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5G

5G数字化运维，到底是如何实现的？

作者鲜枣课堂

12 月 23, 2020 #5G, #数字化, #运维
从2G到4G，移动通信改变了我们每一个人的生活。已经到来的5G，更是加速了各个行业的数字化转型。
就在移动通信网络改变人类的同时，它自身也在发生巨变——网元变得越来越多，网元之间的接口和协议也变得越来越复杂。
令人头秃的2/3/4/5G网络
那么，你有没有想过，面对如此复杂的网络，我们究竟该如何进行有效的管理和维护呢？
其实，我们可以把5G看作是一个人。我们对人进行健康监测，通常是在他身上安装监测设备，采集样本（例如验血、心电图、X光等）。
根据采集到的数据，我们再进行指标分析，最终得出健康报告。
早期的通信网络也是这样，每个网元设备都有自己的管理软件，通过软件可以查看该网元的指标情况。
但是，这种方式过于分散，属于典型的“头痛医头，脚痛医脚”。对人体来说姑且可行，但是，对于移动通信网络（尤其是5G这样的复杂网络）来说，增加了运维难度。
因为，一个业务问题，通常涉及到多个（甚至十多个）网元。全靠人工分散运维的话，需要面对巨大的工作量，很难快速找到问题根因。
真正优秀的医生，会根据身体全方位的检查结果汇总，给出准确的诊疗判断。网络运维，亦是如此。
网络是一个整体。对于网络的维护，应该“站得更高，看得更全”。
我们可以在每一个接口安装探针，进行抓包，获取数据。然后，对数据进行汇总整理，找出规律，并给出结论。
这种抓取网元之间接口数据包，并对其进行分析和识别的技术，就是业界常说的深度报文识别技术，DPI（Deep Packet Inspection）。
而抓取报文之后形成的记录，则被称为XDR（X Data Recording）。
常见的XDR有两种，分别是信令XDR和业务XDR：

(1) 信令XDR：记录网元间发号施令的详细过程，这些指令包括接入、释放、切换等。
(2) 业务XDR：记录用户有关的信息如IMSI，以及用户上网、打电话等业务的详细过程。
大家会注意到，单个接口产生的XDR，只会记录该接口相关的信息，即“单接口XDR”。
然而，任何一次完整的用户行为（比如打电话），肯定会涉及到多个接口。
因此，我们在采集到多个相关接口的“单接口XDR”数据之后，还需要根据用户号码、时间顺序等，对它们进行关联、合成，形成能够全面描述整个业务过程的“完整XDR”。
XDR的关联合成
这些完整XDR，会被打包送到上层运维系统中，等待解析、使用。

字段名
说明
Length
整个XDR所占用的字节数
Interface
接口名称：Mw/Mg/Mi/Mj/ISC/Gm/……
XDR ID
XDR唯一编号
IMSI
IMSI号码
Procedure 
Type
流程类型编码，取值如下：
1：Register（注册）
2：Deregister（注销）
3：3rd-Register（第三方注册）
4：3rd-Deregister（第三方注销）
5：Calling（语音通话）
6：……
Procedure 
Start Time
业务流程开始时间
Procedure 
End Time
业务流程结束时间
……
……
XDR内部信息示例
如上表所示， XDR里面的各种字段信息，完整地描述了一次业务流程。例如，Procedure Type字段为5，则表明该次业务类型是 “Calling（语音通话）”。
大家搞明白了吧？DPI技术，有点像移动通信网络的“生命监测仪”，是运维支撑工作的神器。
接下来，我们就通过“语音通话”这个基本业务，深入了解一下DPI究竟如何帮助运维人员进行“5G生命监测”。
大家应该都听说过，5G通过VoNR（Voice over NR），实现对语音通话业务的支持。
其实，在5G网络建设早期，5G信号并没有做到无缝覆盖。所以，为保证通话的成功率，我们可能会更多地采用另一种语音技术方案，那就是EPS Fallback。
简单来说，就是当工作在5G网络上的终端，发起语音呼叫或有语音呼入时，网络通过切换流程，将5G终端切换到4G网络上，通过VoLTE（Voice over LTE）技术提供语音业务。
这样一来，打通5G语音电话，就需要跨无线域、5GC域（5G核心网）、EPC域（4G核心网）、IMS域，调动数量众多的网元、接口，进行大规模协作。
EPS Fallback的业务流程大致可以分为起呼、回落、接通、返回四大阶段，整个过程极为复杂（如下图所示）。
EPS Fallback的信令流程
这么多域，这么多网元，这么多接口，这么多信令，稍有一丁点差错，就会影响用户的语音通话体验，甚至导致通话失败。这么复杂的协同流程，一旦出现问题，想要反查原因，也是非常困难的。
在中兴通讯的EPS Fallback方案中，为了让用户能够“打得通、接得快、不掉话、听得见”，他们针对起呼、回落、接通、保持全流程建立了KQI-KPI指标体系。
KQI：关键业务指标，Key Quality Indicator
KPI：关键性能指标，Key Performance Indicator
5G语音业务感知指标体系
指标体系建好之后，就轮到中兴通讯VMAX智能大数据平台闪亮登场了。
这个平台就是前面我们所说的移动通信网络“生命监测仪”。它可以通过查询XDR（监测数据），关联合成之后，完整“还原”一次EPS FallBack业务流程。
结合前面提到的“生命指标体系”，VMAX平台进行多维分析、信令回溯，就能精准定位出“病因（问题点）”。
中兴通讯VMAX平台的架构并不复杂，它分为数据采集层、数据解码层和应用层，可以面向核心网域以及无线域进行数据采集和解码。合成后的数据，可以提供给上层应用进行深度分析。
VMAX 5G DPI系统架构
大家应该能看出来，EPS Fallback 5G语音业务分析只是中兴VMAX平台强大功能的一个缩影。基于对XDR的深度分析，整个系统能够实现对网络、业务和用户的全面洞察。
运营商不仅可以了解网络各方面的运行状态，还可以监控具体业务的运行质量，更能够实现用户体验的主动感知。
除了发现和解决问题之外，VMAX系统还可以用于精准营销。
VMAX采用业界领先的加密业务识别技术，可以实时DPI解析用户流程的业务特征，判断业务流量类型。
也就是说，借助VMAX，运营商可以知道用户到底在使用哪种类型的App（抖音、微信、爱奇艺等）。这样一来，可以建立用户画像，进行针对性的推广营销（例如定向流量包推荐、App权益赠送）。
中兴VMAX可以识别10000种以上的协议，识别准确率高达95%，远远高于行业80%的平均水平。系统的规则库会持续更新，增加对最新业务的识别能力。
相比行业同类产品，中兴VMAX还具有以下特点：

  • 全域数据采集能力

中兴通讯在信令分析领域有20多年的技术沉淀，是业内唯一具备2/3/4/5G/NB-IoT全网全域数据采集能力的厂家，同时具备核心网、无线的事务级话单关联能力，真正能做到业务端到端分析。

  • 智能的AI采集，赋能5G

针对5G网络特征，中兴VMAX可以提供基于切片的采集方案，分场景、分时间、分区域、分流量等进行智能化DPI采集。

  • 产品架构解耦灵活

秉承电信设备商所具有的模块内高内聚、模块间低耦合的产品架构设计思想，模块内功能简化，模块间分工明确，接口定义规范清晰。
总而言之，中兴通讯VMAX智能大数据平台，依托数据挖掘和深度学习能力，具有高可靠、高性能、高识别率等特性，可实现对全网全域数据的高效采集和精准解析。
随着5G网络的不断发展壮大，以VMAX为代表的数字化运维手段，将成为运营商感知用户、拓展市场的利器。借助它，运营商可以构建更加智能开放的价值运营平台，在激烈的市场竞争中抢占先机。


（全文完）

文章转载自微信公众号：鲜枣课堂

作者 鲜枣课堂

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