打造新型智慧网络,共建5G发展新生态

打造新型智慧网络,共建5G发展新生态

中国电信研究院 陈运清

通过网络自动化、数字孪生、人工智能等手段使能网络及运维极简,助力运营商提升运维效率、资源利用率、客户体验和能耗效率,推动网络向全自治方向演进,已成为行业重点关注的领域。

5G时代正在扑面而来!作为国家“新基建”战略的核心组成部分,5G网络拥有的高速率、低时延、高可靠、大联接等特点已使其成为最根本的通信基础设施,为大数据中心、人工智能、工业互联网等其他基础设施提供了重要的网络支撑,加速推动了云计算、大数据、物联网、区块链、AR/VR等新技术的融合及其对各行各业的升级改造,为全社会的数字化转型发展创造了新的机会。对于运营商而言,5G时代的网络将是一张充满智慧的网络。各种新技术在网络中的融合应用,在为运营商催生新业态的同时,也进一步增加了网络的复杂度,对网络的管理和维护工作带来新的挑战。基于此,通过网络自动化、数字孪生、人工智能等手段使能网络及运维极简,助力运营商提升运维效率、资源利用率、客户体验和能耗效率,推动网络向全自治方向演进,已成为行业重点关注的领域。

中国电信在2019年6月发布的《人工智能发展白皮书》中提出了“加快智能化网络升级,形成智能化产业生态,提升智慧化运营水平,打造全面融智的随愿网络,提供以客户需求为导向的随心业务”的总体目标。为实现这一目标,CTNet 2025网络重构将网络智能化作为重要抓手,通过打造“泛在智联网”,实现能够联接万物、智慧赋能的新一代信息基础设施,通过“赋能”和“注智”促进业务的增长。在这一过程中,基于人工智能等手段的网络运营监控及管理将是网络智能化的发展重点,其主要关注以下几个方面:

(1)网络架构动态编排。引入了云计算、SDN、NFV的未来网络将基于云化基础设施部署建设,具有资源池化、业务及网络功能原子化、自底向上动态组合编排等特点。智能化技术的引入,能够感知预测业务需求和网络资源、精准识别业务场景,实现业务场景到网络架构的智能化映射,进而动态、快速地支持网络架构与多样化业务场景的适配。

(2)虚拟网络分层解耦。网络功能虚拟化后的网络设备自底向上被划分为物理设备、虚拟资源、功能软件等层面,并引入了网络编排、网元管理、虚拟资源管理等编排管理组件,其在增加部署灵活性的同时,也会产生更多的故障点及成倍增长的告警数据。智能化技术能够基于网络健康度感知并进行智能化故障预警,通过对告警信息进行智能化的过滤和关联,完成跨层故障定位与根因分析,助力分层解耦的全面实现。

(3)网络资源实时调整。未来的网络将部署在统一的云化资源池上,不同业务之间可以实现资源的按需共享,从而提升网络资源利用率、实现绿色节能,这需要根据实际业务量变化情况和可用网络资源状况,进行实时自动化的网络资源分配和调整。智能化技术能够基于网络业务量和资源需求的预测,建立资源分配策略驱动的闭环控制机制,促进绿色节能。

与上述运营商网络重构中的智能化场景相比较,当前正在加速建设运营的5G网络是具有SBA和网络切片等特征的新型网络架构、基于Massive MIMO和高频通信的新型空口技术以及云化部署与边缘计算融合的新型部署方式,在网络架构动态变化、资源按需分配、参数灵活配置、基站绿色节能等方面面临更多的挑战,更加需要智能化技术来解决现网面临的问题,主要体现在:

(1)智能网络切片。针对不同种类5G应用场景的架构适配、功能支持和业务隔离需求,利用智能化技术实现5G切片的智能化管理和运营。例如根据业务需求智能化选择所需的5G网络功能及规格,针对用户行为模式、业务流量模型、网络条件变化进行预测,对网络资源的分配进行实时或准实时的调整,实现网络切片的弹性扩缩容,达到全网资源在多业务叠加情况下的最优配置,提升利用率。

(2)智能网络配置。5G网络拓扑结构复杂、业务多样、用户体验个性化,特别是大规模天线阵列配置组合模式十分复杂,利用智能化技术将传统的对5G网络参数的配置与调整,转化为对数据特征的提取、网络策略的设置以及算法模型和参数的优化,实现场景自动识别,进而分析场景、参数、指标的关联并完成参数的自动配置,提升不同场景网络的服务质量和用户感知,提升网络价值。

(3)网络绿色节能。5G无线网络引入了Massive MIMO大规模天线技术,基站的能耗将成倍增加,智能化的节能策略能够在保证网络质量指标的前提下,通过对基站资源(例如符号、载频、射频通道等)的工作模式进行合理调整,达到节能效果。而且,5G网络云化部署在数据中心中同样会导致数据中心能耗的提升,因此通过智能化技术对机房环境、设备集群等进行能耗优化也是节能减排的有效手段。

(4)智能边缘计算。5G通过MEC边缘计算的能力将网络流量、控制信令及部分业务优化的处理下沉到网络边缘,以减少对核心网的流量冲击、降低网络时延、改善业务体验。智能化技术的引入将促进更丰富的业务创新,例如在网络边缘提供基于AI的视频分析、图像识别、趋势预测能力,用于辅助安防、产品检测、精细化工业生产操作、远程医疗、自动驾驶、智能内容缓存和分发等领域的业务应用。

综上所述,中国电信已经在网络智能化领域开展了一系列探索,一方面依托自主研发,实现核心掌控;另一方面也在打造产业生态,促进合作创新。其中,中国电信在2019年9月发起了5G产业创新联盟,秉承着“聚合产业伙伴,探索5G创新应用,构建5G产业生态,推动5G成熟发展”的宗旨,联盟中的“5G+AI”工作组积极探寻基于5G网络和AI技术的业务创新与服务创新,推进创新成果标准化与展示,促进智能行业应用发展。同时与华为等合作伙伴联合研发了基于AI技术的网络智能化运维解决方案,并依托研发成果在ITU、ETSIENI、3GPP、CCSA等国际和国内标准化组织中主导推进网络智能化的标准制定工作,引导网络智能化技术、标准和产业的发展,加速具有简洁、敏捷、开放、集约、泛在、高速等特征的新型网络的建设和运营。

网络智能化是运营商网络未来发展的必然趋势,拥有广阔的前景,但它也必将经过一个相对长期的演进,不能一蹴而就。对于运营商而言,需要结合业务需求,统筹现网资源,开展科学规划,在统一框架的引领下由点到面、逐步积累。中国电信愿携手产业链上下游各方合作伙伴,共同推动电信网络智能化标准的制定,促进人工智能产业的发展,加快智能化网络升级,提升智慧化运营水平,拓展综合智能信息服务,改善民生,助力网络强国,为经济和社会的全面数字化转型注入强大的发展源动力。