全光自动驾驶网络架构与实现

第1章 概述

第2章 全光自动驾驶网络综述

 2.1 光网络传统运维的主要功能

 2.2 光网络运维面临的挑战

 2.3 什么是全光自动驾驶网络

第3章 全光自动驾驶网络系统架构

 3.1 全光自动驾驶网络业界趋势

 3.2 全光自动驾驶网络系统架构介绍

第4章 全光自动驾驶网络业界实践

 4.1 规建自动化场景

 4.1.1 资源可视

 4.1.2 容量预测

 4.1.3 WDM/OTN自动规划

 4.1.4 数字化ODN

 4.2 维护自动化场景

 4.2.1 传统网络保护自动化

 4.2.2 ASON保护自动化

 4.2.3 精准排障

 4.3 网优自动化场景

 4.3.1 光网健康可视和预测

 4.3.2 光性能自动调测

 4.3.3 PON光路弱光诊治

 4.4 运营自动化场景

 4.4.1 专线业务自动化

 4.4.2 云网业务自动化

 4.4.3 家庭宽带业务自动化

 4.5 云化部署场景

 4.5.1 云化部署的关键价值

 4.5.2 云化部署的典型模式

第5章 全光自动驾驶网络关键技术

 5.1 AI算法技术

 5.1.1 AI和机器学习

 5.1.2 机器学习的常见算法

 5.1.3 AI算法典型应用

 5.2 大数据技术

 5.2.1 光电Sensor

 5.2.2 大数据采集

 5.2.3 数据湖

 5.2.4 大数据部署方案

 5.3 算力技术

 5.3.1 设备侧算力技术

 5.3.2 云端算力技术

 5.4 自动化协议技术

 5.4.1 北向协议

 5.4.2 南向协议

 5.4.3 自动化控制协议

 5.4.4 OLT自动部署协议

第6章 全光自动驾驶网络系统安全

 6.1 安全目标

 6.2 安全设计准则

 6.3 安全架构

 6.3.1 网络管理和控制系统安全架构

 6.3.2 网络通信设备安全架构

第7章 全光自动驾驶网络的未来展望

附录 专业术语

     第3章 全光自动驾驶网络系统架构 3.1全光自动驾驶网络业界趋势 目前，靠前上多个组织都在开展自动驾驶网络的研究。电信管理论坛(Telecom Management Forum，TM Forum)的自治网络项目(Autonomous Networks Project，AN Project)定义了自动驾驶网络的总体框架和分级标准。欧洲电信标准协会(European Telecommunication Standards Institute，ETSI)从面向资源的业务(Resource Facing Service，RFS)角度，研究和标准化如何实现端到端网络和业务的自动化管理，以及人工智能在自动驾驶网络中的应用。TM Forum、ETSI和其他相关的标准组织，还成立了跨标准组织的协同机制，共同研究和标准化自动驾驶网络技术，推动自动驾驶网络解决方案在无线网络、数据通信网络、光传送网络等不同领域的落地应用。 1． TM Forum的自治网络项目 自治网络项目于2019年7月成立，旨在面向垂直行业，定义全自动化的零等待、零接触、零故障(Zero Wait，Zero Touch，Zero Trouble)的电信网络，以支撑电信内部用户实现自配置、自修复、自优化、自演进的电信网络基础设施。该项目结合极简网络架构、自治域、自动化智能商业/网络运营等技术，实现数字化业务的闭环控制，提供很好用户体验，实现全生命周期运营自动化/自治化，优选化资源利用率。AN Project的主要工作如下所述。 (1) 自治网络技术白皮书: 阐述自治网络的功能架构、应用场景和自治网络分级。 (2) 商业架构(Business Architecture): 定义自治网络的用户故事、商业需求和框架。 (3) 技术架构(Technical Architecture): 定义自治网络的技术架构和自动驾驶网络分级，以及网络操作层和商业操作层的跨领域开放接口。 (4) PoC(Proof of Concept)测试: 典型场景定义、解决方案设计和样机验证。 该项目根据网络的执行、感知、决策和意图驱动的能力，定义了如下自动驾驶分级标准。 (1) L0手工运维: 具备辅助监控能力，所有动态任务都依赖人执行。 (2) L1辅助运维: 系统基于已知规则重复性地执行某一子任务，提高重复性工作的执行效率。 (3) L2部分自治网络: 系统可基于确定的外部环境，对特定单元实现闭环运维，降低对人员经验和技能的要求。 (4) L3有条件自治网络: 在L2的能力基础上，系统可以实时感知环境变化，在特定领域内基于外部环境动态优化调整，实现基于意图的闭环管理。 (5) L4高度自治网络: 在L3的能力基础上，系统能够在更复杂的跨域环境中，面向业务和客户体验驱动网络的预测性或主动性闭环管理，早于客户投诉解决问题，减少业务中断和对客户的影响，大幅提升客户满意度。 (6) L5接近自治网络: 这是电信网络发展的优选目标，系统具备跨多业务、跨领域的全生命周期的闭环自动化能力，真正实现无人驾驶。 0 0 2． ETSI自动驾驶网络相关标准 1) ISG ZSM ISG ZSM(Zero Touch Network & Service Management)于2018年1月成立，其标准化目标是端到端网络及服务的自动化管理(如交付、部署、配置、维护和优化)，理想情况下100%自动执行从交付到部署的业务流程和任务。该工作组主要研究面向未来网络的管理架构、接口以及自动化闭环控制，实现横向端到端(跨域)和纵向端到端(跨层)的全自动化管理。 2) ISG ENI ISG ENI(Experiential Networked Intelligence)于2017年2月成立。ISG ENI定义了基于“感知适应决策执行”控制模型的认知网络管理架构，通过人工智能技术提高运营商在网络部署和操作方面的体验，其核心理念是网络感知分析、数据驱动决策、基于AI的闭环控制。该工作组的主要工作包括分析人工智能技术在网络中的应用场景和技术需求、设计ENI架构、定义智能网分级并提出基于意图感知(Intent Aware)的自治网络标准等。 3) ISG F5G ISG F5G于2019年12月成立，旨在定义第五代固定网络的代际特征，研究和标准化F5G业务场景、业务质量和用户体验，定义网络架构及技术全景视图。其给出的F5G三大关键特征为全光连接、超高带宽和很好体验，相比于F4G可实现带宽的10倍提升、连接数的10倍增长以及时延降低为1/10，推动从光纤到户迈向光联万物。 ISG F5G已立项F5G端到端管控项目，该项目将基于TM Forum的自治网络框架，以及ETSI的ZSM和ENI技术架构，标准化F5G下的固定网络端到端智能管控技术，涵盖全光网下的自动驾驶网络标准。相关标准制定工作正在启动中。 3．2全光自动驾驶网络系统架构介绍 电信网络要想达到L5级，实现可自我演进和自我优化的优选目标，依赖网络自我认知、人的知识与经验提取等方面的理论和关键技术突破，仍需较长的探索周期，且存在商业化的不确定性。考虑当前的技术成熟度，可以L4级作为自动驾驶网络未来架构的阶段性目标，有节奏地引入正在逐步成熟的人工智能、知识图谱等新技术、新工具和新方法，对网络设备、运维系统，甚至商业运营进行多方面的重构与优化。

《全光自动驾驶网络架构与实现》是“第五代固定网络(F5G)全光网技术丛书”中的一个分册，全面介绍了F5G背景下全光自动驾驶网络的相关内容，包括全光自动驾驶网络的原理特征、系统架构、业界实践、关键技术及系统安全等。 《全光自动驾驶网络架构与实现》共分7章: 、2章主要介绍了光网络运维面临的挑战和全光自动驾驶网络的概念; 第3章主要介绍了全光自动驾驶网络的系统架构; 第4章主要介绍了全光自动驾驶网络的业界实践，着重解读规建自动化、维护自动化、网优自动化、运营自动化四个方面的技术实现; 第5章主要介绍了全光自动驾驶网络的关键技术，从AI技术、大数据技术、算力技术和自动化协议技术四个方面深度剖析了全光自动驾驶网络的技术细节; 第6章简要介绍了全光自动驾驶网络的系统安全技术; 第7章对全光自动驾驶网络的发展进行了展望。 《全光自动驾驶网络架构与实现》结构清晰，内容新颖，注重实用，适合作为光通信领域从业者、设计人员、运维人员和研究人员关于全光网络自动化管理和控制系统设计的参考书，也适合作为高等院校通信、计算机和电子信息类专业高年级本科生、研究生的学习用书。