随着5G、物联网、政企专线、超高清视频、智能家居等业务发展,不论是光纤网络、IP网络还是家庭Wi-Fi等FBB(固定超宽带)网络,都遇到越来越复杂的运维。如果电信运营商的网络能够像自动驾驶汽车一样,自动运行和维护,对运营商经营发展将是极好的事。
“自动驾驶网络的终极目标是实现网络自愈,而实现网络自愈的前提是能够对网络故障的精准预测,实时感知、快速诊断和快速恢复。”在12月11日华为共赢未来全球线上峰会(BWS,Better World Summit)上,华为NCE产品部总裁陆海鸥强调了主动化、智能化运维的重要性。
当前人工智能AI技术,正赋能千行百业。在电信领域,基于AI的智能网络分析,被认为可以加速FBB网络自动驾驶。那么,AI到底如何助力运营商运维转型?如何将AI技术,系统应用到自动驾驶网络,实现“分钟级故障感知-诊断-修复”?
智能时代,联接产业迎来五大变化
行业普遍认为,未来十年将是智能时代蓬勃发展的黄金十年。当人类迈进万物互联、万物感知、万物智能的智能时代,人们的生活方式、工作方式将发生翻天覆地的变化。作为万物互联基础的网络,同样发生着改变。
对此,陆海鸥表示,网络联接产业正发生令人期待的五大变化。
变化一,连接对象更多样。网络除了传统维度连接人和家庭外,还将连接海量的智能终端及行业智能体。
变化二:网络通过5G、Wi-Fi 6、光纤等接入技术,将提供“泛在千兆”的连接服务能力。
变化三:连接场景多元化。一方面,家庭网络从服务信息娱乐走向教育和办公;另一方面,企业网络从服务办公走向生产。
变化四:应用对连接的需求更加精细。网络服务将从尽力而为,向差异化服务和确定性保障演进。
变化五:网络运维及管理将走向超自动化。
在上述五大变化中,第五个变化得到各方认可。据Gartner发布的十大战略趋势报告显示,网络自动化将是不可逆转,不可避免的趋势。
实际上,我们可以预知,AI技术将成为上述变化过程实现的重要催化剂。在陆海鸥看来,通过引入大数据和AI,运营商网络将进一步提升系统自动化水平,大幅降低运维复杂度。
AI对FBB网络带来的改变包括三方面。陆海鸥介绍,一是AI让网络感知从模糊到精细,从非实时到实时,实现网络全景可视;二是通过数据分析和特征挖掘,AI让趋势可预测,让根因可学习;三是通过自主化场景决策,AI让故障可自愈,使网络运维从被动响应变为主动治理。
网元、网络、云端全面引入AI,打造故障“0-1-3-5”运维方案
AI是网络自动化的催化剂,得到大量运营商的认可。我们也看到,包括中国三大运营商在内的全球领先运营商,都在致力于将AI引入到网络管理运维中。
那电信运营商该如何更好地引入AI?对此,陆海鸥介绍了华为的理解,华为认为,业界可以构建云端、网络、设备三层AI架构,系统地在网元、网络及云端引入AI能力。
第一,在网元层,华为通过轻量级的AI推理框架,增强网络体验数据的实时感知能力,结合场景特征,提供网元级短周期的感知分析和预测诊断能力。
第二,在网络层,华为iMaster NCE基于网元存量数据、配置数据、网络性能和告警数据、网络操作日志等网络数据的采集、存储、分析,将物理网络数字化映射到数字孪生中,打造一张全景可视的网络高清地图。
在此基础上,通过iMaster NCE内置的网络级AI推理框架,将华为30多年积累的通信领域经验,融入到通用AI算法,开发出“资源预测、网络KPI检测、故障归纳、异常根因确认”等四大类网络领域AI算法,使能FBB网络闭环自治。
第三,在云端,针对AI模型普遍面临的算法老化及泛化问题,华为通过云端智能服务平台,提供数据、模型训练和更新服务。通过云地协同模式,支持网络领域AI算法的开发、集成与更新迭代,让算法越用越聪明,越用越精准。
以终为始可以少走弯路。运营商打造自动驾驶FBB网络,是为了实现网络自愈,而实现网络自愈就必须能够对网络故障进行精准预测,还要能实时感知、快速诊断和快速恢复。这就需要产业界推出创新的工具。
为此,华为推出iMaster NCE,面向运维场景与云端NAIE及跨域智能运维AUTIN集成,共同实现故障“0-1-3-5”运维方案:故障提前预测,1分钟故障感知,3分钟故障诊断,5分钟故障修复。
陆海鸥进一步解释道,iMaster NCE通过从网络设备实时采集设备告警,网络KPI、业务SLA等多维数据,实时分析感知网络异常,输出故障incident;通过智能诊断,给出网络异常根因和修复建议。对于配置类故障,可通过控制器和管理器,自动完成网络和业务的调整,实现网络故障分钟级自动闭环。
此外,iMaster NCE基于长周期故障特征学习,对光纤亚健康、网络资源耗尽等潜在风险提前预测网络异常。
故障“0-1-3-5”,运维方案的典型应用场景
传送网络、IP网络、家宽网络等不同网络,对AI的网络感知分析及预测诊断的具体需求不同。华为在不同网络及业务场景中,是如何构建故障“0-1-3-5”方案呢?
对此,陆海鸥介绍了华为故障“0-1-3-5”运维方案的精准预测、实时感知、智能诊断、智能修复四大典型场景以及实践效果。
场景一:光纤网络亚健康预测
光纤的可靠性与性能是通信网络的基础,一根光纤往往承载着大量的用户业务。光纤故障除了工程施工、自然灾害等突发因素外,光纤持续劣化造成的性能故障,则是行业老大难问题。
华为作为全球最大的光网提供商,可结合不同地域网络数据,使得其对光纤线路劣化特征学习更全面。基于全球网络的统计特征、信号特征、模型特征等,华为提取了10多种典型数据特征,综合运用5种模型聚合,通过集成学习算法,将预测精度从单模型的80%提升到90%。
此外,在兼顾数据采集精度和带宽成本问题上,华为创新引入网元、网络两层分析能力,比如在网元上,对400多个光参实时采集,通过智能压缩等技术,在不损伤数据措施的前提下,实现上报数据1:60压缩比。
陆海鸥还介绍到,今年华为iMaster NCE光纤亚健康预测方案,在江苏联通试点时,两个月时间内成功预测到一条OCH路径亚健康和两根光纤严重裂化,最后结果均证明检测十分准确。
场景二:IP网络故障实时感知
IP网络故障定位难度非常大。此前发生一个真实案例,某电信运营商遭遇了一次IP承载网故障。当时该运营商与伙伴累计投入10余位运维专家,历时10小时,最终才定位了故障原因,是某IP端口转发异常。
对IP网络故障定位时长的问题,华为从三个维度发力,提升IP网络故障实时感知能力,即IP设备实时感知能力、业务级SLA感知能力,及网络健康感知能力。
具体而言,一是在IP设备实时感知能力方面,华为IP设备支持iFIT检测能力,再结合设备级AI能力,可实时感知到基站每条业务流及海量网元指标的异常。
二是在业务级SLA感知能力方面,iMaster NCE通过对时间和空间的聚类分析,识别出质差业务的公共路径,并选取严重质差业务流,自动启动逐跳检测,分钟级即可找到故障点。
三是在网络健康感知能力方面,iMaster NCE基于对六大类共八万多网络指标的实时分析,使用神经网络、动态阈值异常识别技术,可以识别出90%的网络亚健康。
效果如何?据陆海鸥介绍,北京联通IP移动承载网,通过部署iMaster NCE移动承载网络智能分析方案,实现分钟级群障定位,运维效率提升30%。
场景三:5G承载网故障根因精准识别
众所周知,日常运维中基于设备告警的故障诊断仍是主要处理手段。以5G承载网为例,中国移动典型的一个地市网络,每天的设备告警数量多达几万条。大部分一线维护人员只能处理重点设备告警和紧急投诉;每日可处理工单上限在几百个以内。而目前普遍采用静态专家经验的工单处理,容易漏报、错报,且提供的故障定位信息不明确,导致无效上站和无效工单多。
华为iMaster NCE如何去除网络运维噪声、精准识别故障点?对此,陆海鸥在峰会上介绍到,华为iMaster NCE通过三步实现故障智能诊断。首先,降噪过滤。根据专家经验和告警规则,对海量告警进行筛查,过滤掉80%以上的无效告警;其次,关联聚合。通过时间、Topo等多个维度数据,对告警进行整合;最后,通过层次聚类算法,将分散告警信息,聚合成多组故障类别。
据陆海鸥介绍,iMaster NCE通过机器学习和人工神经网络算法,可识别每个具体场景及根因告警,给出维护建议,可有效指导工单系统精准派单。
比如,郑州移动通过部署iMaster NCE智能incident管理方案,压缩了99.8%的无效告警,承载网相关的每日故障派单数量,从600余单下降到400单左右。
场景四:家庭网络的智能修复
全球疫情持续发展,在线办公、在线教育成为新刚需,家庭网络的重要性进一步凸显。据统计,过去10个月家庭网络流量增长70%,家宽问题投诉量也同步增加,其中60%的投诉问题集中在家庭侧,且多数与Wi-Fi相关。对于家庭网络类问题,运营商往往通过安排人员上门维修解决,上门维修一直存在成本高、预约难等问题。
对此,陆海鸥介绍,影响Wi-Fi体验的问题主要有两类:干扰、漫游、配置类问题,以及设备、连接类问题。
对于第一类问题,通过NCE云端调优方案,可自动化修复:NCE从AP采集网络KPI数据,识别出该终端设备特征和漫游能力。然后通过大数据分析该终端7*24小时历史漫游行为,生成该终端的最佳漫游调优策略,下发到网关引导终端漫游,使得Wi-Fi信号平滑切换。
对于第二类问题,NCE自动分析根因,并将分析结果推送到网关,用户连上Wi-Fi时就会自动弹出Portal,提示问题原因和修复建议,指导用户自助排障。
据悉,在家庭网络场景应用云端优化和自助排障功能,预计平均可减少约10%上门。
笔者观察:AI技术把简单留给运营商
将AI引入到FBB网络中,提高网络运维效率和降低成本,是运营商渴求的方向。这种需求要实现不容易,所以对产业既是机遇也是挑战。
我们看到,通过引入云端、网络、设备三层AI架构,基于iMaster NCE、云端NAIE、跨域智能运维AUTIN实现的故障“0-1-3-5”方案,华为在光网、IP网络、家庭网络维护中取得初步成效。
该方案贯彻了华为的一个理念,就是“把简单留给客户,把复杂留给自己”。目前全球运营商市场已累计部署iMaster NCE 1800多套,其中管控器一体化部署约300套。
正如陆海鸥所说:“无论是网络演进还是新建网络,华为建议运营商部署iMaster NCE管控器一体目标方案,增强网络智能分析能力,逐步构建故障‘0-1-3-5’能力,实现运维转型。”
在未来FBB网络运维愈加复杂的明天,运营商将更加重视网络智能分析,加速网络自动化、智能化进程。可以看到,自动驾驶FBB网络时代,正在到来。
作者:黄海峰
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