算力时代全光运力应用研究报告（2024年）.pdf

算力时代全光运力应用

研究报告

(2024年)

中国信息通信研究院技术与标准研究所

2024年9月

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前言

随着我国产业数字化转型的持续深入，企业及家庭用户数字化应

用对算力资源的需求快速增长，全光运力作为连接用户及算力资源的

承载底座，重要性进一步凸显。全光运力需要支撑算力资源互联及调

度，满足各类新应用催生的高速互联、灵活敏捷、确定低时延、算网

高效协同等应用需求。如何发掘典型行业应用，探索创新融合应用方

案，有效发挥全光运力大带宽、高可靠、硬隔离、低时延等优势，更

好推动企业数智化转型、家庭数智体验升级，强化高品质网络运力对

经济社会数字化转型的支撑作用等成为业界关注热点。

本报告立足算网融合时代下产业数字化转型升级背景，围绕智慧

交通、工业仿真、数字文旅、智慧家庭等典型行业入云场景，以及分

布式大模型训练场景等，深入剖析用户服务体验以及数据传输等对网

络的需求，提出满足企业及用户品质联算需求的超大带宽、确定性、

高可靠安全、业务感知、算网协同等全光运力关键技术，展示全光运

力在智慧交通、数字云网吧、智家云电脑、智算拉远等场景下的行业

创新应用案例。希望业界聚力协同推进全光运力技术、产业及应用多

维创新，支撑培育新质生产力，推动我国数字经济持续高质量发展。

目录

一、概述1

二、全光运力应用需求3

(一)智慧交通3

(二)工业仿真6

(三)数字文旅8

(四)智慧家庭娱乐15

(五)分布式模型训练18

三、全光运力关键技术21

(一)超大带宽21

(二)确定性承载22

(三)高可靠安全22

(四)业务感知调度23

(五)算网协同控制25

四、行业应用案例25

(一)智慧交通案例25

(二)数字云网吧案例26

(三)智家云电脑案例28

(四)智算拉远案例29

五、总结与展望30

图目录

图1交叉路口通信架构图5

图2仿真上云设计过程6

图3网吧、电竞酒店算力上云场景9

图4实景三维云建模场景12

图5影视云制作场景14

图6智慧家庭云游戏场景16

图7算力分布式部署场景示例19

图8全光运力解决方案架构图21

图9超大带宽连接22

图10业务感知流程示意24

图11智慧交通案例26

图12数字云网吧案例27

图13智家云电脑案例28

图14智算拉远案例29

表目录

表1摄像头带宽需求3

表2不同带宽下的理论传输时间7

表3不同分辨率、刷新率对应的带宽需求10

算力时代全光运力应用研究报告（2024年）

一、概述

各类算力行业应用涌现对网络带来新需求和挑战。一方面，消费

互联网新业态新模式竞相发展，推动数据计算需求持续增长，数字医

疗、数字办公、数字娱乐、智能出行等用户规模呈普遍增长态势，智

能手机、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）头显、智能网联汽车、智

慧家庭网关、工业园区网关等智能终端向多元化分布式发展，驱动数

据处理从集中式计算向分布式云计算发展，并逐步从云端向边侧和端

侧扩散，催生数据泛在处理及云边端算力的协同调度需求。随着人工

智能（AI）大模型技术的成熟，生成式AI应用呈爆发式增长，AI模

型训练及推理过程对网络性能指标要求愈加严苛，要求网络满足高速

互联、灵活敏捷、确定