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中国联通唐雄燕:“1+3+X”驱动网络智能化变革,2025年实现L4级自智网络


时间:2022-05-04  来源:  作者:  点击次数:


中国联通研究院副院长、首席科学家唐在近日举行的“2022中国光通信高质量发展论坛”网络智能专场上表示,紫智光网通过应用人工智能、云原生、数字孪生技术,深化光通信与智能技术的融合创新,驱动光网络走向自动化、智能化。为顺应网络智能化趋势,中国联通制定了“1 3 X”自智能网总体战略,目标是2025年实现L4自智能网,提供卓越的网络服务。

自动交换光网络提高了运维能力,降低了运维成本。

“电信发展史就是一部不断追求‘自动化/智能化’的历史。其实智能光网络二十年前就出现了。”唐指出,在过去,光网络主要有两个平面:传输和管理。在传统光网络的基础上,引入动态交换和控制平面,实现网络资源的实时按需分配,称为自动交换光网络(Automatic Switched Optical Network,ASON),是第一代智能光网络。

为了实现智能光网络的交换,有必要引入网络控制协议。IETF将MPLS扩展和更新为GMPLS,以适应智能光网络的动态控制和信令传输。2001年,国际电信联盟正式标准化了智能光网络的体系结构,并发布了ASON (G.8080)。另一个标准组织OIF专注于定义接口标准,如UNI和NNI。

“现阶段,智能光网络的底层传输仍然基于SDH传输平面。ASON的引入对于智能光网络的发展是一个革命性的变化,带来巨大的价值。”唐指出,分布式ASON很好地解决了传统光网络存在的问题,如低可靠性(SDH环网等)。)、资源利用率低、业务端到端管理能力差、无法实现业务分类服务等问题,构建灵活、高效、安全、差异化服务的智能光网络。

光平面发展演变了二十年,最初是SDH;通过引入分组传输达到MSTP阶段;随着更大容量光传输网络的发展,进入OTN阶段;为了实现基于多波长WDM系统的组网进入ROADM全光组网阶段,可以根据需要在线路中间任意分配上下游业务的波长,从而实现业务的灵活调度。

“回顾光传送网的发展,不难发现传送平面技术在不断发展,但ASON控制平面的GMPLS协议族具有一定的普适性。”唐说,首先指的是基于SDH的智能光网络,基于波长交换的智能光网络叫WSON。

软件定义的光网络

提高业务能力,增加网络价值。

十多年前,出现了一种革命性的网络技术,即软件定义网络(SDN)。它是一种新的网络架构,其设计思想是将网络的控制平面与数据转发平面分离,实现可编程控制。

据唐介绍,SDN真正进入市场是在2012年。“2011年,ONF开放网络基金会成立,旨在推动SDN的发展和标准制定。2016年10月,ONF和开源项目ONOS/CORD合并,成立了一个新的ONF,致力于SDN相关的开源项目。”

SDN的出现推动了网络架构的变革,全网进入了软件定义的新阶段。同时,用SDN概率

念兴起,多个标准和开源组织积极推进光网络的SDN化。其中ONF成立OTWG工作组,启动ODTN项目;TIP启动OOPT(开源光网络和分组传输)项目;ITU-T SG15相继发布了G.7701、G.7702等传送网SDN相关标准;CCSA完成了软件定义光网络(SDON)等相关行标。

在唐雄燕看来,智能光网络从ASON演进到SDON,正式步入第二代智能光网络—SDN化光网络(SDON)阶段,实现了光网络扩展性、灵活性、开放性等方面的显着提升。

“在灵活性方面,SDON比ASON更加适合多层多域多约束的光网络控制。在开放性方面,SDON实现北向接口和南向接口开放,允许各类业务编程应用,提高服务能力、运维效率并降低成本;并允许多厂家解耦组网。”

“由于光网络在骨干网、城域网和边缘接入层的发展需求和应用场景不同,其SDN化发展也有不同方式。”唐雄燕表示,在骨干和城域网络,主要基于光网络控制平面的增强,推进北向接口开放,基于ACTN等标准化接口,实现端到端编排;面向边缘接入、数据中心互联等简单组网应用,引入NETCONF/OPENCONFIG等协议,推进南向接口开放和标准化,实现集中管控和开放解耦。

据唐雄燕介绍,在SD-OTN应用方面,中国联通开展了多项探索与创新,在行业应用方面也走在前列。“2018年,中国联通率先发布基于SD-OTN的金融精品网;2019年,推出全球政企精品网,覆盖国内220个城市,海外17个城市。面向政企客户量身定制高带宽(10M-100G)、高可靠、高安全、高私密性的专属智能专线产品。近年联通在不断扩大政企精品网的规模和覆盖范围。”

自智光网络

构建智简网络,实现高品质服务

近年来随着人工智能的发展,第三代智能光网络—基于AI的智能光网络应运而生。

自智网络(Autonomous Networks)通过应用AI、云化、数字孪生等技术,发挥融合优势驱动电信行业迈向自动化智能化,将对电信产业的生产方式、运营模式、组织流程和人员技能等带来深远影响。面向电信行业的挑战,电信管理论坛TMF联合运营商、设备厂商、IT厂商在2019年首次发布《自智网络白皮书》,在白皮书中定义了自智网络的愿景、目标架构、分级方式,并每年对白皮书更新迭代。

据唐雄燕介绍,自智网络的愿景目标是使能运营商以服务化和平台化的方式提供智能网络能力,实现“Zero X”(零等待、零接触、零中断) 的极致客户体验,提供“Self-X” (自服务、自发放、自保障)的运营能力。目前,TMF、GSMA、3GPP、ETSI、IETF、CCSA等多个标准组织都在开展自智网络相关研究和标准化工作。

自智网络按照能力分为L0~L5级,其中L0是人工操作;L1初级智能辅助,特点是智能工具辅助,未形成智能化闭环;L2高级智能辅助,特点是采用静态策略,形成智能化闭环;L3网络部分自治,特定场景动态策略,预设场景系统;L4网络高度自治,策略在线迭代,动态策略完整闭环;L5网络完全自治,实现操作无人化,意图驱动。

唐雄燕强调,SON/WSON/SDON的控制平面,是光网络智能化的主要加载平台,引入人工智能(AI),构建智慧光网大脑。通过智能化的管控调度,网络动态的实时感知,预测性的运维,使整个网络资源弹性化,支撑业务自动化、资源自动化、维护自动化,最大化提升用户体验感知,实现光网络全生命周期的智能化管理。

“1+3+X”

2025年到达自智网络

为了顺应网络智能化趋势,中国联通联合产业伙伴致力于自智网络的推进,制定了自智网络 “1+3+X” 的总体实施策略。

“1个目标”,以“2025年到达L4级自智网络”为目标,牵引网络智能化、数字化升级,面向资源,实现降本增效;面向效率,提升管理手段;面向用户,实现极致体验,携手生态伙伴共享创新红利,推动产业健康可持续发展。

“3大要素”,包括体系架构、实施方法和运营实践,其中体系架构是以“市场需求”和“技术创新”为驱动,定义自顶而下的目标体系架构,牵引自智网络发展方向;实施方法包括“分级评估、产品研发、达标赋能”,三者相互促进、循环迭代,形成三位一体的实施方法体系;运营实践则围绕网络运维与运营全场景,开展网络自动化和智能化运营实践创新,推动自智网络规划落地。

“X项技术”,自智网络演进与发展需要以AI技术创新为引领,有赖网络与AI融合创新,如:网络数字孪生、AI原生网络、知识图谱、联邦算力、智能决策、图神经网络、网络大模型等,许多技术需要产业各方长期、持续投入与探索。

“自智光网络是自智网络的重要领域。光网络引入AI,能显著提高光网络状态感知、网络资源管控与网络故障管理能力。”唐雄燕指出,典型应用包括光性能/状态监测(OPM);自适应损伤补偿;传输链路质量评估(QoT)和优化网络设备自动控制;网络资源优化配置;网络流量预测;故障定位与管理;光网络数字孪生等。

目前AI主要应用于光网络智能运维中。在智能故障管理方面,通过AI智能聚合,实现光网络故障快速定位,识别根源告警,降低排障和业务不可用时间,告警聚合准确率能达到90%+,根因告警识别准确率达到85%+;在光网络健康保障方面,基于AI 算法,可提前预测光纤或光信道的故障隐患,实现健康度可视化和主动式运维,自动定位到光纤性能劣化/故障位置并给出修复建议;在意图驱动选路方面,基于规则自动提取用户意图,自动生成光网络配置信息,借助AI进行智能算路,实现多指标路径最优。

AI还能在IP+光跨层故障定位中发挥重要作用,自动化故障定位流程能减少人工参与,故障定位时间能由分钟级缩短到毫秒级;可以有效解决跨专业故障关联问题,减少重复派单;通过引入人工智能算法,能挖掘告警关联关系,精准找出故障根因。

光网络数字孪生是实现高度自智光网络的基础。通过数字孪生技术可实现对真实光网络的器件、网元、网络等多维度多层次孪生仿真,然后在数字空间智能化推演,制定精准、匹配的系统优化策略,最后再将策略反馈至物理网络进行优化配置,通过闭环实现光网络智能化。

唐雄燕最后指出,“目前来看,网络智能化大多还处于L2-L3级的自智网络阶段,也就是说实现了网络运营的智能辅助和部分场景的网络智能化,下一步将朝着高度自智和完全自智的智原生网络方向迈进,不断提升网络的运营效率和服务能力。智原生网络也是中国联通CUBE-Net3.0网络创新体系的重要特征,将有力推动构建智能化综合性数字信息基础设施。”


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