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(biāo)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(biāo)。

在日前召開的“中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇中”的“當(dāng)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)化,發(fā)布ASON(G.8080);另外一個標(biāo)準(zhǔn)組織OIF重點定義了UNI、NNI等接口標(biāo)準(zhǔn)。

“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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn);CCSA完成了軟件定義光網(wǎng)絡(luò)(SDON)等相關(guān)行標(biāo)。

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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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??梢哉f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(biāo)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(biāo)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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2021-05-07
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(biāo)邁進
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(biāo)邁進,C114訊 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。

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