實施“東數(shù)西算”工程構建國家算力網(wǎng)絡體系 全光網(wǎng)虛位以待

今年5月，國家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)了《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》，明確提出布局全國算力網(wǎng)絡國家樞紐節(jié)點，啟動實施“東數(shù)西算”工程，構建國家算力網(wǎng)絡體系。這對于推動中國數(shù)字經濟和西部地區(qū)發(fā)展意義重大。

何謂“東數(shù)西算”?

我們可以先從“南水北調”“西電東輸”這些國家戰(zhàn)略性工程來了解。所謂“南水北調”，就是建設一張以“四橫三縱”為主體的高品質“水網(wǎng)”，實現(xiàn)中國水資源南北調配，將南方充足的水資源運輸?shù)奖狈剑顾M其用、地盡其利。而“西電東輸”就是借用水力發(fā)電潛力巨大的西部地區(qū)，通過一張高品質的“電網(wǎng)”，實現(xiàn)西部發(fā)電供給東部企業(yè)和居民使用，有效緩解華東、華中地區(qū)的用電壓力。

“東數(shù)西算”也是類似的思路，其核心是以超強的網(wǎng)絡運力將西部豐富的算力資源輸送到東部，實現(xiàn)東部數(shù)據(jù)在西部計算，支撐企業(yè)數(shù)字化轉型和社會民生。

東部地區(qū)有許多做大數(shù)據(jù)、人工智能的高信息化企業(yè)，每天都會產生大量數(shù)據(jù)，但東部的算力基礎設施資源緊張。數(shù)據(jù)中心是個“比特”企業(yè)，又是個“瓦特”企業(yè)，既是高新技術產業(yè)的“優(yōu)等生”，又是能耗領域的“差等生”。一個超大型數(shù)據(jù)中心每年耗電量近億千瓦時，在東部一線城市由于能耗指標緊張、電力成本高，大規(guī)模發(fā)展數(shù)據(jù)中心難度和局限性大。

與之相對應的是，西部地區(qū)有能源、有土地，可再生能源豐富、氣候適宜、算力資源豐富。通過構建類似“南水北調”“西電東輸”的網(wǎng)絡，把東部的數(shù)據(jù)運輸?shù)轿鞑看鎯Α⒂嬎?，能夠改善東中西部數(shù)字新型基礎設施不平衡的布局。

近年來，“東數(shù)西算”在產業(yè)層面已有實踐，三大運營商、華為、各大互聯(lián)網(wǎng)廠商等紛紛在貴州、甘肅、寧夏等西部地區(qū)布局了數(shù)據(jù)中心。在全國首個大數(shù)據(jù)綜合試驗區(qū)貴州，運營及在建的數(shù)據(jù)中心已達23個，形成了行業(yè)集聚效應。

“東數(shù)西算”如何構筑?

首先，“東數(shù)西算”要關注“算”。對于貴州、內蒙古、甘肅、寧夏等可再生能源豐富、氣候適宜、數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展?jié)摿^大的節(jié)點，可以重點提升算力服務品質和利用效率，積極承接全國范圍內后臺加工、離線分析、存儲備份等算力需求，打造面向全國的算力保障基地。

其次，“東數(shù)西算”有了超強“算力”，那更需要關注“運力”，解決數(shù)據(jù)“從東部運送到西部”的問題。2015年以來，我國數(shù)據(jù)增量年均增速超過30%，這些數(shù)據(jù)包含很多機密數(shù)據(jù)，譬如政務類包含很多人民群眾的社保、居住地等信息，銀行數(shù)據(jù)包含個人的賬戶和存儲信息，醫(yī)療數(shù)據(jù)包含患者的診療等信息，這些都需要高安全性網(wǎng)絡。對于金融交易、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領域，對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的時延要求極高。千行百業(yè)產生的數(shù)據(jù)信息從東部運輸?shù)轿鞑?，就需要強大、安全、可靠的運力網(wǎng)絡來保駕護航。

“東數(shù)西算”運力網(wǎng)如何構筑?

既然提到數(shù)據(jù)“運力”，就不得不提全光網(wǎng)。1966年，華人高錕提出了光纖傳輸理論，1976年，光纖技術的持續(xù)發(fā)展，使得光纖損耗已減小至0.47dB/km，推動了光傳送技術的蓬勃發(fā)展，廣泛應用于數(shù)據(jù)傳輸。

為何選擇光來傳輸?

首先，光傳輸安全性最高，抗干擾能力最強。光纖只傳光，不導電，不受電磁場的作用，因此光纖對電磁干擾、工業(yè)干擾有很強的抵御能力，也正是這個原因，使得光纖中傳輸?shù)男盘柌灰妆桓`聽，因而保密性強。光傳輸提供以波長λ和子通道ODUk為代表的剛性“硬”管道，具有天然硬隔離的屬性，是安全性最高的信息傳輸技術。

其次，光傳輸可靠性高。光纖本身的材料是石英(SiO?)，外包裝材料一般為特種工程塑料，都具有極強的耐腐蝕性。而在網(wǎng)絡層面，可配合自動交換光網(wǎng)絡(ASON)技術，光纜發(fā)生故障時，業(yè)務可自動快速恢復，支持最高可達99.999%的安全性，大幅提升網(wǎng)絡韌性。

最后，光纖傳輸容量大，傳輸距離長。密集波分(WDM)技術早已成熟，且在不斷挖掘光纖的傳輸能力。當下，單纖傳輸?shù)淖畲笕萘恳堰_到200G × 120波(24Tbps)。光是目前傳輸最快的技術，在光纖中可以達到每秒20多萬公里?；诙说蕉说娜饩W(wǎng)，數(shù)據(jù)一跳直達，可以提供確定性的低時延保障，“東部-西部”之間的傳輸時延可達毫秒級。

東數(shù)西算，全光網(wǎng)虛位以待

在“東數(shù)西算”里面，全光網(wǎng)的價值點主要有四個方面。

第一，全光交叉OXC跟數(shù)據(jù)中心IDC直連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心之間的超低時延傳輸。超低時延是云業(yè)務和數(shù)據(jù)中心雙活的重要指標，因此對承載網(wǎng)提出苛刻的要求。金融類業(yè)務同城容災備份要求時延在1ms以內;在線視頻類業(yè)務的時延一般要求在20ms左右，桌面云業(yè)務的要求約為30ms。OXC跟IDC直連為任意數(shù)據(jù)中心提供可保證的超低時延和超大帶寬，并簡化交付和運維流程，從而推動“以數(shù)據(jù)中心為中心”的骨干網(wǎng)重構。

第二，省干的傳輸網(wǎng)絡向200G升級，實現(xiàn)了超大帶寬傳輸。在不久前中國移動省際骨干傳送網(wǎng)十三期項目中，中國移動在東部區(qū)域平面中攜手華為全面引入單波200G傳輸技術，再次掀起國內200G的規(guī)模建設浪潮。該項目的技術指標要求極具標桿意義，據(jù)了解，中國移動在此次集采中重點增加了新技術的評分比例，包括單波200G的應用能力、擴展C波段技術、全光交叉OXC以及云化架構下的網(wǎng)絡管控能力等，以牽引上下游產業(yè)鏈的持續(xù)創(chuàng)新。尤為值得一提的是，200G﹢擴展C波段的組合是當前香農極限下的業(yè)界最優(yōu)選擇。

第三，圍繞數(shù)據(jù)中心所在城市實現(xiàn)OTN站點廣覆蓋，保障了城域超低時延傳輸，與省干協(xié)同，構建城際超低時延圈。比如內蒙古移動呼和浩特分公司打造了一站接入、一跳入云、一網(wǎng)多用、一鍵運營的全光智慧城市，發(fā)布了全光城域網(wǎng)絡“1-2-5-10”時延圈戰(zhàn)略布局，這標志著內蒙古自治區(qū)首個“全光智慧城市”正式落地，樹立了全光智慧城市建設的標桿。

第四，全光網(wǎng)的綠色節(jié)能與西部數(shù)據(jù)中心本身的節(jié)能互補，進一步踐行“雙碳”戰(zhàn)略。如全光交叉OXC技術相比傳統(tǒng)的ROADM可以節(jié)省90%的機房空間，降低60%的設備功耗;通過構建從綜合業(yè)務接入節(jié)點到數(shù)據(jù)中心一跳直達的全光網(wǎng)絡架構，大幅簡化網(wǎng)絡層次，實現(xiàn)網(wǎng)絡架構上的整體節(jié)能。

近期各地落實“雙碳”戰(zhàn)略(中國提出二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和)的步伐逐漸加快。在“雙碳”和“數(shù)字中國”的背景下，“綠色化”與“數(shù)字化”“智能化”的協(xié)同成為“十四五”規(guī)劃綱要的主旋律。

城市是“雙碳”目標實現(xiàn)的最大應用場景，智慧城市建設則成為“雙碳”戰(zhàn)略全面落實的強有力抓手。全光城市、綠色光網(wǎng)成為智慧城市網(wǎng)絡建設的首要選擇。光纖，本身就是一種綠色介質，相比銅纜，可以減少60%～75%的能耗。創(chuàng)新科技的綠色成果還將進一步實現(xiàn)通信產業(yè)綠色節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展目標。在未來，以綠色光纖為媒介，通過建設綠色全光城市，實時關注碳足跡，從而讓實現(xiàn)“低碳城市”和“零碳城市”成為可能。(達涌)

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