AI时代新一代光网络技术发展思考

AI时代新一代光网络技术发展思考目录1背景2新一代光网络技术发展3总结与展望2人工智能迈向规模化应用，新一代通信网筑牢数字时代战略基石人工智能迈向规模化应用，对网络基础设施提出全新要求。作为“六张网”

之一，新一代通信网是贯通数字与实体、连接当下与未来的关键数字纽带。国家战略部署加强水网、新型电网、算力网、新一代通信网、城市地下管网、物流网等规划建设，推动条件成熟的重大工程项目开工。“第一波第二波第三波互联网时代尽力而为的服务ToC：2G

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3G、4GToH：上网→

IPTVToB：SDH→

MSTPToC：5G

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云手机ToH：游戏

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云游戏ToB：专线

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云专线价值跃升波次云计算时代云服务网络协议创新，优化连接效率网络架构创新，优化资源效率智能云+AI大模型+智能平台智算时代算网服务AIforNetworkNetworkfor

AI200320132023ICT产业发展曲线

未来ToC：云手机ToH：云应用ToB：云专线→

个人智能体→

家庭智能体→

算力专线“3新一代通信网高质量发展呼唤新一代光网络发展演进新一代通信网从连接对象、覆盖范围、连接能力和网络功能四个维度拓展，光网络也需要从单一“管道传输”向更多要素连接、更大带宽、更低时延、更高可靠、更智能化的综合承载演进从“单一网络”走向“多网络新一代通信网 为什么需要新一代光网络？光网络是新型基础设施的重要组成和承载底座贯通接入、城域、骨干、数据中心等多层网络空间，并向空天地海全域延伸，为多元主体拓展连接、多业务差异化承载、网络智能感知运维提供支撑连接对象新从传统个人用户拓展到人、机、物、具身智能等多元主体覆盖范围新突破传统地面限制，向空天地海一体化全域覆盖拓展连接能力新提升确定性、稳定性，更好满足行业应用差异化需求网络功能新由单纯信息传输向通信、感知、计算、智能、安全等多能力融合演进新一代光网络1、更多要素连接连接云、边、端、车、机、产线、传感器和智能体多类型节点接入|更广网络互联4、更高可靠面向生产控制、交通、能源和公共服务等关键业务多层保护|快速恢复|等级保障5、更智能化

支持资源感知、意图识别、自动编排和闭环运维可感知|可预测|可自治

2、更大带宽面向Al训练推理、多模态数据、数字

孪生和工业视觉超大容量|弹性承载3、更低时延支撑实时感知、实时交互、远程控制和闭环决策端到端低时延｜确定性承载4新一代光网络技术体系：新媒介、新系统、新管控协同演进新媒介拓展连接边界，新系统升级承载方式，新管控提升网络效能新管控释放光网络运营价值新系统升级光网络承载方式新媒介拓展光连接边界光网络数字孪生云中心行业应用边缘节点AI赋能智能规划|精准运维感知优化|智慧运营高速单波长传输多频段WDM光传输系统全光交换矩阵WSON/OCS光交换节点光计算与光电协同处理空芯光纤与空芯光缆多芯光纤超高芯数光缆超大带宽｜超高可靠超大规模｜超低时延5超大容量｜超长距离超低损耗｜超低时延超高密度目录61背景2新一代光网络技术发展3总结与展望新媒介新系统新管控承载不同网络层级传输超大容量超长距离超低损耗超低时延

需求面向不同网络层级承载带来的多元业务需求，业务对长距离、大容量、高密度、低时延和海量连接提出更高要求，推动光纤光缆技术持续演进新媒介：拓展连接边界

新一代光媒介优势 空芯光纤提升容量、增加传输距离突破单模光纤损耗、时延极限超高密度多芯光纤提升单纤容量、多应用场景增加纤芯密度，降低空间体积大芯数光缆提升单缆容量节约管道资源，降低空间体积7空芯光纤性能指标不断突破，成本/建设/运维等工程问题亟待解决空芯光纤衰减系数已降低至0.04dB/km，单根预制棒长度实现~100km，单价逐步降低至~2.6万元/芯公里气体吸收峰是限制空芯光纤长距离性能的关键因素，现有后处理抑制方案效率过低，严重影响交付周期◼

单价从2024年~5万元/芯公里，逐步降低至目前的~2.6万元/芯公里，批量制备能力提升为未来规模部署创造有利条件空芯光纤性能优化历程 气体吸收峰问题及后处理方案◼

新型结构设计助力空芯衰减性能、单根拉制长度不断优化 ◼

基于离线气体置换的后处理方案可完全消除吸收峰影响◼

后处理方案耗时过长，严重影响空芯光纤的交付周期结构：双层嵌套管衰减：0.58

dB/km连续长度：15

km结构：间隙管辅助双嵌套衰减：0.076

dB/km连续长度：83

km结构：间隙管辅助支撑管衰减：0.04

dB/km连续长度：91.2

km结构：支撑管衰减：0.11

dB/km连续长度：21.7

km结构：优化的支撑管衰减：0.075

dB/km连续长度：54

km2024.9 2025.4 2025.10

2025.11 2026.3ECOCW.02.01.08,

20258耗时较长2.8km段长需21天5km段长需58天10km段长需229天空芯光纤配套应用逐渐完善，熔接与性能监测仍需持续优化空芯-单模转接器件目前已满足应用需求；同结构空芯熔接性能逐步向单模光纤靠近，异结构互熔需要进一步规范基于大动态范围OTDR及双向测试，已可实现空芯光纤衰减系数与熔接点测试，但存在测量与分析分离工作问题熔接器件/设备进展 OTDR设备进展空芯-单模异质接续：

◼已实现0.25dB插损和-50dB回损，基本满足通信应用使用大动态范围OTDR，配合双向测试后期处理、链路两端增加单模参考光纤，可实现链路事件监测和损耗分析空芯-空芯同质接续：同结构熔接：中国电信联合广东工业大学，已实现熔接损耗0.043dB、平均熔接时间84s的高性能熔接异结构熔接：互熔测试结果显示，未来应考虑对空芯光纤模场直径差进行规范收敛，同时避免异结构互熔◼

当前测试与结果分析功能分离实现，需进一步优化集成度被测光纤参数相同结构，1.7um模场直径差异导致0.13dB熔接损耗相同模场直径，不同单元数导致＞0.3dB损耗9首个百公里级现网部署，实现低时延商用及创纪录传输系统示范中国电信于2025年在东莞-香港110公里传输线路上，部署全球首条跨境空芯光纤和超低时延商用传输系统基于现网链路实现超长单跨无中继波分传输实时系统示范，刷新容量距离积世界纪录百公里级空芯现网部署 超长单跨传输示范◼

中国电信在东莞-香港的110公里传输线路上，实现全球最长商用空芯光缆全程贯通，且为全球首条跨境空芯光纤◼

基于空芯光纤低时延特性，结合OSU传输系统，业界率先将粤港交易所互访时延降至1ms内，满足极致时延需求◼

联合研发高功率多波放大器，采用多速率、多通道间隔、多单波速率传输方案，实现超长单跨无中继实时传输示范◼

基于极简系统配置，实现51.3Tb/s容量在206.5km链路的无中继传输，创同类型现网示范的容量距离积新纪录10多芯光纤在数据中心和海缆具有应用前景，标准化工作持续推进多芯光纤的高密度优势在数据中心和海缆等空间受限场景具有应用潜力，多家国内外厂商正在开展相关试点ITU-T

SG15正在开展多芯光纤标准的制定和相关测试方法的修订，CCSA已启动多芯测试方法的行标制定多芯光纤应用需求 国内外标准进程◼

海洋传输系统空间受限且缆型认证周期长，迫切需要引入多芯光纤提升单缆容量；谷歌率先进行2芯光纤的海缆应用◼

数据中心海量连纤需求带来“光纤墙”难题，多芯光纤可提升端口密度、降低光缆体积；TeraHop等厂商成立SDM4MCFMSA联盟，研制面向AI数据中心的4芯光纤规范国际标准进程：ITU-T聚焦2/4芯，开展光纤标准制定和测试方法修订国内标准进程：CCSA

TC6已完成3项空分复用研究课题，涉及光纤特性、光器件、传输系统；2025年底立项弱耦合多芯光纤的光学性能测量方法行标1项、多芯海缆研究课题1项。Source:

Telegeography标准名称立项/修订牵头单位G.SMMCF

(单模弱耦合多芯)2025年3月立项NTTG.CSMCF

(截止位移单模弱耦合多芯)2025年3月立项CLPAJG.650.2

(光学性能测试方法)2025年3月修订CLPAJ，YOFC11大芯数光纤光缆在不同网络层级均具有应用前景和经济效益优势大芯数光缆可解决不同网络层级中对于节约管道资源/提供多裸纤/提升单缆容量/提高熔接效率等多维度需求引入大芯数光缆具有显著的经济优势，未来将联合厂商重点解决工程熔接问题管道光缆(租用管道) 576芯2.318.4320.22条288芯2.7

39.8691.7(自建管道) 576芯2.332.5564.8类别光缆芯数光缆价格 综合造价 单芯造价(万元/公里)（万元/公里）（元/芯公里）管道光缆2条288芯 2.7 32.5 564.3

建设1根576芯和2根288芯光缆为例对比大芯数光缆应用需求 大芯数光缆的经济优势12接入网：解决老城区接入网扩容面临的管道资源紧张问题已进行288芯网状G657试点，有效降低缆径城域网：解决扩层建设中大量裸纤需求，并提升熔接效率已进行288芯带状G652试点，实现4小时快速熔接骨干网：代替多波段实现单缆容量提升避免功率转移劣化已进行288芯散纤G652试点，但熔接效率待优化带状/网状单元熔接待工程验证，且需进一步降损◼

自建管道或租用管用场景，大芯数光缆每千km链路可节省成本7400万~1.4亿“新八纵八横”光缆网：高可靠、低时延、高密度面向算力节点多方向互联需求，八大枢纽间加密网格、丰富路由，构建“新八纵八横”干线光缆网络，持续优化减低时延、提高可靠性，并推动空芯光纤等新技术发展加密网格、丰富路由 “新八纵八横”干线光缆网络八大枢纽间进一步加密网格，丰富各节点出口路由，实现算力中心、省级枢纽楼、国际出入口局、卫星地球站等重点节点全面覆盖。面向东数西算

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AI

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超高速传输的新一代骨干光缆网，优先敷设高铁槽道、高速管道，高安全&低时延深入推进一二干融合和共建共享，持续优化八大枢纽间传输时延规模部署G.654E新型光纤，热点方向引入空芯光纤“新八纵八横”骨干光网络是围绕全国一体化算力网，与高铁、高速等交通路网联动采用新架构、新材料、新技术和新工法的系统性升级重构13目录141背景2新一代光网络技术发展3总结与展望新系统新媒介新管控超大带宽超高可靠超大规模超低时延AI智算发展迅猛 新一代光网络优势需求15面向AI智算超大规模、高并发、强实时、高可靠的互联需求，光网络需由传统连接承载向大容量、高可靠、大规模、低时延的新型系统演进新系统：释放连接价值超大容量传输：超高单波速率技术400G规模承载800G加速试点1.6T前瞻布局约140

GBd/90

GBdDP-QPSK/PCS-16QAM约140

GBdDP-PCS-16QAM400G光模块、传输设备产业链完备，在骨干干线、算力DCI互联等场景实现成熟商用。主流设备商、光模块硬件方案成熟；首次800G

落地现网试点与商用项目。面临进一步扩容需求，研发200GBd+高速器件等，推动向单波1.6T演进。200

GBd级及以上DP-PCS-64QAM突破关键器件与算法技术，推动传输系统向更高单波速率演进高速器件高速DAC/ADC调制器与探测器支撑更高波特率演进相干算法PCS/FEC/

DSP容量、距离与频谱效率协同优化提升系统传输性能场景适配短距：高阶调制提升带宽长距：低阶调制延伸覆盖面向“东数西算”和全国一体化算力网建设，算间网络正由传统带宽连接加快迈向面向算力调度的高质量联接。400G实现规模承载，800G加速商用，1.6T前瞻布局，共同夯实智算时代持续扩容的全光运力底座。16超大容量传输：扩展波段技术C波段成熟商用~4-6THzOESCLU100G/200G◼

最成熟承载频段C+L规模部署~12THzOESCLU400G◼

实现频段拓宽，已进行规模部署S+C+L试验验证阶段约17~20THz级OESCLU800G/1.2T/1.6T◼

具备较完整实验系统基础全波段前沿探索方向＞37THz潜在资源OESCLU800G/1.2T/1.6T◼

处于研发、器件验证和系统试验阶段低噪声宽带光放大；超宽带收发机；高速示波器。波段扩展需攻克关键技术挑战非线性补偿SRS监测与补偿；FWM效应抑制；跨波段功率优化。光层协同调控宽带WSS器件；填充波管理。多波段器件智算业务对网络带宽需求持续增长，全光网络加快向频谱资源深度开发演进。光纤频谱资源正由C波段单一利用，加快迈向C+L、S+C+L乃至全波段协同开发，形成面向未来的可持续扩容能力17全光交换：快速倒换WSON技术（50ms）面向WSON故障快速恢复需求，通过控制、交换与传输关键环节协同优化，突破端到端50ms级全光重路由技术，并完成实验室8点与现网4点mesh组网验证50ms

WSON技术创新优化方案 实验室8点+现网4点验证18实验室测试组网：共8个ROADM站，5个光放站，测试系统配置3波WSON50ms智能业务，线路侧速率为400Gb/s，最长660km，多种故障与连续多次断纤下，均可保证50ms重路由能力现网测试组网：4台NPU服务器，32个NPU，共4个ROADM站，多故障下，50ms

WSON仅影响一轮迭代，110TFLOPS降至45TFLOPS路由与协议预处理：

预置保护路径及控制信息，减少实时计算与交互开销控制协议并行处理：

并行化处理压缩控制信令传递和设备调度时间WSS快速切换：

面向LCoS

WSS优化液晶响应及控制机制，将传统秒级光路切换时间降低至20ms级，满足快速全光重构需求OTU快速恢复：

专用CPU并行处理及快速重建机制，将业务恢复压缩至ms级全光交换：OCS扩展至城域光网突破OCS局限于数据中心内部的传统应用模式，将AI通信拓扑映射至城域光层。以光纤环网为物理底座，通过波长级动态连接实现逻辑拓扑重构，将多个AI数据中心组织为城域级智算资源池AI（云）数据中心GPU

rails(Ring

paths)数据中心内部网络通往其他核心节点R1R3汇聚城域汇聚网络边缘AI节点光纤环网Leaf交换机Spine交换机GPU/服务器通过Leaf-Spine或Rail结构互联，支撑AllReduce聚合通信和All-to-All多对多通信R2CO节点通过OTN/ROADM光环互联，利用环形波长和光直通能力承载类似AI通信模式2345𝝀𝟏−𝟒𝝀𝟏−𝟒𝝀𝟏−𝟒𝝀𝟏−𝟒 𝝀𝟏−𝟒1 124 35逻辑化12345add:

𝝀𝟏,𝟐𝟑,𝟏add:

𝝀𝟑,𝟏drop:

𝝀𝟐,𝟑add:

𝝀𝝀𝟑,𝟏,𝟐drop:

𝝀𝝀𝟐,𝟑,𝟏drop:

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𝝀𝟏,𝟐𝝀𝟏,𝟐,𝟑drop:

𝝀𝟑,𝟏𝝀𝟑,𝟏,𝟐𝟏,𝟑drop:

𝝀𝟐,𝟏add:

𝝀 𝝀𝟐,𝟏,𝟑逻辑化14 35 28AIDC内部通信模式8城域侧CO级光层映射Type

I：面向AllReduce的环形并行波长模式Type

I利用城域CO天然环形光纤结构，将多个并行波长映射为AI聚合通信通道适合AllReduce、P2P聚合和prefill等带宽主导型业务阶段𝟐,𝟑Type

II：面向All-to-All的直达光路Mesh模式TypeII利用ROADM光直通能力，在物理城域光环上构建逻辑直达光路Mesh适合All-to-All、MoE专家和decode阶段等低时延多对多通信19全光计算：支持新一代光网络向“传算融合”延伸新一代光网络不再只是传输管道，而是面向AI时代集“传输、计算、感知”于一体的智能网络；光计算可从局部高价值场景切入，逐步纳入算网融合平台编排运营商资源底座 光电协同计算单元 面向新一代光网络的四类应用网全光骨干

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ROADM大容量传输、波长路由、光层直通，是光计算与网络协同的连接基础云IDC/

DCI面向AI训练与推理，承载数据中心内部与跨中心的算力互联边MEC

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局房节点靠近业务现场部署推理、视频分析、工业视觉等低时延应用光计算引擎光电混合高并行低功耗大带宽低时延1 光电信号处理面向均衡、滤波、光性能监测等任务，降低电子DSP压力。2通感一体结合光纤感知与实时处理，面向安防、交通、城市感知。3智算体系建设

在IDC/MEC中承担边缘AI推理、视频分析、机器视觉等专用加速。以光计算补强

“传输—交换—计算”能力链，探索从边缘节点和光网络控制场景切入的新型传算融合光系统系统切入点：光计算板卡

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光20子AI加速卡

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光信号处理模块建议路径：局部试点

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系统集成

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平台编排运营商优势：网、云、算、局房一体化资源目录211背景2新一代光网络技术发展3总结与展望新管控新媒介新系统精准运维智能规划智慧运营运维管控新挑战 需求 新管控核心优势面向高速光网规模化运营需求，传统运维需由人工被动处置向数字孪生赋能、AI驱动的主动智能、精准高效的全生命周期新型管控模式演进新管控：提升连接效能主动优化光网络全生命周期智能：规划与建设结合数字孪生、多约束优化等技术，完成全网孪生模型构建、业务路由规划、中继站点选址、恢复路由及中继规划等，已辅助400GROADM网扩容规划工作全网孪生模型构建 业务路由规划中继站点选址建立等比例数字孪生模型可视化呈现ROADM

站点及OMS段参数信息在不同规划策略下规划出最优工作路由算法根据存量配置信息建议新增业务的波长配置基于最短路径算法的路由规划OSNR最高

中继选址方案上海->常州->郑州基于深度优先算法，在不同条件下提供中继选择策略可视化呈现和业务自动规划执行各类OMS故障场景下的可视化恢复路由和恢复中继计算恢复路由及中继规划某故障场景下恢复路由规划 恢复路由可视化23光网络全生命周期智能：维护构建基于数据驱动

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规则驱动的光网络智能故障诊断模型，进行网络故障精准定位；基于动态基准自适应算法，搭建性能巡检智能体，打造精细化、高性能常态化监控能力故障溯源方案⚫

基于告警数据驱动+规则驱动的诊断模型，实现故障精准定位。成效已形成集团大网规模部署+城域网多点试点的落地体系集团大网故障定位准确度>94%；城域网故障定位准确度>90%性能巡检方案⚫

搭建自研轻量级智能体，底层一键执行确定性巡检，上层大模型解析自然语言并调用工具完成任务。成效已在山东现网和DCI-BOX环境完成部署隐患识别率可达90~100%；隐患误报率降低70~90%24光网络全生命周期智能：优化基于分布式光纤传感技术，对光缆监测并构建光缆感知智能系统，打造光缆智能化监测与落地运维能力；构建全网级数字孪生性能估计框架，考虑不同OCH路由和节点损伤，准确评估光层性能，识别隐患光缆监测性能估计方案⚫

构建基于灰盒数字孪生的光网络传输质量高精度估计模型和基于

AI的级联模型，较经典网络架构性能提升约30%，适配全网业务。成效已在集团大网和城域网完成多试点部署完成400/8