全光網(wǎng)2.0的發(fā)展對(duì)WSON技術(shù)提出的挑戰(zhàn)介紹

CCSA于2020年12月25日召開了“下一代光傳送網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)（TC618）”成立大會(huì)，大會(huì)推選出“下一代光傳送網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)”各級(jí)負(fù)責(zé)人，同時(shí)舉辦了新一代光傳送網(wǎng)發(fā)展論壇（簡(jiǎn)稱NGOF）年度會(huì)議，在會(huì)上，CCSA TC618/NGOF發(fā)布了《波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)（WSON）2.0技術(shù)白皮書》（以下簡(jiǎn)稱“白皮書”），為全光網(wǎng)2.0時(shí)代下全光ROADM網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行指明了技術(shù)方向，助力全光網(wǎng)2.0向自動(dòng)化、智能化方向持續(xù)演進(jìn)。白皮書由NGOF大容量WDM工作組組織編寫，主要參與編寫單位包括中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)信息通信研究院、華為、烽火、中興、上海諾基亞貝爾。會(huì)上，白皮書的主要編輯者之一、來(lái)自中國(guó)電信研究院的高級(jí)工程師唐建軍博士對(duì)白皮書做了深度解讀。

WSON是波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)（Wavelength Switched Optical Network）的縮寫，業(yè)界也稱之為光層ASON（自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)）。WSON技術(shù)伴隨著ROADM（可重構(gòu)光分插復(fù)用器）技術(shù)的應(yīng)用而興起，初期是為了解決光傳送網(wǎng)絡(luò)的波長(zhǎng)免人工調(diào)度和光層業(yè)務(wù)自愈恢復(fù)需求，以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)聯(lián)接、自動(dòng)恢復(fù)三大核心能力協(xié)助運(yùn)營(yíng)商打造高可靠、簡(jiǎn)單易用、投資節(jié)省的光傳送網(wǎng)。截至目前，全球已經(jīng)有300+張網(wǎng)絡(luò)部署了WSON。自中國(guó)電信2017年啟動(dòng)長(zhǎng)江中下游區(qū)域全光ROADM網(wǎng)絡(luò)（后與電信華北ROADM網(wǎng)絡(luò)合并）建設(shè)并投入運(yùn)營(yíng)以來(lái)，WSON技術(shù)已支撐了國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商多個(gè)區(qū)域性全光ROADM網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。

白皮書指出，隨著光傳送網(wǎng)絡(luò)從1.0時(shí)代的基礎(chǔ)承載網(wǎng)演進(jìn)為2.0時(shí)代的全光業(yè)務(wù)網(wǎng)，全光網(wǎng)2.0的業(yè)務(wù)不斷向大帶寬、高品質(zhì)、差異化、云網(wǎng)一體化發(fā)展，驅(qū)動(dòng)全光網(wǎng)2.0以DC為中心建網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)日益MESH化和扁平化，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)更加強(qiáng)調(diào)集約化和自管理。白皮書總結(jié)了全光網(wǎng)2.0的發(fā)展對(duì)當(dāng)前WSON技術(shù)提出的以下新挑戰(zhàn)：

1．組大網(wǎng)能力：全國(guó)重要DC組網(wǎng)或一二干融合網(wǎng)絡(luò)，ROADM節(jié)點(diǎn)數(shù)量預(yù)測(cè)都將超800個(gè)。而受限于架構(gòu)、算法、協(xié)議和算力等因素，當(dāng)前WSON僅支持約100左右ROADM網(wǎng)元的規(guī)模能力。

2．確定性恢復(fù)：全光網(wǎng)2.0的高品質(zhì)業(yè)務(wù)需要具備確定性恢復(fù)能力，以支撐對(duì)最終用戶的高可用率承諾。恢復(fù)時(shí)間的確定性還可以減少上層IP網(wǎng)絡(luò)路由器端口翻轉(zhuǎn)，保障業(yè)務(wù)穩(wěn)定承載。而當(dāng)前WSON業(yè)務(wù)重路由自動(dòng)恢復(fù)時(shí)間具有不確定性，從10秒以上到分鐘級(jí)不等。

3．智慧化運(yùn)維：全光網(wǎng)2.0強(qiáng)調(diào)基于AI的智能運(yùn)維能力。對(duì)WSON而言，智能化的光功率調(diào)測(cè)優(yōu)化，既可以保障調(diào)測(cè)過(guò)程中業(yè)務(wù)無(wú)中斷、無(wú)誤碼，還應(yīng)具備分鐘級(jí)的快速調(diào)測(cè)優(yōu)化能力。

白皮書認(rèn)為，新一代的WSON2.0應(yīng)該具備超大網(wǎng)、確定性和智能化三大特征，以迎接全光網(wǎng)2.0時(shí)代的挑戰(zhàn)：

1. 超大網(wǎng)：WSON2.0需要具備300~1000 ROADM網(wǎng)元的大網(wǎng)管控能力，以滿足網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)需求。WSON網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大，可以顯著提升網(wǎng)絡(luò)的抗斷纖次數(shù)，節(jié)省建網(wǎng)成本和板卡數(shù)量，通過(guò)一跳直達(dá)縮短業(yè)務(wù)的端到端時(shí)延。

2. 確定性：WSON2.0需要具備30秒/10秒/2秒等不同等級(jí)的確定性、差異化恢復(fù)能力，以滿足不同場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)可靠性需求。業(yè)務(wù)重路由時(shí)間越短，可靠性越高。

3. 智能化：WSON2.0可以基于機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)光層的智能化、數(shù)字化建模，通過(guò)特征提取和深度學(xué)習(xí)，平衡全網(wǎng)和局部得出性能恢復(fù)的最優(yōu)解，并在智能優(yōu)化調(diào)測(cè)、健康預(yù)測(cè)、智能網(wǎng)絡(luò)切片、光電協(xié)同等場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)智能適應(yīng)。

白皮書也列舉了實(shí)現(xiàn)WSON2.0三大特征的系列關(guān)鍵技術(shù)。例如：在超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下，WSON2.0可通過(guò)動(dòng)態(tài)全局算路技術(shù)保證路徑計(jì)算效率和重路由恢復(fù)時(shí)間，以網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)解決大網(wǎng)的分權(quán)分域管控需求并提供差異化的業(yè)務(wù)體驗(yàn)；在確定性恢復(fù)時(shí)間方面，WSON2.0通過(guò)信令建路報(bào)文的硬件轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)消除傳統(tǒng)信令保護(hù)軟件轉(zhuǎn)發(fā)的不確定性，以O(shè)TU變波長(zhǎng)技術(shù)提升波長(zhǎng)資源利用；在智能化控制方面，WSON2.0可以具備智能調(diào)測(cè)等技術(shù)，對(duì)光網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行非線性精準(zhǔn)建模，運(yùn)用AI算法并行化調(diào)測(cè)，保障精細(xì)化控制和全網(wǎng)調(diào)測(cè)性能最優(yōu)，實(shí)現(xiàn)分鐘級(jí)、零中斷，安全可靠的調(diào)測(cè)，保障動(dòng)態(tài)WSON2.0網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。

白皮書對(duì)WSON2.0的演進(jìn)方向進(jìn)行了展望。隨著未來(lái)全光網(wǎng)2.0在自動(dòng)化、智能化方面持續(xù)發(fā)展，WSON2.0也將在云網(wǎng)協(xié)同、AI深度應(yīng)用、快速變波長(zhǎng)、光電協(xié)同等場(chǎng)景下得到廣泛應(yīng)用。持續(xù)演進(jìn)的WSON2.0技術(shù)將更好地保障全光網(wǎng)2.0高效建網(wǎng)，保障其承載業(yè)務(wù)的高可靠和自動(dòng)化靈活運(yùn)維。

CCSA一直高度重視標(biāo)準(zhǔn)化工作，始終以組織開展信息通信標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)為職責(zé)使命，從而為國(guó)家信息化和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。隨著CCSA TC618的成立，NGOF也將進(jìn)入了一個(gè)全新的階段，能夠更好地發(fā)揮自身的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)能力，并結(jié)合CCSA極具優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，推動(dòng)中國(guó)光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)演進(jìn)和領(lǐng)先。
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