中国移动张德朝：基于OXC的新型全光网赋能算力网络

笨的要死

随着5G、云计算、超清视频的发展，多样化的业务和爆发式的流量，使算力网络在架构、带宽、时延等方面对光传送网提出新的需求与挑战。4月27日，在2022华为分析师大会的“F5G持续演进，共促固网产业繁荣”峰会上，中国移动研究院基础网络技术研究所副所长张德朝认为，构建面向算力网络发展的基于OXC的光电联动全光网，统一大容量、长距离传输技术路线以助力400G代际演进，推进下一代光传送网（OTN）国际标准化工作，需凝聚产业共识，共同推进。

挑战与机遇并存，算力网络对光网提出新需求
算力是数字经济时代的核心基础能力。根据咨询公司罗兰贝格的预测，随着全球数字经济的升温，各行各业对于算力的需求将出现高速增长，从2018年到2030年，自动驾驶对算力的需求将增加390倍，智慧工厂需求将增长110倍，数字货币算力需求增加约2000倍，VR游戏算力需求增加约300倍。主要国家人均算力需求将从今天不足500 GFLOPS (FLOPS，floating-point operations per second，每秒所执行的浮点运算次数，1GFLOPS=每秒十亿次的浮点运算，相当于1秒内需要计算10亿次小数的加减乘除等运算，是算力的衡量标准) ，到2035年将增加到10000 GFLOPS。



张德朝认为，算力网络的高速增长使其在架构、带宽、时延等方面对光传送网提出新的需求，需要以光筑底，以算力为中心构建新一代的扁平化、大带宽、低时延光传送网以支撑算力网络演进。以东数西算为代表，通过构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系，将东部算力需求有序引导到西部，优化数据中心建设布局。通过构建基于OXC的全光网实现算力网络的全光高速互联，优化网络架构和组网方案，采用光层一跳直达连接，降低传输时延，让算力全局性、泛在化部署带来算间超大容量互联诉求。
算力网络时代，算力和网络间协同增强，流量迁移频繁，需要实现算力网络和光网络之间的一体内生，在管控和转发层面根据应用需求实现算和网的协同。通过引入SDN管控机制、光层OAM机制、全光网数字孪生、AI智能分析等关键技术，满足业务全颗粒、低时延、高效率全光调度需求，建立全光网络与算力协同联动机制、光电协同架构，以满足高效调度诉求。
高速泛在的光传送网是算力网络的重要基础。工业和信息化部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》中提出，到2025年，信息通信行业整体规模进一步壮大，发展质量显著提升，基本建成高速泛在、集成互联、智能绿色、安全可靠的新型数字基础设施，创新能力大幅增强，新兴业态蓬勃发展，赋能经济社会数字化转型升级的能力全面提升。新产品、新模式、新业态、新产业层出不穷，信息网络技术创新与融合的浪潮正在悄然兴起。新型社交、产业数字化等新兴业态正在迸发泛在、高速接入诉求。“算力要像水电一样，一点接入即取即用。”张德朝表示，“新一代光传送网要具备泛在算力的快速接入能力，有效满足算力网络新需求，打通新产业、新业态的算力网络”。
光网高质量发展助力算力网络
“面向算力网络时代业务和网络发展的新特点和新需求，基于OXC的新型光电联动性全光网可深度匹配不同算力业务的大带宽、低时延、高可靠性和灵活调度的需求。”张德朝表示，光网架构在演进过程中面临两大需求挑战：一是带宽增长、灵活组网催生大颗粒光层波长调度、电层小颗粒调度的联合调度需求；二是算力网络提出的低时延、算力感知等需求。具有灵活调度能力的集成式光交叉OXC和SOTN光电协同管控系统是实现光电联动的重要技术，光网与算力、光层与电层需实现深度融合、协同管控才能够充分发挥新型全光网技术的特点和优势，匹配算力网络发展需求。
“面向算力网络及东数西算布局，需要持续推进400G/800G关键技术发展与研究，实现调制、频谱、基础设施全面技术革新。”张德朝认为，400G OTN应用时间窗口已来临，需进一步推进长距技术路线统一和产业发展，其中有三点需要注意：一是400G调制格式各有优势，需进一步研究收敛产业链；二是扩展光纤可用频谱，高规格统一，明确C波段6T谱宽和L波段6T谱宽要求；三是面向未来基础设施能力需进一步提升，持续推进EDFA、拉曼、宽谱WSS/合分波器等技术，加速G.654.E部署，形成高品质光网络基础链路设施能力，满足400G/800G应用需求。
随着OTN逐步下沉到城域网和客户侧，面临接入和承载高品质专线、高清视频、新型算力业务等1G以下小颗粒业务需求，而OSU（光业务单元）可高质量承载TDM和分组业务，增强业务调度灵活性，助力算力网络能力提升。在OSU的应用需求与标准化思路方面，张德朝着重讨论了三点：一是OSU标准化进入关键时期，需凝聚产业力量，共同推进ITU-T国际标准化工作；二是继承OTN已有优势，帧格式以时隙为基础，同时建议具备适度动态调整时隙能力，兼顾TDM和分组业务承载；三是充分考虑OTN和MTN业务层映射的共性机理，以及通道层复用到服务层的区别特性，因此OSU和MTN支持小颗粒度业务的两条技术标准路线需独立发展，匹配各自技术路线特点。
最后， 张德朝针对面向算力网络的光网络发展提出三点建议：一是面向算力网络发展新需求，构建基于OXC的光电联动全光网，提供低时延传输、扁平化组网、大带宽保障能力，构筑算力网络的光底座；二是单载波400G是下一代OTN网络实现超大容量的使能技术，关键技术、器件及芯片逐步成熟，需进一步推进长距技术路线统一和产业发展，助力骨干网由100G到400G的代际演进；三是OSU标准化进入关键时期，需凝聚产业力量，共同推进ITU-T国际标准化工作和产业发展。