當前，“連接”與“算力”已成為數字經濟發(fā)展的重要驅動引擎。智算、大數據模型等新型算力應用的崛起正推動承載網絡的加速演進，高品質的光網絡作為連接用戶、算力和應用之間的數據大動脈，為千行百業(yè)數智化轉型、國家數字經濟高質量發(fā)展提供了堅實的底座支撐。
隨著國家“十四五”規(guī)劃、《“十四五”數字經濟發(fā)展規(guī)劃》、《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等相繼實施，光網絡多樣技術協(xié)同創(chuàng)新，網絡持續(xù)面向算力等需求優(yōu)化部署。順應時代發(fā)展需求，光網絡將圍繞“三超”能力提升、品質承載、自智開放、光子集成、介質創(chuàng)新、空天地海光網絡等方向革新演進，逐步強化提升全光運力，打造堅實的新型算力應用全光基礎設施。
下一代光傳輸網創(chuàng)新趨勢研究，新技術突破引領光網升級
智算、AI及大模型等新型算力應用的崛起正推動萬卡數據中心集群的建設，進而引起流量的爆發(fā)式增長，對光網帶寬能力提出了新的挑戰(zhàn)。因此，業(yè)內已在積極探索超400G技術，向800G及Tbit以上的相干技術發(fā)起挑戰(zhàn)，持續(xù)推進光網“三超“能力，不斷逼近光纖傳輸的香農極限。
面對“香農極限”困境 ，為了實現(xiàn)光網能力突破，系統(tǒng)需在速率、頻譜、介質研究上協(xié)同發(fā)力。在速率層面，當前800G業(yè)界研究熱點聚焦在智算中心大規(guī)模集群、智算中心多AZ短距互聯(lián)等場景，未來的研究方向將著重于實現(xiàn)800G長距離以及下一代1.6T短距DCI。 中國信科集團旗下的烽火通信向新而行，開展針對190+Gbaud波特率的光電器件及更高制程的芯片設計難點攻關，以滿足800G超長距傳輸能力。同時采用了先進的薄膜鈮酸鋰封裝工藝，契合模塊集成化、低功耗及低成本等要求，目前技術能力還需要更多的突破和迭代。在實驗室及現(xiàn)網測試中，烽火通信分別在中國移動及中國電信的引領下完成了超800km的傳輸驗證，達到業(yè)界領先水平。在系統(tǒng)容量方面，隨著400G技術的成熟，頻譜已隨之擴展至L波段。面向800G及Tbit+速率演進，頻譜向S波段拓展是努力的方向，能夠有效提升傳輸容量。同時，多芯光纖、空芯光纖等新型傳輸介質研究，為光傳輸網絡在時延、衰耗、非線性及容量帶來了全新的可能性。2023年，烽火通信基于G.654.E光纖將傳輸頻譜擴展至S波段，實現(xiàn)了業(yè)界首個單波Tbit/s級S+C+L波段超寬帶傳輸實現(xiàn)了原型試驗驗證，最大化地逼近了傳統(tǒng)單模光纖的傳輸極限。2024年，烽火通信持續(xù)挖掘S波段的潛力，實現(xiàn)了S+C+L波段1465nm-1627nm超大波長范圍的實時傳輸，傳輸帶寬達19.65THz，可用頻譜容量提升64%，在單波速率達T比特級基礎上，單向容量超135T，并基于前期與中國移動、中國信科集團光通信系統(tǒng)和網絡全國重點實驗室聯(lián)合提出的空芯光纖同頻同時全雙工概念，使單纖的傳輸容量倍增，總傳輸容量超270T。不僅再次實現(xiàn)大容量光纖傳輸系統(tǒng)的創(chuàng)新突破，也為未來800G和T bit+系統(tǒng)與空芯光纖的結合提供了切實的理論基礎和可行的實踐依據。
高性能算光一體化光網，助力智算高質量發(fā)展
算力作為數字經濟時代的新型生產力，其能力與數據中心的算力規(guī)模存在著強關聯(lián)。然而，當前技術和產業(yè)鏈仍受單DC規(guī)模、云計算單點算力碎片化和高端芯片受限等問題掣肘，并受限于產業(yè)及能源問題，難以建設單一超大規(guī)模集約型數據中心。在此背景下，光網承擔著實現(xiàn)多個大規(guī)模數據中心集群高速互聯(lián)的關鍵任務，其能力除了滿足“三超“能力之外，還應具備超低時延、靈活高效、綠色低碳、多元承載等特性。烽火通信緊跟智算網絡的發(fā)展步伐，持續(xù)探索高性能無損互聯(lián)光網技術，基于OTN的PFC技術、Hyper-OTN全光MESH互聯(lián)、全局運力地圖等諸多架構和技術突破，大幅縮短了連算、入算時延。fgOTN/OSU等技術則可保障彈性靈活的管道，以應對不同顆粒度的算力業(yè)務實現(xiàn)無損的帶寬調整并保障嚴格的業(yè)務隔離，進一步提升安全性，為各行各業(yè)提供更為高效、便捷的網絡服務。在傳統(tǒng)的網絡架構中，算力與網絡是分開的，在業(yè)務調度中需要進行相應的聯(lián)動，在一定程度上將帶來時延的提高。因此，網與算的有機融合一直是業(yè)界的研究重點。為了實現(xiàn)更高效的算間互聯(lián)，烽火通信面向業(yè)界推出了最新的算OTN產品COTP-F，其架構是面向數據中心設計，采用與DC機房相同的高壓直流供電及前進后出散熱設計，可實現(xiàn)算力設備與傳輸設備的共電、共框，節(jié)省能源消耗。COTP-F為14U設計，單框容量可達xxT，且采用全光層轉發(fā)設計，無需完成業(yè)務的電交叉邊可直接實現(xiàn)數據中心業(yè)務的快速封裝與轉發(fā)，保障超低時延的算間互聯(lián)，以高性能光互連滿足算力業(yè)務的高性能轉發(fā)。在自智層面，烽火通信FiONE智慧平臺將人工智能大模型與信息光子學機理深度融合，推動光網絡由智能走向認知階段。通過海量樣本學習建立的網絡數字孿生大模型，光網不僅實現(xiàn)了智能優(yōu)化，更在自我修復和智能決策上取得了顯著進展。這一技術的應用，不僅提升了光網的運行效率，更為用戶帶來了更為便捷、智能的網絡體驗。
烽火將積極推進算網深度融合，提升算力網絡的整體效能，促進更低時延、更大帶寬、更高可靠的新興網絡技術在“東數西算”工程中應用，打通樞紐節(jié)點間的網絡主干道，建設新時代“數字高鐵”，并協(xié)同產業(yè)鏈高端技術力量，夯實數字底座建設基石，促進數字經濟時代新質生產力的蓬勃發(fā)展。
