5月31日消息(樂思)在近日召開的“2022中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇”上,中國信息通信研究院總工程師敖立發(fā)表了題為《東數(shù)西算下的智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及演進(jìn)》的演講。
會上,敖立分享了“東數(shù)西算”背景下智能光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及演進(jìn)的七個主要方向,分別為:光纜網(wǎng)優(yōu)化、高速大容量、全光低時延、融合確定性、智能化管控、模塊高集成、光網(wǎng)絡(luò)安全,并分別對這七個方向進(jìn)行了闡述。
敖立指出,目前,全球已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代,數(shù)據(jù)作為整個生態(tài)發(fā)展中的重要資源,正成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要驅(qū)動力。而要想讓數(shù)據(jù)有價值,算力的支撐必不可少。從這個角度來看,未來算力基礎(chǔ)設(shè)施將是支撐我國數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的的堅實基礎(chǔ)。
基于此,我國在很多政策中都提及算力基礎(chǔ)設(shè)施是新興技術(shù)設(shè)施中很重要的組成部分。2022年2月,“東數(shù)西算”工程正式全面啟動,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10個國家數(shù)據(jù)中心集群。至此,“東數(shù)西算”8大算力樞紐和10個集群全部落地,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”工程正式拉開帷幕。
“在用戶和算力基礎(chǔ)設(shè)施之間需要網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)的傳輸,同時,基礎(chǔ)算力設(shè)施對網(wǎng)絡(luò)也提出了相應(yīng)的要求。而高質(zhì)量的傳送網(wǎng)絡(luò)是連接用戶、算力設(shè)施以及相關(guān)應(yīng)用的橋梁。” 敖立強(qiáng)調(diào)。
據(jù)悉,不同算力基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用需求對網(wǎng)絡(luò)提出了不同的需求。在傳輸性能方面,需要超大容量、低時延、低抖動等特征明確;在差異化承載方面,不同算力應(yīng)用場景承載需求差異明顯;在敏捷性方面,需要滿足適配應(yīng)急通信,存儲災(zāi)備等應(yīng)用場景。更重要的是,還要做到安全可靠,算力數(shù)據(jù)安全性要求至關(guān)重要,對承載算力應(yīng)用數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)安全需求也相應(yīng)需要提升。
敖立表示,從技術(shù)架構(gòu)上來看,光網(wǎng)絡(luò)在橫向分為管道層、轉(zhuǎn)發(fā)層和管控層,縱向還有光網(wǎng)絡(luò)的安全。在光纖的通道層,需要進(jìn)一步優(yōu)化光纜網(wǎng)絡(luò)由,同時部署新型光纖以提供更長距離更大容量傳輸性能。在轉(zhuǎn)發(fā)層,需要光網(wǎng)絡(luò)升級提供超大容量、全光低時延、低能耗、差異性承載等能力,以及進(jìn)一步提升模塊集成度。在管控層,能夠提供算網(wǎng)一體化管控調(diào)度、智能化運維能力,實現(xiàn)算力服務(wù)的敏捷提供。
在他看來,在東數(shù)西算的需求下,我國智能光網(wǎng)絡(luò)需要在以下七個方面進(jìn)一步發(fā)展及演進(jìn):
一是光纜網(wǎng)演進(jìn)。目前,通信光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展已經(jīng)有近四十余年,現(xiàn)有的光纜網(wǎng)在全國布局完整,但其只適用于傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),不能滿足算力時代的需求。因此要依托現(xiàn)有光纜網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,增加骨干樞紐節(jié)點之間的連通度,保障網(wǎng)絡(luò)重要節(jié)點之間多路由的可達(dá);支撐實現(xiàn)東數(shù)西算工程單向時延10-20ms要求。
同時,為了適應(yīng)算力時代的到來,光纜網(wǎng)的容量需要進(jìn)一步提升。運營商從2016年開始研究驗證G.654E光纖的應(yīng)用價值,目前已經(jīng)進(jìn)入工程應(yīng)用階段??梢灶A(yù)見,東數(shù)西算將推動G.654E光纖在骨干長途光網(wǎng)絡(luò)的部署。同時,業(yè)界也在積極探索多芯光纖(MCF)、少模光纖(FMF)、空芯光纖等新型光纖及傳輸技術(shù)研究和試驗,整體處于產(chǎn)業(yè)初期。
二是高速大容量。眾所周知,東數(shù)西算需要高速運力大動脈:包括八個節(jié)點,十大DC集群,集群之間需要算力的調(diào)度,這就需要根據(jù)算力調(diào)度優(yōu)化承載網(wǎng)實現(xiàn)大規(guī)模計算數(shù)據(jù)的運輸。
目前在國內(nèi),400G應(yīng)用逐步提升,800G應(yīng)用也開始啟動。據(jù)預(yù)測,未來幾年,400G應(yīng)用將進(jìn)入大規(guī)模部署階段。
另一方面而言,頻譜擴(kuò)展和空分復(fù)用技術(shù)仍需持續(xù)演進(jìn)?,F(xiàn)在產(chǎn)業(yè)關(guān)注點以C+L擴(kuò)展為主。已商用系統(tǒng)使用C波段,支持80波/96波,占用頻譜4THz左右。C波段拓展以及C+L波段拓展,目前產(chǎn)業(yè)正在開展標(biāo)準(zhǔn)化研究。C波段120波系統(tǒng)已可商用,容量提升50%(相對于80波);C+L頻段擴(kuò)展預(yù)期可實現(xiàn)總頻譜帶寬12THz,相對于80波100G,容量*3;同時也能看到,業(yè)界正在開展面向更寬頻譜的S+C+L等波段擴(kuò)展研究。
SDM應(yīng)用試點主要聚焦多芯復(fù)用。基于模式復(fù)用和多芯復(fù)用的SDM成為未來解決容量危機(jī)的潛在方案?;诙嘈緩?fù)用的SDM技術(shù)已在海纜通信系統(tǒng)小規(guī)模應(yīng)用,基于模式復(fù)用、以及模式復(fù)用+多芯復(fù)用的SDM關(guān)鍵技術(shù)目前還處于研究階段。
三是全光低時延。現(xiàn)如今,千行百業(yè)云化的趨勢驅(qū)動著網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化發(fā)展。因此,骨干光網(wǎng)需要滿足樞紐節(jié)點互聯(lián)、大容量傳輸與交換。具體而言要滿足大容量、長距離、滿足連接需求;要達(dá)到20ms/10ms跨區(qū)/區(qū)域內(nèi)時延圈;同時也要充分利用現(xiàn)網(wǎng)/新技術(shù)降低成本。因此,地域/區(qū)域網(wǎng)絡(luò)需要實現(xiàn)城域接入扁平化融合,這樣才能實現(xiàn)高效泛在的全光接入能力,以及面向區(qū)域的DC扁平直連,降低網(wǎng)絡(luò)端到端時延。
此外,還涉及到多維光交叉技術(shù)?;诂F(xiàn)有電交叉技術(shù)的OTN設(shè)備單機(jī)容量持續(xù)演進(jìn),單機(jī)容量的進(jìn)一步提升面臨著槽位數(shù)量、容量以及功耗等的限制,全光交換成為解決超大容量的主要途徑。同時,面向多區(qū)域數(shù)據(jù)中心節(jié)點,部署ROADM/OXC全光網(wǎng)絡(luò),可實現(xiàn)業(yè)務(wù)光層一跳直達(dá),無需多次落地轉(zhuǎn)接,降低云邊互聯(lián)時延。
四是融合確定性。算力時代的到來需要確定性的時延,保證時延是固定的。從這個角度來看,幾十年的TDM技術(shù)能夠提供確定性的時延,而在分組時代,時延是不確定的,未來TDM技術(shù)和分組技術(shù)需要融合發(fā)展,推動確定性承載能力發(fā)展。
目前來看,確定性網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)分為,網(wǎng)絡(luò)切片、資源預(yù)留、資源調(diào)度、保護(hù)和恢復(fù)、以及網(wǎng)絡(luò)同步。這些技術(shù)交叉融合,從不同的層面為網(wǎng)絡(luò)提供確定性的承載能力。
五是協(xié)同智能管控。一方面面向?qū)崟r及突發(fā)性的算力需求,要求承載網(wǎng)絡(luò)支持端到端的快速服務(wù)提供。另一方面也涉及到多層級算力調(diào)度需求,跨地域算力網(wǎng)絡(luò)范圍大、層級多、傳統(tǒng)分段式管理方式難以為繼,這就要求承載網(wǎng)絡(luò)支持多級、層次化、一體化管控及運維能力。
它的未來發(fā)展有兩個方面工作要做:在技術(shù)層面,網(wǎng)絡(luò)模型、光口接口標(biāo)準(zhǔn)化工作至關(guān)重要。進(jìn)一步完善模型、接口標(biāo)準(zhǔn)化、實現(xiàn)接入網(wǎng)、城域和干線傳送網(wǎng)的資源信息收集及資源編排。同時,接口模型標(biāo)準(zhǔn)化需要考慮傳送網(wǎng)和IP網(wǎng)絡(luò)等其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的協(xié)同管控,實現(xiàn)業(yè)務(wù)模型及管控數(shù)據(jù)的融合。
在管理層面,打破以省為單位的網(wǎng)絡(luò)運維管理體系,形成以算力網(wǎng)絡(luò)為中心的運作體系。面向8大算力樞紐,部署管控系統(tǒng),同時優(yōu)化現(xiàn)有運營架構(gòu)。以及,采用SDN管控技術(shù),通過多層次管控協(xié)同,實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的靈活組網(wǎng)和統(tǒng)一調(diào)度。
同時協(xié)同智能管控還需做到承載路由最優(yōu)化。一方面需要實現(xiàn)算力業(yè)務(wù)承載。光網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)需支持和算網(wǎng)協(xié)同編排運營系統(tǒng)的協(xié)同,實現(xiàn)面向業(yè)務(wù)的算力和網(wǎng)絡(luò)資源分配自動化及智能化,實現(xiàn)算力路由最優(yōu)化。另一方面,光網(wǎng)絡(luò)對算網(wǎng)業(yè)務(wù)承載管道流量進(jìn)行檢測,實現(xiàn)面向應(yīng)急突發(fā)業(yè)務(wù)保障、業(yè)務(wù)潮汐流量調(diào)整等需求的快速業(yè)務(wù)提供和靈活帶寬調(diào)整。
因此,光網(wǎng)絡(luò)的管控需要提供統(tǒng)一北向接口,實現(xiàn)算網(wǎng)資源及業(yè)務(wù)感知。支持承載網(wǎng)絡(luò)能力信息的上報,支撐算網(wǎng)資源調(diào)度。支持算網(wǎng)需求下發(fā),解析業(yè)務(wù)SLA資源調(diào)度需求。對下,管控系統(tǒng)需要提供算力資源調(diào)度策略,提供最優(yōu)算力路由。支持多因子算路,滿足業(yè)務(wù)靈活需求支持網(wǎng)絡(luò)時延地圖,基于網(wǎng)絡(luò)時延、帶寬等信息生成算力承載路由。
最后是人工智能的引入。隨著AI智能化的進(jìn)一步引入,能夠幫助端到端的業(yè)務(wù)快速提供,業(yè)務(wù)流量預(yù)測、健康度評估和優(yōu)化、快速故障定位等能力,增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的運維自動化和自智化,進(jìn)一步提升承載網(wǎng)絡(luò)運維效能。
敖立認(rèn)為,人工智能的引入對運營商來說是一大挑戰(zhàn):一方面要打通運營系統(tǒng),設(shè)備商管控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間全流程智能化運維。在此基礎(chǔ)之上,AI數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)集采接口標(biāo)準(zhǔn)化也至關(guān)重要。
六是模塊高集成。數(shù)據(jù)中心內(nèi)部光模塊發(fā)展趨勢是高速低成本、低功耗以及智能化。展開來看,高速率體現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心交換芯片吞吐量預(yù)計在2023年達(dá)到51.2Tb/s,ICP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)整體向400G演進(jìn)。
目前,業(yè)界正積極探索通過降低溫度和長期可靠性等要求來降低成本,隨著速率不斷提升,相關(guān)方案下沉趨勢明顯。同時,業(yè)界期望通過將光引擎與交換芯片合封來降低互聯(lián)SerDes功耗及成本,因此,光電合封技術(shù)成為研究熱點。CPO最早將在2024年左右較為明顯的影響架構(gòu)。此外,隨著光模塊數(shù)量的急劇增加,OTT開始關(guān)注光模塊的運維能力增強(qiáng)和質(zhì)量提升。
現(xiàn)在,DCI正在把400ZR模塊當(dāng)作關(guān)注的熱點。數(shù)據(jù)中心互聯(lián)應(yīng)用需求強(qiáng)力推動OIF 400ZR成為互聯(lián)的典型接口。在2022年3月的OFC會議上,OIF組織了數(shù)據(jù)涉及多產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的互聯(lián)展示。此外,IEEE、OIF、IPEC、CCSA等組織目前正在加速推進(jìn)800G標(biāo)準(zhǔn)研制工作。
另外一個特點是光電合封正成為綠色集成模塊重要的發(fā)展方向。如今,數(shù)據(jù)中心內(nèi)部流量快速增長,對交換機(jī)功耗、端口密度、速率等均面臨挑戰(zhàn),因此,CPO成為重要發(fā)展方向。據(jù)測算,在25.6 Tb/s和51.2 Tb/s交換速率下,利用CPO技術(shù),可減少50%空間,以及15-20%的功耗,能量效率明顯改善。
七是光網(wǎng)絡(luò)的安全。光網(wǎng)絡(luò)安全主要體現(xiàn)在兩個方面,一是算力數(shù)據(jù)安全。政務(wù)、金融、醫(yī)療等數(shù)據(jù)涉及國家及個人敏感數(shù)據(jù),企業(yè)核心生產(chǎn)數(shù)據(jù)等,對算力數(shù)據(jù)安全承載提出很高的要求。另一方面是承載網(wǎng)絡(luò)安全方面,算力的調(diào)度需要收集大量網(wǎng)絡(luò)信息及算力信息,數(shù)據(jù)集中增加了敏感信息泄露或被篡改的風(fēng)險,算力感知及算力承載對跨系統(tǒng)、跨域甚至是跨境的多場景點對點網(wǎng)絡(luò)連接以及動態(tài)連接機(jī)制,增加網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險。
敖立指出,可以在管控層、傳送層、光纖光纜層共同提升光網(wǎng)絡(luò)的安全機(jī)制:在管控層,SDN集中式的管控架構(gòu),對管控系統(tǒng)安全性要求提升,需提供系統(tǒng)級的安全防護(hù)手段。同時,DCN網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)隔離,通過運維手段,減少外部攻擊風(fēng)險,引入IP網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制對DCN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行防護(hù)。在光傳送層,通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù),對重要行業(yè)客戶、企業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)和普通用戶進(jìn)行隔離。也可考慮靈活選擇L1/L2/l3層管道加密技術(shù),對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密保護(hù),提升承載網(wǎng)絡(luò)的安全性。在光纖光纜層,通過非法竊聽手段竊取網(wǎng)絡(luò)信息或者干擾網(wǎng)絡(luò),可探索光纖網(wǎng)絡(luò)的竊聽防御機(jī)制及應(yīng)用。也可引入AI技術(shù)對光纖信號進(jìn)行探測,準(zhǔn)確了解光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行狀況,及時預(yù)警異常情況,增加網(wǎng)絡(luò)的安全性。
- 蜜度索驥:以跨模態(tài)檢索技術(shù)助力“企宣”向上生長
- 后人工智能時代:2025年,在紛擾中重塑數(shù)據(jù)、洞察和行動
- 2025年展望:人工智能推動IT整合
- 30億美元缺口已補 美國將全面拆除中國電信設(shè)備
- 30億美元缺口已補 美國將全面拆除中國電信設(shè)備
- 400G:骨干網(wǎng)的最新趨勢
- 三大運營商11月成績單:用戶數(shù)據(jù)增幅放緩
- 2025年數(shù)字錢包:重塑金融生態(tài)的領(lǐng)先應(yīng)用
- 量子計算:商業(yè)世界的新前沿與設(shè)計思維的融合
- 什么是聚合交換機(jī)?
- 電池技術(shù)如何影響車輛性能
免責(zé)聲明:本網(wǎng)站內(nèi)容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿,凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息,均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性,但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性,讀者在使用前請進(jìn)一步核實,并對任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對有關(guān)資料所引致的錯誤、不確或遺漏,概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識產(chǎn)權(quán)或存在不實內(nèi)容時,應(yīng)及時向本網(wǎng)站提出書面權(quán)利通知或不實情況說明,并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后,將會依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實,溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開相關(guān)鏈接。