2024年算力时代全光网架构研究报告-中国信通院_34页_2mb

报告摘要

中国信息通信研究院技术与标准研究所发布的《算力时代全光网架构研究报告（2024年）》聚焦人工智能与算力融合背景下全光网络的发展需求、目标架构及关键技术体系。报告指出，随着行业数字化转型和AI大模型技术普及，企业及家庭用户对算力资源的需求快速增长，全光网作为承载算力调度的核心基础设施，需加速演进以满足算力互联、灵活接入、安全可靠及智能调度等需求。以下是核心内容总结：

一、算力时代全光网发展背景与需求

技术驱动：AI算力需求激增，大模型训练导致单一数据中心供能瓶颈，需通过全光网实现分布式算力集群互联，提升资源利用率。
全球趋势：各国通过政策推动光网络建设，如中国“算力基础设施高质量发展行动计划”、新加坡《数字蓝图》、美国ESnet6、日本IOWN计划等，强化光纤通信网络以支撑算力连接。
四大需求特征：
- 稳定大带宽：应对数据流量激增，尤其是未来低收敛的大象流，需提供万兆级接入能力。
- 安全高可靠：确保智算业务随时在线流转，实现99999%及以上可靠性和数据安全。
- 确定低时延：满足金融高频交易（<1ms）、云游戏、工业自动化的超低时延需求。
- 智能化服务：通过AI与大数据技术实现光网络资源自动调度、动态带宽调整和故障预测，提升运维效率。

二、全光网目标架构与关键技术

分层结构：
- 算力接入网络（DCA）：支持家庭、企业灵活接入，如PON+OTN方案实现万兆带宽和业务隔离。
- 数据中心互联网络（DCI）：构建多维立体网络，采用400G/800G光传输系统，实现跨区域算力高效协同。
- 数据中心网络（DCN）：引入光电融合组网（如OXC光交换机），优化拓扑结构，提升集合通信性能和网络可靠性。
- 智能管控平台：支持多维灵活感知、多策略资源匹配及网络质差监控分析，实现算网资源一体化调度。
关键技术应用：
- 全光DCA：通过PON网络切片、OTN硬管道隔离，保障用户入算安全与低时延。
- 全光DCI：采用多维波长选择开关（WSS）和OXC设备，解决带宽瓶颈，支持分布式训练容灾需求。
- 光电融合DCN：以光交换机替代以太网交换机，降低功耗并提升算力利用率，同时部署DDM技术实现光模块远程监测与预测性维护。
- 智能管控系统：基于多因子选路算法（带宽、时延、可用率）和全网数字化建模，自动化开通业务并优化路由策略。