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亚信观点 | 5G进行时之5G网络自治与ZSM理念

编辑:亚信集团副总裁 祝刚




5G网络的全面云化引发了对网络和服务管理和编排方式的彻底改变。网络将从一个相互缠绕难以厘清的拓扑结构,转换为一个可编程的、App驱动的、基于服务的App架构,并将会以此形成前所未有的操作灵活性从而支撑新的网络服务。


5G的网络不同于4G网络,它并不是一个处处一致的网络,相反5G网络的差异化极大,这就要求网络本身具有极大的需求范围调整能力,有时可能需要看似无限的容量、有时需要不可察觉的延迟、有时需要超高的可靠性。所有这些个性化的服务需要因不同客户、不同场景甚至不同时空形成敏捷的部署。


不仅仅是需求的复杂,端到端的网络配置本身也会变得非常复杂,如下图所描述:




对5G颠覆性的网络构造,也将触发对网络和服务管理及协调方式的根本改变。因此,5G网络和服务管理必须能够完全实现端到端的自动化。这就是所谓自治的网络(autonomous network),也有的组织将其称为自动化网络服务管理与运营(Automation of Network & Service Management and Operation,ANSMO)。


2017年12月ETSI成立了ZSM工作组,并与3GPP、TM-Forum、ONF、IETF/IRTF等一系列标准组织进行着紧密的合作。ETSI的ZSM最初目标将专注于实现网络切片的端到端服务自动化管理,但它的未来目标是能够让所有网络操作过程和任务的交付、部署、配置、保障、优化等都能够被自动化地实行。


ZSM的自动化能力已成为以敏捷服务能力、数字化服务保障、以及网络服务的经济可持续性的迫切需要。未来的网络需要可以由高级策略和规则驱动;并能够自我配置、自我监测、自我愈合和自我优化,而无需进一步的人为干预。并在数据驱动下以机器学习和人工智能算法等方式进行持续优化。


但目前,行业存在多个不一致的管理框架、许多都是筒仓式的、缺乏一致性和互操作性。为了实现ZSM的技术目标,相关标准化组织和开源项目之间需要进行大量的协调与合作。这超出以往任何通信行业的技术标准制定所需要的努力。


不过ZSM的实现过程将有很多挑战,比如:业务级意图语言的实现。如何能够进行业务级别的抽象,从而配合网络的认知能力,将业务场景需求转化为网络相关指令;可靠性。如何避免极端自动化部署时的大规模错误传播,或者这种自动化被恶意攻击所利用导致网络服务的瘫痪;不确定性。当面临缺乏常识或环境或条件的可变性时,如何实现自动化;建立信任。如何从数学或直观因果上说明机器学习算法所做的决策,如何追溯决策的问题,如何在自动化过程中注入调整策略;如何监测算法的性能和质量等等。


为了描述ZSM所涉及的不同自动化程度,TM-Fourm还特别制定了一个类似自动驾驶等级的图表,来说明并指引自治网络网络的演进,如下图:




第一级:完全手动管理


系统只提供辅助监测功能,所有动态任务都必须手动实行。系统可以在预先配置的基础上实行一定的重复子任务,来提高实行效率。


第二级:部分自治网络


系统能够在一定的外部环境下,基于AI模型对某些网络单元进行自动化的配置于运维。


第三级:有条件的自治网络


基于L2能力,系统将具有一定的感知能力,可以感知实时环境变化,并在某些网络领域,自动优化并调整自己以适应外部环境,从而实现基于意图的闭环管理。


第四级:高度自治网络


基于L3功能,该系统能够在更复杂的跨域环境中,基于服务和客户体验的预测,进行自动化的分析和决策并驱动网络的相关动作。


第五级:全自治网络


这一水平是电信网络演进的最终目标。该系统具有跨多个服务、多个域和整个生命周期的闭环自动化能力,实现了自主网络。并在某些场景中提供即时的成本和敏捷性的收益。未来,运营商可以发展到更高的水平,适用更广泛的场景并获得更多收益。


网络自动化是一个具有逐步演进过程的长期目标,从提供重复实行动作的替代方案,到观察和监控网络环境和网络设备状态,基于多种因素和策略进行决策,并提供对最终用户体验的有效感知。系统能力也将会从一些零星服务场景开始,慢慢涵盖所有服务场景。这一转变将需要几年的时间才能充分发展,这其中将AI能力的自动化引入到不同的网络领域十分关键。


自治网络如同自动驾驶汽车一样,是一种崭新的网络运维观念,相关配套的很多内容也会随之发生变化。上述的所有这些内容既是ZSM在演进过程中需要面对的挑战,也是运营商差异化网络服务能力的内容,同时也是产品供应商们的实现商业价值的机遇。无论供应商所提供网络产品是什么都将会与此相关。

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