CN116886495B - 一种5g专网赋能平台 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种5G专网赋能平台，能够实现基于5G网络和其它网络设施融合的基础设施，拉通网络与应用。根据5G专网需满足的基础设施固移融合、多类型资源调度与服务编排、网络数字孪生与故障预警、专网共享及边缘能力开放等需求，实现基于5G网络和其它网络设施融合的基础设施，针对性形成网络应用模板，对网络、计算、数据、运维等服务进行编排，封装形成各类服务能力，供专网内部、专网间和上联服务中心进行能力调用和应用敏捷开发，解决了5G专网服务平台化中需解决的基础设施固移融合、多类型基础设施资源调度与服务编排、网络数字孪生与故障预警、专网共享及边缘能力开放机制四方面问题。

Description

一种5G专网赋能平台

技术领域

本发明涉及移动通信应用技术领域，具体涉及一种5G专网赋能平台。

背景技术

目前运营商大部分采用5G通信基建中台化完成通信能力与应用场景的深度融合，主要实现语音呼叫、智能呼叫、文本短信、视频短信、智能短信、5G等的整合，以构建运营商通信服务系统。一般是针对运营商的语音、视频等基础通信业务进行二次加工，并将输出的结果再次服务于业务，为网络租户提供便捷的业务。目前5G专网包括虚拟专网、混合专网和独立专网，为保障部分特殊环境专网的网络设备物理隔离和业务数据隐私保护，一般采用核心网、承载网和接入网均与运营商独立的设备组建专网。目前5G专网在工业互联网、船舶平台等应用场景，为手持终端或各类物联终端通过5G基站接入核心网，基于N6口访问应用服务器，实现终端应用APP在专网场景下的应用。

但是目前的运营商通信存在以下问题：

第一，目前运营商的通信中台基础设施是5G网络，未考虑与其它有线电话、移动电台、卫星电话系统的融合互通；

第二，运营商通信中台是基于语音、视频等媒体在线资源，结合短信、RCS(富媒体通信)实时音视频信息通信，完成基础设施资源的调度，满足用户通信需求，而对于专网用户而言，不同应用场景的网络便捷应用是更为关注的内容，各类共性服务和共享数据可有效支撑敏捷形成适应各种创新场景的应用，需要构建包括通信服务在内的应用、安全等各种服务能力中心，实现资源调度与编排，满足向应用开放的目的；

第三，目前运营商的运维主要是基于核心网、承载网和接入网各自网管采集的数据分析告警指令信息上报，对拓扑和故障趋势简化处理，专网更需要关注运维方向为网络在整个园区的地理部署，及为保障可靠性对网络发生故障进行告警提醒；

第四，目前运营商的通信中台是运行在整张5G网络上的功能完备、体量较大的服务平台，不利于专网的轻量化和针对性部署调整，不具备专网间服务共享、专网作为边缘服务的所需的能力开放机制。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种5G专网赋能平台，能够实现基于5G网络和其它网络设施融合的基础设施，拉通网络与应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种5G专网赋能平台，包括融合通信调度模块、资源调度与编排模块、智简运维管控模块以及能力开放模块；

其中，融合通信调度模块用于5G接入系统互通、视频监控系统互通、电话通信系统互通和无线电台系统互通；

资源调度与编排模块用于实现基于5G网络的端到端切片管理服务及在基础设施之上的网络服务、计算服务、数据服务和运维服务；

智简运维管控模块显示网络设备的地理部署位置，提供网络资源感知、业务状态感知、系统告警决策和配置管理，实现在网络设备地位位置可视情况下网络资源使用程度、上或下行速率等网络质量感知，并支持业务连接状态呈现及业务流程可视化动态回溯，设备故障预测及告警，所具备的原子能力，通过资源调度与编排后形成运维服务；

服务能力开放模块通过资源调度与编排模块对形成的服务功能链进行封装形成各类微服务，构建微服务能力中心；对服务能力中心的各类微服务进行管理；实现服务能力开放和用户订阅开放。

其中，资源调度与编排模块中，所述基础设施包括部署的5G专网设施及其它有线网络设施，所用到的计算和存储设施包括原有业务独立服务器和专用设备；

所述端到端切片管理服务具体为：应用根据业务网络需求设计切片模板，设定切片模板中的网络指标与网络技术参数，或者选择符合业务需求的预置切片模板，再通过设计或选择的切片模板，根据资源管理状态开通切片实例，开通时系统将设定的网络参数下发到5G核心网、承载网、接入网设备中，实现端到端的切片实例开通；

所述网络服务具体为：基于5G切片、有线网络、无线短波或超短波电台形成统一的资源调度虚拟池，根据任务的通信对象、距离、速率、时延和安全隔离要求，调用匹配相应的网络资源，配置资源的独享方式、路由策略、应用和用户签约绑定；

所述计算服务具体为：基于算力资源，为边缘业务提供虚拟计算以及虚拟存储；

所述数据服务具体为：基于网络资源和算力资源编排形成图像识别、数据挖掘、知识图谱和预警告警所需数据智能原子服务；

所述运维服务具体为：基于网络环境和网络状态的感知，形成网络资源监控、故障预测和网络配置。

其中，服务能力开放模块包括服务能力中心、微服务管理平台和能力开放引擎三个子功能模块；

其中，服务能力中心通过资源调度与编排模块对形成的服务功能链进行封装形成各类微服务，构建微服务能力中心，包括音视频通信服务、定位监视服务、网络运维服务、调度中心服务、消息推送服务、物联平台服务、安全保密服务和AI能力服务；

微服务管理平台对服务能力中心的各类微服务进行管理，包括服务的注册、发布、更新和注销过程；

能力开放引擎实现服务能力开放和用户订阅开放。

其中，能力开放引擎中，服务能力开放基于API集市、SDK下载和应用池实现，通过API集市和SDK下载开放视频服务、地图服务、消息服务和融合通信服务，其中，数据类服务通过API接口开放，交互类服务通过SDK实现开放，应用池实现专网应用的快速部署和自动推送升级；用户订阅开放包括授权管理、认证鉴权、服务订阅和网络数字孪生，授权管理承担针对服务使用和维护的角色管理，认证鉴权是对角色进行身份认证和访问控制，服务订阅包括东西向专网间和北向大网的服务能力开放订阅，网络数字孪生是根据网络设备的地理部署三维建模，与实际网络进行交互实现故障保障预测的开放式组件。

其中，API接口统一注册到API集市，开放给专间内、专网间或大网的应用共享复用。

其中，应用服务开放并接入到5G专网赋能平台，按如下流程操作：

(1)通过5G专网赋能平台微服务管理平台，提供可调用的API接口或SDK包；

(2)在API集市中新增服务，填入服务基本信息，如是API则补充服务调用地址、输入输出参数说明与示例，如是SDK则将本地的SDK包及调用说明上传到API集市；

(3)在线测试，API接口直接在API集市上调用测试接口返回是否正确；SDK在线测试能否正常下载，SDK功能测试在线下验证。

其中，应用调用API集市发布的共性服务时，按如下流程操作。

(1)登录API集市，按权限管理查看服务列表，查阅具体意向的服务详细描述与调用说明；

(2)在线测试服务，了解服务功能及输入输出参数；

(3)订阅该服务，获得调用认证口令；

(4)在应用的本地代码中引用该服务地址或SDK包，构造认证条件及输入参数发起调用，解析返回数据。

有益效果：

1、本发明根据5G专网需满足的基础设施固移融合、多类型资源调度与服务编排、网络数字孪生与故障预警、专网共享及边缘能力开放等需求，具体地，采用融合通信调度模块、资源调度与编排模块、智简运维管控模块、能力开放模块四个功能模块，实现基于5G网络和其它网络设施融合的基础设施，针对性形成网络应用模板，对网络、计算、数据、运维等服务进行编排，封装形成各类服务能力，供专网内部、专网间和上联服务中心进行能力调用和应用敏捷开发，是一种用于实现5G专网环境下，将5G网络能力和专网应用系统业务能力进行拉通、融合的服务平台，解决了5G专网服务平台化中需解决的基础设施固移融合、多类型基础设施资源调度与服务编排、网络数字孪生与故障预警、专网共享及边缘能力开放机制四方面问题。

2、本发明中，5G专网赋能平台将5G网络、有线电话、移动电台、卫星电话等多模态系统融合互通，除了以5G网络为基础设施实现资源调度外，还实现了与有线电话、移动电台、卫星电话等多模态系统系统设施固移融合；构建了包括通信服务在内的地图、消息、定位、安全等各种服务能力中心，实现资源调度与编排，满足向应用开放的目的，除了话音、视频等基础通信服务开放外，还实现了地图、消息、定位等共性服务能力开放，能基于多类型基础设施进行资源调度与服务编排。

3、本发明中，5G专网赋能平台进一步基于网络设备地理部署向应用开放了网络数字孪生系统，实现与真实网络一致的运行态势呈现及故障预测，即基于专网特征，实现了网络设备地理位置紧密关联的网络数字孪生系统能力开放，向用户开放网络运行状态及故障预警服务；基于能力开放引擎，实现了专网间服务共享、专网作为边缘服务的所需的能力开放机制，各类服务能力不仅在专网内部可按权限进行下载、整合和测试，还在专网间实现服务订阅共享，并可向大网实现边缘能力开放，供大网进行调度编排。

4、本发明中，API接口统一注册到API集市，开放给专间内、专网间或大网的应用共享复用，应用服务可以开放并接入到5G专网赋能平台。

5、本发明中，API接口统一注册到API集市，开放给专间内、专网间或大网的应用共享复用，应用可以调用API集市发布的共性服务。

附图说明

图1为本发明5G专网赋能平台示意图。

图2为本发明平台中API调用流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种拉通网络与应用的5G专网赋能平台，如图1所示。根据5G专网需满足的基础设施固移融合、多类型资源调度与服务编排、网络数字孪生与故障预警、专网共享及边缘能力开放等需求，采用融合通信调度模块、资源调度与编排模块、智简运维管控模块、能力开放模块四个功能模块，实现基于5G网络和其它网络设施融合的基础设施。针对性形成网络应用模板，对网络、计算、数据、运维等服务进行编排，封装形成各类服务能力，供专网内部、专网间和上联服务中心进行能力调用和应用敏捷开发。本发明平台中各模块具体如下：

(1)融合通信调度模块，用于5G接入系统互通、视频监控系统互通、电话通信系统互通和无线电台系统互通。其中，5G接入系统互通主要是实现5G移动终端的音视频通信；视频监控系统互通是实现摄像头信息直接接入或监控系统以平台方式接入，5G终端均可访问；电话通信系统互通是实现支持7号信令、SIP协议的有线电话接入与5G终端互通；无线电台系统互通是实现短波或超短波电台系统接入互通，支持5G终端对远程电台的语音对讲。

本实施例中，具体是基于网关硬件设备，媒体网关和综合业务接入网关配备相应的IP网口接入有线电话、视频监控系统、视频会议系统等，电台网关配备RJ485接口接入短波或超短波电台，接入控制器采用SIP统一注册方式，实现接入有线电话、视频监控系统、视频会议系统及短波或超短波电台及5G终端的融合通信调度及协议转化能力。通过接入控制器及网关接口，实现5G终端、PC端、有线电话之间的语音互通，电台远程可用。

(2)资源调度与编排模块，用于实现基于5G网络的端到端切片管理服务及在基础设施之上的网络服务、计算服务、数据服务和运维服务。其中，所述基础设施包括部署的5G专网设施及其它有线网络设施，所用到的计算和存储设施包括原有业务独立服务器和专用设备。

具体地，所述端到端切片管理服务具体为：应用根据业务网络需求设计切片模板，设定切片模板中的网络指标与网络技术参数，或者选择符合业务需求的预置切片模板，再通过设计或选择的切片模板，根据资源管理状态开通切片实例，开通时系统将设定的网络参数下发到5G核心网、承载网、接入网设备中，实现端到端的切片实例开通。

所述网络服务具体为：基于5G切片、有线网络、无线短波或超短波电台形成统一的资源调度虚拟池，根据任务的通信对象、距离、速率、时延和安全隔离要求，调用匹配相应的网络资源，配置资源的独享方式、路由策略、应用和用户签约绑定。

所述计算服务具体为：基于算力资源，为边缘业务提供虚拟计算、虚拟存储等服务。

所述数据服务具体为：基于网络资源和算力资源编排形成图像识别、数据挖掘、知识图谱、预警告警等所需数据智能原子服务。

所述运维服务具体为：基于网络环境和网络状态的感知，形成网络资源监控、故障预测和网络配置。

(3)智简运维管控模块，基于有线网络设施、5G专网涉及的基站、小区、承载网路由、核心网网元的实体孪生模型，显示网络设备的地理部署位置，提供网络资源感知、业务状态感知、系统告警决策和配置管理等功能，实现在网络设备地位位置可视情况下网络资源使用程度、上或下行速率等网络质量感知，并支持业务连接状态呈现及业务流程可视化动态回溯，设备故障预测及告警，所具备的原子能力，通过资源调度与编排后形成运维服务。

(4)服务能力开放模块包括服务能力中心、微服务管理平台和能力开放引擎三个子功能模块。

其中，服务能力中心通过资源调度与编排模块对形成的服务功能链进行封装形成各类微服务，构建微服务能力中心，包括音视频通信服务、定位监视服务、网络运维服务、调度中心服务、消息推送服务、物联平台服务、安全保密服务和AI能力服务等。

微服务管理平台对服务能力中心的各类微服务进行管理，包括服务的注册、发布、更新和注销等过程。

能力开放引擎实现服务能力开放和用户订阅开放两个功能。服务能力开放基于API集市、SDK下载和应用池实现，通过API集市和SDK下载开放视频服务、地图服务、消息服务和融合通信服务等基础服务，其中，数据类服务通过API接口开放，交互类服务通过SDK实现开放，应用池可实现专网应用的快速部署和自动推送升级；用户订阅开放包括授权管理、认证鉴权、服务订阅和网络数字孪生，授权管理承担针对服务使用和维护的角色管理，认证鉴权是对角色进行身份认证和访问控制，服务订阅包括东西向专网间和北向大网的服务能力开放订阅，网络数字孪生则是根据网络设备的地理部署三维建模，与实际网络进行交互实现故障保障预测的开放式组件。

其中，API接口统一注册到API集市，开放给专间内、专网间或大网的应用共享复用。应用服务需要开放并接入到5G专网赋能平台，可按如下流程操作：

(1)通过5G专网赋能平台微服务管理平台，提供可调用的API接口或SDK包；

(2)在API集市中新增服务，填入服务基本信息，如服务名称、服务描述、服务开发方、服务协议、安全限制等，如是API则补充服务调用地址、输入输出参数说明与示例，如是SDK则将本地的SDK包及调用说明上传到API集市；

(3)在线测试，API接口可直接在API集市上调用测试接口返回是否正确；SDK只能在线测试能否正常下载，SDK功能测试可在线下验证。

应用需要调用API集市发布的共性服务时，可按如下流程操作。

(1)登录API集市，按权限管理查看服务列表，查阅具体意向的服务详细描述与调用说明；

(2)在线测试服务，了解服务功能及输入输出参数；

(3)订阅该服务，获得调用认证口令；

(4)在应用的本地代码中引用该服务地址或SDK包，构造认证条件及输入参数发起调用，解析返回数据。

本发明平台中API调用流程如图2所示。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种5G专网赋能平台，其特征在于，包括融合通信调度模块、资源调度与编排模块、智简运维管控模块以及能力开放模块；

其中，融合通信调度模块用于5G接入系统互通、视频监控系统互通、电话通信系统互通和无线电台系统互通；

资源调度与编排模块用于实现基于5G网络的端到端切片管理服务及在基础设施之上的网络服务、计算服务、数据服务和运维服务；

智简运维管控模块显示网络设备的地理部署位置，提供网络资源感知、业务状态感知、系统告警决策和配置管理，实现在网络设备地位位置可视情况下网络资源使用程度、上或下行速率等网络质量感知，并支持业务连接状态呈现及业务流程可视化动态回溯，设备故障预测及告警，所具备的原子能力，通过资源调度与编排后形成运维服务；

服务能力开放模块通过资源调度与编排模块对形成的服务功能链进行封装形成各类微服务，构建微服务能力中心；对服务能力中心的各类微服务进行管理；实现服务能力开放和用户订阅开放；

服务能力开放模块包括服务能力中心、微服务管理平台和能力开放引擎三个子功能模块；能力开放引擎实现服务能力开放和用户订阅开放；能力开放引擎中，服务能力开放基于API集市、SDK下载和应用池实现，通过API集市和SDK下载开放视频服务、地图服务、消息服务和融合通信服务，其中，数据类服务通过API接口开放，交互类服务通过SDK实现开放，应用池实现专网应用的快速部署和自动推送升级；用户订阅开放包括授权管理、认证鉴权、服务订阅和网络数字孪生，授权管理承担针对服务使用和维护的角色管理，认证鉴权是对角色进行身份认证和访问控制，服务订阅包括东西向专网间和北向大网的服务能力开放订阅，网络数字孪生是根据网络设备的地理部署三维建模，与实际网络进行交互实现故障保障预测的开放式组件。

2.如权利要求1所述的平台，其特征在于，资源调度与编排模块中，所述基础设施包括部署的5G专网设施及其它有线网络设施，所用到的计算和存储设施包括原有业务独立服务器和专用设备；

所述端到端切片管理服务具体为：应用根据业务网络需求设计切片模板，设定切片模板中的网络指标与网络技术参数，或者选择符合业务需求的预置切片模板，再通过设计或选择的切片模板，根据资源管理状态开通切片实例，开通时系统将设定的网络参数下发到5G核心网、承载网、接入网设备中，实现端到端的切片实例开通；

所述网络服务具体为：基于5G切片、有线网络、无线短波或超短波电台形成统一的资源调度虚拟池，根据任务的通信对象、距离、速率、时延和安全隔离要求，调用匹配相应的网络资源，配置资源的独享方式、路由策略、应用和用户签约绑定；

所述计算服务具体为：基于算力资源，为边缘业务提供虚拟计算以及虚拟存储；

所述数据服务具体为：基于网络资源和算力资源编排形成图像识别、数据挖掘、知识图谱和预警告警所需数据智能原子服务；

所述运维服务具体为：基于网络环境和网络状态的感知，形成网络资源监控、故障预测和网络配置。

3.如权利要求1或2所述的平台，其特征在于，服务能力开放模块包括服务能力中心、微服务管理平台和能力开放引擎三个子功能模块；

其中，服务能力中心通过资源调度与编排模块对形成的服务功能链进行封装形成各类微服务，构建微服务能力中心，包括音视频通信服务、定位监视服务、网络运维服务、调度中心服务、消息推送服务、物联平台服务、安全保密服务和AI能力服务；

微服务管理平台对服务能力中心的各类微服务进行管理，包括服务的注册、发布、更新和注销过程；

能力开放引擎实现服务能力开放和用户订阅开放。

4.如权利要求3所述的平台，其特征在于，能力开放引擎中，服务能力开放基于API集市、SDK下载和应用池实现，通过API集市和SDK下载开放视频服务、地图服务、消息服务和融合通信服务，其中，数据类服务通过API接口开放，交互类服务通过SDK实现开放，应用池实现专网应用的快速部署和自动推送升级；用户订阅开放包括授权管理、认证鉴权、服务订阅和网络数字孪生，授权管理承担针对服务使用和维护的角色管理，认证鉴权是对角色进行身份认证和访问控制，服务订阅包括东西向专网间和北向大网的服务能力开放订阅，网络数字孪生是根据网络设备的地理部署三维建模，与实际网络进行交互实现故障保障预测的开放式组件。

5.如权利要求4所述的平台，其特征在于，API接口统一注册到API集市，开放给专间内、专网间或大网的应用共享复用。

6.如权利要求5所述的平台，其特征在于，应用服务开放并接入到5G专网赋能平台，按如下流程操作：

(1)通过5G专网赋能平台微服务管理平台，提供可调用的API接口或SDK包；

(2)在API集市中新增服务，填入服务基本信息，如是API则补充服务调用地址、输入输出参数说明与示例，如是SDK则将本地的SDK包及调用说明上传到API集市；

(3)在线测试，API接口直接在API集市上调用测试接口返回是否正确；SDK在线测试能否正常下载，SDK功能测试在线下验证。

7.如权利要求5或6所述的平台，其特征在于，应用调用API集市发布的共性服务时，按如下流程操作：

(1)登录API集市，按权限管理查看服务列表，查阅具体意向的服务详细描述与调用说明；

(2)在线测试服务，了解服务功能及输入输出参数；

(3)订阅该服务，获得调用认证口令；

(4)在应用的本地代码中引用该服务地址或SDK包，构造认证条件及输入参数发起调用，解析返回数据。