为什么管理未来网络需要数字孪生

5G 和 6G 等下一代网络的推出将持续增加运营商网络的复杂性，要求网络库存和基础设施管理的革新。这是由于网络功能虚拟化程度的不断提高以及 5G 小型基站等新型无线接入网络 (RAN) 技术的发展。

数字孪生是一种创新的网络管理方法，它以数字方式复制实体、流程、系统、网络或地理区域等内容。数字孪生涵盖物理、虚拟和逻辑世界，并与原始世界实时同步。这充当了统一的单一事实来源，使运营商能够实时更深入地洞察其网络。

什么是网络数字孪生？

数字孪生的一个重要用例是复制运营商的网络。网络数字孪生代表运营商的混合网络基础设施，代表网络的物理、虚拟和逻辑组件。混合基础设施由物理和虚拟组件混合构成，跨越不同的技术和网络领域，例如云和现场数据中心。

运营商网络基础设施的物理组件包括 RAN（例如基站和天线站点），以及数据中心和其他接入点 (PoP) 的位置。

随着运营商越来越多地将物理功能虚拟化，其他物理基础设施也变得越来越重要，例如边缘数据中心，它使运营商能够将数据处理和存储更靠近网络边缘。

运营商网络的虚拟组件包括数字化网络基础设施，例如虚拟 RAN (vRAN)、云 RAN (C-RAN)、传输和核心虚拟网络功能 (VNF)。vRAN 使运营商能够将基带功能以软件形式运行，从而使 RAN 功能能够在标准服务器上运行，而不是在专有硬件上运行。同时，C-RAN 是一种基于云计算的集中式 RAN 架构，提供协作无线技术支持和实时虚拟化功能。

运营商网络的虚拟组件正变得越来越重要，因为它提供了更高的网络灵活性、可扩展性和安全性。例如，运营商可以使用虚拟基站执行实时基带处理并分配基带资源。这使运营商能够提高网络效率，无需过度配置基站来满足峰值需求。

然而，虚拟组件数量的不断增加将持续增加运营商网络管理的复杂性，因为运营商必须管理更多物理和逻辑网络组件的集成、配置和安全挑战。因此，诸如数字孪生之类的解决方案对于未来的网络管理至关重要，它们能够为这些虚拟网络组件提供详细的洞察和自动化管理。

逻辑网络组件决定了源和目标之间的逻辑传输路径。它包括活动网络节点和资源之间的链路和连接，以及虚拟专用网络和逻辑电路等逻辑实体。通过复制这些逻辑实体，运营商可以模拟网络节点、资源和逻辑实体的替代配置，从而深入了解这些变化将如何影响网络可用性。

网络数字孪生为何对未来的网络管理至关重要

过去，运营商通过网络硬件和软件的组合来管理其网络资源，这些硬件和软件收集有关网络、资源、环境和可用路由的数据。这些数据随后用于确保客户的连接，识别网络瓶颈等问题，并规划未来网络资源和配置的变更。

然而，随着运营商网络及相关数据的多样性和复杂性不断增加，这种网络资源管理方法正变得越来越紧张和低效。

Juniper Research 的研究发现，全球 5G SIM 卡占比将从 2024 年的 23.2% 增长到 2028 年的 57.8%。5G 网络在蜂窝连接中的作用日益增强，这将要求运营商 5G 网络持续扩展，从而增加网络虚拟化的程度，并进而增加网络管理的复杂性。反过来，这将推动对数字孪生部署的需求。

2029年6G网络的推出将增加网络管理的复杂性。6G连接将由数量空前的基站提供，其所需的高吞吐量限制了传输距离，并且由于使用更高频谱而受到物体干扰。因此，运营商必须管理更多基站以及随之而来的部署，例如可重构智能表面。运营商必须管理其网络中越来越多的组件，包括这些组件与其他网络组件的集成和连接，这进一步增加了运营商网络管理的复杂性。

6G网络将进一步加速运营商网络的虚拟化，6G网络将利用虚拟化技术实现地面网络和非地面网络集成等用例。因此，6G网络将进一步扩大运营商必须管理的网络资源的数量和多样性，从而增加复杂性以及管理不善和效率低下的可能性。

网络数字孪生与其他类型的数字孪生有何不同？

网络数字孪生与其他类型的数字孪生的区别在于，它专注于虚拟和逻辑世界。不同形式的数字孪生广泛关注物理世界，例如生产数字孪生，它复制了生产线上的制造设备和物联网设备。因此，网络数字孪生需要更先进的数据输入流程和更全面的数据模型。

部署数字孪生的第一步是什么？

网络数字孪生对于运营商管理 5G 和 6G 网络的多样性和复杂性至关重要，因为它们为运营商提供了高效处理和应对海量数据和各类数据的方法。

运营商部署数字孪生解决方案的第一步是数据填充，这构成了模型的骨干。运营商必须持续从其蜂窝网络、网络测试平台或仿真工具收集网络数据，并进行同步。此外，数据收集还需要运营商在网络中投入被动资产，例如机架和蜂窝塔，这需要部署依赖于机器视觉和图像识别的人工智能和机器学习技术。这个过程非常复杂，数据质量控制、格式和收集速度都会影响最终数据模型的可行性。

运营商还必须确保这些数据能够有效地与数据模型集成，而由于数据收集依赖于无法相互通信的旧系统，这一过程变得更加复杂。通过简化集成，FNT IntegrationCenter 等解决方案可确保运营商高效地填充其数据模型，从而防止同步延迟、数据缺失和数据模型不平衡。

一旦普及，运营商将如何使用数字孪生？

一旦普及完成后，运营商可以开始将数字孪生用于各种应用，例如：

• AI 插件 – 通过 AI 插件，运营商可以将其数字孪生与其他网络管理流程、系统和解决方案连接起来。这使运营商能够自动使用数字孪生提供的洞察和分析。例如，基于数字孪生提供的对物理网络资源健康状况的理解，可以自动为运营商生成维修和维护工单。
• 异常检测 – 数字孪生为运营商提供“正常”运营的可视化表示，可与“实际”网络运营进行交叉引用，以识别异常行为。
• 规划 – 运营商可以使用所提供的网络资源的数字化表示来识别和规划未来的网络资源扩展。这些计划可以通过数字孪生进行模拟测试，使运营商能够比以往的方法更有效地识别和纠正潜在问题。
• 故障排除——运营商可以使用数字孪生复制先前的网络故障，然后研究这些故障以识别可能导致故障的特定配置和其他网络错误。
• 假设场景分析——数字孪生可以作为沙盒，供运营商试验潜在的网络配置，并分析网络如何应对用户行为的变化。