党的二(er)十(shi)大(da)(da)明确(que)指出，要推(tui)进“网络(luo)强国(guo)”新型基础(chu)设(she)施(shi)建(jian)设(she)，加(jia)快建(jian)设(she)“数字(zi)中(zhong)(zhong)国(guo)”，发(fa)展(zhan)“数字(zi)经济”。在(zai)不(bu)久前召开的中(zhong)(zhong)国(guo)联通合作伙伴大(da)(da)会上(shang)，中(zhong)(zhong)国(guo)联通提出将进一步加(jia)速推(tui)动数字(zi)化(hua)、网络(luo)化(hua)、智能(neng)化(hua)在(zai)更广领域实现更高质量、更深层次(ci)的发(fa)展(zhan)以实现中(zhong)(zhong)国(guo)式现代化(hua)。
大会同期，作为“全光自智网(wang)(wang)(wang)(wang)技(ji)(ji)术(shu)创新”成(cheng)果内(nei)容之一(yi)，中国联(lian)通(tong)(tong)联(lian)合烽火(huo)通(tong)(tong)信、北(bei)京(jing)邮电大学联(lian)合发布《中国联(lian)通(tong)(tong)光网(wang)(wang)(wang)(wang)络(luo)(luo)(luo)数(shu)(shu)字(zi)孪(luan)生(sheng)技(ji)(ji)术(shu)白(bai)皮书》，白(bai)皮书分析了现有光网(wang)(wang)(wang)(wang)络(luo)(luo)(luo)智能(neng)(neng)化(hua)(hua)(hua)面临(lin)的(de)(de)(de)问题与(yu)挑(tiao)战，结合未来光网(wang)(wang)(wang)(wang)络(luo)(luo)(luo)将逐步向(xiang)“规划(hua)、建(jian)设、维(wei)护、优(you)化(hua)(hua)(hua)、运营”全生(sheng)命周期的(de)(de)(de)智能(neng)(neng)化(hua)(hua)(hua)、前瞻化(hua)(hua)(hua)、自动化(hua)(hua)(hua)演(yan)进发展的(de)(de)(de)趋势，提出了光网(wang)(wang)(wang)(wang)络(luo)(luo)(luo)数(shu)(shu)字(zi)孪(luan)生(sheng)技(ji)(ji)术(shu)体系，并(bing)系统阐述了光网(wang)(wang)(wang)(wang)络(luo)(luo)(luo)精准感知、仿真(zhen)建(jian)模(mo)以及(ji)模(mo)型编排与(yu)数(shu)(shu)模(mo)融合等数(shu)(shu)字(zi)孪(luan)生(sheng)关键技(ji)(ji)术(shu)，并(bing)结合光网(wang)(wang)(wang)(wang)络(luo)(luo)(luo)全生(sheng)命周期、全流程(cheng)闭(bi)环互通(tong)(tong)互动深入分析了数(shu)(shu)字(zi)孪(luan)生(sheng)典型应用场景(jing)，通(tong)(tong)过(guo)网(wang)(wang)(wang)(wang)络(luo)(luo)(luo)数(shu)(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)、感知实时(shi)化(hua)(hua)(hua)、仿真(zhen)在线化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)共同创新底座，支撑实现“四零四自”的(de)(de)(de)自智光网(wang)(wang)(wang)(wang)络(luo)(luo)(luo)。
顶层架构设计描绘数字孪生发展框架
在白皮书中(zhong)描绘了光(guang)网(wang)络数字孪(luan)生(sheng)体系(xi)架构，自下而上分为光(guang)网(wang)络层(ceng)、光(guang)网(wang)络数字孪(luan)生(sheng)系(xi)统层(ceng)、应用层(ceng)。
• 光网络层，是物理(li)空间中需要进行数字孪生(sheng)仿真建模的物理(li)实体，包括光器件、光模块、板卡、设备(bei)、系(xi)统及网络等。
• 光网络数字孪生系统层，是实现光网络从器(qi)件、网络和(he)业务的(de)多层(ceng)次孪(luan)生(sheng)建模的(de)主(zhu)体，包括数据层(ceng)、孪(luan)生(sheng)模型层(ceng)和(he)孪(luan)生(sheng)体管理。
• 应用层，可(ke)以包含规划、建设(she)、维护、优化、运营等多(duo)方面的网络(luo)创新技术及(ji)应(ying)用(yong)；通过孪生系统输入需(xu)求，经过意图翻(fan)译后(hou)，驱(qu)动孪生体(ti)管理模块进行模型调用(yong)与编排；仿(fang)真结果经过充(chong)分验证后(hou)，反馈(kui)给(ji)应(ying)用(yong)层，或者通过管控平台下发至物理实(shi)体(ti)网络(luo)。
光网络数字孪生体(ti)系架(jia)构
三大重点技术支撑全生命周期智能化需求
光(guang)网(wang)络(luo)(luo)是一个庞大(da)复杂的(de)系统，针对(dui)光(guang)网(wang)络(luo)(luo)物理实体及(ji)运行机理构建(jian)(jian)数(shu)字孪生(sheng)系统面临巨大(da)挑战(zhan)，应对(dui)挑战(zhan)的(de)关(guan)键是突破仿(fang)真建(jian)(jian)模、精准感知、模型(xing)编排与(yu)数(shu)模融合三类重点(dian)技(ji)术(shu)。白皮书认为，上述三类技(ji)术(shu)突破将从不同维度(du)为构建(jian)(jian)数(shu)字孪生(sheng)系统奠定基础。
• 精准感知技术：光(guang)(guang)(guang)(guang)网(wang)(wang)络(luo)精准感(gan)知的(de)(de)重点与难点在于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)网(wang)(wang)络(luo)数(shu)(shu)据(ju)(ju)的(de)(de)采(cai)集、融合与挖掘。光(guang)(guang)(guang)(guang)网(wang)(wang)络(luo)数(shu)(shu)据(ju)(ju)既包(bao)括业务、配置、性能(neng)(neng)、告(gao)警等(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)网(wang)(wang)络(luo)运行状态(tai)数(shu)(shu)据(ju)(ju)，也包(bao)括功率谱(pu)(pu)、噪声(sheng)谱(pu)(pu)和(he)增益谱(pu)(pu)等(deng)影响光(guang)(guang)(guang)(guang)网(wang)(wang)络(luo)运行状态(tai)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)参(can)数(shu)(shu)据(ju)(ju)。光(guang)(guang)(guang)(guang)网(wang)(wang)络(luo)数(shu)(shu)字(zi)孪生(sheng)系(xi)(xi)(xi)统(tong)可采(cai)用统(tong)一(yi)的(de)(de)数(shu)(shu)据(ju)(ju)采(cai)集系(xi)(xi)(xi)统(tong)/模块(kuai)，通(tong)过传(chuan)感(gan)探测(ce)、光(guang)(guang)(guang)(guang)性能(neng)(neng)监测(ce)、交(jiao)互协议(yi)等(deng)多(duo)种采(cai)集/感(gan)知技(ji)术，实现对(dui)物(wu)理器件、传(chuan)输系(xi)(xi)(xi)统(tong)和(he)光(guang)(guang)(guang)(guang)网(wang)(wang)络(luo)等(deng)多(duo)源异构数(shu)(shu)据(ju)(ju)的(de)(de)动态(tai)采(cai)集和(he)高速传(chuan)输，实现对(dui)光(guang)(guang)(guang)(guang)链路衰减、光(guang)(guang)(guang)(guang)信噪比、非线(xian)性损伤等(deng)多(duo)种性能(neng)(neng)指标的(de)(de)感(gan)知。
• 仿真建模技术：从理(li)(li)论(lun)上完成物理(li)(li)光(guang)网(wang)络(luo)(luo)关键(jian)要素之(zhi)间形式化(hua)、数量化(hua)描述(shu)，将光(guang)网(wang)络(luo)(luo)传(chuan)输机(ji)(ji)理(li)(li)和规律(lv)以算法模(mo)型(xing)的(de)形式存储在计算机(ji)(ji)中。评价仿真(zhen)建(jian)模(mo)技术的(de)关键(jian)指标是误(wu)(wu)差(cha)。光(guang)网(wang)络(luo)(luo)物理(li)(li)实体与数理(li)(li)模(mo)型(xing)之(zhi)间很难达到百分之(zhi)百的(de)仿真(zhen)精确度(du)，对于数字孪生(sheng)系统而(er)言(yan)，通过各种仿真(zhen)建(jian)模(mo)技术不断完善孪生(sheng)模(mo)型(xing)，确保(bao)模(mo)型(xing)误(wu)(wu)差(cha)小于应用场景所承受的(de)最小仿真(zhen)误(wu)(wu)差(cha)。
• 模型编排与数模融合技术：模(mo)型(xing)(xing)编(bian)排与(yu)数(shu)模(mo)融合是(shi)将业(ye)务场景、仿(fang)真(zhen)(zhen)模(mo)型(xing)(xing)、感知数(shu)据联系在(zai)一起(qi)的(de)关键技术。仿(fang)真(zhen)(zhen)模(mo)型(xing)(xing)是(shi)静态的(de)、理论的(de)、抽(chou)象的(de)，感知数(shu)据能动态、实(shi)(shi)时、真(zhen)(zhen)实(shi)(shi)反(fan)映光(guang)网络运行状况。数(shu)字(zi)孪(luan)生(sheng)系统根据不(bu)同业(ye)务场景要求，将不(bu)同模(mo)型(xing)(xing)实(shi)(shi)例进(jin)行编(bian)排，选用适合的(de)调度算法为仿(fang)真(zhen)(zhen)模(mo)型(xing)(xing)分配内存(cun)和处(chu)理器等资源，创建孪(luan)生(sheng)模(mo)型(xing)(xing)实(shi)(shi)例，完成(cheng)状态数(shu)据与(yu)模(mo)型(xing)(xing)实(shi)(shi)例的(de)融合，将仿(fang)真(zhen)(zhen)建模(mo)结果可视化(hua)呈现或通(tong)过外部(bu)接口提(ti)供数(shu)字(zi)孪(luan)生(sheng)仿(fang)真(zhen)(zhen)能力(li)。
抓紧光通信网络发展重大新机遇
随着光网络(luo)业(ye)务(wu)量(liang)的(de)增多(duo)，光网络(luo)节点数量(liang)的(de)快(kuai)(kuai)速(su)(su)增长，传统OPM 逐渐(jian)无法满足应用(yong)需求。特(te)别是在动(dong)态(tai)业(ye)务(wu)场景下，光性能(neng)(neng)监测时效性不足，将(jiang)极(ji)大影响业(ye)务(wu)快(kuai)(kuai)速(su)(su)开通与(yu)恢复。基(ji)于数字(zi)孪生(sheng)的(de)快(kuai)(kuai)速(su)(su)业(ye)务(wu)发放(fang)(fang)，结合实(shi)时精准感知能(neng)(neng)力和在线模拟能(neng)(neng)力，根据用(yong)户意图，通过历史(shi)状态(tai)及(ji)智能(neng)(neng)分析能(neng)(neng)力进行最优(you)路径寻找和选择，在孪生(sheng)域进行在线实(shi)时计算(suan)分析，综合评估当前(qian)路径性能(neng)(neng)是否满足业(ye)务(wu)建立的(de)需求，提升最优(you)业(ye)务(wu)的(de)发放(fang)(fang)能(neng)(neng)力。
其(qi)次(ci)在(zai)(zai)(zai)现网中，由(you)于(yu)(yu)性(xing)能(neng)损伤导致光层故障多且影(ying)响范(fan)围(wei)大、故障处理(li)(li)周期长成本高、故障难(nan)以提(ti)前(qian)预测(ce)等问(wen)(wen)题(ti)。传(chuan)(chuan)统运维(wei)手段(duan)无法(fa)在(zai)(zai)(zai)故障发生(sheng)之前(qian)提(ti)前(qian)识(shi)别网络(luo)(luo)性(xing)能(neng)下(xia)降的(de)风险(xian)。将数字(zi)孪生(sheng)用于(yu)(yu)光网络(luo)(luo)性(xing)能(neng)实时评(ping)估，能(neng)够快(kuai)速提(ti)前(qian)找到(dao)性(xing)能(neng)异常点、提(ti)前(qian)判断性(xing)能(neng)趋势(shi),针(zhen)对已(yi)存在(zai)(zai)(zai)或预测(ce)性(xing)问(wen)(wen)题(ti)构建传(chuan)(chuan)输优化模(mo)型，给(ji)定优化方(fang)案(an)，并能(neng)够在(zai)(zai)(zai)孪生(sheng)系统中进行仿(fang)真验证(zheng)，从(cong)而大大提(ti)升(sheng)光网络(luo)(luo)管(guan)理(li)(li)运维(wei)的(de)效率，提(ti)高智能(neng)化网络(luo)(luo)管(guan)理(li)(li)水平。
除此之(zhi)外，光(guang)网络(luo)数字孪生可以模拟已发生或(huo)者未发生故障(zhang)，根(gen)据(ju)模拟计算的结果(guo)分(fen)析(xi)可能(neng)的故障(zhang)根(gen)源(yuan)，从而(er)进行(xing)溯源(yuan)或(huo)者预防方案的制定，辅助光(guang)网络(luo)系统(tong)具有更快的问题定位能(neng)力、更强的自愈能(neng)力。
产学研通力合作助力自智光网络
随(sui)着时代发展(zhan)，光(guang)网(wang)(wang)络(luo)(luo)数(shu)(shu)字(zi)孪生(sheng)(sheng)势必(bi)会成为网(wang)(wang)络(luo)(luo)智(zhi)(zhi)能(neng)运(yun)维(wei)的必(bi)要手段(duan)，国际电信联(lian)盟电信标准化部（ITU-T）在面(mian)向未来网(wang)(wang)络(luo)(luo)的 Network2030 焦点组的技(ji)术(shu)(shu)(shu)(shu)报告(gao)中，将数(shu)(shu)字(zi)孪生(sheng)(sheng)作为未来网(wang)(wang)络(luo)(luo)12个代表(biao)性用(yong)例之一。烽火通信基于数(shu)(shu)字(zi)孪生(sheng)(sheng)赋能(neng)智(zhi)(zhi)慧(hui)光(guang)网(wang)(wang)，与(yu)中国联(lian)通开(kai)展(zhan)理论技(ji)术(shu)(shu)(shu)(shu)研究与(yu)现网(wang)(wang)试点验证，为光(guang)网(wang)(wang)数(shu)(shu)字(zi)孪生(sheng)(sheng)的可行性和应用(yong)发展(zhan)提供了(le)重要技(ji)术(shu)(shu)(shu)(shu)支(zhi)撑(cheng)；北京邮电大学(xue)与(yu)中国联(lian)通开(kai)展(zhan)了(le)产(chan)学(xue)研生(sheng)(sheng)态合作，在光(guang)通信与(yu)数(shu)(shu)字(zi)孪生(sheng)(sheng)融合方向上进行创新(xin)性探索(suo)。目前，光(guang)网(wang)(wang)络(luo)(luo)数(shu)(shu)字(zi)孪生(sheng)(sheng)技(ji)术(shu)(shu)(shu)(shu)研究和系(xi)(xi)统研发尚处于起(qi)步阶(jie)段(duan)，许(xu)多关键技(ji)术(shu)(shu)(shu)(shu)需要产(chan)业界和学(xue)术(shu)(shu)(shu)(shu)界协同突破(po)攻关。中国联(lian)通将继(ji)续携手产(chan)业链，深化数(shu)(shu)字(zi)孪生(sheng)(sheng)技(ji)术(shu)(shu)(shu)(shu)合作与(yu)应用(yong)创新(xin)，实现光(guang)网(wang)(wang)络(luo)(luo)“增智(zhi)(zhi)降本”，助力(li)中国联(lian)通全(quan)面(mian)推(tui)进“1+9+3”战略规划体系(xi)(xi)，加快建(jian)设四张精品(pin)网(wang)(wang)，为中国式现代化筑(zhu)牢数(shu)(shu)字(zi)底座的大国“顶(ding)梁(liang)柱”。
扫描二维码
下载(zai)《中国联通(tong)光网络数字孪生技(ji)术白皮书(shu)》
