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信息通信

算力网络,运营商的新长征

2021年的“算力网络“是运营商谈到未来网络战略的一个“高频”词汇。2022年,可以预见,算力网络将进一步被关注。对运营商来说,为何要做算力网络,又如何实现算力网络?

竞争推动通信网向“云”向“算”靠拢

曾经被互联网企业“管道化”的扎心经历,使电信运营商深刻认识到网络能力的进阶升级要紧紧围绕着用户的业务需求去做。

因此,在过去十年间,传统的比较“硬”的通信网络转向“软”化,变得更灵活、可以编程、可以与云共舞。软件定义网络(SDN)、网络功能虚拟化(NFV)技术的引入,使原来只做信号传输的通信网络,底层变成了IP网络,上层能力IT化。自4G之后,原来支持语音的CS域逐渐退出网络,VoIP是常态。

实现了转发与承载分离的SDN走进IDC(数据中心),运营商通过SDN控制器,以简化的网络实现了对数据中心资源的灵活调用;而NFV走进运营商的核心网络,实现了计算、存储、网络资源的池化。

自2016年以来,在SDN基础上发展起来的SDN-WAN(软件定义广域网)技术,让运营商看到网络与云计算融合的巨大商机。从推进“云网融合”到实现“网随云动”,目标都是以云计算、大数据和人工智能相关的应用和业务为核心,使网络能够支持这些创新的数字化、智能化的应用。

2020年之后,人工智能的发展对计算能力提出了新的挑战,算网融合提到了议事日程。美国于2020年11月发布《引领未来先进计算生态系统战略计划》,计划构建覆盖政产学研的国家级算力体系,巩固本国算力优势。2021年4月提出2万亿美元“新基建计划”,包括投入500亿美元资金用于新型芯片研发,1000亿美元用于铺设覆盖美国全境的高速宽带网络。

欧盟于2021年3月发布“2030数字指南针”计划,拟到2030年累计部署1万个边缘计算节点,为5%的欧盟企业提供云计算、大数据和人工智能服务,让所有欧盟家庭实现千兆连接。此外,日本和澳大利亚等国的人工智能应用和云计算发展迅猛,南非、巴西、俄罗斯作为新起步者也纷纷加大算力建设投入。算力和网络融合发展的新型基础设施已成为多国的重点关注方向。

中国运营商积极拓展算力网络。2021年11月2日,中国移动发布了《算力网络白皮书》,并将算力网络与5G网络、智慧中台共同构成中国移动的新一代信息服务体系。2021年12月6日,在中国联通合作伙伴大会上,《中国联通算力网络白皮书》接踵而至,明确了中国联通向算力网络演进的路线。一直推进“云网融合”的中国电信则在2021年6月30日,将位于天津武清区的京津冀最大绿色智能算力中心投入运营。”

算力网络将是6G核心

中国移动研究院副院长段晓东认为:面向未来,算力网络已成为6G网络的关键技术,是实现6G智慧内生的必要条件,是6G网络架构的核心驱动性技术之一。三大运营商均积极投入算力网络标准化工作。中国移动在ITU - T 牵头算ガ感知网络的国际标准,向业界发布了首个算力感知网络白皮书,在 IMT -2030标准中推动算力网络作为6G网络发展基础之一。

网络作为连接用户、数据、算力的主动脉,与算力的融合共生不断深入。由新兴技术、应用、场景帯来的数据量持续增长,各行各业对算力和网络提出了更为迫切的需求。在算力需求方面,2020年我国算力总规模已达到135EFLOPS,同比增长55%,超过全球增速约16个百分点。在网络需求方面,业务升级对网络提出了更高速率、更低时延、更广覆盖的需求。以无人驾驶场景为例,从2018年到2030年,无人驾驶对算力的需求将增加390倍,未来L4和L5级别对网络带宽的需求将大于100Mbps,时延要求达到5-10毫秒的水平;数字货币场景下,2030年较2018年算力需求将增长约2000倍;VR 游戏的算力需求将增长约300倍,端到端的时延至少需小于20毫秒。

段晓东说,中国移动的算力网络是以算为中心、网为根基,网、云、数、智、安、边、端、链(ABCDNETS)等深度融合、提供一体化服务的新型信息基础设施。目标是实现“算力泛在、算网共生、智能编排、一体服务”,逐步推动算力成为与水电一样,可以“一点接入、即取即用"的社会级服务,达成”网络无所不达、算力无所不在、智能无所不及“的愿景。

中国移动提出算力网络的主要考虑是什么?中国移动研究院网络与IT技术研究所所长张昊在接受《中国电子报》采访时说,主要有三个因素:一是国家战略的需要,2021年国家发布的新基建战略,国家发改委、工信部发布的“东数西算”工程,以及最新发布的工信部的新型数据中心的规划,都在推动算力网络的发展。二是产业发展的呼唤,目前5G存在“卡脖子”问题,芯片的高端机型都在5纳米、3纳米。现在我们在单机计算能力上存在差距,可以通过网络把单机算力组成算力集群,从而放大算力的供给。三是中国移动转型的需求。算力网络是中国移动从运营商进一步向科技创新公司转型的重要抓手。

对比中国电信在2020年发布的《云网融合2030技术白皮书》,当时中国电信副总经理邵广禄提出从2020年到2030年,将走过云网协同、云网融合到云网一体的三个阶段,并坚持“网是基础、云为核心、网随云动、云网一体”的发展方向,把握 “安全可控”和“绿色低碳”关键属性,打造新型数字基础设施。

目前云网融合与算力网络的发展路径十分相似。

中国移动计划把算力网络的发展分中为三个阶段,即泛在协同、融合统一到一体内生。通过算网基础设施层、编排管理层和运营服务层的不断突破,最终实现算力网络的目标架构。

段晓东说,算力网络是对云网融合的深化和新升级,主要体现在:一是对象升级,云是算的一种载体,算力将更加立体泛在,包含边端等更丰富的形态;二是融合升级,算力网络不仅是编排管理的融合,更强调算力和网络在形态和协议上的一体融合,同时也强化了以算为中心, ABCDNETS 等多种技术的融合共生。三是运营升级,算力网络对网络运营管理的要求更高,从一站式向一体化、智慧化演进;四是服务升级,算力网络是以算力为载体,多要素融合的新型一体化服务。算力网络将与5G和中国移动智慧中台融合互促,打造“连接+算力+能力”的新型信息服务体系,共筑数字产业化新生态,赋能产业数字化蓬勃发展。

算力网络的应用前景

算力网络发展的动力是能够与业务和应用做有效融合。

在个人生活场景中,算力网络通过应用与算力融合催生全新泛在服务形态。如用户可通过 VR 头显在虛拟场景中观看点播或直播全景,通过算力网络提供端到端差异化的服务保障;通过算力网络可降低云游戏的运营门槛,保障业务质量,可让用户参与超大规模的联机游戏,实现万人同屏、多端互动。

另一方面算力网络促进更场多应用在云端和边端部署,降低了终端计算、存储等资源的压力,从而让应用体验突破终端性能的限制,实现高质量的服务升级。用户可以使用低配置的终端,通过购买算力网络服务,无需感知算力的位置和算力形态,即可完成云手机、云电脑、云化娱乐盒子等多种形式的云终端配置。

未来随着虚拟现实、增强现实、全息技术、感知技术、图像处理、视频渲染等强交互技术的进一步成熟,虚拟和现实的边界将被打破,人们将在虚实融合的世界中获得更为丰富的全沉浸式体验,那时终端连接量、数据产生量和计算量将激增,大量的计算任务将逐渐由终端侧卸载到边缘计算节点或者云上完成。算力网络将可以满足上述场景中计算任务的分布化处理的要求,用户不需要关心计算、存储和网络的资源情况。

从“云网融合”向“算力网络”迈进,对电信运营商来说,是充满挑战的一件事。在关键技术上、在产业链完整性上、在商业模式上,都存在挑战,这种挑战是从底层的硬件、软件开始,到能力模块的重构,到产业生态的再建。因此,实现算力网络,对运营商来说,不亚于一次新的长征。

责任编辑:赵强


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