移动通信网 林知远
10月26日,第十届未来网络发展大会在南京启幕,本届大会以“智能未来网?十年CENI路——共塑新一代通信网的智能底座和产业生态”为主题,由南京市人民政府主办,紫金山实验室、中国通信学会等单位承办。会上,中国工程院院士、中国移动首席科学家兼总工程师王晓云发表题为“AI时代跨智算中心互联技术的思考”的主题演讲,系统阐述智算时代DCI(数据中心互联)网络的变革需求与创新路径。王晓云指出,人工智能正从单点场景应用向跨智算中心的训练、推理、群智协同、具身智能等新业态规模演进,智算中心间的DCI网络正从“配角”走向“主角”。她给出的关键判断是:面向GPU互联的Scale-Across流量已占DCI总流量的30%左右,传统面向CPU互联的IP与OTN机制已难以满足GPU互联的极致要求,需要产业界、学术界进行多层次的体系性创新,DCI已成为AI时代的“必答题”。
【关键数据】
[1] Scale-Across流量约占DCI总流量的30%(%)
[2] 万卡规模下DCI带宽可达百T以上(Tbps)
[3] 负载均衡误差降至3%以下,吞吐量提升至98%以上(%)
[4] OTN转接时间从20微秒降至8微秒,保护倒换时间从50毫秒压缩至零丢包(微秒/毫秒)
[5] 100公里传输场景下DCI时延从0.5毫秒降至0.35毫秒(毫秒)

从技术需求侧看,王晓云将一体化算力网的网络体系划分为三个层次:智算中心内的DCN网络、智算中心之间的DCI网络、用户接入的DCA网络,其中6G是DCA的重要组成部分。与传统的面向CPU互联不同,智算时代的DCI面向GPU与GPU之间的互联,互联内容在业务面、存储面之外新增了人工智能参数面。围绕Scale-Across的核心场景,跨DC训练流量呈现大象流特征明显、长连接、并发流量为主、可预测性强的特点,万卡规模下DCI带宽需求可达百T以上;训练业务对丢包零容忍,时延容忍度需达毫秒级,对抖动要求极高。跨DC推理方面,PD分离等存算资源分离架构带来KV Cache流量的高频交互,对带宽、时延、丢包的要求虽较训练有所放宽,但仍显著高于传统DCI;同时推理流量携带用户数据,防泄密诉求对网络加密提出更高要求。面向Token经营的商业模式对成本高度敏感,需要在低成本、低功耗约束下实现性能与功能的双重提升。
传统机制的失效在IP和OTN两个层面同时显现。IP层面,传统IP是面向大网的综合业务载体,采用统计复用、QoS和重传机制,无法满足无损需求;面对智算大象流,基于五元组的流哈希负载均衡失效,不均衡会导致网络拥塞丢包、吞吐量下降;“一域一隧道、跨域多隧道拼接”的组网模式使智算场景端到端性能无法保障。OTN层面,传统OTN面向长距离、多业务、大规模组网,多层映射复用机制带来较高的处理时延与多层OAM开销冗余,光电交叉支持推高组网成本,这种为适配各类小包而设计的多层映射,对大象流主导的AI业务模式明显不适应。王晓云由此提出六大攻关方向:IP层无损确定性网络、光传输低时延新技术、空芯光纤、以太网物理层与传输层加密、多域协同以及低成本跨层创新。在降本路径上,业界一方面在OTN方案上推进降本,另一方面众多互联网大厂探索光电融合一体化路线——DCI路由器不经OTN设备直接出彩光,中国移动两条技术路线均在跟踪和实践。
中国移动的落地成果集中在四大创新方向。一是基于容器的广域报文喷洒技术:将大象流拆解为更小的报文容器,配合多波长分发机制与端网协同乱序重排,实现广域智算跨域高精度流量均衡。该技术已完成标准立项,百T级集成广域报文喷洒技术GSE-DCI设备样机今年完成首次技术试点,负载均衡误差降至3%以下,吞吐量提升至98%以上。二是面向高速以太承载优化结构的HIC-OTN技术:将传统OTN七层映射压缩为两层帧结构,OTN转接时间从20微秒降至8微秒;将双发选收升级为双发双收,把50毫秒的保护倒换时间压缩至零丢包。超1T的帧结构已在ITU制定标准,无损保护方案2025年4月在武汉现网完成试验,240公里拉远场景下算效达99%以上。三是L1层安全加密技术:在以太网物理层和OTN层两个方向推进加密创新,弥补MAC层加密覆盖不全、报头未加密的短板,OTN加密方案已被ITU-T国际标准采纳。
空芯光纤是本次披露中最具颠覆性的方向之一。王晓云指出,DCI是空芯光纤应用最多的场景——光纤传输时延占DCI拉远时延的80%以上,空芯光纤是降低时延最直接、最有效的手段,100公里传输场景下DCI时延可从0.5毫秒降至0.35毫秒,降幅达30%。中国移动联合暨南大学创新四单元结构,解决了单元数下降带来的高阶模抑制以及基模低损耗两大平衡问题,相关产品已在宁夏中卫DCI实现商用交付。这一商用交付意味着空芯光纤从实验室走向现网规模化应用的关键跨越。中卫地处“东数西算”八大枢纽节点之一,当地智算集群与东部训练集群间的跨域协同对时延极为敏感,空芯光纤的部署为跨DC训练提供了物理层级的时延优化底座。王晓云同时强调,紫金山实验室的确定性网络等方案同样是解决DCI问题的有效路径,DCI领域仍存在大量技术创新、交叉融合创新与产业生态创新空间。
从产业链视角看,DCI体系性创新正在牵引光通信设备商、光纤光缆厂商、标准组织与运营商的协同重构。标准层面,GSE-DCI相关技术已完成标准立项,超1T帧结构在ITU推进,OTN加密方案已被ITU-T国际标准采纳,中国企业在DCI领域的国际标准话语权持续增强。网络层面,全国一体化算力网体系通过网去破解单点算力的性能瓶颈,降低算力服务的使用门槛,促进东西部经济协同发展,DCI作为连接智算枢纽的全光底座,战略价值持续凸显。王晓云在演讲最后表态:“中国移动愿与产业界各方携手加强合作,先渐进创新、再颠覆创新,共同为人工智能时代的到来做好网络准备。”从百T级样机试点到空芯光纤商用交付,从武汉现网试验到中卫规模部署,中国移动正以体系性创新的节奏推进DCI技术从点到面的落地,跨智算中心互联的技术竞争与产业生态建设已进入加速期。


