謝新梅

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510660）

0 引 言

2021年我國(guó)發(fā)布了《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)》白皮書(shū)，其中明確指出了6G技術(shù)發(fā)展的整體愿景。6G主要是在5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上將原本的萬(wàn)物互聯(lián)進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)槿f(wàn)物智聯(lián)，基于這種特征使得6G技術(shù)成為連接現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的主要紐帶。同時(shí)，6G還可以科學(xué)合理地解決智能化演進(jìn)問(wèn)題，通過(guò)各類(lèi)通信技術(shù)與人工智能技術(shù)之間的融合來(lái)促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。核心網(wǎng)作為通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展進(jìn)程中的關(guān)鍵內(nèi)容，必須要有著高度的智能性與自治特性，只有這樣才可以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化發(fā)展與轉(zhuǎn)變的基本需求。而運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作則是確保核心網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能化轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵內(nèi)容，通過(guò)進(jìn)一步探究核心網(wǎng)運(yùn)維階段存在的各類(lèi)問(wèn)題，及時(shí)提出針對(duì)性的解決措施。

1 面向6G的核心網(wǎng)運(yùn)維所產(chǎn)生的問(wèn)題

1.1 新技術(shù)與新架構(gòu)產(chǎn)生的挑戰(zhàn)

在現(xiàn)階段發(fā)展進(jìn)程中，5G核心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維建設(shè)正在逐步朝著虛擬化的方向轉(zhuǎn)變，其中的關(guān)鍵技術(shù)就在于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（Network Function Virtualization，NFV）和軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network，SDN）等。在運(yùn)維存在的各類(lèi)問(wèn)題中，影響最嚴(yán)重的就是各類(lèi)新技術(shù)與新架構(gòu)應(yīng)用所產(chǎn)生的問(wèn)題。5G核心網(wǎng)主要由網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（Network File System，NFs）、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施解決方案（Network Function Virtualization Infrastructure，NFVI）以及文本編輯器（Vi IMproved，VIM）所構(gòu)成，如圖1所示。NFs可以根據(jù)相應(yīng)的需求來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片進(jìn)行組合，從而為用戶(hù)提供對(duì)應(yīng)的服務(wù)內(nèi)容；NFVI則是以各類(lèi)硬件設(shè)置為主構(gòu)建的軟件平臺(tái)，能夠有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)的專(zhuān)用硬件或物理單板，具備計(jì)算、儲(chǔ)存等多種功能；而VIM則屬于一種通用的云操作系統(tǒng)[1]。

圖1 5G核心網(wǎng)總體架構(gòu)

5G核心網(wǎng)所采用的是以SDN技術(shù)、NFV技術(shù)為基礎(chǔ)的典型架構(gòu)，在對(duì)核心網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)維的過(guò)程中要詳細(xì)劃分為硬件層、虛層、App層等。在后續(xù)工程應(yīng)用和工程部署階段，應(yīng)當(dāng)針對(duì)分層結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的基本需求進(jìn)行綜合考慮。從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的角度來(lái)看，其內(nèi)部經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，但卻無(wú)法對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確定位，導(dǎo)致故障屬于哪一層無(wú)法被準(zhǔn)確劃分。再加上廠(chǎng)家設(shè)備等方面存在差異，提高了故障分析與定位的整體難度。相較于傳統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部采用的軟硬一體化架構(gòu)，這種分層實(shí)現(xiàn)的基本架構(gòu)對(duì)于核心網(wǎng)的運(yùn)維提出了較高的要求。如何在短時(shí)間內(nèi)對(duì)故障進(jìn)行定位，并以此為基礎(chǔ)來(lái)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)加以?xún)?yōu)化，已經(jīng)成為新技術(shù)與新架構(gòu)影響下運(yùn)維工作要面臨的主要挑戰(zhàn)[2]。

1.2 引入切片技術(shù)所產(chǎn)生的挑戰(zhàn)

切片技術(shù)大部分情況下都是按需定制的，不僅有著顯著的敏捷性與靈活性，整體安全性也比較高，能夠有效滿(mǎn)足垂直用戶(hù)的基本需求。從邏輯角度來(lái)看，切片技術(shù)中綜合了不同類(lèi)型的邏輯實(shí)體NFs，例如傳輸切片、無(wú)線(xiàn)子切片等，可以為行業(yè)客戶(hù)提供更加優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)[3]?；谇衅夹g(shù)自身的復(fù)雜性特征，如果沒(méi)有進(jìn)行特殊說(shuō)明，切片所指的主要內(nèi)容就是核心網(wǎng)子切片。運(yùn)維通常情況下所指的主要就是獨(dú)立化邏輯設(shè)備或是物理設(shè)備的維護(hù)操作，其中并不包括各類(lèi)物理實(shí)體與邏輯實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)性。而通過(guò)切片技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)運(yùn)維體系與運(yùn)維概念的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變。運(yùn)維并非只是單純地局限在單一個(gè)體的運(yùn)維方面，而是一組相互關(guān)聯(lián)物理實(shí)體與邏輯之間的組合。而在面向6G的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，如何實(shí)現(xiàn)基于單個(gè)NF或?qū)嶓w的運(yùn)維管理并使得切片/網(wǎng)絡(luò)可以看作一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行運(yùn)維亟待解決[4]。

2 面向6G的核心網(wǎng)運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 以網(wǎng)絡(luò)為核心的運(yùn)維改進(jìn)優(yōu)化

面向6G通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維模式已經(jīng)從單網(wǎng)元、單設(shè)備運(yùn)維進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)橐跃W(wǎng)絡(luò)為單位的運(yùn)維轉(zhuǎn)換，其中涉及切片網(wǎng)絡(luò)、NPN網(wǎng)絡(luò)等[5]。切片應(yīng)當(dāng)按照需求來(lái)自動(dòng)部署與開(kāi)通，面向6G的切片要根據(jù)用戶(hù)自身的需求動(dòng)態(tài)生成，并且完成自動(dòng)化的業(yè)務(wù)測(cè)試工作。如果所采用的切片管理系統(tǒng)并不能根據(jù)用戶(hù)自身的需求變化來(lái)創(chuàng)建切片，那么這部分切片和資源信息就會(huì)提前預(yù)置在相應(yīng)系統(tǒng)中，在用戶(hù)需要的情況下手動(dòng)選擇。而這部分預(yù)置的切片信息對(duì)于用戶(hù)自身的需求來(lái)說(shuō)并不匹配，如果需要進(jìn)行調(diào)整，就只能采用手動(dòng)的方式。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，目前所采用的切片管理系統(tǒng)難以滿(mǎn)足按需定制的要求，整體缺乏靈活性[6]。因此，切片開(kāi)通部署的主要演進(jìn)方向就在于支持用戶(hù)的動(dòng)態(tài)需求并生成與之對(duì)應(yīng)的安全信息和SLA參數(shù)，而后將其進(jìn)一步傳遞至網(wǎng)絡(luò)切片管理功能（Network Slice Management Function，NSMF）中，根據(jù)這些信息來(lái)生成需要進(jìn)行部署的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)資源[7]。網(wǎng)絡(luò)切片管理系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)切片管理系統(tǒng)

2.2 以數(shù)據(jù)為核心的改進(jìn)優(yōu)化

在面向6G的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的高效收集作為核心內(nèi)容，提高對(duì)于運(yùn)行數(shù)據(jù)信息的重視程度。在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析功能（NetWork Data Analysis Function，NWDAF）中，其屬于一種標(biāo)準(zhǔn)組織所定義的對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息展開(kāi)收集的邏輯實(shí)體，分為分散狀態(tài)和聚合狀態(tài)，可以對(duì)各類(lèi)NF/AF展開(kāi)更加高效的收集。對(duì)于UE運(yùn)行階段所出現(xiàn)的各類(lèi)數(shù)據(jù)信息，也可以在收集過(guò)后進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練和深入分析，生成與之對(duì)應(yīng)的AI模型，并將這種AI模型應(yīng)用在策略創(chuàng)造及數(shù)據(jù)信息推理的過(guò)程中。與此同時(shí)，還要做好對(duì)于網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的數(shù)據(jù)收集、運(yùn)維優(yōu)化工作，從原本的被動(dòng)運(yùn)維轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)運(yùn)維，保證以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)功能可以順利實(shí)現(xiàn)[8]。在不同的應(yīng)用場(chǎng)景或是在解決不同問(wèn)題時(shí)，其所需要手動(dòng)收集的數(shù)據(jù)信息也并不相同，這就需要根據(jù)相應(yīng)的場(chǎng)景和問(wèn)題更加靈活地采集觀(guān)測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)信息[9]。對(duì)于特殊的場(chǎng)景或問(wèn)題，NWDAF可以根據(jù)不同的場(chǎng)景和問(wèn)題來(lái)推理出高效的AI模型與AI算法，通過(guò)AI模型和AI算法進(jìn)行深入分析，準(zhǔn)確找尋出其中存在的故障問(wèn)題，并及時(shí)采取對(duì)應(yīng)的故障解決措施和優(yōu)化措施，而不是在故障出現(xiàn)后被動(dòng)地進(jìn)行維護(hù)與優(yōu)化，從根本上提高用戶(hù)自身的使用體驗(yàn)。對(duì)于被觀(guān)測(cè)對(duì)象的算力，可以充分結(jié)合給定的場(chǎng)景來(lái)展開(kāi)綜合決策，以此來(lái)更好地釋放。除此之外，還可以將調(diào)整組件的運(yùn)行資源進(jìn)一步轉(zhuǎn)移至特定的物理設(shè)施中，或是通過(guò)反向操作的方式來(lái)提高被測(cè)試對(duì)象的算力[10]。AI智能平臺(tái)可以提供網(wǎng)絡(luò)智能化應(yīng)用，具體架構(gòu)如圖3所示。

圖3 AI智能平臺(tái)架構(gòu)

3 結(jié) 論

綜上所述，在目前社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程中，面向6G的核心網(wǎng)運(yùn)維內(nèi)部具有一定的復(fù)雜性?；谶M(jìn)一步分析核心運(yùn)維網(wǎng)演進(jìn)過(guò)程中涉及到的各類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)其展開(kāi)詳細(xì)的總結(jié)分析，加大對(duì)于6G關(guān)鍵運(yùn)維技術(shù)的研究力度，以此來(lái)更好地促進(jìn)6G通信網(wǎng)絡(luò)的健康發(fā)展。