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5月7日消息（林想）近年來隨著SDN、AI等新型技術的引入，智能光網絡被賦予全新的定義。尤其到了5G時代，網絡架構更加復雜，功能、性能不斷增加，與此同時海量的數據流量和全新的業務模式出現，對光網絡承載能力的要求越來越高。我們需要通過人工智能的手段，實現光網絡的智能管理、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“中國光通信高質量發展論壇中”的“當AI遇到光：智能光網絡研討會”上，中國聯通研究院首席科學家唐雄燕表示，在光網絡中引入AI是光網絡發展的最重要的一個方向，也代表著智能光網絡的未來。目前AI賦能光網絡方面仍存在不小的挑戰，中國聯通將從六方面入手破題，向著自動駕駛光網絡的終極目標邁進。
ASON控制平面的GMPLS協議簇具備普適性
“智能光網絡在二十年前就已出現。”唐雄燕指出，過去的光網絡主要有傳送和管理兩個平面。在傳統光網絡基礎上，突破性引入了動態交換和控制平面，實現網絡資源的實時按需分配，被稱為第一代智能光網絡（ASON）。
要實現智能光網絡的交換就必然要引入網絡的控制協議，IETF將MPLS擴展和更新為GMPLS，以適應智能光網絡進行動態控制和信令傳送；智能光網絡的架構則是ITU在2001年正式完成標準化，發布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絡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絡的發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，很好地解決傳統光網絡可靠性不高（SDH環網等），資源利用率較低，業務端到端管理能力差，無法實現業務分級服務等難題，構建靈活、高效、安全、差異化服務的智能光網絡。
整個光的傳送平面二十年來不斷發展演進，經過SDH；通過引入分組傳送到達MSTP；隨著更大容量的光傳輸網的發展進入OTN階段；為了實現多種波長光組網進入WDM階段；隨后邁入ROADM階段，在線路中間可以根據需要任意指配上下業務的波長，實現業務的靈活調度。
“回顧歷程不難發現，傳送平面技術在不斷發展演進，但ASON控制平面的GMPLS協議簇具備普適性。”唐雄燕表示，基于SDH的智能光網絡是ASON的話，那基于波長交換的智能光網絡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軟件定義網絡（SDN）出現了，它是一種新型的網絡架構，其設計理念是將網絡的控制平面與數據轉發平面進行分離，并實現可編程化控制。
據唐雄燕介紹，SDN真正走入市場是在2012年。“2011年，開放網絡基金會ONF成立，推動SDN的發展和標準制定。2016 年10月, ONF和開源項目ONOS/CORD合并，成立新的ONF，致力于SDN相關開源項目。”
SDN的出現推動網絡架構的變革，整個網絡發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絡的SDN化。其中ONF成立OTWG工作組，啟動ODTN項目；TIP啟動OOPT（開源光網絡和分組傳輸）項目；ITU-T SG15相繼發布了G.7701、G.7702等傳送網SDN相關標準；CCSA完成了軟件定義光網絡（SDON）等相關行標。
在唐雄燕看來，智能光網絡從ASON到SDON的演進，也正式步入第二代智能光網絡—SDN化光網絡（SDON）階段，實現了擴展性、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絡控制。在開放性方面，SDON的北向接口和南向接口開放，允許各類業務編程應用，提高服務能力、運維效率并降低成本；允許多廠家解耦組網。”
“由于光網絡在骨干網、城域網和邊緣接入層的發展需求和應用場景不同，其SDN化發展也有不同方式。”唐雄燕表示，基于光網絡控制平面的增強，推進北向接口開放，基于ACTN等標準化接口，實現端到端編排，主要是在骨干和城域網絡。引入NETCONF/OPENCONFIG等協議，推進南向接口開放和標準化，面向邊緣接入、數據中心互聯等簡單組網應用，實現集中管控和開放解耦。
據唐雄燕介紹，在SD-OTN應用方面，中國聯通開展了多項探索與創新，在行業應用方面也走在前列。“2018年，中國聯通率先發布基于SD-OTN的金融精品網；2019年，推出全球政企精品網，覆蓋國內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品。”
集中化SDN和分布式ASON各有自己特點。集中化SDN實現全局資源最優的業務路徑計算，提升資源利用率；分布式ASON控制協議優勢在于敏捷高效執行，毫秒級感知故障并快速反應。所以比較理想的狀態是基于集中+分布式架構的全光業務網控制協議，提供海量聯接、超高可靠性、智慧運維的能力。
六方面破解AI在智能光網絡挑戰，目標自動駕駛光網絡
近年來隨著人工智能的發展，第三代智能光網絡—基于AI的智能光網絡應運而生。
ASON/WSON/SDON的控制平面，是光網絡智能化的主要加載平臺，引入人工智能（AI），構建智慧光網大腦。通過智能化的管控調度，網絡動態的實時感知，預測性的運維，使整個網絡資源彈性化，支撐業務自動化、資源自動化、維護自動化，最大化提升用戶體驗感知，實現光網絡全生命周期的智能化管理。
“AI在智能光網絡的應用可以實現智能規劃、智能運維、智能調整優化和業務智能發放。可以說在光網絡中引入AI是光網絡發展的最重要的一個方向，代表著智能光網絡的未來。”唐雄燕表示，在光網絡引入AI顯著提高光網絡狀態感知、網絡資源管控與網絡故障管理能力，典型應用包括：光性能/狀態監測（OPM）、自適應損傷補償、傳輸鏈路質量評估（QoT）和優化、網絡設備自動控制、網絡資源優化配置、網絡流量預測、故障定位與管理、光網絡數字孿生等等。
在列舉AI賦能光網絡的典型應用案例時，唐雄燕重點介紹了中國聯通正在開展的三大典型應用。
一是基于AI 實現光網絡故障快速定位，識別根源告警，降低排障和業務不可用時間；二是基于AI 對傳輸系統、鏈路、端口進行流量預測，分析流量趨勢，提前預判流量瓶頸，指導網絡合理擴容；三是基于AI 對光性能劣化趨勢進行分析和健康預警，對性能進行分級預警和管理，實現健康度可視化和主動式運維。
同時唐雄燕強調，AI在網絡的方面還面臨多方面的挑戰，可從六大方面入手。
一是多場景賦能價值導向。豐富AI賦能場景，挖掘商業價值，如何轉化為增值服務；
二是直面AI難題和挑戰，加速新技術應用。不斷突破算法黑盒，增強可解釋性探索知識圖譜、深度學習等AI技術落地應用；
三是增強泛化遷移能力，提升普適性。突破模型通用、知識泛化技術的同時，不斷探索遷移學習等技術，提升AI模型的普適性；
四是數據價值挖掘和安全保障。系統訪問/管控安全保障，數據價值安全挖掘，系統高可靠高可用；
五是高效標注樣本數據，提升數據質量。研究有效樣本增強機制，迭代提升，探索半監督學習、小樣本機器學習等新技術落地應用；
六是平臺廣泛協同，降低AI門檻。網元/網絡控制器/云端三級智能協同發展，提升人工智能效率，降低引入成本。
基于AI的智能光網絡的發展最終目標是實現自動駕駛光網絡（ADON），如果智能汽車的發展需要分級一樣，ADON的發展也會進入分級，L1手工網絡需要工具輔助；L2半自動需要固定規則自動化；L3預測分析基于預測的自動化；L4系統自決策需要意圖驅動的自動化；L5光網絡自治完全自動化。
唐雄燕表示，“從目前來看，我們處于L2-L3的發展階段中，實現了部分的自動化，中國聯通下一步將朝著完全自動化的方向邁進。”
