万兆光网,筑基数字中国——专访中国电信研究院院长张成良
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万兆光网,筑基数字中国——专访中国电信研究院院长张成良

文丨《瞭望东方周刊》记者陈融雪 编辑鄂璠

“万兆光网正推动千行百业迈入‘微秒级响应、万兆级吞吐’的新纪元。”

万兆光网正在筑基数字中国,驱动千行百业智变升级

从“光进铜退”的物理层革命,到万兆光网驱动AI与算力融合,中国光网络已完成从“带宽追赶”到“场景定义”的跨越。

作为中国通信标准化协会传送网与接入网技术工作委员会副主席,中国电信研究院院长张成良长期致力于信息通信技术研发与产业化应用,曾两次获得国家科学技术进步奖二等奖,亲历并推动了我国光通信领域的三次跨越式变革。他认为,未来五年,随着万兆光网逐渐落地,光网络将不仅是信息通道,更将升级为支撑数字经济智能化跃迁的“感知中枢”与“算力纽带”。

“从智能工厂到未来校园,从智慧物流到数字城市,万兆光网正推动千行百业迈入‘微秒级响应、万兆级吞吐’的新纪元。”近日,张成良在接受《瞭望东方周刊》专访时说,作为支撑人工智能、工业互联网等新质生产力发展的战略性基础设施,建设网络强国的关键引擎之一,万兆光网正在筑基数字中国,驱动千行百业智变升级。

张成良

万兆启航

《瞭望东方周刊》:什么是万兆光网?

张成良:万兆光网指带宽能力达10Gbps(万兆)的光网络基础设施。其核心技术是50G-PON(PON,是一种点到多点的光纤接入技术),单纤容量突破了100Tbps,时延压缩至微秒级,较现行的千兆网络实现了十倍带宽跨越。

到目前为止,我国光通信领域的跨越式变革分为三个阶段:第一个阶段是2008年至2017年,“光进铜退”,目标是实现光纤网络的广覆盖与高速率提升;第二个阶段是2017年至2025年,“全光交换”,目标是建成全球规模最大的全光骨干网;第三个阶段是自2025年开始的“全光智联”,目标是构建以“光云智融合、光感业融合、天地海融合”为愿景的全光智能连接体系。

工业和信息化部数据显示,截至2024年底,我国固定宽带用户达到6.7亿户,其中千兆用户突破2.07亿户,占比超三成,户均带宽超500M。这为我们迈向万兆光网时代奠定了坚实基础。

《瞭望东方周刊》:在万物互联的“算力时代”,万兆光网将给我们的生活带来什么变革?

张成良:随着网络能力持续提升,AI、数据、大模型与网络加速融合,万兆接入需求及智能应用场景大量涌现。万兆光网为8K/16K超高清影像传输、全息通信等前沿应用预留了充足技术冗余,将拓展面向消费者(ToC)场景的更多可能。

当前,我国云游戏用户已突破1.8亿,云手机用户过千万,多省市发布万兆网络套餐。全球领先的技术研究和咨询公司Omdia预测,到2033年,AI相关流量将占全球网络总流量的62%,AI正加速成为驱动网络基础设施变革的核心引擎,急需大带宽、高可靠、低时延、敏捷灵活、智能协同的新型光网络。

万兆光网的核心优势在于带宽十倍于千兆。尤为重要的是,其升级驱动力来自AI的普惠化发展。从应用场景来看,千兆光网主要用于支撑4K视频、高清直播以及智慧家庭等;万兆光网则进一步满足了AI应用大连接、高流量、实时交互的严苛需求,支撑起多路8K视频、裸眼3D、极速云游戏、4K全屋人体追踪监控、工业AOI(光学自动质检)等新兴应用。

国际电信联盟(ITU)数据显示,万兆网络覆盖率每提升1%,数字经济规模将增长0.8%。作为新型信息基础设施,万兆光网为AI规模化应用提供了“网络先行”保障,必将激发信息消费新需求,培育经济增长新动能。

在杭州奥体中心体育场“大莲花”外体验车内拍摄的5G-A实测网速

商用加速

《瞭望东方周刊》:当前,我国万兆光网建设处于什么阶段?

张成良:我国万兆光网正处于从技术试点迈向商用加速的关键阶段。当前,国家的政策支持力度大,产业链日益成熟,运营商积极实践,部署范围与应用场景持续扩大。

2025年1月,工业和信息化部印发《关于开展万兆光网试点工作的通知》,提出“在有条件、有基础的城市和地区,聚焦小区、工厂、园区等重点场景,开展万兆光网试点”,目标是在2025年底形成可推广的解决方案。

随着试点的深入,运营商联合设备商已形成技术规范,引领产业链自主创新和标准突破,推动全球光网络向万兆时代演进。

华为和深圳南山区人民医院合作,基于50G-PON技术,仅需10秒即可完成一次全量影像数据传输,将单次AI辅助数字化病理诊断时间由以往的2分钟缩短至10秒。

50G-PON作为万兆光网的核心技术,已实现三代时分共存,支持现网平滑升级至万兆。经过调研和摸底,我国50G-PON国产化率总体在90%以上,部分厂家实现100%,具备关键技术国产化能力。同时,万兆光网的发展也带动了光模块、光纤光缆、边缘网关等相关产业链升级。

《瞭望东方周刊》:2025年4月,工业和信息化部公布了首批万兆光网试点,覆盖30个省(区、市)86个城市的168个项目。这些项目进展如何?

张成良:试点公布后,地方积极响应,上海、江苏、山东等20多个省市相继启动万兆光网试点工作。其中,上海提出2025年建成不少于20个万兆小区、10个万兆工厂、5个万兆园区,打造“端到端”全光网络;江苏提出2025年底,万兆园区不少于30个,万兆工厂不少于20个,万兆小区不少于15个。

总体而言,万兆光网的部署聚焦三大重点场景。

第一个是“万兆小区”,重点发展云存储、云电脑、云游戏、超高清视频、裸眼3D、康养等业务,推动家庭数字化升级;第二个是“万兆工厂”,主要支撑工业AOI、生产和安全监控等低时延、高可靠业务应用,驱动工业智能化转型;第三个是“万兆园区”,以全域50G-PON接入和Wi-Fi 7高密度覆盖,推进在教室、图书馆、学生宿舍、科研实验等多场景应用。

为响应国家数字经济战略、推动城市数字化转型,武汉电信携手华为在武汉8个小区挂牌打造“万兆小区”

“一跳入算”

《瞭望东方周刊》:168个试点项目中,中国电信参与了哪些?有哪些典型案例?

张成良:在工业和信息化部确定的168个试点项目中,中国电信参与了45个,包括18个“万兆园区”、18个“万兆工厂”和9个“万兆小区”,试点项目反馈良好。

在“万兆小区”试点中,海南三亚的保利栖棠小区,率先应用了家庭XR、超高清视频、云游戏、3D直播、3D光感知等。用户玩《黑神话:悟空》这样的3A大制作云游戏时,操作可媲美本地游戏的流畅度。

在北京的密云橡树湾小区,实测单用户下行带宽突破9500M,上行带宽达5000M——这样的速度意味着,下载两小时的8K电影仅需72秒,较传统千兆网络效率提升10倍以上。

在“万兆工厂”试点中,万兆光网不仅能支撑高确定性、极低时延、高可靠的工业生产,还可融合人工智能,破解生产难题。

比如,钱江摩托“万兆工厂”可支持单文件50GB级数据极速传输和百人同时编辑,相比以前,新产品设计仿真全流程耗时减少了30%-40%;武汉烽火通信数字工厂在工业AOI质检环节,AI+万兆可实现产品质量的在线检测和精准分析;在中化重庆涪陵的“万兆工厂”部署鹰眼高清摄像和AI视觉模型,可毫秒级别识别危化物料泄漏,冒烟失火或人员违规。

在“万兆园区”,我们积极探索智算算力基础设施的集约化运营, “一跳入算”直连智算中心,可将AI训练和推理任务实时调用算力时延控制在1ms内。

2023年12月,国家发展改革委、国家数据局等五部门联合印发《关于深入实施“东数西算”工程 加快构建全国一体化算力网的实施意见》,要求到2025年底,“1ms时延城市算力网、5ms时延区域算力网、20ms时延跨国家枢纽节点算力网在示范区域内初步实现”。事实上,上海、成都、深圳等地已跑在了全国规划的前面。

《瞭望东方周刊》:大规模部署万兆光网,现在还面临哪些挑战?

张成良:创新需闯三道关:技术可实现、商业可持续、社会能接受。我们已攻克三代时分共存的技术难题,并以此降低了商用成本,现在最大的挑战是场景需求尚未成熟。

科技可以给人们带来前所未有的美好生活,但许多新技术刚诞生时,也需要人们有更多的好奇心和想象力。

华标定鼎

《瞭望东方周刊》:我国万兆光网的商用推广速度如何?

张成良:我可以参照千兆光网的发展做一个推测。我国于2015年开展千兆光网商用试点;2019年政府工作报告明确要求:“开展城市千兆宽带入户示范,改造提升远程教育、远程医疗网络,推动移动网络基站扩容升级,让用户切实感受到网速更快更稳定。”截至2024年底,我国千兆用户数突破2.07亿户,占比为30.9%。

内蒙古移动工作人员安装万兆设备机架

相比千兆光网,我国万兆光网的政策介入更早,这将必然加速产业链成熟与规模商用部署。

到2030年,我国万兆用户的占比有望超过20%。换句话说,万兆光网将迎来腾飞的五年。

《瞭望东方周刊》:万兆光网之后,何时会迎来下一个代际升级?

张成良:技术的进步是没有止境的。当前,国际电信联盟电信标准分局下一代PON技术标准VHSP已立项,中国电信是预研标准的牵头编辑人。我可以透露一下,200G-PON是未来最主要的技术演进方向,有望融入通感融合、AI等元素,实现接入技术的重大突破。

根据PON技术发展规律,代际光接入技术部署时间间隔约7至8年、系统容量提升约4至5倍。2024年为我国万兆光网商用元年,可以预计下一代光接入技术将于2033年前后商用。

届时,支撑的业务场景将从万兆光网支撑的8K视频流、云游戏、AR/VR等高带宽、低时延、高可靠场景升级为全息通信、元宇宙、大规模机器人协作、超高精度工业控制等极致体验与极高可靠场景。

(特约撰稿胡震洲对本文亦有贡献)

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