當前，政策及產業發展推動加速構建算力供給體系。一方面，政府部門規劃推進全光網絡部署,發改委、中央網信辦、工信部、國家能源局啟動“東數西算”工程；工信部出臺《“雙千兆”網絡協同發展行動計劃(2021—2023年)》，實施千兆城市建設行動；工信部《信息通信業十四五規劃》提出“部署骨干網200G/400G超大容量光傳輸系統。
另一方面，運營商積極布局全光網絡建設：中國電信發布《全光網2.0技術白皮書》，提出建設云網融合的新型信息基礎設施；中國移動發布《算力網絡白皮書》，提出基于全光底座和統一IP承載技術；中國聯通發布《算力時代的全光底座白皮書》，系統闡述全光底座發展。
新興算力應用及部署架構推動光網絡加速演進
在張海懿看來，新型算力要求高品質、便捷、安全和靈活承載：一是端到端高品質承載，業務提質提速，需提供端到端品質承載，滿足多應用場景下多樣化新興品質視頻類應用；二是網絡泛在覆蓋，用戶便捷接入，需向城市邊緣延伸，提高覆蓋能力，實現用戶便捷接入；三是高安全、低時延保障，提供全光轉發、多顆粒硬隔離、可靠保護恢復等特性，實現政企核心業務低時延、高安全承載安全；四是靈活敏捷能力，提供靈活敏捷調整能力，快速響應客戶需求變化，及時匹配和釋放資源。
與此同時，算間互聯要求提供超大帶寬、確定性低時延、高效協同：一是樞紐間互聯提出超大帶寬需求，按需提供超大帶寬，實現省際出口及骨干網帶寬容量升級；二是確定性低時延，數據中心互聯需要穩定與可靠的低時延，需要面向算力樞紐/數據中心集群布局，優化全光互連網絡的端到端時延；三是算間協同催生組網架構優化，研究云化數據中心分級協同組網，向網狀化、立體化組網方式演進。
總結來看，算力承載需求推動光網絡向高速全光互聯、算力感知、確定性承載、協同智能、綠色高集成等方向加速演進。
“光網絡承載技術持續發展演進的同時，數據轉發層和管控層也開展協同創新，構建高品質的算力承載底座。”張海懿指出，光纖管道進一步優化光纜網路由覆蓋，部署超低損等新型光纖，提供更高可靠、更長距離、更大容量的全區昂互聯傳輸性能；轉發面升級提供超大容量、全光低時延、綠色低能耗、差異化確定性承載等能力，光模塊器件集成度進一步提升；管控升級提供網絡資源融合管控調度和智能化運維能力，實現算力服務的敏捷按需智能提供。
張海懿進一步指出，面向算力承載的光網絡主要呈現以下八大發展趨勢：
趨勢1：高速大容量。持續構建大容量、高速互連全光底座。
持續構建全覆蓋、扁平化和大容量的高速全光網絡，提供超大帶寬和廣覆蓋的基礎網絡能力。
目前，100Gb/s系統已經商用10多年，是目前骨干網和城域網的主要速率；200Gb/s已經開始規模商用；400Gb/s在城域中短距方案較為成熟， 骨干網長距傳輸方案正在進行逐步試用。
速率提升需從100G/200G向400G/800G演進：單纖容量不斷提升，800Gbps技術與標準穩步推進；同時業界也在積極探索更高速率，單波長1.2Tbps/1.6Tbps等，需高波特率光電器件以及算法技術突破。
頻譜擴展需從4THz到12THz：目前，擴展C波段已經商用；C+L波段方面，C波段和L波段各100G*120波，相當于80波100G容量*3，需要光電器件成熟；全波段擴展S/U/O波段，實現P比特傳輸。
總結來看，骨干網方面推動400Gb/s及以上速率全光傳輸系統應用，結合頻譜擴展，構建大容量、波長靈活調度的骨干網絡；城域網方面，持續推動OTN和ROADM規模部署，基于新一代OTN和SPN技術創新，實現高品質算力專線業務的靈活接入和硬切片帶寬保障；接入網方面加強50G PON核心光電器件及系統關鍵技術攻關，開展試點應用，推動技術和產業進一步成熟。
趨勢2：光纖新型化。優化提升傳輸性能，加快樞紐間規模部署。
新型超低損光纖成為超大容量傳輸的重要支撐。G.654.E光纜加速部署，光纜網承載能力逐步增強。目前，我國光纜線路總里程持續增長，2022年已達5958萬公里，新型超低損光纖部署占比低，2022年G.654.E新型超低損耗光纜部署規模近一萬皮長公里。
G.654.E光纖已具備規模生產能力，需持續推動G.654.E光纖在骨干長途光網絡的部署。
空分復用/空芯等光纖持續開展應用探索和技術創新。空分復用光纖研究持續推進，基于多芯復用、多芯+少模復用的SDM關鍵技術持續研究，技術成熟度和穩定性有待進一步提升和規模驗證，而基于光纖對的SDM技術已在海纜通信系統中獲得應用。此外，空芯光纖成為業界關注焦點，空芯光纖有望突破實芯光纖通信容量、時延和損耗極限，是進一步提升光纖通信系統性能的重要使能技術。
趨勢3：全光低時延。全光組網及規劃優化降低時延。
通過三種方式能夠降低時延：一是全光直達路由，通過MESH互聯增加光纜路由，新增全光直達路由，減少光纖鏈路繞行，降低網絡傳輸時延；二是時延監測優化，通過光層和電層物理鏈路的時延測量，精準規劃業務路由，滿足時延敏感算網業務承載需求；三是光電協同調度，通過光電聯合算路和路徑創建，增加全光直達路由占比，減少電層轉發時延，降低傳輸時延。
在具體技術路徑上，已經可以利用全光交叉調度實現光層路由優化，降低端到端路徑時延，通過ROADM/OXC實現多方向的快速高可靠調度。也可以通過時延策略及多因子算路，滿足業務端到端低時延需求。
趨勢4：融合確定性。創新實現算網業務智能感知與差異化承載。
二是多層面、多粒度切片技術支撐業務靈活部署精準承載。多層面方面，業務層、分組隧道層、切片通道層、光波長/光通道層L0~L3切片技術；多粒度方面，大顆粒N*5G MTN和OTN 1.25G~;細粒度N*10M FGU和N*2.6M OSU；多場景方面，點到點、點到多點、多點到多點mesh組網。
三是智能感知技術實現業務精細化識別和差異化承載。應用感知方面，動態識別應用并標記APN ID，實現應用級調度；集中SDN管控系統實現靜態應用感知；切片感知方面，滿足算力+網絡SLA，結合多種切片技術，精準適配切片通道方案；網絡感知方面，通過BGP-LS上報網絡拓撲和狀態；通過TWAMP、網絡OAM等測量協議，實現網絡拓撲級時延、帶寬可視；體驗感知方面，在線OAM逐跳隨流檢測和Telemetry秒級上報實現業務級時延、帶寬狀態實時感知。
趨勢5：全光網延伸。FTTR助力千兆光網進一步向用戶延伸。
FTTR以構建一體化網絡能力、提升業務端到端體驗為技術演進目標，PON+FTTR光層統一管控、光與 Wi-Fi 協同管理、基于業務質差按需分配等新技術的出現助力提升千兆業務體驗。
一是光層統一管控。FTTR物理層仍然采用PON設備的P2MP結構，PON+FTTR需實現光層統一管控；EMS對光層信息的管理能力從PON延伸到FTTR，奠定PON+FTTR協同支持端到端網絡切片的基礎。
二是光與無線協同。由主設備進行信息搜集和決策,對光和 Wi-Fi 傳輸進行中心化一體控制，實現光鏈路和空口鏈路資源的統一協同配置；光鏈路提供低時延的通信通道，以匹配 Wi-Fi 空口的快速傳輸，實現漫游無感切換，空口性能最大化。
三是業務質差保證。感知和識別業務的質差要求，收集網絡狀態和網絡資源的全局分布情況；同時，可基于專家經驗、AI 模型等算法類決策機制，在充分保障用戶各類業務體驗的前提下，實現網絡資源按需分配。
趨勢6：模塊高集成。高速率、集成化模塊器件支撐綠色算力承載。
目前，數據中心內部互連逐步向400G及以上速率過渡；干線和城域光模塊向400G及以上速率演進；另外，80-120km 400ZR產品相繼推出，千km及以上超長距成為新熱點，800G相干光模塊標準制定和產品研發啟動。
此外，硅光集成與CPO也在助力數據中心和算力承載發展。硅光市場規模不斷擴大，聚焦100G中短距和400G短距應用。硅光助力解決相干模塊尺寸與成本問題，規模商用有望使相干技術降低成本進而下沉到核心與匯聚層。光電合封方面，CPO可實現低功耗、低延遲的高數據吞吐量互連；CPO產業規模逐步提升，可經由NPO享受低成本低功耗收益。
趨勢7：協同管控。云網/算網融合推動光網絡開放解耦。
光網絡協同管控實現跨域彈性的調度網絡資源：一是跨域管控，通過開放南北向接口解決大網協同管控問題，優化現有運營架構，實現光網絡靈活組網和統一調度；二是網絡彈性，對于公共應急事件信息處理、數據存儲災備等場景，需要提供彈性的網絡協同服務。
目前，構建以DC為中心的光網需求迫切，推動光網開放解耦。從設備解耦模式來看，當前應用以光電設備解耦、南北向接口開放模式為主光層和電層設備分解，南北向接口開放模式缺乏標準體系，面臨更多挑戰，需要長期的投入和研究。目前，開放線路系統已在DCI場景商用；運營商應用場景更加復雜，已開展不同規模的集采和試點部署，距離全國大范圍規模商用仍有一定距離。標準化現狀來看，管控接口方面國內CCSA接入側WDM/ CPE OTN&OSU等南北向接口標準化工作基本完成，設備接口方面ITU-T、OIF、IEEE等組織已制定或正制定100G/400G等高速相干光接口規范，支撐電層互通，光層模型分析、性能優化監視和評估缺乏標準化。
趨勢8：自智運維。AI和數字孿生提升光網絡自智運維效能。
云、網、端自智協同，提升光網絡自智化水平。云、網各層引入AI、大數據分析、數字孿生等功能，通過云網端自智協同，提升光網絡總體自智化水平。
同時，借助數字孿生技術，能夠進一步驅動網絡自智化演進。借助網絡數字孿生，增強物理網絡所缺少的系統性仿真、優化、驗證和控制能力，助力網絡低成本試錯、智能化決策和高效率創新。 
