5G核心網(wǎng)云網(wǎng)一體化運(yùn)維

張雪

（中國(guó)電信股份有限公司研究院，北京 102209）

1 引言

2020年全球大多數(shù)主流運(yùn)營(yíng)商已轉(zhuǎn)向5G獨(dú)立組網(wǎng)架構(gòu)，并開始了5G獨(dú)立組網(wǎng)架構(gòu)的商用部署[1]。5G 網(wǎng)絡(luò) 3 種典型的場(chǎng)景為：增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（enhanced mobile broadband，eMBB）、低時(shí)延高可靠通信（ultra-reliable and low latency communication，uRLLC）和大連接物聯(lián)網(wǎng)（massive machine type communication，mMTC）。傳統(tǒng)的專用硬件難以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，采用網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（network function virtualization，NFV）技術(shù)進(jìn)行5G核心網(wǎng)的部署，能夠?qū)崿F(xiàn)5G業(yè)務(wù)的快速部署、資源的靈活調(diào)用、故障的快速隔離和自愈，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)特性發(fā)揮起到了重要的作用[2]。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)的使用帶來(lái)一些運(yùn)營(yíng)維護(hù)的難點(diǎn)，例如軟硬件的一體化監(jiān)控和告警關(guān)聯(lián)、網(wǎng)元和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施（network function virtualized infrastructure，NFVI）的兼容性以及維護(hù)團(tuán)隊(duì)職責(zé)的協(xié)同問(wèn)題，這些難點(diǎn)都將是運(yùn)營(yíng)商在5G核心網(wǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)過(guò)程中需要解決的問(wèn)題。

2 5G核心網(wǎng)的虛擬化部署方案

與4G核心網(wǎng)架構(gòu)不同，5G核心網(wǎng)引入服務(wù)化架構(gòu)（service based architecture，SBA）進(jìn)行設(shè)計(jì)。5G核心網(wǎng)的SBA借鑒了軟件開發(fā)領(lǐng)域成熟的面向服務(wù)的架構(gòu)（service-oriented architecture，SOA）和微服務(wù)架構(gòu)（micro-service architecture，MSA）的綜合優(yōu)勢(shì)，提出了面向服務(wù)的總線架構(gòu)，將傳統(tǒng)的以網(wǎng)元和信令傳輸為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑?wù)和應(yīng)用程序接口（application programming interface，API）為主的服務(wù)架構(gòu)，其主要架構(gòu)如圖1所示[3]。此架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)功能的靈活組合，能夠支撐業(yè)務(wù)的敏捷提供和能力開放。

圖1 5G核心網(wǎng)服務(wù)化架構(gòu)

延續(xù) 4G核心網(wǎng)業(yè)務(wù)平面與控制平面完全分離的理念，5G核心網(wǎng)將網(wǎng)絡(luò)功能（服務(wù)或網(wǎng)元）分為控制面功能和用戶面功能。其中將用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)用戶面功能（user plane function，UPF）進(jìn)行下沉，實(shí)現(xiàn)UPF靠近用戶側(cè)進(jìn)行部署，可以有效避免長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延，提升用戶體驗(yàn)?？刂泼婀δ艿木W(wǎng)元采用集中式部署或分布式部署方式，采用服務(wù)總線的方式連接，各網(wǎng)元功能根據(jù)不同的功能統(tǒng)一接入服務(wù)總線，實(shí)現(xiàn)基于通用網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)接口進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)。5G核心網(wǎng)主要的網(wǎng)元功能定義見表1。

表1 5G核心網(wǎng)網(wǎng)元功能定義

基于SBA的5G核心網(wǎng)對(duì)各網(wǎng)元功能的重新梳理，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加靈活，業(yè)務(wù)部署更加敏捷，同時(shí)SBA使NFV的優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮。NFV技術(shù)將傳統(tǒng)的CT業(yè)務(wù)部署到通用物理硬件虛擬化所形成的虛擬云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦的一種技術(shù)。NFV技術(shù)的應(yīng)用不但避免了設(shè)備對(duì)專用硬件的依賴，減少運(yùn)營(yíng)商的CAPEX，同時(shí)，資源的靈活獲取，可能幫助運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切片的構(gòu)建，滿足不同業(yè)務(wù)的需求，使寬帶、連接、安全性等特性在不同切片中體現(xiàn)出差異，在不同的場(chǎng)景發(fā)揮作用。在 NFV 技術(shù)的支持下，網(wǎng)絡(luò)的軟件、硬件得以分離，這使得網(wǎng)絡(luò)資源的配置和部署更為靈活，對(duì)進(jìn)一步發(fā)揮5G系統(tǒng)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)起到了重要的作用。

當(dāng)前業(yè)界NFV架構(gòu)主要采用歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）為NFV制定的參考架構(gòu)，如圖2所示。NFV架構(gòu)分為3層：基礎(chǔ)設(shè)施層、虛擬網(wǎng)絡(luò)層和運(yùn)營(yíng)支撐層。

圖2 ETSI NFV參考架構(gòu)

（1）基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層為 VNF提供部署、管理和執(zhí)行環(huán)境，并實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件資源和虛擬資源的管理和監(jiān)控，主要包括NFVI和虛擬基礎(chǔ)設(shè)施管理（VIM）兩部分，NFVI包括硬件資源層、虛擬化層及虛擬資源層，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)層業(yè)務(wù)網(wǎng)元的承載；VIM 實(shí)現(xiàn)對(duì)NFVI資源的管理、編排和調(diào)度等功能。

（2）虛擬網(wǎng)絡(luò)層

基于底層云化基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)能力，主要包括VNF、EMS及VNF管理系統(tǒng)（VNFM），VNF基于NFVI虛擬資源部署業(yè)務(wù)網(wǎng)元；EMS是VNF業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，提供網(wǎng)元管理功能；VNFM是VNF管理系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)VNF生命周期管理。

（3）運(yùn)營(yíng)支撐層

實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)的編排、運(yùn)維與管理，主要包括OSS（operation support system）/BSS（business support system）和NFVO（network functions virtualisation orchestrator）。OSS/BSS是業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)支撐系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與NFVO的交互，共同完成維護(hù)與管理功能。NFVO主要負(fù)責(zé)跨VIM的NFVI資源編排及網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的生命周期管理和編排，并負(fù)責(zé)NSD（network service descriptor）的生成與解析。

另外，參照ETSI NFV架構(gòu)，NFVO、VNFM與VIM合稱NFV管理和編排（management and orchestration，MANO），負(fù)責(zé)提供可管、可控、可運(yùn)營(yíng)的服務(wù)環(huán)境，使基礎(chǔ)資源可以便捷地提供給應(yīng)用。

除了基于NFV的架構(gòu)外，5G核心網(wǎng)具有控制面和用戶面徹底分離的特性，這種特性使用戶面網(wǎng)元UPF可靈活下沉，分布式部署于更靠近用戶和數(shù)據(jù)源的邊緣節(jié)點(diǎn)，最大程度降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，提升5G業(yè)務(wù)體驗(yàn)。NFV架構(gòu)使業(yè)務(wù)上線更加敏捷，可提升運(yùn)營(yíng)商與互聯(lián)網(wǎng)巨頭之間的競(jìng)爭(zhēng)力，而分布式架構(gòu)可以使5G網(wǎng)絡(luò)廣泛注入算力，讓運(yùn)營(yíng)商提供的業(yè)務(wù)更豐富，用戶的感知體驗(yàn)更優(yōu)。當(dāng)前中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商 5G核心網(wǎng)的虛擬化部署已經(jīng)進(jìn)入商用階段，但是，對(duì)NFV網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)和方案還處在探索階段，現(xiàn)階段有必要對(duì)虛擬化的5G核心網(wǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)方案進(jìn)行梳理，結(jié)合運(yùn)營(yíng)商4G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，在運(yùn)維技術(shù)、流程和組織架構(gòu)方面保障5G核心網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全、穩(wěn)定，發(fā)揮5G業(yè)務(wù)特性。

3 虛擬化的5G核心網(wǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)

當(dāng)前5G核心網(wǎng)的新架構(gòu)，能夠滿足5G新業(yè)務(wù)的需求，同時(shí)也能降低設(shè)備采購(gòu)成本，但卻給5G核心網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作帶來(lái)很多困難和挑戰(zhàn)。5G時(shí)代的核心網(wǎng)運(yùn)維復(fù)雜度和工作量將呈幾何級(jí)數(shù)上升，運(yùn)維工作朝著集約化、智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)的組織架構(gòu)都進(jìn)行相應(yīng)的變革，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)新架構(gòu)。

3.1 虛擬化的5G核心網(wǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)的難點(diǎn)

5G核心網(wǎng)的虛擬化和分布式架構(gòu)，將會(huì)給運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作帶來(lái)如下挑戰(zhàn)。

· 5G核心網(wǎng)從樞紐機(jī)房遷至DC（data center）機(jī)房，基站與5G核心網(wǎng)間流量跨機(jī)房、跨專業(yè)，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，涉及的廠商、軟硬件模塊、接口眾多，參數(shù)配置、聯(lián)調(diào)測(cè)試、故障定界都需要多專業(yè)、多廠商配合，運(yùn)維復(fù)雜度大幅提升。且隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，故障點(diǎn)相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)提升數(shù)倍，故障也容易迅速擴(kuò)散。

· 網(wǎng)絡(luò)切片、UPF下沉等場(chǎng)景的引入使核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)象增多，變更操作更加頻繁。未來(lái)的邊緣節(jié)點(diǎn)可能有成千上萬(wàn)，甚至幾十萬(wàn)個(gè)廣泛分布于網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)位置，維護(hù)難度和工作量都將大幅增加。

· 分層解耦的架構(gòu)使資源管理更加復(fù)雜，且各層、各網(wǎng)元告警上報(bào)方式不一致，造成故障告警信息的處理難度更加復(fù)雜，同時(shí)跨層告警需要進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以便快速地定位故障并進(jìn)行相應(yīng)處理。

· 5G 將賦能千行百業(yè)，政企（2B）業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能、穩(wěn)定性的需求比個(gè)人（2C）業(yè)務(wù)更高，同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的SLA更加苛刻，虛擬化的 5G核心網(wǎng)必須保障網(wǎng)絡(luò)的高穩(wěn)定性和高可靠性。

5G核心網(wǎng)新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和新業(yè)務(wù)需求對(duì)運(yùn)營(yíng)維護(hù)提出了新的挑戰(zhàn)，需要適應(yīng)這些挑戰(zhàn)設(shè)計(jì)全新的智能化、集約化、融合化的5G核心網(wǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)。

3.2 5G核心網(wǎng)的云網(wǎng)一體化運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)

5G核心網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)需要提供統(tǒng)一的5G核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維服務(wù)能力和網(wǎng)絡(luò)綜合保障功能，需要支持自動(dòng)化運(yùn)維、智能根因分析、跨層一體化運(yùn)維、網(wǎng)絡(luò)故障和性能管理、策略和安全管理，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一監(jiān)控、全網(wǎng)統(tǒng)一管理。運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)還要支持對(duì)5G新業(yè)務(wù)的管理能力，實(shí)現(xiàn)5G 核心網(wǎng)切片的全生命周期（設(shè)計(jì)、部署、閉環(huán)保障等）管理能力，實(shí)現(xiàn)5G 2B業(yè)務(wù)的統(tǒng)一策略能力，實(shí)現(xiàn)MEC（multi-access edge computing）管理等能力。

3.2.1 5G核心網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)

5G核心網(wǎng)是具有虛擬化、云網(wǎng)融合、云邊協(xié)同特質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，適應(yīng)這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)應(yīng)具有微服務(wù)化、云化、智能化、集約化的特點(diǎn)。微服務(wù)化使用“平臺(tái)+應(yīng)用”的架構(gòu)，依托統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)和能力，構(gòu)建5G核心網(wǎng)運(yùn)維應(yīng)用；IT云化即運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)開發(fā)和部署技術(shù)架構(gòu)采用IT化的架構(gòu)，部署在云端；由于5G核心網(wǎng)的操作維護(hù)工作量大，引入大數(shù)據(jù)、AI，推進(jìn)運(yùn)維的自動(dòng)化和智能化，能夠降低維護(hù)難度，同時(shí)節(jié)約維護(hù)成本；集約化設(shè)計(jì)尤其重要，為了提升運(yùn)維管理的效率，適應(yīng)5G業(yè)務(wù)互聯(lián)網(wǎng)化、全網(wǎng)統(tǒng)一、快速加載、一點(diǎn)開通的特征，應(yīng)建立全網(wǎng)統(tǒng)一集約的5G核心網(wǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)，一級(jí)系統(tǒng)供集團(tuán)和省公司的運(yùn)維人員分權(quán)分域使用。

運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)統(tǒng)一納管集團(tuán)、省以及地市邊緣5G核心網(wǎng)網(wǎng)元，包括集團(tuán)、省層面5G核心網(wǎng)所有網(wǎng)元、地市以及園區(qū)下沉UPF等。實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一視圖、統(tǒng)一管理以及統(tǒng)一調(diào)度，資源實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理、業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一發(fā)放、網(wǎng)絡(luò)能力實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一開放。同時(shí)，通過(guò)運(yùn)營(yíng)維護(hù)集約系統(tǒng)協(xié)同省和集團(tuán)兩級(jí)運(yùn)維體系，進(jìn)行跨省故障協(xié)同，云網(wǎng)邊協(xié)同故障定位，多級(jí)運(yùn)維人員協(xié)同進(jìn)行故障處理。

5G核心網(wǎng)云網(wǎng)一體運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)既要面向內(nèi)部運(yùn)維人員，也要面向其他系統(tǒng)和業(yè)務(wù)開放能力，還要面向外部客戶。面向運(yùn)維人員需要讓集團(tuán)/省/地市等各級(jí)運(yùn)維人員能夠利用運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，更加方便高效地處理日常運(yùn)維工作，例如網(wǎng)元新建、割接、故障處理、巡檢等；面向其他系統(tǒng)，要開放針對(duì)5G核心網(wǎng)的診斷、感知、測(cè)試等能力，同時(shí)支撐切片、MEC等5G新業(yè)務(wù)；面向客戶要提供對(duì)5G產(chǎn)品的在線訂購(gòu)能力，對(duì)客戶業(yè)務(wù)的可視化能力和管理能力等。

基于5G核心網(wǎng)特點(diǎn)和運(yùn)維工作的需要，梳理基本運(yùn)維需求功能，其主要包括網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理、業(yè)務(wù)支撐、用戶預(yù)診斷，同時(shí)根據(jù)5G核心網(wǎng)的特點(diǎn)和運(yùn)維難點(diǎn)，增加了網(wǎng)元自動(dòng)化管理、云網(wǎng)統(tǒng)管、云網(wǎng)一體化支撐、切片保障和 MEC協(xié)同等能力，后續(xù)針對(duì)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)駕駛，考慮引入決策智能、操作智能等模塊。5G核心網(wǎng)一體化運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖3所示，系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，通過(guò)能力共享平臺(tái)對(duì)網(wǎng)元進(jìn)行控制指令下發(fā)，通過(guò)該運(yùn)營(yíng)調(diào)度系統(tǒng)獲取告警數(shù)據(jù)，通過(guò)AI中心獲取AI幾何能力，通過(guò)數(shù)據(jù)湖獲取話單等靜態(tài)數(shù)據(jù)，5G核心網(wǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)完成5G核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維服務(wù)能力的封裝，實(shí)現(xiàn)5G 核心網(wǎng)的全生命周期管理能力。

圖3 5G核心網(wǎng)云網(wǎng)一體運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)架構(gòu)

3.2.2 5G核心網(wǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)重要功能

針對(duì)5G核心網(wǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)的目標(biāo)和定位，設(shè)計(jì)了5G核心網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)的功能模塊，7項(xiàng)功能模塊細(xì)分成33項(xiàng)功能清單，請(qǐng)各省公司5G核心網(wǎng)運(yùn)維人員針對(duì)33項(xiàng)功能清單進(jìn)行需求重要性進(jìn)行打分。通過(guò)對(duì)省公司調(diào)研結(jié)果進(jìn)行匯總分析如圖4所示，發(fā)現(xiàn)運(yùn)維人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、業(yè)務(wù)保障的需求最高，在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中需求重要性最高的是告警管理和故障診斷。

圖4 5G核心網(wǎng)云網(wǎng)一體化運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)功能優(yōu)先級(jí)調(diào)研結(jié)果

5G核心網(wǎng)的告警管理和故障診斷同時(shí)是運(yùn)營(yíng)技術(shù)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于5G核心網(wǎng)的虛擬化架構(gòu)，與4G核心網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)不同，5G核心網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)要形成硬件層、虛擬層、業(yè)務(wù)網(wǎng)元層相互關(guān)聯(lián)的跨層資源管理能力，建立跨層可控可管的網(wǎng)絡(luò)保障能力，實(shí)現(xiàn)跨層網(wǎng)絡(luò)告警關(guān)聯(lián)、故障定位和故障快速處理。

資源跨層關(guān)聯(lián)即通過(guò)挖掘網(wǎng)元跨層間資源的相互關(guān)聯(lián)關(guān)系，并利用拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行展開，形成3層資源拓?fù)渫敢暷Ｐ?，為現(xiàn)網(wǎng)日常運(yùn)營(yíng)及維護(hù)中業(yè)務(wù)層、資源層、硬件層的告警發(fā)現(xiàn)、告警定位以及告警收斂提供有效的參考依據(jù)，實(shí)現(xiàn)從應(yīng)用層一點(diǎn)切入即可關(guān)聯(lián)發(fā)現(xiàn)虛擬層及硬件層的準(zhǔn)確關(guān)聯(lián)關(guān)系和具體定位信息。包括計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源的關(guān)聯(lián)，以下以計(jì)算資源的關(guān)聯(lián)為例說(shuō)明資源關(guān)聯(lián)的過(guò)程。

基于計(jì)算資源定義的邏輯并結(jié)合 5G核心網(wǎng)現(xiàn)網(wǎng)部署的特性，首先構(gòu)建資源結(jié)構(gòu)的設(shè)想，網(wǎng)元層主要包括 5G核心網(wǎng)關(guān)鍵網(wǎng)元，如 AMF、SMF、UPF等。向下映射到虛擬層的虛擬機(jī)及其信息，包括虛擬機(jī) ID、虛擬機(jī)名稱、IP地址、MAC端口地址等，完成虛擬網(wǎng)絡(luò)虛擬機(jī)內(nèi)部資源的拓展。并從這些信息中提取關(guān)聯(lián)項(xiàng)，映射虛擬機(jī)與宿主機(jī)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，同時(shí)挖掘宿主機(jī)的屬性及字段信息，包括主機(jī)名稱、主機(jī)IP地址完成主機(jī)到服務(wù)器間的位置關(guān)聯(lián)。通過(guò)EMS/NFVO的北向接口導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)資源靜態(tài)表，獲取容器所在的虛擬機(jī)唯一識(shí)別碼（UUID），再依據(jù)UUID查詢虛擬機(jī)信息、主機(jī)信息、服務(wù)器設(shè)備列表，將查詢獲得的服務(wù)器設(shè)備列表，通過(guò)主機(jī)ID實(shí)現(xiàn)與物理服務(wù)器 SN序列號(hào)的匹配關(guān)聯(lián)，完成從容器→虛擬機(jī)→主機(jī)→物理服務(wù)器的計(jì)算資源查詢以及拓?fù)潢P(guān)系關(guān)聯(lián)。

跨層告警關(guān)聯(lián)和故障定位是5G核心網(wǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)必須具備的重要功能。5G核心網(wǎng)采用NFV架構(gòu)后，告警的層次增加，告警數(shù)量激增，底層告警隱藏在由它引發(fā)的多層衍生告警中，很難分析告警的根原因，需要對(duì)各層之間的告警信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)跨層故障診斷?；谌斯ぶ悄艿姆椒▽?duì)告警數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮十分必要，對(duì)告警數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮的關(guān)鍵是挖掘告警之間的有效關(guān)聯(lián)規(guī)則，然后利用規(guī)則對(duì)告警數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。告警關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘首先對(duì)告警數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后根據(jù)事件的發(fā)生時(shí)間、位置、原因等信息生成事件列表，從事件列表中挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則，并在規(guī)則中提取規(guī)則泛化模式，最后使用泛化模式和關(guān)聯(lián)規(guī)則對(duì)告警數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。

5G核心網(wǎng)云網(wǎng)一體運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)引入面向業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的跨層告警關(guān)聯(lián)、智能預(yù)警和輔助決策，使用AI算法對(duì)業(yè)務(wù)量、異常事件、KPI等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以先于客戶發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)預(yù)警并定位故障，及時(shí)處理問(wèn)題。根據(jù)5G核心網(wǎng)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)上線半年來(lái)系統(tǒng)承接相關(guān)告警、監(jiān)控、故障處理等功能，并通過(guò)AI稽核等功能，發(fā)現(xiàn)局?jǐn)?shù)據(jù)配置隱患3 000余個(gè)，業(yè)務(wù)配置錯(cuò)誤超萬(wàn)個(gè)，這些故障均及時(shí)進(jìn)行了處理，增強(qiáng)了客戶滿意度，提升了5G客戶體驗(yàn)。

3.3 虛擬化的5G核心網(wǎng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)組織架構(gòu)

5G新業(yè)務(wù)和新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，不僅需要運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)具有全新特性，也應(yīng)對(duì)組織架構(gòu)和工作模式進(jìn)行相應(yīng)的變革。5G核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)維護(hù)涉及多專業(yè)，除核心網(wǎng)專業(yè)外，需IP專業(yè)、云計(jì)算等專業(yè)深度協(xié)同，建設(shè)跨專業(yè)、跨地域的核心網(wǎng)云網(wǎng)一體化運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé) 5G核心網(wǎng)云網(wǎng)一體化運(yùn)營(yíng)維護(hù)。5G核心網(wǎng)云網(wǎng)一體化運(yùn)維團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)5G核心網(wǎng)的維護(hù)和管理工作，通過(guò)5G核心網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)對(duì)5G核心網(wǎng)的網(wǎng)元層、虛擬化層和對(duì)應(yīng)的硬件實(shí)現(xiàn)跨層一體化告警關(guān)聯(lián)和資源一體化管理。

虛擬化的 5G核心網(wǎng)是電信技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的融合，因此對(duì)運(yùn)維人員的要求也要具備 CT和IT融合的技能。對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化要有深刻的理解和認(rèn)知，具備對(duì)虛擬化網(wǎng)元進(jìn)行全生命周期管理的能力；對(duì)云數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施具備維護(hù)能力，能夠在 NFVI出現(xiàn)告警時(shí)，對(duì)虛擬層或硬件層進(jìn)行修復(fù)；對(duì)核心網(wǎng)的業(yè)務(wù)邏輯有深刻的理解和認(rèn)知，在業(yè)務(wù)出現(xiàn)告警時(shí)能夠?qū)Ω婢蜻M(jìn)行相應(yīng)的判斷，及時(shí)進(jìn)行故障的處理。因此對(duì)于5G核心網(wǎng)一體化運(yùn)營(yíng)維護(hù)的人員的能力要求是CT、IT和DT能力的多維度融合，需要對(duì)現(xiàn)有人員進(jìn)行培訓(xùn)，使運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員具備云網(wǎng)一體融合運(yùn)維能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

5G核心網(wǎng)新的架構(gòu)和部署模式，為運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作帶來(lái)了挑戰(zhàn)，同時(shí)也為運(yùn)營(yíng)維護(hù)的智慧化、自動(dòng)化帶來(lái)了新的機(jī)遇。伴隨著網(wǎng)絡(luò)云原生技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的NFV化進(jìn)程會(huì)逐步推進(jìn)，業(yè)務(wù)將更加靈活，網(wǎng)絡(luò)能力更加開放，運(yùn)營(yíng)維護(hù)也會(huì)向網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)駕駛方向演進(jìn)。結(jié)合大數(shù)據(jù)、AI等新技術(shù)，構(gòu)建合理的運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)，多專業(yè)運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員協(xié)同合作，建立云網(wǎng)一體化運(yùn)維體系，必能有效地提升5G核心網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)效率，使5G核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全、穩(wěn)定、高性能地為5G用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。