算力時代，以光筑底：STAR OTN打造光電聯(lián)動新型全光網(wǎng)

（計育青/文）2022年下半年，隨著“東數(shù)西算”八大國家算力樞紐節(jié)點進(jìn)入規(guī)模建設(shè)階段，后續(xù)的骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)建設(shè)也進(jìn)入了規(guī)劃和部署時期。由于城域網(wǎng)連接著算力網(wǎng)絡(luò)的最終客戶，在很大程度上影響著客戶對帶寬、時延、網(wǎng)絡(luò)可用率和接入便捷性等的體驗，因此一張高品質(zhì)的城域網(wǎng)絡(luò)對于算力時代而言是必不可少的。

近日，華為與中國移動聯(lián)合面向業(yè)界發(fā)布了《算力時代城域STAR OTN技術(shù)白皮書》。中國移動研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所副所長張德朝表示：“針對城域匯聚層以下多環(huán)、少波等特征，STAR OTN創(chuàng)新架構(gòu)可解決城域匯聚層以下傳統(tǒng)光交叉設(shè)備過配、資源利用率低、運維復(fù)雜的挑戰(zhàn)?！比A為光傳送領(lǐng)域總裁周軍認(rèn)為，STAR OTN可以用來構(gòu)筑更簡、更易、更快、更優(yōu)的光電聯(lián)動新型城域光網(wǎng)，從而幫助電信運營商更好地應(yīng)對算力時代的挑戰(zhàn)。

算力時代更需要好網(wǎng)絡(luò)

2021年，中國移動率先宣布要將以算力為中心、網(wǎng)絡(luò)為根基，向全社會提供像自來水、電力一樣“一點接入、即取即用”的算力服務(wù)。2022年2月，中國“東數(shù)西算”工程正式啟動，中國移動陸續(xù)發(fā)布了算力網(wǎng)絡(luò)、算網(wǎng)大腦、運力網(wǎng)絡(luò)等一系列創(chuàng)新研究成果。國內(nèi)各省市對于算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的反應(yīng)都非常積極，山東、廣西、上海、青海紛紛發(fā)布了算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)行動計劃。

經(jīng)過2022年的建設(shè)，如今算力網(wǎng)絡(luò)正在國內(nèi)社會生活的方方面面發(fā)揮作用，從天氣預(yù)報、科學(xué)計算到人工智能、游戲渲染，處處都有算力網(wǎng)絡(luò)在背后提供支撐。對于“東數(shù)西算”的骨干網(wǎng)絡(luò)，中國移動創(chuàng)新地提出了400G+OXC(全光交叉連接)的光電聯(lián)動新型全光網(wǎng)架構(gòu)方案，但是業(yè)界對城域網(wǎng)的討論還比較少。周軍認(rèn)為城域網(wǎng)與骨干網(wǎng)不同，骨干網(wǎng)核心層可能只是千站規(guī)模，但下面的一般匯聚站可能會增加到萬站，再往下要把算力像自來水一樣送到千家萬戶，可能會上升到幾十萬站規(guī)模。站點規(guī)模逐級放大，導(dǎo)致城域網(wǎng)在具體建設(shè)中面臨著成本、業(yè)務(wù)調(diào)度靈活性和運維復(fù)雜性三個方面的難題。

張德朝表示，業(yè)務(wù)調(diào)度靈活性是未來算力無所不在的重要保障，因此未來業(yè)務(wù)不能再依靠傳統(tǒng)模式逐段轉(zhuǎn)接，必須做到快速一點即通，從而縮短業(yè)務(wù)發(fā)放時間、提高用戶體驗。傳統(tǒng)光傳送網(wǎng)的接入和匯聚多數(shù)都基于FOADM(固定光分插復(fù)用器)技術(shù)，連接復(fù)雜、缺乏升級能力、需要較多的人工操作，因此運維非常復(fù)雜，未來必須引入新的技術(shù)方案。

四個維度破解城域運力難題

針對算力網(wǎng)絡(luò)城域運力需求，華為和中國移動從技術(shù)架構(gòu)、長期演進(jìn)、網(wǎng)絡(luò)自動化和算網(wǎng)協(xié)同等四個維度出發(fā)，提出了全新一代城域STAR OTN技術(shù)架構(gòu)。張德朝詳細(xì)闡述了“STAR”的意義。

STAR中的“S”指的是Sharing，即通過網(wǎng)絡(luò)級資源共享、大幅度提升波長利用率來降低建網(wǎng)成本。張德朝表示，華為與中國移動提出了創(chuàng)新的多環(huán)共享網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，匯聚站點由每方向獨占一套光層升級為多方向共享一套ROADM(可重構(gòu)光分插復(fù)用器)，能夠大幅節(jié)省機(jī)房空間，降低組網(wǎng)成本和能耗。同時頻譜資源由每個方向獨占演進(jìn)到多個匯聚環(huán)共享，大幅度提升波長利用率?！癟”是指Targetting Metro，即面向城域持續(xù)優(yōu)化模塊、協(xié)議，全相干組網(wǎng)，支撐城域全業(yè)務(wù)承載長期演進(jìn)。STAR OTN提出采用OTN和ROADM作為全光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)技術(shù)，支持電層2M-100G帶寬、光層波長級動態(tài)靈活調(diào)度能力。使用面向城域的簡化相干技術(shù)，還可以實現(xiàn)傳統(tǒng)10G非相干網(wǎng)絡(luò)升級，獲得向100G/200G/400G演進(jìn)的路徑。“A”是指Automation，即波長自動分配、光層自動調(diào)測、業(yè)務(wù)自動發(fā)放，逐步邁向自動駕駛網(wǎng)絡(luò)。“R”是指Reconfigurable，即光層靈活可配置、連接可重構(gòu)、波長無感知，實現(xiàn)站點典型配置的快速部署，大幅降低交付人員專業(yè)化技能要求。

張德朝強(qiáng)調(diào)，STAR OTN技術(shù)架構(gòu)的核心優(yōu)勢是可大幅減少OTN網(wǎng)絡(luò)在城域匯聚和接入層的部署難度，降低機(jī)房配套資源訴求，提升云與云、云與邊、邊與邊之間協(xié)同能力，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)自動化能力，真正破解算力網(wǎng)絡(luò)的城域運力難題。

光、電、軟全方位創(chuàng)新

周軍表示，在STAR OTN架構(gòu)中，華為和中國移動從光、電、軟件三個方向都進(jìn)行了創(chuàng)新。在光域領(lǐng)域首先提出了全程OXC化，可以做到業(yè)務(wù)波長無阻塞調(diào)度、東西南北向全可通。在接入站點的光層架構(gòu)上，華為利用光電合封技術(shù)，實現(xiàn)集成度提升30%和功耗降低20%，同時還大幅降低了成本，保持了與波長無關(guān)的特性?！敖尤胝军c需要的是一個簡化的OXC方案，可在未來10年、20年持續(xù)擴(kuò)展，并且實現(xiàn)波長的自動化分配、調(diào)度等，滿足端到端業(yè)務(wù)的開通?！敝苘娬f。

在電方面，10G OTN已經(jīng)難以滿足網(wǎng)絡(luò)需求，城域光網(wǎng)可以采用新型城域相干100G來更新?lián)Q代，并為200G、400G升級準(zhǔn)備好通道。據(jù)周軍介紹，華為與中國移動近年來聯(lián)合探索城域網(wǎng)的技術(shù)演進(jìn)，實現(xiàn)了干線技術(shù)的城域定制化，為100G技術(shù)進(jìn)入城域網(wǎng)做好了準(zhǔn)備。

在軟件方面，傳統(tǒng)波分規(guī)劃非常難，不適合成千上萬的城域和接入站點匹配規(guī)劃，運營商需要的是開局時一點即通，自動化擴(kuò)容、自動化波道分配。周軍表示，這些也是中國移動網(wǎng)絡(luò)L4自動駕駛的要求。華為與中國移動已經(jīng)基本實現(xiàn)了波長自動規(guī)劃和分配、光層自動配置、性能自動調(diào)優(yōu)等，正在向著自動駕駛網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)推進(jìn)。

目前中國移動已經(jīng)利用OTN+OXC技術(shù)建成了一張高品質(zhì)的運力干線網(wǎng)，在城域同樣希望打造一張品質(zhì)運力網(wǎng)。STAR OTN架構(gòu)可以很好地實現(xiàn)中國移動的需求，把算力從數(shù)據(jù)中心、云端一跳輸送給最終客戶，實現(xiàn)人人享有算力。STAR OTN技術(shù)白皮書的發(fā)布只是一個開始，未來華為將與中國移動持續(xù)攜手上下游產(chǎn)業(yè)伙伴，共筑全光品質(zhì)運力網(wǎng)絡(luò)，夯實數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的基石。

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