中国联通唐雄燕：“两维度”创新全光算力网络，助力“东数西算”战略实施

2月23日消息（林想）在今天召开的2022中国光通信高质量发展论坛的全光城市研讨会上，中国联通研究院副院长、首席科学家唐雄燕表示，全光算力网络提供超高安全、超低时延、超高可靠、超大带宽、超长距离、灵活可调、绿色节能的高品质连接，可以快速高效地将“东数”运送到“西算”，助力国家“东数西算”战略实施，提升跨区域算力调度水平，为泛在算力资源提供运力保障。

中国联通研究院副院长、首席科学家唐雄燕

“东数西算”驱动算力网络发展

2022年2月，国家发改委等部门联合印发文件，同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群。至此，全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计，“东数西算”工程正式全面启动。

唐雄燕指出，“东数西算”工程的启动驱动着算力网络的发展。2021年5月，国家发改委发布《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，提出构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络，布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，加快实施“东数西算”工程。该方案的实施需要围绕数据中心集群建设数据中心直连网，增大网络带宽，提高传输速度，降低传输费用。

“东数西算”是算力网络现阶段的关键着力点。算力网络是中国信息通信业近年积极倡导的新兴技术概念，反映了我国运营商推动通信与计算服务融合的愿望和趋势，其技术标准和内涵外延还需要通过实践探索不断丰富和发展。

从网络角度，算力网络是面向计算和智能服务的新型网络体系，IPv6+和全光底座是算力网络的技术基石，增强网络内生算力是算力网络演进的重要方向；从算力角度看，算力网络是网络化的算力基础设施，是依托网络构建的多样化算力资源调度和服务体系；从服务角度看，算力网络的目标是提供算网一体服务，是云网融合服务的新阶段，是数字基础设施服务的新形态。

中国联通2019年在行业首次发布算力网络白皮书，倡导算力网络概念，提出算力网络是云网融合新发展阶段。2020年开始，我国三大运营商及华为公司等设备商积极推进算力网络国际与行业标准工作。

“东数西算”需要怎样的算力网络？

“算力网络发展目标是推动计算与网络的深度融合，提供算网一体服务。”唐雄燕指出，过去几年行业一直在推动云网融合，通过SDN技术增强网络的弹性和灵活性，使网络能更好支撑云计算的发展。近年随着人工智能和边缘计算的发展，云计算从中心云开始走向边缘，算力呈现泛在化和多样性趋势。为了顺应这一新趋势，算力网络需要具备一网多云、云边协同和一体供给能力，为智能时代提供算网一体基础设施。

那么要实现“东数西算”需要什么样的算力网络？

唐雄燕认为需要两个关键网络技术要素：一个是全光算力网络底座，另一个是基于SRv6的可编程IP网络。在他看来，要实现“东数西算”需要超强运力，IP+光协同和算网协同。

超强运力体现在光层的超大容量、超长距离、灵活调度、云间光路直达、最短时延；IP层的

超大容量、极简协议的路由能力(IPv6+)、最少跳数实现流量调度。IP+光协同体现在网络高效自动协同编排和调度、端到端自动配置和业务自动开通、网络资源和状态的可视化和基于AI的网络自智。算网协同则需要通过算力与网络的相互感知，实现计算与网络资源统一调度。

唐雄燕认为，由于光网络具备超大容量、超长距离、高品质、确定性、高安全、低时延、低抖动、硬隔离、端到端切片等优势，可为泛在算力资源提供覆盖广泛、灵活高效的超强运力保障，从而构建起全光算力网络。

“全光算力网络”以实现算网一体服务为目标，提升光网络基础承载能力和业务提供能力，推动全光底座的智能开放和云光一体化服务，为泛在算力资源的高效连接调度，提供高品质、低时延的运力保障。唐雄燕指出，这具体需要通过三方面来实现。

一是提升全光底座基础承载能力，为算力调度提供强大的运力保障。以超高速率、超大容量、超长距离、超宽灵活、超强智能为目标，保障算力资源高效连接调度。

二是实现高速泛在光接入，推动高品质光业务网发展。构建架构稳、覆盖全的综合业务区和全光锚点，提供多种技术体制的高速泛在光接入，实现灵活便捷全光入云。

三是推进光网络开放解耦与智能化增强，向着自智光网络演进。以SDN化为抓手，推动光网络开放与解耦；并通过网络AI、数字孪生、意图驱动等技术创新，不断提升光网络自动化和智能化水平。

“两维度”创新推动全光算力网络发展

唐雄燕表示，“强大的全光算力网络发展离不开光通信技术的创新赋能，为此需要从两个维度来实现技术创新。”

第一个维度是通过基础传输技术创新提升高速泛在的全光传送能力，包括发展新一代光纤技术加快光通信向着更高速率和更大带宽方向演进，同时通过推动波分向城域和接入下沉来实现全光传送和接入的泛在化；第二个维度是增强光网络的服务能力，实现全光业务的智能敏捷提供，推动光网络由基础网络向业务网络方向发展，为此需要进一步提升光网络的智能化与开放性。

首先全光算力网络呼唤新一代光纤技术。唐雄燕表示，兼具大有效面积和低损耗特性的G.654.E光纤将为单波400G/800G传输系统的部署铺路，更好地满足全光算力网络发展需要。近年来中国联通联合产业链积极开展G.654.E光纤标准化、产业化及试验示范，目前国内运营商均已开始商用部署。G.654.E光纤可以显著提升超高速传输系统的无电中继距离，为构建超高速超长距大容量骨干光网络奠定基础，更好服务于“东数西算”战略实施。

同时，全光算力网络需要依托超高速传输。唐雄燕指出，100G WDM早就全网大规模部署，200G系统也有商用部署，包括32G波特率的16QAM和64G波特率的QPSK技术。近年各运营商均在开展单波400G WDM技术的验证测试，推动骨干网长距离400G技术的逐步成熟。客户侧100G接口还将继续规模应用，400G将成为超100G客户侧的主要接口。为应对城域流量剧增，城域光网络将率先引入400G及超400G WDM技术。

超高速传输的进一步发展则需要依靠频谱扩展与多波段传输，通过增加波道数来提升传输容量。唐雄燕表示，多波段传输（MBT)可以充分利用光纤可用频谱资源，是提升单模光纤传输容量的潜在技术手段。为了增大单纤系统总传输容量，需要在常规C波段外，不断扩展频谱（C++扩展波段，C+L扩展波段）。多波段波分复用传输（MBT）仍在研究阶段，实现S+C+L等更多波段组合依然面临光源、光放大器和非线性效应等方面的技术挑战。

实现全光传送与接入的泛在化一方面需要推动波分下沉，实现大容量波长级光连接服务；另一方面推动光接入向房间、桌面和机器延伸（FTTR、FTTM）。近年中国联通持续发力DWDM技术下沉，从长距离骨干网，到城域网核心，再到城域边缘接入层，逐步构建端到端的大容量全光网络。面向城域和边缘接入层，产业链需要发展低成本的100G WDM技术，以便100G WDM能更经济合理地向县城、乡镇下沉，构建全光城市、全光乡村。在FTTH全面部署的基础上，中国联通也在积极发展FTTR，将光连接进一步延伸至房间，为每个房间提供千兆高品质、低时延接入网络，实现全屋千兆全覆盖。

其次，在光业务网方面，中国联通利用ROADM组网，构建动态全光业务网络。其中骨干/区域层面，中国三大运营商均已规模建设全国和区域ROADM/OXC网络，配合超高速光传输技术，构建了灵活动态的骨干全光网络。而在城域层面，伴随着WDM下沉，ROADM技术也在不断下沉，在城域核心节点引入高维度ROADM或OXC的同时，在城域边缘接入需要引入低成本低维度ROADM，代替传统的MUX/DMUX/FOADM固定组网，实现城域灵活动态组网。针对城域边缘层应用场景，低维度（4维/9维等）、固定栅格的WSS将有较大的成本优势。

同时，为保障光业务网架构的稳定性，中国联通打造了全光锚点，推进综合业务接入和一跳入云。全光锚点是光网与业务的衔接点。依托全光锚点，可以稳步推进综合业务接入，提高资源利用率，可以基于PON，G.metro，OSU，OTN，WDM等多样化接入手段，将光网络延伸至最终用户，提供无处不在的光连接服务，保障用户便捷获取和使用算力资源。

为进一步增强业务承载灵活性，面向低时延、小颗粒、多业务等差异化需求，光网络的业务属性需进一步增强。可以基于OSU技术，实现Mbit/s到Gbit/s不同速率等级业务的高效灵活承载，并不断增强光网络的业务感知能力，利用OSU/OTN网络提供业务灵活入云服务。

此外，需要积极推动光网络的开放组网。唐雄燕指出，随着SDN技术规模部署，网络开放和解耦成为促进产业创新、降低建网成本的重要趋势。开放光网络将基于标准的南北向接口以及运营商统一管控系统和协同编排器，构建多供应商开放组网的全光底座，繁荣产业生态，加速业务创新。目前面向专线接入的OTN-CPE设备，面向数据中心光互联的WDM设备，5G前传波分设备等的开放组网部署，已在多个运营商应用。

IP与光的深度融合是开放光网络的重要追求，也是简化网络架构的重要手段。唐雄燕强调，“从目前发展趋势来看，IP设备与光网设备的技术边界越来越模糊。例如相干光模块将不仅仅是光网络设备中的技术，也可直接应用于IP网。”

智能化一直是光网络技术创新的重要方向，构建面向算网融合的全光算力网络更离不开运营和服务的智能化。中国联通近年来一直在大力推动软件定义光网络的发展，建设了基于SD-OTN的政企精品网，下一步中国联通将把AI相关技术应用到光网络的运营和维护中，逐步实现自智光网络。

“三方面”夯实全光算力网络发展

最后，唐雄燕指出，中国联通积极倡导和推动全光算力网络的发展。为了筑牢面向算网融合服务的低时延、高带宽、高可靠、高安全的全光传送底座，实现算力业务高质量传送，中国联通重点关注三方面工作：

一是围绕算力中心和业务流量中心，建设低时延骨干光缆网。在现有“八纵八横”光缆网基础上，加快推进京沪、沪穗、京汉广、贵广等段落光缆建设，持续优化八大枢纽节点间低时延直达光缆，并聚焦京津冀、长三角、粤港澳、成渝、鲁豫陕等算力集群区域，实现光缆最优接入。

二是打造大带宽、低时延、高安全的骨干传输网。中国联通将实现24个联通自有数据中心ROADM网全覆盖，重点段落部署超100G系统和OXC，打造超大带宽全光传送底座，开展超长距开放光网络试验，实现云间一跳直达，并增强光层自主可控能力。

三是重点打造四大城市群低时延圈。确保京津冀、长三角、大湾区、成渝等区域内传输时延低于10ms，核心城市间争取2~3ms。

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