馮 毅，秦小飛，張 勍

(中國聯(lián)通智網(wǎng)創(chuàng)新中心，北京 100048)

0 引言

5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)為行業(yè)客戶提供了高速率、低時延、高可靠的定制化網(wǎng)絡(luò)服務，可以滿足行業(yè)客戶各種業(yè)務對網(wǎng)絡(luò)的需求。當前，5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)已經(jīng)進入到市場成熟期，越來越多的專網(wǎng)項目在各行各業(yè)進行了落地。

5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)組網(wǎng)具有跨地域、跨專業(yè)、跨領(lǐng)域等特點，不同的地域分布、不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備專業(yè)以及不同的生態(tài)合作伙伴嵌套其中[1]，而運營商作為我國5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)的主要建設(shè)者和運營者，如何更好地管理運營全國的5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)項目成為擺在現(xiàn)實面前的一道難題。

因此，本文分析了運營商對管理5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的需求后，提出了基于5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺實現(xiàn)5G專網(wǎng)的數(shù)字化運營，分析了線上化交付運營模式、智能運維支撐等核心功能和未來演進方向，有助于提升運營商對5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的高效管理，助力提升企業(yè)數(shù)字化水平。

1 5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺的價值

1.1 5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)簡介

5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)與日常用戶使用的5G 公眾網(wǎng)絡(luò)不同，此專網(wǎng)專門為某一行業(yè)客戶提供服務，可以通過不同的組網(wǎng)架構(gòu)、豐富的5G 網(wǎng)絡(luò)功能來滿足行業(yè)客戶的定制化的網(wǎng)絡(luò)性能訴求。

當前，根據(jù)組網(wǎng)架構(gòu)的不同，業(yè)內(nèi)普遍將5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)分為虛擬專網(wǎng)、混合專網(wǎng)和獨立專網(wǎng)[2]。虛擬專網(wǎng)為基于運營商5G 公網(wǎng)為客戶提供5G 服務，例如切片；混合專網(wǎng)為將一部門用戶面的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如UPF 網(wǎng)絡(luò))進行下沉，可為客戶提供本地分流等更靈活的網(wǎng)絡(luò)服務；獨立專網(wǎng)則專門為客戶建立一套獨立的端到端的5G 專網(wǎng)，為客戶提供完全獨立、定制化的網(wǎng)絡(luò)服務。

1.2 運營商對5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營的需求

5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)在組網(wǎng)架構(gòu)、端到端產(chǎn)品體系上具有跨地域、跨專業(yè)和跨領(lǐng)域的特點。5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)從地域上看，往往涉及多個地理位置的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，存在跨地區(qū)甚至跨省的情況[3]；從組網(wǎng)架構(gòu)看，覆蓋了無線網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)、邊緣計算、切片及行業(yè)終端等各專業(yè)的設(shè)備、服務和軟件等；從產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性上看，5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)不僅覆蓋網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的內(nèi)容，還包括行業(yè)的定制終端、行業(yè)的生態(tài)軟件商等。

因此，運營商對管理5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的主要需求包括以下幾大類：

(1)信息集中管理：運營平臺需集約地管理跨專業(yè)、跨地域和跨領(lǐng)域的項目信息、資源信息、客戶信息等。

(2)線上化交付運營：實現(xiàn)專網(wǎng)建設(shè)、服務開通等端到端的線上化交付，實現(xiàn)客戶信息的一點集中響應以及專網(wǎng)業(yè)務的運營分析等。

(3)智能運維支撐：提供對5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)端到端的監(jiān)控和可視[4]，提供從終端到網(wǎng)絡(luò)，再到業(yè)務的綜合智能運維支撐。

2 5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺的核心功能

根據(jù)運營商對5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的需求，專網(wǎng)運營平臺的主要內(nèi)容和核心功能介紹如下。

2.1 信息集約化管理

由于專網(wǎng)信息跨地域、跨專業(yè)的原因，以及管理全國5G 專網(wǎng)的訴求，需要對以下幾類信息進行集中管理：

(1)專網(wǎng)項目信息：涵蓋專網(wǎng)項目的客戶信息、合同信息、建設(shè)內(nèi)容、客戶信息等。

(2)專網(wǎng)資源信息：涵蓋專網(wǎng)的終端/號卡信息、無線網(wǎng)信息、傳輸網(wǎng)信息、核心網(wǎng)信息、邊緣計算信息等。

(3)其他信息：專網(wǎng)的運行性能信息、告警信息、計費信息及深度包檢測(Deep Packet Inspection，DPI)[5]等信息。

2.2 交付運營支撐

5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)涉及售前、售中及售后整體的交付運營流程，如圖1 所示，從售前商機的獲取、方案的設(shè)計到售中的產(chǎn)品下單、服務的開通，以及售后的運營監(jiān)控、投訴受理等，都需要運營平臺提供線上化的交付運營支撐服務。

圖1 5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺線上化流程支撐

2.2.1 專網(wǎng)售前線上支撐

平臺提供5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的線上化售前支撐服務，包括商機的管理、客戶的管理、資源的核查以及網(wǎng)絡(luò)方案的設(shè)計等。同時，可以通過建立5G 行業(yè)專網(wǎng)知識庫或案例分享等，為全國5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的營銷人員提供售前支撐。

2.2.2 專網(wǎng)售中線上支撐

5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)涉及多個專業(yè)的售中支撐，包括無線網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)和邊緣計算等，因此涉及專網(wǎng)訂單的線上化分拆和委派，各專業(yè)的資源核查、能力或服務的線上開通和數(shù)據(jù)配置等，以及5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)定制化需求的開發(fā)和交付服務等。

2.2.3 專網(wǎng)售后線上支撐

5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的售后支撐包括客戶的投訴受理、咨詢受理和需求受理等集中響應功能，以及客戶的業(yè)務的自主訂購與變更、專網(wǎng)運行狀態(tài)的運維監(jiān)控、故障的分析和閉環(huán)管理等功能。

2.3 智能運維監(jiān)控支撐

5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的運維監(jiān)控主要包括資源類監(jiān)控、性能類監(jiān)控、告警類監(jiān)控、號卡/終端類監(jiān)控、用戶/業(yè)務的感知監(jiān)控，以及IP 溯源[6]、異常流量監(jiān)控等其他智能運維監(jiān)控支撐內(nèi)容，整體架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺運維監(jiān)控架構(gòu)

2.3.1 資源類監(jiān)控

5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺提供專網(wǎng)項目維度的資源統(tǒng)一監(jiān)控，一點監(jiān)控專網(wǎng)項目端到端的資源信息，包括專網(wǎng)的號卡/終端、專網(wǎng)的無線網(wǎng)信息(如基站、小區(qū)、BBU、AAU、pRRU)、專網(wǎng)的傳輸網(wǎng)信息(如接入路由器、匯聚路由器、交換機等[7])、專網(wǎng)的核心網(wǎng)信息(如AMF、SMF、UPF 和獨立下沉的5G 核心網(wǎng)設(shè)備(獨立5GC)等)。

2.3.2 性能類監(jiān)控

在對5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的資源進行統(tǒng)一端到端監(jiān)控之后，5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺需對專網(wǎng)內(nèi)資源的性能進行統(tǒng)一的監(jiān)控，例如監(jiān)控無線基站、小區(qū)的接入類、保持類、移動性、干擾類等指標，監(jiān)控核心網(wǎng)UPF 的網(wǎng)元負荷、N3/N4 的接口流量指標、N4 接口的成功率等指標，以及號卡/終端的撥測性能數(shù)據(jù)等。

2.3.3 告警類監(jiān)控

同樣，5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺需要對專網(wǎng)資源的告警信息進行集中的監(jiān)控和管理，由于行業(yè)的資源跨專業(yè)、跨地域等特點，運營平臺需要對接各地區(qū)、各專業(yè)的網(wǎng)管進行統(tǒng)一的管理，對于存在網(wǎng)絡(luò)中臺的運營商則只需要對接集團一級的運營支撐系統(tǒng)(Operation Support System，OSS)[8]即可。同樣地，需要能實現(xiàn)對終端、無線網(wǎng)、核心網(wǎng)和邊緣計算等端到端的資源告警統(tǒng)一監(jiān)控。

2.3.4 號卡終端類監(jiān)控

在5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的業(yè)務當中，行業(yè)客戶最終是通過5G 號卡和行業(yè)終端進行5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的入網(wǎng)和業(yè)務使用。因此，運營平臺需要對專網(wǎng)的號卡和終端進行監(jiān)控，包括對號卡/終端的在線狀態(tài)、流量使用、業(yè)務訪問內(nèi)容以及終端類型等進行監(jiān)控，并且在必要的情況下可以增加DPI 設(shè)備進行終端、號卡級別的用戶感知監(jiān)控，例如對某終端、號卡的業(yè)務訪問速率、時延、抖動以及丟包率等進行細致的監(jiān)控；同時結(jié)合信令分析系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對號卡、終端的接入情況分析，例如終端號卡接入專網(wǎng)的成功率、號卡會話建立的成功率，進而實現(xiàn)對終端號卡的詳細的SLA 指標監(jiān)控和保障，提供專網(wǎng)業(yè)務的安全性。

2.3.5 業(yè)務類監(jiān)控

5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的安全性是行業(yè)客戶非?？粗氐囊稽c，5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)需要能支持數(shù)據(jù)的分流、異常流程的監(jiān)測、訪問日志的溯源和用戶的IP 溯源等。因此，運營平臺需要支持業(yè)務類的監(jiān)控。

例如針對訪問行業(yè)專網(wǎng)的流量進行監(jiān)控[9]，通過用戶訪問專網(wǎng)的行為和流量進行建模，在發(fā)現(xiàn)異常的流量或訪問方式后，及時進行反饋和控制，保障專網(wǎng)的安全性。為實現(xiàn)此功能，可以通過UPF 本身的流量監(jiān)測功能以及DPI 的抓包和分析功能，通過對流量的構(gòu)成和訪問模式建模，以及通過與客戶溝通實際的業(yè)務流量構(gòu)成等，進行統(tǒng)一的、靈活的規(guī)則設(shè)置[10]，及時高效地識別出異常的流量進行管控。

同樣，針對用戶訪問專網(wǎng)業(yè)務的情況，也需要進行日志的回溯。在當前的專網(wǎng)中，比較常見的訴求是對用戶訪問專網(wǎng)所使用的IP 進行溯源，由此進行用戶的定位和問題的追蹤。例如在校園專網(wǎng)中，校方需要能夠明確知道，在特定的時間訪問特定服務器的IP 地址屬于哪一個學生或用戶[11]，由此運營平臺需要能夠通過對接適當?shù)膶I(yè)網(wǎng)管或綜合網(wǎng)管，進行用戶上網(wǎng)的會話詳單(Call Detailed Record，CDR)的接入和分析，由此提供5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)的終端IP 溯源能力。

2.3.6 故障定界定位

5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)跨地域、跨專業(yè)和跨領(lǐng)域特點，決定了其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和端到端路徑的復雜性，因此當5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的發(fā)生故障、投訴或指標異常時，對問題進行定界定位就顯得非常重要。

通過前文的描述，運營平臺已經(jīng)通過對5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)資源、性能、告警、號卡終端以及業(yè)務進行了監(jiān)控，并通過DPI、CDR 等多種手段[12]，可以實現(xiàn)對5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的全方位的監(jiān)控和分析。在此基礎(chǔ)上，通過引入各專業(yè)、各領(lǐng)域的專家規(guī)則以及相應的AI 分析手段，運營平臺可以實現(xiàn)對5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)故障、質(zhì)差指標等的定界定位能力，顯著提高運營商的專網(wǎng)故障處理效率和水平，提高行業(yè)客戶的滿足度。

3 5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺的演進方向

除了前文已經(jīng)描述的5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺的核心功能之外，基于前期行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺的落地經(jīng)驗以及行業(yè)內(nèi)的未來需求，運營平臺有以下幾類演進功能方向。

3.1 行業(yè)客戶內(nèi)部設(shè)備管理

5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺當前主要管理運營商內(nèi)部的無線網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)、邊緣計算和號卡等設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)信息，可以在網(wǎng)絡(luò)層面提供很好的運營運維服務[13]。但對于行業(yè)虛擬專網(wǎng)客戶，整個業(yè)務相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)是作為一個整體對行業(yè)客戶的業(yè)務進行統(tǒng)一支持服務。因此，5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺需要納管行業(yè)客戶企業(yè)的其他信息化系統(tǒng)和企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，例如企業(yè)內(nèi)部的監(jiān)控攝像頭、自動導引車(Automatic Guided Vehicle，AGV)、機械臂等行業(yè)終端，以及企業(yè)的交換機、路由器、防火墻、CPE 路由器和企業(yè)的IT 信息化系統(tǒng)等[14]，依次實現(xiàn)行業(yè)虛擬專網(wǎng)所有設(shè)備和系統(tǒng)的集中統(tǒng)一管理和控制。

3.2 能力開放

5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺通過對外開放API，可方便運營商內(nèi)部系統(tǒng)或行業(yè)虛擬專網(wǎng)客戶企業(yè)的自有系統(tǒng)便捷調(diào)用運營平臺能力，尤其對于大型專網(wǎng)客戶，其往往具備完整的、自由的IT 信息化服務平臺，往往需要運營商能夠以API 的方式提供各種能力供企業(yè)調(diào)用[15]。

能力開放的內(nèi)容和服務可以包括以下幾類：

(1)5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的資源、性能和告警等運行監(jiān)控統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括各專業(yè)的詳細的信息以及終端、號卡等信息，通過集成此類型API 可以對行業(yè)虛擬專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)進行監(jiān)控。

(2)5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的數(shù)據(jù)能力，包括通過DPI 探針、撥測等方式獲取的用戶級別、業(yè)務級別的速率、時延等指標，以及網(wǎng)絡(luò)訪問日志的數(shù)據(jù)等，通過集成此類型API 可以獲取行業(yè)虛擬專網(wǎng)用戶業(yè)務感知情況。

(3)5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的運營數(shù)據(jù)開放，運營數(shù)據(jù)包括運營商內(nèi)部行業(yè)虛擬專網(wǎng)的訂單信息、工單信息、專網(wǎng)的運營分析數(shù)據(jù)等，此類API 主要面向運營商內(nèi)部系統(tǒng)進行開放。通過此類API 可以獲取5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的運營數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀，助力業(yè)務的分析和改進。

4 結(jié)論

本文通過分析運營商對管理5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的需求，并結(jié)合運營平臺在落地和實際使用當中的經(jīng)驗總結(jié)，提出了5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺的信息集約管理、線上化交付運營支撐、智能運維監(jiān)控支撐等核心功能以及平臺的未來演進方向。通過打造5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)運營平臺，有助于提升運營商對5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)的高效智能管理，提高對行業(yè)虛擬專網(wǎng)客戶的保障，助力提升企業(yè)數(shù)字化水平。