隨著“東數西算”工程的啟動,中國算力網絡的發展駛上了快車道。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“東數西算”熱點話題,探討光網絡在算力時代的新機遇、新挑戰與創新發展之道。
諾基亞貝爾執行副總裁、基礎網絡業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據中心間互聯的關鍵需求,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等技術來實現高效運維。
“以開放筑大道,用創新強算力!”吳忠勝指出。諾基亞貝爾將憑借領先的云網發展經驗,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、云原生和算力編排等方面布局,與運營商和產業鏈一起推動算力網絡更好、更快和更穩的發展。”
算力時代:光網絡演進面臨三大難題
吳忠勝指出,“東數西算”是我國推動數字經濟發展的戰略工程,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,業務側重也發生了轉變。
傳統光網絡作為傳遞信息的底層媒介,承載了包括各種類型、大小的業務顆粒。但算力時代,數據中心作為算力核心,其業務主要以百G甚至更高速率呈現,而且其業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網的設備數量,如何將網絡進行高效的管理,實現智能化的光網絡則為第三個難題。
開放為基:算好“東數西算”經濟帳
吳忠勝表示,“東數西算”將賦予運營商在數字經濟時代持續增長的新動能;既是一筆環境和資源的帳,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,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廠商攜手三大運營商一道發起成立了“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展。此外,諾基亞貝爾具有豐富的軟、硬件研發人員,針對國內市場進行本地化研發,從中國用戶的需求出發,全方面保障開放、智能光網絡的落地。
“東數西算”的網絡如果從距離和應用場景角度的確要分為干線、城域和數據中心網絡,但是從全國角度來看,其實“東數西算”的網絡連接的核心節點還是數據中心。而數據中心相關的網絡流量,無論是DC內還是DC間,都體現了對大帶寬的需求和對功耗的重視。
為了優化速率和功耗,目前DC內網絡光互聯技術依賴于不斷優化的光電集成技術,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,業務類型的高度統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和管控系統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:從芯片到系統的全方位演進
綠色低碳是算力網絡健康發展的一個重要方面。長期以來,諾基亞貝爾一直十分重視通信領域的節能減排工作,從核心芯片入手,再到設備系統的整體節能設計,再到網絡級的優化,從多個維度出發為綠色低碳發展保駕護航。
“東數西算的核心是數據中心,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設備均采用7nm制程芯片,單位功耗處于業界最低水平。其中路由器使用的FP5芯片的功耗為0.1W/G,是業界當前主流水平的十分之一;算力光層互聯設備使用的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化設計,提升了散熱效率。光層互聯設備面向大顆粒業務承載,簡化匯聚和交叉處理,使功耗降低60%以上。
在網絡層面,IP與光傳輸的融合也有助于網絡整體的節能,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,在光層直達的基礎上進一步降低網絡整體功耗。
創新思路:“最大化”利用光纖系統容量
其實,在光通信的發展過程中,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,可以GHz為間隔實現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創新,為用戶提供高速、高效、靈活及低碳的光網絡方案,支撐算網的快速發展、持續演進,真正實現算力資源的低成本泛在接入。