基于uSmartNet的自智网络方案实践

发布时间:2023-06-14 作者:中兴通讯 邹伟,蒋师,张鹏

        进入5G时代,通信网络从服务于人走向全面服务于数字化社会,各行业都在积极探索数字化转型道路。数字经济增长给电信产业带来了新的机遇,也给网络运维运营、降本增效等方面带来了挑战。自智网络成为电信行业认可的发展方向,运营商大都把自智网络的系统化构建和演进,作为其发展的核心战略,并制定了自智网络目标愿景与实现路径。

        中兴通讯积极参与自智网络产业实践,2019年即推出uSmartNet自智网络全域解决方案。该方案基于VMAX智慧中台产品,构建包括基础系统、网络协同和业务协同的跨域协同自智系统。VMAX智慧中台利用“数据、AI、技术”三平台提供数据驱动、AI赋能和通用技术能力,并通过可视化开发融合、数据处理融合和任务调度融合,形成统一的大数据和AI界面及融合能力;各能力中心则通过持续沉淀和开放“规建维优营”全方位能力,实现能力的共享复用,并赋能智能运维和智慧运营的多个场景,推动应用创新和快速上线。

        2022年,部分运营商已经完成新一轮自智网络建设与评级,向全面L3迈进,局部实现L4突破,积极探索数字化转型。在中国移动自智网络建设中,uSmartNet协助在需求预测、端到端业务质量劣化检测、语音感知跨域分析、数据感知跨域分析等近50个跨域单域场景实现全面达成L3。

 

跨域单域协同应用实践

        本专题实现网络故障自动闭环:基于运维经验和AI算法构建故障诊断模型,自动下发策略对网络故障进行诊断,识别根告警;依据诊断结果分析故障原因,通过下发恢复脚本或自动派单实现网络故障自动化闭环。

        选取VoNR典型业务场景,由VMAX智慧中台一键投诉处理/业务质量监控发现问题,触发端到端问题定界。若VMAX定界为无线侧问题,且结合MR判断为覆盖类根因,VMAX智慧中台将下发问题小区列表至AAPC(adaptive antenna pattern change,天线权值自适应),进行优化区域设置、最优权值估算;再发指令给UME实现问题闭环自动处理,并对处理效果实施效果评估。

        基于VoNR业务的跨域单域协同方案已在沿海某省落地,实现了VoNR质差小区自优化闭环管理流程,极大地提升了网络优化效率。

 

4G/5G容量预测应用实践

        需求预测是基于历史数据和未来预判得出的有理论依据的结论,有利于运营商对未来网络用户数、流量的增长做决策参考;其次,需求预测能为网络扩容、网络资源调配起推荐作用,有助于网络部门识别未来网络资源瓶颈,减少受业务的波动影响。

        基于AI算法的容量预测,综合考虑时间序列的趋势因素、周期性变化因素和特殊因素(如节假日等),根据历史数据进行模型训练,生成AI模型,预测各网元未来时刻的业务量,助力提前识别网络资源瓶颈。基于历史时间序列的自然趋势增长预测模型算法,支持统计学习算法(线性回归算法、加性回归算法、Theta算法、指数平滑算法、分位数回归算法和组合预测算法等)、机器学习算法(LightGBM算法等)、深度学习算法(LSTM算法)等。

        该方案已在中国移动九天平台孵化区发布,某沿海发达省份使用该方案对2022年节假日保障场景进行预测,业务量预测值和现实值的差距小于5%,比前一年节日保障场景预测准确率提升75%;多个省份调用了该能力,月调用次数16.45万。

 

端到端业务质量劣化检测应用实践

        基于移动语音、上网、短信等连续N(N≥7)小时/天粒度的端到端业务质量指标数据(如成功率、速率、时延类指标),通过n-sigma、SARIMA等算法,根据每个指标的周期性、波动性等特征进行匹配,输出有异常的业务质量指标及发生时间列表,可用于业务质量指标的异常检测。

        劣化检测可以广泛应用于Web、Video、Game、VoNR、EPSFB、VoLTE、AR/VR、5G专网、核心网等场景的业务感知异常识别。除单场景应用外,还可直接应用于跨域协同分析等领域,以及用户综合投诉等场景,实现业务闭环,进而提高运维效率。

        该方案已在中国移动九天平台孵化区发布,基于用户感知指标模型,面向业务、网元具备按需配置告警监控能力,实现质差识别分钟级输出,并以告警形式对接三方系统,输出质差劣化告警,经验证质差识别准确率93%;多个省份调用了该能力,月调用次数46.72万。

 

5G语音业务质量跨域分析应用实践

        5G语音业务质量跨域分析,基于全量4G/5G信令数据采集,支持从信令全流程、重要接口、关键阶段、跨域关联、呼损原因等多视角端到端分析,服务于运营商“占得上、打得通、接得快、不掉话、听得清”的语音业务质量管控体系。

        以未接通类问题为例,按照原因、网元、位置、用户、终端、全流程第一拆线、SIP第一拆线、编码等8个维度聚类分析,方案可精准指导质差根因定位。而对于语音质量类问题,可根据关键接口上下行质差特征定界到无线、5GC及IMS三域。

        5G语音业务质量跨域分析支撑中国移动多个省份相关子场景自智评级达成L3,同时某省在该项能力支撑下,高效定位VoNR未接通问题,再进一步联合省公司网管中心、无线优化中心进行问题处理后,VoNR接通率得以明显提升,用户语音感知有效改善(如图1所示)。

 

 

5G数据业务质量跨域分析应用实践

        依托VMAX智慧中台,基于异常检测和劣化预测模型能力,针对实时发现的质量问题,基于历史数据通过AI算法动态调整指标门限,如干扰度门限、QoE/KQI/KPI质差门限等。通过多维细粒度分析,提供不同时段的精准质差门限能力;通过AI算法针对TOP业务小类构建专家经验库,提升定界定位准确度。

        建立了多维感知评估体系,涉及指标高达5000+,覆盖主流业务及应用如网页、视频、游戏及头部APP。中部某省利用其开展重点业务感知专项分析,云游戏RTT时延、HTTP业务上下行速率等明显改善,有效提升用户数据业务感知(如图2所示)。

  

      中兴通讯基于uSmartNet构建跨域协同的数智大脑,打造端到端自智网管系统,支撑客户实现网络智能化和智慧运营,并已在2022年中国移动自智网络建设实践中初见成效。2023年,中兴通讯将持续深化L3能力的生产实践,在跨域单域协同、业务质量跨域分析等方面加大规模应用,同时继续在业务质差定位、用户投诉预测、用户投诉定界等方面探索L4升级路径,全力协助运营商进行数智化转型升级。