6G OSS技术白皮书（二）

文摘 2024-03-22 12:00 北京

编者荐语：

在数字化浪潮中，6G时代已经悄然临近，OSS技术作为推动通信网络智能化升级的核心引擎，其重要性不言而喻。《6G OSS技术白皮书》深入剖析了6G时代OSS技术的核心架构、关键技术以及应用前景，并对当前OSS技术的最新进展和演进方向进行了全面梳理和展望。今天，我们推出的是系列文章的第二篇——《OSS相关网络管理标准化进展》与《6G OSS总体愿景》，具体介绍5大网络管理标准与6G OSS总体愿景。本书致力于为广大通信从业者、技术研究者以及关注通信产业发展的朋友们提供参考，助力大家深入了解和掌握6G OSS技术的最新动态。

6G OSS技术白皮书（二）

亚信科技（中国）有限公司

三. OSS相关网络管理标准化进展

2022年6月ITU-R WP5D发布了ITU首份面向2030年及未来IMT无线技术发展趋势的研究报告《未来技术趋势研究报告》，内容涉及人工智能与无线通信的融合、感知通信融合、无线空口技术增强(如大规模天线、调制编码与多址接入、高精度定位等)、新维度无线通信(如智能超表面等)、太赫兹通信、无线网络架构等重点技术方向。此外，工作组正在编制《未来技术愿景建议书》，该建议书包含面向2030及未来的IMT系统整体目标，如应用场景、主要系统能力等。3GPP也将在2023年Rel-19阶段开始6G愿景、技术、需求方面的工作，Rel-19阶段不仅将定义5G系统的新增能力，还将为6G系统需要具备的能力提供指导。3GPP预计将在2025年下半年开始对6G技术进行标准化（完成6G标准的时间点在2028年上半年），预计2028年下半年将会有6G设备产品面市。

OSS的核心作用是保障网络性能并提升网络管理效率，网络运维及管理是各大标准化组织的重点标准化领域。多年来为适应通信网络在不同发展阶段的运维及管理需求，3GPP、ITU、TMF、ETSI以及O-RAN均在持续推动与OSS相关的标准化工作。结合不同标准组织的工作范围以及协调配套的工作原则，ITU作为联合国下设通信领域的权威国际标准化机构，重点关注网络运维管理整体架构以及原则的规范；3GPP重点关注网络侧网元管理功能设计以及接口规范；ETSI关注在网络虚拟化基础上的网络管理技术规范；O-RAN则重点关注以开放RAN为基础的新型网络管理模式以及实现路径；TMF作为电信运营和管理领域的权威专业性国际组织，系统性全面关注业务支撑和网络运营管理方面的技术探讨以及规范制定。

3.1 3GPP网络管理标准

3GPP网络管理方面的标准研究主要由3GPP SA5负责，包括网络的运营、管理、维护和供给保障（Operations, Administration, Maintenance and Provisioning）。目前3GPP SA5 在Rel-18阶段的标准研究重点为三个领域：网络智能化与网络自治、网络管理架构和机制、新业务支持^[32]。

为支持网络智能化，3GPP在网络功能层引入网络数据分析功能（NWDAF），在管理层面引入管理数据分析服务（MDAS）。网络数据分析功能（NWDAF），基于标准化的服务接口，向5GC/OAM/AF提供按需、快速、精准的智能分析服务，支持多场景灵活部署，满足不同层级的应用要求，使能5G网络功能实体，实现运营商网络低成本、高效率的智能闭环。根据Rel-18阶段发布版本，NWDAF进行了功能强化和解耦，将逻辑分析能力独立为AnLF（Analytics Logical Function 分析逻辑功能）专用于数据分析，并可调用机器学习模型和能力、通过树形级联调取其他NWDAF数据联合分析，将机器学习模型和能力集中至MTLF（Model Training Logical Function 模型训练逻辑功能）进行统一管理。此外，强化了数据采集作为独立功能DCCF（Data Collection Coordination Function 数据收集与协调功能），并新增支持非3GPP标准化的信令框架（Message Framework）与3GPP标准接口MFAF（Messaging Framework Adaptor Function 消息框架适配功能），并建立数据分析的存储管理ADRF（Analytics Data Repository Function 分析结果与数据存储功能）。管理数据分析服务（MDAS）是MDA公开的服务，对管理域数据进行分析，支持RAN或CN域内的数据分析或跨域的数据分析，并支持与NWDAF的接口和交互，MDAS可由各种消费者使用，例如MNF（即网络和服务管理的MnS服务提供者/消费者）、NFs（例如NWDAF）、SON功能、网络和服务优化工具/功能、SLS保证功能、人工操作员和AFs等。

3GPP预计将在2025年下半年（Rel-20）开始对6G技术进行标准化（完成6G标准的时间预计将在点在2028年上半年），预计2028年下半年将会有6G设备产品面市^[33]。可以预见在未来五年内，3GPP SA5将在6G OSS相关领域针对空天地融合编排、通感算一体调度等方向开展新的标准课题研究。

3.2 ITU网络管理标准

ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector，国际电信联盟－电信标准部)自1985年开始制定的TMN（Telecommunications Management Network）电信网络管理国际标准，是目前接受范围最为广泛的电信网络管理建设运营的基础标准。TMN定义了两个网络之间的互连点，并指定了相关的网络管理功能，并先后发布了TMN系列建议书M.3010、M.3400和X.700等。TMN的管理层次分为五层，从低到高依次为：网元层（NEL），网元管理层（EML），网络管理层（NML），业务管理层（SML）和事务管理层（BML）。其中网元层属于被管理层，其他四层属于管理层。作为TMN的补充，ITU-T同时划分出了网络管理系统提供的五个通用的管理职能FCAPS（Fault，Configuration，Accounting，Performance and Security，即错误、配置、计帐、性能和安全）。

目前，ITU-T网络管理方面的标准研究主要涉及ITU-T SG2以及ITU-T SG13两个研究组。ITU-T SG2针对AI增强的电信运营管理（AITOM）已提出了一系列标准项目的制定，ITU-T SG13则分别面向自智网络以及网络2030启动了焦点组的研究工作^{[34.35.36.37]}。

面向2030，ITU-T SG13研究组在2018-2020年成立了网络2030焦点组（FG NET-2030）探索面向2030年及以后的网络需求、使能技术及IMT-2020（5G）IMT系统的预期演进，探索面向2030年及以后的网络有望支持的新前瞻性场景，例如全息式通信、危急情况下的极速响应和新兴网络的高精度通信需求。同时，对于新兴需求和场景相适应的网络运维及管理的项目也将在现有架构基础上不断演进。

3.3 TMF网络管理标准

TMF（Telecom Management Forum）是专门为电信运营和管理提供策略建议和实施方案的世界性组织,是专注于通信行业运营支撑系统(OSS)和管理问题的全球性的非赢利性社团联盟。自1988年成立以来，其领先的信息资源、知识和技术方案被业界广泛认同。TMF提出的NG OSS（下一代运维系统）功能模型，包括了eTOM、TAM、SID和TNA四个框架模型，被国际电信运营商和设备制造商以及电信运营支撑系统开发商广泛接受，成为事实上的国际标准。面向未来数智驱动、泛在连接和虚实相生的通信行业新需求，TM Forum推出了ODA(Open Digital Architecture)开放数字框架。TMF ODA用一种新的方法取代传统的运营和业务支持系统(OSS/BSS)来为电信行业构建软件，为标准化的云原生软件组件打开市场，并使通信服务提供商和供应商能够投资IT以实现新的和差异化服务^[38]。TMF为实现即插即用架构提供了一条进化路径，建立在TMF业务流程框架（eTOM）、信息框架（SID）、开放API、数据分析和人工智能、客户体验管理和数字生态系统管理，通过开放API连接的标准化、可重复使用的软件定义组件，实现云端原生的即插即用IT和网络。

自动化方面，TMF提出的AIOps服务管理是对现有IT框架（DevOps、Agile、ITIL等）的演进补充，其中增加了具体的原则和做法，提出了需要在复杂的运营环境中采用并实施人工智能和传统应用的混合管理。AIOps服务管理框架解决了在现有CSP的IT和网络运营中部署和整合大量AI组件及其相关业务能力所需的技术和运营流程。

智能化方面，TMF自智网络项目中引入了意图，用来表达用户需求、目标和约束，允许系统相应地调整操作方式，与不同域的用户进行交互。在自智网络等级的中低层级（例如L0~L3）中，用户需求、目标和约束可以使用策略驱动的操作和现有接口上承载的需求来实现。具有较高等级的自智网络（例如L4~L5）系统将能够通过意图驱动的交互来自动调整行为，减少人工干预。这种能力将通过引入无需人工干预的、全新的、定制化的服务产品来提升业务灵活性^[38]。

3.4 ETSI网络管理标准

ETSI中涉及网络运营管理的项目组主要包括ETSI零接触网络与业务管理工作组（Zero-touch network and Service Management，ZSM）、ETSI网络功能虚拟化工作组(Network Function Virtualization，NFV)以及ETSI体验式网络智能工作组（Experiential Networked Intelligence，ENI)。

ETSI ZSM面向新兴和未来敏捷、高效可定性管理和自动化的网络管理，关注并定义水平和垂直端到端可操作的架构框架、解决方案以及核心技术实现。水平端到端指的是跨领域、跨技术方面。垂直端到端是指从面向资源的层到面向客户的层的跨层方面。目标是所有操作过程和任务（例如，交付、部署、配置、保证和优化）自动执行，理想情况下100%自动化^[39]。

ETSI NFV 通过构建NFV基础设施平台，提供支持托管的虚拟化网络功能的全生命周期独立部署和运营，旨在推动开放、可互操作的生态系统。NFV定义了MANO（网络功能虚拟化管理和编排）用于管理和协调虚拟化网络功能和支撑软件组件的架构框架，支持在虚拟机上部署与连接。自2023年起，NFV将继续进一步整合技术规范并提供基于云原生技术、网络资源管理、网络管理和编排、网络连接技术、硬件和其他基础设施资源管理、虚拟化和云技术，以及新的用例（例如工业垂直行业和 vRAN）和运营模式的进步带来的新功能和运营需求^[40] 。

ETSI ENI提供了基于模型、策略驱动、上下文感知的ENI系统实现对网络赋智。ENI支持通过代理系统直接或间接的指定实体关联，指定实体包括NMS、EMS、控制器，以及当前或未来的管理编排系统。ENI系统基于体验式架构，通过自学习原则积累经验以持续提高运营效率，并使系统能够随着时间的推移实现提议到实施决策的全流程闭环控制。除了网络自动化之外，ENI系统还协助人类和机器的决策，以实现更易于维护和可靠的系统，提供上下文感知服务，使运营商能够根据上下文变化调整服务^[41]。

3.5 O-RAN网络管理标准

O-RAN联盟的目标是搭建一个开放、虚拟化和智能的无线接入网(RAN)体系结构，构建支持不同厂商和设备产品实现互操作的具有活力和竞争力的生态系统^[42]。在传统网络架构的基础上，O-RAN在网络边缘引入无线网络智能控制平台、无线智能管理器以及开放的标准化接口。

O-RAN采用三层体系架构，从下往上分别为：云平台（O-Cloud）、O-RAN网络功能以及服务管理和编排（SMO）框架。其中，SMO的功能相当于传统封闭式的RAN接入网设备的网络运营和管理子系统OAM或NMS。

网络智能化是O-RAN的四个核心方向之一，O-RAN系统的网管与传统的封闭式网管的不同，体现为O-RAN运营的高度智能化、网络功能的服务化和可定制化，O-RAN提供的网管不是传统的固化、面向单一厂家的网管，而是可以被调用的服务（Service），SMO是多种管理服务的整合。在O-RAN体系结构中，SMO主要负责RAN域的管理，比如：O-RAN网络功能的FCAPS接口、O-Cloud管理编排和工作流管理等功能及接口，以及用于1s以上RAN优化非实时智能控制环路的Non-Real Rime RIC功能及接口。

四. 6G OSS总体愿景

基于6G愿景与需求，结合OSS系统对6G网络的核心支撑作用，6G OSS的总体愿景可归纳为五个方面：

· 实现由网络单体/单域管理到空天地、通感算一体化管理

现有5G OSS系统支撑移动通信网络自身及通信资源的管理，为5G网络全生命周期提供智能化运维保障能力。6G OSS系统将从对移动通信网络和通信资源的管理，扩展至对包括地面蜂窝网、高轨卫星网络、中低轨卫星网络、高空平台、无人机在内的网络空间，以及包括通信、感知、计算等多维度资源的一体化管理，通过立体化的管理能力提供无处不在的通信、计算、感知支持，提升6G系统的资源和能源利用率。

· 实现从网络智能化管理扩展到网络自动化、智能化、数字孪生化管理

网络与人工智能作为两个通用目的技术，在5G网络运维管理中，通过网络智能化提升网络运营效率。未来面向空天地、通感算一体化的复杂6G系统，6G OSS需要构建自动化、智能化和数字孪生化等三化的全面能力，满足6G规、建、优、维、营全生命周期运维管理要求，提供前所未有的6G服务数字化体验。

· 从5G自智网络L5级向6G OSS ready演进

当前5G网络自智水平正在向中高等级（L3~L4）发展，目标是实现最高等级（L5级），即具备面向多业务、多领域、全生命周期的移动通信网络全场景闭环自治能力。6G OSS将在高等级自智的基础上，基于通感算一体实现智慧内生，并向全面自动化、高等级智慧内生和网络数字孪生的深度融合演进，扩展空天地一体自智范畴，实现6G万物智联、数字孪生的愿景。

· 将环境、社会、治理（ESG）纳入6G OSS能力体系

随着5G网络的建设发展，网络能耗问题已经凸显。现有移动通信网络作为信息基础设施，在面向ESG方面可提供一定的信息保障，但更多是ESG对其的外在要求。6G作为新型的信息基础设施，需要在设计阶段就将ESG纳入6G OSS能力体系，基于空天地一体化、通感算一体化等全域覆盖能力和绿色低碳的网络建设，确保6G通信系统履行更多的ESG和公共安全责任，支撑实现碳达峰和碳中和目标。

· 构建安全可信的6G OSS体系

高安全性是6G网络的重要特性,需要构建网络空间内生安全发展的新范式。6G OSS作为6G网络的核心管理支撑面，要充分利用自动化、智能化、数字孪生化能力和网络编排管理调度能力，通过构建内生安全的OSS体系，为6G网络和应用提供服务与保障。

参考资料

[32] 3GPP SA-WG5, “Rel-18&Rel-19 time plan proposal for OAM”, 2022.1

[33] 赛迪智库无线电管理研究所，6G全球进展与发展展望白皮书, 2021, 4

[34] ITU-T FG NET-2030 White Paper: “Network 2030-A Blueprint of Technology, Applications and Market Drivers Towards the Year 2030 and Beyond”, 2019.5

[35] ITU-T FG NET-2030 Deliverable: “New Services and Capabilities for Network 2030: Description, Technical Gap and Performance Target Analysis”, 2019.10

[36] ITU-T FG NET-2030 Technical Report: “Network 2030- Additional representative use cases and key network requirements for Network 2030”, 2020.6

[37] ITU-T FG NET-2030 Technical Specification: “Network 2030 Architecture Framework”, 2020.6

[38] TM Forum, “Autonomous Networks: Empowering Digital Transformation for Smart Societies and Industries”, 2020.10

[39] ETSI, “Terms of Reference (ToR) for ETSI ISG Zero touch network and Service Management”, 2021.12

[40] ETSI,“Terms of Reference (ToR) for ETSI ISG Network Functions Virtualization”, 2022.12

[41] ETSI,“Terms of Reference (ToR) for ETSI ISG Experiential Networked Intelligence (ISG ENI), 2022.9

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzk0NjM1MTgxNg==&mid=2247486554&idx=1&sn=11dddce23efcb10e29c9246e0a0470e1

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