1.5.3 智慧光网络的目标
随着数字经济的蓬勃发展，以“连接+ 计算”为根基的数字基础设施的重要性进一步凸显。泛在光网、云网协同和算网一体是智慧光网络的三大目标。泛在光网的目标是构建信息基础设施的坚实底座，关注的是连接与覆盖；云网协同的目标是云与网的相互协同，提供云网一体化的综合服务，关注的是用户体验；算网一体的目标是网络与算力的融合，将算力相关的能力组件注入网络框架中，关注的是网络加计算资源的按需调用。
1．泛在光网
当前的光网络支撑了5G 应用和行业市场的发展；FTTR 等家庭网络技术开辟了智慧家庭物联网，机器连接还将逐步扩展到工业生产、家庭生活、社会生活等更多方面；OTN 专线承载为高品质业务和运营商业务的增收提供了新的路径；用户入云、云内和云间网络的连接均离不开光网络的支撑；海洋光网络的快速发展拉近了世界各国、各大经济体之间的距离，促进了全球经济的共同繁荣。
泛在光网之所以能成为信息基础设施当之无愧的“坚实底座”，是因为其提供了高可靠、确定性的连接服务，具有确定性时延、超高可靠性、多样隔离性、高精度时间同步、服务和资源可视化等优势。
（1）确定性时延。在3G 的演进阶段，业务对时延的要求普遍在100ms。在5G 阶段大量新业务将对时延的要求提升到了10ms，高可靠、低时延业务对时延的要求已经达到毫秒
级。政企业务对时延的敏感度已经达到毫秒级，某些金融交易类客户愿意为降低时延至毫秒级支付更高的费用。客户对时延的稳定性要求也随之提升，信号传输过程中的时延抖动将明显影响到用户对实时性业务的体验。光网络提供上述服务时业务端到端时延可根据传输链路长度、历经节点数量进行精确计算，从而获得确定性时延服务。
（2）超高可靠性。网络连接数量的增加、分布式计算能力的部署，大大提升了网络的复杂度，网络服务的可靠性尤为重要。光网络由于在信号传播、物理媒介等方面抗干扰能力强，在网络保护和恢复方面可根据业务等级提供相应的保护措施，从而具备“刚性”的高可靠连接特性。
（3）多样隔离性。行业用户对自身数据有着强烈的安全诉求，隔离是保障客户数据安全的最基本手段。基于切片理念的多种隔离技术及其组合将为客户提供端到端的、灵活多样的业务隔离服务，保证客户的带宽和时延等网络性能不受其他切片的影响。
（4）高精度时间同步。多数确定性网络应用要求终端站之间的时间同步，一些队列算法还要求网络节点同步，对业务的精准时间同步要求更多的网络设备和主机采用精确网络时间协议，将网络端到端的时间精度同步到微秒级。
（5）服务和资源可视化：基于海量网络实时数据采集、集成 AI 的数据处理，通信网络将向实时、可视化运营和服务模式演进。网络的拓扑、性能、故障，业务的带宽、路由，客户的带宽、拓扑、路由、性能，网络的现状和历史，网络和业务的部署、配置、维护、管理等，都将以可视化的方式呈现。
未来随着B5G 技术和产业的发展，空天连接技术逐步成熟，空天地一体化信息网络形成立体网络结构，泛在光网将突破地表覆盖的限制，向“空天地海一体化”演进。
2．云网协同
云网协同是智慧光网络的网络层在策略协同上的典型应用。当前云作为数据载体，逐渐向中心云、区域云、边缘云多级部署架构演进，满足数字化转型在算力、存储、可靠性、安
全性、性能等方面的差异化应用需求。网络则需要在各类云、站点和终端之间提供差异化、敏捷化、智慧化的连接服务。云网协同的目标是云与网相互协同，提供云网一体化的综合服务。云和网的资源无缝对接，资源池化；云和网形成统一的资源视图，网络的拓扑、带宽、流量和云的计算、存储能力等可实时呈现。能对网络设备与云网元进行统一纳管，实现自动化的开通、故障定位和排除。为用户提供一体化云网业务及服务等级的质量保障服务，资源抽象并支持开放应用程序接口（API，Application Programming Interface）及北向接口。云网协同以网间协同和云间协同为基础，实现对用户和业务的就近灵活入云，通过云和网的能力向用户开放，为用户提供差异化服务并让用户获得电商化服务的体验。
（1）网间协同。当前网络的建设是按照不同专业、不同行政区域进行建设的，这导致不同专业、不同行政区域间的网络是割裂的，在云网时代，要求能够实现“云下一张网”，这就要求网与网之间能够无缝衔接，能力互相开放。例如，SRv6 技术可以实现网络之间的无缝衔接，再结合SDN 进行网络能力的开放，实现网间能力互调，真正实现云网时代的“云下一张网”的要求。
（2）云间协同。多云协同支撑业务的融合创新，有效地控制负载和成本，多云共管，提高运维效率，提升数据的可移植性和互操作性，精细化管理，统一监控，生态互补，充分利用不同云服务提供商的能力为企业提供一致的管理、运营和安全体验。多云协同的基础是多云统一管理及运维，通过云服务API 的标准化，实现不同云的统一管控；整合多云资源，助力企业的业务创新，提升云服务的协同能力，丰富云服务生态。多域协同的智慧决策平台、统一的开发模板、管理工具、服务接口能够实现跨域协同。跨云网络互通，需保障多云服务商和云资源池的多种接入和互联能力，保障不同云之间的网络互通，实现云网无缝对接。跨云连接需要保障网络连接的高度确定性，基于云业务要求提供确定性网络连接的关键绩效指标（KPI，Key Performance Index）。云间连接具备自动化开通能力。
（3）云网协同。通过云网协同可以进一步充分和有效地利用网络与云端资源，提升用户的使用体验。网络提供与不同等级云业务相匹配的资源，并面向高等级业务提供高质量的保障。云和网可在管理平台上无缝对接，能对异构网元和设备进行统一纳管，初步实现自动化的开通、故障定位和排除。云和网形成统一的资源视图，网络的拓扑、带宽、流量和云的计算、存储能力等可实时呈现。云网协同依赖于云网操作系统提供云网协同的智能调度机制和策略算法，实现系统的最优化，另外，面向行业业务能确保数据安全。云网协同是一个长期的、不断演进的过程。以云网协同为核心的ICT 的创新将强有力地推动未来信息基础设施的转型。随着AI、大数据、区块链等技术的演进，智慧城市、智能制造、智慧生活、增强现实（AR，Augment Reality）/ VR、自动驾驶等业务的发展，以内生安全、云网切片、云网大脑等为代表的关键核心技术的自主掌控，将为云网协同目标的实现注入更强大的动力。与此同时，云网协同的发展和应用将推动智慧光网络相关技术的持续发展。
3．算网一体
算网一体是未来智慧光网络在服务层的典型应用。随着 5G、移动边缘计算和AI 的发展，对算力和智能的需求将快速增加，网络需要为云、边、端算力的高效协同提供更加智能的服务，计算与网络将深度融合。运营商网络云化的加速和以算力基础设施为代表的新基建
给数据中心算力资源的社会化共享提供了商业机遇。算力经营将成为运营商一个重要的业务抓手，使运营商不再是纯粹的管道服务商。
算网一体的关键在于如何通过管理控制器、编排协同器的协作在网络资源层面和算力资源层面实现算网资源的一体化供给和应用，从而实现一切即服务。从协议层面看，传统网络
仅通过优化路径等方式满足不同等级业务传送的需求，未考虑算力层面的负载均衡等因素。未来算网融合方式下的网络需要综合考虑网络和算力两个维度的性能指标，通过联合优化的方式来实现用户体验最优化。另外，还需要考虑和数据面可编程技术的结合，如利用SRv6技术的可编程性实现算网信息的协同，以实现控制面和数据面的多维度创新。从度量方面看，网络体系的建模已经很成熟，但算力体系还需要综合考虑异构硬件、多样化算法及业务算力的需求，以及形成算力的度量衡体系和建模体系。
从云网协同到算网一体，网络的作用和价值将发生变化。对于云网协同，网络是以云为中心的。从云的视角看，一云多网对网络的主要需求是连通性、开放性，网络起到支撑作用。对于算网一体，网络是以用户服务为中心的。从用户的视角看，一网多云需要网络支持低时延、安全可信的通信，用户对服务的质量要求是确定性，网络成为价值中心。这两个阶段是相辅相成的，云网协同为算网一体提供必要的云网基础能力，算网一体是云网协同的升级。
1.6 小结
智慧光网络的三层三面是一个体系化的有机整体，通过新技术和新协议的引入，三层与三面之间的相互协作和赋能提升了智慧光网络的整体能力。连接层涵盖光纤光缆、光器件、OTN 协议、FlexE、FlexO 和SR 等资源和技术实现资源供给融合。网络层主要包括网络南向驱动、融合网络管控、跨域编排协同、数智融合分析、北向能力开放和管控架构等，实现对连接层融合资源进行统一抽象、统一管理和统一编排。服务层在连接层和网络层基础上，通过节点间相互协作、节点内部资源灵活组合，为用户提供应用和服务，并从用户或业务视角具备让用户感知服务差异化体验的能力。三面则通过引入算法算力、AI、数字孪生等技术，并通过这些技术的相互协作共同促进了光网络的智慧化，支撑了光网络“规划、建设、维护、优化”全生命周期运营。后续章节将围绕以上关键技术和应用进行展开，并对智慧光网络的目标和未来展望进行介绍。
