2024年AI赋能下一代光网络技术创新演进报告

张杰北京邮电大学2024年8月16日 目录 AI与光网络技术创新 光网之数转智赋算驱 AI与光网络能力演进 未来趋势展望与总结 PART ONE 光网之数转智赋算驱 数转_让数字经济成为发展新质生产力的主战场 总书记指出：整合科技创新资源，引领发展战略性新兴产业和未来产业，加快形成新质生产力数字经济与数字化转型：生于-数据票赋，兴于-网络泛在，盛于-算力自由 智赋新一代AI解锁“流量密码，推动带宽需求增长（1/2） 现状：移动流量后续增长乏力 用户数天花板一2023年底已有超过17亿MBB用户，渗透率高达122%，几乎到达极限时长天花板一2023年中国人每周使用移动互联网时间高达50个小时（看移动视频16个小时）体验天花板一人眼感官存在分辨率极限，当前手机视频2K清晰度可能是体验的上限视频低浓度一信用户每天发送的消息有450亿条，其中视频消息只有2亿条，占比不到0.5% 新一代AI：重塑移动流量新增长 A/重塑生产力为流量增长提供新思路A/将产生新连接，突破用户数天花板A/将重塑内容生产模式，提升移动视频供给AI将产生新体验、打破业务体验极限 新一代AI解锁"流量密码，推动带宽需求增长（1/2）智赋 人工智能应用涉及大量数据和计算，需要更多网络带宽 现有云基础设施架构难以满足人工智能的海量数据和计算处理需求 算驱A竞争背后，是算力加运力的博奔（1/2） 算驱AI竞争背后，是算力加运力的博奔（1/2) 高通量算力需求驱待突破“互连带宽瓶颈”，确保数据流通“跟得上” DARTONE AI与光网络技术创新 一场由AI引领的充满“疑问”的盛宴 人工智能是OFC2024最受关注的前沿热点话题之一 AI对数据中心和光通信产业的影响将会是什么？A/只是最新的流行词汇，还是将改变我们的产业？ LIGHTCOUNTING OFc2024:Ashowfullofquestions withAl leading them all OFC2024:It'sAIordie AI与光网络技术创新的思考 用户体验 智“需”流量模式分析一资源参数调整一网络性能优化 AI/ML深度分析网络流量模式，通过动态调整带宽分配、路由和交换等参数，优化光网络性能和提高效率 智“维”运行态势评估三潜在问题发现预警预防维护 AI/ML分析历史数据和监控网络性能，在光网络中潜在的故障或问题发生之前进行预测和识别，提供早期预警，实现预防性维护并最大限度地减少停机时间 问题：需要构建完整的A算法库实现网络告警数据的清洗、分析故障诊断和定位流程，保证业务的确定性高可靠传输 方案：利用知识图谱构建告整知识集，结合图神经网络等A推理技术模拟学习运维人员定位故障的决策行为 智“谱”拓扑连接学习→波长通道分配一动态频谱管理 AI/ML根据光网络连接状况调整波长，实现动态频谱管理，确保带宽灵活利用和最大限度减少干扰 智“防”异常行为识别威胁检测响应韧性安全增强 AI/ML识别光网络异常行为模式，检测可能造成的安全威胁，发现应对窃听、拦截等外部入侵，提高脆弱性防护能力，对保护光网络中承载的敏感数据尤为重要 路由器 控制/管理平面：识别异常行为模式、发现外部入侵事件、调控系统安全防护性能、计算业务可靠传输路径等 光交叉设备 物理层安全设备 智“效”关键数据优先一服务质量改进一业务能力提升 AI/ML通过优先考虑和优化关键数据的传输来提高光网络的服务质量（QoS）1这对于视频流、云应用、实时通信等多种业务共存于同一网络的场景尤为重要 智“耗”用户状况研判一组件功耗调整一能源效率提升 AI/ML研判用户实际工作状况并根据需求调整网络组件的功率水平，有助于优化光网络各部分的能源使用效率，降低整体能耗和运营成本 智“规”需求要素分析一辅助规划设计网络优化决策 AI/ML分析用户行为、流量模式以及其他相关因素的数据来协助光网络的设计和规划，帮助网络规划人员就基础设施扩展、升级和容量规划做出明智的决策 智“传”物理性能监测→数字李生模拟→传输质量改善 通过实时监测光网络的性能参数（如信号功率、误码率等），AI/ML可以来模拟和补偿色散、非线性效应，或调整调制格式，从而优化信号的传输质量 >在100G的基础上，进一步增加网络容量，降低每比特光传输的成本和功耗》主要方法有提高线路波特率、采用高阶调制和多个子载波>从时间、空间、频率三个维度进行资源挖掘实现多维资源的集成调度，实现光电与服务的协调适配 智“感”多维参量感知一数据采传融合一通感算一体化 光纤具备温度、应力、折射率、振动、磁场和电场等多参量的状态感知能力，将光纤传感与光通信相结合，可实现大规模、高密度的通感一体化光网络 智“识”自智变化适应网络意图驱动认知能力提升 认知网络是指使用A/创建自我意识和自适应网络，在光网络中指能够自主适应不断变化的条件、重新配置自身并优化其性能而无需严重或根本不需要人为干预的网络 DART ONE AI与光网络能力演进 F5G推动全光产业及标准健康发展 泛在接入从最后一公里延伸至“最后一米 光联万物，携手5G加速数字化转型，赋能干行百业 从F5G到F5GAdvanced，光网能力分析维度扩展 eFBB.FFC.GRE GAO.RRL.OSV 光网：绿色+、智能+、感知+ 10倍的带宽/10倍的连接/10倍的延迟 思考1.A智能带来的总体效果是什么？ 人工智能助力F5G-A的能力维度深度发展实现层次化多样化 思考2阻碍光网络A自智化的非技术挑战？ PART ONE 04未来趋势展望与总结 展望：采/传/算/呈一新一代光子信息网络 THANKYOU