光层自适应SDON方案

发布时间:2020-04-20  作者:魏登攀 中兴通讯  阅读量:

5G网络的发展带动了垂直行业的持续增长。作为承载5G业务的重要基础网络,OTN光传送网的容量、性能、效率、可靠性都成为业界关注的焦点。中兴通讯的100G/超100G OTN网络,配合SDON的光层自适应功能,能够给客户提供最优性能的网络服务、最可靠的业务保障,使得在业务创建、恢复、优化等场景时,提供最优策略的方案,实现智能、灵活、可靠的业务控制。

方案组成

中兴通讯光层自适应SDON解决方案,主要由管控功能组件和光系统功能组件两大部分组成。

光层自适应解决方案的管控功能组件位于中兴通讯的管控系统产品ZENIC ONE内,主要包括业务管理、路径计算、光层调优算法、光层调优策略几个功能模块。根据优化目标和约束条件,基于光层测量值和AI预测,各模块配合运作,生成具体的调制命令集,并将命令集下发给光系统设备。

光系统功能组件位于光系统设备内,包含光层数据检测、光层SDO调整、光层自动功率调整APO、光层频谱整形、光损伤补偿等功能模块。光系统功能组件接收到管控系统下发的光层调制命令集后,执行命令集的指令,完成光层系统的调优,并将调整结果反馈给管控系统。管控系统根据反馈结果判断调优结果是否达到目标,决定是否再次进行调整。

同时,管控系统具备机器学习能力,内置了光层系统调优知识库、实验室光层调优监督学习知识库和光层在线增强学习模块,可实时校正光层调优策略。调优知识库和监督学习知识库来自中兴通讯庞大的在网OTN数据模型库,并可定期更新,给管控系统机器学习提供丰富的学习样本。在线增强学习模块能根据实时网络数据,计算出适合当前网络系统的最优策略。光层自适应SDON调优方案架构图如图1所示。


典型应用场景

光层自适应SDON解决方案主要是在不需要人为干预的情况下,使系统能够自动处理网络突发状况,保障客户业务的稳定性。典型的应用场景有光层性能劣化、光缆中断或节点失效、DCI互联等。

光层性能劣化
光层性能劣化主要是光缆老化、尾纤接头净洁度不达标等因素导致某些跨段光功率变化或线路误码。光层自适应SDON解决方案能在保持线路速率、调制码型和频谱不变的前提下,通过APO和光损伤补偿来提升光路性能,保证客户业务的可靠传输。

管控系统能够对光层性能劣化进行实时监测,并适时触发光层自适应调优。根据优化目标,管控系统启用智能化算法,匹配光层调优策略库的最优策略,管控功能组件可在不变速率、不变码型、不变频谱的前提下,生成具体的调整命令集。管控系统将调整命令集下发给设备,设备上的光系统功能组件根据命令集,对业务线路的光功率进行优化调整,对光损伤进行补偿。调整完成后,设备将调整结果反馈给管控系统。管控系统根据调整结果以及业务线路性能的实时监测情况,判断是否还需要进行下一次的优化调整。调整完毕后,触发原因、匹配策略、调整结果等信息都会进入知识库,迭代更新机器学习知识库。

光层性能劣化下的自适应SDON方案,能在不变速率、不变码型、不变频谱的情况下,通过调整光功率或者光损伤补偿,能够获得更好的OSNR性能以及穿通的WSS级数。

光缆中断或节点失效

当光层性能劣化到一定程度,光功率优化和光损伤补偿无法达到优化目标,或者光缆中断甚至节点失效,管控系统将启用恢复策略。

如果存在速率不变、码型不变、频率不变的路径,管控系统将启用算法和调优策略库策略,完成恢复路由的计算,选定最优恢复路径,并在把业务切换到恢复路径的时候,再进行一次光功率的优化调整,保证业务性能最优。

如果由于设备、光缆等物理资源受限,速率不变、码型不变、频率不变无法实现业务恢复,管控系统将根据资源情况,首先考虑在不变速的条件下,调整合适的调制码型,达到保证业务传输性能的目的。如果因为物理资源受限,无法实现不变速率的调制,则考虑降低传输速率,匹配合适的调制码型和频率,以保证客户业务的连通性。

DCI互联

互联网用户流量存在较大的突发性和不可预见性,要完全固定DCI互联模型是比较困难的,突发流量时常发生。如果按照一定时期内的最大流量去设计OTN管道容量,将大幅降低带宽使用效率,增加运营商的建网成本。光层自适应SDON为DCI突发流量提供提升传输速率的解决方案。

流量突增可以被设备检测到并上报管控系统,也可以由管控系统的流量预测功能预测。当网络流量突增,提高光系统传输速率的系统方案将被触发。管控系统会根据光系统当前的性能情况,计算出能满足传输要求的最优调制方式和频率,并生成调制命令集。光系统功能组件收到调制命令集后对光路调制码型、频率进行相应的调整,提升传输速率,保障突发流量的传送;同时对光通道进行光功率优化调整,保证传输性能。

无论是线路性能劣化、光缆中断、节点失效,还是网络流量突变引起的光层调整,触发原因、调整策略、优化结果等信息都会进入系统的知识库,供系统的机器学习使用,使算法能够不断优化,调优成功率和效率不断提升。

客户价值

中兴通讯光层自适应SDON解决方案,能够在不变速率、不变频谱间隔、不变调制方式的情况下,通过光功率优化和光损伤补偿,使光链路获得更好的OSNR性能,保障客户业务的带宽和性能。在资源受限的情况下,中兴通讯的光层自适应SDON解决方案可实现频谱的灵活调制变换和速率控制,提高路径选择的空间,在故障出现的情况下能最大限度利用当前物理资源,保证客户业务的连通性。另外,中兴通讯的光层自适应SDON解决方案,能自动调整码型和速率,应对业务带宽的突增。

随着光网络数据的积累,光层自适应的知识库在逐步增加,调优策略在逐渐丰富和完善,具备增强学习能力的管控系统,在OTN网络光层出现异常时,能快速决策最适合当前网络的调优策略,并准确预测调优结果。可以预测,伴随着AI的进一步发展,中兴通讯光层自适应SDON解决方案将为光网络可靠性和客户业务性能提供最理想的保障。

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