介紹基于AI實(shí)現(xiàn)5G/6G網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的方式

重要信息

歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）介紹了基于AI實(shí)現(xiàn)5G/6G網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的方式。

5G和6G網(wǎng)絡(luò)有望在重要的時(shí)間和地點(diǎn)為人和對(duì)象提供幾乎無(wú)限的Gbps和超可靠的連接，支持在延遲、吞吐量、可靠性、覆蓋范圍和安全方面具有極其苛刻要求的各種用例、成本目標(biāo)等。然而，構(gòu)建一個(gè)支持多種新服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，而且要實(shí)現(xiàn)所有這些服務(wù)都可以立即設(shè)置、動(dòng)態(tài)重新配置、擴(kuò)展和下線，帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。

需要前所未有的運(yùn)營(yíng)敏捷性，以使服務(wù)能夠快速部署、動(dòng)態(tài)調(diào)整以及持續(xù)和無(wú)縫地保證——類似于云提供商提供按需托管云服務(wù)的方式。

應(yīng)不斷保證網(wǎng)絡(luò)的性能、覆蓋范圍和容量，以滿足業(yè)務(wù)的需求。應(yīng)解決可能對(duì)服務(wù)產(chǎn)生不利影響的任何故障或服務(wù)質(zhì)量降級(jí)。

1、一個(gè)指數(shù)級(jí)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)

每一項(xiàng)服務(wù)都跨越多個(gè)技術(shù)域，包括云資源、連接性、虛擬和物理網(wǎng)絡(luò)功能、增強(qiáng)服務(wù)和應(yīng)用程序邏輯。網(wǎng)絡(luò)包含數(shù)十萬(wàn)個(gè)功能，每個(gè)功能都有多個(gè)版本。此外，5G在虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)上運(yùn)行，并采用完全可編程的軟件和微服務(wù)方法設(shè)計(jì)，能夠支持各種用例。這使得5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)和管理變得更加復(fù)雜！當(dāng)我們將分布式云、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、10倍密集的RAN站點(diǎn)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和集成的多供應(yīng)商技術(shù)添加到組合中時(shí)，更多的復(fù)雜性就被引入，從而推高時(shí)間尺度和成本。5G網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)的加速部署推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)的創(chuàng)建、編排和管理方式發(fā)生根本性變化。向零接觸和全面的端到端網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)自動(dòng)化演進(jìn)已成為管理這種復(fù)雜性并以敏捷和速度提供服務(wù)的迫切需要，同時(shí)適應(yīng)、確保和保障高度多樣化的服務(wù)組合的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性。

最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)最高程度的自動(dòng)化（最好是100%），同時(shí)實(shí)現(xiàn)由高級(jí)業(yè)務(wù)目標(biāo)和策略驅(qū)動(dòng)的完全自主操作。除了業(yè)務(wù)意圖的初始轉(zhuǎn)換之外，自治網(wǎng)絡(luò)將能夠自我管理和自我組織（配置、修復(fù)、保證、優(yōu)化等），而無(wú)需人工干預(yù)。

實(shí)現(xiàn)這一愿景需要一個(gè)新穎的端到端架構(gòu)框架和為自我管理、近實(shí)時(shí)閉環(huán)自動(dòng)化而設(shè)計(jì)并針對(duì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)分析進(jìn)行優(yōu)化的促成因素。先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法和人工智能（AI）將成為處理復(fù)雜性和多樣化服務(wù)的重要工具。

2、ETSI ZSM和新規(guī)范

ETSI ZSM（零接觸網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)管理）小組成立于2017年12月，目標(biāo)是定義面向未來(lái)的端到端可操作框架和解決方案以及關(guān)鍵自動(dòng)化技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)敏捷、高效和定性的管理新興和未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)。

ZSM框架（見(jiàn)圖1）是通用的，并且建立在基于服務(wù)的原則之上，提供可伸縮性、模塊化、可擴(kuò)展性和靈活性。它支持使用基于意圖的接口以將自主權(quán)從運(yùn)營(yíng)商轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)。該框架提供了集成基于AI的功能并實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)化的功能。

圖1 ZSM框架

該框架支持把管理和自動(dòng)化分離為關(guān)注領(lǐng)域或管理域（如無(wú)線電接入）和端到端跨域服務(wù)管理域。每個(gè)管理域負(fù)責(zé)其范圍內(nèi)的實(shí)現(xiàn)和保證過(guò)程。關(guān)注點(diǎn)的分離允許抽象管理域的復(fù)雜性。

ZSM框架支持開(kāi)放接口以及模型驅(qū)動(dòng)的服務(wù)和資源抽象。描述和指定管理域公開(kāi)的管理服務(wù)。該架構(gòu)允許將運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)與管理應(yīng)用程序分開(kāi)保存，從而能夠快速有效地訪問(wèn)管理域內(nèi)和跨管理域的當(dāng)前實(shí)時(shí)管理數(shù)據(jù)，以支持自動(dòng)化流程。

該框架旨在實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)閉環(huán)自動(dòng)化——在數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、決策制定和自適應(yīng)行動(dòng)之間提供反饋循環(huán)（如圖2所示），旨在實(shí)現(xiàn)并保持一組目標(biāo)，而無(wú)需外部干預(yù)。

圖2 閉環(huán)示例

閉環(huán)能夠持續(xù)優(yōu)化并適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和資源利用以及自動(dòng)化服務(wù)保證和實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)決策機(jī)制可以受規(guī)則和策略的約束。先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能可以賦能閉環(huán)操作。

圖3 跨業(yè)務(wù)、服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域的智能、連貫和互連環(huán)路

ETSI ZSM 009-1對(duì)于閉環(huán)自動(dòng)化使能器指定了“治理”服務(wù)，允許閉環(huán)的創(chuàng)建、執(zhí)行和生命周期管理以及相關(guān)策略和規(guī)則的配置以引導(dǎo)行為。 “治理”服務(wù)還支持閉環(huán)與外部實(shí)體（例如人工操作員）之間的交互，使他們能夠監(jiān)督閉環(huán)的運(yùn)行和性能。隨著更多自動(dòng)化和閉環(huán)的部署并開(kāi)始安全有效地運(yùn)行，人類信任將增加，對(duì)監(jiān)督和可見(jiàn)性水平的要求將降低。

如圖3所示，閉環(huán)操作可以在管理域級(jí)別實(shí)現(xiàn)。閉環(huán)操作也可以發(fā)生在端到端的服務(wù)管理域級(jí)別，并且可以跨越多個(gè)管理域。多個(gè)閉環(huán)可以同時(shí)運(yùn)行。

ETSI ZSM 009-1提供了支持閉環(huán)之間的協(xié)調(diào)、授權(quán)和升級(jí)的功能，同時(shí)確保智能、一致和連貫的服務(wù)交付。

當(dāng)它們的操作之間存在依賴關(guān)系或它們可能相互干擾時(shí)，循環(huán)之間的協(xié)調(diào)是必不可少的。它還可以幫助改善他們的運(yùn)營(yíng)并實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo)，例如通過(guò)共享不同閉環(huán)階段產(chǎn)生的信息。

該規(guī)范還允許在上級(jí)和下級(jí)閉環(huán)之間授權(quán)和升級(jí)各自的目標(biāo)。上級(jí)閉環(huán)可以將各自的目標(biāo)委托給下級(jí)閉環(huán)（例如通過(guò)設(shè)置允許下級(jí)閉環(huán)自主行動(dòng)的策略和/或意圖）。在某種情況下，下級(jí)閉環(huán)可以將目標(biāo)升級(jí)到上級(jí)閉環(huán)（例如在它無(wú)法實(shí)現(xiàn)分配給它的目標(biāo)的情況下）。升級(jí)和委派支持把管理和自動(dòng)化分離到不同的自主關(guān)注領(lǐng)域（端到端跨域服務(wù)操作、管理域），每個(gè)領(lǐng)域都負(fù)責(zé)其范圍內(nèi)的保障和智能自動(dòng)化。

ZSM小組目前正在推進(jìn)其意圖報(bào)告（ETSI ZSM 011）。意圖以聲明方式表達(dá)了自治管理域需要滿足和確保的所有操作期望，包括要求、目標(biāo)和約束。該報(bào)告將提出額外的管理功能和服務(wù)來(lái)支持意圖及其生命周期管理，并建議是否可以利用現(xiàn)有的意圖模型和語(yǔ)義。它還將建議如何處理相互沖突的意圖。研究結(jié)果將為新的技術(shù)規(guī)范提供基礎(chǔ)。

該小組還在制定額外的管理功能規(guī)范，以在ZSM框架（ETSI ZSM 012）內(nèi)實(shí)現(xiàn)全面的AI操作，確保支持部署多樣性。圖4介紹了關(guān)鍵的AI推動(dòng)因素。

圖4 AI推動(dòng)因素

這些推動(dòng)因素包括以下能力：

①在正確的地點(diǎn)和正確的時(shí)間訪問(wèn)正確的數(shù)據(jù)，同時(shí)確保數(shù)據(jù)的完整性和可信賴性。

②支持多個(gè)分布式人工智能應(yīng)用程序之間的協(xié)調(diào)，確保一致和整體的操作視圖和對(duì)其采取行動(dòng)的手段。人工智能應(yīng)用程序可以協(xié)作學(xué)習(xí)不同的任務(wù)，也可以共同解決一個(gè)共同的問(wèn)題。

③基于AI輸出觸發(fā)動(dòng)作以支持閉環(huán)自動(dòng)化，同時(shí)理解輸出對(duì)于正確應(yīng)用決策或建議很重要。

④治理和監(jiān)督人工智能賦能的運(yùn)營(yíng)。人工智能結(jié)果必須是可靠的、可衡量的、可解釋的和可問(wèn)責(zé)的。人工智能應(yīng)用程序應(yīng)遵守適用的法律、法規(guī)、道德原則和價(jià)值觀，并能抵御對(duì)抗性威脅和丟失或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。

ETSI ZSM 008定義了如何管理跨域、端到端服務(wù)的生命周期。它描述了端到端服務(wù)生命周期（服務(wù)啟動(dòng)、實(shí)現(xiàn)和保證）中的管理流程，并描述了端到端服務(wù)管理域和管理域之間的交互。 ETSI ZSM 003側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)切片管理的端到端方面，支持垂直用例和相關(guān)的SLA（服務(wù)水平協(xié)議）。

3、ZSM信任、安全框架

自動(dòng)化不僅與技術(shù)有關(guān)，還需要改變我們的心態(tài)。“信任”是采用之的主要障礙，努力建立信任需要一個(gè)持續(xù)的學(xué)習(xí)過(guò)程。隨著越來(lái)越多的自動(dòng)化流程被部署并安全有效地運(yùn)行，人們對(duì)其的信任度將會(huì)增加，而對(duì)監(jiān)督和干預(yù)水平的要求將會(huì)減少。在自動(dòng)化流程交付預(yù)期的業(yè)務(wù)成果時(shí)，擁有原生安全性（如在自適應(yīng)安全框架、訪問(wèn)控制、可信度和數(shù)據(jù)保護(hù)中）有助于建立信心并灌輸信任。

由于框架的開(kāi)放性，ZSM環(huán)境中的威脅面非常廣泛。保護(hù)域內(nèi)和跨域的接口和管理服務(wù)對(duì)于確保框架的可信賴性至關(guān)重要。

此外，ZSM服務(wù)可以由來(lái)自不同行業(yè)的新參與者生產(chǎn)和消費(fèi)，包括政府、汽車制造、能源、交通等。根據(jù)自己的部署和執(zhí)行環(huán)境、安全策略和法規(guī)，每個(gè)參與者可能需要不同的信任級(jí)別。這種多樣性需要靈活與自適應(yīng)的安全控制。

此外，ZSM框架利用新興技術(shù)（如AI/ML、數(shù)據(jù)湖、云等），這些技術(shù)引入了新的攻擊漏洞并提出了額外的安全要求。例如，有必要確保可信賴性并保護(hù)AI/ML算法免受高度復(fù)雜、創(chuàng)造性和惡意的攻擊，包括濫用、巨魔、數(shù)據(jù)中毒和模型救援。此外，保護(hù)數(shù)據(jù)、確保其完整性、機(jī)密性和可用性以及保護(hù)隱私以遵守安全法律和法規(guī)至關(guān)重要。同時(shí)，ZSM框架可以利用這些新興技術(shù)來(lái)提高安全管理效率。例如，使用AI/ML授權(quán)的分析來(lái)觸發(fā)操作有助于自動(dòng)化安全監(jiān)控和對(duì)事件的實(shí)時(shí)響應(yīng)。

ETSI ZSM 010提供了一項(xiàng)全面的安全研究，可識(shí)別和分析潛在的安全威脅并評(píng)估相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分和優(yōu)先級(jí)。該報(bào)告提出了緩解選項(xiàng)、對(duì)策和安全控制措施，以應(yīng)對(duì)ZSM框架和解決方案面臨的威脅和風(fēng)險(xiǎn)。ZSM小組正在努力指定要求和安全功能（ETSI ZSM 014），以支持ZSM框架、管理應(yīng)用程序和服務(wù)的自動(dòng)安全保證。

端到端自動(dòng)化是一件“大事”，代表了行業(yè)的持續(xù)發(fā)展歷程。AI/ML的使用將逐步發(fā)展，需要將來(lái)自實(shí)際部署的學(xué)習(xí)反饋到標(biāo)準(zhǔn)化工作中。意圖驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)以及切片自動(dòng)化將是提供零接觸、零問(wèn)題體驗(yàn)并通過(guò)隱藏聯(lián)合電信功能的復(fù)雜性來(lái)簡(jiǎn)化自動(dòng)化的關(guān)鍵要素。

審核編輯：劉清