智慧光网筑基新时代“数字高铁”使能新质生产力蓬勃发展

智慧光网筑基新时代“数字高铁”使能新质生产力蓬勃发展 通信产业网|2024-09-24 16:13:49作者：消息来源：通信产业网

当前，“连接”与“算力”已成为数字经济发展的重要驱动引擎。智算、大数据模型等新型算力应用的崛起正推动承载网络的加速演进，高品质的光网络作为连接用户、算力和应用之间的数据大动脉，为千行百业数智化转型、国家数字经济高质量发展提供了坚实的底座支撑。

随着国家“十四五”规划、《“十四五”数字经济发展规划》、《“十四五”信息通信行业发展规划》等相继实施，光网络多样技术协同创新，网络持续面向算力等需求优化部署。顺应时代发展需求，光网络将围绕“三超”能力提升、品质承载、自智开放、光子集成、介质创新、空天地海光网络等方向革新演进，逐步强化提升全光运力，打造坚实的新型算力应用全光基础设施。

下一代光传输网创新趋势研究，新技术突破引领光网升级

智算、AI及大模型等新型算力应用的崛起正推动万卡数据中心集群的建设，进而引起流量的爆发式增长，对光网带宽能力提出了新的挑战。因此，业内已在积极探索超400G技术，向800G及Tbit以上的相干技术发起挑战，持续推进光网“三超“能力，不断逼近光纤传输的香农极限。

面对“香农极限”困境，为了实现光网能力突破，系统需在速率、频谱、介质研究上协同发力。在速率层面，当前800G业界研究热点聚焦在智算中心大规模集群、智算中心多AZ短距互联等场景，未来的研究方向将着重于实现800G长距离以及下一代1.6T短距DCI。 中国信科集团旗下的烽火通信向新而行，开展针对190+Gbaud波特率的光电器件及更高制程的芯片设计难点攻关，以满足800G超长距传输能力。同时采用了先进的薄膜铌酸锂封装工艺，契合模块集成化、低功耗及低成本等要求，目前技术能力还需要更多的突破和迭代。在实验室及现网测试中，烽火通信分别在中国移动及中国电信的引领下完成了超800km的传输验证，达到业界领先水平。在系统容量方面，随着400G技术的成熟，频谱已随之扩展至L波段。面向800G及Tbit+速率演进，频谱向S波段拓展是努力的方向，能够有效提升传输容量。同时，多芯光纤、空芯光纤等新型传输介质研究，为光传输网络在时延、衰耗、非线性及容量带来了全新的可能性。2023年，烽火通信基于G.654.E光纤将传输频谱扩展至S波段，实现了业界首个单波Tbit/s级S+C+L波段超宽带传输实现了原型试验验证，最大化地逼近了传统单模光纤的传输极限。2024年，烽火通信持续挖掘S波段的潜力，实现了S+C+L波段1465nm-1627nm超大波长范围的实时传输，传输带宽达19.65THz，可用频谱容量提升64%，在单波速率达T比特级基础上，单向容量超135T，并基于前期与中国移动、中国信科集团光通信系统和网络全国重点实验室联合提出的空芯光纤同频同时全双工概念，使单纤的传输容量倍增，总传输容量超270T。不仅再次实现大容量光纤传输系统的创新突破，也为未来800G和T bit+系统与空芯光纤的结合提供了切实的理论基础和可行的实践依据。

高性能算光一体化光网，助力智算高质量发展

算力作为数字经济时代的新型生产力，其能力与数据中心的算力规模存在着强关联。然而，当前技术和产业链仍受单DC规模、云计算单点算力碎片化和高端芯片受限等问题掣肘，并受限于产业及能源问题，难以建设单一超大规模集约型数据中心。在此背景下，光网承担着实现多个大规模数据中心集群高速互联的关键任务，其能力除了满足“三超“能力之外，还应具备超低时延、灵活高效、绿色低碳、多元承载等特性。烽火通信紧跟智算网络的发展步伐，持续探索高性能无损互联光网技术，基于OTN的PFC技术、Hyper-OTN全光MESH互联、全局运力地图等诸多架构和技术突破，大幅缩短了连算、入算时延。fgOTN/OSU等技术则可保障弹性灵活的管道，以应对不同颗粒度的算力业务实现无损的带宽调整并保障严格的业务隔离，进一步提升安全性，为各行各业提供更为高效、便捷的网络服务。在传统的网络架构中，算力与网络是分开的，在业务调度中需要进行相应的联动，在一定程度上将带来时延的提高。因此，网与算的有机融合一直是业界的研究重点。为了实现更高效的算间互联，烽火通信面向业界推出了最新的算OTN产品COTP-F，其架构是面向数据中心设计，采用与DC机房相同的高压直流供电及前进后出散热设计，可实现算力设备与传输设备的共电、共框，节省能源消耗。COTP-F为14U设计，单框容量可达xxT，且采用全光层转发设计，无需完成业务的电交叉边可直接实现数据中心业务的快速封装与转发，保障超低时延的算间互联，以高性能光互连满足算力业务的高性能转发。在自智层面，烽火通信FiONE智慧平台将人工智能大模型与信息光子学机理深度融合，推动光网络由智能走向认知阶段。通过海量样本学习建立的网络数字孪生大模型，光网不仅实现了智能优化，更在自我修复和智能决策上取得了显著进展。这一技术的应用，不仅提升了光网的运行效率，更为用户带来了更为便捷、智能的网络体验。

烽火将积极推进算网深度融合，提升算力网络的整体效能，促进更低时延、更大带宽、更高可靠的新兴网络技术在“东数西算”工程中应用，打通枢纽节点间的网络主干道，建设新时代“数字高铁”，并协同产业链高端技术力量，夯实数字底座建设基石，促进数字经济时代新质生产力的蓬勃发展。

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责任编辑：木工