本站點使用cookies,繼續瀏覽表示您同意我們使用cookies。Cookies和隱私政策
當下,“算力網絡”已成為國家戰略的核心。光傳送網如何演變為算力網絡的“神助攻”,滿足“超大帶寬”“超低時延”和“差異入算”的傳輸需求?文中的思考為實現算力資源的高效調度與利用提供了重要參考。
文/華為全光網2.0高級解決方案架構師 楊明華
2024年09月20日,國家發展改革委和工信部等部門聯合發布《關于深入實施“東數西算”工程,加快構建全國一體化算力網的實施意見》,對“算力網絡傳輸效能”“算網協同運營機制”和“跨區域算力調度體系”做出了明確要求。此次文件內容也說明了“東數西算”真正進入了深水區,隨著樞紐節點算力和存儲等基礎設施的第一階段建設的完成,服務器上架率不斷提升,下一階段將會考慮真正推動“東數西算”的落地,運載力也成為這一階段的關鍵能力,運營商從幕後也走向了前台,如何構建面向東數西算的“算力傳輸通道”成為全行業關注的焦點。
早在2022年7月第一屆(濟南)中國算力大會上,信通院就對算力網絡進行了三個領域細分,即算力、運力、存力三個子領域,同時發布白皮書及年度發展報告。這樣的細分有利于各個行業聚集到自己的發展方向,有利于運營商更加清晰明確自身的戰略定位,構建起運營商在算力網絡時代的核心競爭力。在算力網絡這一大戰略上,光傳送網作為運力網絡的核心基礎設施,承擔起關鍵使命。
光傳送網之于算力網絡的關鍵價值可以參考電商物流。在網購時,客戶對于電商的核心訴求是既要求物美價廉,又要求配送速度,最好有小時達或者當日達這樣的優質體驗。但目前唯有中國電商行業做到了“物美價廉”+“高效配送”,為什麼其他國家就沒有發展起來呢?透過現象看本質,這其中除了電商公司建設的物流倉儲中心和高效配送系統之外,支撐底層的還是中國領先全球的高速公路和高鐵系統,相比飛機和水運,高速和高鐵無疑是時效率更優的運輸體系。包括當前國家正在打造的立體交通架構,即主要城市群之間的小時級交通圈和城市內小時級生活區,推動城鄉一體化,實現“全國123出行交通圈”(都市區1小時通勤、城市群2小時通達、全國主要城市3小時覆蓋)。只有基礎交通成體系建設,才能從根本上支撐中國的快速物流體系建設,最終推動商品低成本高效流動。
除電商物流運輸體系外,中國還有一個全面領先世界的體系,就是電力網絡,尤其是西電東輸特高壓輸電網絡,正因為有了長距離特高壓輸電技術以及三級調度系統,才給中國中東部的工業發展解決了電力供應問題,而算力網絡的遠景目標與電力網絡有很多都是相似的。因此,算力網絡發展需要的“超大帶寬”、“超低時延”和“超高安全”的要求,僅僅依靠上層調度和運營系統是無法真正解決的,必須在光傳送網提供基礎傳輸系統提供支持,這就是當前和未來幾年光傳送網架構與技術演進的根本動力來源。
光傳送網是一個有數十年發展歷史的基礎通信產業,也是目前中國在全球產業最完整以及競爭力最強的產業之一。面向算力網絡時代,無論運營商“以網強算”還是“以網促算”,都是基于一個強大的光傳送網基礎設施。運營商的算力網絡戰略一方面正在通過網絡集群優勢突破單點算力性能極限,發揮算力規模效應,打通東數西算的主動脈、做強邊緣算力的微循環;另一方面是推動算力服務全面升級和產業數字化轉型,利用算力網絡形成算力、網絡、人工智能等多要素融合的一體化服務。雙管齊下,推動算力成為與水電一樣,能夠“一點接入、即取即用”的社會級服務。其服務可以簡單總結為︰對于算力資源實現“集群互聯,全網調度”,對于算力用戶實現“一點接入,即取即用”。
作為運力網絡的核心基礎,光傳送網既要保證算間高效互聯,也要保證算力最終高品質連接到企業和家庭,這其中核心需求是不一樣的,所以每個階段對于光傳送網的訴求也不一樣,可以歸納為以下四個發展階段。
一直以來,光傳送網都是作為業務的配套基礎網絡存在的。算力網絡對光傳送網最基本的需求就是時延更低,帶寬更大。有行業專家提出了“400G就是傳送網的5G時代關鍵技術”這樣的觀點。這個觀點非常適合骨干網場景,尤其是東數西算迫切需要低成本大帶寬的調度能力,400G顯然是不可逾越的代際技術。但是算力網絡要實現“一點接入,即取即用”的願景目標,網絡就必須下沉到綜合業務區,當前綜合業務區內傳送網的帶寬還是10G為主,下一步目標是升級到100G。因此建議更加準確描述算力網絡時代傳送網的帶寬目標為“400G聯算,100G到站”,這也代表了未來五年光傳送網的帶寬升級目標。
基于400G聯算的戰略目標,中國三大運營商都已經加大投資建設400G超級骨干網,實現覆蓋算力樞紐和北上廣深等主要一線城市,打通東數西算的主要算力傳輸通道;同時在“100G/200G打底網”層面持續提升邊緣算力節點覆蓋,創新基于算力應用的新商業模式。在提升傳輸效率和能力的同時實現傳輸成本的大幅降低,解決當前“算不好”、 “算不了”和“算不起”的主要問題。
網絡時延的概念一直比較“虛”,因為在歷史上,除期貨和高頻交易等少數業務對時延敏感外,大多數業務實際上對時延並不是太敏感。但是隨著5G的發展,“低時延”的概念已經深深植入到整個行業。光傳送網除了大帶寬以外,低時延也是其核心能力。在過去5年中,三大運營商也已經在OTN政企專網中落地了“低時延網絡”相關專線產品。不過OTN政企專網的低時延更大程度上還是一個“競爭需求”,沒有成體系構建時延能力。在中國移動2022年算力網絡戰略發布會上,楊杰董事長提出了“在全國構建1-5-20三級時延圈”的建網目標,這是運營商首次提出成體系構建時延能力,也是從算力業務服務能力的維度給運力網絡提出的要求。對于算力網絡來說,時延是算力最根本的需求。近一年來,華為等網絡解決方案供應商也配合中國移動和中國聯通等技術部門,針對低時延網絡的構建提出了很多建網措施,包括構建新型ROA光調度站,采用“高鐵模式”建網架構等等,這些都得到了集團和省內客戶的高度認同,也給運營商下一步建設機房和光纜建設提出了新的要求。
基于政企業務需求和競爭考慮,中國電信早在2019年就匹配政企和雲網戰略,攜手華為打造目前全球最大的一體化全光精品網絡,覆蓋了全國320個城市,超過3萬個接入點,全國一體化調度,實現時延低,效率高,開通快的差異化產品競爭力,實現了中國電信提出東西向打造DC之間1ms,10ms,15ms的時延圈目標,和南北向根據應用場景的需求提供1ms,5ms,20ms等不同時延等級的算力接入服務目標。
自2023年初以來,行業一直在探索一個系統性的明確的全光運力網絡目標網架構,尤其是1-5-20ms時延圈實際上包括了城市內1ms,樞紐內(省內)5ms,樞紐間20ms多個層級,因此我們需要結合不同的層級來給出目標網架構。例如中國電信集團進行了OTN一二干融合建網,中國聯通多個省份實踐了省市縣一體化OTN建網,還有不少大城市開始構建打破行政區劃打造“1ms都市圈”。究其本質,都是從當前基于行政規劃的分層建網架構演進為真正以DC(算力)為中心的建網模式,這就需要打破行政區劃,給當前的運營和運維體系帶來巨大沖擊。也正是因為這一巨大的阻力,以DC(算力)為中心的建網模式在過去十年中落地並不是很順利,但是隨著算力網絡的真正到來,運營商將不得不面臨傳送網架構的演進以及由此帶來的運營與運維體系的變革。
大帶寬和低時延全光運力網絡的建設,最終都是為算力資源的調度、分配和接入服務的。前三個階段都是在解決如何進行算力的調度和分配問題,階段四則是解決家庭和企業的入算網絡。類似于國家電網公司的三級輸電網絡及變電站,在解決了不均衡的電力資源在全國的動態調度和平衡之後,最終還是要解決企業和家庭用電接入的末端配電網絡,分為城市配電網,農村配電網、工廠配電網、園區專用配電網等等不同類型,對應的電壓等指標也大不一樣;同樣的道理,入算網絡根據對安全性、時延以及帶寬等的要求不同,也會分為多種類型。例如近期熱門的ChatGPT只需要通過互聯網接入即可訪問,體驗已經相當不錯。目前對于ChatGPT的體驗短板主要是算力不足導致響應不及時。但是對于雲網吧和雲電腦這樣的應用則大不一樣,實際測試的數據表明,RTT超過1.5ms就會導致硬盤存取速度大幅下降,用戶的操作出現延遲感;同時很多企業對于AI算力的需求不僅要求超低時延,還有安全隔離的需求,甚至很多企業提出了加密需求,如何針對這些需求構建一個穩定、便捷的接入網,是最終實現“一點接入,即取即用”戰略目標的最後一個環節,也是未來運營商算力網絡發展的關鍵競爭力。
目前,中國移動和中國聯通都已經提出了“光算力錨點”的概念,中國移動 “九州”光算力網絡架構白皮書,明確就提出了構建光算力錨點實現差異化承載入算的目標,預計會形成互聯網(CMnet)、IP切片和OTN硬管道多種差異化入算模式,支撐商業差異化和品牌競爭力。
以上四個階段是光傳送網在算力時代行業關注以及分階段落地的一些思考探索,在實際情況下,四個階段並不是完全的前後承接關系,但最終的目標都是要達成這四個方面的能力升級,最終支持國家和運營商算力網絡的戰略成功。在不遠的將來,我們有望見證一個全新的數字化時代的到來,算力資源將如同水電一樣,成為社會基礎設施的一部分,順暢、高效地流動于未來的算力網絡。