光網絡智能化運維的研究與實踐-秦忻.pdf

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1、1光網絡智能化運維的研究與實踐中國電信股份有限公司研究院秦忻2023年6月2目錄Contents目錄 背景 自研光網絡管控運維系統 光網絡智能運維場景 小結光網絡發展趨勢3超大組網 扁平化架構：一二干融合，“多層+分域”快速恢復：集中與分布結合的WSON 管控方式：支持多廠商的超級控制器超大容量 超高速率：200G 400G800G 超寬頻譜：擴展C 擴展C+L C+L+S 新型光纖：G.654E、多芯光纖等超長距離 高性能補償算法：非線性、濾波 高速器件（GBaud）：90130180 新型調制：高階QAM、角動量 新型光纖：G.654E、MCF、FMF、PCF全光交換 高維度：203264

2、128 靈活調度：CDC-ROADM智慧運營 人工到自動化的轉變與運維的智慧化數字化轉型 L2L4，開啟自動駕駛新時代AI光網絡運營的痛點問題數字通信時代的模擬網絡4異廠商、不同光纖、不同芯間距對接和熔接存在問題單波速率器件達到瓶頸擴展光波段器件是關鍵不同技術方案影響未來網絡技術演進網絡規劃考慮因素復雜啞資源管理無序光纖故障頻率較高海量告警數據上報故障根因難判斷開通優化時間長配置需依賴人工性能劣化缺乏感知無法掌握網絡狀態優化&運營規劃&建設維護AI助力光網絡管控，實現智慧化運營中國電信全光網2.0中的運營智慧化5全光網2.0目標網絡架構全光網2.0愿景架構圖在新一代云網運營系統框架下，全光網2

3、.0將基于SDN理念引入控制器實現對邊緣層光網絡設備的直接管控，并規范廠商網管北向接口實現骨干層設備的統一調度，形成“骨干+城域”端到端管理下的自動配置調度、完整性能采集分析、能力開放客戶化服務的智慧運營能力。研究引入大數據分析、數字孿生和AI等新技術提升全光網2.0數字化智慧運營水平。目錄Contents目錄 背景 自研光網絡管控運維系統 光網絡智能運維場景 小結7光網絡智能化的目標與技術基礎網絡自動化自動編排優化態勢感知分析網絡可感知故障根因溯源排障高效化光網健康預測劣化可預防光網絡智能化目標智能光網絡自研管控系統充足數據量人工智能技術開放架構+數字化AI挖掘數據價值是手段能力開放和數字化

4、是基礎數據采集是基礎量變積累形成質變Telemetry挖掘數據價值新一代云網運營系統8自研管控系統案例UMS中國電信新一代云網運營系統架構統一設計，進行集約化部署統一納管多廠商，實現灰盒解耦實現業務端到端智能化運營、接入端設備低成本打破煙囪式管控，解決多廠商設備統一管控問題光層定制和電層定制，推動光電解耦和光網絡運維注智軟硬解耦,引入AI技術，搭建智能化場景Telemetry數據采集技術光層（OLS20）電層（OTE20）控制器（ONC20）ONC20DCI-BOX目錄9Contents目錄 背景 自研光網絡管控運維系統 光網絡智能運維場景 小結10流量預測針對不同政企OTN用戶，實現對指定時

5、段流量值的預測分析?，F網數據（自研UMS控制器采集）驗證，預測準確度可達90%以上結合歷史數據，分析預測未來的流量趨勢，對路由選擇、擴容、建設等有指導意義省份A省份B省份CCNN/LSTM/XGBOOST/MINNInput 1Input 2CNN-TFCRNN-TFConcatenateOutputDense Layer構建多輸入深度學習網絡，結合CNN和LSTM灰盒Prophet結合神經網絡和Prophet輸入和損失函數，構建灰盒模型周期性自相關性11故障溯源統一處理采集多廠商告警數據，進行數據預處理?；诤Ａ扛婢瘮祿?，進行告警關聯分析，從而進行故障溯源。利用現網海量告警（自研盒式波分控制

6、器采集），進行告警相關性分析，挖掘關聯規則，并進行故障定位。數據采集數據去重數據清洗數據標注多廠商告警統一處理告警關聯分析查找根源告警完善告警規則庫或知識圖譜故障定位模型告警日志/業務路徑告警關聯分析故障規則庫/知識圖譜GNN關聯規則衍生策略數據整合網絡拓撲業務流數據預處理告警相關性分析故障定位12割接智能排期自動對割接任務進行排期以及沖突驗證，并不斷完善排期方案和規則，節省人力成本。將待割接任務進行自動排期，并通過沖突判斷，對排期進行驗證。排期任務收集任務向量化任務清洗智能排期任務分層排期沖突模型進行沖突驗證割接系統/割接原因/網絡拓撲待割接池專家定義規則舉例網絡結構規則舉例長途資源庫基礎模

7、型任務重要性排期模型分層排期完全子圖目標規劃+智能優化搜索算法沖突驗證交互接口識別無效沖突記錄先低風險后高風險=任務分層(A/B/C層)1A+5B+6C任務預處理排期沖突驗證13光纜外破預警對地埋光纜周圍環境振動情況進行監測，識別光纜外破模式，降低外破導致的光纜中斷風險。電信研究院北區-南區試點：事件識別準確率90%-OTDR外界振動線纜振動纜內光纖折射率改變瑞利散射光強/相位改變深度學習算法信號解調算法處理數據建模特征識別建立機制分級預警振動異常瞬時報警acb實施方案光纖傳感+AI算法現網試點（城域范圍光纜段）對各類破壞事件展開準確定位，快速精準指導搶修工作，實現主動運維，提升運維效率。14

8、光纜同路由監測振動相似度評估 同溝同溝纖芯纖芯2纖芯纖芯1不同溝不同溝傳感光脈沖傳感光脈沖傳感光脈沖傳感光脈沖 2振動定位算法振動定位算法同溝檢測算法同溝檢測算法管井ODF光纖熔接2臺 2卷10km SMF(a)(b)(c)光纖傳感+智能識別算法定位模型+相似度分析模型(b)(a)算法準確率90%，定位精度20 m檢測光纜同溝同纜風險，避免主備業務出現共享風險，保障網絡高可靠運行實施方案優勢：不開井，不中斷業務的前提下判斷同路由風險，降低光纜故障對業務的影響。15健康度預測動態監測、感知光網絡參數，基于精確感知數據，進行多維參數分析，預測光網絡健康度，提前預警風險，實現主動運維。光網絡故障以緩

9、變型故障為主（如激光器頻率飄移、放大器ASE噪聲增大等）數據監測損傷估計重要性分析損傷估計/健康度預測功率/損耗/信噪比/BER光網絡參數感知色散/PMD/器件非線性/光纖非線性損傷估計模型數據預處理數據去重數據清洗數據整合健康度預測線路/OTS/OCH健康度預測損傷估計模型 SVM/NN/高斯分布重要性分析16未來展望數字孿生下物理網絡層孿生網絡層數據采集控制下發功能模型流量建模質量保障智能網管系統網絡創新技術驗證網絡維護和優化意圖驗證網絡管理網絡可視化故障診斷安全建模調度優化網絡規劃網絡應用層網絡孿生體管理模型管理安全管理拓撲管理基礎模型網元模型拓撲模型服務映射模型規劃維護建設運營優化數據

10、共享倉庫數據存儲數據服務數據管理用戶業務運行狀態網絡配置數據采集仿真驗證迭代優化能力調用意圖翻譯ITU-T標準Y.3090和CCSA TC3在研標準數字孿生網絡架構及技術要求(送審稿)數字孿生光網絡是在物理網絡上建立一個鏡像數字網絡，實時反映網絡資源的狀態以及業務的運行狀態，從而有效支撐資源可視以及健康保障。OIF2023.181.05高速數據采集平臺數字孿生平臺推演能力開放及AI模型嵌入與現有管控系統結合/關系，定義交互界面數據格式ITU SG15 Evaluation on component impact for Digital Twin Network17目錄Contents目錄 背景 自研光網絡管控運維系統 光網絡智能運維場景 小結18數字化理念：SDN理念的集約和開放有利于打破煙囪壁壘，統一接口和北向能力開放是引入AI的重要架構基礎。數據的價值：新一代云網運營系統、自研控制器有利于運營商自主掌控數據，實現價值運營。智能化場景：積極探索應用場景，目標實現網絡可感知，排障高效化，劣化可預防，網絡自動化。數字孿生：數字化方式創建物理網絡實體的虛擬孿生體，引入AI，與管控系統交互，實現智能光網絡。小結19Thank you!Thank you!a