面向算力网的光通信标准化体系建设现状、痛点与升级方向

通信世界网消息（CWW）随着AI大模型、智算集群和智能体应用快速扩张，算力网已演进为需要分层协同的一体化算力调度基础设施。算力互联分为Scale-Up（超节点机柜内纵向扩展）、Scale-Out（数据中心内多机架横向扩展）、Scale-Across（跨区域广域算力互联）三个层级，如图1所示。光通信凭借超大容量、超低时延、长距离传输的核心优势，已成为“国家算力枢纽—区域算力中心—城域边缘算力”三级架构的承载底座。然而，现有算力互联网络标准大多源自传统以太网、光传输、DCI（data center interconnect，数据中心互联）等领域的规范，面向AI分布式训练的高性能集合通信、低时延无损传输、算力感知、算网协同调度等能力覆盖不足。

本文系统梳理面向算力网的光通信标准现状和产业痛点，提出标准体系升级思路，为我国新一代光通信网和全国一体化算力网的协同规划建设提供标准化支撑。

图1智算中心光互联架构及光通信关键技术方向

Scale-Up：超节点内算卡间高速互联光通信标准现状、痛点

Scale-Up指机柜内或超节点内XPU芯片（泛指数据中心内所有参与AI算力调度的异构计算芯片）间短距离互联，链路长度通常在数米以内，目标是将大量XPU互联成超级计算节点，支撑张量并行、专家并行的All-Reduce、All-to-All等严苛集合通信业务。

标准现状

目前Scale-Up互联仍以铜缆和PCB（printed-circuit bo ard，印制电路板）电互联为主，NVLink等私有协议技术迭代和产业化发展迅速，但不同厂商芯片、光引擎之间无法互通，呈现“私有协议先行、开放标准滞后”的碎片化格局。IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气电子工程师学会） 802.3系列标准主要面向机架间互联，缺少在芯片级超低时延、硬件集合通信加速方面的定义。

随着SerDes技术迭代，单通道传输速率已提升至224 Gbit/s，电互联信号衰减和功耗瓶颈凸显，CPO（co-packaged optics，共封装光学）、NPO（near-package optics，近封装光学）成为Scale-Up关键技术路线。国际上OIF（Optical Internetworking Forum，光互联论坛）、IEEE 802.3工作组已启动CPO/NPO物理层、机械接口标准研究，定义光引擎、光纤阵列、连接器、电气接口等规范。

国内方面，中国信通院标准所于2026年7月中旬牵头成立NPO国内标准工作组，联合推进光引擎封装、散热、接口互通、可靠性测试方法标准研制。OISA（Omni-directional Intelligent Sensing Express Architecture，全向智感互联）、ESUN（Ethernet for Scale-Up Networking，面向Scale-Up场景的以太网工作组）等开放互联产业联盟推动开放高速互联协议，减少私有总线技术绑定。

核心痛点

第一，协议生态碎片化，私有互联协议形成技术锁定，开放标准成熟度不足。Scale-Up直接对接XPU芯片，不同厂商的超节点之间无法直接互通，不利于算力资源池化调度。

第二，CPO和NPO光互联标准不完备。将光引擎与交换芯片封装在一起，对散热、供电、光纤阵列、现场运维提出全新要求。现有标准更多聚焦光器件本身，缺少整机可靠性、故障定位、可维护性等标准规范，不同厂商光引擎、光纤阵列、连接器规格不统一，互联互通困难。

第三，缺少AI集合通信质量标准。仅定义误码率、带宽指标，缺少对All-Reduce、All-to-All的时延抖动、尾延迟、无损传输等指标的统一评测体系，无法量化评价光互联对AI大模型训练任务的支撑能力。

第四，功耗与可靠性等性能指标评价规范缺失。Scale-Up单位带宽功耗是核心指标，行业缺少统一测试方法，厂商测试条件不一，性能难以横向对比。

升级方向

一是加快推动Scale-Up开放高速互联协议标准化，降低私有协议锁定风险，平衡开放生态与芯片性能需求；二是完善CPO、NPO系列标准，统一光引擎、光纤阵列、连接器、供电散热、故障检测、运维接口规范，建立多厂商互通测试认证体系；三是新增AI集合通信指标体系和性能测试方法，把算力业务性能纳入网络运载力质量评价体系；四是建立Scale-Up光互联的功耗和可靠性标准化测试规范，形成统一的性能评测基准。

Scale-Out：数据中心内集群互联光通信标准现状、痛点

Scale-Out是指同一智算数据中心内的机架间、Pod间的几十米至数千米互联，构建CLOS等拓扑支撑千卡或万卡级AI集群分布式训练。Scale-Out光互联是当前智算中心部署规模最大的光通信场景，以可插拔光模块为主。

标准现状

Scale-Out中400G/800G/1.6T光模块的标准化和产业化成熟度相对较高。国际方面，IEEE 802.3是Scale-Out以太网物理层基础标准，已先后完成400G、800G以太网标准，目前正在制定1.6T以太网标准；OIF和IPEC（International Photonics & Electronics Committee，国际光电委员会）配套制定400G/800G DR（datacenter reach，数据中心传输距）、FR（fiber reach，光纤传输距）系列短距和中距可插拔光模块物理层实施协议，OSFP（octal small form-factor pluggable，八通道小型可插拔封装）、QSFP-DD（quad small form factor pluggable-double density，四通道小型可插拔双密度封装）等封装形态由MSA（Multi-Source Agreement，多源协议组织）制定规范。国内CCSA（China Communications Standards Association，中国通信标准化协会） TC6工作组同步研制数据中心高速光模块相关行业标准，正在加强智算中心光互联新模块器件的标准预研。

核心痛点

第一，光模块多厂商互通仍存在工程化障碍。虽然IEEE、MSA定义光模块物理层，但不同厂商激光器、接收芯片、DSP（digital signal processing，数字信号处理）算法存在差异，在高速800G和1.6T跨厂商对接场景中易出现信号裕量、互通稳定性不足等问题。同时光模块故障诊断、链路性能监测标准不完善，运维手段碎片化。

第二，算力业务感知能力缺失。当前光传输、以太网标准属于数据面标准，网络不知道承载的是大模型训练流量还是推理流量，无法根据算力业务意图动态调整带宽、优先级，造成网络资源调度无法快速动态适配上层算力调度需求。

第三，缺少大规模集群的网络质量评价标准。对于万卡集群场景，如何量化评估Incast拥塞、尾延迟、集合通信吞吐，行业缺少统一测试标准，集群性能评估依赖厂商自研测试工具，评估结果可比性差。

升级方向

一是完善高速可插拔光模块互通标准，补充系统级互通测试规范，建立统一的链路诊断、性能监测、故障管理标准化接口；二是推动算力感知网络标准落地，定义算力业务标识、业务意图接口，使光承载网络识别AI训练和推理业务，并提供差异化确定性网络服务；三是制定智算集群网络性能测试标准，建立集合通信、尾延迟、拥塞性能统一评测方法。

Scale-Across：跨区域广域算力互联光通信标准现状、痛点

Scale-Across是指面向跨机房、跨区域乃至跨算力枢纽的广域算力互联，区别于传统DCI数据链路。Scale-Across目标是把多个地理分散的智算中心整合为逻辑统一的超级AI算力基础设施，支持跨区域分布式大模型训练和推理应用。链路距离几十千米至上百千米，依靠高速大容量WDM（wavelength division multiplexing，光波分复用）传输系统和OTN（optical transport network，光传送网）技术承载，是全国一体化算力网的骨干算力传输通道。

标准现状

传统DCI标准体系以OIF的ZR（zero dispersion reach，零色散传输距）系列、ITU-T的OTN系列为主。OIF已先后发布400ZR和800ZR规范，近期将发布1600ZR和ZR+规范，定义单波长1.6T相干可插拔模块，用于短距、中距数据中心互联。ITU-T的G.709系列标准规范了传统OTN与FlexO等OTN帧结构、映射协议、前向纠错等接口功能，2026年7月SG15全会针对B1T（beyond 1 terabit，超1T比特） OTN技术标准达成共识并完成了相关修订，其中G.709.1定义B1T网络通用架构，G.709.5、G.709.6、G.709.7分别规范短距、长距和片间MFI接口，支持100G时隙并大幅优化开销占比，提高了100GE~1.6TE以太网业务的承载效率，适配骨干网算力承载需求。IETF（Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组）发布了SRv6（segment routing over IPv6，基于IPv6转发平面的段路由）、网络切片、CCAMP（Common Control And Measurement Plane，通用控制与测量平面）光网络控制等标准，近期研究算力感知光网络架构，目标是打通算力编排与光网络控制平面。CCSA TC6工作组持续研制WDM和OTN系列光传输标准，并研制发布了算力网络运载力指数评估和时延圈监测技术等团体标准，支撑全国一体化算力网的骨干传输通道建设。

传统DCI标准设计初衷是承载云计算等业务并进行数据备份，而Scale-Across面向跨区域分布式训练，需要承载大模型梯度同步等业务，对确定性带宽、低时延抖动、无损传输和动态光通道调度提出了更高要求。

核心痛点

第一，算网协同编排和协同调度运营平台标准缺失。算力调度系统无法感知光链路时延和带宽资源；光网络无法识别算力任务类型和优先级，不能根据任务需求实时动态建立或调整光传输通道。

第二，跨运营商网络的算力专线业务规范不统一。跨网络域的算力专线开通流程、接口规范不一致，导致开通周期长，不能满足算力弹性调度需求。

第三，算力传输质量评价体系缺失。光传输网仅监测误码率、丢包率和链路可用性，缺少面向各类AI算力业务的时延、抖动、业务中断时间等对训练推理任务影响的量化评价标准，制约了跨区域算力市场化交易。

第四，骨干网多路由保护等网络韧性标准有待完善。算力业务需要多路由备份，现有网络保护标准缺少针对算力业务的快速切换、无损保护和任务感知保护等机制。

升级方向

一是构建算网协同控制标准，制定算力编排与光网络之间的统一接口规范，实现算力业务意图下发、链路状态上报，支持按需动态创建确定性算力光通道，推动算力感知光网络技术标准化；二是统一跨运营商的算力专线标准，明确算力专线SLA（service level agreement，服务等级协定）指标体系、业务开通与故障处置流程，打通跨运营商的算力调度能力；三是制定面向算力业务的传输质量评价标准，区分离线训练、在线推理等不同业务的指标阈值，支撑算力市场交易；四是完善光网络韧性标准，优化光层多路由保护、故障快速倒换和无损保护机制，保障跨区域算力业务稳定运行。

面向算力网的光通信标准化体系整体升级思路

Scale-Up、Scale-Out、Scale-Across的光互联网络协同构成了完整算力承载底座，面向算力网的光通信标准化体系建设，需要强化顶层设计、分层落地、跨层协同和统筹布局。

第一，构建面向算力网的光通信标准顶层框架。明确业务需求和指标体系，编写标准体系指南，基于基础物理层标准、网络协议标准、算网协同控制标准、性能测试与SLA四大类标准，构建完整标准体系，指导标准立项规划。

第二，坚持分层差异化的技术标准攻关。Scale-Up重点攻克开放高速互联、CPO/NPO光引擎互通标准，Scale-Out聚焦超万卡无损集群、高速可插拔光模块、算力感知标准，Scale-Across重点推进高速大容量相干光传输、算网协同编排、跨运营商算力专线等标准。

第三，强化算网协同标准研制。突破传统分层思维，建立“算力业务—网络—光传输”跨层接口标准，实现算力任务信息在光网络的跨域统一传递，支持端到端算力业务SLA保障。

第四，构建统一测试验证与认证体系。建立国家级智算光互联测试验证平台，针对不同场景制定互通测试、性能评测规范，开展设备、方案认证，解决多厂商互通难题。

第五，面向算力完善网络安全韧性配套标准。将网络可靠性、链路安全加密、无损保护机制纳入光通信标准体系，结合全国“新八纵八横”光缆网和算力传输通道规划建设，完善光网络抗毁和灾备相关规范。

结语

当前光通信技术标准持续迭代，但面对AI大模型分布式训练的严苛通信需求，存在协议碎片化、算网协同不足、算力业务评价体系缺失等问题。面向全国一体化算力网的建设发展要求，需要建立新一代光通信技术的顶层标准框架，分层推进智算光互联技术标准攻关，强化算网协同标准研制，构建统一测试认证体系。通过标准先行，打破算力调度壁垒，支撑全国一体化算力网的算力传输通道落地，促进算力跨区域自由调度，为新质生产力发展筑牢算力底座。