下一代光互联支撑AI繁荣，赋能数字经济高质量发展
6月13日消息（水易）今年以来，以ChatGPT为代表的AIGC火爆出圈，颠覆了业界对人工智能的认知，也为数字经济的发展提供了新模式、新路径，当然也带来了海量算力需求，对数据中心的需求也迈上新台阶。数据中心持续发展的同时，数据中心光互联技术也需要随之升级演进，满足数据的高速、低时延、高可靠传输，支撑业务发展。
6月7日，由CIOE中国光博会与C114通信网联合推出的“2023中国光通信高质量发展论坛”系列活动的最后一期论坛“数据中心光互连技术研讨会”，产业链各方围绕数据中心光互联DCI、全光数据中心、硅光、800G、CPO、智能光网络、绿色节能等热门话题展开深入探讨，助力光通信行业高质量发展道路。
中国国际光电博览会秘书长、中国光学学会常务理事杨耕硕在致辞中表示，数据中心基础设施建设如火如荼，光互联作为数据中心的主导连接方式也在不断升级，包括NPO、CPO等新兴技术不断被探讨，进一步实现ChatGPT的生成式AI带来的高算力场景下的低能耗、高效能。
智算中心赋能数字经济
面对数字经济对海量算力需求，我国在2022年2月宣布全面启动“东数西算”工程，京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地的国家算力枢纽节点相继开始建设，打造强大的算力基础设施，支撑数字经济高质量发展。
国家信息中心信息化和产业发展部主任单志广表示，数字经济有三要素：底层的数据、中间的算力和上层的算法。联接和计算，是支撑三要素的核心能力，数据中心光互联则是联接和计算的底座。基于上述要素的智能计算，正在成为当今数字经济时代的新生产力。
单志广介绍，目前智算中心呈现四大发展趋势：智能算力需求快速扩张、智算中心正在成为通用人工智能发展的关键、普适普惠的服务生态逐步构建、绿色低碳的发展格局正在加速形成。产业界要以算力基建化为主体，以算法基建化为引领，以服务智件化为依托，以设施绿色化为支撑，面向未来打造智算中心，赋能数字经济新业态、新模式繁荣发展。
中国信通院云计算与大数据研究所副总工程师郭亮表示，数字经济与数字化转型对国家发展具有重要意义，因而国家政策持续关注数据中心布局、准入、发展等，深化算力赋能，支撑数字经济快速发展。
郭亮指出，算力作为一种公共服务资源，主要由算力设施产生，不可移动和传输，也不能储存，需要依赖网络的传输和数据的流通，才能发挥算力的价值。因而算力网络成为重点研究方向，通过全国一体化算力网络的构建，可以实现数据和业务需求的高效传输调度，服务更多应用场景。
下一代光互联支撑AI繁荣
正是伴随着数字经济、人工智能的崛起，以及“东数西算”工程的落地实施，当前数据中心正加速向以AI计算为中心的智算中心转变与升级，也正驱动着光互联技术的持续演进。
华为光产品线DCI领域首席架构师李杨指出，互联网流量持续的高速增长，促使数据中心互联网络将向更大带宽方向升级。华为坚持扩展频谱，通过新型增益光纤与工艺突破，实现业界首个Super C + Super L的超宽频谱创新，频谱宽度领先业界能力25%，为光纤传输提供了更多的波道数。通过FLEX光层能灵活接入不同单波速率，支持电层速率演进的同时提升频谱利用率，实现光层从FIX向FLEX的平滑演进。
华中科技大学教授唐明表示，面向数据中心光互联的相干光通信架构，一定是基于光电融合芯片，具有光源、放大、调制、探测、偏振控制和信号处理等功能，光电互补，避免对先进制程的依赖，降低功耗与算法复杂度。可以相信，随着数据中心迈向高算力时代，网络运力成为瓶颈，相干光通信将会得到越来越多的讨论和应用探索。
海思光电子有限公司资深产品规划经理侯康认为，800G的主力需求来自AIGC高性能计算场景，按照不同的光电口速率、通道数量的差异，基本分为三个方案代际：800G第一代功耗成本并非最优，核心挑战是LPO；第二代需要高波特率的光芯片技术突破；第三代电传输性能突破是商用关键。
成都新易盛通信技术股份有限公司业务拓展总监张金双认为，生成式人工智能，通过GPT大模型的训练，实现接近人类智慧的通用或者各类产业智能。而大模型数据训练需要AI超算数据中心的支撑。对于光通信行业来说，生成式AI也激发了高速率网络的需求，进一步推动了高速光互联技术发展。
京东光互联架构师陈琤表示，光电合封技术具有信号完整性、高集成度、低成本等优势。特别是112G SerDes即将到来，51.2T和102.4T交换容量的交换节点，将给可插拔模块的应用带来挑战。交换芯片到面板的高密度电信号传输将变得十分困难，光电合封技术或将发挥其优势。
腾讯光系统架构师胡胜磊表示，AI产业高速发展显著拉动了相关算力需求。由于CPO技术能够实现高算力场景下的低能耗、高能效，被业界视为算力时代的关键基础设施，但产品应用需克服来自热管理、光纤管理、可靠性、端面耦合等方面的诸多挑战。在此背景下，VCSEL based CPO与LPO正成为CPO的有力竞争者。
测试是光通信系统不可或缺的重要一环，是德科技大中华区光通信技术测试负责人李凯表示，是德科技已经推出了800G/1.6T全流程测试解决方案，并联合旭创科技、英特尔、Synopsys等业界领先厂商展开了测试工作。对于CPO的未来发展，李凯认为，如果需要得到产业链的广泛支持，CPO光引擎和交换芯片之间的电口，最好是一个开放的接口，促进技术开发和验证。
AI成就智能光网络变革
数据中心的新建、扩容和业务快速上线诉求，使得网络运维面临更大的挑战，如何实现智能化的高效运维是一项重要的研究课题。
诺基亚贝尔基础网络业务集团光网络事业部副总经理张思源表示，AR/VR、元宇宙、ChatGPT等智能应用催生网络和云进一步融合，而智能化是在硬件演进的基础上进一步提升网络表现的必经之路。诺基亚贝尔认为，开放线路系统是智能光网络的“骨骼”，光传输单元是智能光网络的“肌肉”，开放管控是智能光网络的“神经”。
中国电信研究院网络技术研究所光传输研究中心工程师秦忻博士表示，光网络向超大组网、超长距离、超大容量、全光交换持续演进的同时，网络管控运营智慧化也成为重要发展方向。目前中国电信积极引入自研光网络管控运维系统，推动光网络运营的智慧化，实现人工到自动化的转变与运维的智慧化数字化转型，从L2向L4迈进，开启自动驾驶光网络的新时代。
美团光网络架构师岳树烨表示，随着产业规模不断扩大，需要常态化运维的网络节点规模已达到上万级别，且链路数目达到几十万级别，保持规模化网络的稳定可靠成为一大挑战。将智能算法引入现有网络管理平台，实现数据驱动的网络闭环系统，将成为解决运维效率低下、定位成本高昂现状的有力途径。
凌云光技术股份有限公司解决方案总监张华表示，Al/ML集群互联对HPC和数据中心互联提出新挑战。面对这些挑战，OCS具备全光交换优点，光信号完全透明传输，支持光纤中任意速率/任意调制格式/任意通信波长光信号交换，具有无时钟抖动，无延迟，不读取数据，无泄漏风险等特点，也支持SDN使能控制。
规划先行，打造绿色AI
如前文所述，算力是支撑数字经济蓬勃发展的重要“底座”，企业的数字化转型，各行各业数字经济的落地都离不开算力，同时以生成式AI为代表的大模型对算力需求已超过摩尔定律增长。而算力需求的持续增长，给碳达峰、碳中和目标带来一定压力，毕竟数据中心是能耗大户。这一背景下，发展“绿色计算”，建设低碳数字基础设施成为“减碳”新方向。
Omdia资深首席分析师杨光建议：一是将能耗效率作为信息通信技术基础设施运营商和供应商选择的关键KPI；二是将能源效率和可再生能源作为数据中心业务的关键差异化优势，成为新业务开发的手段；三是加强技术研发，提高网络和数据中心的能源效率，并投资于可再生能源。
苏州苏驼云计算有限公司总经理宋林所认为，实现绿色数据中心有三大核心。一是数据共享，节约算力。二是资源共享，节约能源；三是提升力使用效率，算力使用效率，可再生能源利用率。“在此基础上，绿色集约建设，规划需先行，要加强专业性，分地域做好数据中心的建设指导方案。”
阿里云计算有限公司技术专家王鹏介绍，典型数据中心能耗构成中，IT设备功耗占比超过50%，其中网络设备能耗在IT设备能耗中占比约10%。网络设备中光模块能耗占比一般接近40%。目前业界对于绿色光互联技术探索主要从光模块功耗、网络架构设计，以及系统散热方案三方面入手。特别是在系统散热方案方面，初步估算，如果全国的数据中心都采用浸没液冷技术，预计到2025年，一年可节省上千亿度电。
