5G时代的网络智能化运维详解

《5G时代的网络智能化运维详解》从5G时代通信业务变化、网络变革、技术趋势、AI赋能通信行业等方面阐述5G网络运维中的迫切需求，让读者更加了解5G网络运维的现状和发展趋势。

本书重点从亚信科技国内外项目的实践出发，并结合5G全新体系架构，给广大读者带来5G网络智能化的创新思考。全书共分为11章，其中第1～2章主要介绍5G网络的新运维模式，以及5G网络运维的整体现状和趋势。第3～11章结合9种创新场景案例实践成果，通过对方案架构、业务功能和应用场景的详细分析，系统介绍网络智能化运维中台体系、5G网络业务敏捷编排、基于用户体验的智能化营业厅等的相关实践经验。

本书内容翔实丰富、深入浅出，适用于5G网络运维学习者入门，也适合熟悉运营商企业业务支撑系统或运维支撑系统的管理规划人员、研发实施人员和专业运维人员阅读。

亚信科技（中国）有限公司（简称亚信科技，股票代码01675.HK）创建于1993年，是国内领先的软件产品、解决方案和服务提供商，致力于成为5G时代大型企业数字化转型的使能者。

公司积极拥抱5G、云计算、大数据、AI、物联网等先进的技术，依据“一巩固、三发展”的战略决策，依托产品、服务、运营和集成的能力，在传统业务方面，以5G为契机，全面布局，提升效能，巩固BSS市场的领导地位；在新兴业务方面，5G OSS网络智能化、DSaaS数字化运营服务、企业上云及垂直行业领域快速规模化发展。同时，公司将与业界伙伴共同建设生态体系，持续推动商业模式转型，为企业数字化转型和产业可持续发展贡献力量。

亚信科技拥有行业领先的研发能力和丰富的电信级软件产品，包括客户关系管理、计费账 务、大数据、物联网及5G网络智能化产品。大型企业客户来自金融、交通、邮政、能源、广电、零售、政务等行业。

来自国内大型电信软件与服务提供商的实战分享。

总结5G时代运营商在网络运维中的迫切需求。

分享5G网络智能化整体解决方案的架构与应用实践。

丛书序

2019年6月6日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通和中国广电四家企业发放了5G牌照。这意味着中国正式按下了5G商用的启动键。可以想见，在未来的若干年中，万众睢睢的5G将与人工智能、云计算、大数据、物联网等新技术一起，改变个人生活，催生行业变革，加速经济转型，推动社会发展，真正打造一个“万物智联”的多维世界。

5G将带来个人生活方式的迭代。更加畅快的通信体验、无处不在的AR/VR、智能安全的自动驾驶……这些都将因5G的到来而变成现实，给人类带来更加自由、丰富、健康的生活体验。

5G将带来行业的革新。受益于速率的提升、时延的改善、接入设备容量的增加，5G触发的革新将从通信行业溢出，数字化改造得以加速，新技术的加持日趋显著，新的商业模式不断涌现，产业的升级将让千行百业脱胎换骨。

5G将带来多维的跨越。C端消费与B端产业转型将共振共生。“4G改变生活，5G改变社会”，5G时代，普通消费者会因信息技术再一次升级而享受更多便捷，千行百业的数字化、智能化转型也会真正实现，两者互为表里，互相助推，把整个社会的变革提升到新高度。

2019年是5G元年，也是亚信科技（中国）有限公司（简称亚信科技）上市后的第一个财年。作为国内领先的软件与服务提供商、云网一体管理服务提供商，亚信科技紧扣时代发展节拍，积极拥抱5G、云计算、大数据、人工智能、物联网等先进技术，与业界客户、合作伙伴共同建设5G+X的生态体系，为5G赋能千行百业、企业数字化转型、产业可持续发展积极做出贡献。

在过去的一年中，亚信科技继续深耕电信业务支撑软件与服务（Business Supporting System，BSS）的优势领域，为三大运营商的5G业务在中华大地全面商用提供了强有力的支撑。

亚信科技将能力延展到5G网络Operation Supporting System（OSS）领域，公司打造的5G网络智能化产品在三大运营商取得了多个商用局点的突破与落地实践，在帮助运营商优化5G网络环境、提升5G服务体验的同时，公司也迈出了拓展OSS领域的坚实一步。

亚信科技在数字化运营的Data-Driven Software as a Service（DSaaS）这一创新业务板块也取得了规模化突破。在金融、交通、能源、政府等多个领域，帮助行业客户打造“数智”能力，用大数据和人工智能技术，协助他们获客、活客、留客，改善服务质量，实现行业运营数字化转型。

亚信科技在垂直行业市场服务领域进一步拓展，行业大客户版图进一步扩大，公司与云计算的各头部企业达成云MSP合作，持续提升云集成、云SaaS、云运营能力，并与他们一起，帮助邮政、能源、交通、金融、零售等数十个大型行业客户上云、用云，降低信息化支出，提升数字化效率。

亚信科技同时积极强化、完善了技术创新与研发的体系和机制。在过去的一年中，多项关键技术与产品获得了国际和国家级奖项，诸多技术组合形成了国际与国家标准。5G+ABCDT的灵动组合，重塑了包括亚信科技自身在内的行业技术生态体系。“5G与AI技术大系”丛书是亚信科技在过去几年中，以匠心精神打造我国5G软件技术体系的创新成果与科研经验的总结。我们非常高兴能将这些阶段性成果以丛书的形式与行业伙伴们分享与交流。

我国经历了从2G落后、3G追随、4G同步，到5G领先的历程。在这个过程中，亚信科技从未缺席。在未来的5G时代，我们将继续坚持以技术创新为引领，与业界合作伙伴们共同努力，为提升我国5G科技和应用水平、为国家新基建和全行业数字化转型贡献力量。

高念书

2020年9月于北京

前言

人类历史上的多次信息技术革命不断推动着社会进步与全球经济增长，如今以数字化、网络化、智能化为特征的新一轮信息技术革命正在蓬勃发展，新一代信息技术与传统领域的相互融合与发展已成趋势。这其中，5G通信技术从诞生伊始就牵动着各国在国家战略层面的角逐。

5G带来通信网络能力的极大提升。根据5G的业务目标蓝图，结合运营商的业务运营诉求，5G网络将以网络切片为手段，基于灵活的编排、虚拟化、软件定义能力，为不同客户的多样需求提供快速的资源组合配置，支持包括海量机器类通信（massive Machine Type of Communication，mMTC）、超高可靠超低时延通信 ，（ultra-Reliable Low latency Communications-Link，uRLLC）、增强移动宽带（enhanced Mobile Broadband，eMBB）等三大类应用场景，如图0-1所示。

5G被寄予厚望，用来满足广泛的业务需求和应用场景。通过对不同行业的需求分析，将丰富多样的场景化需求梳理为一些典型的可复用的应用聚类，如图0-2所示。运营商未来可以基于这些典型的应用聚类分别进行方案设计。这些方案可以在后期运维中不断增强和完善。面对具体客户时，大部分业务需求可以在应用聚类模板中直接找到可用的网络切片方案，从而提供更快的应用交付体验。

5G网络从设计之初就被考虑满足包括最终消费者、垂直行业等尽可能多样的客户群和应用场景。并将软件定义网络（Software Defi ned Networking，SDN）、网络功能虚拟化（Network Functions Virtualization，NFV）等技术全面引入网络架构的各个层面。在提供更好的大容量、可靠性、稳定性、灵活性的网络和业务的同时，也给5G网络运维工作带来了极大的挑战，具体表现为以下几个方面。

? 5G网络运维与传统网络运维相比，引入了网络和业务编排能力，编排是使5G网络实现个性化交付的核心功能，但它不仅涉及NFV网络，还涉及传统物理网络和应用的编排要求，未来还可能涉及运营商合作伙伴的网络协作。为实现端到端的业务承诺质量，5G网络需要提供跨接入网、传输网和核心网的网络切片管理能力，同时也需要提供包括规划、部署、维护、优化和体验管理的全生命周期管理能力。

? 5G网络规模运营必须借助更加智能的支撑能力，由于5G网络自身技术架构的复杂性和业务个性化的诉求，运维/运营自动化对于5G是必不可少的；基于人工智能和机器学习的闭环自动化，可以有效助力5G网络运维/运营模式的变革。

? 5G网络被寄希望于更好地满足垂直行业的应用，垂直行业客户不仅需要网络切片服务本身提供的连接能力，也可能会参与到切片管理运维中，这给现有的运维服务模式带来了新的要求。

? 5G服务向各垂直行业的拓展以及由此产生的大量业务数据，意味着每个业务或垂直领域都需要一套足够灵活的客户体验管理手段来支持其业务。

如前面所述，5G网络在网络的各个层面都引入了网络功能虚拟化和软件定义网络技术。这为网络切片的实现奠定了技术基础。从网络运维角度考虑，下一代运维支撑系统需要具备如下能力。

? 支持多种无线网络接入能力。除下一代无线接入网（NG RAN）以外，还需要支持可能同时使用的2G/3G/4G接入、Wi-Fi接入，甚至各种固网接入手段。现实中的客户，尤其是行业客户的应用需求往往涉及不同网络制式的综合业务场景。

? 支持电信云管理能力。电信云是5G核心网和未来接入网云化的基础，边缘云被寄希望满足客户的各种应用。云管能力是5G网络运维的基础能力之一。

? 网络切片能力。5G网络切片需要基于SA网络架构实现，其架构设计包含无线网络切片、核心网络切片和传输网络切片三个子域，且涉及管理面、控制面和用户面三个层面。运维支撑系统必须对这些维度实现全面的业务能力支持。

? 自动化能力。自动化的运维能力是规模化网络的基础。自动化不仅仅体现在按照既定的策略自动执行的能力，随着机器学习算法的准确性越来越高，运维规则的自动发现必将成为未来智能运维中必不可少的能力之一。

本书从5G时代通信业务变化、网络变革、技术趋势、AI赋能通信行业等方面阐述运营商在网络运维中的迫切需求，并详细介绍亚信科技（中国）有限公司（简称“亚信科技”）5G网络智能化（5G NI，5G Network Intelligence）整体解决方案的架构、关键技术、产品优势、应用场景与价值，以及各产品主要功能。本书参考资料可扫描如下二维码查看：

本书由亚信科技研发中心网络产品线编写，编写组成员包括欧阳晔博士、朱多智、张晓军、王志刚、鹿岩、陈丹、柏杨、王立磊博士、雷霆、曾港、王迎、王云龙、孙杰、于会成、常亮、王辰等。

由于编者水平和精力所限，不足之处在所难免，若读者不吝告知，不胜感激。

编者

2020年9月

第1章 5G网络的新运维模式 1
1.1 端到端的运维支撑 1
1.1.1 全面的编排能力 2
1.1.2 人工智能与分析 2
1.1.3 闭环运维自动化 2
1.1.4 用户体验度量 3
1.1.5 端到端的业务感知 3
1.2 业务与网络编排 4
1.2.1 网络编排的概念 5
1.2.2 网络编排的层次 6
1.2.3 网络编排的实现 8
1.3 闭环自动化 11
1.3.1 运维自动化 11
1.3.2 自动排障 12
1.3.3 自动业务优化 13
1.4 人工智能与分析 15
1.4.1 智能自治网络的分层架构 15
1.4.2 智能自治网络的阶段划分 16
1.5 基于用户体验的度量 19
1.5.1 用户体验“调研”的大数据实现 19
1.5.2 提升客户体验与感知的关键操作 19
第2章 5G网络运维的现状和趋势 23
2.1 5G网络下的新运维特点 23
2.1.1 5G网络下的云化/虚拟化 24
2.1.2 网络功能服务化 28
2.1.3 网络计算边缘化 30
2.1.4 网络开放以及模块化 35
2.1.5 5G网络商业模式特点 39
2.1.6 5G网络运维特点 42
2.2 5G网络运维技术方法演进 46
2.2.1 SDN/NFV结合实现网络自动化 46
2.2.2 5G网络运维向DevOps/NetOps演进 47
2.2.3 AIOps提升运维自动化 49
2.3 国内外标准化现状 50
2.3.1 国际电信联盟电信标准分局 50
2.3.2 欧洲电信标准化协会 52
2.3.3 第三代合作伙伴计划 54
2.3.4 电信管理论坛 55
2.3.5 全球移动通信系统协会 56
2.3.6 中国通信标准化协会 57
2.4 5G网络运维方案架构 58
2.4.1 标准化组织提出的网络架构 58
2.4.2 国外运营商的5G网管架构 61
2.4.3 中国三大运营商的下一代网管架构 62
2.4.4 基于中台思想的新网络新网管 65
第3章 网络智能化运维中台体系 67
3.1 中台的概念和作用 67
3.2 面向网络域的中台体系 68
3.3 构建网络中台实践及案例 69
3.3.1 技术中台实现统一技术管控 69
3.3.2 数据中台实现运维数据治理和共享 70
3.3.3 AI中台赋能运维智能化 71
3.3.4 网络业务中台构建运维能力中心 72
3.3.5 运维能力共享及能力开放平台 78
第4章 5G网络业务敏捷编排 81
4.1 5G网络资源编排自动化 81
4.1.1 5G时代的网络资源编排 81
4.1.2 网络资源编排的落地实践 81
4.2 AIOps智能运维场景自动化 87
4.2.1 AIOps运维场景 87
4.2.2 面向运维的AI算法及应用 89
4.2.3 智能化运维自动化实践 91
4.3 DataOps业务数据编排自动化 97
4.3.1 数据中台的数据编排能力详解 98
4.3.2 网络数据共享编排案例 104
4.4 DevOps应用集成部署自动化 110
第5章 基于用户体验的智能化营业厅实战 112
5.1 运营商全渠道“营服”的三大变化 112
5.1.1 线上交易和线下体验相结合 113
5.1.2 存量经营以及渠道的新定位 114
5.1.3 全渠道融合发展实施案例 115
5.2 线上精准感知驱动线下精准营销实战 117
5.2.1 线下推广和线上营销 117
5.2.2 网上营业厅的用户行为感知 118
5.2.3 精准感知及营销五步法 119
第6章 网络效能分析驱动网络节能应用 121
6.1 5G网络节能的驱动力 121
6.2 网络效能评估体系 122
6.2.1 效能评估指标选择 122
6.2.2 效能评估算法应用 124
6.2.3 效能评估应用实战 126
6.3 智能网络节能安全评估 127
6.3.1 智能网络节能小区覆盖评估 127
6.3.2 智能网络节能负荷均衡风险评估 128
6.3.3 节能指令自动执行异常保障 130
6.4 智能网络节能应用实战 133
6.4.1 4G智能网络节能应用 133
6.4.2 5G NSA网络节能应用 135
6.4.3 基于AI的4G/5G基站协同节能实战 137
第7章 智能化网络切片编排管理实战 138
7.1 网络资源切片化 138
7.1.1 多样化的业务需求 138
7.1.2 切片化的5G网络 142
7.2 智能化切片保障 146
7.2.1 切片智能化标准 146
7.2.2 切片智能化保障实战 148
第8章 网络故障智能异常检测实战 155
8.1 网络异常检测概念 155
8.2 借助人工智能技术进行网络故障异常检测 155
8.2.1 异常检测的关键技术点 156
8.2.2 异常检测的整体流程 160
第9章 智能分析网络告警根因定位实战 162
9.1 传统人工网络根因定位的弊端 162
9.2 智能分析网络告警根因定位 162
9.2.1 智能分析网络告警根因定位的关键技术点 162
9.2.2 智能告警根因分析实战流程 166
第10章 面向用户的主动式运维 169
10.1 数据驱动的客户体验闭环管理 169
10.1.1 从感知到认知再到预知 170
10.1.2 体验优化和闭环评估 171
10.2 主动式运维实战 172
10.2.1 主动式运维的技术实现 172
10.2.2 用户级体验闭环管理 173
10.2.3 区域化体验闭环管理 174
第11章 无线网络运维智能化 176
11.1 网络运维工具 176
11.1.1 5G无线网架构 176
11.1.2 无线资源虚拟化 180
11.1.3 网络功能虚拟化 180
11.2 智能网络运维实战 182
11.2.1 基于神经网络的室内外用户区分 184
11.2.2 无线网络智慧运营分析平台 185
11.2.3 无线告警根因分析实战 187
11.2.4 人工智能技术在网络节能增效中的应用 189
结束语 19