中國(guó)電信研究院呂凱：光通信產(chǎn)業(yè)未來(lái)10年技術(shù)發(fā)展的一些看法

  ICC訊 算力賦能，光電融合!2023首屆蘇州光電技術(shù)產(chǎn)業(yè)論壇成功舉辦，來(lái)自光電產(chǎn)業(yè)、科研院所和投資機(jī)構(gòu)的與會(huì)嘉賓近400人，聚焦光通信、光電子技術(shù)應(yīng)用前景和機(jī)遇。會(huì)議上，中國(guó)電信研究院呂凱發(fā)表了《光通信產(chǎn)業(yè)未來(lái)10年技術(shù)發(fā)展的一些看法》的精彩演講。

  呂凱表示，數(shù)據(jù)中心/云逐步成為光網(wǎng)絡(luò)的核心。根據(jù)IDC的報(bào)告顯示，全球數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)有望在2030年增長(zhǎng)至5171億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為10.5%。中國(guó)電信在中國(guó)公有云服務(wù)市場(chǎng)排名第三，是最大的運(yùn)營(yíng)商云服務(wù)商。

  隨著大模型參數(shù)持續(xù)攀升，超大規(guī)模GPU集群成為大模型訓(xùn)練的必要條件，目前預(yù)測(cè)未來(lái)訓(xùn)練所需集群算力將達(dá)E級(jí)規(guī)模。中國(guó)電信估算，一次大模型訓(xùn)練需要消耗折合算力當(dāng)量249Eflops-days，約2.5萬(wàn)張英偉達(dá)A100卡。2023年5月，英偉達(dá)推出DGX-GH200超算系統(tǒng)，采用二級(jí)Fat-Tree全相聯(lián)拓?fù)?，DGX-GH200系統(tǒng)共需要2304+768=3072個(gè)800G光模塊，每顆GPU芯片與所需的800G光模塊的比例為1：12，單顆所需光模塊數(shù)量相較于DGX-H100系統(tǒng)有所提升。

  我國(guó)智算資源普遍規(guī)模較小且分散，短期內(nèi)，算力需求集中在智算中心內(nèi)部，隨著算力規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，算力需求會(huì)逐步外溢到多個(gè)物理集群間，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)智算協(xié)同，驅(qū)動(dòng)分布式推理智算中心下沉，中心(訓(xùn)練)-邊緣(推理)將成大模型的主流部署方式;同時(shí)需要八大樞紐間大容量、高速、低時(shí)延互聯(lián)實(shí)現(xiàn)異地備份、分區(qū)多活的傳輸格局。

  在算力新時(shí)代下，光通信的機(jī)遇與挑戰(zhàn)在于業(yè)界開始探索進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用更大光譜帶寬的可行性。S波段在學(xué)術(shù)界的實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)难芯砍晒?，在產(chǎn)業(yè)界而言，S波段光放大器的實(shí)現(xiàn)仍然是一個(gè)大的技術(shù)瓶頸。

  技術(shù)方面，單載波400G是當(dāng)前光傳送網(wǎng)演進(jìn)升級(jí)的核心技術(shù)，是未來(lái)至少10年的技術(shù)大代際，是構(gòu)建中長(zhǎng)期、面向算力的高品質(zhì)、確定性運(yùn)力網(wǎng)絡(luò)的堅(jiān)實(shí)光底座。

  2023-2024年，中國(guó)電信在城域網(wǎng)/DCI場(chǎng)景部署盒式波分;探索開放解耦光網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品模式和運(yùn)維體系，探索盒式波分結(jié)合400G 16QAM的城域應(yīng)用。中國(guó)電信2025年后針對(duì)區(qū)域跨省場(chǎng)景逐步將盒式波分應(yīng)用推廣至區(qū)域范圍，并通過(guò)骨干ROADM/WDM延展至長(zhǎng)距范圍。探索400G ZR/ZR+模塊級(jí)解耦模式及800G單波傳輸能力。因此，呂凱提到800G是下一個(gè)傳輸技術(shù)代際。

  光纖光纜方面，空芯光纖以低時(shí)延、低非線性、低色散、和低損耗特性或?qū)⒊蔀樗懔νǖ澜^佳解決方案。演講中提到，海纜場(chǎng)景和數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景下多芯光纖熔接/耦合問(wèn)題基本可以解決，陸地線路多芯光纖的野外熔接仍然是重大挑戰(zhàn)。呂凱認(rèn)為，空芯光纖商用仍面臨如光纖拉絲長(zhǎng)度距離短、受環(huán)境影響大等問(wèn)題，可在短距特殊場(chǎng)景提前試商用。