通信世界网消息（CWW）面向自智网络自优化能力实现，该项目创新地提出基于光学机理的数字孪生建模方法，在业界率先构建出光信噪比、光纤、光放大器、分析预测四类高精度仿真模型。率先研制出光传送网络数字孪生系统，能够精准评估光网络传输质量，快速定位影响传输质量的劣化点，并制定出优化方案，在数字孪生网络中模拟验证，准确无误后将自优化指令从数字孪生系统下发通信设备，实现光网络传输质自动优化。率先提出高维空间增量统计分析、预测挖掘仿真模型，支持大规模光传输质量快速自动优化。项目创新成果在100G本地网试点应用，光信噪比仿真精确度≥98.5%，仿真建模时间≤2ms，支持的光网络处理样本数据≥200T，自优化速度提升12倍以上。
一、项目方案简介
本项目以自智网络自优化能力落地为目标，基于数字孪生技术实现光网络性能自动优化，图1是项目创新成果部署示意图。
图1 本项目100G本地网部署示意图
图1左下角为100G光传送本地网，这是物理网络，通过南向接口将性能、告警数据上传统一网管系统。右边是数字孪生系统，以只读方式同步数据。数字孪生系统包含光信噪比、光放大器、光纤、分析预测四类仿真模型，基于模型实现本地网物理实体在数字空间的建模与仿真，通过数字孪生光网络对物理网络进行智能管理和控制，精准识别性能劣化位置点，制定自动优化方案。
本项目采用四个步骤实现光传送网络自动优化，如图2所示。
1. 基于光网机理设计仿真模型，基于计算机开发语言生成模型文件（如.py文件），提交至数字孪生系统。
2. 面向应用场景选择所需要的数字孪生模型，分配相关计算和存储资源，创建数字孪生实例。
3. 光传送网络统一网管采集状态数据，并通过东西向接口同步至数字孪生系统，将数据注入数字孪生模型实例，启动仿真建模任务，输出数字孪生仿真结果。
4. 组合仿真结果，综合各类结果并进行分析统计，创建光传送网络自动优化方案，在数字孪生系统中验证，准确无误后，下发至通信设备，实现光传送网络性能优化。
图2 项目创新成果100G本地网自优化流程示意图
二、技术创新和功能介绍
本项目研制的数字孪生系统支持自智网络自优化能力实现：
1. 能够从历史性能回放、当前性能实时监测、未来性能趋势预测三个维度进行统计、分析、挖掘、预测。
2. 支持分钟级数据采集和上报，实现器件、模块、单盘级细粒度仿真建模；能够高效实现光网络健康的精准评估，精准掌握光网络的性能劣化规律，提前预防各类潜在隐患，保障光网络高效、健康地运行。
三、项目案例成果介绍
本项目创新成果在湖北、辽宁100G本地网试点验证，仿真结果表明数字孪生系统光信噪比仿真精确度≥98.5%，仿真建模时间≤2ms，支持的光网络处理样本数据≥200T，自优化速度提升12倍以上，能够全面评估100G本地网传输质量，如果发现异常点，在数字孪生网络回放定位、评分分析，结合告警信息、基准特征值进行综合评估并制定自动优化方案，验证无误后下发设备，实现光传送网性能自动优化。
四、方案推广以及价值
本项目在本地网试点成功，开始在全国进行推广，包括本地网和干线网，助力自智网络自优化能力落地。项目推广应用结果表明，数字孪生系统能够对光通道的性能进行分析和预测，能够细粒度实现链路可视化，支持时序回放和预测，提前发现光性能劣化问题，减少故障发生的可能性，加强网络安全保障，降低维护成本。项目推广过程中，烽火与运营商联合开展基于数字孪生的自智网络自优化能力创新实践，将仿真模型应用到多个县乡波分系统，县乡波分是运营商承载郊区县宽带上网业务的重要载体，传统基于网管的优化模式面临巨大挑战，基于数字孪生技术进行智能前瞻优化，将隐形故障消灭在萌芽之中，基于自优化能力快速提升用户体验。经过几个月的试运行，网络质量大幅提升，派单量和客户投诉较同期大幅度减少，有效提升运营商客户感知。同时，基于数字孪生创新实践经验，烽火联合运营商推动数字孪生行业标准制定，加速自智网络能力落地。
