通过自动保障和NWDAF来确保5G网络切片质量
文章目录
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[*]简介
[*]切片是新的收入机会
[*]网络切片：根据客户需求定制网络
[*]监控端到端网络切片的挑战
[*]自动化保障的优势
[*]每个5G核心都应具有NWDAF
[*]NWDAF用于闭环自动保保障
[*]总结
简介
经过多年的准备，5G终于在世界不同地区投入使用。截至2021年3月，已有153个运营商在64个国家和地区启动了商用5G网络。此外，GSA预测，到2025年底，预计将有33.9亿用户签约5G 。
5G核心网络旨在提供创新功能，例如增强型移动宽带（eMBB），大规模物联网（MIoT）和超可靠的低延迟通信（URLLC）; 迎合从智能手机到机器人的所有用户，并在未来几年内不断发展移动技术。
前几代移动网络为不同的服务提供了基本的服务质量（QoS）级别，而5G则将其提升到了一个全新的水平。它是一种适应性更强的网络，旨在服务于不同行业和企业，每个行业和企业都有其自己的不同用例。此类定制服务通过网络切片来实现，这是将网络划分为虚拟切片的5G关键服务之一。
切片是新的收入机会
运营商在向5G网络过渡方面投入大量资金，他们需要找出产生收入的方法。根据GSMA的数据，到2025年，全球网络运营商的网络切片将价值3000亿美元。运营商可以通过租用多个虚拟网络片来吸引新客户并扩展其业务范围，同时仍可从单个物理基础架构中进行操作。
此外，网络切片的灵活性是前所未有的。可以将不同业务需求的客户的不同类型的多个片包装为单个产品。例如，可以打包智能城市的多片式产品来满足其不同的业务需求。响应紧急时间的自主无人机需要低延迟以确保实时控制。或为参加当地体育赛事的球迷提供超高清视频流和快速数据速率的移动宽带切片。因此，垂直行业（例如公用事业，汽车，制造业和AR / VR）都可以根据需要为自己定制网络的商业ROI机会。
网络切片：根据客户需求定制网络
网络切片使运营商可以灵活利用网络并将其划分为虚拟切片，这些虚拟切片都在通用的物理基础架构上运行。每个切片建立在单个物理基础架构上，是一个单独的虚拟端到端网络，可提供旨在满足特定客户业务目的的预定义网络功能。服务质量和SLA在每个切片级别得到保证。
例如，用于移动宽带的虚拟片将保证容量和性能（例如用于视频流），而用于机器对机器通信的片将保证连接性。由于切片彼此隔离，因此一个切片中的错误或故障不会影响其他切片的性能。
在每个网络切片中的所有组件（例如延迟，带宽，处理能力，存储，安全模型等）都可以由客户用例预先定义，并分配每个功能和级别。为满足合同规定的SLA而提供的服务功能。这使网络能够更有效地对资源进行优先级排序，并根据每个客户的性能，功能和运营需求对其进行定制。
此外，尽管QoS类别标识符（QCI）可以区别对待各种类型的流量，例如Web浏览和VoLTE，但它不能为来自不同来源的同类流量赋予优先级。使用5G网络切片时，如果将相同类型的流量（例如，实时视频流）分配给不同的切片，则可以区别对待。因此，网络切片是可以针对特定客户需求量身定制的更智能，更灵活的网络的基石。
监控端到端网络切片的挑战
网络切片可以跨网络端到端，跨越RAN，边缘，传输和核心网。在所有这些域中的可视化，监控和确保服务质量的能力都是必不可少的，这对运营商提出了重大挑战。
此外，在某些使用情况下，网络可以分为无数个虚拟网络切片。为了保证预定义的SLA并确保服务质量，您将需要监视和分析每个虚拟切片的流量性能KQI和KPI。为了智能地监视，管理和优化每个切片，运营商将需要部署先进的端到端服务保障解决方案。
自动化保障的优势
自动化保障是对每个虚拟切片进行端到端监控的关键，它可以使用每个切片的KPI和KQI来了解整体QoE（体验质量）和QoS并确认是否符合SLA。这样既可以实现网络管理的自动闭环方法，又可以进行高级故障排除。
自动化保障由人工智能（AI）和机器学习（ML）提供支持，可快速有效地验证网络和服务性能，隔离网络降级并主动查明根本原因。因此，它的功能包括：
[*] 网络切片及其QoS / QoE的可见性
[*] 高级故障排除和根本原因分析，可快速发现并解决问题
[*] 主动和连续地监视QoE和QoS以确认SLA。
[*] 自动异常检测
[*] 可以在问题发生之前进行预测的预测分析
作为朝着全面网络自动化迈出的又一步，运营商可以采用闭环方法，通过基于网络数据分析功能（NWDAF）部署自动保障来管理其网络切片。
尽管大多数问题可以使用闭环方法自动解决，但某些最复杂的问题仍将需要更传统的工具，例如KPI / KQI仪表板，并能够深入到会话和数据包视图以进行手动深层故障排除。因此，全面的服务保障解决方案必须同时具有自动和手动选项。
每个5G核心都应具有NWDAF
网络数据分析功能（NWDAF）由3GPP于2017年首次引入，其规范已在3GPP版本15和16中发布。NWDAF服务可以由其他NF作为使用者，例如网络切片选择功能（NSSF）或策略控制功能（PCF）可以向NWDAF查询实时的每个切片的KPI / KQI，例如切片负载水平和切片QoE测量，或订阅提供定期更新或异常警报的特定于网络切片的通知。
NWDAF的输出然后用作策略控制功能（PCF）和网络切片选择功能（NSSF）的输入。PCF使用该数据优化其策略决策，而NSSF使用NWDAF提供的数据为其切片选择算法添加实时情报。NWDAF高级网络分析通过标准化接口传递到网络中的其他NF，AF和OAM（操作，管理和管理）功能，以实现闭环自动化。
鉴于网络切片将在5G中发挥关键作用，因此所有5G核心网都应配备NWDAF，这表明未来监控的趋势是所有服务提供商和保障解决方案提供商都应接受的。
NWDAF用于闭环自动保保障
NWDAF持续监控和分析跨RAN，边缘，传输和核心网络域的网络切片。通过部署下一代NWDAF的自动化网络切片管理解决方案，运营商可以从中获得先进的5G网络洞察，并将精力集中在其数据分析精度上。
自动化的NWDAF解决方案持续监控大量性能和质量指标，为其他5G核心NF提供高级分析。它可以衡量用户的体验质量，从下载到上传的速度，以及从延迟到加密视频流的缓冲持续时间的质量。然后，NWDAF可以利用每个KPI和KQI来检测网络切片中已发生的异常，在与正常值存在重大异常或与SLA偏离的情况下生成警报。通过使用AI和ML，它可以预测每个网络切片的未来行为，从而触发自动闭环纠正措施，可以在问题影响到用户之前解决该问题。
NF和OAM组件（例如协调器和云基础架构管理器（CIM））使用NWDAF提供的分析通过以下方式缓解当前或预计的片区拥塞：
[*]将新用户连接到备用切片
[*]将流量从拥挤的片转向非拥挤的片
[*]通过剪切新的NF实例或通过为过载的网络功能分配其他资源来扩展或扩展NF群集。
因此，具有内置AI / ML功能的高级NWDAF解决方案将为您提供自动的，数据驱动的调整和洞察，而这些都是通过手动网络监视无法实现的。
与自动保障结合使用时，NWDAF将生成集中化的分析功能，该功能可提供端到端的网络故障排除以及完整的服务和客户体验可见性。为运营商提供增强的，更敏捷的网络管理方法，在服务级别上监控和诊断网络切片，以改善整体客户体验。
总结
总而言之，网络切片是5G网络中的一项关键功能，它为运营商提供了无数新的收入机会，同时为各种用例提供了有保证的服务质量。运营商应寻求5G监控解决方案，以在服务保障平台和新NWDAF之间实现协同作用，提供有针对性的分析并提高监控效率。
文档来源：51CTO技术博客https://blog.51cto.com/u_14928887/3033099
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