接入网面临挑战

　　接入网位于网络的“最后一公里”，设备和设施数量多、类型杂，运行环境复杂；网络直接面向用户提供业务，用户对业务和服务质量感受较为直观；作为全业务承载网络，需要满足各种业务的差异化需求；运维管理效率需要满足高效快捷等需求。随着固定宽带进入“千兆光网”新时代，光接入网朝着服务家宽高品质和赋能千行百业数字化转型的方向发展，面临着运维运营、SLA保证、业务体验等方面的新挑战。

　　网络能力要求高，SLA保障困难。随着家宽与企业上云业务中直播/VR等强交互、高清视频类应用发展，光接入网延伸至千行百业，多样性的业务需求对网络带宽、时延、抖动等提出更高要求，SLA不达标会带来卡顿、迟滞等体验问题。目前，接入网的网络性能无法适应上层应用多元化、个性化以及流量的快速增长需求，缺乏快速按需分流和快速反应能力。

　　网络运行维护复杂度高，运维效率低。接入网络作为运营商建设网络的最后一部分，由大量的网络设备和相关资源组成。随着接入网的不断建设，网络覆盖能力不断提高，但同时也增加了网络运行和维护的复杂性，对运维人员提出了更高要求。当前，接入网长期关联告警过多，故障定位定界愈发困难。此外，随着网络云化改造，网络动态变化性强，资源的调度与有效管理也是一个巨大的挑战。

　　新业务发展导致业务体验保证更加困难。随着接入网上层业务深度和广度进一步提升，业务的灵活多变要求更快地上线、发放和生成，网络敏捷性成为运营商市场竞争力的核心要素。因此，全面准确地感知每个家宽与行业用户的业务体验，提供确定性业务保障，在此基础上通过增值业务的精准营销获得更大的商业价值，是运营商在光接入网运营中需要解决的关键问题。

　　随着网络智能化的发展，近年来国际标准组织、主流运营商与设备厂商陆续提出自主进化网络、随愿网络、自治网络、自智网络等概念，相关概念的内涵略有差异，但其核心思想皆是指：通过自治与智能化手段，实现信息技术、通信技术、数据与智能化在网络内的深度融合，实现网络自服务、自发放、自保障能力全面提升，为垂直行业和消费者用户提供“零等待”“零接触”“零故障”体验，实现网络的主动式、预防式、敏捷式运维。通过引入AI、大数据等技术，可以实现接入网络的自动、自愈、自优、自治；使能宽带新业务、新场景，并实现极致用户体验、全自动运维、精准用户保障、高效资源利用等。

　　自智接入网技术架构

　　采用分层解耦方式的自智接入网络技术架构，包括接入网元层、管理控制层、服务运营层与业务运营层，可实现接入网的资源闭环、服务闭环、业务闭环与用户闭环。接入网自智能力分层架构如图1所示。

　　通过在接入网元层的网络设备（OLT、ONU等）内嵌入AI能力，有效、实时采集网络各种性能与测量数据，同时完成网元级的模型推理和知识推理应用，实现网元自智；管理控制层主要由接入网域内的EMS/RMS系统引入AI与大数据分析等能力，从而实现单域自智，通过支持telemetry数据采集，提供接入网络级AI推理与知识推理能力，引入意图驱动的接入网络域内的智能化感知、分析、决策与执行的智能闭环机制，实现资源闭环；在OSS层，面向接入网的规划、建设、维护、优化等场景，支持跨域协同，实现智能化的故障管理、性能管理、资源管理、运营调度与业务编排，支撑服务运营自智，实现接入网服务闭环；在BSS层，面向家宽用户与行业用户，实现用户业务场景与商业流程的智能化，如智能内容推荐与精准营销等，实现业务闭环。上述4个层级与3个闭环之间通过API接口交互，以支持精准用户服务的实现。

　　国内外标准化进展情况

　　从2017年开始，ITU-T、TM Forum、ETSI、3GPP、IETF、CCSA等国际与区域标准组织，陆续立项开展网络智能化相关研究和标准化工作，聚焦各自专长领域，通过多方协作组织自智网络技术合作会议（Multi-SDO AN Coordination meeting），使得网络智能化相关标准体系逐渐完善，而光接入网智能化内容便在其中。

　　2020年2月，欧洲电信标准化协会（ETSI）成立了“第五代固网”（The 5th Generation Fixed Network，简称F5G）工作组，研究领域涉及光分配网络（ODN）新技术、XG(S)-PON和Wi-Fi 6增强技术、控制面和用户面分离、智能能效、端到端全栈切片、自动运营和管理等。通过研究和制定F5G标准及白皮书等系列工作，推动传统光接入网向以超宽（eFBB，Enhanced Fixed Broadband）、泛在（FFC，Full-Fiber Connection）、可保障体验（GRE，Guaranteed Reliable Experience）3个关键特征为核心的全光智能接入网演进。

　　CCSA针对接入网智能化、标准化开展的工作主要包括接入网智能化应用场景与关键技术研究、智能化功能架构与流程研究、智能化能力分级与评测研究等方面。其中，CCSA TC1牵头“通信网络智能化分级及评估方法”；CCSA TC3立项“基于AI赋能的通信网络架构和AI通用能力技术要求”“网络智能化引擎在未来网络中的应用研究”等，关注整个电信网络智能化的架构与通信AI技术要求。2021年7月，CCSA TC7召开了自智网络专题联席会议，制定了“信息与通信网络智能运营管理”系列标准框架；随后在2021年10月、2022年1月先后召开了两次自智网络专题联席会议，进一步完善了标准体系框架，新增“自智网络”系列标准框架，立项内容覆盖自智网络的架构、用例、分级、意图以及关键技术等多个方面，目前“光网络管控与运营智能化水平分级能力研究”标准已到送审稿阶段。自2019年起，CCSA TC6开始关注接入网运维智能化，相关项目包括“接入网运维智能化技术要求：总体”“接入网运行管理维护智能化第1部分：场景与需求”“接入网运维智能化技术要求：数据采集和通用数据模型”“人工智能在接入网运维中的应用和关键技术研究”等。2021年6月，CCSA TC610成立自智网络工作组，启动自智网络领域的相关研究工作，并设立接入网子工作组，发布《接入网自智能力分级和演进白皮书 V1.0》，重点围绕云网专线、云光专线与品质家宽等业务，开展接入网自智能力分级评估方法和测试规范的编制工作。

　　自智光接入网应用实践

　　接入网智能化运维

　　接入网具有业务流程长、端到端环节多、设备各层级关联关系复杂、故障检测定位难、排障复杂度高等特点，传统以人工为主、机器自动操作为辅的接入网运维方案难以高效高质地支撑接入网运维。接入网智能运维解决方案通过引入体系化AI能力，将网络运维由被动投诉处理模式转变为主动故障规避模式。面向日常维护、预警和网络变更等多场景，动态检测识别网络劣化指标，实现网络故障与风险的自动识别；通过从空间、时间多维度分析网元告警、配置、KPI、日志等故障信息，自动完成跨层问题定界，缩短故障诊断处理时长；构建典型网络指标异常检测模型，实现对关键网络指标的实时监测；针对不同区域的网络条件，基于聚类算法训练异常检测阈值，保证异常检测的高准确性、低漏警率等。

　　目前中国电信面向IPTV业务的接入网端到端监测系统已纳入生产流程，在全国多个省份实现故障告警单（含精确定界定段信息、设备维度定位信息）实时派发、巡检单按日或按周派发到省内，输出指导建议并提前干预处理，减少用户申诉，彻底由被动故障处理转变为主动运维，实现对IPTV业务服务保障的智能支撑。中国移动已经采用基于全网家庭宽带终端设备（包括网关、机顶盒）的软探针应用系统，其中基于软探针的家宽网络群障监测派单功能支持分钟级粒度检测网络指标异常，准确率超过90%，提供先于用户投诉和传统网管系统发现现网问题的能力，显著提升运维排障效率。

　　家宽网络用户体验精准保障

　　随着家庭宽带业务的高速发展，家庭用户的诉求已经从带宽需求转向对网络质量和体验的保障。如今游戏、视频、教育、办公等行业应用发展迅速，但现有运营系统对用户体验感知不敏感，难以准确识别用户对网络质量与价值提升服务的需求。自智接入网可以通过采集家宽用户体验相关数据，引入机器学习算法、边缘计算、大数据分析等技术，打造品质家宽用户体验精准保障解决方案。在业务运营层实时监控并上报用户体验，主动识别体验差的用户，预测投诉和预防群障，驱动用户营销或留存，提升业务和网络质量。服务运营层实时自动分析视频和游戏流量的各种码流，精准识别流量类型，并根据预设的不同阈值感知不同流量的质量问题。

　　目前，国内外已经出现基于人工智能的家宽用户体验精准保障应用案例。泰国的3BB于2019年9月首发“Smart Mesh”智慧家庭业务，采用华为游戏EAI加速，通过智能识别游戏业务，为游戏业务提供独有的Wi-Fi通道，降低50%以上Wi-Fi时延，从而实现游戏操控与画面的流畅与无延迟。中国联通与华为基于EAI打造的VIPKID智能加速解决方案，实现了25分钟课堂的“零卡顿”，通过人工智能技术降低在线教育业务50%以上的时延。云南电信基于人工智能技术的直播和游戏宽带套餐已在瑞丽玉石城商用环境稳定运行4个月。中国移动的家宽质差业务主动识别解决方案已经实现准确率高达95%，用户体验提升83%。

　　家宽业务个性化精准营销

　　现有家宽业务运营系统难以准确识别用户对网络质量提升（不同SLA保障）与新型业务等价值提升服务的需求。通过将AI技术引入家宽用户业务，综合分析用户业务、资费、体验和网络信息，可对家宽用户进行多维度画像，进而满足不同价值用户差异化诉求，实现家宽业务个性化精准营销。分析并挖掘高价值用户，对高价值用户进行标签化分类，区分重度游戏用户、重度视频用户、重度阅读用户、重度直播用户、重度SOHO用户等；分析并识别潜在离网用户，提前主动关怀，以维系巩固存量用户。

　　中国移动的品质家宽智能运营解决方案已在河南、浙江、北京、四川等多个省级运营商的网络进行了试点部署和商用，增值服务目标用户识别率达到95%，智能家居组网套餐的自动营销成功率提升了30%。家宽视频内容实时个性化推荐服务，重点解决大屏智能化、精细化运营问题，提升了业务收入和用户满意度，截至2020年4月，已在江苏全省13个地市的1000万家庭用户中实现规模化落地应用，其中活跃用户650万，日访问量1500万次，实现点击率提升37%，收入提升11.7%。

　　随着接入网自智能力分级评估方法和测试规范标准化工作的推进，接入网自智能力分级评估与能力评测工作开始在业界落地实践，接入网智能运维能力持续加强，并不断在网络告警预测、故障根因分析、网络质差检测、品质家宽运维、行业边缘计算等场景规模化落地。