算力时代全光网架构研究报告（2024年）.pdf

算力时代全光网架构

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

随着行业数字化转型的深入及人工智能（AI）大模型技术的发展，

AI在千行百业中的融合应用日益丰富，企业及家庭用户对算力资源

的需求快速增长，数字经济已进入以人工智能+算力为核心生产力要

素的算力时代。全光网作为运送和支撑调度算力资源的关键底座，其

重要性日益凸显。算力时代下，各类算力应用场景向全光网提出新需

求挑战，如多级数据中心间的算间互联带来大容量、低时延及云边协

同，以及企业及家庭用户入云用算带来便捷接入、安全可靠及灵活敏

捷等需求，全光网亟需加速演进，逐步升级网络架构和传输能力，支

撑各级算力资源的灵活互联和用户高品质应用入算。

面向支撑算力创新应用、赋能行业数智化转型发展的愿景，本报

告详细分析了算力时代下的高品质联云入算、城市内算力互联、枢纽

间算力互联以及网络智能化调度四大需求，总结了稳定大带宽、安全

高可靠、确定低时延，以及智能化服务等全光网发展四大特征，包括，

提出算力时代的全光网目标架构和关键技术体系：一是通过全光

DCA（数据中心接入），提供灵活高品质入算能力，以网促算；二是

通过全光DCI（数据中心互联）实现数据中心高效互联，以网强算；

三是通过光电融合DCN（数据中心网络）助力提高算力资源利用效

率，以网补算；四是通过灵活一体调度的智能管控平台，使能算网高

效敏捷调度。期望通过本报告研究成果，为我国全光网技术创新、融

合应用及产业生态发展提供参考，助力我国数字经济持续高质量发展。

目录

一、算力时代推动全光网高质量创新发展1

二、算力时代全光网发展的四大需求特征2

(一)高品质联云入算，开启万兆光网接入时代3

(二)城市内算力互联，打造1ms全光接入时延圈7

(三)枢纽间算力互联，构筑高速可靠全光底座8

(四)网络智能化调度，使能算网高效协同发展10

三、算力时代全光网目标架构和关键技术11

(一)算力时代全光网目标架构11

(二)以网促算，全光DCA实现用户高品质入算12

(三)以网强算，全光DCI实现数据中心高效互联17

(四)以网补算，光电融合DCN助力突破算力瓶颈22

(五)灵活一体调度的智能管控平台25

四、总结与展望28

图目录

图1基于全光接入网络的智慧汽车工厂6

图2全球相干光传输网络带宽增长10

图3全光网的目标架构12

图4万兆智慧家庭的高品质入算方案14

图5中小企业的全光网络入算方案15

图6大企业高品质专线入算方案16

图7枢纽间互联骨干网立体扩容18

图8光电保护协同提升网络可靠性19

图9光电联动技术实现业务快速发放20

图10算力接入1ms城市的城域全光网架构21

图11DCN采用OXC的光电混合组网方案23

图12全光网多维灵活感知26

表目录

表1多业务并发场景网络需求4

表2XR教室对网络指标的诉求5

表3智能制造企业的工业自动化系统带宽需求7

算力时代全光网架构研究报告（2024年）

一、算力时代全光网高质量创新发