唐雄燕：破解AI在智能光網(wǎng)絡(luò)六大難題，向自動駕駛光網(wǎng)絡(luò)目標邁進

5月7日消息（林想）近年來隨著SDN、AI等新型技術(shù)的引入，智能光網(wǎng)絡(luò)被賦予全新的定義。尤其到了5G時代，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加復(fù)雜，功能、性能不斷增加，與此同時海量的數(shù)據(jù)流量和全新的業(yè)務(wù)模式出現(xiàn)，對光網(wǎng)絡(luò)承載能力的要求越來越高。我們需要通過人工智能的手段，實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的智能管理、極致體驗、靈活開放，以達到提升用戶體驗，降低運營成本的目標。

在日前召開的“中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇中”的“當AI遇到光：智能光網(wǎng)絡(luò)研討會”上，中國聯(lián)通研究院首席科學(xué)家唐雄燕表示，在光網(wǎng)絡(luò)中引入AI是光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最重要的一個方向，也代表著智能光網(wǎng)絡(luò)的未來。目前AI賦能光網(wǎng)絡(luò)方面仍存在不小的挑戰(zhàn)，中國聯(lián)通將從六方面入手破題，向著自動駕駛光網(wǎng)絡(luò)的終極目標邁進。

ASON控制平面的GMPLS協(xié)議簇具備普適性

“智能光網(wǎng)絡(luò)在二十年前就已出現(xiàn)。”唐雄燕指出，過去的光網(wǎng)絡(luò)主要有傳送和管理兩個平面。在傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，突破性引入了動態(tài)交換和控制平面，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的實時按需分配，被稱為第一代智能光網(wǎng)絡(luò)（ASON）。

要實現(xiàn)智能光網(wǎng)絡(luò)的交換就必然要引入網(wǎng)絡(luò)的控制協(xié)議，IETF將MPLS擴展和更新為GMPLS，以適應(yīng)智能光網(wǎng)絡(luò)進行動態(tài)控制和信令傳送；智能光網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)則是ITU在2001年正式完成標準化，發(fā)布ASON（G.8080）；另外一個標準組織OIF重點定義了UNI、NNI等接口標準。

“這個階段的智能光網(wǎng)絡(luò)底層的傳送還是基于SDH的傳送平面，ASON的引入對于智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是一個革命性的變化，帶來很大的價值。”唐雄燕指出，分布式的ASON，很好地解決傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)可靠性不高（SDH環(huán)網(wǎng)等），資源利用率較低，業(yè)務(wù)端到端管理能力差，無法實現(xiàn)業(yè)務(wù)分級服務(wù)等難題，構(gòu)建靈活、高效、安全、差異化服務(wù)的智能光網(wǎng)絡(luò)。

整個光的傳送平面二十年來不斷發(fā)展演進，經(jīng)過SDH；通過引入分組傳送到達MSTP；隨著更大容量的光傳輸網(wǎng)的發(fā)展進入OTN階段；為了實現(xiàn)多種波長光組網(wǎng)進入WDM階段；隨后邁入ROADM階段，在線路中間可以根據(jù)需要任意指配上下業(yè)務(wù)的波長，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活調(diào)度。

“回顧歷程不難發(fā)現(xiàn)，傳送平面技術(shù)在不斷發(fā)展演進，但ASON控制平面的GMPLS協(xié)議簇具備普適性。”唐雄燕表示，基于SDH的智能光網(wǎng)絡(luò)是ASON的話，那基于波長交換的智能光網(wǎng)絡(luò)WSON。”

ASON到SDON演進，靈活性和開放性提升顯著

十年前，一個具有革命性的技術(shù)軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）出現(xiàn)了，它是一種新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其設(shè)計理念是將網(wǎng)絡(luò)的控制平面與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面進行分離，并實現(xiàn)可編程化控制。

據(jù)唐雄燕介紹，SDN真正走入市場是在2012年。“2011年，開放網(wǎng)絡(luò)基金會ONF成立，推動SDN的發(fā)展和標準制定。2016 年10月, ONF和開源項目ONOS/CORD合并，成立新的ONF，致力于SDN相關(guān)開源項目。”

SDN的出現(xiàn)推動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變革，整個網(wǎng)絡(luò)發(fā)展進入軟件定義的新階段。同時隨著SDN概念興起，多個標準和開源組織積極推進光網(wǎng)絡(luò)的SDN化。其中ONF成立OTWG工作組，啟動ODTN項目；TIP啟動OOPT（開源光網(wǎng)絡(luò)和分組傳輸）項目；ITU-T SG15相繼發(fā)布了G.7701、G.7702等傳送網(wǎng)SDN相關(guān)標準；CCSA完成了軟件定義光網(wǎng)絡(luò)（SDON）等相關(guān)行標。

在唐雄燕看來，智能光網(wǎng)絡(luò)從ASON到SDON的演進，也正式步入第二代智能光網(wǎng)絡(luò)—SDN化光網(wǎng)絡(luò)（SDON）階段，實現(xiàn)了擴展性、靈活性、開放性等方面的顯著提升。

“在靈活性方面，SDON比ASON更加適合多層多域多約束的光網(wǎng)絡(luò)控制。在開放性方面，SDON的北向接口和南向接口開放，允許各類業(yè)務(wù)編程應(yīng)用，提高服務(wù)能力、運維效率并降低成本；允許多廠家解耦組網(wǎng)。”

“由于光網(wǎng)絡(luò)在骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和邊緣接入層的發(fā)展需求和應(yīng)用場景不同，其SDN化發(fā)展也有不同方式。”唐雄燕表示，基于光網(wǎng)絡(luò)控制平面的增強，推進北向接口開放，基于ACTN等標準化接口，實現(xiàn)端到端編排，主要是在骨干和城域網(wǎng)絡(luò)。引入NETCONF/OPENCONFIG等協(xié)議，推進南向接口開放和標準化，面向邊緣接入、數(shù)據(jù)中心互聯(lián)等簡單組網(wǎng)應(yīng)用，實現(xiàn)集中管控和開放解耦。

據(jù)唐雄燕介紹，在SD-OTN應(yīng)用方面，中國聯(lián)通開展了多項探索與創(chuàng)新，在行業(yè)應(yīng)用方面也走在前列。“2018年，中國聯(lián)通率先發(fā)布基于SD-OTN的金融精品網(wǎng)；2019年，推出全球政企精品網(wǎng)，覆蓋國內(nèi)220個城市，海外17個城市。面向政企客戶量身定制高帶寬(10M-100G)、高可靠、高安全、高私密性的專屬智能專線產(chǎn)品。”

集中化SDN和分布式ASON各有自己特點。集中化SDN實現(xiàn)全局資源最優(yōu)的業(yè)務(wù)路徑計算，提升資源利用率；分布式ASON控制協(xié)議優(yōu)勢在于敏捷高效執(zhí)行，毫秒級感知故障并快速反應(yīng)。所以比較理想的狀態(tài)是基于集中+分布式架構(gòu)的全光業(yè)務(wù)網(wǎng)控制協(xié)議，提供海量聯(lián)接、超高可靠性、智慧運維的能力。

六方面破解AI在智能光網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)，目標自動駕駛光網(wǎng)絡(luò)

近年來隨著人工智能的發(fā)展，第三代智能光網(wǎng)絡(luò)—基于AI的智能光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運而生。

ASON/WSON/SDON的控制平面，是光網(wǎng)絡(luò)智能化的主要加載平臺，引入人工智能（AI），構(gòu)建智慧光網(wǎng)大腦。通過智能化的管控調(diào)度，網(wǎng)絡(luò)動態(tài)的實時感知，預(yù)測性的運維，使整個網(wǎng)絡(luò)資源彈性化，支撐業(yè)務(wù)自動化、資源自動化、維護自動化，最大化提升用戶體驗感知，實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)全生命周期的智能化管理。

“AI在智能光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用可以實現(xiàn)智能規(guī)劃、智能運維、智能調(diào)整優(yōu)化和業(yè)務(wù)智能發(fā)放。可以說在光網(wǎng)絡(luò)中引入AI是光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最重要的一個方向，代表著智能光網(wǎng)絡(luò)的未來。”唐雄燕表示，在光網(wǎng)絡(luò)引入AI顯著提高光網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)感知、網(wǎng)絡(luò)資源管控與網(wǎng)絡(luò)故障管理能力，典型應(yīng)用包括：光性能/狀態(tài)監(jiān)測（OPM）、自適應(yīng)損傷補償、傳輸鏈路質(zhì)量評估（QoT）和優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自動控制、網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化配置、網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測、故障定位與管理、光網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生等等。

在列舉AI賦能光網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用案例時，唐雄燕重點介紹了中國聯(lián)通正在開展的三大典型應(yīng)用。

一是基于AI 實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)故障快速定位，識別根源告警，降低排障和業(yè)務(wù)不可用時間；二是基于AI 對傳輸系統(tǒng)、鏈路、端口進行流量預(yù)測，分析流量趨勢，提前預(yù)判流量瓶頸，指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)合理擴容；三是基于AI 對光性能劣化趨勢進行分析和健康預(yù)警，對性能進行分級預(yù)警和管理，實現(xiàn)健康度可視化和主動式運維。

同時唐雄燕強調(diào)，AI在網(wǎng)絡(luò)的方面還面臨多方面的挑戰(zhàn)，可從六大方面入手。

一是多場景賦能價值導(dǎo)向。豐富AI賦能場景，挖掘商業(yè)價值，如何轉(zhuǎn)化為增值服務(wù)；

二是直面AI難題和挑戰(zhàn)，加速新技術(shù)應(yīng)用。不斷突破算法黑盒，增強可解釋性探索知識圖譜、深度學(xué)習(xí)等AI技術(shù)落地應(yīng)用；

三是增強泛化遷移能力，提升普適性。突破模型通用、知識泛化技術(shù)的同時，不斷探索遷移學(xué)習(xí)等技術(shù)，提升AI模型的普適性；

四是數(shù)據(jù)價值挖掘和安全保障。系統(tǒng)訪問/管控安全保障，數(shù)據(jù)價值安全挖掘，系統(tǒng)高可靠高可用；

五是高效標注樣本數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量。研究有效樣本增強機制，迭代提升，探索半監(jiān)督學(xué)習(xí)、小樣本機器學(xué)習(xí)等新技術(shù)落地應(yīng)用；

六是平臺廣泛協(xié)同，降低AI門檻。網(wǎng)元/網(wǎng)絡(luò)控制器/云端三級智能協(xié)同發(fā)展，提升人工智能效率，降低引入成本。

基于AI的智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展最終目標是實現(xiàn)自動駕駛光網(wǎng)絡(luò)（ADON），如果智能汽車的發(fā)展需要分級一樣，ADON的發(fā)展也會進入分級，L1手工網(wǎng)絡(luò)需要工具輔助；L2半自動需要固定規(guī)則自動化；L3預(yù)測分析基于預(yù)測的自動化；L4系統(tǒng)自決策需要意圖驅(qū)動的自動化；L5光網(wǎng)絡(luò)自治完全自動化。

唐雄燕表示，“從目前來看，我們處于L2-L3的發(fā)展階段中，實現(xiàn)了部分的自動化，中國聯(lián)通下一步將朝著完全自動化的方向邁進。”

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