2022年下半年，随着“东数西算”八大国家算力枢纽节点进入规模建设阶段，后续的骨干网、城域网建设也进入了规划和部署时期。由于城域网连接着算力网络的最终客户，在很大程度上影响着客户对带宽、时延、网络可用率和接入便捷性等的体验，因此一张高品质的城域网络对于算力时代而言是必不可少的。
近日，华为与中国移动联合面向业界发布了《算力时代城域STAR OTN技术白皮书》。中国移动研究院基础网络技术研究所副所长张德朝表示：“针对城域汇聚层以下多环、少波等特征，STAR OTN创新架构可解决城域汇聚层以下传统光交叉设备过配、资源利用率低、运维复杂的挑战。”华为光传送领域总裁周军认为，STAR OTN可以用来构筑更简、更易、更快、更优的光电联动新型城域光网，从而帮助电信运营商更好地应对算力时代的挑战。
算力时代更需要好网络
2021年，中国移动率先宣布要将以算力为中心、网络为根基，向全社会提供像自来水、电力一样“一点接入、即取即用”的算力服务。2022年2月，中国“东数西算”工程正式启动，中国移动陆续发布了算力网络、算网大脑、运力网络等一系列创新研究成果。国内各省市对于算力网络建设的反应都非常积极，山东、广西、上海、青海纷纷发布了算力网络建设行动计划。
经过2022年的建设，如今算力网络正在国内社会生活的方方面面发挥作用，从天气预报、科学计算到人工智能、游戏渲染，处处都有算力网络在背后提供支撑。对于“东数西算”的骨干网络，中国移动创新地提出了400G+OXC(全光交叉连接)的光电联动新型全光网架构方案，但是业界对城域网的讨论还比较少。周军认为城域网与骨干网不同，骨干网核心层可能只是千站规模，但下面的一般汇聚站可能会增加到万站，再往下要把算力像自来水一样送到千家万户，可能会上升到几十万站规模。站点规模逐级放大，导致城域网在具体建设中面临着成本、业务调度灵活性和运维复杂性三个方面的难题。
张德朝表示，业务调度灵活性是未来算力无所不在的重要保障，因此未来业务不能再依靠传统模式逐段转接，必须做到快速一点即通，从而缩短业务发放时间、提高用户体验。传统光传送网的接入和汇聚多数都基于FOADM(固定光分插复用器)技术，连接复杂、缺乏升级能力、需要较多的人工操作，因此运维非常复杂，未来必须引入新的技术方案。
四个维度破解城域运力难题
针对算力网络城域运力需求，华为和中国移动从技术架构、长期演进、网络自动化和算网协同等四个维度出发，提出了全新一代城域STAR OTN技术架构。张德朝详细阐述了“STAR”的意义。
STAR中的“S”指的是Sharing，即通过网络级资源共享、大幅度提升波长利用率来降低建网成本。张德朝表示，华为与中国移动提出了创新的多环共享网络架构，汇聚站点由每方向独占一套光层升级为多方向共享一套ROADM(可重构光分插复用器)，能够大幅节省机房空间，降低组网成本和能耗。同时频谱资源由每个方向独占演进到多个汇聚环共享，大幅度提升波长利用率。“T”是指Targetting Metro，即面向城域持续优化模块、协议，全相干组网，支撑城域全业务承载长期演进。STAR OTN提出采用OTN和ROADM作为全光网络基础技术，支持电层2M-100G带宽、光层波长级动态灵活调度能力。使用面向城域的简化相干技术，还可以实现传统10G非相干网络升级，获得向100G/200G/400G演进的路径。“A”是指Automation，即波长自动分配、光层自动调测、业务自动发放，逐步迈向自动驾驶网络。“R”是指Reconfigurable，即光层灵活可配置、连接可重构、波长无感知，实现站点典型配置的快速部署，大幅降低交付人员专业化技能要求。
张德朝强调，STAR OTN技术架构的核心优势是可大幅减少OTN网络在城域汇聚和接入层的部署难度，降低机房配套资源诉求，提升云与云、云与边、边与边之间协同能力，构建网络自动化能力，真正破解算力网络的城域运力难题。
光、电、软全方位创新
周军表示，在STAR OTN架构中，华为和中国移动从光、电、软件三个方向都进行了创新。在光域领域首先提出了全程OXC化，可以做到业务波长无阻塞调度、东西南北向全可通。在接入站点的光层架构上，华为利用光电合封技术，实现集成度提升30%和功耗降低20%，同时还大幅降低了成本，保持了与波长无关的特性。“接入站点需要的是一个简化的OXC方案，可在未来10年、20年持续扩展，并且实现波长的自动化分配、调度等，满足端到端业务的开通。”周军说。
在电方面，10G OTN已经难以满足网络需求，城域光网可以采用新型城域相干100G来更新换代，并为200G、400G升级准备好通道。据周军介绍，华为与中国移动近年来联合探索城域网的技术演进，实现了干线技术的城域定制化，为100G技术进入城域网做好了准备。
在软件方面，传统波分规划非常难，不适合成千上万的城域和接入站点匹配规划，运营商需要的是开局时一点即通，自动化扩容、自动化波道分配。周军表示，这些也是中国移动网络L4自动驾驶的要求。华为与中国移动已经基本实现了波长自动规划和分配、光层自动配置、性能自动调优等，正在向着自动驾驶网络继续推进。
目前中国移动已经利用OTN+OXC技术建成了一张高品质的运力干线网，在城域同样希望打造一张品质运力网。STAR OTN架构可以很好地实现中国移动的需求，把算力从数据中心、云端一跳输送给最终客户，实现人人享有算力。STAR OTN技术白皮书的发布只是一个开始，未来华为将与中国移动持续携手上下游产业伙伴，共筑全光品质运力网络，夯实数字经济蓬勃发展的基石。
