AI 时代的全光底座白皮书

中国联通研究院 2025年7月 版权声明 本报告版权属于中国联合网络通信有限公司研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其他方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国联通研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。 目录 前言.......................................................................................................1 一、AI时代业务的变化及挑战..........................................................3 二、AI时代全光底座的目标架构......................................................6 (一)立体联算全光骨干网...............................................................6(二)一跳入算全光城域网...............................................................8(三)光电融合数据中心内网络.....................................................12(四)智能管控与业务编排.............................................................15 (一)光层........................................................................................181.超大带宽技术......................................................................182.光交换技术.........................................................................19(二)电层........................................................................................211.fgOTN技术........................................................................212.OTN P2MP技术................................................................22(三)网络保护................................................................................241.ASON/WSON技术...........................................................242.OTN无损保护技术.............................................................25(四)RDMA无损技术.....................................................................26(五)OTN量子加密........................................................................27 (六)SDN管控................................................................................291.灵活调度技术......................................................................292.运力地图.............................................................................29(七)融AI........................................................................................311.智能感知技术......................................................................312.算网融合技术......................................................................32(八)全光底座技术演进.................................................................33四、AI时代全光底座的新应用场景................................................35五、安全筑基全光底座....................................................................42(一)数据传输管道安全.................................................................42(二)设备内生安全.........................................................................43六、绿色低碳全光底座....................................................................47(一)网络架构创新节能.................................................................47(二)网络设备创新节能.................................................................48(三)网络器件创新节能.................................................................48(四)网络智能运营节能.................................................................49(五)面向数据中心应用的光网络设备.........................................50七、总结...........................................................................................51附录：缩略语.......................................................................................52 前言 随着DeepSeek、Chat-GPT、Robotaxi、具身智能等AI工具的不断涌现，AI应用即将迎来全面爆发、全民普惠的时代。我国在2024年12月中央经济工作会议首次提出开展“人工智能+”行动，并在2025年《政府工作报告》中的“深入推进数字经济创新发展”部分明确要求“深化大数据、人工智能等研发应用，开展‘人工智能+’行动”，强调AI与各行各业的结合，以推动我国经济高质量发展的引擎，全面重塑算力、数据、模型及应用产业，将AI视为新质生产力的代表。AI对国家的重要性已上升至国家安全与发展的战略核心，其影响深度渗透经济、社会及国际竞争的方方面面。 当前正处于AI产业发展的战略窗口期，中国联通洞悉AI时代的需求，践行数字基础设施国家队责任，聚焦打造业界领先的AI基础设施，目标成为全面拥抱人工智能的科技创新企业、人工智能全面领先的服务商。中国联通将优势联网通信作为AI基础设施的基石，在业界开创性提出了“全光底座”网络发展理念，旨在打造一张架构稳定、效率最优、体验最佳的全光网络。 2020年，网络面向云化转型，中国联通发布了《云时代的全光底座白皮书》（称为“全光底座白皮书1.0”），提出了光网络同时具备基础网络和业务网络两个属性，以云业务为主要需求构建组网架构，实施骨干+本地的统一组网，以全光品质业务网实现一跳直达、超低时延入云，打造云光一体的高品质网络，引起了较大反响。 2022年，随着“东数西算”战略的具体实施，在产业互联、产业数字化的大背景下，中国联通结合算力网络的关键需求和关键特征，发布了《面向算力时代的全光底座白皮书》（称为“全光底座白皮书2.0”），进一步提出了以算力为中心的三级网络架构（枢纽间/枢纽内/城域内），构建算力的高效流动通道。旨在以算网一体为突破，构建“5+4+31+X”算力网络，实现枢纽间20ms、枢纽内5ms、城市内1ms的时延圈，破解东西部算力调度瓶颈。 当前各行各业结合AI正在积极进行数智化转型，实际应用中仍存在AI算力资源紧缺、算力结构需优化、部分算力未能充分利用等现象，即“用不了、用不起、用不好”的问题。产业发展亟待解决算力获取、调度和使用等难题，这就对作为基础设施的全光底座提出了更高的要求。中国联通适时提出算力智联网（AINet），让算力互联更简单，让传数用算更安全，从而实现AI时代的高通量、高性能、高智能的适智化网络，而下一代全光底座将会为构建适智化网络打下坚实基础。 本白皮书对于AI时代的需求和挑战，提出中国联通新时代全光底座架构以及关键技术演进方向的思考，助力打造领先的AI基础设施，加速千行百业的数字化、智能化升级。 一、AI时代业务的变化及挑战 在全球数字化浪潮中，AI正在成为推动各行业数字化、智能化变革的关键力量，全球主要经济体都将AI发展置于战略高地。算力作为人工智能发展的核心驱动力，在人工智能发展中扮演重要角色。我国率先出台了《算力基础设施高质量发展行动计划》等一系列推进算力基础设施高质量发展政策，推动中国算力规模未来达到更高水平，根据IDC《2025年中国人工智能计算力发展评估报告》预测，2025年底中国智能算力规模将达到1,037 EFLOPS，并在2028年达到2,782 EFLOPS。工业和信息化部在2025年5月印发的《算力互联互通行动计划》中提出加快构建算力互联互通体系，实现不同主体、不同架构的公共算力资源标准化互联，提高公共算力资源使用效率和服务水平，促进算力高质量发展。在国际上，美国开展5000亿美金的星际之门计划，持续大力投入AI发展捍卫其科技地位。欧盟也出台相应AI发展政策，宣布2000亿欧元投资智算基础设施和创新，欧洲各国电信公司也纷纷响应；中东、亚太等国家地区也相继推出其AI发展策略，旨在各自区域算力竞争中抢占先机，成为区域AI能力中心。 随着全球各区域算力发展，各种新兴联算用算场景涌现，对网络也提出新的诉求。将多个算力中心同过网络联接进行分布式协同训练，是高效用算的典型场景，训练时1%丢包将导致有效计算时间减少到5%，多家智算企业和运营商分别测试验证表明，通过高可靠，大带 宽的智能调度光网络，能让分布式协同训练效率达到90%以上的超大单集群算效；企业加速AI部署，存算分离算力拉远的企业自有模型训练场景，能保证企业数据传输到远端智算中心训练但不落盘，打消了企业数据泄露顾虑，日本运营商NTT已在日本、美国、英国验证落地了基于光网络的无损低时延存算分离方案；算力中心分