基于AI大数据的SD-OTN城市全光网的规划建设研究

徐远钿（中国联通广东分公司，广东广州 510627）

1 概述

随着5G、AI、大数据等新一代信息技术对经济社会的拉动作用日益增大，政务、医疗、教育、制造、服务等行业的数字化转型也在不断加速，各行各业对网络提出了更高的需求。数字经济对“大带宽、低时延、一跳入云”的数字化升级需求旺，作为承载政企专线的传统SDH∕MSTP 网络已经不能满足业务需求，急需围绕业务快速布局网络，构建新一代信息基础设施、建成智慧城市群、提升网络安全保障水平，打造一个更加开放、智能、弹性的SD-OTN 全光网络，为业务层提供更灵活的按需服务，满足政企客户的数字化需求。

2 当前网络支撑业务发展存在的问题分析

当前政企支撑网络在规划模式、资源运营和支撑机制等方面存在三大难题，急需深化战略布局，优化调整政企网络资源配置及运营组织体系，提高一体化、集约化、专业化、市场化水平，高质量支撑政企业务发展。

2.1 缺乏面向政企市场的网络精细规划模式

网络规划仍然停留在运营商大网建设模式，网业协同存在如下3个方面的瓶颈。

a）资源建设未聚焦重点市场、重点业务需求、高优先级资源需求，高价值资源建设模式待确立。

b）缺乏敏捷的投资管理机制，敏捷网络扩容、瓶颈资源修复、政企目标客户预覆盖无持续落实机制。

c）资源建设仍停留在需求满足模式，未基于资源格局和网络发展趋势部署全面、长远、分阶段细分的政企网络规划。

2.2 缺乏面向政企市场的行业大数据分析能力

面向政企行业发展，对业务的需求变化，以及网络资源数据的匹配情况，缺乏深层的大数据分析，主要表现为：未实现政企业务网络资源一体化统筹分析；未持续开展政企业务的带宽、行业、区域发展等方面的关联性分析；缺乏数字化经营分析能力，针对政企业务承载需求的运营分析和管控措施缺乏数据支撑。

2.3 缺乏构建政企业务竞争力的高效支撑机制

政企业务在新网络和新技术应用方面与产品结合弱，功能不完善，智能化、云网一体程度低，产品与网络协同缺乏不断的迭代演进规划；创新业务开通面临承载网络架构不完善、网络覆盖资源覆盖不足的瓶颈；方案审核缺乏细化标准，多专业交互场景、新业务场景、特殊应用场景无对应细分审核标准，导致接入成本高、项目施工周期长的难题。

3 SD-OTN全光政企精品网精准规划方法

针对网络支撑业务发展存在的三大难题，以解决网络资源瓶颈、保障政企业务高效开通、精准规划政企网络的投入和发展为目标；以大数据分析洞察为切入点，融入大数据可视化和透明化理念，研究价值网格分析评估方法，探索建立基于大数据分析的政企网络价值精准规划体系和方法论。

3.1 构建SD-OTN政企精品网融合演进规划方法论

基于大数据分析的网络价值分析体系，构建首个政企精品网融合演进规划方法论。通过目标客户清单、业网匹配、价值分区、结合现状、精确选点、架构成型和差异化部署等7步精准规划方法论，构建安全、智能、便捷的SD-OTN 全光接入网，做深大连接，实现全光高速泛在接入，网络一点可达（见图1）。

图1 基于大数据分析的网络价值精准规划方法论

该方法论主要包括如下创新点。

a）首创政企价值区域评估体系，在已有综合接入区网格的基础上，通过数据建模，采用AI 算法和归一算法，首次科学评估了业务接入综合区的价值分布，奠定了价值规划体系的基础。

b）构建了政企业务和网络的数据分析新体系，契合实际以价值为导向，深入分析业务和网络特征，制定网格精准覆盖策略，开展个性化精准规划。

c）政企精品网规划部署和接入规范的方案创新，夯实网络基础能力，构建云网融合发展基础架构，深化网络覆盖，完善了资源供给。

3.2 构建面向政企业务的价值评估体系

长期以来，一直缺乏科学、体系的政企价值评估体系，传统的方法存在2个弊端：一是价值区定位太粗放，仅根据行政区划分来确定业务密集（市区）或业务稀少（郊区）区域，虽然有细分综合接入区，但并没有精细化分析，无法满足政企精确投资的要求；二是价值评估模式太单一，仅按照网格营业收入来粗略估计业务发展规模，并没有考虑客户级别、客户数量、客户类型等因素，不够全面。因此，决定构建全新的政企业务价值区域评估体系，步骤如下。

a）按行业梳理政企客户GIS数据库。政企价值客户数据库的构建按照行业维度，聚焦政府、银行、证券期货、保险、大企业、大型OTT 互联网公司、医院、高校等重点客户的地理分布，以及甲级写字楼的地理分布，通过地图爬虫基础数据，然后结合人工筛选处理的方式，梳理出某区城市群价值客户数据库（含9级地址和经纬度），并生成分布热力图和统计分析图表（见图2）。

图2 A、B 2个城市业务需求与综合业务区域的精准匹配

b）基于AI 大数据分析方法赋能价值分区，首创业务价值区域评估体系。通过引进AI 算法赋能政企综合业务区域精准分级，基于大数据相关性分析算法，对区域内行业及客户进行深度学习，对行政区域、中心位置、驻地机构、重点行业、总带宽大小和最近2年内新增的专线数量等进行画像计算，对存量用户进行学习分析，给目标客户打分，挖掘细分场景，根据特征画像计算和平台的数据处理，采用机器学习技术，对获得的数据进行识别、聚类、分类、预测等智能处理和客户洞察可视化分析，通过综合价值得出价值区域排名，实现数据可视化综合价值区域分级分类清单（见图3）。

图3 基于AI算法价值区域分级方法

c）评估行业客户价值。首先估算各个行业客户的常见业务带宽，以业务带宽为基础，按照算法“价值度=业务∕10”，确定行业客户的价值度，价值度模型如表1所示。

表1 行业目标客户带宽价值转换模型

d）评估综合接入区价值。对A 市价值客户数据库里的客户数据进行进一步梳理，按照A 市207 个综合接入区进行分区统计数量和行业分类，然后按照价值度模型计算综合接入区客户总价值。以A市某综合接入区为例，计算过程见表2。对全部207个综合接入区进行价值评估，确定A市综合接入区价值排名。

表2 A市行业目标客户综合接入区客户总价值

e）运用AI 算法对价值区进行综合排名。A 市综合接入区基础价值评估基于是静态价值数据，为了全面评估综合接入区，还需考虑存量价值和动态发展数据，因此，进一步分析各个综合接入区业务存量、近5年业务发展情况和商务楼宇数量，将这些因素纳入算法，才能更贴近实际的评估综合接入区的价值。算法上，采用了皮尔逊相关系数和归一算法，具体如下：

（a）根据AI 大数据相关性分析算法，确定影响高价值区域各类因素的皮尔逊系数，确定各相关因素的影响权重（见图4）。

图4 AI大数据相关性分析算法

（b）运用相关性加权算法，对各个综合接入区的行业客户的价值进行加权评估，得出综合接入区综合价值（见图5）。

图5 各个综合接入区的行业客户的价值加权评估

（c）以排名第一的综合接入区为基准，采用归一算法，确定A 市207 个综合接入区的价值排名，以排名前100 位为界线，确定前100 综合接入区是高价值区，高价值区需涵盖A市90%的行业客户。

3.3 面向政企业务精确选点策略

政企业务接入点是指收敛综合接入区内该机房周围3～5 km 内的政企客户业务，为政企客户提供安全、稳定、快速接入网络资源。充分结合现有机房相关信息（物业、配套、管线资源），根据目标客户匹配归属综合接入区网格，结合综合业务区网格内目标客户规模，按高、中低价值区域部署政企业务接入点。

高价值区域按业务需求规模及机房条件选点部署政企业务接入点，原则上部署2个点，CBD 密集区域结合考虑配套光缆成本原则上部署2～4 个点，机房条件一般及光缆配套不完善区域按需部署4～6个点。中低价值区域光缆距离汇聚点小于8 km 的零散客户区域不部署，可以通过光缆拉远至汇聚机房承载政企业务。光缆距离大于8 km 的区域，可以设置1～2 个点，收敛周边的政企业务。

政企业务接入点的机房选取充分围绕现有的综合接入点、接入机房、5G 传输锚点机房、新国标机房、BBU 集中点等运营商自有或稳定租赁机房等选择安全、稳定的业务接入机房（见图6）。

图6 政企业务接入点选点策略

3.4 低成本差异化覆盖策略

基于自主研发的SD-OTN 协同控制器及管控平台，首次完成了智能化的端到端业务交付，同时实现SD-OTN 多厂家设备解耦，快速突破单厂家单域SDN网络限制，实现新架构的演进与现有架构平滑集成，结合价值区域评估体系，采用多厂家差异化部署策略，提供差异化竞争力（见图7）。

图7 设备差异化部署方案

a）高价值区域内，主动前置下沉高品质接入层OTN 设备至一级政企业务接入点，提升差异化快接入竞争能力。在区域内一级政企业务接入点，延伸部署华为接入层PeOTN 设备，实现高价值的业务端到端的全量接入能力。在区域内二级政企业务接入点，部署低成本接入层OTN 设备；实现低成本快速接入能力，以保持专线产品竞争力。

b）中低价值区域内，以业务需求为驱动，一二级政企业务接入点按需部署低成本接入层OTN 设备，提升低成本快速接入竞争能力。业务量较小区域充分采用利旧MSTP∕MSAP∕IPRAN 等方式接入；少量100M以上高价值专线业务，通过主干光缆接入汇聚节点。

3.5 为客户量身打造轻量级网管服务

面向金融、政府、医疗、教育、大中型互联网企业等量身打造轻量级客户网管，提供双线业务的网络可视、故障监控、流量预警、智能短信通知等网络管控功能，提供服务预约、网络健康报告等服务支撑功能。

轻量级客户网管围绕传统互联网专线、组网专线产品，基于内部传输网、数据网、承载网及网管监控能力，通过数据融合、接口开放、个性化的预警规则设置等，丰富双线产品体系，打造差异化市场竞争力（见图8）。

图8 客户轻量级网管流程图

4 SD-OTN全光政企精品网建设效果及应用

4.1 政企精品网建设效果

经过建设，SD-OTN 政企精品网可实现高价值区域100%覆盖和中低价值区域目标客户100%接入，进一步缩短客户接入距离，降低建设成本，实现高价值区域目标客户接入距离在600 m 内，标杆示范区域接入距离在300 m 内，满足未来新增目标客户和存量迁移客户接入需求。

面向政企业务发展，全光政企精品网络具备四大差异化能力。

a）超大带宽：具备端到端SD-OTN 全光网络，相比传统MSTP 网络，大幅提升用户可接入带宽，从2M到100G，还可按需快速部署最高达600G 的超大带宽；并实现万兆带宽到商务楼宇，千兆带宽到企业桌面，引领行业进入政企专线G时代。

b）极低时延：时延是竞争力，时延是用户感知，时延是经济效益。基于智慧全光网领先技术和架构，打造超低时延专线。实现重点城市间1～3 ms 时延、数据中心间1 ms 时延、重点区域内1.5 ms 时延圈，满足金融、医疗等行业毫秒必争的极致体验需求。

c）极致可靠：持续提升光缆路由，采用全连接组网架构，通过智能化技术实现故障毫秒级自愈，可向客户承诺99.99%的网络可用率。

d）自助服务：引领用户体验升级，用互联网思维打造业界首款用户自服务APP，实现自助调速、时延及流量可视、网络拓扑自主管理等差异化服务，让“客户的网络管理自己说了算”。

4.2 政企精品网应用实践

高品质网络构筑疫情“安全防线”。作为某省政务外网精品承载，搭建了SD-OTN 全光政企精品网络承载的数字政府IDC 的大带宽（满足1GE～100GE 客户带宽随选）、超低时延（城市内端到端时延小于1 ms）、高可靠（端到端可用率达到99.99%）的高品质全光网络，成为某省级六大平台（X 省市健康码平台、疫苗平台、省核酸检测平台、省远程医疗平台、预约挂号业务系统和区域卫生信息平台）的全光承载底座。

2021 年1 月早高峰，“健康码”突发访问量达到140 万次∕min，超出业务系统处理能力，致使亮码时延增大，影响到民众正常出行。在接到政府“全力保障健康码正常运行”要求后，某省联通基于全光网SDN一体化管控能力和网络预覆盖能力，在18 h 内紧急为疫苗接种点开通了全省778 条全光专线以及政务云IDC 中心连通省疾控中心、国家疾控中心共11 条10G重保电路，创造政务云最快交付记录，满足对健康码平台的超大规模访问需求，助力打通疫情防控和疫苗接种的各个环节，让数据的“跑道”更畅通、更安全。

5 结论

SD-OTN 城市全光网的建成，将实现从“基础连接”到“万物智联”的新跃升，为数字经济提供“第一连接通道”。同时在全光网络基础上构建算网一体、安全可信、专属定制、多云协同的“联通云”，形成云网协同、云边协同、绿色智能的多层次数字基础设施体系，支撑不同维度、不同层次全面多样的数字化需求，推进架构先进、安全可靠、服务卓越的全光网络新布局，助力数字经济蓬勃发展。