算力时代全光网架构研究报告（2024年）
一、算力时代推动全光网高质量创新发展
随着人工智能和大模型技术的发展，企业及家庭用户对算力资源的需求快速增长，数字经济进入以人工智能和算力为核心的算力时代。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。全光网需加速演进，逐步升级网络架构和传输能力，以满足算力时代的各类需求。
二、算力时代全光网发展的四大特征
全光网需持续向超大带宽、超低时延、安全可靠、灵活敏捷、智能管控等方向发展，全面升级网络架构和传输能力。
- 稳定大带宽：满足数据流量激增的需求，包括未来低收敛或不收敛的大象流。
- 安全高可靠：提供高可靠高安全的网络连接，确保业务顺畅和数据信息安全。
- 确定低时延：降低传输链路时延和时延抖动，支撑分布式智算集群的创新验证。
- 智能化服务：提供自动化、智能化的光网络资源调度和运维管理服务，支持算力业务敏捷开通和高效运维。
三、算力时代全光网目标架构和关键技术
（一）高品质联云入算，开启万兆光网接入时代
- 智慧家庭：带宽需求不断增加，如8K电视、XR头盔等，带宽需求达到5千兆。
- 智慧园区：单教室带宽需求接近万兆，如8K视频直播和XR教学。
- 智慧工厂：全光网络用于3D机器视觉和AI质检，带宽需求为10Gbps，支持1+1冗余保护。
（二）城市内算力互联，打造1ms全光接入时延圈
- 金融行业：对网络时延要求严格，如高频交易，微秒级节省具有重大价值。
- 多云互联可用区：单向互联时延要求小于1ms，保障多AZ之间的实时传输。
- 城域1ms时延圈：提升网络质量目标，城区重要算力基础设施间时延不高于1ms。
（三）枢纽间算力互联，构筑高速可靠全光底座
- 万亿级参数大模型训练：推动分布式智算集群方案，单个数据中心集群需要超10万张H100卡，整体功耗约197兆瓦。
- 400G/800G高速光传输系统：数据中心互联带宽需求达到百Tbps量级，如北京电信分公司完成智算长距无损互联技术验证。
- 高可靠无损传输：分布式AI大模型训练要求高可靠无损传输，网络可用性达到6个9。
（四）网络智能化调度，使能算网高效协同发展
- 算网智能化统一编排调度：实现算网资源的协同编排与智能调度，确保算力服务的资源高效供给和性能体验卓越。
- 融合AI网络智能化技术：深度挖掘光网络潜力，实现自智网络L3级别的全面自动化，并向L4级别的智能化逐步升级，显著提升网络运营管理效率。
四、总结与展望
通过本报告的研究成果，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。
