算力時代全光網(wǎng)架構(gòu)研究報告（2024年）

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71一、算力時代全光網(wǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展的創(chuàng)新型光和無線網(wǎng)絡(luò)（IOWN）全球聯(lián)盟并推動建設(shè)全光子網(wǎng)絡(luò)2“4+N+31+X”的算力網(wǎng)絡(luò)總體布局，發(fā)布九州算力光網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)，實現(xiàn)全球首個400G全光骨干傳送網(wǎng)規(guī)模商用，持續(xù)深化三級低時延算力服務(wù)圈，暢通“東數(shù)西算”大動脈。中國據(jù)中心優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，近期啟動骨干400GROADM設(shè)備集采，構(gòu)建“四區(qū)六軸八樞紐多通道”的低時延骨干光網(wǎng)能的高品質(zhì)連接，賦能人工智能+時代高質(zhì)量發(fā)二、算力時代全光網(wǎng)發(fā)展的四大特征3（一）高品質(zhì)聯(lián)云入算，開啟萬兆光網(wǎng)接入時代政府于2023年發(fā)布“數(shù)字聯(lián)接藍(lán)圖（DCB）?,提出五年內(nèi)實現(xiàn)國內(nèi)網(wǎng)服務(wù)提供商（ISP）提供大容量骨干網(wǎng)和云服務(wù)平臺，實現(xiàn)遠(yuǎn)程工41．智慧家庭超千兆網(wǎng)絡(luò)需求≥17365≥270≥540淺壓縮云游戲≥800≥1600////≥1000////////≤150≥49502．智慧園區(qū)萬兆網(wǎng)絡(luò)需求當(dāng)前普教類中小學(xué)出口帶寬在500~1Gbps4XR（8K）63．智慧工廠萬兆網(wǎng)絡(luò)需求AI算力向制造行業(yè)邊緣延伸，推動萬兆工業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。智GE到信息點位高清3D檢測邊緣算力中心AI質(zhì)檢分析邊緣算力中心AI質(zhì)檢分析OTN核心交換機(jī)雙發(fā)選收OLT雙發(fā)選收分光器雙10GE光鏈路發(fā)動機(jī)曲軸檢測導(dǎo)熱墊檢測表面缺陷檢查ONU智慧汽車工廠控制中心7AI質(zhì)檢分析及數(shù)控精準(zhǔn)控制等需要滿足實時強(qiáng)交互要求，網(wǎng)絡(luò)時延~1250Mbps~10Mb/s~500Mb/s~100Mb/s0（二）城市內(nèi)算力互聯(lián)，打造1ms全光接入時延圈8（三）樞紐間算力互聯(lián)，構(gòu)筑高速可靠全光底座萬億級參數(shù)大模型訓(xùn)練推動部署分布式智算集群方案。隨著AI9據(jù)中心間互聯(lián)帶寬需求，初期按照10%規(guī)劃互聯(lián)帶寬將達(dá)到京電信分公司和中國電信研究院聯(lián)合在現(xiàn)網(wǎng)完成智算長距無損互聯(lián)（四）網(wǎng)絡(luò)智能化調(diào)度，使能算網(wǎng)高效協(xié)同發(fā)展三、算力時代全光網(wǎng)目標(biāo)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)（一）算力時代全光網(wǎng)目標(biāo)架構(gòu)示，由四部分組成：一是算力接入網(wǎng)絡(luò)（DCA入算帶寬將演進(jìn)到萬兆及以上，并方便千行百業(yè)快速靈活入算；二是算間互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心內(nèi)網(wǎng)絡(luò)（DCN通過引入全光交叉調(diào)度技術(shù)優(yōu)化光電融合算力管理平臺算網(wǎng)統(tǒng)一編排系統(tǒng)算力管理平臺算網(wǎng)統(tǒng)一編排系統(tǒng)樞紐算力全光網(wǎng)管控系統(tǒng)樞紐算力全光網(wǎng)管控系統(tǒng)樞紐算力樞紐算力全光算力錨點邊緣算力FTTR樞紐算力個人省級算力全光算力錨點邊緣算力FTTR樞紐算力個人省級算力立體全光組網(wǎng)家庭OXC交換立體全光組網(wǎng)家庭OXC交換FTTO50GPON中小企業(yè)P2P/P2MP大型企業(yè)<><>DCI聯(lián)算 DCA入算FTTO50GPON中小企業(yè)P2P/P2MP大型企業(yè)<><>DCI聯(lián)算 DCA入算<<>全光算力網(wǎng)關(guān)力應(yīng)用的時延體驗最低。面向家庭及企業(yè)園區(qū)等用戶，可采用1．家庭園區(qū)萬兆全光入算務(wù)終端的光和無線融合接入無縫便捷覆蓋，需應(yīng)用新一代50G-PON的電信級網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，是構(gòu)建家庭和企業(yè)高質(zhì)量信息基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵。WWW互聯(lián)網(wǎng)CRWWW互聯(lián)網(wǎng)CRIP城域網(wǎng)IP城域網(wǎng)云主機(jī)上邊緣云池家庭云游戲交換機(jī) 上網(wǎng)業(yè)務(wù)ONT云主機(jī)上邊緣云池家庭云游戲交換機(jī) 上網(wǎng)業(yè)務(wù)全光算力網(wǎng)關(guān)全光算力網(wǎng)關(guān)TORPPPoEL2橋接分流OTN網(wǎng)絡(luò)云主機(jī)云主機(jī)TOR 入算業(yè)務(wù)端到端二層網(wǎng)絡(luò)同用戶間相互隔離，保障用戶和用戶之間的隱私的二層連接，實現(xiàn)云游戲等業(yè)務(wù)在不同家庭用戶間的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換OTN提供確定性網(wǎng)絡(luò)體驗：從OLT到全光算力網(wǎng)關(guān)之間采用OTN硬管道實現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離，光網(wǎng)絡(luò)為用戶到邊緣算力資源構(gòu)建端到2．中小企業(yè)便捷一跳入算業(yè)務(wù)感知算力管理平臺算網(wǎng)統(tǒng)一編排系統(tǒng)業(yè)務(wù)感知算力管理平臺算網(wǎng)統(tǒng)一編排系統(tǒng)>全光網(wǎng)管控系統(tǒng)>全光網(wǎng)管控系統(tǒng)OTNOTN帶寬調(diào)整邊緣云池小微企業(yè)企業(yè)OLT全光算力網(wǎng)關(guān)OTN網(wǎng)絡(luò)GPU設(shè)計/動漫/數(shù)字人等云主機(jī)P2MP全光算力錨點邊緣云池小微企業(yè)企業(yè)OLT全光算力網(wǎng)關(guān)OTN網(wǎng)絡(luò)GPU設(shè)計/動漫/數(shù)字人等云主機(jī)P2MP全光算力錨點排系統(tǒng)進(jìn)行算力資源分配和管道拆建，算力平臺驅(qū)動設(shè)備建立/刪除OTN管道和算力分配，達(dá)到算網(wǎng)同開同停。同時感知用戶資源使用3．大企業(yè)高品質(zhì)專線入算業(yè)務(wù)受理 >算網(wǎng)統(tǒng)一編排系統(tǒng)業(yè)務(wù)受理 >算網(wǎng)統(tǒng)一編排系統(tǒng) 全光網(wǎng)管控系統(tǒng)算力管理平臺業(yè)務(wù)自動發(fā)放業(yè)務(wù)自動發(fā)放OTNOTN省級/樞紐OTNOTN省級/樞紐算力DCGW客戶客戶OTNCPEOTNOTNOTNDCGW跨節(jié)點保護(hù)OTNCPEOTNOTNOTNDCGW全光算力錨點全光算力網(wǎng)關(guān)全光算力錨點全光算力網(wǎng)關(guān)VLAN#1VLANVLAN#1VLAN#2云光管道預(yù)配置云池預(yù)連接端到端云光專線業(yè)務(wù)（EoS/EoO/EoOSU）（三）以網(wǎng)強(qiáng)算，全光DCI實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心高1．樞紐算力：實現(xiàn)大帶寬動態(tài)立體調(diào)度可達(dá)圈1可達(dá)圈2故障2電層保護(hù)倒換線路板線路板支路板線路線路板線路板支路板線路板線路板支路板WSON恢復(fù)路由支路板線路板線線路板線路板故障1故障1電層保護(hù)倒換故障1電層保護(hù)倒換線線路板線路板故障2WSON恢復(fù)路由故障2故障22．省級算力：扁平化光電聯(lián)動高效組網(wǎng)業(yè)務(wù)請求自動調(diào)測全光網(wǎng)管控系統(tǒng)自動調(diào)測光參算路光參算路光電協(xié)同業(yè)務(wù)建立端到端業(yè)務(wù)調(diào)測支路線路線路線路支路線路線路線路支路線路線路線路支路線路線路線路<<<OCh<OCh1~n<><><>OSU/fgOTN/ODU>OCh1~n>>>3．城市算力：打造算力接入1ms時延圈全光交換網(wǎng)絡(luò)助力構(gòu)建城市算力接入1m城市算力城市算力城市算力城市算力城域核心入算城域匯聚入算城域匯聚制造企業(yè)金融制造企業(yè)城域匯聚引入低成本ROADM實現(xiàn)全光業(yè)務(wù)一跳直達(dá)。當(dāng)前聚接入層，實現(xiàn)城域全光調(diào)度，波長級業(yè)務(wù)一跳直達(dá)，小顆粒接入環(huán)上聯(lián)一個匯聚節(jié)點并共享一組WSS，降低設(shè)備空間、功耗和長，實現(xiàn)多個環(huán)間波長共享，支持波道間隔靈（四）以網(wǎng)補算，光電融合DCN助力突破算力瓶頸1．光電融合組網(wǎng)，優(yōu)化拓?fù)涮嵘贤ㄐ判阅苋敕?wù)器的數(shù)量和接口最高速率，可能導(dǎo)致新建的物理分區(qū)（POD）OXC光交換ServerServerServerServerServerServerServerServer…的高速以太網(wǎng)交換機(jī)實現(xiàn)光電混合組網(wǎng)，可滿足百OXC光交換ServerServerServerServerServerServerServerServer…DCN管控系統(tǒng)DCN數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)PODOXCDCN數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)PODOXC光交換POD…2．光電智能運維，提升可靠性優(yōu)化AI訓(xùn)練效率換機(jī)與光模塊的通信管理是通過通用管控接口規(guī)范（CMIS）協(xié)議實通過CMIS協(xié)議實現(xiàn)對光模塊的配置、監(jiān)控和管理。數(shù)字診斷監(jiān)控性能優(yōu)化能力。例如，當(dāng)光模塊的環(huán)境參數(shù)超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)范圍時，（五）靈活一體調(diào)度的智能管控平臺度，升級到網(wǎng)+算的協(xié)同調(diào)度，一方面需要增強(qiáng)網(wǎng)與算的聯(lián)動，通過1．多維信息智能感知，支持算網(wǎng)靈活編排全光網(wǎng)管控系統(tǒng)可以從算網(wǎng)編排系統(tǒng)獲取算力資源信息和業(yè)務(wù)識別信息，未來具備智能感知用戶業(yè)務(wù)流量特征和算力資算網(wǎng)編排系統(tǒng)業(yè)務(wù)SLA配置時延、帶寬、可靠性、丟包率算網(wǎng)編排系統(tǒng)業(yè)務(wù)SLA