未来网络技术发展系列白皮书（2025） 光电融合网络技术 与产业应用白皮书 第九届未来网络发展大会组委会 2025年8月 版权声明 本白皮书版权属于紫金山实验室及其合作单位所有并受法律保 护，任何个人或组织在转载、摘编或以其他方式引用本白皮书中的文 字、数据、图片或者观点时，应注明“来源：紫金山实验室等”。否 则将可能违反中国有关知识产权的相关法律法规，对此紫金山实验室 有权追究侵权者的相关法律责任。 江苏未来网络集团有限公司、紫金山实验室、江苏省未来网络创 新研究院、中国联通设计院、中国电信股份有限公司研究院、中国移 动通信有限公司研究院、新华三技术有限公司、武汉光迅科技股份有 限公司、深圳瑞波光电子有限公司、南方科技大学 编写人员（排序不分先后）： 陶高峰、秦子健、李琳、尹睿、秦树鑫、任广臣、陈平平、黄韬、 杨伟、刘刚、刘伯江、焦明涛、朱永庆、陈迅、胡泽华、杨冰、程伟 强、阳进、姜文 经济时代对超高速率、超低时延、超高可靠性的严苛要求。光电融合 网络技术作为新一代信息基础设施的核心支撑，通过 IP 层与光层的 深度融合，构建起大带宽、低时延、高可靠的确定性网络能力，为智 能制造、远程医疗、自动驾驶等新兴应用场景提供坚实的网络保障。 本白皮书系统阐述光电融合网络的技术特征与发展需求，深入分 析长距离相干光传输技术、IP+光融合架构、光电协同的智能管控系 统等关键技术，全面梳理国际国内标准进展与产业生态现状。通过剖

湖南大学 中国联通研究院 中国联通软件研究院 北京邮电大学 上海交通大学 2025 年 8 月 智算中心光电协同交换网络 全栈技术白皮书 编写说明 编写单位： 湖南大学、中国联通研究院、中国联通软件研究院 北京邮电大学、上海交通大学 编写人员： 湖南大学： 陈果、梁帮博、陈禹澎、刘璇 中国联通研究院： 程新洲、曹畅、徐博华、杨斌、文晨阳、谢志普、徐洁、 黄金超 中国联通软件研究院： 在此背景下，光交换技术凭借超大带宽、超低延迟与低功耗等特 性，正与电交换形成互补融合的“光电协同”架构，成为新一代智算 中心网络的重要发展方向。光电协同不仅能够在物理层显著提升链路 性能，还为网络的灵活重构、智能调度与按需适配提供了技术空间。 全球领先的产业与科研力量均已在此领域展开探索，并在部分应用场 景实现试点部署。 然而，要实现光电协同网络在智算中心的规模化落地，仍需跨越 多重技术关卡。从应用层集合通信模式与动态拓扑的适配，到传输层 资源的智能分配；再到物理层光交换的传输损耗与延迟难题，均对网 络架构设计、协议栈演进与资源编排提出了系统性挑战。 本白皮书面向智算中心光电协同交换网络的全栈技术体系，旨在： • 梳理国家政策、AI 发展趋势与智算中心网络需求，揭示光电 协同兴起的背景； • 分析光交换与电交换的性能差异与技术互补性； • 总结光电协同网络在应用层、传输层、路由层、链路层与物理 层的关键挑战与发展路径； • 提出面向未来的技术演进方向与标准化路线建议。

全健康发展。 低空感知与反制是实现低空安防的重要技术手段，其主要包括两大环节，分别是探测感知与反制。其中，探测感知负责 对低空无人机或其他物体进行探测、动态追踪与身份识别，综合利用脉冲波、频谱、光电等感知手段，确认入侵物体类型、 速度、位置等，是低空安防过程中的“眼睛”；反制负责在发现威胁目标后，实现无人机或其他飞行物的管控与打击，综合 运用电磁压制、物理拦截等手段，确保入侵物体不会对目标 飞行物的管控与打击，确保入侵物体不会对目标监视区域造成侵害；探测管控平台针对目标监视区域向对应的探测系统下发 探测监视任务，探测系统实时上报探测结果到平台，一旦发现入侵无人机或其他飞行物，平台将通过光电探测拍照取证等方 式并确认入侵物体类型，按需通知反制系统进行相应反制，最终通过探测系统查看入侵目标是否清除。同时，探测管控平台 与上层监管平台互联，上报监管数据。 通信感知一体化技术（ISAC，Integrated 雷达感知功能，复用频谱资源和共享设备软硬件资源，使网络具备环境感 知、目标检测与定位、轨迹跟踪等功能，如图3.2所示。 3.2 探测技术及设备 5G-A通感技术 5G通感 雷达 无线电侦测 光电探测 RID播报 电磁干扰 反制系统 探测系统 探测管控平台 上层监管平台 激光摧毁 制导枪 网捕 图3.1 低空安防融合感知与反制系统框架 08 低空安防融合感知技术应用蓝皮书 测距

求，而对位置 和位移的检测也是机器人最基本的感觉要求。机器人的位置传感器，主 要用于测量机器人自身位置。 常见机器人 位置传感器 电感式位置传感器 电阻式位置传感器 电容式位置传感器 光电式位置传感器 霍尔元件位置传感器 磁栅式位移传感器 电位计式传感器 典型的位置传感器，又称为电位差计。它由一个线绕电阻 ( 或薄膜电阻 ) 和一个滑动触头组成。 工作原理 滑动触头通 螺线管或直线型碳膜电阻，滑动触点只能沿电阻的轴线方向做直线运 动，其具有诸多优点。 主要缺点是易磨损，电位器的可靠性和寿命受到一定程度地影响。正 因如此，电位计式位移传感器在机器人上的应用受到了一定的局限。近 年来随着光电编码器价格的降低而逐渐被取代。 当把电位计式位移传感器的电阻元件弯成圆弧形，可动触点的一端 固定在圆的中心，像时针那样旋转时，由于电阻值随相应的转角变化， 就构成一个简易的角度传感器。 2 、旋转型电位计式角度传感器 、光学式绝对型旋转光电编码器 绝对式编码器 它可以直接把被测转角或位移转化成相应的代码，指示的是绝对位置而 无绝对误差，在电源切断时不会失去位置信息。 工作原理 绝对式旋转编码器在使用时，可以用一个传感器检测角度和角速度。这 种编码器的输出是旋转角度的实时值，所以若对采集的值进行记忆，并 计算它与实时值之间的差值，就可以求出角速度。 图 4-8 绝对式光电编码器的 码盘 （

................... 5 2.1.2 线性接收光学........................................................ 6 2.2 光电共封技术.....................................................................6 2.2.1 板上光学............. ...... 18 5. 产业生态与标准化.....................................................................21 5.1 光电领域互连标准............................................................21 5.1.1 CPO 领域标准............... .................... 22 5.1.3 Chiplet 领域标准............................................... 22 5.2 光电领域交换标准与产业生态....................................... 24 5.2.1 光交换标准发展现状.............................

打印机 串口服务器 称重仪表 I/0 控制器 控制柜 语音 大屏募 车辆识别 摄像机 4 号 地感线圈 电子汽车衡 1 号 地感线圈 2 号光电开关 光电开关 3 号 车辆识别 地感线圈 地感线圈 大屏幕：显示广告、车辆信息、重量、引导提示等； ⑧ 打印机：针式打印机； ⑨ 硬盘录像机：监控录像； ⑩ 电气控制柜：碳钢喷塑，内含 I/O 控制器、串口服务器等电气元件； ⑪ 控制计算机：采用工业控制计算机； ⑫ 光电开关：对车辆位置定位，防作弊； ⑬ 语音设备：语音提示或磅房喊话。 注：硬盘录像机未在上图表示(该部分设备布置在磅房内),硬盘录像机 只在需要录像监控时候采用；电气控制柜、控制计算机为逻辑控制及上位机管 设备框图 车辆智能称重管理系统划分 AVS 车辆智能称重管理系统按功能性划分，可分为如下几个子系统： ● 数字式电子汽车衡子系统(秤体、称重传感器、称重仪表、接线盒等) ● 光电感应检测子系统(光电开关、不锈钢护罩等) ● 图像抓拍与视频监控子系统(网络摄像机、 NVR 硬盘录像机等) —50— ● RFID 车辆自动识别子系统(IC 读写器、RFID 读写器、车牌识别仪、电

--------- 133  企业案例 --------- 135 • 斯达半导 --------- 136 • 圣邦股份 --------- 137 • 富瀚微 --------- 138 • 路维光电 --------- 139 • 至纯科技 --------- 140 第六章——中国专精特新系列研究：计算机行业 --------- 141  行业综述 --------- 142  160 7 中国云原生行业研究 | 2021/7 专精特新系列 白皮书 | 2025/8 目录  发展趋势 --------- 162  企业案例 --------- 164 • 力鼎光电 --------- 165 • 天地数码 --------- 166 • 海天瑞声 --------- 167 • 华大九天 --------- 168 • 永信至诚 --------- 169 业“六税两费”减 免政策的公告》，执行期限为2022年1月1日至2024年12月31日。  半导体：常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，按照制造技术可分为集成电路（IC）、分立器 件、光电子和传感器，可广泛应用于下游通信、计算机、消费电子、网络技术、汽车及航空航天等。  IC：Integrated Circuit的简称，指集成电路，通常也叫芯片（Chip），是一种微型电子器件或部件，采用

高性能传感器技术助力中医闻诊、切诊 传感器技术已经广泛应用于中医诊断领域。早在 20 世纪 70 年代，国内多 家科研院所就基于传感器技术研发了中医脉诊仪等诊法客观化设备和仪器。目前， 如压力传感器、光电传感器、气相色谱-声表面波传感器等已经广泛应用于中医 脉诊、闻诊、红外热成像仪、经络检测仪等领域中。 近年来，随着晶体管 3D 封装以及微机电系统技术的不断发展成熟，传感器 的灵敏度和精确度 诊理论数据库和诊断决策支持系统构成。 无影成像光学系统主要通过无影照明技术，在特定的光学条件下，将患者 的眼部情况清晰、准确地捕捉。 图像采集装置将无影成像光学系统捕捉到的眼部图像进行光电转换，将光 学信号转化为电子信号，再传输到计算机进行处理，形成高质量的数字化眼图像 智能化分析系统利用特定的智能化算法和程序，提取出眼部图像的特征， 并进行综合分析。 中医眼诊理论数据库 监管机构审批，进入市场。 30 表 6. 获得药监局批准的红外热像仪产品 注册人名称 产品名称 注册证编号 杭州新瀚光电科技有限公司 医用红外热像仪 浙械注准 20152060479 北京悦天光电技术有限公司 红外热像诊断系统 京械注准 20152060522 重庆宝通华医疗器械有限公司 短焦距非制冷远红外热像 仪 渝械注准 20162060048

智能工厂 江苏悦阳光伏科技有限公司 中国联通 江苏省盐城市 阜宁协鑫集成科技有限公司 5G 工厂 阜宁协鑫集成科技有限公司 中国移动 江苏省盐城市 天合光能高效电池 5G 工厂 天合光能（宿迁）光电有限公司 中国电信 江苏省宿迁市 方太智能厨电 5G 工厂 宁波方太厨具有限公司 中国联通 浙江省宁波市 德业 5G 智慧工厂 宁波德业变频技术有限公司 中国电信 浙江省宁波市 南太湖高能锂电 长虹新能源 5G 工厂 四川长虹新能源科技股份有限公司 中国联通 四川省绵阳市 创明新能源 5G 工厂 绵阳创明智能电池有限责任公司 中国电信 四川省绵阳市 光缆智造 5G 全连接数字化工厂 四川乐飞光电科技有限公司 中国移动 四川省乐山市 西古光通 5G 智慧工厂 西安西古光通信有限公司 中国移动 陕西省西安市 计算机、通信 和其他电子设 备制造业 联想创新产业园（天津）5G 工厂 联想创新科技（天津）有限公司 高频高速电路板 5G 工厂 大连亚太电子有限公司 中国移动 辽宁省大连市 中科可控新一代人工智能产业 5G 工厂 中科可控信息产业有限公司 中国移动 江苏省苏州市 友达苏州 5G 智能工厂 友达光电（苏州）有限公司 中国联通 江苏省苏州市 中天光伏 5G 智能工厂 中天光伏材料有限公司 中国联通 江苏省南通市 基于高频率传输玻纤布基覆铜板 5G 智能工厂 江苏生益特种材料有限公司 中国移动

智算产业发展研究报告（2025） 31 4、硅光互联 硅光技术是以硅和硅基衬底材料（如 SiGe/Si、SOI 等）作为光 学介质，通过互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的集成电路工艺制 造相应的光子器件和光电器件（包括硅基发光器件、调制器、探测器、 光波导器件等），并利用这些器件对光子进行发射、传输、检测和处 理，以实现其在光通信、光传感、光计算等领域中的实际应用。硅光 互连融合硅基集成电路的成熟工艺与光子学的独特优势，与电互连相 CMOS 制造工艺兼容，可以 在不同的光学和电子组件之间实现灵活的设计和优化。 光电合封（Co-packaged optics，CPO）技术进一步释放硅光互 连的潜力。该技术通过将硅光引擎（光学模块）与电子芯片（如 ASIC） 在制造阶段直接共封装于同一高速主板，实现光信号与电信号在物理 层面紧密集成，不仅大幅缩短了光电器件连接的距离，降低了功耗， 还改善了数据连接质量，降低了信号损耗。此外，CPO 互连技术在带宽密度、能耗效率和互连时延等方面仍面临研发挑战， 智算产业发展研究报告（2025） 32 亟需在新型光电子材料研发、光电子器件结构拓展、硅基异质异构集 成、光电子与微电子深度协同以及高密度集成等领域突破。主流企业 加快布局，已取得初步成效，如英伟达已推出两款基于光电共封装技 术（CPO）的硅光芯片和两款硅光网络交换机；亚马逊联合意法半导 体研发 PIC100 硅光芯片。根据 Yole