AI與5G切片網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合將推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展和演進(jìn)

4G改變生活，5G改變社會。5G網(wǎng)絡(luò)需要支持超大帶寬、超低延時(shí)及海量連接場景，可服務(wù)于自動(dòng)駕駛、工業(yè)控制、智能電網(wǎng)、大視頻、AR/VR等豐富的垂直行業(yè)應(yīng)用。

多樣化業(yè)務(wù)、靈活部署要求以及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，對5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維帶來重大挑戰(zhàn)，依靠傳統(tǒng)手工、半自動(dòng)運(yùn)維模式已經(jīng)滿足不了需求。數(shù)字化時(shí)代，5G網(wǎng)絡(luò)切片智能運(yùn)維成為必然。

人工智能技術(shù)在解決高計(jì)算量數(shù)據(jù)分析、跨領(lǐng)域特性挖掘、動(dòng)態(tài)策略生成等方面具備天然優(yōu)勢。引入AI技術(shù)可進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)維效益，提升資源利用率，降低運(yùn)營成本。

網(wǎng)絡(luò)切片是5G網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特性，通過對網(wǎng)絡(luò)資源靈活分配，能力靈活組合，基于一張物理網(wǎng)絡(luò)虛擬出網(wǎng)絡(luò)特性不同的邏輯子網(wǎng)，以滿足不同場景的定制化需求。網(wǎng)絡(luò)切片運(yùn)維實(shí)質(zhì)上就是提供切片實(shí)例的全生命周期管理，包含設(shè)計(jì)、開通、SLA保障、終結(jié)等階段。網(wǎng)絡(luò)切片帶來極大靈活性的同時(shí)，也增大了運(yùn)維管理復(fù)雜度?；谌斯ぶ悄軄碓鰪?qiáng)切片自動(dòng)化管理能力是必然趨勢。

引入AI的切片智能運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)

在切片管理系統(tǒng)中引入人工智能，根據(jù)AI訓(xùn)練平臺輸出決策依據(jù)，自動(dòng)化執(zhí)行管理策略，賦予網(wǎng)絡(luò)智能感知、建模、開通、分析判斷、預(yù)測等方面的能力，實(shí)現(xiàn)切片靈活性和管理復(fù)雜度之間的完美平衡。

1.智能化切片開通

業(yè)務(wù)定制：運(yùn)用數(shù)據(jù)采集和機(jī)器學(xué)習(xí)，深度挖掘業(yè)務(wù)特點(diǎn)提供定制化、安全隔離的私有切片專網(wǎng)。

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃：綜合分析整網(wǎng)可用資源，利用AI技術(shù)不斷訓(xùn)練優(yōu)化算法，將業(yè)務(wù)需求快速轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)需求，有效地解決差異化SLA與建網(wǎng)成本之間的矛盾。

模型設(shè)計(jì)：根據(jù)AI訓(xùn)練平臺分析結(jié)果，對虛擬化資源進(jìn)行智能編排和調(diào)度，自動(dòng)輸出切片生命周期模板、策略規(guī)則及切片優(yōu)化部署等模板。

自動(dòng)化部署：結(jié)合自動(dòng)化集成部署工具和切片模型，自動(dòng)完成各層次資源實(shí)例化，同時(shí)智能匹配測試場景及用例，自動(dòng)完成切片測試，部署周期從幾周縮短到幾天。

E2E業(yè)務(wù)激活：根據(jù)配置模板定義自動(dòng)將配置參數(shù)拆解到各個(gè)子網(wǎng)，執(zhí)行參數(shù)自動(dòng)化計(jì)算形成批處理腳本，通過配置通道自動(dòng)完成業(yè)務(wù)激活。

2.切片智能SLA保障

網(wǎng)絡(luò)切片保障實(shí)質(zhì)上就是對用戶要求的SLA進(jìn)行保障，智能化QoS?服務(wù)能力可對業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)能力以及用戶特性等方面進(jìn)行智能分析和多標(biāo)準(zhǔn)決策，引入QoS監(jiān)督反饋，從而形成SLA保障閉環(huán)。

QoS能力保障：采集海量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（如業(yè)務(wù)類型、時(shí)間需求等）、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)（連接數(shù)、負(fù)載、流速、時(shí)延等）和用戶數(shù)據(jù)（如用戶等級、通信習(xí)慣、時(shí)間、位置等），通過智能分析和判斷，實(shí)時(shí)評估當(dāng)前業(yè)務(wù)體驗(yàn)，形成一套或多套更優(yōu)的QoS參數(shù)集，從而進(jìn)行最佳決策和控制。

QoS差異化服務(wù)：基于時(shí)間、位置、訪問業(yè)務(wù)、用戶通信習(xí)慣、用戶簽約需求、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)負(fù)荷壓力等方面的智能判斷，形成最佳匹配的QoS控制參數(shù)，為用戶提供實(shí)時(shí)的差異化服務(wù)。

QoS預(yù)測預(yù)警：基于海量數(shù)據(jù)采集、建模和分析來實(shí)現(xiàn)QoS預(yù)測，并提供極端情況下的QoS能力預(yù)警，給運(yùn)維保障動(dòng)作提供參考，如提前終止業(yè)務(wù)、改變業(yè)務(wù)操作等。例如基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和線性回歸算法，實(shí)現(xiàn)同期增長率預(yù)測，峰值\均值流量分析，預(yù)測網(wǎng)絡(luò)擁塞，從而進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度或者流量提速等操作。

3.切片智能閉環(huán)運(yùn)維

為高效地管理網(wǎng)絡(luò)切片，降低運(yùn)維復(fù)雜度和成本，切片管理系統(tǒng)必須具備網(wǎng)絡(luò)自感知、自調(diào)整等智能化閉環(huán)保障能力。

目前網(wǎng)絡(luò)策略仍是基于人工靜態(tài)配置，忽略了網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況。引入AI后可基于時(shí)間、位置和移動(dòng)特性，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)中的流量、擁塞級別、負(fù)載狀態(tài)等進(jìn)行智能分析和判斷，通過AI訓(xùn)練平臺輸出切片管理動(dòng)態(tài)策略，實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)度。

另外，實(shí)時(shí)/歷史智能分析還提供健康評分、異常檢測預(yù)測、故障根因分析等參考數(shù)據(jù)，據(jù)此執(zhí)行容量優(yōu)化、配置優(yōu)化、資源彈縮、問題定位等操作，實(shí)現(xiàn)切片閉環(huán)優(yōu)化。

5G切片智能閉環(huán)運(yùn)維

4.切片故障智能定位

1)故障智能定位

分析切片告警中時(shí)間、地點(diǎn)、事件描述等多維度特征，結(jié)合歷史頻度信息，跨網(wǎng)元信息，同專業(yè)網(wǎng)、跨專業(yè)網(wǎng)信息及同業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)信息等識別告警線索關(guān)系。根據(jù)當(dāng)前告警，統(tǒng)計(jì)，日志等信息以及訓(xùn)練獲得的規(guī)則進(jìn)行推理，獲取匹配的告警根因。

故障智能定位主要分為訓(xùn)練過程，推理過程和閉環(huán)優(yōu)化。

訓(xùn)練過程

-數(shù)據(jù)提取

-數(shù)據(jù)清洗去除無效數(shù)據(jù)

-格式規(guī)整，數(shù)據(jù)分割，形成事務(wù)數(shù)據(jù)集用于關(guān)聯(lián)挖掘。

-算法運(yùn)行：基于資源關(guān)系、告警碼以及時(shí)間窗口，通過AI算法進(jìn)行綜合判斷，建立告警主次關(guān)系的知識。

-結(jié)果分析：將獲取的知識按照一定的內(nèi)部規(guī)則建立相應(yīng)RCA規(guī)則并存儲到規(guī)則庫中。

推理過程：實(shí)時(shí)監(jiān)控告警，定時(shí)采樣資源、配置數(shù)據(jù)等，利用已學(xué)習(xí)規(guī)則對現(xiàn)網(wǎng)告警數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)承載關(guān)系和時(shí)序進(jìn)行綜合判斷，找出根因自動(dòng)修復(fù)或者提示運(yùn)維人員修復(fù)。

閉環(huán)優(yōu)化：根據(jù)實(shí)際規(guī)則應(yīng)用情況或?qū)＜遗袛鄬σ?guī)則庫進(jìn)行更新、修正和完善。

2)效果評估

智能定位效果主要通過有效告警根因規(guī)則數(shù)和告警壓縮比兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行衡量，也可以通過工單數(shù)量減少率來進(jìn)行間接評估，AI告警智能定位能普遍減少60%以上。

5G智慧切片網(wǎng)絡(luò)將會經(jīng)歷領(lǐng)域內(nèi)探索、跨領(lǐng)域融合、高度自治三個(gè)階段。首先，5G網(wǎng)絡(luò)各子領(lǐng)域?qū)⒎謩e與AI初步結(jié)合和應(yīng)用，依托大數(shù)據(jù)與機(jī)器學(xué)習(xí)的支撐，在網(wǎng)絡(luò)資源分配等領(lǐng)域探索實(shí)現(xiàn)初級智能化；其次隨著技術(shù)發(fā)展，AI將可以學(xué)習(xí)跨領(lǐng)域的5G網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)，部分子領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)融合智能，實(shí)現(xiàn)中級智能化；最后，5G和人工智能技術(shù)高度發(fā)展，將實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)聯(lián)動(dòng)和高度自治，大幅提升網(wǎng)絡(luò)全生命周期管理效率，基于人類控制網(wǎng)絡(luò)的意圖實(shí)現(xiàn)高級智能化。

可以預(yù)見， AI與5G切片網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合將產(chǎn)生出耀眼的火花，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展和演進(jìn)。