西部将建国家算力枢纽节点，“东数西算”怎么运

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”这些国家战略性工程来了解。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平衡的布局。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，每年耗电量近亿千瓦时。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，充满了局限性。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。近年来，“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48万平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。平均每年还将有1万人左右进入园区，进行全景化实战培训、实习等。“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，光传输安全性最高，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，因而保密性强。光传输采用是L0和L1层提供以波长λ和子通道ODUk为代表的刚性“硬”管道，具有天然硬隔离的属性，是安全性最高的信息传输技术。第二，光传输可靠性高。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性，因而对环境的适应性非常强，具有耐酸、耐碱的特性。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，大幅提升网络韧性。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200Gx120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，可以提供确定性的低时延保障。“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）的扁平化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SmartOTN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。通过近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。