中國聯(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)略實施

2月23日消息(林想)在今天召開的2022中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇的全光城市研討會上,中國聯(lián)通研究院副院長、首席科學家唐雄燕表示,全光算力網(wǎng)絡(luò)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(diào)、綠色節(jié)能的高品質(zhì)連接,可以快速高效地將“東數(shù)”運送到“西算”,助力國家“東數(shù)西算”戰(zhàn)略實施,提升跨區(qū)域算力調(diào)度水平,為泛在算力資源提供運力保障。

中國聯(lián)通研究院副院長、首席科學家唐雄燕

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

2022年2月,國家發(fā)改委等部門聯(lián)合印發(fā)文件,同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏啟動建設(shè)國家算力樞紐節(jié)點,并規(guī)劃了10個國家數(shù)據(jù)中心集群。至此,全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系完成總體布局設(shè)計,“東數(shù)西算”工程正式全面啟動。

唐雄燕指出,“東數(shù)西算”工程的啟動驅(qū)動著算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。2021年5月,國家發(fā)改委發(fā)布《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》,提出構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò),布局建設(shè)全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點,加快實施“東數(shù)西算”工程。該方案的實施需要圍繞數(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,降低傳輸費用。

“東數(shù)西算”是算力網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)階段的關(guān)鍵著力點。算力網(wǎng)絡(luò)是中國信息通信業(yè)近年積極倡導(dǎo)的新興技術(shù)概念,反映了我國運營商推動通信與計算服務(wù)融合的愿望和趨勢,其技術(shù)標準和內(nèi)涵外延還需要通過實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,增強網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生算力是算力網(wǎng)絡(luò)演進的重要方向;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)。

中國聯(lián)通2019年在行業(yè)首次發(fā)布算力網(wǎng)絡(luò)白皮書,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年開始,我國三大運營商及華為公司等設(shè)備商積極推進算力網(wǎng)絡(luò)國際與行業(yè)標準工作。

“東數(shù)西算”需要怎樣的算力網(wǎng)絡(luò)?

“算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展目標是推動計算與網(wǎng)絡(luò)的深度融合,提供算網(wǎng)一體服務(wù)。”唐雄燕指出,過去幾年行業(yè)一直在推動云網(wǎng)融合,通過SDN技術(shù)增強網(wǎng)絡(luò)的彈性和靈活性,使網(wǎng)絡(luò)能更好支撐云計算的發(fā)展。近年隨著人工智能和邊緣計算的發(fā)展,云計算從中心云開始走向邊緣,算力呈現(xiàn)泛在化和多樣性趨勢。為了順應(yīng)這一新趨勢,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,為智能時代提供算網(wǎng)一體基礎(chǔ)設(shè)施。

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

唐雄燕認為需要兩個關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要素:一個是全光算力網(wǎng)絡(luò)底座,另一個是基于SRv6的可編程IP網(wǎng)絡(luò)。在他看來,要實現(xiàn)“東數(shù)西算”需要超強運力,IP+光協(xié)同和算網(wǎng)協(xié)同。

超強運力體現(xiàn)在光層的超大容量、超長距離、靈活調(diào)度、云間光路直達、最短時延;IP層的

超大容量、極簡協(xié)議的路由能力(IPv6+)、最少跳數(shù)實現(xiàn)流量調(diào)度。IP+光協(xié)同體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)高效自動協(xié)同編排和調(diào)度、端到端自動配置和業(yè)務(wù)自動開通、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)同則需要通過算力與網(wǎng)絡(luò)的相互感知,實現(xiàn)計算與網(wǎng)絡(luò)資源統(tǒng)一調(diào)度。

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

“全光算力網(wǎng)絡(luò)”以實現(xiàn)算網(wǎng)一體服務(wù)為目標,提升光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)承載能力和業(yè)務(wù)提供能力,推動全光底座的智能開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)、低時延的運力保障。唐雄燕指出,這具體需要通過三方面來實現(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(diào)度。

二是實現(xiàn)高速泛在光接入,推動高品質(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,提供多種技術(shù)體制的高速泛在光接入,實現(xiàn)靈活便捷全光入云。

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

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

唐雄燕表示,“強大的全光算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展離不開光通信技術(shù)的創(chuàng)新賦能,為此需要從兩個維度來實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。”

第一個維度是通過基礎(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,同時通過推動波分向城域和接入下沉來實現(xiàn)全光傳送和接入的泛在化;第二個維度是增強光網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力,實現(xiàn)全光業(yè)務(wù)的智能敏捷提供,推動光網(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,為此需要進一步提升光網(wǎng)絡(luò)的智能化與開放性。

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。近年來中國聯(lián)通聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈積極開展G.654.E光纖標準化、產(chǎn)業(yè)化及試驗示范,目前國內(nèi)運營商均已開始商用部署。G.654.E光纖可以顯著提升超高速傳輸系統(tǒng)的無電中繼距離,為構(gòu)建超高速超長距大容量骨干光網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ),更好服務(wù)于“東數(shù)西算”戰(zhàn)略實施。

同時,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)。近年各運營商均在開展單波400G WDM技術(shù)的驗證測試,推動骨干網(wǎng)長距離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一步發(fā)展則需要依靠頻譜擴展與多波段傳輸,通過增加波道數(shù)來提升傳輸容量。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,不斷擴展頻譜(C++擴展波段,C+L擴展波段)。多波段波分復(fù)用傳輸(MBT)仍在研究階段,實現(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)。

實現(xiàn)全光傳送與接入的泛在化一方面需要推動波分下沉,實現(xiàn)大容量波長級光連接服務(wù);另一方面推動光接入向房間、桌面和機器延伸(FTTR、FTTM)。近年中國聯(lián)通持續(xù)發(fā)力DWDM技術(shù)下沉,從長距離骨干網(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,中國聯(lián)通也在積極發(fā)展FTTR,將光連接進一步延伸至房間,為每個房間提供千兆高品質(zhì)、低時延接入網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)全屋千兆全覆蓋。

其次,在光業(yè)務(wù)網(wǎng)方面,中國聯(lián)通利用ROADM組網(wǎng),構(gòu)建動態(tài)全光業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。其中骨干/區(qū)域?qū)用妫袊筮\營商均已規(guī)模建設(shè)全國和區(qū)域ROADM/OXC網(wǎng)絡(luò),配合超高速光傳輸技術(shù),構(gòu)建了靈活動態(tài)的骨干全光網(wǎng)絡(luò)。而在城域?qū)用妫殡S著WDM下沉,ROADM技術(shù)也在不斷下沉,在城域核心節(jié)點引入高維度ROADM或OXC的同時,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),實現(xiàn)城域靈活動態(tài)組網(wǎng)。針對城域邊緣層應(yīng)用場景,低維度(4維/9維等)、固定柵格的WSS將有較大的成本優(yōu)勢。

同時,為保障光業(yè)務(wù)網(wǎng)架構(gòu)的穩(wěn)定性,中國聯(lián)通打造了全光錨點,推進綜合業(yè)務(wù)接入和一跳入云。全光錨點是光網(wǎng)與業(yè)務(wù)的銜接點。依托全光錨點,可以穩(wěn)步推進綜合業(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。

為進一步增強業(yè)務(wù)承載靈活性,面向低時延、小顆粒、多業(yè)務(wù)等差異化需求,光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)屬性需進一步增強??梢曰贠SU技術(shù),實現(xiàn)Mbit/s到Gbit/s不同速率等級業(yè)務(wù)的高效靈活承載,并不斷增強光網(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,需要積極推動光網(wǎng)絡(luò)的開放組網(wǎng)。唐雄燕指出,隨著SDN技術(shù)規(guī)模部署,網(wǎng)絡(luò)開放和解耦成為促進產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、降低建網(wǎng)成本的重要趨勢。開放光網(wǎng)絡(luò)將基于標準的南北向接口以及運營商統(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)備等的開放組網(wǎng)部署,已在多個運營商應(yīng)用。

IP與光的深度融合是開放光網(wǎng)絡(luò)的重要追求,也是簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重要手段。唐雄燕強調(diào),“從目前發(fā)展趨勢來看,IP設(shè)備與光網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)邊界越來越模糊。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)更離不開運營和服務(wù)的智能化。中國聯(lián)通近年來一直在大力推動軟件定義光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,建設(shè)了基于SD-OTN的政企精品網(wǎng),下一步中國聯(lián)通將把AI相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到光網(wǎng)絡(luò)的運營和維護中,逐步實現(xiàn)自智光網(wǎng)絡(luò)。

“三方面”夯實全光算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

最后,唐雄燕指出,中國聯(lián)通積極倡導(dǎo)和推動全光算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。為了筑牢面向算網(wǎng)融合服務(wù)的低時延、高帶寬、高可靠、高安全的全光傳送底座,實現(xiàn)算力業(yè)務(wù)高質(zhì)量傳送,中國聯(lián)通重點關(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)點間低時延直達光纜,并聚焦京津冀、長三角、粵港澳、成渝、魯豫陜等算力集群區(qū)域,實現(xiàn)光纜最優(yōu)接入。

二是打造大帶寬、低時延、高安全的骨干傳輸網(wǎng)。中國聯(lián)通將實現(xiàn)24個聯(lián)通自有數(shù)據(jù)中心ROADM網(wǎng)全覆蓋,重點段落部署超100G系統(tǒng)和OXC,打造超大帶寬全光傳送底座,開展超長距開放光網(wǎng)絡(luò)試驗,實現(xiàn)云間一跳直達,并增強光層自主可控能力。

三是重點打造四大城市群低時延圈。確保京津冀、長三角、大灣區(qū)、成渝等區(qū)域內(nèi)傳輸時延低于10ms,核心城市間爭取2~3ms。

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2022-02-23
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中國聯(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)略實施,C114訊 2月23日消息(林想)在今天召開的2022中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇的全光城市研討會上,中

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