《中国电信全光网3.0 技术白皮书》：AI时代光网络的演进路径与技术蓝图

《中国电信全光网3.0 技术白皮书》阐述了在全球数字化与 AI 加速发展背景下，全光网 3.0 的背景、目标架构、分阶段演进策略、重点技术及未来展望。其以 “全光智联” 为核心，愿景是实现 “光云智融合、光感业融合、天地海融合”，具备泛在光速联、新型光媒质、动态光链接、原生光智能、多维光感知、分级光承载六大特征，计划分 2030 年、2035 年两阶段演进，重点突破新型光纤光缆、高速传输等技术，旨在构建支撑 AI 时代的新型信息基础光网络。

1. 引言 背景：在全球数字化浪潮中，AI 成为推动变革的关键力量，新型信息基础设施是支撑 AI 等技术发展的 “大动脉”，对国家战略意义重大。 中国电信定位：作为新型信息基础设施的建设者和运营者，坚持 “云改数转智惠” 战略，推动 “云网融合”，深耕 “全光网” 理念。 全光网发展历程： 全光网 1.0：以 “光进铜退” 为核心，实现光纤网络广覆盖和高速率提升。 全光网 2.0：以 “全光交换” 为核心，采用 ROADM 及 WSON 技术，推动网络扁平化、全光化、智慧化。 全光网 3.0：面向智能时代，实现网络架构与能力体系的系统性演进。
2. 全光网 3.0 概述 背景： 科技革命与产业变革加速，AI、云计算推动实体经济与数字经济融合，依赖光网络作为核心纽带。 国家政策支持：如《深入实施 “东数西算” 工程》《关于开展万兆光网试点工作的通知》等强化光网络作用。 需求驱动：云游戏用户超 1.8 亿，云手机用户过千万，预计 2033 年 AI 相关流量占全球总流量的 62%，亟需大带宽、低时延等新型光网络。 价值和愿景： 价值：支撑新型工业化与数字基础设施融合，引领光通信产业发展，释放社会新经济动能。 愿景：“光云智融合、光感业融合、天地海融合”，构建全光智能联接体系。
3. 全光网 3.0 目标架构与网络特征 总体目标架构：具备六大基本特征 泛在光速联：覆盖全球，天地海协同，速率提升（长距单载波 800Gb/s 或 1.6Tb/s，接入段超 100Gb/s~200Gb/s 等）。 新型光媒质：扩展频谱（O/E/S/C/L/U 等），引入新型光纤（空芯光纤、空分复用光纤等），利用空气 / 真空实现空间光通信。 动态光链接：通过弹性连接、带宽、频谱、算力等技术，实现按需建链、智能调度。 原生光智能：构建 “三层原生智能”（网络层、运营层、业务层），赋能全流程。

多维光感知：内识（网络、业务感知）与外探（环境感知，如地震预警等）。 分级光承载：构建多等级 SLA 体系，支撑 NaaS 能力与差异化体验。

子网架构： 光纤光缆网：目标是广覆盖、低时延等，国际 / 骨干 / 城域光缆网各有部署策略，引入新型光纤。 光纤通信网：分为骨干（国内多层次融合、国际国内一体化等）、城域（扁平化演进、空地融合等）、接入（万兆光宽 - FTTR 为核心）。

空间光通信网：构建 “星 - 空 - 地” 多平台协同网络，依托大气湍流补偿等技术。

场景专用网络：智算中心光网络（全光高速互联）、工业 PON 光网络（一网承载多子网）。 光网络智能化：涵盖通感一体（网络 / 业务 / 环境感知）、数字孪生（数据 / 模型 / 服务 / 交互层）、人工智能（全生命周期自智）技术要求。

智算中心光网络的目标是构建一张贯穿智算中心之间和内部的全光高速网络，涵盖跨智算中心互联、智算中心内部互联以及中心间与中心内的网络融合，实现算力和网络资源共享。基于算网协同实现本地及远端资源的灵活互联，动态构建多地互联的分布式集群，满足推理和训练等各类业务的超宽带传输、无损低时延通信和算力资源灵活调度等关键需求。 跨 地 域 智 算 中 心 之 间 互 联 ： 基 于 城 域 网 或 骨 干 网 ， 依 托400G/800G ROADM 逻辑平面，实现跨地域智算中心之间超大带宽、超高可靠的光联接。在业务密集的城域短距离智算中心间，可根据需求部署轻量化光传输设备实现互联。为确保网络连接的高可靠性以实现无损化传输，可探索 50ms 波长重路由恢复技术。

智算中心内部大规模算力互联：全光交换机（OCS）在部分超大规模数据中心内替代传统电架构的核心层交换机，未来甚至进一步下沉部署于超节点内，实现智算中心内各算力节点间的大容量无阻塞互联。未来引入芯片出光与光电合封技术，如共封装光学（CPO），进一步降低卡间互联功耗与延迟，提升卡间互联带宽密度，实现智算中心内部更强算力、更大规模的高效互联。 智算中心内外网络融合：在管控层和设备层需要具备协同的能力，光传送网（OTN）设备需感知远程直接内存访问（RDMA）协议，实现各智算中心之间的数据无损传输。融合网络基于跨域算力调度能力，依托算网协同的运营平台实现算力资源的状态感知与统一调度，灵活 供给互联带宽。结合波长动态拆建能力，网络可根据任务类型和业务负载精准配置光层资源，提升智算光网络资源调配效率与服务弹性。构建“芯片—机柜—集群”全光化链路，全面释放智算网络的性能潜力。 智算中心网络目标架构的实现，在技术上主要依托超高可靠的弹性带宽技术、50ms 波长重路由恢复技术、OCS 技术，以及先进的光电封装技术。

1. 全光网 3.0 分阶段演进策略 2030 年国际海缆新增 “Open Cable” 模式，骨干网完成高效直达建设，试点大芯数 / 空芯光纤骨干网实现 400Gb/s ROADM 扩展，城域网核心区域 1ms 入算，接入网规模部署 50G-PON完成实验室星间 / 星地技术验证，应急场景引入 FSO智算中心实现区域算力互联，工业 PON 推进 CT/OT 融合实现单域孪生，故障溯源 / 业务发放达分钟级。智算中心光网络：实现多个区域内算力中心高速互联。部分城域网引入基于快速波长切换激光器的 50ms 电信级 WSON 恢复能力，以及无损的传输能力，确保网络连接的高可靠性。部分数据中心内试点部署 OCS。智算中心内外融合网络初步具备跨域算力调度能力，开展算网协同运营平台试点，实现算力资源状态感知、按需编排、统一调度。探索为政企客户提供“网络+算力”的新型服务模式。 2035 年国际海缆增加投产，骨干网用 G.654.E 光纤，部署空芯光纤和大芯数光缆骨干网部署 1.6Tb/s，城域网完成扁平化，接入网深度覆盖万兆构建 “星 - 空 - 地” 融合网络，试验 Tb/s 级传输智算中心建成算网一体网络，工业 PON 规模化应用实现零人工干预自智，具备跨域孪生与自我进化能力。智算中心光网络：全面建成算网一体的区域内高质量智算中心互联网络，具备算力泛在互联、灵活编排、智能调度能力。基于芯片出 光技术，在部分智算节点打通“芯片-机柜-集群”的全光化链路。根据不同场景按需部署差异化能力的波分系统，在集群间部署支持长距的 800Gb/s 密集波分复用（DWDM）系统，在城市间部署 1.6Tb/sDWDM 系统，在城域短距 DC 间部署 3.2Tb/s DWDM 系统。OCS 与智能调度系统全面融合，支撑各种算力互联的任务。构建电信级算网运营平台，提供算力租用、算力入云、异地协同等标准化服务，支撑高价值业务连续运行。
2. 重点技术创新方向 新型光纤光缆技术：空分复用光纤（弱耦合多芯光纤）、大芯数光缆、空芯光纤（最低衰减 < 0.1dB/km）。 高速大容量全光传输技术：单载波超高速（1.6Tb/s 商用，向更高演进）、超宽带（S+C+L 波段）、超长距离（400Gb/s 覆盖 2000km 等）。 全光交换技术：高维度 WSS、50ms 级 WSON 恢复、OCS（数据中心试点）。 全光接入技术：50G-PON（支持 50Gb/s 下行）、下一代 VHSP（200G-PON）、室内 FTTR 技术。 其他技术：工业 PON（确定性传输）、通感一体（分布式传感）、光网数字孪生（全生命周期赋能）、光网络人工智能（大小模型协同）等。
3. 未来展望

持续推进全光网 3.0 建设，分阶段实现 2030 年能力基本达成、2035 年稳定完善。

未来全光网将进一步提升智能化，实现自感知、自决策、自演进。

需产业链协同创新，突破关键技术，共建自主可控产业链。

关键问题：

全光网 3.0 的 “三大愿景” 具体内涵是什么？

答案：“光云智融合” 指光网络与云资源深度融合，实现全光联接底座与全生命周期自智；“光感业融合” 指光通信与光感知耦合，从传输向感知中枢跃迁，拓展行业应用；“天地海融合” 指实现天基、空基、陆地、海洋光网协同，构建全域无缝连接网络。

全光网 3.0 在 2030 年和 2035 年的演进目标中，光纤通信网的关键差异是什么？

答案：2030 年，骨干网 400Gb/s ROADM 扩展 C+L 波段，城域网核心区域实现 1ms 入算，接入网规模部署 50G-PON；2035 年，骨干网逐步部署 1.6Tb/s 并扩展至 C+L+S 波段，城域网完成核心汇聚层扁平化，接入网深度覆盖万兆并探索 200G-PON 试商用。

支撑全光网 3.0 的重点技术中，新型光纤光缆技术有哪些类型，各自的应用场景是什么？

答案：包括三类：①空分复用光纤（弱耦合多芯光纤），适用于数据中心、海缆等空间受限场景；②基于单模光纤的大芯数光缆，适用于共建共享、管道资源稀缺场景；③空芯光纤，适用于时延敏感业务（如金融交易、算力中心互联）。