面向算力网络的传输网发展与研究|传输网_新浪科技

摘要

随着算力网络的兴起，传输网络面临新的挑战和需求，需要不断优化和升级以适应新的业务和技术要求。从优化网络结构、扩展网络带宽、降低业务时延、提升网络智能化水平等方面出发，探讨如何构建承载算力的基础网络底座，为算力网络的未来发展提供高效可靠的传输支持，助力算力网络的创新应用和发展。

概述

在算力时代，网络作为连接用户、数据和算力的重要桥梁，必须与算力深度融合，以算为中心，以网为根基，充分发挥网络连接的优势，构建算网一体化新型基础设施，为用户提供低时延、高可靠、端到端的算力连接体验。通过以网连算，实现网络连接云边端的广泛算力资源，以满足新型业务需求；以网强算，借助网络连接实现算力集群优势，助力突破后摩尔定律时代单点算力极限；算网一体，实现网络感知算力、承载算力的无缝整合，使网络在算力中发挥作用，算力在网络中得以充分利用。这种深度融合的网络和算力结构将为未来的数字化社会和智能化应用提供强大支持和基础设施。

传输网面临挑战

国家“东数西算”战略和算力网络发展趋势对承载网络架构及能力提出新的挑战和要求，传输网络需要不断提升低时延、大带宽、差异化、广覆盖、智能化能力，并具备统筹调度和资源感知功能。

a）低时延。“东数西算”业务要求低时延，数据中心集群间端到端单向网络时延要求达到20 ms以内〔根据《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》（发改高技〔2020〕1922号）部署要求，制定的《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》（发改高技〔2021〕709号）中相关要求：数据中心集群间端到端单向网络时延原则上在20ms范围内，城市内部数据中心端到端单向网络时延原则上在10 ms范围内〕；多种新兴应用场景（如远程医疗、无人机等）对响应时间有极高要求，在1~3 ms内。

b）大带宽。“东数西存”的海量数据迁移，要求网络不断提升带宽承载能力。

c）差异化。网络需根据入算业务的等级、价值、需求差异，提供多种承载和接入方式，满足不同应用场景的传输需求。

d）广覆盖。算力网络汇集多种算力类型，网络需进一步扩展覆盖范围，满足算力枢纽、中心算力、边缘算力、端侧算力、客户的泛在接入需求。

e）智能化融合承载。为打造跨省、跨区域统一融合承载能力，亟需进一步研究IP网络的AS域设置问题，适配未来算力网络业务场景，简化接入网络、加强多网协同，并保持差异化承载能力。

f）统筹调度。随着跨省、跨区域业务显著增加，需进一步研究网络管控系统集中化算路方案，建立全局网络视图，实现高效、灵活调度，适配未来业务发展。

g）资源感知。面向海量算力资源互联，网络需要动态实时感知算力资源状态，才能提升调度效率、准确性，满足算力资源供给，保障业务体验。

传输网优化原则及目标架构

传输网优化的思路是围绕中心算力及横向广覆盖、纵向深下沉的边缘算力统一布局，着力提升云边之间、边边之间、端边之间的网络接入能力和调度能力，进一步强化跨专业、跨地域、跨层级的算力资源接入和互联网络，助力构建统一调度、灵活可达的传输网络，满足算力对更大带宽、更低时延、更广覆盖的承载需求。

面对传输网络的挑战，在上述优化思路的基础上，总结出以下传输网络建设原则。

a）与时俱进。重塑认知，匹配业务发展趋势，打破原有格局，突破效率瓶颈。

b）明晰定位。面向算力网络发展阶段和目标，明确网络定位，研判技术创新核心领域和规划建设关键环节，边谋划、边实施、边完善。

c）统筹规划。结合国家政策和公司战略，以“算网融合统一”为发展目标，面向算力资源布局，统筹规划网络基础设施建设。

d）创新发展。加快新技术引入节奏，包括标准规范制订、试点验证、现网部署等环节，快速构建新型技术能力，着力提升效率和效益。

算力承载传输网络主要涉及算间互联、算力接入、网络管控3个部分，需IP网络和传送网结合网络特性和节点分布协同工作，目标网络架构如图1所示。

图1 算网一体目标网络架构

a）算间网络。以算力为中心，基于全光底座和统一IP技术，打造超低时延、敏捷灵活、智能弹性的云边端算力高速互联网络。

（a）IP网。增设国家枢纽及公司算力部署区域IP网络节点，调整企业互联专线业务至云专网，打造云专网成为优质算间业务承载网络。

（b）光传送网。打造光电协同的新型全光底座，构建全国20 ms、省域5 ms左右、地（市）1 ms的三级算力时延圈。

b）入算网络。打造算力泛在入口，实现一点接入，算力即时可取，满足广覆盖、差异化的算力接入需求。

（a）IP网。优化CMNet网络架构、按需部署SRv6/G-SRv6、路由器层次化切片、随流检测、增设SD-WAN网络PoP点、打造Overlay与Underlay多样化算力接入手段，提供差异化承载能力。

（b）光传送网。加强末端技术协同，将5种接入技术收敛为3种，既简化网络结构，又保持差异化能力。

c）网络管控。面向国家“东数西算”战略及全国数据中心集约化布局，网络管控系统实现端到端统一算路。

实施举措

结合国家“东数西算”战略，以某通信运营商规划为例，锚定算力网络各阶段的主要发展目标，围绕算间网络、入算网络、网络管控3个方面制定出8项实施举措，明确传输网络建设思路和重点任务，推动实现各项任务目标。

4.1 科学布局传输网络资源

重点保障“东数西算”国家战略及公司算网业务需求，以打造高质量的网络承载能力为目标，进一步完善网络架构，提高转发效率，降低网络时延，提升用户感知。

a）近期任务。优化节点布局，根据算力枢纽集群节点，增设传输网骨干核心节点；增加局向链路，未来结合新增的枢纽集群节点，开设直达链路，实现东西部枢纽间、热点区域内核心节点全互联；降低网络时延，算力枢纽间等重点局向时延小于20 ms，基本达到理论值的1.5倍以内（根据工信部等六部门联合印发《算力基础设施高质量发展行动计划》的要求：到2025年，国家枢纽节点数据中心集群间基本实现不高于理论时延1.5倍的直连网络传输。理论时延为以路网距离为参照，按照光传输速度计算出口路由器间的时延）。

b）中、远期任务。实现集群节点所在城市均设置云专网骨干节点，东部与西部算力枢纽区域间、区域内骨干节点间全互联组网；算力枢纽间重点局向时延基本达到理论值的1.3倍以内。

4.2 合理设置云专网AS域

为适配未来算力网络业务场景，满足算力资源集中式与分布式互联需求，在全国范围内提供跨省、跨区域统一融合的算间承载能力。

算力基础设施布局兼顾能源、气候、站址等多方面因素，呈现东西地域协同、云边多级协同的特点，算间网络需具备横向跨域拉通，纵向云边协同的综合承载能力。

为满足未来算力泛在接入、全网跨省/跨区域统一灵活调度需求，降低创新技术部署复杂度，提升网络演进效率，实施骨干、省内采用同一AS域的改造。

4.3 加快推动SRv6/G-SRv6技术部署

在云专网、CMNet中全面引入SRv6/G-SRv6技术，整合云、边、网的基础网络资源，构建大带宽、低时延、高可靠、智能调度的算力网络底座，支撑算网业务持续演进。

a）云专网SRv6/G-SRv6技术部署策略。云专网已全面部署SRv6技术，支撑算/云网协同业务发展、保障用户差异化承载需求，需加快引入G-SRv6技术，进一步提升设备转发效率；部署随流检测及路由器层次化切片技术，实现端到端算力业务质量感知，提升确定性连接服务能力；适时引入APN6技术，实现端到端算力业务的质量感知。

b）CMNet SRv6/G-SRv6部署策略。在CMNet规模部署SRv6/G-SRv6技术，实现流量自动调优、智能调度等功能，构建网络智能化能力；引入随流检测及路由器层次化切片技术，保障游戏、VR视频、云游戏等不同业务对时延、带宽的差异化质量需求；适时引入APN6技术，实现端到端算力业务的质量感知。

4.4 精准把控400G OTN引入节奏

随着网络流量持续增长，为满足算力节点全光高速互联需求，OTN网络将聚焦重点局向，适时引入400G技术，提高大带宽业务承载效率。

针对长距400G OTN应用策略，考虑技术性能、干线融合以及投资效益等因素，QPSK可以作为长途骨干网的首选网络码型，但是对于光纤质量好、跨段设置合理的段落，仍然可以考虑16QAM网络码型，可以显著提升单纤传输容量（见表1）。

表1 400G OTN骨干网络码型对比分析

4.5 按需推进末端接入技术融合

简化末端接入技术，融合OTN/SDH、SPN/PTN网络，实现多网高效协同，提供差异化接入能力。

a）OTN/SDH网络融合（见图2）。

（a）核心层。业务对接点部署VC-OTN，并将下挂的SDH汇聚层设备割接至VC-OTN设备。

（b）汇聚层。业务对接点部署VC-OTN，并将下挂的SDH接入层设备割接至VC-OTN设备。

（c）接入层。集客专线业务灵活采用CPE-OTN、小型化PTN/SPN替换接入层SDH设备；对于2025年前有退网计划的2G基站，不进行接入层设备替换，对于暂无退网计划的2G基站，可灵活采用小型化PTN、CPE-OTN替换接入层SDH设备。

图2 OTN/SDH网络融合架构

b）SPN/PTN网络融合（见图3）。

（a）核心层。SPN/PTN核心层对接，打通融合网络接入层到达业务节点的传输通路。

（b）汇聚层。对于满足老旧设备标准的PTN汇聚层设备，可将相关核心层、接入层调整至SPN汇聚层。

（c）接入层。已配置的CIR或业务实际流量超过系统带宽70%时，可通过升级或新建方式部署SPN接入环；对于切片业务热点区域，可分场景下沉SPN设备。

图3 SPN/PTN网络融合架构

4.6 逐步提升CMNet网络智能化程度

CMNet按需部署SRv6/G-SRv6、400G，引入路由器层次化切片、随流检测等技术，智能化、差异化满足公众互联网接入算力网络承载需求（见图4）。

图4 端到端差异化服务架构

a）网络能力。部署400G高速端口，提升算力网络承载能力，减少链路捆绑，提升流量调度精准性。

b）智能化。CMNet全面引入SDN，实现流量自动调优、智能调度等功能，构建网络智能化能力；结合SDN的网络流量调优功能，在CMNet规模部署SRv6/G-SRv6技术，增强网络自愈保障能力，提升用户体验；引入路由器层次化切片、随流检测技术，实现网络信息的精细化收集，满足业务差异化保障、智能化调度等需求，实现确定性网络，提升用户体验。

4.7 提升IP管控系统全网纳管能力

总部IP运维工作台集中部署CMNet、云专网、IP专网SDN控制器功能，IP网络管控由IP工作台负责，管控系统涉及北向、南向接口，其中北向通过服务化子接口整合网络资源，提供原子化服务能力，南向适配网络设备接口及协议，采集网络资源信息，并完成网络配置下发，实现基于SRv6/G-SRv6的端到端统一算路（见图5）。

图5 IP管控系统全网纳管能力架构

4.8 明确传送网管控系统部署策略

网管OMC（Operation and Maintenance Center）系统部署计划：基于集中化控制架构，进一步研究统一控制接口，协同SC（Service Controller）系统逐步实现单层SC控制多厂家传送网设备（见图6）。

图6 传送网管控系统目标架构

近期任务：考虑到各省OMC已基本部署到位，可依托现有资源满足当前生产需求；研究集中化控制架构方案和设计技术方案，试点各厂家集中控制面纳入SC系统；进一步论证研究网络管理、控制之间的交互方案和对现网运维的影响。

中、远期任务：基于试点情况，推动产业实现技术方案和产品成熟，在单厂家集中控制的基础上，进一步研究OTN、SPN的控制面统一接口，将厂家控制器+跨厂家控制器（SC）的两层控制结构简化为单层控制器（仅SC）结构。

结束语

本文通过对算力网络时代传输网络面临的挑战进行剖析，提出了传输网优化原则及目标架构，并围绕算间网络、入算网络、网络管控3个方面制定了8项实施举措，以某通信运营商为例进行了具体说明。希望本文的探索与研究能为通信运营商在算力网络时代传输网络建设提供参考和借鉴，为业界在提升网络效率和用户体验方面带来实质性的帮助和启示。相信通过不懈的努力和持续的创新，能够共同推动传输网络的发展，为用户提供更优质的网络服务体验。

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