(CWW)中國移動副總經理李慧鏑在中國移動2021年網絡工作會議上提出:“‘十四五’期間,以構建‘高效、智能、簡潔、協同’的新型網絡運營體系為目標,全力推動數智化轉型,充分利用大數據、人工智能等技術提升網絡自動化、智能化運營水平,到2025年實現L4級‘自動駕駛網絡’;全面實現高質量發展,網絡質量、運營效益、響應效率持續保持行業領先,達到世界一流水平。”
比照中國移動集團發展方向,廣西移動立足廣西省內Diameter信令網維護現狀,借助大數據及智能算法技術,著力提升網絡維護的數智化能力,從而實現向主動運維的轉型。
Diameter信令網數智化維護工具的搭建
(資料圖片)
經過分析,廣西移動發現Diameter信令網維護工作中的“痛點”主要集中在以下幾個方面。第一,故障定位遲緩,在現有維護模式下,告警信息數量巨大,容易造成人工甄別費時費力,導致從告警發生到故障定位的過程遲緩。第二,處理決策遲緩,信令網涉及網元眾多,目前缺乏對復雜問題的交叉關聯自動智能分析,以致對重大網絡隱患的預防能力不足。在隱患出現時,較難快速作出對策選擇。第三,故障處理遲緩,網絡中設備眾多,95%的運維流程和作業節點都需要人為干預,“故障驅動”的被動運維影響業務體驗,且運維成本居高不下。
圍繞維護環節數智化能力的提升,廣西移動從兩個方面入手推動Diameter信令網維護的數智化轉型,即數據可視化、大數據及AI智能算法,并將Diameter信令網可視化智能分析工具作為本次實踐的重要依托。
可視化的信令拓撲
廣西移動信令網可視化分析工具主要包括廣西移動Diameter信令鏈路實時告警監控及查詢、廣西省內DRA網元及鏈路實時運行監控、告警及業務異常查詢3個部分。
Diameter信令鏈路實時告警監控及查詢主要包括以下內容:第一,信令鏈路拓撲圖可依據維護需要,按照地市、網元、廠家的不同維度進行展示,以便在出現信令鏈路告警時,以最便捷的方式,從不同維度找到與出現信令鏈路告警相關的對端網元及信令鏈路;第二,信令鏈路告警可細化至信令鏈路組及其中的信令鏈路告警,并用不同顏色標記當前告警級別;第三,目前覆蓋的高技能及業務異常場景,包括單鏈路告警定位、鏈路組告警定位、信令網元退服板卡定位、故障CE定位、業務流量突增預警、Diameter接口負荷預警;第四,信令鏈路拓撲圖自動生成,可自動感知網元的增減,并在拓撲圖中實時更新。
廣西省內DRA網元及鏈路實時運行監控、告警及業務異常查詢,包括總體設備監控指數、設備資源使用率、4G信令轉發成功率、5G EPSFB(網絡側語音回落)會話查詢成功率。
告警及業務異常查詢區內容可配置,維護人員可選擇運維工作中需要重點關注的告警項。
廣西移動信令網可視化分析工具可以極大地提高對信令告警的識別及定位速度,簡化故障定位的查詢工作。基于微服務架構的智能化工具廣西移動信令網可視化分析工具主要采用微服務分層架構,系統整體上分為5層,具體如圖1所示。
圖1廣西移動信令網可視化分析工具的系統分層
微服務架構的特點是針對特定服務發布,影響小、風險小、成本低;方便頻繁發布版本,快速交付需求;可實現低成本擴容、彈性伸縮,適應云環境。廣西移動信令網智能化維護之所以采用該微服務架構,就是考慮到應對維護需求和網絡 結構的持續優化要求,可以對該智能化工具持續進行擴展。
借助AI模型,提升告警預警能力
通過對Diameter信令網運行及告警數據的實時收集,形成了大量的維護數據信息,如何從中挖掘有價值的信息,對網絡運行狀態進行預警,成 為有效降低網絡運行風險的關鍵。為此,廣西移動借鑒小波變換(wavelet transform,WT)模型,根據歷史數據,實現對未來數據的趨勢預測,將無形的業務趨勢實時、可視化地呈現于保障指揮室。在重要會議、重大活動、重要節日和應急保障中,實現業務變化與趨勢預測的實時比較,為決策分析提供參考,有助于管理層觀察、評估、決策和調度網絡業務, 提升業務保障能力。
小波變換是一種新的變換分析方法,繼承和發展了短 時傅立葉變換局部化的思想,同時又克服了窗口大小不隨頻 率變化等缺點,能夠提供一個隨頻率改變的“時間-頻率”窗口,是進行信號時頻分析和處理的理想工具。它的主要特點是通過變換充分突出問題某些方面的特征,能對時間(空間)頻率進行局部化分析,通過伸縮平移運算對信號(函數)逐步進行多尺度細化,最終達到高頻處時間細分、低頻處頻 率細分,能自動適應時頻信號分析的要求,從而聚焦至信號 的任意細節,解決了傅立葉變換困難問題,成為繼傅立葉變換以來在科學方法上的重大突破。
借助AI模型,結合專家知識庫,可以有效解決處置決策遲緩的問題。通過大數據技術完成對原始數據特征的自動檢 測,可強化數據聚合;綜合運用大數據技術中的批處理、實時計算和交互式計算的能力,可有效挖掘數據的價值;結合專家經驗完善并優化AI算法,可持續迭代升級,不斷沉淀經驗,始終保持告警的精確性。
設計符合自身維護要求的網絡健康度評估方法
設備健康度評估是指對設備運行狀態進行評估,以確定設備當前的工作狀態、性能和可靠性水平。通過設備健康度評估,維護人員可以快速識別潛在的故障和問題,并采取相應措施,提高設備的可靠性和效率。同時,通過可配置的規則,維護人員也可以及時發現重點關注的性能指標對網絡的影響。
設備健康度評估量化是指通過對設備運行數據和狀態的監測、分析,結合設備設計參數和使用壽命等因素,采用數學模型和方法,對設備的健康狀況進行評估,并給出定量的 健康指標或評分。
廣西Diameter信令網智能維護工具主要從健康指標的緊急性和重要性兩個維度進行設置,以便及時、全面地反映設備運行狀況。
系統建議滿分為100分,不設加分項。每個檢查項的得分需要考慮該檢查項的緊急度和重要性,緊急度按高中低分別對應3、2、1;扣分按照緊急度與重要性的乘積計算,比如某項指標的緊急度為3、重要性為15,那么該項指標不合格時將扣除45分。如果某些檢查項的不合格結果是因為健康檢查程序沒有執行造成的,則可調整為合格。
綜合上述檢查項的總分,形成當前設備健康度得分。為使設備健康度一目了然,對不同的健康度分數段用不同顏色 進行標記,評估綜合得分與健康度的對應關系如下。第一, ≥90,標記綠色,表示健康:設備正常運轉,未出現任何故障或異常情況,性能表現優異。第二,75~90,標記黃色,表示亞健康:設備出現一些故障或異常情況,但仍可正常運轉,性能表現稍有下降。第三,60~75,標記紅色,表示故障狀態:設備出現多次故障或異常情況,需要頻繁維修或更換部件, 性能表現明顯下降。第四,<60,不再顯示得分,表示嚴重故障:設備常常出現故障或異常情況,無法正常運轉,需要大量時間和費用進行修理或更換,性能表現嚴重下降。
為了便于采用大數據對大量的信令維護數據進行處理,需要對現有信令數據格式中的節點信息進行規范,以滿足后續處理需要。根據廣西移動的信令網結構特點、信令點命名 規范,所有鏈路命名均按照統一長度、統一關鍵信息排序,采用統一命名規則,以方便后續的數據處理。
智能化維護實踐的意義
在引入信令網智能維護工具后,廣西移動Diameter信令網維護的故障識別、定位、預測能力有了明顯改善,推動服務質量持續提升,主要體現在如下方面:可視化分析提升了告警識別能力,實現了多維度監控,可快速全面掌控網絡運行狀 況;借助大數據可提升故障分析能力,通過多維度交叉智能分析實現了對CE設備重大故障的分析定位;借助AI模型提升預測預警能力,實現了從被動運維向主動運維的轉型。
同時,引入智能化維護理念還助力廣西移動積極融入中國移動集團的“自動駕駛網絡”演進戰略,增強自身創新能力,提升運維效率,充分挖掘現有網絡能力,助力實現可持續發展。
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