自適應光網(wǎng)絡(luò )方案，打造簡(jiǎn)單高效、靈活開(kāi)放的OTN傳送網(wǎng)

  ICC訊 5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，對光傳送網(wǎng)承載能力提出了更高的要求：更大帶寬、更長(cháng)距離、更靈活的業(yè)務(wù)類(lèi)型、更高質(zhì)量的低時(shí)延、更多顆粒度的靈活調度等。與之對應，光網(wǎng)絡(luò )設備和管理系統也逐步演進(jìn)，走向可編程、開(kāi)放化、SDN化、自動(dòng)化和智能化。

  實(shí)現OTN網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)化智能化必須要考慮傳輸光層的物理限制。這體現在：一方面，網(wǎng)絡(luò )開(kāi)通要綜合考慮業(yè)務(wù)邏輯和物理參數，除了保證業(yè)務(wù)路由通達，還要保證光路指標(如OSNR)滿(mǎn)足，盡可能實(shí)現大帶寬、遠傳輸、高頻譜利用率以減少中繼和成本;另一方面，網(wǎng)絡(luò )運行中環(huán)境變化和光纖器件自然老化會(huì )導致線(xiàn)路質(zhì)量逐步劣化，進(jìn)而影響到業(yè)務(wù)質(zhì)量，這要求在網(wǎng)絡(luò )維護中要能夠考慮這些因素并進(jìn)行自動(dòng)化優(yōu)化調整。

  光層物理限制是實(shí)現OTN網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)化智能化的難點(diǎn)之一。中興通訊深入理解和研究光傳輸層限制，推出了OTN自適應光網(wǎng)絡(luò )方案。

  自適應光網(wǎng)絡(luò )簡(jiǎn)介

  自適應光網(wǎng)絡(luò )具備超100G碼型速率自動(dòng)調整(SDO)、光功率自動(dòng)調整(APO)、光損傷補償、靈活柵格(Flexgrid)調整、分片整形(WSS)等能力;并具備AI能力，基于大數據學(xué)習模型，可智能化控制可編程光網(wǎng)絡(luò )行為，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )自適應運維。

  軟件定義光器件智能化

  OTN超100G網(wǎng)絡(luò )，根據不同的應用場(chǎng)景(帶寬、距離、傳輸質(zhì)量)要求，可以選擇不同的調制方式和碼型。中興通訊自適應光網(wǎng)絡(luò )具備智能化SDO(軟件定義光器件)功能，實(shí)時(shí)感知網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)狀態(tài)和傳輸質(zhì)量，智能化算法自動(dòng)選擇合適的速率、調制碼型，實(shí)現100Gbps~800Gbps速率靈活可調、調制格式(PM-QPSK/PM-8/16/64/256QAM等)靈活可設，也可對固定速率和固定調制格式的業(yè)務(wù)信號進(jìn)行細微的優(yōu)化和調整，從而平衡傳輸距離和頻譜帶寬，達到傳輸帶寬和現網(wǎng)應用需求的最佳匹配。

  當傳輸距離較長(cháng)/業(yè)務(wù)路徑劣化/客戶(hù)側流量變化，可及時(shí)根據現網(wǎng)情況做出最佳的調整：改變速率、調制格式，或者適當整形，提升傳輸能力?？蛻?hù)投資一塊板卡即可得到多種解決方案，網(wǎng)絡(luò )適應能力更強，從而減少客戶(hù)的網(wǎng)絡(luò )設計難度和日常運維難度，降低網(wǎng)絡(luò )CAPEX和OPEX。

  光功率自動(dòng)均衡智能化

  網(wǎng)絡(luò )運行過(guò)程中，因為環(huán)境、人為和光纖器件自然老化導致的功率參數變化，會(huì )影響到業(yè)務(wù)質(zhì)量。中興通訊自適應光網(wǎng)絡(luò )具備智能化APO(自動(dòng)光功率均衡)功能，可實(shí)時(shí)感知網(wǎng)絡(luò )光功率的狀態(tài)和變化趨勢，在網(wǎng)絡(luò )部署、業(yè)務(wù)調度、故障恢復、網(wǎng)絡(luò )調整、網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化、長(cháng)期運行維護場(chǎng)景下，當光功率參數劣化，在業(yè)務(wù)受損之前通過(guò)自適應的智能控制，均衡復用段/通道層功率，獲得較好的OSNR，最大限度減少網(wǎng)絡(luò )變化對業(yè)務(wù)的影響。

  自適應光網(wǎng)絡(luò )架構

  中興通訊自適應光網(wǎng)絡(luò )，由可編程光網(wǎng)絡(luò )基礎設施以及智能化大腦控制層組成(見(jiàn)圖1)。

圖1 自適應光網(wǎng)絡(luò )架構

  可編程自適應光網(wǎng)絡(luò )基礎設施內置在OTN設備(ZXONE 19700/9700、ZXMP M721)中;智能化大腦控制層內置在管控系統ZENIC ONE中，兩者之間通過(guò)NETCONF接口通信，協(xié)同完成自適應光網(wǎng)絡(luò )的智能化控制。

  自適應光系統功能組件是采集器，感知物理網(wǎng)絡(luò )變化，采集物理光參數上報給管控系統，供管控系統作分析和決策;同時(shí)光系統功能組件也是自動(dòng)化執行器，接受來(lái)自管控系統的控制指令，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )自適應調整。

  自適應管控系統組件具備AI功能，基于大數據學(xué)習生成自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )模型。日常運維中，管控系統組件接收光系統功能組件上報的光參數并進(jìn)行分析，基于用戶(hù)特定策略，匹配學(xué)習模型、調用智能化算法來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )控制，包括路由調度、功率調整、調制方式調整、速率變更等，實(shí)現光網(wǎng)絡(luò )自適應調整。

  光網(wǎng)絡(luò )自適應場(chǎng)景

  通過(guò)光層自適應網(wǎng)絡(luò )的“自動(dòng)優(yōu)化”“按需調制”，可以顯著(zhù)提高光系統頻譜利用效率，獲得較好的系統性能，提供更多更靈活的可用路徑資源集合，最大化承載能力和業(yè)務(wù)恢復能力，大大提高OTN網(wǎng)絡(luò )的智能化水平。

  碼型不變、速率不變

  針對新建光層業(yè)務(wù)或者已有光層業(yè)務(wù)的光性能優(yōu)化，不變速率、不變頻譜間隔、不變調制方式的場(chǎng)景。自適應光網(wǎng)絡(luò )通過(guò)智能算法、自動(dòng)調整光功率，來(lái)獲得更好的OSNR性能以及穿通WSS級數。當自適應光網(wǎng)絡(luò )預測到光層業(yè)務(wù)性能劣化趨勢時(shí)：

  優(yōu)先不改變業(yè)務(wù)路由，光層路徑光功率自動(dòng)調整，來(lái)補償劣化，快速恢復業(yè)務(wù)質(zhì)量。

  當性能劣化太嚴重、自動(dòng)調整光功率無(wú)法達成目的時(shí)，可將當前業(yè)務(wù)調整到其他較好光性能指標的物理路由，并執行自動(dòng)光功率優(yōu)化。

  碼型可變、速率不變

  針對新建光層業(yè)務(wù)或者已有光層業(yè)務(wù)的長(cháng)距路由恢復的場(chǎng)景。自適應光網(wǎng)絡(luò )根據具體網(wǎng)絡(luò )的組網(wǎng)路由、光纖情況，通過(guò)AI學(xué)習模型和智能算法選擇策略，改變調制格式或者采用混合調制來(lái)實(shí)現更好的傳輸距離和性能。

  比如將原有的2×200G/16-QAM調整為 2×200G/8-QAM，這樣可以傳輸更遠的距離，減少了電中繼成本和復雜性。

  碼型可變、速率可變

  適用于OTN承載DCI互聯(lián)等碼型可變、速率可變場(chǎng)景。針對數據中心間周期性的流量變化，自適應光網(wǎng)絡(luò )可根據流量的變化趨勢，智能動(dòng)態(tài)調整承載速率和碼型，以獲取較高頻譜效率，降低能耗。

  速率從低向高調整，功耗等指標有所上升，適用于短時(shí)帶寬增大要求;速率從高向低調整，適用于業(yè)務(wù)量不大的情況，通過(guò)降低光層線(xiàn)路側速率，獲得更低的功耗性能。比如，按照400G/16QAM→100G/QPSK場(chǎng)景，線(xiàn)路側速率由400Gbps降低到100Gbps，其單載波功耗可以從80W下降到55W，相當于功耗下降了31%。

  大道至簡(jiǎn)。中興通訊基于可編程光網(wǎng)絡(luò )，結合管控智能算法，達成光網(wǎng)絡(luò )自適應，在部署開(kāi)通、網(wǎng)絡(luò )調整、維護保障過(guò)程中，智能化選擇和優(yōu)化光網(wǎng)絡(luò )參數，逐步替代人工操作，為客戶(hù)打造簡(jiǎn)單高效、靈活開(kāi)放的OTN傳送網(wǎng)，幫助客戶(hù)不斷降低運營(yíng)成本，不斷提升用戶(hù)體驗，更好地服務(wù)客戶(hù)。