引用本文:

崔京,江尚军,李志刚,等. 基于人工智能的异构光网络仿真平台设计[J]. 光通信技术,2026,50(3):53-57.

基于人工智能的异构光网络仿真平台设计

崔 京,江尚军,李志刚,韦国富,秦润发

(中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004)

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摘要:针对异构光网络中人工智能(AI)算法泛化能力弱、数据采集难及统一管理测试复杂的问题,设计了一种基于AI的异构光网络仿真平台。该平台采用分层架构,通过协议适配服务实现多厂商设备数据的统一采集与指令下发,利用Spring Cloud与Django协同架构解决Java后端与Python AI引擎的高效调用,并将AI算法模块化封装以支持快速接入与验证。典型场景验证表明:在跨工况故障诊断中,平台能有效解决数据漂移的问题;在拓扑优化中,平台实现了路由策略的智能生成。该平台能够逼真模拟导致数据漂移的复杂异构环境和多工况条件,为验证和评估人工智能模型在真实动态环境中的泛化能力和鲁棒性提供了高效、可靠的实验环境。

关键词:人工智能;异构光网络;仿真平台

中图分类号:TN929.1  文献标志码:文章编号:1002-5561(2026)03-0053-05

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2026.03.009

本文设计了一种**基于人工智能(AI)的异构光网络仿真平台**,旨在解决异构光网络中AI算法泛化能力弱、多厂商数据采集难以及统一管理测试复杂的问题。


以下是该论文的核心内容简要总结:


**1. 核心创新点:分层架构与协同调用**

*   **分层解耦设计**:平台采用物理资源层、数据处理层、算法引擎层和应用服务层的四层架构,实现了网络设备与AI算法的解耦,具备良好的可扩展性。

*   **跨语言高效协同**:针对Java后端(Spring Cloud)与Python AI引擎(Django)的语言隔离问题,设计了基于标准RESTful接口的协同调用架构,既保留了Java在高并发业务管控上的优势,又发挥了Python在AI模型集成上的灵活性。

*   **协议适配屏蔽差异**:通过协议适配服务,利用SNMP、NETCONF、gRPC等主流工业协议解析引擎,将多厂商异构设备的底层数据统一转换为标准JSON格式,实现了全域数据的统一采集与指令下发。


**2. 关键技术实现**

*   **AI算法模块化封装**:将AI算法库分为分析类(如CNN、Transformer)、预测类(如LSTM、TCN)和优化类(如SAC、GNN),并设计了接口对接、模型训练、存储与推理4个标准化模块,支持新型算法的快速接入与验证。

*   **工程化难题攻克**:针对数据漂移问题,引入迁移学习(如LMMD)与集成学习机制;针对多目标优化冲突,采用权重系数法动态平衡传输延迟、负载均衡等指标。


**3. 典型场景验证结果**

*   **跨工况故障诊断**:利用凯斯西储大学轴承数据集模拟异构环境下的数据漂移。结果显示,基于领域自适应的LMMD模型在跨工况下的平均诊断准确率达**98.2%**,显著优于传统CNN模型的73.9%,验证了平台在评估AI模型泛化能力方面的有效性。

*   **异构光网络拓扑优化**:选用Soft Actor-Critic(SAC)算法进行路由优化。平台支持用户可视化配置网络拓扑与超参数,实现了从模型训练到最优路由策略生成的全流程自动化,显著提升了网络规划效率。


**4. 研究结论与应用前景**

*   该平台能够逼真模拟导致数据漂移的复杂异构环境和多工况条件,为验证和评估AI模型在真实动态环境中的鲁棒性提供了高效、可靠的实验环境。

*   研究成果有望加速AI技术在异构光网络智能运维、故障预测及资源优化等领域的创新应用落地,对推动光通信与人工智能的深度融合具有重要价值。