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中国联通网络智能化分级及实践白皮书 China Unicom Network Intelligence Level Evaluation and Practice White Paper 2019 年 6 月 目录 1 概述 . 1 2 通信网络智能化分级现状、标准和验证驱动 . 2 2.1 通信网络智能化分级研究现状 . 2 2.2 通信网络智能化分级标准 . 2 2.3 通信网络智能化分级验证驱动 . 4 3 通信网络智能化分级验证范围 . 6 4 中国联通通信网络智能化分级验证方法 . 8 4.1 中国联通通信网络智能化分级方法验证流程 . 8 4.2 中国联通通信网络智能化分级方法评分原则 . 9 4.3 中国联通通信网络智能化分级方法验证结果表示 . 11 5 中国联通通信网络智能化分级验证实践 . 13 5.1 江苏联通网络智能监控系统介绍 . 13 5.2 江苏联通网络智能监控系统评估过程及结论 . 14 6 结束语 . 17 7 附录 . 18 7.1 参考文献 . 18 7.2 参编单位与人员 . 18 中国联通网络 智能化分级及实践白皮书 1 1 概述 随着大数据和大规模计算技术的迅速发展，人工智能 迎来了高速发展的黄金时期，被公认为第四次工业革命的主要使能技术和通用技术之一。 人工智能 技术在计算机领域已得到了广泛的重视和研究，尤其是在自然语言处理、计算机视觉等方面取得了突破性进展和较大规模的商业应用。近期，人工智能技术在通信网络中的应用日渐成为行业的关注重点和研究热点。行业寄希望于通过引入人工智能技术，帮助解决通信网络当前遇到的 各种困难和挑战 。 通信网络的发展对智能化的需求越来越迫切。 近年来， ICT行业都在积极开展网络智能化研究，但智能化分级和等级验证工作却鲜有成效。 研究制定行业共同认可的通信网络智能化能力分级方法，能够为行业提供衡量通信网络（及其组成部分）智能化能力等级的评价依据，促进全行业形成对智能化网络等相关概念的统一认识和理解。 进行网络智能化等级验证工作，一方面可以 通过实践 为网络智能化等级划分方法 的完善 提供指导，另一方面， 可以通过对 现网智能化 程度的评估， 发现网络中的潜在问题和不足之处 ，为未来网络 的 发展规划提供决策参考。 本白皮书面向通信网络智能化分级验证实践落地，首先分析了当前通信网络智能化分级研究的现状、标准和验证驱动，梳理了通信网络智能化场景，描述了通信网络 智能化分级验证范围，提出了一套基于通信网络智能化分级标准进行落地验证的方法和流程，最后重点分析了中国联通江苏省分公司（以下简称“江苏联通”）网络智能监控系统智能化评估的实践案例。我们期望与产业各界共同探讨通信网络智能化分级落地模式，共建通信网络智能化评估体系，全面推动通信网络智能化的发展。 中国联通网络 智能化分级及实践白皮书 2 2 通信网络智能化分级现状、标准和验证驱动 2.1 通信网络智能化分级研究现状 目前人工智能技术在通信网络中局部场景和局部领域已经实现单点突破和应用，但是缺乏统一的描述语言和系统的演进思路。网络的智能化并非一蹴而就，需要逐级演进 。当前业界主流的评价体系包括： （ 1） ITU-T FG ML5G 中 中国联通 、中国移动 与中兴通讯等产业合作伙伴联合提出的网络智能化立体式分级 标准 ，围绕智能能力提升，将网络智能化分为 L0人工运营网络、 L1 辅助运营网络、 L2 初级智能化网络、 L3 中级智能化网络 、 L4高级智能化网络和 L5 完全智能化网络六个级别，并从工作流和智能化范围（子系统）两个维度进行立体式分级评估，综合单项工作流和子系统的智能化级别，确定整网智能化的级别。 （ 2） ETSI ENI由意大利电信、葡萄牙电信、华为等联合从技术和市场两个角度提出网络智能 化分级标准。从技术角度分级关注的维度是人机接口、决策过程人机参与度、决策分析、智能化程度、环境适应性和支持场景等。而从市场的角度分类关注的维度是调度执行、感知监测、分析决策、客户体验等环节人与系统执行占比。两个角度均划分 L0-L5 共六个级别。 智能化分级体系的提出及其在实践中的不断应用和完善，有利于形成业界统一的智能化分级描述语言，将为运营商的传统网络向智能化网络演进提供一条可行路径。本白皮书将主要参照 ITU-T FG ML5G 提出的智能化分级标准及其应用进行相关研究和探索，该标准将在 2.2 节进行详述。 2.2 通 信网络智能化分级标准 图 2.2-1 移动通信网络智能化能力综合评估方法 中国联通网络 智能化分级及实践白皮书 3 自动驾驶分级标准对于我们研究 并形成 移动通信网络智能化能力 分级方法提供了很好的借鉴。但相对于自动驾驶，移动通信网络的智能化分级评估要复杂得多，难以通过单一场景或维度来衡量。 针对 自动化 系统， 给出了 采集 、分析、决策和执行 4个 维度的分级思路 。 结合通信网络智能化 需求 及特点 ,为能够从移动通信网络的不同场景 和 需求综合 评价 对应 的智能化能力等级 ，可以从 智能化的 通用 实现过程 及 场景能力中抽象出 具备广泛适用性的智能化 能力 分级的 6个 维度 ： 1) 需求映射 ： 将网络 操作 人员对 应用功能 的 效果 或目标需求转换为 网络 设备可以理解 并 执行 的具体指令的 过程 。 2) 数据采集 ：采集 供 智能化 应用功能所需的原始 输入 数据的过程 。 3) 分析 ：基于 采集到的数据 ， 进行数据分析， 感知网络当前运行环境、业务状态、用户行为和体验等，或基于历史数据预测上述内容的 未来变化趋势 ，并由此为智能化应用 功能的实现 推理得到 决策依据 或选项的 过程 。 4) 决策： 基于分析过程 推理得到的决策依据 或 选项， 选择 并确定网络 、 业务配置调整 策略的 过程 。 5) 执行 ：基于 决策过程 确定 的策略， 在 网络中生效执行对应配置、调整 的过程 。 6) 智能化场景： 实现电信网络智能化的场景程度。 需要明确的是，不同的工作 领域 或单项工作和不同 子系统 都可以依据上述 分级维度 评估确定各自的智能化能力的等级。 基于网络智能化能力分级维度定义，从智能化网络系统和网络操作人员在 每个维度的 介入程度及智能化 场景的使用范围 考虑 ， 通信网络智能化能力分级方法如表 2.1-1所示。 表 2.2-1 移动通信网络智能化能力分级评估 方法 等级 /名称 分级评估维度 执行 数据采集 分析 决策 需求映射 L0 人工运营网络 人工 人工 人工 人工 人工 L1 辅助运营网络 人和系统 人和系统 人工 人工 人工 L2 初级智能化网络 系统 人和系统 人和系统 人工 人工 L3 中级智能化网络 系统 系统 人和系统 人和系统 人工 L4 高级智能化网络 系统 系统 系统 系统 人和系统 L5 完全智能化网络 系统 系统 系统 系统 系统 备注 : 1. 所有等级的决策和执行都支持人工介入，人工审核结论及执行指令具有最高权限。 2. 在智能化等级评估实施中，可以对各个维度进行单独评估。 进一步 说明如下 ： - L0 级别 ： 从 需求映射、 数据采集 、 分析、决策到执行 的网络运营全流程中国联通网络 智能化分级及实践白皮书 4 均 通过人工 操作 方式 完成 ， 没有 任何场景 实现 智能化 。 - L1 级别 ：执行 过程基本由系统自动完成， 少数 场景 需要人工参与；在预先设计的部分场景下依据人工定义的规则由工具辅助自动完成数据采集 过程 ；分析 、决策和需求映射全部 由人工完成；整体来看 仅在少数 场景 通过工具辅助实现 采集和 执行流程的智能化 ，不支持完整 流程的智能化闭环 。 - L2 级别 ：执行 过程 全部 由系统自动完成 ；大部分场景下系统依据人工定义的规则自动采集数据；在预先设计的部分场景下系统根据静态策略 /模型完成自动分析过程；人工完成其他过程。整体来看部分场景 下可实现数据采集 、 分析和执行的智能化 ， 决策和需求映 射 仍 依赖 人工 ，不支持完整 流程的智能化闭环 。 - L3 级别 ：执行和 数据采集过程 全部 由系统自动完成 ，其中部分场景下系统自定义采集规则；大部分场景下系统自动完成分析过程，其中特定场景下分析策略 /模型由 系统 自动迭代更新， 形成动态策略 ；在预先设计的场景下系统可辅助人工自动完成决策过程；人工完成其他过程。整体来看部分场景 下 除了 需求映射 仍 依赖 人工 外，其他 流程可实现智能化，系统 在 人工辅助下接近形成 完整 流程的智能化闭环 。 - L4 级别 ：执行、 数据采集 和 分析过程 全部 由系统自动完成 ，其中采集规则由系统自定义，分析策略 /模型由 系统 自动迭代更新， 形成动态策略 ；大部分场景下系统自动完成决策过程；在预先设计的部分场景下系统可自动完成需求映射。整体来看部分场景 下，系统 已 形成 完整 流程的智能化闭环 ， 部分场景 仅 需要人工参与需求映射并辅助决策 。 - L5 级别 ：在全部场景下，由系统完成需求映射、数据采集、分析、决策和 执行的 完整 流程的智能化闭环 ，实现全场景完全智能化。 需要 特别说明的是 ，所有等级的决策和执行过程都必须支持人工介入，且 人工审核结论及执行指令具有最高权限 。 2.3 通信网络智能化分级验证驱动 通信网络智能化分级验证是指基于通信网络智能化分级方法，在现网 中选择合适的网元、网管、系统并结合业务流的某些阶段进行多维度综合评估。网络智能化分级验证流程包括确定评估对象、划分评估维度、评估对象分析、评估维度评分、获取评估结果等步骤。基于目前的分级方法，针对应用案例的智能化实现流程，细化每个环节和步骤的技术要求，制定测试验证方案和规范，量化评估准则和指标要求。 在评估时需避免对智能化具体实现方法的要求，重点关注实现的效果评价，例如自动化程度、是否闭环等。 中国联通网络 智能化分级及实践白皮书 5 图 2.3-1 通信网络智能化分级验证驱动 网络智能化分级标准制定和验证相辅相成，共同推动网络演进。 网络智能化分级标准制定有以下作用： 统一评价：为通信网络智能化等级评价提供依据，促进全行业形成对智能化网络等相关概念的统一认识和理解； 规划指导：为运营商在制定相关策略和发展规划的阶段划分和阶段性目标时提供参考； 决策辅助：为运营商、设备提供商和其他行业参与者在技术引入、产品规划等方面提供决策辅助。 网络智能化分级验证可以达到以下目的： 现网评估：将网络智能化分级标准在现网环节中进行验证，评估真实网络智能化能力的水平。 标准输出：通过验证工作，输出对通信网络智能化分级标准的修订建议，完善已有方法； 应用创新 ：结合新技术的发展趋势，针对当前网络、应用中的不足，在通信网络智能化研究方法的指导下，积极开展应用创新和新技术验证工作。 中国联通网络 智能化分级及实践白皮书 6 3 通信 网络智能化分级验证范围 图 3-1 通信网络智能化分级验证范围 上述智能化分级标准中，网络智能化分级需要考虑网元、网管、平台各个不同的系统范围，同时考虑网络规划部署、网络维护、网络优化、业务运营等工作领域。我们进一步将网络规划部署细分为网络规划设计和网络建设，从网络规划设计、网络建设、网络维护、网络优化、业务运营五大智能化场景进行验证。 网络规划设计包括现网评估、精准预测、精准 规划三部分，现网评估是指对现网的情况进行分析评估，是网络规划设计工作的基础，常用到的手段包括虚拟预测、场景评估、栅格分析、竞对分析、众筹扫楼等。精准预测是指对网络规划设计方案效果的价值预测，常见的包括用户预测、流量预测、投资估算。精准规划是指使用 AI技术辅助进行网络规划方案制定，主要包括问题聚类、价值评估、智能选址、自动选型等手段。 网络建设在网络规划设计之后，是方案实施阶段。这一环节的工作包含方案审核、实施控制、智能调单、结算送审四部分。使用 AI 赋能方案审核具体是指智能审核设计发难、智能分析工程概预算、智 能勘察；使用 AI 进行实施控制主要体现在，智能监理和工程签证自动化两部分；智能调单包括使用 AI 自动进行接口、 IP、数据等配置。 电信网络设备日趋虚拟化、自动化和智能化。电信网络系统的规模和复杂度的不断增加，运维人员必须面对各种高度集成的设备产生的大量实时信息 ， 维护变得越来越繁杂。需要以更智能的方法实现 故障发现、定位、修复、预防 ，提高中国联通网络 智能化分级及实践白皮书 7 运维效率 ， 降低运维成本。 故障发现方面， 目前现网中故障告警具有数据量大、突发故障情况多的特点。希望在 网络 维护 中 引入 人工智能技术，实现对通信网络告警的全局监控、 巡检 ，实时采集到告警数 据 ，进行单指标异常检测、多指标异常检测、文本日志异常检测，从而实现异常分析和网络健康度分析。 故障定位主要是利用人工智能技术通过对告警信息进行合适的过滤、筛选、匹配、分类等流程实现对告警信息的确定、分类，从而屏蔽掉次要及衍生告警，实现对网络故障的快速诊断。同时配合相应的通信业务模型和网络拓扑结构实现故障定界、根因定位。 故障修复是基于历史排障的经验数据，构建可自愈故障场景库。当故障发生时，基于 AI 算法计算出故障自愈策略，决策是否下发故障自愈操作。可自愈的故障将快速恢复且用户无感知；无法自愈的故障将通过精准诊 断，实现精准派单，帮助运维人员快速处理故障。 故障预防是在监控实时运行状态的基础上，引用人工智能技术，利用系统现有状态以及历史经验完成长短期网络健康指标趋势、网络健康度异常点以及硬件故障预测。这种长短期故障预测对于发现潜在风险和降低故障的危害性有很大帮助。通过与网络故障定位能力结合，可以极大缩短故障恢复时间，为运维系统对故障的快速反应提供基础。 网络优化部分的场景主要分为网络资源监控、网络性能分析、网络智能优化三部分。网络资源监控是指利用合理的策略对网络环境中的资源状态进行实时监控，从而减少状态信息上报所需的时延和带宽。网络性能分析是网络优化的基础，是合理选择网络优化措施的条件和判断网络优化效果的依据，常用的分析方法包括路测分析、智能网管 MR 分析、智能网络业务分析。网络智能优化包括网络参数优化、无线资源管理、网络业务保障、智能网络节能等。 随着 5G 商用进程的不断推进，通信网络针对不同场景支持的业务类型也越来越多，如何保障个性化业务的智能运营也是网络 智能化一个重要的研究领域。智能切片运营通过在一张统一的物理网络中虚拟出多个不同的专用网络，满足不同的业务场景需求。具体包括切片订购、切片部署和切片保障等。用户意图保障通过意图洞察，实现用户意图转译、自动部署和精准感知。智能营销则基于大数据分析和 AI 技术，针对不同用户群体实现个性化业务推荐和服务，提升客户满意度。智能营销包括用户画像、精准推荐和智能客服等。 中国联通网络 智能化分级及实践白皮书 8 4 中国联通通信网络智能化分级验证方法 4.1 中国联通通信网络智能化分级方法验证流程 通用的通信网络智能化分级方法验证流程包括确定评估对象、划分评估维度、评估对 象分析、评估维度评分、获取评估结果五个步骤，具体流程如下： 图 4.1-1 通信网络智能化分级方法验证流程 1. 确定评估对象 从实际生产系统选择评估对象，根据 2.2 章节中智能化等级评估维度，需要从系统范围和工作流两个维度对评估对象进行定义，常见的评估对象举例如表4.1-1。 表 4.1-1 通信网络智能化分级方法评估对象 示例 2. 划分评估维度 按照评估对象的需求映射、数据采集、分析、决策、执行、智能化场景六个维度进行评估，也可以根据实际情况对部分维度进行裁剪或合并。 3. 评估对象分析 网络规划设计 网络建设 网络维护 网络优化 业务运营 网元 智能硬件识别 网元割接上 线 网元故障定位 MM 参数优化、基站节能 网管 站点规划工具 网络扩容工具 专业网管系统 无线网优工具 业务管理系统 平台 网规系统平台 设备上线平台 智能监控系统 智能网优系统 运营支撑系统 获取评估结果 划分评估维度 评估对象分析 评估维度评分 确定评估对象