《基于AI的智能切片管理和协同》白皮书ppt课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,IMT-2020,(5G),推进组,基于AI的智能切片管理和协同白皮书,目录,1,引言,2,智能切片需求和应用场景,3,智能切片标准研究,4,基于数据分析的智能切片架构及流程,5,智能切片的关键挑战,6,智能切片商用模式探讨,7,总结与展望,8,缩略语,9,主要贡献单位,P1,P2,P5,P9,P15,P20,P22,P23,P24,IMT-2020,(5G),推进组,基于AI的智能切片管理和协同白皮书,1,引言,5G作为数字化社会的关键基础设施，不仅服务于个人用户，,还需要满足各行各业数字化转型的需求。对于5G业务ITU提出三,大应用场景：增强型移动宽带、超可靠低时延通信和大规模机器,类通信，3GPP协议已经定义通过3种类型的网络切片支持，从而,避免每种业务都新建独立网络造成的建网成本巨大和制约业务发,展的问题，同时网络切片之间的隔离也保证了网络的安全性。网,络切片的引入给网络带来了极大的灵活性，主要体现在切片可按,需定制、实时部署、动态保障。为了实现这些功能，需要引入专,门的管理网元来实现切片实例的全生命周期管理，因此，又给网,络带来管理和运维的复杂性，使得运营商面对的是一个高度复杂,的移动通信网络。如果网络切片的智能化程度不够，使得网络切,片无法根据用户的特殊需求进行切片定制，运营商通过网络切片,进行业务创新就会受限。,本白皮书在分析智能切片需求的基础上，结合主要标准组织,关于网络切片智能化的研究现状，提出了智能切片的整体架构和,业务流程，重点关注数据分析在智能切片中的作用，并进一步探,讨智能切片在实施过程中的关键挑战和智能切片的商用模式。本,白皮书拟服务于运营商后续基于AI构筑5G网络切片灵活调整的能,力，以适应5G网络发展、匹配垂直行业需求，实现拓扑灵活可配,置、资源专属可保障的智能网络。,1,2,IMT-2020,(5G),推进组,基于AI的智能切片管理和协同白皮书,2,智能切片需求和应用场,景,（1）,租户需求,租户和运营商协商网络切片的订购信息，运营商根,据该订购信息提供满足租户要求的端到端切片。对于有明,确运营时间要求的业务，运营商提供的网络切片需同时满,足租户对切片建立、修改、删除的时间要求。运营商可以,通过一定的交互方式（比如交互界面），提供自动化、一,站式的切片订购渠道。切片租户可以设置并更新切片订购,信息，包含切片类型、接入用户信息、切片容量、业务信,息、QoS信息等；切片租户可以查询并监控所订购切片的,运行情况和切片预测信息，如接入用户数量、用户分布区,域信息、QoS保障情况、异常情况预测等；切片租户也可,以根据切片运行情况、自身业务数据的反馈，以及智能分,析系统反馈的信息来确定是否修改切片的订购信息，如切,片容量更新、业务信息更新、QoS更新等。,运营商可以为切片租户提供差异化SLA服务，同时也,可以结合垂直行业应用，为切片租户部署切片。终端用户,只要访问此类应用，就自动享受绑定的切片服务。为提升,切片的用户体验，运营商可以通过人工智能技术对切片租,户提供智能化客服和切片订购引导，帮助其选择并生成最,优最合适的定制化网络切片服务。,（2）,运营商服务需求,运营商网络通过接收租户需求，根据需求选择合适的,切片，并且分解为对子切片的需求，然后再把分解指标下,发到接入网、传输网和核心网各域。E2E切片的实现不仅,3,IMT-2020,(5G),推进组,基于AI的智能切片管理和协同白皮书,需要端到端的管理，还需要从物理层到资源层到切片层到,应用层跨各层次的关联管理，给网络管理和运维带来很大,挑战。,在5G全云化网络架构基础上，通过引入已经成熟的,以机器学习为核心的AI技术，可以从两个方面实现切片网,络的智能化。一方面实现切片的智能化部署，利用AI训,练平台，对网络数据进行分析，输出切片管理策略规则或,者切片优化部署模板；另一方面实现切片的智能化调度管,理，根据AI训练平台输出的切片管理策略，自动化执行策,略，实现切片的故障自愈和自优化。AI的引入能够帮助运,营商实现切片灵活性和切片管理复杂度之间的最佳平衡。,（3）,典型应用场景,在业务层面，智能化网络切片主要针对如下的业务场,景需求：,a),所需网络资源和其他应用的资源隔离；,b),具有一定典型性及应用规模；,c),部署实例需要按需动态调整配置。,典型的应用场景包括：,赛事/大型活动业务,此类业务场景包括赛事活动、大规模群体活动、节日,庆典现场等。该类业务场景的特点是在活动举办期间，活,动现场人群密集、通信需求瞬时爆发、网络资源需要按需,调整。而且，除了活动的直播等通信需求外，针对特定的,赛事、活动，根据活动内容和规模的差异，通信网络还可,能同时肩负活动期间的现场组织、协调以及公共安全等不,同类型的临时通信任务的保障工作。,4,IMT-2020,(5G),推进组,基于AI的智能切片管理和协同白皮书,工业巡检,工业生产环境中，传统的人工巡检方式存在巡检效率,低、巡检数据统计不完善等问题，通过将AR技术和无人,机/无线机器人技术结合，可以大幅的提升生产环境巡检,过程的效率和自动化水平。工业巡检具备周期性、路线固,定的特点，运营商可以为特定行业的工业巡检需求生成专,用的网络切片，并通过持续的智能化分析和训练形成包含,巡检时段、巡检路径等特性在内的的巡检模型，从而提供,有针对性的高质量业务保障。,5,IMT-2020,(5G),推进组,基于AI的智能切片管理和协同白皮书,3,智能切片标准研究,3.1,网络切片标准化,5G网络切片的标准化工作主要由3GPP制定。此外，,NGMN、ITU、ETSI、IETF和GSMA等标准组织也对网络切,片的需求和商业模式等方向展开了相关的研究。,3GPP,SA1提出了网络切片的需求，通过需求分析，指出,网络切片可以让运营商根据用户需求提供按需定制的逻辑网,络，为5G多场景下的需求提供解决方案。3GPP,SA2研究端,到端网络切片系统设计，定义了网络切片的相关概念和切片,控制流程，包括网络切片标识、网络切片接入与选择、切片,会话隔离、切片移动性管理、支持漫游等；针对ITU提出的三,个5G典型应用场景，定义了不同的标准化切片/业务类型，如,图1所示。,图1,5G网络切片,IMT-2020,(5G),推进组,基于AI的智能切片管理和协同白皮书,另外，网络切片的管理和调度方法由3GPP,SA5工作组负,责，定义了网络切片管理的信息模型和服务，包括生命周期和配,置管理服务、故障检测服务和性能保障服务，但并未定义明确的,功能实体，图2所示的各管理功能仅为示例。,图2,网络切片管理示意图,3.2,智能切片标准进展,目前3GPP、ETSI、ITU-T、CCSA等国际国内主要标准化,组织均有将网络切片和智能化相关联的研究工作，本章节重点介,绍各标准组织网络切片智能化研究的进展。,3.2.1,3GPP标准研究进展,3GPP,SA2制定的全新5G核心网架构中引入了新的网络功能,NWDAF，用于收集、分析网络数据，以及向其他的网络功能提,供数据分析结果信息。NWDAF提供的数据分析结果主要包含切,片负载、业务体验、网络性能等信息。,针对智能切片，NWDAF分析得到切片中某个业务的用户业,务体验（包括业务级平均业务体验、切片中针对某个业务的用户,级业务体验），并将该信息反馈给切片管理系统，以便切片管理,6,IMT-2020,(5G),推进组,基于AI的智能切片管理和协同白皮书,7,系统调整各域的切片资源配置。智能切片在3GPP,R17版本会进,一步研究。,除此之外，,SA5和RAN3也同步做了相应的工作。,SA5：切片管理系统性能保障,SA5已经定义了切片信息模型，包含切片租户的切片SLA要,求，以及用于监测和评估切片SLA的KPI。后续3GPP,SA5会研,究切片管理系统如何利用数据分析功能（如MDAF），将SLA转,换成相应的KPI及配置需求，并参考各数据分析功能相关输入，,对网络切片性能进行监控。,RAN3：基于切片管理系统的切片资源配置进行切片资源,隔离,目前，RAN可以基于SA5定义的接入网侧资源配置参数进行无,线资源隔离，但是RAN侧如何隔离属于实现范围，标准未定义。,RAN侧提供切片空口资源的保障方式，可以有以下两种：,完全占有，即该切片的空口资源不可以被其他切片共享；,动态调配，类似于QoS参数中的GFBR，业务需要时一定,会满足，不需要时，可以供其他切片共享使用。,3.2.2,ETSI标准研究进展,欧洲电信标准化协会ETSI对智能切片展开研究，成立了ENI,和ZSM工作组，分别研究切片智能化和切片自动化。,ENI（Experiential,Networked,Intelligence）工作组于2017,年2月成立，致力于利用AI等技术实现智能业务部署、智能策略,控制、智能资源管理、智能监控与智能分析预测等功能，解决网,络SDN/NFV化、网络切片化后引入的复杂度问题，提高运营商,网络部署和运营的体验。在该工作组发布的用例规范中，包括了,弹性资源管理和编排，保障业务需求及智能网络切片管理等智能,切片相关的用例；其发布的网络切片生命周期管理POC项目，通,过AI预测承载网络流量，给出网络资源的智能调整策略，实现网,8,IMT-2020,(5G),推进组,基于AI的智能切片管理和协同白皮书,络切片的动态创建、监控和修改。,ZSM(Zero,touch,network,&,Service,Management)工作,组于2018年1月成立。ZSM将定义一个新的面向未来的端到端架,构以满足未来网络和服务需要的灵活、高效、定性管理和自动化,需求，目标是所有操作过程和任务(例如发布、配置、保障、优,化)100%自动化。目前已经发布的文档包括场景、需求和参考架,构。关于网络切片的研究正在进行，预计2019年Q3完成。另外，,ZSM将开始5G网络切片管理研究。,3.2.3,ITU-T,标准研究进展,ITU-T的第13研究组（Study,Group，SG13）主要研究,未来网络、云计算和可信网络架构，并于2017年11月成立了未,来网络机器学习（Machine,Learning,for,Future,Network，,ML5G）焦点组，主要研究未来网络的机器学习技术，当前已输,出了统一的逻辑架构。该架构与3GPP,SA2定义的NWDAF的数,据收集、分析、反馈模型类似。,另外，关于AI辅助的网络切片需求分析立项在2019年3月份,会议上已经通过，该立项以对网络切片的运维管理优化和满足用,户业务体验需求为目的，讨论基于智能化的网络切片的需求及网,络架构。该组后续会重点关注智能化研究，尤其是智能化切片的,研究。,3.2.4,CCSA标准研究进展,中国通信标准化协会CCSA关于切片的研究包括TC3的承载,IP网络切片技术研究、TC6的传送网网络切片技术研究、TC7的,通信网切片管理技术研究和TC5的核心网切片场景及关键技术研,究、核心网切片的安全技术研究。除此之外，TC5的5G核心网智,能切片的应用研究课题正在研究阶段，重点关注核心网切片的智,能化。,9,IMT-2020,(5G),推进组,基于AI的智能切片管理和协同白皮书,4,基于数据分析的智能切片架构及流程,4.1,智能切片总体架构,智能切片在5G网络切片系统中引入AI分析系统，该系统以,租户需求数据、网络切片运行数据等作为数据源，通过智能分析,算法计算得出能够匹配租户业务需求的网络能力，进而动态调整,网络切片的服务能力。,智能切片总体架构如图3所示，包括：租户（运营商自身业,务或第三方业务）、切片管理系统（包括网管和其他管理系统）,以及包含智能分析系统的5G网络。智能分析系统作为桥接运营商,网络与切片租户的媒介，借助于成熟的人工智能或者机器学习技,术，可以实现网