自智能网络：网络自身的数字化转型

前言：

随着5G的蓬勃发展，高带宽、大连接、低时延、高可靠的网络能力与大数据、人工智能的不断融合，将为千行百业的数字化转型赋能。

同时，网络本身作为这一变化的源头，也在进行自身的数字化转型。这就是近期各大运营商提出的发展目标：自智能网络。

本期蜉蝣君就和大家一起探讨关于紫知网的事情。

无线通信是由数千个基站组成的庞大网络，而维护这数千个基站之间的链路是一种低效的人工配置？

刚入行的时候，被衰落的2G网络搞得一头雾水：

复杂的无线通信系统有大量的参数设置，需要人工规划、配置和优化，效率真的很低！

切换是移动性管理的核心，网络甚至不知道哪些基站可以作为切换目标集，必须手动配置邻区！

想要基站省电，就得费点周折，分析半天的流量和网络指标，然后用最保守的参数小规模试一试。怕省电会让用户上网变慢！

当时的网络就像一台极其复杂的机器，所有功能的运行完全依赖人工指令。

手工，在高强度、单调、重复的工作中，效率低下，容易出错。结果大家只能在瞎子手里搜索最优解，所有的操作都如履薄冰，犹如面对万丈深渊。

对于网络运维来说，需要打破人工作业的束缚，引入自动化、智能化运维来破局。

在4G时代，引入了SON（SelfOrganizedNetwork，自组织网络）的概念。希望网络的运行能够尽可能减少人为干预，通过自组织自主运行。

这是一系列通过协议标准化的解决方案，可以实现站点自配置、自优化、自愈三大功能。

自配置：基站可快速激活，即插即用，包括传输自建、参数自配置、系统自检、资产自上报等一系列功能。

自优化：网络可以根据用户分布、行为、流量进行自优化，包括自动邻居关系、自动负载均衡、移动鲁棒性优化、随机接入优化等一系列功能。

自愈：当一个基站发生故障时，可以自动识别和调整附近其他基站的参数，以扩展这些基站的覆盖范围，消除故障站点造成的覆盖盲区，然后重启故障基站以恢复正常。看看是否可以修复。

SON仿佛一盏灯，将宝贵的人力从低效的参数配置、优化和性能提升中解放出来，拉开了网管自动化的序幕。

随后，2G和3G网络也推出了一系列类似SON的功能，使网络管理自动化的尝试更进了一步。

然而，人的惯性是无穷大的。有了无线网络的SON功能，我还是觉得几乎没有意义。

先简单介绍一下什么是网络运维，再说说SON的缺点。

无线网络的生命周期一般分为规划、建设、维护、优化、运营，简称“规划、维护、优化营”。

规划：网络建设的目标是什么，需要达到什么样的覆盖和容量，需要在哪些位置建设多少站点？

建设：如何让纸上规划的站点成为可以传输信号、支持用户打电话、上网的实体？这就需要经过现场安装、调试、参数配置、验收等一系列环节。

维护：网络建成后，难免会出现各种问题，如内部硬件损坏、系统故障等，以及外部电源中断、自然灾害等，需要通过网络维护进行修复。

此外，网络不是静态的，并且可能需要不时执行诸如配置调整，容量扩展，新功能的引入和版本升级之类的操作，所有这些都需要网络操作和维护才能执行。

优化：根据特定网络的流量模型，有针对性地调整站点的工程参数和网络参数，使网络的容量、覆盖和性能得到优化。

Operation: How do operators evaluate user perception, improve ARPU, handle user complaints, and prevent users with poor experience from "voting with their feet" for the network that operators spend a lot of money on?这些是网络运营商必须做的事情。

一般我们常说的“网络运维”，可以有狭义和广义两种理解。狭义的网络运维是指上述网络维护，广义的网络运维是指“规划、建设、维护、优化”的全过程。

好了，有了上面的铺垫，我们就来看看“规划、建设、维护、优化”的运维全流程。 SON的一套“自配置、自优化、自修复”也解决了“构建和维护”中很少的话题，优秀，根本不涉及“调控”和“战斗”。

这样一来，显然是不够的。

如今的2345G网络已经四代，高、中、低各频段，各种ToB/ToC业务需求，各种终端能力千差万别，运维难度呈指数级增长。

面对如此复杂的庞然大物，唯一的根本解决办法是在整个生命周期中引入“智能”，让网络“自治”。

2019年破土动工的5G，迎来正式商用和快速发展。

同年，TMForum（简称TMF）发起成立“AutonomousNetworks（直译：自治网络）”协作项目，探索并提供业界领先的端到端网络自动化方法论，并联合发布“AutonomousNetworks白皮书 1.0”与业内多家公司合作。

注意，我这里直接用了“AutonomousNetworks”，因为一开始发布的白皮书没有中文版。由于白皮书参考了自动驾驶汽车的分类，制定了6个级别的网络运维自动化，中文译为“自动驾驶网络”。

此外，GSMA、3GPP、ETSI、IETF、CCSA等组织也以白皮书或研究报告的形式阐述了网络自治的目标和愿景。各方携手拉开网络自动化、标准化、产业化的序幕。

2020年，TMF《自动驾驶网络白皮书2.0》发布。华为等多家设备厂商也发布了自己的自动驾驶网络解决方案白皮书。

个人觉得自动驾驶网络这个名字很不好。人们很容易认为中国移动、华为等巨头要进军汽车自动驾驶领域，也确实误导了很多人。

2021年TMF听取多位专家意见，正式发布中文版白皮书。 “Autonomous Networks”的正式中文名称也正式确定为“自知网络”。白皮书为《自治网络白皮书3.0》。

经过几年的技术标准化和解决方案落地探索，业界对推进网络自动化、智能化的大方向达成共识，成为全产业链的目标。

如下图所示，智联网的愿景是通过全自动化网络和ICT智能基础设施、敏捷运营和全场景服务，为垂直行业和消费者用户提供良好的客户体验，并利用前沿技术实现“把复杂的事情留给供应商，把简单的事情交给客户。”

这里所说的网络是一个端到端的概念，包括接入、传输、核心网、数据中心等各个领域，采用相同的方法论来协调多个领域的工作。总之，就是让整个网络自动化、智能化，为用户提供更好的服务体验。

总结起来，自知网就是要实现“三零三自”。

这里的“Zero-X”是指：零等待、零接触、零失败。

零等待：网络上各种服务的发布、交付、维护极速，几乎没有等待。

零接触：各种流程可以在最少或没有人工干预的情况下实现自动化。

零故障：网络具有极强的自愈能力，外界完全感受不到故障的存在。

为实现上述“三个零”，网络需要具备“三自（Self-X）”能力：自助服务、自助提供、自助保障。具体描述如下图所示。

不同的设备厂商和运营商也可以根据自己的规划，针对不同的网络域，对“三零三自”给出不同的解读。

自主智能网络架构包括“三个层次”和“四个闭环”。

“三层”包括资源运营层、服务运营层和业务运营层。作为一种通用的运营能力，它可以支持所有场景和业务需求。

资源操作层：主要为单个自治域提供网络资源和能力的自动化。对于无线通信，无线接入网（Radio Access Network，简称RAN）可以看作是一个自治域，与传输网、核心网等其他自治域一起构成资源层。

服务运营层：主要为多个自治域提供IT服务、网络规划、设计、上线、分发、保障和优化运营能力。

业务运营层：主要面向自智能网络业务，为客户、生态和合作伙伴提供赋能和运营能力。

这三个层面相互配合，形成“四个闭环”，包括：

资源闭环：自治域粒度下网络与ICT资源运行的交互，简单来说就是：单域自治和跨域协同。以无线接入网为例，资源闭环要求实现“规划、建设、维护、优化”全过程的自动化和智能化。

服务闭环：服务、网络、IT资源运营层之间的闭环。服务关闭可能会在其实现中触发相关资源关闭。

业务闭环：业务与服务运营层的交互。业务闭环在实现中可以调用相关的服务闭环和资源闭环。

用户闭环：以上三个层次与其他三个闭环的交互，支撑用户服务的实现。这三层通过意图驱动的极简主义 API 接口进行交互。

在自智能网络中，自治域和不同层次之间的信息交互是基于“意图驱动”的。

那么，什么是意图？简而言之，它是面向目的的。

例如，领导在给下属分配任务时，通常只说要做什么工作，希望达到什么效果，而不会一一列出详细具体的步骤。也就是说，只要能达到目的，过程就可以自由发挥。

在自治智能网中，最基本的单元是自治域。现在人自治了，肯定没办法教人做事，只要能传达意思就行。具体怎么做，自治域自行处理。

这样大家相互配合，既降低了技术复杂度，又屏蔽了不同厂商实施方案的差异，从而支撑自智能网络端到端的业务需求。

以无线接入网为例，如果我们要规划某个建筑物的室内覆盖，我们不需要做任何具体的工作，只需要对系统说（字面意思就是机器会识别语音并进行自然语言理解）：

“对于这栋大楼的用户，网络应该如何建设，才能达到良好的用户体验？”

机器会自己理解你的意图，然后经过分析、计算、决策给出最优方案：是建传统室分还是数字室分，一共需要多少个单元，应该放在哪里放置，建成后能达到什么效果，比如网络指标等等。

方便吗？人和机器是这样交互的，机器也是这样交互的。这就是汽车智能网络的目标。

参考自动驾驶分级，自主智能网络等级也分为L0到L5六个级别，网络的自动化程度逐步增强。

L0：人工运维——系统提供辅助监控能力，所有动态任务都需要人工操作。

L1：辅助运维——系统可以根据预先配置执行特定的重复性子任务，提高执行效率。

L2：部分自智能网络——在特定的外部环境下，系统可以根据预定义的规则/策略对特定单元进行自动闭环运维。

L3：Conditional self-intelligence network——在L2的基础上，系统可以实时感知环境变化，在特定的网络学科中进行自我优化和自我调整，以适应外部环境。

L4：高度自智能的网络——基于L3，系统可以跨多个网域，在更复杂的环境下，对业务和客户体验驱动的网络进行预测性或主动性闭环管理，从而进行分析决策.

L5：全智能网络——这一层次是电信网络演进的最终目标。系统具备多业务、多领域、全生命周期的全场景闭环自治。

目前，大部分运营商网络的自智能水平为L1或L2。许多运营商都设定了实现高水平自智能网络的目标。 L5目前遥不可及，所以L4成为共同的目标。

网络自动化将大大提高运营商的效率，并使能新的数字服务。同时，通过启用新服务，它将改变社会和数千个行业。这已成为业界的共识。

目前，自主智能网络正处于从构思到实现的关键阶段，很多应用还处于起步阶段，呈点状发展。在全行业的共同努力下，这些自智能网络的浪潮必将掀起网络智能化的巨大浪潮。

因为自主智能网络已经不是一个选项，而是必由之路。

本文来自微信公众号：无线深海（ID：wuxian_shenhai），作者：蜉蝣菜菜