以光筑基！智慧光網(wǎng)連接數(shù)字經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈

  新時(shí)代呼喚智慧光網(wǎng)絡(luò)

  全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，已成為各國(guó)國(guó)家財(cái)富的重要來(lái)源，從數(shù)據(jù)來(lái)看，各國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的排名與其GDP排名趨勢(shì)一致。根據(jù)信通院最新數(shù)據(jù)，我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模位列全球第二，2022年達(dá)到50.2萬(wàn)億，占GDP比例提升到41.5%，而2021年這個(gè)比例是39.8%。我國(guó)算力總規(guī)模超180EFLOPS，位居世界第二;作為生產(chǎn)力的關(guān)鍵要素，我國(guó)數(shù)據(jù)產(chǎn)量達(dá)8.1ZB，排名世界第二位。聚焦數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的三大戰(zhàn)略，無(wú)論是“東數(shù)西算”工程、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能實(shí)體經(jīng)濟(jì)，還是綠色低碳發(fā)展，數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展都為泛在、超寬、智能、綠色的光網(wǎng)絡(luò)賦予了新機(jī)遇。

  算力輸送和應(yīng)用給光網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。“東數(shù)西算”工程呼喚“數(shù)字高鐵”：全國(guó)范圍內(nèi)算力輸送的時(shí)延目標(biāo)在20ms以內(nèi)，區(qū)域在5ms以內(nèi)。以ChartGPT為代表的智能大算力模型應(yīng)用正在全球興起，比如GPT-4包含了1.6萬(wàn)億參數(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)和算力都提出了很高的要求。以全光網(wǎng)構(gòu)筑的算光一體化底座，達(dá)到以網(wǎng)強(qiáng)算、以算促網(wǎng)的效果。

  市場(chǎng)和技術(shù)的雙重驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展壯大：2022年產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)4.8萬(wàn)億，建成全球最大規(guī)模的5G網(wǎng)絡(luò)、100%光網(wǎng)城市和110+千兆光網(wǎng)城市，建成包括武漢在內(nèi)的5大國(guó)家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析節(jié)點(diǎn)、工業(yè)終端連接數(shù)超8000個(gè)，有影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目覆蓋45個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大類。從全光接入完成數(shù)據(jù)采集，到數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算、分析，F(xiàn)5G+算力+模型+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，正在賦能和壯大實(shí)體經(jīng)濟(jì)。

  哈佛大學(xué)提出了資源三角模型：物質(zhì)組成世界、信息聯(lián)系世界、能量改變世界。2020年全球平均氣溫比工業(yè)化前上升了大約 1.2°C ，溫度每升高2°C，動(dòng)物數(shù)量將減少8%，如果溫度升高5°C，城市將被淹沒(méi)，能量消耗深刻影響人類發(fā)展。從《巴黎氣候協(xié)定》到中國(guó)“30·60”目標(biāo)、行業(yè)綠色低碳行動(dòng)計(jì)劃，雙碳政策逐步落地;研究數(shù)據(jù)表明，到2030年ICT技術(shù)賦能行業(yè)將減少全球碳排放總量的20%。光通信具有介質(zhì)優(yōu)化、接入優(yōu)化、交換優(yōu)化的天然綠色屬性，以包括F5G在內(nèi)的數(shù)字技術(shù)為抓手，高比特低瓦特綠色發(fā)展成為必由之路。

  面對(duì)以上機(jī)遇和挑戰(zhàn)，烽火給出了答案：率先引領(lǐng)行業(yè)定義智慧光網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)——1目標(biāo)3層3面組成4特征6應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其中的3面——數(shù)字孿生面、人工智能面、算力算法面貫穿連接層、網(wǎng)絡(luò)層和服務(wù)層3層并相互支撐和賦能，泛在、超寬、開(kāi)放、隨需的4特征，以及極簡(jiǎn)、智能、綠色、融合、高效、安全的6大應(yīng)用優(yōu)勢(shì)——LIGHTS，只為了1個(gè)目標(biāo)“網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)”。從而，以智慧光網(wǎng)連接數(shù)字經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈。

  智慧光網(wǎng)創(chuàng)新實(shí)踐

  近年來(lái)，烽火智慧光網(wǎng)創(chuàng)新實(shí)踐碩果累累：

  第一，在面向世界科技前沿方面，引領(lǐng)我國(guó)光纖傳輸技術(shù)發(fā)展方向。在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用和示范方面，烽火聯(lián)合中國(guó)電信研究院，完成單波400Gbit/s廣州-上海-廣州3820km超長(zhǎng)距全程無(wú)電中繼傳輸系統(tǒng)應(yīng)用;基于自主研發(fā)的400G QPSK光模塊，實(shí)現(xiàn)6000公里超長(zhǎng)距無(wú)電中繼實(shí)時(shí)在線傳輸;參與建設(shè)的粵港澳大灣區(qū)超級(jí)光網(wǎng)絡(luò)，采用單波速率800Gbps、7芯光纖的空分復(fù)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大灣區(qū)超算資源連通共享，是迄今距離最長(zhǎng)、容量最大的空分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)示范應(yīng)用。

  第二，面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)，烽火不斷挖掘數(shù)字經(jīng)濟(jì)價(jià)值，打造極致的全光連接體驗(yàn)。通過(guò)全光骨干和全光城域連接算力，全力支撐國(guó)家東數(shù)西算戰(zhàn)略工程;通過(guò)全光接入連接家庭和中小企業(yè)，攜手中國(guó)聯(lián)通完成國(guó)內(nèi)首個(gè)50G Combo PON系統(tǒng)現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)，與運(yùn)營(yíng)商一起開(kāi)拓FTTR2.0-2.5G真千兆家庭市場(chǎng)。在數(shù)字連接的基礎(chǔ)設(shè)施方面，烽火布局OM5數(shù)據(jù)中心光纖、空分復(fù)用光纖、空芯光纖等新型光纖，提升了連接的速度、連接的寬度和連接的深度;數(shù)字化的光配線網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用光足跡和預(yù)連接圖像識(shí)別，“點(diǎn)亮”了光纖端口啞資源，使之變得可視可管;應(yīng)用聲紋智能識(shí)別技術(shù)，賦能地下管網(wǎng)海量數(shù)據(jù)感知分析的分布式光纖感知系統(tǒng)，智感著城市生命線的靈動(dòng)。此外，烽火應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)正在實(shí)現(xiàn)G4級(jí)自智光網(wǎng)絡(luò)，助力運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。目前，烽火攜手運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展了一系列自智網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新實(shí)踐：在湖北，應(yīng)用數(shù)字孿生精準(zhǔn)評(píng)估OTN傳輸質(zhì)量，單條鏈路仿真建模時(shí)間小于2秒，而溯源定位準(zhǔn)確度在96%以上。在廣東，試點(diǎn)PON用戶質(zhì)差分析，品質(zhì)寬帶保障用戶體驗(yàn)提質(zhì)增速。

  第三，面向國(guó)家重大需求，完善光通信全棧產(chǎn)品和供應(yīng)鏈。在通信線路方面，掌握常規(guī)光纖光纜+特種光纖光纜兩類光棒根技術(shù)，產(chǎn)品覆蓋空天地海全場(chǎng)景。在通信系統(tǒng)方面，芯片-硬件-軟件自主研發(fā)，構(gòu)建光網(wǎng)全棧解決方案；自研OTN、SPN、OLT光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的核心芯片，無(wú)論在處理能力、硬切片等功能、性能、功耗等方面都保持業(yè)界領(lǐng)先。同時(shí)，從芯片、光模塊、板卡驅(qū)動(dòng)到嵌入式OS、網(wǎng)絡(luò)OS、協(xié)議棧、網(wǎng)絡(luò)管理與控制和推理等專用軟件全棧自研，保持了產(chǎn)品供應(yīng)鏈的穩(wěn)定。

  第四，服務(wù)于“一帶一路”倡議，智慧光網(wǎng)從陸地延伸至海洋。烽火智慧光網(wǎng)從陸地延伸至海洋，積極服務(wù)于“一帶一路”倡議，擁有海洋光網(wǎng)絡(luò)全場(chǎng)景解決方案，以及無(wú)限航區(qū)的專業(yè)海纜鋪設(shè)船，已建成多個(gè)基于自主技術(shù)的跨國(guó)海洋系統(tǒng)總包工程。

  第五，踐行1-2-3綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略。烽火通過(guò)1個(gè)綠色基座，包括綠色光棒、綠色芯片和綠色網(wǎng)絡(luò);“綠色科技和綠色發(fā)展”2個(gè)理念，“綠色價(jià)值、綠色制造、綠色園區(qū)”3條路徑，以實(shí)現(xiàn)烽火“最大限度挖掘數(shù)字連接價(jià)值，造福人類社會(huì)”的愿景。綠色價(jià)值指的是我們通過(guò)綠色產(chǎn)品和服務(wù)為客戶實(shí)現(xiàn)價(jià)值、創(chuàng)造價(jià)值。綠色科技包含但不限于通過(guò)減少芯片Serdes互聯(lián)來(lái)達(dá)到芯片級(jí)低功耗;以硅材料為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)更高集成，來(lái)實(shí)現(xiàn)器件級(jí)低功耗;動(dòng)態(tài)關(guān)停Serdes減少板卡能耗，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)低功耗。

  面向2030的智慧光網(wǎng)絡(luò)

  ITU-T給出了網(wǎng)絡(luò)2030的愿景：未來(lái)社會(huì)是一個(gè)全息的社會(huì)，通過(guò)新型信息網(wǎng)絡(luò)和新型基礎(chǔ)設(shè)施的創(chuàng)新，來(lái)賦能新型垂直應(yīng)用。這些新型應(yīng)用包括：6G移動(dòng)通信、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、海洋通信、衛(wèi)星通信和觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)等。因此，智慧光網(wǎng)將更泛在、更超寬、更開(kāi)放、更隨需、更安全、更綠色，并演進(jìn)為空天地海一體化全光網(wǎng)絡(luò)。

  我們認(rèn)為，智慧光網(wǎng)第一步將演進(jìn)到B5G時(shí)代，成為云網(wǎng)算一體化全光網(wǎng)絡(luò)底座，這里包含4層含義：一是通過(guò)OXC/ROADM/OTN/IP承載網(wǎng)，對(duì)移動(dòng)業(yè)務(wù)、家庭/企業(yè)/園區(qū)/工廠業(yè)務(wù)的承載，并延伸到智能網(wǎng)聯(lián)汽車等新興業(yè)務(wù)；二是對(duì)包括東數(shù)西算在內(nèi)算力業(yè)務(wù)的承載和協(xié)同；三是基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的靈活編排來(lái)支撐網(wǎng)絡(luò)能力的開(kāi)放；四是以地面光網(wǎng)絡(luò)為底座，分步連接海洋光網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星光網(wǎng)絡(luò)。

  第二步到2030年左右，未來(lái)智慧光網(wǎng)絡(luò)將完美匹配6G的新架構(gòu)、新能力以及包括內(nèi)生智能、通感算一體、數(shù)字孿生在內(nèi)的新體系。智慧光網(wǎng)絡(luò)將演進(jìn)到6G時(shí)代的“空天地海一體化”網(wǎng)絡(luò)的底座：地面光通信+6G移動(dòng)通信構(gòu)成地基網(wǎng)絡(luò)，地基網(wǎng)絡(luò)連接天基網(wǎng)絡(luò)和海基網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星與衛(wèi)星之間通信采用空間光通信，海底通信節(jié)點(diǎn)間通信采用水下無(wú)線光通信。3個(gè)網(wǎng)絡(luò)之上還有1個(gè)統(tǒng)一的協(xié)同控制器，同時(shí)3個(gè)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)協(xié)同和互補(bǔ)，比如，當(dāng)從信源到信宿多個(gè)路由均可通達(dá)時(shí)，由控制器指配優(yōu)選的綜合成本最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)和路徑。屆時(shí)，將呈現(xiàn)一個(gè)“空天地海一體化”的美好圖景。