自智網路：網路自身的數字化轉型

前言：

隨著5G的蓬勃發展，高頻寬、大連線、低時延、高可靠的網路能力和大資料、人工智慧不斷融合，賦能千行百業的數字化轉型。

與此同時，網路自身作為這場變革的策源地，也在進行著自身的數字化轉型。這就是近期各大運營商提出的發展目標：自智網路。

本期，蜉蝣君將和大家一起探討自智網路的那些事。

一. 依賴人工的複雜系統

無線通訊，是一張由成千上萬基站組成的煌煌大網，而維繫這萬千基站之間聯絡紐帶，竟然是低效的人工配置?

在我剛剛入行之際，面對逐漸日薄西山的2G網路困惑不已：

複雜的無線通訊系統擁有海量的引數設定，這些都需要人工規劃、配置並最佳化，效率真是低得可以!

切換作為移動性管理的核心，網路連哪些基站可以作為切換目標集合都不知道，必須要手動配置鄰區才可以!

想要基站省電，就得大費周折，分析半天話務量和網路指標，然後戰戰兢兢地用最保守的引數小規模先試試。唯恐省了電卻讓使用者上網慢!

那時的網路，就像一架異常複雜的機器，一切功能的運轉都完全依賴於人工指令。

人工，在高強度、單調重複性工作中，是低效而易出錯的，結果大家就只能在盲人摸象中求索最佳的方案，一切的操作都如履薄冰，如臨深淵。

網路運維，需要打破人工的桎梏，引入自動化、智慧化操作才能破局。

二. 自組織網路的引入

終於，在4G時代，SON(Self Organized Network，自組織網路)的概念被引入。人們希望，網路的運轉能儘可能地減少人工干預，透過自組織自主執行。

這是透過協議標準化的一系列方案，可以實現站點自配置、自最佳化、自愈這三大功能。

自配置：基站可實現快速開通，即插即用，包括傳輸自建立、引數自配置、系統自測試、資產自上報等一系列功能。

自最佳化：網路可根據使用者分佈，行為和話務量進行自我最佳化，包括自動鄰區關係、自動負荷均衡、移動健壯性最佳化、隨機接入最佳化等一系列功能。

自愈：某個基站故障了，可以自動識別並調整附近其他基站的引數，讓這些基站的覆蓋延展以消除故障站點導致的覆蓋空洞，再對這個故障基站來個重啟看看能不能修復。

SON彷彿是一道光，把寶貴的人力從低效的引數配置、最佳化和效能提升中解脫了出來，拉開了網路管理自動化的序幕。

隨後，2G和3G網路也引入了一系列類似的SON功能，讓網路管理自動化的嘗試再深入了一步。

然而人類的惰性是無窮的，有了無線網路的SON功能，還是覺得差點意思。

下面我們先簡單介紹下網路運維是什麼，再來說SON的不足之處。

無線網路的生命週期一般分為規劃、建設、維護、最佳化、運營，簡稱為：“規建維優營”。

規劃：網路建設的目標是什麼，要達到怎樣的覆蓋和容量需求，需要在哪些位置建設多少站點?

建設：怎麼讓紙面上規劃出來的站點成為可發射訊號，可以支撐使用者打電話上網的實體?這就需要進行站點的安裝、除錯、引數配置、驗收等一系列環節。

維護：網路建好後，難免會出現各種各樣的問題，比如內部的硬體損壞，系統故障等等，以及外部的電力中斷、自然災害等等，這就需要透過網路維護來進行修復。

並且，網路也不是一成不變的，可能需要不時進行配置調整、擴容、新功能引入、版本升級等操作，這些也都需要網路運維來執行。

最佳化：針對特定網路的話務模型來針對性地調整站點的工程引數以及網路引數，讓網路的容量、覆蓋和效能達到最優。

運營：運營商花大價錢建設的網路，怎樣評估使用者感知，怎樣提升ARPU，怎樣處理使用者投訴，怎樣防止體驗不好的使用者“用腳投票”?這些都是網路運營要做的事情。

一般我們常常說的“網路運維”，可以有狹義和廣義的理解。狹義的網路運維就是指上面說的網路維護，廣義的網路運維則是指“規建維優營”全流程。

好了，有了上面的這些鋪墊，我們對著“規建維優營”運維全流程一看，SON那一套“自配置，自最佳化，自愈”，也就解決了“建、維、優”裡面很少的幾個課題，且完全不涉及“規”和“營”。

這樣，明顯不夠啊。

如今的網路2345G四世同堂，高中低頻段五花八門，ToB/ToC各種業務需求各異，形形色色的終端的能力差別萬千，運維難度指數級增長。

面對這樣複雜的龐然大物，唯有在全生命週期引入“智慧”，讓網路“自治”，才是根本性的解決之道。

三. 自智網路演進

5G，自2019年開始破土而出，迎來正式商用和飛速發展。

同年，TM Forum(簡稱TMF)發起倡議並設立“Autonomous Networks(直譯為：自治網路)”協作專案，探索並提供行業領先的端到端網路自動化方法論，並聯合業界多家企業釋出了《 Autonomous Networks白皮書1.0》。

注意，我在這裡直接用了“Autonomous Networks”，是因為一開始釋出的白皮書並沒有中文版本。由於白皮書參考自動駕駛汽車的分級制定了網路運維的6級自動化級別，因此中文被翻譯為“自動駕駛網路”。

此外，GSMA、3GPP、ETSI、IETF、CCSA等組織也紛紛透過白皮書或者研究報告的形式來闡述對網路自治的目標和願景，各方攜手拉開了網路自動化、標準化、產業化的序幕。

2020年，TMF的《自動駕駛網路白皮書2.0》釋出。華為等多裝潢置商也釋出了自己的自動駕駛網路解決方案白皮書。

個人覺得，自動駕駛網路這個名字很不好，很容易讓人以為中國移動、華為等巨頭要進軍汽車自動駕駛領域，也確實曾誤導過很多人。

2021年，TMF聽取了多方專家的意見，正式釋出了中文版的白皮書，“Autonomous Networks”的官方中文名稱也正式確定為“自智網路”，該白皮書就是《自智網路白皮書3.0》。

經過這幾年的技術標準化和方案落地探索，業界對於推進網路自動化、智慧化的大方向已經達成了共識，併成為了整個產業鏈為之努力的目標。

自智網路的願景

如下圖所示，自智網路的願景是：透過完全自動化的網路和ICT的智慧化基礎設施、敏捷運營和全場景服務，為垂直行業和消費者使用者提供良好的客戶體驗，利用前沿技術實現“將複雜留給供應商，將極簡帶給客戶”。

這裡說的網路，是一個端到端的概念，包含接入、傳輸、核心網、資料中心等多個領域，用同一套方法論讓多個域協調工作。一句話，就是將整個網路自動化、智慧化，從而為使用者提供更好的服務體驗。

總結起來，就是自智網路就是要實現“三零三自”。

這裡面的“三零(Zero-X)”是指：零等待、零接觸、零故障。

零等待：網路上各種業務的釋出、交付、維護都極快，幾乎不需要等待。

零接觸：各種流程都可以自動化執行，最大限度地減少甚至完全不需要人工干預。

零故障：網路擁有強大的自愈能力，外界完全感受不到故障的存在。

要實現上面這“三零”，網路就需要具備“三自(Self-X)”能力：自服務、自發放、自保障。具體描述如下圖所示。

不同的裝置商和運營商，也可以根據自身的規劃，對不同的網路域給出不同的關於“三零三自”的解釋。

自智網路的框架

自智網路架構包含“三個層級”和“四個閉環”。

“三個層級”包含資源運營層、服務運營層和業務運營層，作為通用運營能力，可支撐所有場景和業務需求。

資源運營層：主要面向單個自治域提供網路資源和能力自動化。對於無線通訊來說，無線接入網(RAN)可以算是一個自治域，和傳輸、核心網等其他自治域共同構成了資源層。

服務運營層：主要面向多個自治域提供IT服務、網路規劃、設計、 上線、發放、保障和最佳化運營能力。

業務運營層：主要面向自智網路業務，提供客戶、生態和合作夥伴的使能和運營能力。

這三個層級之間相互協同，形成了“四個閉環”，包括：

資源閉環：以自治域為粒度的網路及ICT資源運營間的互動，簡單來說，就是：單域自治，跨域協同。以無線接入網為例，資源閉環就需要“規建維優營”全流程的自動化、智慧化。

服務閉環：服務、網路和IT資源運營層之間的閉環。服務閉環可能會在其實現中觸發相關的資源閉環。

業務閉環：業務和服務運營層之間的互動。業務閉環可能會在其實現中呼叫相關的服務閉環和資源閉環。

使用者閉環：上述三個層級之間和其他三個閉環間的互動，以支援使用者服務的實現。三個層級間透過意圖驅動式極簡API介面進行互動。

意圖驅動的互動

在自智網路中，各個自治域、不同層級之間的資訊互動是基於“意圖驅動”的。

那麼，什麼是意圖呢?簡單來說，就是目的導向。

比如說，領導給下屬分配任務時，一般只會說有個什麼活要幹，希望達成什麼樣的效果，並不會列出來一個個詳細、具體的步驟。也即是說，只要能達成目的，過程是可以自由發揮的。

在自智網路中，最基礎的單元就是自治域。既然人家都自治了，肯定沒法手把手教人怎麼做事，只要能傳遞意圖。具體怎麼幹，自治域自己會搞定。

這樣大家相互合作起來，不但降低了技術複雜度，也遮蔽了不同廠商實現方案的差異，從而支撐自智網路的端到端業務需求。

以無線接入網為例，想要在某棟大樓裡面規劃室內覆蓋，我們啥具體的活都不用幹，只需對系統說(字面意義的說，機器會語音識別並進行自然語言理解)：

“這棟樓裡的使用者要達到良好的使用者體驗，應該怎樣建網?”

機器會自己領悟你的意圖，然後在分析、計算、決策之後，給出最優方案：建傳統室分還是數字化室分，一共需要多少個，應該放在什麼位置，以及建好之後能達到什麼樣的網路指標等等。

是不是很方便?人和機器這樣互動，機器和機器之間也是這樣互動的。這就是自智網路的目標。

自智網路的分級

參考自動駕駛的分級，自智網路的等級也分為從L0到L5這6個級別，網路的自動化程度依次增強。

L0：人工運維 —— 系統提供輔助監控能力，所有動態任務都需要人工執行。

L1：輔助運維 —— 系統可根據預先配置，執行特定的重複性子任務，以提高執行效率。

L2：部分自智網路 —— 在特定外部環境中，系統可以根據預定義的規則/策略，面向特定單元使能自動化閉環運維。

L3：條件自智網路 —— 在L2的基礎上，系統可以實時感知環境變化，並在特定網路專業中進行自最佳化和自調整，以適應外部環境。

L4：高度自智網路 —— 在L3的基礎上，系統可在更復雜的跨多網路領域環境中，實現業務和客戶體驗驅動網路的預測式或主動式的閉環管理，從而進行分析並做出決策。

L5：完全自智網路 —— 這個等級是電信網路演進的終極目標，系統具備面向多業務、多領域、全生命週期的全場景閉環自治能力。

目前絕大多數運營商網路的自智級別都在L1或者L2。很多運營商都制定了達成高等級自智網路的目標，L5目前來說還遙不可及，因此L4就成為了普遍的目標。

四. 結尾

網路自動化將大幅提升運營商的效率並使能全新的數字化業務，同時透過使能新業務，改變社會與千行百業。這已成為了業界的共識。

目前，自智網路正處於從理念到實現的關鍵階段，很多的應用都還處於初始階段，呈點狀發展。在整個行業的共同努力下，這些自智網路的一朵朵浪花，必將掀起網路智慧化的滔天巨浪。

因為，自智網路已不再是一個可選項，而是必由之路。