（CWW）隨著5G、算力網絡、低碳排放、彈性帶寬、確定性SLA、資源分配零等待、預防性維護、可視化管理等需求的提升，網絡對自動化和智能化的需求越來越迫切。伴隨數字化轉型的浪潮，自智網絡已成為運營商網絡數字化轉型的重要選擇。超過90%的受訪運營商有網絡自動化和智能化相關愿景。
自智網絡產業發展情況
據TM Forum2022年自智網絡調研報告顯示，網絡自動化、智能化投資占比提高了51.4%。96%運營商處于數字化轉型起步階段，預計未來3年普遍達到L3~L4級別，如圖1所示。受訪運營商計劃或正在構建的自智網絡能力主要集中在SLA可承諾、投訴處理與業務恢復時長、預測性維護等方面。運維效率方面，受訪運營商計劃或正在構建的自智網絡能力主要集中在故障處理自動化率（71%）、業務自動發放成功率（62%）、資源利用率（59%）、故障診斷準確率（53%）。
【資料圖】
圖1 運營商自動化和智能化投資占比及自智網絡級別當前和未來對比
自2020年10月TM Forum發布《自智網絡白皮書2.0》以來，越來越多的標準和產業組織、運營商、供應商、科研和咨詢機構，加入到自智網絡的探索中，進一步加速產業發展。2021年10月，TM Forum發布《自智網絡白皮書3.0》，闡述自智網絡領域最新的業務需求、架構、能力以及行業動態和進展，并給出參考實現方法和行業最佳實踐。2022年9月，TM Forum發布《自智網絡白皮書4.0》，總結自智網絡框架、方法論和優秀實踐，提出自智網絡四要素、通用+專用分級、三方測評、全棧AI、意圖API等核心觀點。
從運營商進展來看，以中國三大運營商引領，更多海外運營商正在將自智網絡相關理念納入3~5年戰略：沃達豐、南非MTN、泰國AIS、中華電信等均提出以2025年達到L4為目標；阿根廷電信發布AN愿景并啟動“TAMBO”自動化計劃，德國電信DT制定DNA(drive network automation)計劃，RAN等領域實踐；法國Orange探索自智網絡使能垂直行業；中國香港HKT開始利用自智網絡，提升“固定+移動”網絡自動化、智能化水平，協助企業和公共機構導航數字化轉型之旅。
從標準進展來看，TM Forum、ITU-T、ETSI、3GPP、IETF、CCSA等多產業標準組織協同，構建自智網絡“架構-分級-接口規范”等標準體系，2022年標準具體進展如圖2所示。
表1自智網絡2022年標準進展
CCSA主要集中在TC7和TC610兩個標準組織，其中TC7側重于自智網絡標準化工作，包括管理架構、需求用例、分級標準、評估方法、接口標準、關鍵技術等。TC610側重于自智網絡產業發展工作，開啟自智網絡領航者計劃，致力于構建產業協作平臺，促進產業健康繁榮發展，包括構建評價體系、編制測試規范、發布測評報告、參與標準制定等。
中國聯通自智網絡頂層規劃
中國聯通董事長劉烈宏指出：“數字經濟的發展離不開電信行業打造的數字底座，數字化、網絡化、智能化的化學反應將為電信行業開啟一個未知遠大于已知的廣闊發展新空間。”中國聯通在公司戰略規劃體系中明確提出：“以自智網絡為牽引，打造規建維優營全流程運營支撐體系，實現作業數字化、場景智能化、服務敏捷化。2025年，自智網絡價值場景達到L4級的先進水平。”
2020年，中國聯通先后發布《自動駕駛網絡白皮書V1.0》和《自智網絡白皮書2.0》，提出“四零四自”愿景目標（四零：零等待、零故障、零接觸、零風險；四自：自規劃、自配置、自修復、自優化）。在這一愿景指引下，中國聯通啟動自智網絡探索，設定自智網絡頂層規劃，如圖2所示。以底層基礎網絡設施為基礎，通過原子能力平臺的賦能，將自智網絡進行產品升級和推廣，開展to C/to B/to H業務產品升級和推廣。一方面從客戶角度，提升品質級服務保障；另一方面從運營商內部角度，提升網絡自智水平，將網絡人員從流程之中解放為流程之上。
中國聯通近期規劃為2023年全面達到L3級，補齊各專業各業務自動化和智能化能力，進而提升云網自智水平，賦能網絡數字化轉型。通過“等級評估+短板識別+標準制定+試點驗證”的方式推動自智網絡有效、有序的實施和開展。
圖2中國聯通自智網絡頂層規劃示意圖
中國聯通自智網絡創新實踐
自2020年起，中國聯通在多個領域進行自智網絡的創新實踐，覆蓋規劃、建設、維護、優化和營銷五個流程域，以及to C/to H/to B 三大類業務領域，本文將挑選幾個重點案例進行詳細闡述。
案例一：跨專業網絡故障自動定位和拓撲自動關聯
在網絡故障自動診斷領域，由于運營商網絡分層、分專業，具有多層承載關系，底層故障具有向上層傳遞的可能，僅通過專業網絡內的自動診斷能力，難以直接定位到最根本的故障。目前跨專業網絡故障定位主要依賴各專業運維人員分別進行分析定位，并分別派發故障工單，導致出現了重復而龐雜的故障工單，增加了網絡維護人力成本。故障處理時間長、效率低，是當前網絡運維工作的主要痛點之一。目前，單專業網絡智能運維相對比較成熟，但罕有跨專業網絡智能運維系統。
中國聯通嘗試打破已有專業壁壘，選取IPRAN和基站、IPRAN和OTN作為關聯性強、故障頻發的跨專業網絡場景，率先利用AI等方法實現“IP+光自動關聯”“移網+固網自動關聯”，并基于跨專業網絡拓撲的自動關聯，進一步提升故障定位能力，解決跨專業網絡故障定位難、資源關聯效率低且不精準的問題。該跨專業網絡智能運維系統共包括3個功能模塊：數據采集模塊、跨專業網絡拓撲自動關聯模塊、跨專業網絡故障定位模塊，如圖3所示。
圖3數據采集和跨專業網絡智能運維系統架構圖
拓撲自動關聯是實現網絡故障定位的第一步。單專業網絡內拓撲關聯手段較為豐富，可通過采集專業控制器拓撲信息或通過專業網絡特有協議獲取，但在跨專業網絡拓撲關聯方面，均是基于手工記錄或者業務臺賬的方式，錯誤率高，更新不及時，給維護帶來極大的不便，業內尚無自動手段。中國聯通分別針對IPRAN和基站、IPRAN和OTN，提出不同的自動關聯方案，準確率均可達100%。
一是針對4G和5G基站，通過LLDP協議和ARP協議相結合的方式實現IPRAN網絡中下掛基站設備的自動發現。
二是針對IPRAN和OTN，創新性提出基于時間序列相似性AI算法和性能數據相結合的方案，進行端口相連順序的識別，可以對單個或多個環路進行端口相連順序的識別，進而自動繪制出網絡拓撲。
基于自動關聯的網絡拓撲，中國聯通創新性首次提出IPRAN和基站、IPRAN和OTN跨專業故障定位方案，綜合采用專家經驗、關聯規則挖掘算法、關聯分析等技術，精準定位故障，并在廣東現網得到實際應用，大面積斷站搶修的效率提升100%，斷站預警提升了差異化維護響應級別，故障處理時長縮減50%以上，減少90%“IPRAN+OTN”跨專業網絡故障定位時間和人工工作。
案例二：網絡負荷健康狀況監測與預警
核心網在通信網絡中發揮著重要的作用，并且涉及云資源、數通等專業聯動，擴容實施周期長，常常難以及時響應市場擴容需求。
為解決市場快速發展對網絡的迫切需求，中國聯通在一級NFVO系統上研發容量預警調度模塊，可對超出門限閾值網元容量情況進行及時預警，該方案架構如圖5所示。
圖4容量預警調度模塊部署方案
綜合考慮用戶終端數、登網數等多維因素，并結合節假日用戶遷移等規律，實現基于短期（1~10天，1~30天）、中期（1~90天）和長期（1~180天，1~365天）用戶規模和增長趨勢預測。一方面通過引入AI算法對5GC（AMF、SMF、UDM）和IMS（CSCF）網元容量進行多元預測，智能測算近遠期網絡需求能力，自動派單督促網絡建設，主動滿足市場需求，助力5G和VoLTE用戶的快速發展；另一方面實時監控網元容量負荷和服務器利用率，動態閾值實時研判網絡負荷健康狀況，引入話務和配置模型算法，優化網絡建設配置方案，匹配容量負荷提高云化設備能效比，降低擴容成本。
網絡負荷健康狀況監測與預警模塊能夠有效提升網絡資源利用率并能夠顯著提升擴容建設響應效率，根本上解決省分一線建設維護及多專業聯動痛點。
案例三：PON專線業務自動開通
在業務交付領域，政企業務開通需要跨部門、跨專業人員配合，加之IT系統多而分散等問題，導致交付時間長。同時，業務自動化流程開發周期長、接口多，自動化進程慢，業務數字化轉型問題多而雜，缺乏體系化方法。
為解決交付效率低，自動化斷點多等問題，中國聯通利用基于意圖的網業協同編排技術，在江蘇選取PON專線業務場景，進行端到端自動編排試點工作，聚合資源能力、綜合網管能力、外線施工分派能力等高可復用、可編排的場景化服務等能力十余個，并按照標準業務流程靈活編排，以此拉通IT與CT、業務與網絡，具體方案如下。
●“能力開放+服務編排”新開發模式
在業務開發中，采用OPEN API設計模式，取代傳統一事一議接口化的開發模式，為應用快速開發上線打下基礎。對江蘇極簡系統、敏捷交付系統、接入網網管、互聯網網管、公客系統核心功能進行抽象與封裝，通過標準RESTful API提供服務開放，進而對各服務進行管理、組合、調用，流程編排，達成PON專線自動開通的業務目的。
●SR模型分層解耦
常用的模式是從龐大的原子能力群中逐個篩選、組裝，原子能力數量龐大，且在能力開放的發展趨勢下，會越來越多，導致能力選擇、能力理解存在難點問題，影響能力使用的效率、效果與積極性。因此，業務編排需要有一套統一的方法論，使能服務組合與應用“場景化”“高層抽象”。本案例參考TMF PSR模型概念，自下而上設計模型，對網絡中涉及的物理和邏輯資源RES（網元、端口、時隙等）、面向網絡的服務RFS（各通信網絡提供的網絡通信能力）、面向用戶的服務CFS（客戶可感知的端到端網絡通信能力）進行規范定義，遵循統一的設計規范和設計模型，新模型按要求加入，模型可生成基于通用協議的編排包，實現高級需求分派到每個設備的命令集。
●意圖轉換模式
通過建立PON專線開通的意圖模型，對模型中關鍵元素賦予策略條件，并與對應的PON自動開通服務進行關聯。在業務運行態中，首先對所接收的定單進行判斷，將符合PON專線開通條件的定單自動挑選出來，匹配到所對應的服務編排模塊，定單則可按照編排流程自動端到端流轉。
●流程引擎自動執行取代人工操作
引入流程引擎，按照PON專線開通流程，在系統中進行流程可視化配置與管理，系統自動按規則進行流程實例的執行。打通了自動化執行過程中的各個流程斷點，減少了人工環節及崗位，如圖5所示。
通過以上方案及試點實踐，形成了端到端自動交付能力，開通時間由天級縮短至分鐘級，減少人工配置環節，每年可節省運維人員工作量約420人·月（35人·年），推進行業自智網絡發展起到示范作用。
圖5PON專線業務編排試點方案示意圖
中國聯通結合自身業務的發展訴求和面向未來的戰略思考，將結合網絡數字孿生、網絡AI、內生智能等關鍵技術特征，持續投入新技術探索。展望未來，中國聯通將不斷通過網絡自動化和智能化運營實踐創新，邁向高等級自智網絡，提升用戶體驗的同時減少人工工作。
*本文首發于《通信世界》
2022年11月10日 第21期 總第907期
原文標題：中國聯通自智網絡研究與實踐
