全光網(wǎng)2.0的發(fā)展對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)標準推進委員會（TC618）”成立大會，大會推選出“下一代光傳送網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與技術(shù)標準推進委員會”各級負責人，同時舉辦了新一代光傳送網(wǎng)發(fā)展論壇（簡稱NGOF）年度會議，在會上，CCSA TC618/NGOF發(fā)布了《波長交換光網(wǎng)絡(luò)（WSON）2.0技術(shù)白皮書》（以下簡稱“白皮書”），為全光網(wǎng)2.0時代下全光ROADM網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠運行指明了技術(shù)方向，助力全光網(wǎng)2.0向自動化、智能化方向持續(xù)演進。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電信、中國聯(lián)通、中國移動、中國信息通信研究院、華為、烽火、中興、上海諾基亞貝爾。會上，白皮書的主要編輯者之一、來自中國電信研究院的高級工程師唐建軍博士對白皮書做了深度解讀。

WSON是波長交換光網(wǎng)絡(luò)（Wavelength Switched Optical Network）的縮寫，業(yè)界也稱之為光層ASON（自動交換光網(wǎng)絡(luò)）。WSON技術(shù)伴隨著ROADM（可重構(gòu)光分插復用器）技術(shù)的應(yīng)用而興起，初期是為了解決光傳送網(wǎng)絡(luò)的波長免人工調(diào)度和光層業(yè)務(wù)自愈恢復需求，以自動發(fā)現(xiàn)、自動聯(lián)接、自動恢復三大核心能力協(xié)助運營商打造高可靠、簡單易用、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。自中國電信2017年啟動長江中下游區(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)并投入運營以來，WSON技術(shù)已支撐了國內(nèi)運營商多個區(qū)域性全光ROADM網(wǎng)絡(luò)的安全運行。

白皮書指出，隨著光傳送網(wǎng)絡(luò)從1.0時代的基礎(chǔ)承載網(wǎng)演進為2.0時代的全光業(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)運營更加強調(diào)集約化和自管理。白皮書總結(jié)了全光網(wǎng)2.0的發(fā)展對當前WSON技術(shù)提出的以下新挑戰(zhàn)：

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

2．確定性恢復：全光網(wǎng)2.0的高品質(zhì)業(yè)務(wù)需要具備確定性恢復能力，以支撐對最終用戶的高可用率承諾?；謴蜁r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。而當前WSON業(yè)務(wù)重路由自動恢復時間具有不確定性，從10秒以上到分鐘級不等。

3．智慧化運維：全光網(wǎng)2.0強調(diào)基于AI的智能運維能力。對WSON而言，智能化的光功率調(diào)測優(yōu)化，既可以保障調(diào)測過程中業(yè)務(wù)無中斷、無誤碼，還應(yīng)具備分鐘級的快速調(diào)測優(yōu)化能力。

白皮書認為，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，通過一跳直達縮短業(yè)務(wù)的端到端時延。

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

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

白皮書也列舉了實現(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)場景下，WSON2.0可通過動態(tài)全局算路技術(shù)保證路徑計算效率和重路由恢復時間，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；在確定性恢復時間方面，WSON2.0通過信令建路報文的硬件轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)消除傳統(tǒng)信令保護軟件轉(zhuǎn)發(fā)的不確定性，以O(shè)TU變波長技術(shù)提升波長資源利用；在智能化控制方面，WSON2.0可以具備智能調(diào)測等技術(shù)，對光網(wǎng)參數(shù)進行非線性精準建模，運用AI算法并行化調(diào)測，保障精細化控制和全網(wǎng)調(diào)測性能最優(yōu)，實現(xiàn)分鐘級、零中斷，安全可靠的調(diào)測，保障動態(tài)WSON2.0網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行。

白皮書對WSON2.0的演進方向進行了展望。隨著未來全光網(wǎng)2.0在自動化、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、光電協(xié)同等場景下得到廣泛應(yīng)用。持續(xù)演進的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)的高可靠和自動化靈活運維。

CCSA一直高度重視標準化工作，始終以組織開展信息通信標準化活動為職責使命，從而為國家信息化和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出貢獻。隨著CCSA TC618的成立，NGOF也將進入了一個全新的階段，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)勢的產(chǎn)業(yè)、標準平臺，推動中國光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)演進和領(lǐng)先。
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