Page 47 - 网络电信2024年10月刊

解决方案

全光算力网络架构及关键技术分析

孟智慧，刘辉，曹颜辉，崔军勇，任敏
中国移动通信集团设计院有限公司山西计划单列分院，山西030032

摘要：阐述全光算力网络是以数据资源为基础，将现代信息网络作为载体，实现信息通信、数字化转
型。为此，从全光算力网络架构角度出发，分析全光算力关键技术，包括超100Gbps传输技术、频谱扩展
技术、全光交叉技术、开放光网络技术、编排技术、承载与转发技术。并探讨算力网络发展趋势，提出全
光算力网络发展措施。

关键词：数据通信；全光算力；网络架构；频谱扩展

引言 2.1 超100Gbps传输技术
传输技术在长距离、大容量方面有着较高的要求，是算力
作为推动数字经济加速发展的重要组成部分，全光算力网 网络超强运力的基础，更重要的是，全光算力网络离不开超高
络架构的建设，对生产、生活方式的变革产生了深远影响。近 速传输。超100Gbps传输技术有利于提高系统容量，减少每比特
年来，数字经济成为改革经济、改变竞争格局的重要因素。因 光传输成本与功耗，解决运营商务流量和网络带宽压力。在提
此，需要提高对全光算力网络架构的重视程度，为现代化的数 升线路测速率方面有着积极的影响，其内容主要包括线路波特
字经济发展提供支持。 率、多载波等。当前，相比100Gbps使用的50GHz通道，200Gbps
QPSK能够显著提高长距离的传输效率，进一步确保运营商系统
1 研究背景 维护复杂程度。在商用中，400Gbps 16QAM码型频率的应用率降
低，在城域点应用场景中则得到广泛的应用[1]。
全光算力网络架构。当今，光网络架构相对复杂且适应能 2.2 频谱扩展技术
力不高，需要推动管道网络向全光算力网络迈进。对于全光算 现有器件技术中传输距离、传输性能指标并不相同，在提
力网络来说，不仅能够实现超宽带、长距离输送，还能够最大 升频谱利用率方面无法得到保障，使得传输距离与系统无法有
程度保障光纤传输的安全性、灵活性以及可靠性，显著提高跨 效兼容。当频率效率无法进一步提升的状态下，应重视传输容
区域算力的调度水平，为泛在算力资源提供支持。与此同时， 量的增加，提高光纤的使用效率。传统的C波段，光频谱带宽需
全光算力网络能够实现算网一体服务，不断提高光网络基础 要低于4.5THz。光纤拉制工艺水平的逐步提升，已有的光纤能
承载能力、业务能力，促进全光底座智能开放服务，展现高品 够消除水峰影响，将频谱带宽增加到1675mm。对于扩展可用光
质、低延时的运力效果。在此过程中，还应从以下几个方面出 频谱带宽来说，既是提高单纤容量的方式，在具体应用方面也
发，最大程度发挥算力资源的积极作用。（1）不断提高全光底 有着广阔的使用前景。行业内应用的频谱扩展包括C++、C+L两
座的基础承载水平，为算力调度提供支持和运力保证。（2）为 种。其中，C++代表在C波段的基础上，向短波和长波频谱持续
达到高品质光业务网要求。需要通过积极构建架构稳定、覆盖 扩展，确保50GHz间隔波长的数量能够扩展到100个以上。C波段
能力强的综合业务区，实现多种技术体制的高速泛在光接入， 的频谱带宽则应扩展到6THz，传输容量则能增加50%左右。C+L
保障全光完整、迅速入云。（3）促进光网络智能化调度。采用 波段是系统的传输频谱区域，其波长总数可接近200个，频谱带
网络AI技术、数字孪生技术，有助于提高网络智能化水平。 宽则能够达到9THz以上。针对两种不同的频谱扩展技术，综合
考虑设备成本、性能指标的前提下，G++频谱的扩展方向优势较
2 全光算力关键技术

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