自智網絡以自動化與智能化為核心特征,以實現通信網絡提質增效、賦能行業數智化升級為目標,是5G及未來通信網絡與人工智能深度融合的顯著發展趨勢。本文從自智網絡的概念、需求、演進入手,總結最新的產業相關進展,并著重介紹中國移動的技術探索與應用實踐。
自智網絡需求愿景
作為通信網絡運維數字化轉型的目標,自智網絡面向消費者和垂直行業用戶提供“零等待”“零接觸”“零故障”等數字化體驗的創新網絡服務與ICT業務,打造具備自配置、自修復、自優化等數字化運維能力的通信網絡。
“三零”旨在從用戶視角實現數字化體驗。具體包括:開通“零等待”——通過對資源的精準掌控,實現業務的實時開通、即購即用;業務“零故障”——通過對網絡的端到端監控,先于用戶投訴識別隱患,先于用戶感知修復故障;服務“零接觸”——通過網絡數據與能力開放,支撐用戶自助服務,通過線上數字化的方式快速響應用戶需求。
“三自”旨在從運維視角推進數字化轉型。具體包括:自配置——網絡擴容及升級配置自動化、無感知操作,實現網絡變更后的自動撥測與機器值守;自修復——敏銳感知網絡故障與亞健康狀態,基于動態負載均衡、多級容災等技術,實現業務保障;自優化——基于大數據和AI技術,實現業務質差的精準感知與識別,實現調優策略的動態生成與閉環控制,確保用戶的優質體驗。
因此,自智網絡需要在通信網絡涉及的網元、資源、服務與業務四個管理層次,提供基于資源、服務、業務三類閉環的自動化運維能力,分層次構建體系化能力,實現全場景網絡自智,促進達成內部效率提升與外部商業增長的目標。自智網絡能力建設遵循信息化、自動化、智能化的分階段演進路徑。
自智網絡信息化指全面實現被管資源、業務、產品及其管理流程的信息化,這是提升后續能力的基礎。在此階段,系統具備線上記錄的特征——線下人工執行管理任務后,線上同步記錄。
自智網絡自動化指系統依靠一組固定的或動態的規則和算法,執行定義明確的任務并期望產生確定性結果。初級自動化系統規則固化,系統根據預先配置的固化規則自動執行管理任務,規則與功能不解耦;高級自動化系統則進一步實現規則解耦,系統通過提供規則引擎解析規則,從而自動執行管理任務,規則與功能解耦,可靈活配置。
自智網絡智能化指系統具備基于知識與智能自主執行特定任務的能力。智能化系統可基于用戶指定意圖目標,采用網絡智能化技術實現自動閉環。初級智能化系統支持規則注智,系統通過結合專家經驗與AI學習能力等,實現規則的自動生成、優化與迭代;高級智能化系統則進一步從輔助規則生成到自主獨立演進,基于AI大模型等智能化技術實現規則的全自動迭代,并且能夠主動適應內外部環境變化,全程無需人工參與,最終實現自主操作。
自智網絡產業進展
技術標準進展
TM Forum、3GPP、ITU-T、ETSI、CCSA等國內外標準組織紛紛開展了自智網絡相關工作,產業界積極推進自智網絡的標準化布局,爭奪自智網絡的產業話語權。
1、國際標準
TM Forum是最早布局自智網絡的標準組織之一。在2019年5月舉辦的數字化轉型系列峰會期間,由中國移動等公司主導發布的《Autonomous Networks白皮書1.0》率先提出相關概念,并于2021年10月正式將其命名為“自智網絡”。TM Forum專門組建了自智網絡協作項目(ANP)工作組來推進相關工作,聚焦“通用+專業”協同的“分級標準、評價體系、架構、接口、關鍵技術”五大標準方向,近年來已經發布了一系列關于自智網絡的最佳實踐指南和有關標準。2022年,自智網絡上升成為TM Forum三大技術棧之一,與ODA、Open API并列。
ETSI ISG ENI致力于定義認知網絡管理架構,主要關注網絡AI應用類別,以及用于增強網絡智能的通用功能架構;ETSI ISG ZSM聚焦通信網絡跨域實現端到端網絡運維管理自動化,近年來發布了資源層管理域架構、閉環自動化等標準,并且同步推進意圖接口與分層分域架構下的AI使能標準制定;ETSI ISG NFV發布了策略管理框架、自智MANO研究報告,開展了針對管理數據分析、意圖、策略模型以及面向VNF持續迭代CI/CD測試標準的研發工作。
2020年底,ITU-T SG13建立了自智網絡焦點小組FG-AN,并先后發布了自智網絡用例、機制框架、可信評估等標準建議。ITU-T SG13將持續推進數字孿生網絡、意圖驅動網絡、自智網絡成效指標評估等相關標準建設。
針對移動通信網絡,自4G以來,3GPP開始引入無線專業的自組織網絡(SON)控制閉環和路測最小化(MDT)數據采集增強機制,實現移動網絡的部分自動化。面向網絡演進,除了在無線工作組RAN和網管工作組SA5繼續完善增強SON/MDT之外,3GPP的核心網架構工作組SA2和網管工作組SA5還分別引入了針對核心自治域與服務運維層次的本地智能分析邏輯功能NWDA、MDA,以及閉環SLS保證機制、意圖驅動管理接口IDMS、自智網絡分級ANL和AI/ML管理等。
2、行業標準
為加快推動人工智能技術在通信行業的應用與融合發展,國內的標準組織與產業聯盟積極探索“通信+AI”深度融合的技術與應用場景,推動自智網絡標準體系的布局與完善。CCSA已建立形成“通用+領域標準”協同、“行標+團標”協同的工作模式,分布于TC7、TC610等多個工作組,立項自智網絡相關標準和研究課題超40個。2021年7月,CCSA TC7召開WG1/WG2/WG3第1次聯席會議,匯聚國內三大運營商以及多家廠商,確定了《信息通信網智能化運營管理》標準體系。2022年初,新增“自智網絡”系列標準框架,通過了自智網絡體系架構、技術成熟度分級、知識管理、意圖管理等關鍵技術行業標準和研究課題的立項建議。此后,聯席會議機制持續推進自智網絡相關標準的立項與制定工作,自智網絡標準化工作進一步夯實。CCSA TC3 WG3工作組聚焦新型網絡技術,近兩年圍繞數字孿生網絡與算力網絡的總體架構、關鍵技術、評估體系等方面進行了深入討論,并在構建標準體系方面取得積極進展。
3、團體標準
2021年3月,AIIA(人工智能產業發展聯盟)組織國內多家單位編寫并發布了《電信行業人工智能應用白皮書(2021)》,系統分析了通信網絡智能化的總體發展態勢與應用現狀。近年來其還先后發布了MLOps能力成熟度模型、MLOps實踐指南等標準。
CCSA TC610 SDN/NFV/AI標準與產業推進委員會在2021年上半年啟動自智網絡領域的相關研究工作,主要圍繞云網基礎設施自動化和智能化需求,研究和梳理典型垂直行業對于云網基礎設施確定性SLA的需求。2021年6月,CCSA TC610成立了自智網絡工作組,構建產業協作平臺,希望從產業高度拉通產業各方。具體構建了規范化、體系化的運營商對外服務能力、底層網元及網絡能力的評價體系,定期開展測試評估并發布報告,制定代際標準和演進路徑,牽引運營商與設備廠商的能力升級演進。2023年,TC610在自智網絡中國產業峰會上發起了“加速邁向自智網絡L4聯合倡議”。
總體來看,國內外標準組織的自智網絡標準布局已經相對完善,但不同標準組織之間的標準規劃仍相對獨立,按專業領域分工的特點明顯,相互協作模式松散,難以為需要跨層跨域進行統一規劃建設的自智網絡建立體系化規范。為此,產業各方需要探索建立面向全程、全網自動化和智能化能力體系建設的跨組織協作平臺,面向2025年實現L4級自智目標,打破碎片化技術標準制定現狀,更好地推進意圖驅動的閉環自智、分布式AI的接口互通等。
產業測評進展
2021年,CCSA TC610自智網絡工作組重點圍繞云網基礎設施自動化和智能化需求,研究并梳理了典型垂直行業對于云網基礎設施確定性SLA的需求;參考TM Forum論壇分級標準框架理念,面向用戶服務的視角,研究運營商云網基礎設施能力評價體系以及對外服務能力評價體系,建立自智網絡能力目標架構,研究云網基礎設施所需要關鍵網元設備的能力集;攜手國內外“產學研用”單位和機構共同推進自智網絡相關標準和行業規范的制定。同時,隨著國內運營商自智網絡相關理論研究與實踐的不斷深入,工作組自2022年起開展了一系列自智網絡測評項目規劃,從云網專線、云光專線、算力光網、DCN和家寬5個領域針對解決方案開展評測,并開展運營商服務體驗評測項目,助力運營商自智網絡規劃建設,加速自智網絡價值轉化。
應用部署進展
自智網絡的發展,對于產業各方具有戰略性意義,加快邁向L4等級是必然的發展選擇。根據TM Forum調研報告,已有樣本中91%的運營商已經或計劃將網絡自動化納入企業戰略并制定投資計劃,大部分預期將在2025年達成“L3+”。
中國運營商持續引領自智網絡創新實踐,推動全球產業共識的形成。自中國移動于2021年在業內首次提出2025年達到L4等級以來,已有包括國內的中國聯通、中國電信,國外的AIS、Orange、MTN等在內的多家運營商,設立了2025年在高價值場景或全網范圍內達成L4等級的目標。例如,中國電信的云網融合3.0戰略提出了能力開放、智能敏捷、安全可信、云網一體、綠色低碳等方面的愿景,持續提升云網運營自智水平,在云網端到端全程可視、質量端到端精確感知、業務端到端敏捷運營等方面作出了有益探索。中國聯通加速推進新型信息基礎設施建設與數字化轉型,2023年將進一步推動自智網絡與全專業、全生產環節的深度融合,按照“自智評估、能力規建、達標驗收”的方式,體系化、規模化地實施網絡自智。
中國移動自智網絡建設實踐
從2019年起,中國移動開啟了網絡運維的數智化轉型之路,從智能運維體系創新、網絡智能化產品打造與自智網絡產業協同等方面,推動“網絡智能化技術”與“自智網絡體系”扎實、高效、有序發展。2019年在TM Forum提出相關理念后,中國移動就積極布局,2021年在業界發布了首個面向全面實踐的《自智網絡白皮書》,2022年開展網絡智能化規模應用,歷經四年發展,構建起了集各方力量統一運營支撐生產的新生態,被公認為“世界上最領先的自智網絡運營商”。
整體方法
經過全方位理論創新與探索性實踐積累,中國移動形成了成熟的自智網絡能力提升方法,包含自智網絡能力架構、技術成熟度分級標準、業務價值衡量體系、迭代提升閉環等四要素。中國移動遵循“產業協同與行標制定、頂層設計、數智化能力建設與應用、能力評估與分析”的閉環迭代方法,以年度為迭代周期,指導全網開展規模化、系統性、持續性的自智網絡實踐,體系化推進網絡自智能力。中國移動建立的自智網絡“234”能力分層架構如圖1所示,以“支撐用戶發展、夯實質量領先優勢”兩大業務目標為牽引,構建“網元、網絡、業務、商務”四層協同的數智化運維能力,實現“用戶需求管理、跨專業業務管理、單專業網絡資源管理”三個閉環流程。
圖1 中國移動自智網絡“234”能力分層架構
其中,由網元自身實現內生智能,OMC系統和O域專業運維工作臺實現單專業網絡管理能力,O域運維能力中心實現跨專業的網絡管理能力和業務管理能力,B域業務支撐系統實現商務管理能力。針對網元管理、網絡管理、業務管理類能力,中國移動自智網絡架構進一步以網絡全生命周期的6個運維域、11個核心運維場景、37類核心運維能力為框架,按照5個重點專業和4類重點業務,細化梳理200余個核心能力,覆蓋800余個核心子場景,并明確定義每個核心能力的功能技術規范,指導全網持續建設和完善網元、OMC、網管系統的數智化運維能力。
核心工具
支撐自智網絡核心能力升級的內核是技術創新。中國移動在TM Forum能力分級標準的基礎上,從指引網絡運維能力演進與實際落地的角度出發,將自動化、智能化IT技術與網絡運維特點相結合,借助超過200個核心能力、800個核心子場景定義了統一的技術成熟度代際特征。針對不同的運維場景,分類引導核心能力的演進目標:操作執行類與流程調度類能力以自動化作為演進目標;現場作業類、診斷分析類、預測分析類、方案設計類分別向L4—L5等級的感知智能、診斷智能、預測智能、策略智能方向演進。同時,為了更好地衡量其商業價值,持續牽引能力提升,在單個能力技術等級的基礎上,中國移動自智網絡按照正相關、客觀性、可量化、易獲取、透明化的原則,設計包括應用成效指標和商業價值指標在內的全局量化成效指標體系。
應用案例
以中國移動基于自智網絡核心理念和關鍵技術實現的一體化綠色5G解決方案為例,如圖2所示,從CT基礎設施節能、使能“東數西訓”節能以及開放能力使能垂直行業節能三個層次全面提升資源能效,打造了5G基站智能節能、OXC節能、SPN設備節能、IDC機房節能等應用落地場景,在為能源、工業等政企用戶提供低碳運營的使能技術的同時,為“東數西算”戰略提供實踐經驗,為全球電信企業探索低碳網絡運維提供示范樣本。
圖2 中國移動自智網絡使能綠色5G整體方案
在試點范圍內,上述整體方案在三個層次均取得優秀的節能效果,整體實現節電約4.75億千瓦時/年,減少碳排放約37.3萬噸/年。
產業協作
中國移動始終致力于自智網絡的產業推進、經驗分享與標準引領,引導并協同產業各方建立面向全程、全網自動化和智能化的合作生態平臺。2019年,中國移動作為在TM Forum最早發布“自智網絡”理念的公司之一,為電信網絡數智化轉型確立新的發展方向。2021年,中國移動率先發布面向現網規模應用的自智網絡體系化建設方法,為國內外運營商的跟進提供實踐參考。2022年,中國移動聯合產業組織初步完成自智網絡國內外標準體系構建并擔任關鍵管理職務,主導相關技術標準制定。僅2022年,中國移動共主導24個自智網絡相關標準項目立項,重點行業組織任職超過10人次,覆蓋50%核心標準組織。目前,中國移動國內外自智網絡相關標準立項近百項,位于運營商“第一陣營”。
結論
自智網絡建設是一項極具挑戰的體系化工程,既需要運營商以業務價值作為牽引,跨層跨域進行統一規劃、統籌實施;更需要產業各方遵循統一標準,從技術創新、產品研發到應用落地積極配合,共同制定自智網絡統一價值衡量標準。相信未來在產業各方的共同努力下,自智網絡的相關愿景終將全面實現。
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原文標題:標準引領,產業協同:中國移動網絡智能化已規模應用
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