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【中国移动】5G行业网数字孪生白皮书
2022-01-10 18:50:49

随着产业数字化转型的深入推进,应用场景逐渐复杂,基于数字孪生技术从“规划、建设、运维、优化”维度构建行业网管理能力体系,提供以客户服务和业务保障为核心的低成本试错、高质量运维和智能辅助决策能力。

01

网络数字孪生基础概念

网络数字孪生概念

中国移动在业界首次提出了数字孪生网络(DTN)的概念,数字孪生网络是以数字化方式创建物理网络实体的虚拟孪生体,且可与物理网络实体之间实时交互映射的网络系统,其核心要素为:数据、模型、交互、映射。

网络数字孪生核心价值

一是拓扑透视和流量全息;二是从设备到组网的全生命周期管理;三是网络的实时闭环控制;四是网络风险和成本降低。

网络数字孪生架构与关键技术

中国移动提出了“三层三域双闭环”的数字孪生网络参考架构。其中三层指构成数字孪生网络系统的物理网络层、孪生网络层和网络应用层;三域指孪生网络层数据域、模型域和管理域。



02

5G行业网数字孪生驱动分析

5G行业网运维管理痛点

一是网络作为垂直行业数字化的基座,客户对故障的处理和恢复时间容忍度大大降低,传统被动式故障恢复模式无法快速响应需求;二是终端联网数量急剧增长,联网方式多种多样,终端运行状态监控将作为网络管理的一部分;三是面对多样化的应用场景和多元化终端形态,5G行业网的组网方案和配置方案定制化程度高,客户网络感知意愿强。

5G行业网全生命周期管理能力体系

依托数字孪生建立的5G行业网全生命周期管理能力体系应包含以下几个方面:一是5G行业网方案规划及仿真能力;二是5G行业网数字孪生建模能力;三是5G行业网数字孪生可视化能力;四是5G行业网数字孪生智能化运维能力。


03

5G专网数字孪生技术


5G专网数字孪生平台

5G专网数字孪生平台旨在为垂直行业提供针对网络、终端/设备的直观展示,进而支撑客户对生产现场工况和网络进行实时监控、风险预警、故障定界和生产调度,实现行业现场管理的降本、提质、增效。

5G专网数字孪生关键技术

数据接入技术:5G专网数字孪生技术实现的基础,主要提供涉网设备接入、网络数据采集、设备管理、数据预处理等能力。

网络态势感知技术:通过在终端侧、UPF和MEC入口部署拨测探针,主动探测终端至UPF/MEC的链路双向可用性及质量,实时监测链路和节点质量,采集链路时延、丢包、抖动、连续性与可用性、带宽等数据。

2D/3D数字可视化技术:

(1)环境建模:提供客户侧厂区、园区、楼宇等各类室内外环境的建模仿真能力,为客户提供不同精细化程度的2D/3D可视化实景产品,实现客户生产环境的真实还原。

(2)设备建模:提供客户生产环节涉及的各类产线流程与产线设备、网络路径与通信设备的建模仿真能力。

(3)数据分析:将客户的业务场景、生产过程包括设备数据、运行数据、告警数据进行直观呈现,辅助客户对其生产业务进行管理与决策。



04

行业现场网数字孪生技术


行业现场网数字孪生平台

行业现场网数字孪生平台是承载核心技术能力,实现可视化、自动化和智能化运维管理价值的重要载体,平台整体框架如下图所示,核心业务模块包括数据获取及管理、孪生建模等,以此实现设备可视化管理、网络规划仿真、网络实时监控、网络智能运维等功能。

平台核心功能

(1)网络规划仿真:通过网络素材库及可拖拽式的建模方式,进行网络拓步构建;通过静态参数配置及动态加载的两种方式进行网络参数配置;通过数据模拟和仿真预测进行网络数据仿真。

(2)网络实时监控:通过网络拓扑、网元器件和设备状态的展示实现基础实施的可视;通过配置参数实现RB资源、频段、Qos、网络切片的调整;通过可视化展示控制及业务数据流向;通过可用性、可靠性等指标实现SLA可视。

(3)网络运维优化:通过设备的故障预测、预警、维护实现设备预测性维护;通过网络故障诊断、根因分析、故障修改实现网络故障分析。

行业现场网数字孪生平台业务流程

(1)行业网数据信息采集:从多种数据源采集网络设备数字孪生建模所需关键信息,包括端侧探针、网管平台、传感器、图像视频等

(2)行业网模型构建:基于行业网数据构建行业网模型,支撑可视化与智能运维

(3)可视化:基于信息模型实现网络拓扑、网络配置、网络覆盖、数据流向、网络SLA的可视

(4)智能运维:通过孪生仿真和智能运维算法实现网络设备预测性维护和智能运维


面向5G专网、行业现场网需求特征,打造一体化的数字孪生平台,基于高效、便捷、灵活的数据采集、数据分析、孪生仿真、三维可视等实现行业网络全业务流程的“可视、可管、可控”,从全生命周期管理角度构建完善的行业网络数字孪生管理体系,提升行业客户的网络感知和运营商的网络建设运维效率。


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    1)诱导未成年人应援集资、高额消费、投票打榜
    2)粉丝互撕谩骂、拉踩引战、造谣攻击、人肉搜索、侵犯隐私
    3)鼓动「饭圈」粉丝攀比炫富、奢靡享乐等行为
    4)以号召粉丝、雇用网络水军、「养号」形式刷量控评等行为
    5)通过「蹭热点」、制造话题等形式干扰舆论,影响传播秩序


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