隨著“東數(shù)西算”工程的啟動,中國算力網絡的發(fā)展駛上了快車道。在算力時代,作為算力網絡的堅實底座,光網絡被賦予了新的使命。
6月8日,由諾基亞貝爾獨家主辦的AON Tech Summit 2022暨第19屆“睿智光網絡技術論壇”在線上舉行,本屆論壇的主題為“筑大道,強算力”,聚焦“東數(shù)西算”熱點話題,探討光網絡在算力時代的新機遇、新挑戰(zhàn)與創(chuàng)新發(fā)展之道。
諾基亞貝爾執(zhí)行副總裁、基礎網絡業(yè)務集團負責人吳忠勝在接受C114通信網采訪時表示,算力網絡的基礎是一張高速、高效、靈活及低碳的光傳輸網絡。大容量、低時延是承載算力的數(shù)據中心間互聯(lián)的關鍵需求,為滿足此需求,光網絡不但要提速,還需要走向開放解耦、按需擴展,同時還要引入AI等技術來實現(xiàn)高效運維。
“以開放筑大道,用創(chuàng)新強算力!”吳忠勝指出。諾基亞貝爾將憑借領先的云網發(fā)展經驗,致力于增強算力網絡底座,推動算力網絡技術的演進和標準化。“目前,我們已開始在異構泛在計算、多層級算力架構、確定性IP網絡、全光算力互聯(lián)、云原生和算力編排等方面布局,與運營商和產業(yè)鏈一起推動算力網絡更好、更快和更穩(wěn)的發(fā)展。”
算力時代:光網絡演進面臨三大難題
吳忠勝指出,“東數(shù)西算”是我國推動數(shù)字經濟發(fā)展的戰(zhàn)略工程,標志著我們正在進入一個算力的時代。隨著算力的承載逐漸成為光網絡的主要功能,業(yè)務側重也發(fā)生了轉變。
傳統(tǒng)光網絡作為傳遞信息的底層媒介,承載了包括各種類型、大小的業(yè)務顆粒。但算力時代,數(shù)據中心作為算力核心,其業(yè)務主要以百G甚至更高速率呈現(xiàn),而且其業(yè)務量增長速度遠超光電技術演進所帶來的網絡硬件性能提升。
在吳忠勝看來,隨著香農極限的逼近以及摩爾定律的逐漸,光網絡演進中的遇到的第一個難題是如何應對快速增長的速率、容量的需求;為了追求更高的用戶體驗,算力在不斷下沉至邊緣,如何高效靈活且低成本地實現(xiàn)泛在的算力網絡就成為第二個難題;泛在網絡意味著遠超現(xiàn)網的設備數(shù)量,如何將網絡進行高效的管理,實現(xiàn)智能化的光網絡則為第三個難題。
開放為基:算好“東數(shù)西算”經濟帳
吳忠勝表示,“東數(shù)西算”將賦予運營商在數(shù)字經濟時代持續(xù)增長的新動能;既是一筆環(huán)境和資源的帳,更是一筆經濟帳。而要算好這筆“經濟賬”,開放解耦是必然選擇。
吳忠勝指出,開放光網絡打破了傳統(tǒng)網絡建設封閉的格局,降低了網絡建設的成本。其次,開放光網絡通過定義標準化的硬件形態(tài)和管控模型,極大提升了光網絡的集約性,降低網絡運維的壓力并引導更為繁榮的生態(tài),將為運營商帶來更顯著的收益。
“諾基亞貝爾作為唯一主流系統(tǒng)廠商攜手三大運營商一道發(fā)起成立了“開放光網絡論壇”,我們堅持開放的基礎是不斷增強自身一系列核心能力。”吳忠勝表示,諾基亞貝爾一直致力于自研oDSP芯片以及光模塊的垂直整合能力,從芯片到模塊再到系統(tǒng)層面,端到端秉承開放、包容、解耦的理念來支撐開放光網絡的發(fā)展。此外,諾基亞貝爾具有豐富的軟、硬件研發(fā)人員,針對國內市場進行本地化研發(fā),從中國用戶的需求出發(fā),全方面保障開放、智能光網絡的落地。
“東數(shù)西算”的網絡如果從距離和應用場景角度的確要分為干線、城域和數(shù)據中心網絡,但是從全國角度來看,其實“東數(shù)西算”的網絡連接的核心節(jié)點還是數(shù)據中心。而數(shù)據中心相關的網絡流量,無論是DC內還是DC間,都體現(xiàn)了對大帶寬的需求和對功耗的重視。
為了優(yōu)化速率和功耗,目前DC內網絡光互聯(lián)技術依賴于不斷優(yōu)化的光電集成技術,諾基亞貝爾也通過提供模塊必須的硅光芯片的方式參與DC內光互連網絡的建設。對于DC間的光互連,業(yè)務類型的高度統(tǒng)一提供了開放光網絡應用的良好場景。
值得一提的是,與Global Connect合作建設的開放光網絡,諾基亞貝爾提供了開放的線路系統(tǒng)和管控系統(tǒng)以及部分的電層設備。今年1月,在這張網上諾基亞貝爾展示了11跨段共計781km G652光纖的環(huán)形組網驗證,400G傳輸距離輸可以達到3000km以上。對于正在加速引入開放光網絡建設的中國用戶,該方案極具參考意義。
綠色低碳:從芯片到系統(tǒng)的全方位演進
綠色低碳是算力網絡健康發(fā)展的一個重要方面。長期以來,諾基亞貝爾一直十分重視通信領域的節(jié)能減排工作,從核心芯片入手,再到設備系統(tǒng)的整體節(jié)能設計,再到網絡級的優(yōu)化,從多個維度出發(fā)為綠色低碳發(fā)展保駕護航。
“東數(shù)西算的核心是數(shù)據中心,對PUE有極高要求。”吳忠勝指出,諾基亞貝爾的算力網關路由器和算力光層互聯(lián)設備均采用7nm制程芯片,單位功耗處于業(yè)界最低水平。其中路由器使用的FP5芯片的功耗為0.1W/G,是業(yè)界當前主流水平的十分之一;算力光層互聯(lián)設備使用的PSE-V芯片的功耗為0.03W/G,相比上一代下降75%。
在設備整體設計上,算力網關路由器對風道進行了優(yōu)化設計,提升了散熱效率。光層互聯(lián)設備面向大顆粒業(yè)務承載,簡化匯聚和交叉處理,使功耗降低60%以上。
在網絡層面,IP與光傳輸?shù)娜诤弦灿兄诰W絡整體的節(jié)能,例如通過在路由器上直接使用400ZR光模塊可以在一個算力樞紐或集群內簡化網絡連接。如果考慮中長距離傳輸,配合ROADM組網可以減少路由跳數(shù),在光層直達的基礎上進一步降低網絡整體功耗。
創(chuàng)新思路:“最大化”利用光纖系統(tǒng)容量
其實,在光通信的發(fā)展過程中,有一個問題容易被忽略,就是光纖容量。
吳忠勝表示,“在光網絡建設中很可能最稀缺的資源就是光纖,尤其是長途光纖。不僅僅是因為價格,還因為光纖網絡建設的施工周期較長。因此尤其對于長途光纖傳輸而言,如何充分利用光纖的頻譜資源是非常重要的時期。”
吳忠勝指出為了尋求突破,業(yè)界開始尋求C+L波長擴展后的空分復用等方式來增加光纖容量。諾基亞貝爾一方面積極和整個產業(yè)界進行演進。另一方面,還提出了帶寬和速率任意可調的解決方案,搭配上靈活柵格的ROADM系統(tǒng),可以GHz為間隔實現(xiàn)光纖頻譜資源的充分利用,從而增加光纖的實際傳輸容量。
諾基亞貝爾的目標通過可精細化管理的網絡,按照網絡實時變化來做出精細化的智能動態(tài)反應,從而充分利用寶貴的光路資源,提升整個光網絡承載信息的能力。
“數(shù)據成為核心生產資料,而算力將成為核心生產力,算力網絡將構成數(shù)智化轉型的關鍵基石,這與諾基亞貝爾面向2030年技術愿景相匹配。”吳忠勝最后表示,諾基亞貝爾致力于光網絡技術和方案的持續(xù)創(chuàng)新,為用戶提供高速、高效、靈活及低碳的光網絡方案,支撐算網的快速發(fā)展、持續(xù)演進,真正實現(xiàn)算力資源的低成本泛在接入。