什么是“东数西算” 西部“东数西算”的运力网如何构筑

日前,2021 中国国际大数据产业博览会在贵州贵阳隆重召开。在开幕式上,全国一体化算力网络国家枢纽节点建设正式启动,这让“东数西算”再次成为热点。发改委等四部门也联合发布《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》(以下简称《方案》),大力推进实施“东数西算”工程,推动大型数据中心向可再生能源丰富,气候、地质等条件适宜的区域布局,以实现“东数西算”。这对于推动中国数字经济和西部地区发展,意义重大。

何谓“东数西算”?

我们可以先从大家耳熟能详的“南水北调”、“西电东输”这些国家战略工程来了解。

所谓“南水北调”,就是建设一张“四横三纵”为主体的高品质“水网”,实现中国水资源南北调配,将南方充足的水资源运输到北方,使水尽其用,地尽其利。而“西电东输”,就是借用水力发电潜力巨大的西部地区,通过一张高品质的“电网”,实现西部发电供给东部企业和居民使用,有效缓解华东、华中地区的用电压力。

“东数西算”也是类似的思路,就是将东部产生的数据运输到西部,发挥西部数据中心的算力,支撑企业数字化转型以及社会民生。

众所周知,我国东部地区有许多做大数据、人工智能的高信息化企业。像政府“一网通办”、互联网企业的云计算,每天都会产生大量数据。但东部地区的算力基础设施资源紧张,难以满足当地需求。

与之相对应的是,西部地区有能源、有土地,算力资源丰富。通过构建类似于“南水北调”、“西电东输”的网络,把东部的数据运输到西部存储、计算,能够极大改善东中西部数字新型基础设施不衡的布局。

数据中心既是个‘比特 ' 企业,又是个‘瓦特 ' 企业,既是高新技术产业的‘优等生 ',又是能耗领域的“差等生”。

一个超大型数据中心,每年耗电量亿千瓦时。在东部一线城市,由于能耗指标紧张、电力成本高,大规模发展数据中心的难度很大,充满了局限。而一些西部地区,可再生能源丰富,气候适宜,但存在网络带宽小、跨省数据传输费用高等瓶颈,无法有效承接来自东部的需求。

年来,“东数西算”在产业层面已有实践。三大运营商、华为、互联网厂商等,在贵州、甘肃等西部地区布局了大量的数据中心。在全国首个大数据综合试验区贵州,运营及在建的数据中心已达 23 个,形成了行业集聚效应。

一期建筑面积约 48 万方米的贵安新区华为云数据中心项目,是贵州贵安新区重点打造的 12 个大型数据中心之一。项目建成后,将成为华为全球管理数据存储中心,可安装存储服务器约 40 万台。均每年还将有 1 万人左右进入园区,进行全景化实战培训、实等。

“东数西算”如何构筑?

首先,“东数西算”要关注“算”。

对于贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等可再生能源丰富、气候适宜、数据中心绿色发展潜力较大的节点,可以重点提升算力服务品质和利用效率,积极承接全国范围内的后台加工、离线分析、存储备份等算力需求,打造面向全国的算力保障基地。

国家发展改革委创新和高技术发展司司长沈竹林表示,在建设数据中心的时候,需要关注这几个方面:一是引导有序布局,实现数据中心有序发展。二是促进绿色节能,助力实现碳达峰、碳中和。三是推进迭代应用,提升大数据的创新能力。四是体现高效利用,提高算力资源利用效率。

其次,“东数西算”有了超强“算力”,更要关注“运力”,解决数据“从东部运送到西部”的问题。

《福布斯》预测:“未来十年内,数据将持续增长,不断突破界限、推动创新和利润增长。”2015 年以来,我国数据增量年均增速超过 30%。随着全社会数据总量的爆发式增长,中国已经成为全球数据资源大国。数据的超大“体量”,需要更大规模、更高效的数据中心提供算力。

数据中心内的数据包含很多机密数据。譬如,政务类应用数据,包含很多人民群众的社保、居住地等信息;银行数据,包含储户个人账户和存储信息;医疗数据,包含患者的诊疗信息等信息。这些数据,全部需要高安全的网络。

对于金融交易、车联网、工业互联网等领域,对数据中心网络的时延要求极高。千行百业产生的数据信息从东部运输到西部,需要强大、安全、可靠的运力网络来保驾护航。

“东数西算”的运力网如何构筑?

既然提到数据“运力”,这就不得不提到全光网。

利用光进行信息传输的方式,可以说历史悠久。1966 年,华人高锟提出了光纤传输理论。1976 年,光纤技术的继续发展,使得光纤损耗已减小至 0.47dB/km,推动了光传送技术的蓬勃发展,广泛应用于数据传输。

为何选择光来传输?

第一,光传输安全最高,抗干扰能力最强。

光纤只传光,不导电,不受电磁场的作用,因此光纤对电磁干扰、工业干扰有很强的抵御能力。也正是这个原因,使得光纤中传输的信号不易被窃听,因而保密强。光传输采用是 L0 和 L1 层提供以波长 λ 和子通道 ODUk 为代表的刚“硬”管道,具有天然硬隔离的属,是安全最高的信息传输技术。

第二,光传输可靠高。

光纤本身的材料是石英 (SiO2),外包装材料一般为特种工程塑料,都具有极高的耐腐蚀,因而对环境的适应非常强,具有耐酸、耐碱的特。而网络层面,可配合自动交换光网络(ASON)技术,光缆发生故障时,业务可自动快速恢复,支持最高可达 99.999% 的安全,大幅提升网络韧

第三,光纤传输容量大,传输距离长。

密集波分 (WDM) 技术早已成熟,且还在不断挖掘光纤的传输潜力。当下,单纤传输的最大容量已达到 200G x 120 波(24Tbps),后续可持续升级演进到 48T 乃至 88T。同时,商用光纤的衰减已达 0.19dB/km 以下,可以实现数千公里的超长传输。

第四,稳定的超低时延。

光是目前传输最快的技术,在光纤中可以达到每秒 20 多万公里。基于端到端的全光网,数据一跳直达,可以提供确定的低时延保障。“东部 - 西部”之间的传输时延,可达毫秒级。

东数西算,全光网虚位以待

中国在全光网的发展,一直走在世界前列,并持续引领着光产业的发展方向。

全光网发展已经历两个产业代际:以全光纤网为特征的全光网 1.0 时代,以全光自动调度为特征的全光网 2.0 时代。伴随国内三大运营商相继开启 ROADM/OXC、200G/400G、光网自动化管控系统的商用部署,标志着中国已经全面迈入全光网 2.0 时代,为“东数西算”打下了坚实的网络基础。

从 2018 年开始,中国三大运营商相继开启了 OTN 政企网的大规模建设 ——2018 年底,中国移动率先启动了全球最大规模的 OTN 品质专线网络建设;中国电信也推出了“FIRST”品牌的品质专线产品,通过打造覆盖全国的端到端全光网络,提升其高品质专线的竞争力;中国联通则基于其 OTN“金融精品网”的创新实践,将之进一步延伸到千行百业,构建了面向不同行业市场的精品专线产品。

在集团完成国干层面政企专网的建设之后,各省开始有所动作,以此来打造一张 E2E(端到端)的扁化 OTN 网络,从而为企业同时提供高品质的本地专线和跨省专线。

从 2019 年初,全国各省公司已陆续启动省内的政企精品网,截止目前建设了 70 余张 OTN 品质专线网络。譬如上文提到的全国首个大数据综合试验区 - 贵州,三大运营商纷纷建设全光网。贵州移动在 2021 年 5 月 17 日正式宣布“极速之光”系列云网产品正式全线商用,贵州联通也发布了 Smart OTN 智网专线。

三大运营商一直致力于为中国的数字经济发展、为政企的数字化转型提供坚实的通信基础网络。通过 2 年来打造的 70 多张高品质全光网,运营商们已然构建了一条“东数西算”的大动脉,通过“超高安全、超低时延、超高可靠、超大带宽、超长距离、灵活可调”的高品质联接,快速高效地将“东数”运送到“西算”,充分释放“西算”的超强算力。

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