环球热点!中国移动韩柳燕:以光筑底、以算为核,构建承载算力的新型传送网
在今天举行的“2023中国光通信高质量发展论坛-全光算力网络技术研讨会”上,中国移动研究院传送网研究室经理韩柳燕表示,算力时代网为根基,需要发挥网络系统化领先优势,根据“以网连算、以网强算、算网一体”的发展理念,升级构建承载算力的新型传送网。
以网连算
“以网连算”聚焦光网连接能力提升,面向东数西算枢纽算力连接,中国移动以光筑底、以算为核,构建新一代扁平化、大带宽、低时延的网络以支撑算力网络演进。一方面,提出新一代基于OXC的光电联动型全光网架构,干线mesh化组网,降低业务端到端传输时延;另一方面,随着波长资源利用率提高,提升单载波速率和传输距离,推动下一代骨干网向400G发展。
(资料图片)
韩柳燕介绍,中国移动基于OXC技术推进光网络扁平化演进,规划基础网络骨干(枢纽节点间20ms)、省域/区域(3-5ms)和城市(1ms)三级时延圈,构建低时延和差异化算网能力。在技术层面,首先要进一步增强光纤的mesh化连接,其次基于OXC做到光层一跳直达,减少绕转;再次做好光电协同,高效调度。
OXC性能是限制光层交叉容量和灵活调度能力提升的核心因素,在交叉维度、扩展频谱、灵活调度方面需进一步提升。2k分辨率LCoS无法满足维度提升要求,需推动4k分辨率LCoS研制,从而提高全光节点容量;OXC需扩展波段满足长距400G 80波需求,针对C(6T)+L(6T)频谱扩展方案,应推动关键器件支持,形成产业链合力;调顶OAM机制是实现光电联动的关键,引入光层OAM机制定义开销帧格式,能够拓展光层OAM功能,实现光电联动高效运维能力。
在400G高速传输方面,中国移动从2018年开始就400G进行持续性系统研究和攻关,并在2022年底首次在现网实现5616km宁波-贵安-宁波实时400G QPSK系统现网传输验证,创造世界纪录。针对16QAM、16QAM-PCS、QPSK等多种码型竞争,中国移动在充分考虑性能、产业链等关键因素后,解决130GBd技术难点,QPSK将是更好的长距骨干方案,推进面向长距场景的400G调制格式技术路线收敛。
韩柳燕指出,为满足代际单纤容量翻番的基本需求,采用400G QPSK意味着光纤波段必须从C波段扩展至全新的C+L波段,且总宽度不小于12THz,面临诸多技术挑战。在宽谱器件方面,需要推进研发全新L6T EDFA,改进铒纤掺杂与工艺,提升Er+浓度并抑制激发态吸收,改善增益带宽、饱和功率与噪声系数,缩小EDFA体积;在功率转移方面,C6T+L6T后,受激拉曼散射效应(SRS)带来的功率转移问题凸显,需要提升智能规划及自动化均衡能力,克服SRS带来的功率转移影响。
以网强算
“以网强算”主要解决传送网如何对算力业务进行增强与赋能的问题。一方面增强算网切片差异化承载,面向城域5G等业务增强,引入MTN FGU小颗粒技术,提升硬切片灵活性,满足算力差异化承载需求;面向政企专网等场景,引入OSU小颗粒度技术,满足高价值用户灵活入算需求,高效利用网络资源。另一方面增强智能化感知调度能力。在传送网末端设备提升业务感知能力,实现算力业务“即接即用”;通过识别业务SLA需求,实现差异化服务,匹配不同等级用户需求;提升切片资源调度灵活性,进一步提升传送网切片分级调度能力。
韩柳燕介绍,SPN小颗粒技术(FGU,Fine Granularity Unit)将SPN硬切片粒度由5Gbps降至10Mbps,提供N*10Mbps硬切片,构建端到端高效、无损、灵活、可靠的通道和承载方式,为算力提供业界领先的灵活颗粒度硬切片能力。FGU选择10Mbps颗粒,P节点转发时延较传统2M降低5倍,抖动较分组切片降低99%,同步精度达到5ns,性能达到业界领先。FGU OAM机制采用66B控制码块和替换IDLE方案,不占用业务额外带宽,为每条小颗粒提供独立完善的OAM。在线带宽无损调整功能采用逐跳方案,可为算网等各类业务提供按需、无损、快速带宽调整。而光业务单元OSU可将OTN最小颗粒由1Gb/s降为10Mb/s,是下一代OTN的重要演进方向。面向未来业务发展,OSU需在业务映射、帧结构和通道层到服务层映射3大方向推进技术方案和标准研制。
SPN既是中国移动城域主体网络,也是是未来边缘和泛在算力承载的主要网络之一。目前SPN网络强算的挑战在于如何将硬切片能力给到算力,因为当前已有的SR源路由主要适用于分组和IP,没有考虑硬管道,算力无法在端到端业务中直接调用硬切片。为此,中国移动对SRv6的End进行了扩展,本地终结SR源路由处理后绑定到MTN/FGU切片虚接口或者隧道,从而在端到端的段路由上可以直接匹配硬切片和软切片能力。该方案实现了算力与SPN端到端软硬切片的灵活匹配,为算力提供开放的差异化网络能力。
韩柳燕指出,随着灵活入算业务发展,OTN承载业务动态性逐步增强,OTN网络需具备精确感知、灵活匹配业务需求的能力。面向算网协同的OTN客户侧业务感,中国移动提出OTN支持地址感知能力,灵活入算;流量感知能力,实现资源按需调度;以及品质感知能力,识别业务L2/L3表头,匹配业务SLA等级,提供差异化服务。
算网一体
韩柳燕介绍,中国移动联合业界推出算网一体设备Cloud SPN,利用SPN集成算力板卡,实现专用SPN架构和通用算力架构的兼容。
2022年Cloud SPN试点与移动云对接,实现 SPN FPGA算力和移动云GPU算力协同,即移动云GPU算力进行模型训练,本地SPN FPGA算力进行推理,为行业用户提供图像质检、数据分析等丰富多彩的算力服务。
试点情况显示,园区内Cloud SPN设备空余槽位插入算力板卡,在提供传统专线网络服务的基础上,增加新的算力服务;算力节点可广覆盖大组网,组网后的算力节点发挥N平方优势,随着数据样本的迭代增加,效率不断提升,检测结果超过人工检测;算网一体可简化网络层次,降低整体功耗。
算网一体目前处于探索和发展阶段。韩柳燕表示:“SPN和算力深度结合,可助力实现算力泛在化部署,推动算网一体实践和发展。”
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