1、中国信息通信研究院中国信息通信研究院技术与标准技术与标准研究所研究所 2024年9月 算力时代全光运力应用算力时代全光运力应用 研究报告研究报告 (2022024 4 年年)版权声明版权声明本报告版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。本报告版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应注明注明“来源：中国信息通信研究院来源：中国信息通信研究院”。违反上述声明者，本院。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。将追究其相关法律责任。前前 言言 随着我国产业数字化转型的持续深入，企业及家庭用户数

2、字化应用对算力资源的需求快速增长，全光运力作为连接用户及算力资源的承载底座，重要性进一步凸显。全光运力需要支撑算力资源互联及调度，满足各类新应用催生的高速互联、灵活敏捷、确定低时延、算网高效协同等应用需求。如何发掘典型行业应用，探索创新融合应用方案，有效发挥全光运力大带宽、高可靠、硬隔离、低时延等优势，更好推动企业数智化转型、家庭数智体验升级，强化高品质网络运力对经济社会数字化转型的支撑作用等成为业界关注热点。本报告立足算网融合时代下产业数字化转型升级背景，围绕智慧交通、工业仿真、数字文旅、智慧家庭等典型行业入云场景，以及分布式大模型训练场景等，深入剖析用户服务体验以及数据传输等对网络的需求，

3、提出满足企业及用户品质联算需求的超大带宽、确定性、高可靠安全、业务感知、算网协同等全光运力关键技术，展示全光运力在智慧交通、数字云网吧、智家云电脑、智算拉远等场景下的行业创新应用案例。希望业界聚力协同推进全光运力技术、产业及应用多维创新，支撑培育新质生产力，推动我国数字经济持续高质量发展。目目 录录 一、概述.1 二、全光运力应用需求.3(一)智慧交通.3(二)工业仿真.6(三)数字文旅.8(四)智慧家庭娱乐.15(五)分布式模型训练.18 三、全光运力关键技术.21(一)超大带宽.21(二)确定性承载.22(三)高可靠安全.22(四)业务感知调度.23(五)算网协同控制.25 四、行业应用案

4、例.25(一)智慧交通案例.25(二)数字云网吧案例.26(三)智家云电脑案例.28(四)智算拉远案例.29 五、总结与展望.30 图图 目目 录录 图 1 交叉路口通信架构图.5 图 2 仿真上云设计过程.6 图 3 网吧、电竞酒店算力上云场景.9 图 4 实景三维云建模场景.12 图 5 影视云制作场景.14 图 6 智慧家庭云游戏场景.16 图 7 算力分布式部署场景示例.19 图 8 全光运力解决方案架构图.21 图 9 超大带宽连接.22 图 10 业务感知流程示意.24 图 11 智慧交通案例.26 图 12 数字云网吧案例.27 图 13 智家云电脑案例.28 图 14 智算拉远

5、案例.29 表表 目目 录录 表 1 摄像头带宽需求.3 表 2 不同带宽下的理论传输时间.7 表 3 不同分辨率、刷新率对应的带宽需求.10 算力时代全光运力应用研究报告（2024 年）1 一、概述 各类算力行业应用涌现对网络带来新需求和挑战。一方面，消费互联网新业态新模式竞相发展，推动数据计算需求持续增长，数字医疗、数字办公、数字娱乐、智能出行等用户规模呈普遍增长态势，智能手机、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）头显、智能网联汽车、智慧家庭网关、工业园区网关等智能终端向多元化分布式发展，驱动数据处理从集中式计算向分布式云计算发展，并逐步从云端向边侧和端侧扩散，催生数据泛在处理及云边端算力的

6、协同调度需求。随着人工智能（AI）大模型技术的成熟，生成式 AI 应用呈爆发式增长，AI 模型训练及推理过程对网络性能指标要求愈加严苛，要求网络满足高速互联、灵活敏捷、确定性低时延、算网高效协同等能力。另一方面，产业互联网算力需求呈指数级增长，产业互联网数据量庞大且增速迅猛，且由于产业互联网应用与工业、农业及服务业等产业领域的设计、研发、制造、经营具体环节密切相关，对数据处理的实时度及精确度要求更高，需要更为强大泛在的算力资源及高质量的网络传输配合完成数据的高效处理。全光运力建设取得积极成效。一是全光网建设快速推进，网络传输性能大幅提升。我国已经建成全球规模最大的光纤通信网络，网络规模和网络性