WO2025103281A1 - 网络数字孪生构建方法、装置、网元设备和存储介质 - Google Patents

网络数字孪生构建方法、装置、网元设备和存储介质 Download PDF

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management object
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胡玉双
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China Mobile Communications Group Co Ltd
Research Institute of China Mobile Communication Co Ltd
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/40—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks using virtualisation of network functions or resources, e.g. SDN or NFV entities
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/14—Network analysis or design
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    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/14—Network analysis or design
    • H04L41/145—Network analysis or design involving simulating, designing, planning or modelling of a network

Definitions

  • the present disclosure is based on the Chinese patent application with application number 202311528488.0 and application date November 16, 2023, and claims the priority of the Chinese patent application.
  • the entire content of the Chinese patent application is hereby introduced into the present disclosure as a reference.
  • the present disclosure relates to the field of communication technology, and in particular to a method, apparatus, network element equipment and storage medium for constructing a network digital twin.
  • Digital twin technology builds virtual models for physical entities in a digital way to realize the digitization of the physical world. By using historical data, real-time data and algorithm models, it can realize the analysis, prediction and improvement of physical entities, which is real-time and closed-loop. Digital twins integrate the fragmented virtual world with the real world, and are the development theme of the next generation of cutting-edge technology.
  • the present disclosure provides a network digital twin construction method, apparatus, network element device and storage medium.
  • a network digital twin construction method including: sending a query request to a first network element, the query request being used to query relevant information of a target network element; receiving relevant information of the target network element from the first network element; and generating a network digital twin function management object instance corresponding to the target network element based on the relevant information of the target network element.
  • a network digital twin function management object instance corresponding to the target network element is generated based on the relevant information of the target network element, including: generating configuration parameters of the network digital twin function management object instance based on the relevant information of the target network element; and verifying the network function of the network digital twin function management object instance based on the configuration parameters.
  • verifying the network function of the network digital twin function management object instance based on the configuration parameters also includes: in the event that the network function verification fails, regenerating the configuration parameters of the network digital twin function management object instance based on the relevant information of the target network element, and executing the step of verifying the network function of the network digital twin function management object instance; and/or in the event that the network function verification is successful, generating a network digital twin function management object instance corresponding to the target network element based on the configuration parameters.
  • the first network element includes a management data analysis system network element and/or a network function management function network element
  • the query request includes the network element identifier of the target network element and/or the network slice identifier of the network slice to which the target network element belongs.
  • the relevant information of the target network element includes at least one of network model information of the target network element and network parameter information corresponding to the network model information.
  • a network digital twin function management object instance corresponding to a target network element is generated, including: if the network digital twin function management object instance corresponding to the target network element does not exist, creating a network digital twin function management object instance; and/or, if the network digital twin function management object instance corresponding to the target network element exists, adjusting the network digital twin function management object instance.
  • a network digital twin construction device including: a sending unit, configured to send a query request to a first network element, the query request is used to query relevant information of a target network element; a receiving unit, configured to receive relevant information of the target network element from the first network element; and a generating unit, configured to generate a network digital twin function management object instance corresponding to the target network element based on the relevant information of the target network element.
  • the generation unit is configured to: generate configuration parameters of the network digital twin function management object instance based on relevant information of the target network element; and verify the network function of the network digital twin function management object instance based on the configuration parameters.
  • the generation unit is further configured to: in the case where the network function verification fails, based on the relevant information of the target network element, regenerate the configuration parameters of the network digital twin function management object instance, and execute the step of verifying the network function of the network digital twin function management object instance; and/or in the case where the network function verification succeeds, based on the configuration parameters, Generate a network digital twin function management object instance corresponding to the target network element.
  • the first network element includes a management data analysis system network element and a network function management function network element
  • the query request includes the network element identifier of the target network element and/or the network slice identifier of the network slice to which the target network element belongs.
  • the relevant information of the target network element includes at least one of network model information of the target network element and network parameter information corresponding to the network model information.
  • the generation unit is configured to: create a network digital twin function management object instance if the network digital twin function management object instance corresponding to the target network element does not exist; and/or adjust the network digital twin function management object instance if the network digital twin function management object instance corresponding to the target network element exists.
  • a network element device including: a transceiver for sending a query request to a first network element, the query request being used to query relevant information of a target network element, and receiving relevant information of the target network element from the first network element; and a processor for generating a network digital twin function management object instance corresponding to the target network element based on the relevant information of the target network element.
  • a non-transitory computer-readable storage medium for storing computer-readable instructions, characterized in that when the computer-readable instructions are executed by a processor, the processor executes the network digital twin construction method as described above.
  • the network digital twin construction method supports the construction of a 5G network/network slice formed by connecting various physical devices (such as hosts, routers, switches, etc.) and media (optical fiber cables, cables, twisted pairs, etc.).
  • the network digital twin construction method of the embodiment of the present disclosure all existing data in the network management system can be integrated, and an accurate network digital twin model can be created based on real-time data and offline historical data.
  • the model can digitally display the operating status and health status of the network infrastructure, including physical network devices, logical network devices, ports, links, etc.
  • the network digital twin construction method according to the embodiment of the present disclosure simulates a full-scale physical network or only a part of it.
  • FIG1 is a schematic diagram of a scenario illustrating the application of a network digital twin construction method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG2 is a flow chart illustrating a method for constructing a network digital twin according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG3 is a schematic diagram illustrating a method for constructing a network digital twin according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG4 is a flow chart illustrating a method for constructing a network digital twin according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG5 is a block diagram illustrating a network digital twin construction device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG6 is a block diagram illustrating a network element device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a computer-readable storage medium according to an embodiment of the present disclosure.
  • the network digital twin construction method is used to introduce a digital twin in a communication network management system to simulate the overall operating environment and operating status of the end-to-end network, and to interact with each network entity in real time.
  • Various types of operating information of the network entity can be input into the digital twin in real time to build a network digital twin service.
  • the construction of the network digital twin requires intercommunication with the network management system, and the corresponding relevant network services and network element configurations in the physical entity are sent to each network element in the twin network.
  • a network function management object instance Managed Object Instance, MOI
  • the network digital twin can simulate all operations in a real physical communication network and has the ability to analyze and predict the status and performance of the future communication network. For example, some artificial intelligence models such as deep learning and machine learning can be introduced into the entire network digital twin system to assist network management optimization, network prediction, capacity planning, etc.
  • the training data can be continuously supplemented and updated to the model through the input information of the physical entity, forming an adaptive mechanism inside the network digital twin model, and realizing more accurate closed-loop network operation and maintenance.
  • the network digital twin function management object instance 10 generated by the network digital twin construction method according to the embodiment of the present disclosure may be constructed in response to a request from a management data analysis (MDA) management service (MnS) consumer 20.
  • MDA management data analysis
  • MnS management service
  • the management data analysis (MDA) management service (MnS) producer 30 may provide relevant information for constructing the network element corresponding to the network digital twin function management object instance 10.
  • the network digital twin function management object instance 10 may also interact with other entities such as the MnS producer 40 and the non-3GPP management system 50.
  • Fig. 2 is a flow chart illustrating a method for constructing a network digital twin according to an embodiment of the present disclosure. As shown in Fig. 2, in step S201, a query request is sent to a first network element.
  • a query request is sent by a network digital twin management function (NDT_MF) network element to a first network element.
  • the first network element may be a management data analysis system (MDAS) network element or a network function management function (NFMF) network element.
  • MDAS management data analysis system
  • NFMF network function management function
  • the query request is used to query the information of the management object of the management data analysis system (MDAS) network element, and the management object is the target network element.
  • the query request may include the network element identifier of the target network element, or the network slice identifier of the network slice to which the target network element belongs.
  • the query request is used to query information about a management object of the network function management function (NFMF) network element, where the management object is a target network element.
  • the query request may include a network element identifier of the target network element, or a network slice identifier of a network slice to which the target network element belongs.
  • the query request is used to obtain user information at the granularity of the public land mobile network (PLMN), single network slice selection assistance information (SNSSAI), data network name (DNN), or network group within a virtual network.
  • PLMN public land mobile network
  • SNSSAI single network slice selection assistance information
  • DNN data network name
  • network group within a virtual network.
  • step S202 relevant information of the target network element is received from the first network element.
  • the relevant information of the target network element received from the first network element includes network model information of the target network element, network parameter information corresponding to the network model information, etc.
  • the network model information includes, for example, service configuration information and network slice configuration information.
  • the network parameter information includes, for example, parameters of the management object instance corresponding to the network function and their values.
  • network models include two categories: basic models and functional models.
  • Basic models refer to network element models and topology models corresponding to the twin network bodies of the physical entity network, which are established based on basic network element configuration, environmental information, operating status, link topology and other information to achieve real-time and accurate description of the physical network.
  • Functional models refer to various models established for providing network analysis, simulation, diagnosis, prediction, assurance, etc., based on specific application scenarios and making full use of network data in the data warehouse.
  • Functional models can be constructed according to network types. There can be models serving a single network domain (such as mobile access network, transmission network, core network, bearer network, etc.) or models serving multiple network domains.
  • Functional models can be constructed according to function types, and models such as status monitoring, traffic analysis, safety drills, fault diagnosis, and quality assurance can be constructed.
  • Functional models can be constructed according to the scope of application and can be divided into general models and special models.
  • Functional models can be constructed according to network lifecycle management and can be divided into planning, construction, maintenance, optimization and operation models.
  • the various functional models can be combined with each other to construct data models that serve more specific business scenarios, such as signaling storm control based on digital twins, network service service level agreement assurance based on digital twins, network cloud cross-layer perspective sub-scenarios, high-risk operation simulation sub-scenarios, and network cloud resource deployment optimization sub-scenarios.
  • step S203 based on the relevant information of the target network element, a network digital twin function management object instance corresponding to the target network element is generated.
  • the configuration of the network digital twin function management object instance corresponding to the target network element is the same as the actual configuration of the target network element. That is, the network digital twin function management object instance can interact with the actual network in real time.
  • the network digital twin construction method of the embodiment of the present disclosure it is possible to realize the construction of network digital twins according to different demand scenarios through digital twin technology, so as to realize the network digital twin's full life cycle management, full network visualization, simulation prediction, closed-loop control and service level agreement guarantee capabilities for the actual network.
  • the network digital twin construction method of the embodiment of the present disclosure it supports the construction of a 5G network/network slice formed by connecting various physical devices (such as hosts, routers, switches, etc.) and media (optical fiber cables, cables, twisted pairs, etc.).
  • all existing data in the network management system can be integrated to create an accurate network digital twin model based on real-time data and offline historical data.
  • the model can digitally display the operating status and health status of the network infrastructure, including physical network devices, logical network devices, ports, links, etc. More specifically, according to the network digital twin construction method of the embodiment of the present disclosure, a full-scale physical network or only a part of it can be simulated.
  • Fig. 3 is a schematic diagram illustrating a method for constructing a network digital twin according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 4 is a flow chart illustrating a method for constructing a network digital twin according to an embodiment of the present disclosure.
  • the MDAMnS consumer 301 sends a network function management object instance (MOI) request to the NDT_MF 302 in S1.
  • S1 in FIG3 corresponds to step S401 shown in FIG4 , i.e., receiving a request to create or adjust a network digital twin function management object instance.
  • the network function management object instance (MOI) request is used to create a network digital twin function management object instance.
  • the network digital twin function management object instance exists, the network The network function management object instance (MOI) request is used to adjust the network digital twin function management object instance.
  • NDT_MF 302 initiates a query request corresponding to a network function management object instance (MOI) request to MDAS 303 or NFMF 304 in S2.
  • S2 in FIG3 corresponds to step S402 shown in FIG4 , i.e., sending a query request to a first network element.
  • the first network element may be MDAS 303 or NFMF 304.
  • the query request is used to query information of a management object of MDAS 303 or NFMF 304, and the management object is a target network element.
  • the query request may include a network element identifier of the target network element, or a network slice identifier of a network slice to which the target network element belongs.
  • MDAS 303 or NFMF 304 returns the query result in response to the query request in S2 to NDT_MF 302 in S3.
  • S3 in FIG3 corresponds to step S403 shown in FIG4 , i.e., receiving relevant information of the target network element from the first network element.
  • the relevant information of the target network element received from the first network element includes network model information of the target network element, network parameter information corresponding to the network model information, etc.
  • the network model information includes, for example, service configuration information and network slice configuration information.
  • the network parameter information includes, for example, parameters of the management object instance corresponding to the network function and their values.
  • NDT_MF 302 returns the result of the response to the network function management object instance (MOI) request in S1 to the MDAMnS consumer 301 in S4.
  • S4 in FIG3 corresponds to steps S404 to S406 shown in FIG4 .
  • step S404 the configuration parameters of the network digital twin function management object instance are generated based on the relevant information of the target network element.
  • a configuration verification judgment is performed, that is, it is judged whether the corresponding function can be realized based on the configuration parameters generated in step S404. For example, the parameter values in the input parameter list are obtained based on the internal logic of the network digital twin to obtain the expected result.
  • step S405 If it is determined in step S405 that the network function is not feasible (that is, for example, the expected result output by the network digital twin differs from the actual result corresponding to the real network by more than a predetermined threshold), return to step S404 to adjust the configuration parameters of the network digital twin function management object instance. If it is determined in step S405 that the network function is feasible, a network digital twin function management object instance corresponding to the target network element is generated in step S406.
  • FIG5 is a block diagram illustrating a network digital twin construction apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • the network digital twin construction device 500 includes a sending unit 501, a receiving unit 502 and a generating unit 503.
  • a sending unit 501 the network digital twin construction device 500
  • a receiving unit 502 the network digital twin construction device 500
  • these unit modules can be implemented in various ways by hardware alone, software alone or a combination thereof, and the present disclosure is not limited to any of them.
  • the sending unit 501 is configured to send a query request to the first network element, and the query request is used to query the relevant information of the target network element.
  • the receiving unit 502 is configured to receive the relevant information of the target network element from the first network element.
  • the generating unit 503 is configured to generate a network digital twin function management object instance corresponding to the target network element based on the relevant information of the target network element.
  • the generation unit 503 is configured to generate configuration parameters of a network digital twin function management object instance based on relevant information of the target network element; verify the network function of the network digital twin function management object instance based on the configuration parameters; in the case of network function verification failure, regenerate the configuration parameters of the network digital twin function management object instance based on the relevant information of the target network element, and perform the step of verifying the network function of the network digital twin function management object instance; and/or in the case of successful network function verification, generate a network digital twin function management object instance corresponding to the target network element based on the configuration parameters.
  • the generation unit 503 is configured to: create a network digital twin function management object instance if the network digital twin function management object instance corresponding to the target network element does not exist; and/or adjust the network digital twin function management object instance if the network digital twin function management object instance corresponding to the target network element exists.
  • the first network element includes a management data analysis network element and/or a network function management function network element
  • the query request includes a network element identifier of a target network element and/or a network switching identifier of a network slice to which the target network element belongs.
  • the relevant information of the target network element includes at least one of network model information of the target network element and network parameter information corresponding to the network model information.
  • the network digital twin construction device of the embodiment of the present disclosure is realized according to different demand scenarios through the digital twin technology, so as to realize the network digital twin's capabilities such as full life cycle management, full network visualization, simulation prediction, closed-loop control and service level agreement guarantee for the actual network.
  • the network digital twin construction device of the embodiment of the present disclosure it supports the construction of a 5G network/network slice formed by connecting various physical devices (such as hosts, routers, switches, etc.) and media (optical fiber cables, cables, twisted pairs, etc.).
  • all existing data in the network management system can be integrated, and an accurate network digital twin model can be created based on real-time data and offline historical data.
  • the model can digitally display the operating status and health status of the network infrastructure, including physical network devices, logical network devices, ports, links, etc. More specifically, according to the network digital twin construction device of the embodiment of the present disclosure, a full-scale physical network can be simulated or only a part of it can be simulated.
  • FIG6 is a block diagram illustrating a network element device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the network element device 600 includes a processor 601, a memory 602 and a transceiver 604. These units are interconnected via a bus 603.
  • the transceiver 604 is used to send a query request to the first network element, the query request is used to query the relevant information of the target network element, and to receive the relevant information of the target network element from the first network element.
  • the processor 601 is used to generate a network digital twin function management object instance corresponding to the target network element based on the relevant information of the target network element.
  • the network element device 600 can be a network digital twin management function (NDT_MF) network element as described above.
  • FIG7 is a schematic diagram of a computer-readable storage medium according to an embodiment of the present disclosure.
  • a computer-readable storage medium 700 according to an embodiment of the present disclosure has computer-readable instructions 701 stored thereon.
  • the computer-readable instructions 701 are executed by a processor, The network digital twin construction method described with reference to the above figures is executed.
  • the computer-readable storage medium includes, but is not limited to, for example, volatile memory and/or non-volatile memory.
  • the volatile memory may include, for example, random access memory (RAM) and/or cache memory (cache), etc.
  • the non-volatile memory may include, for example, read-only memory (ROM), hard disk, flash memory, optical disk, magnetic disk, etc.
  • the network digital twin construction method of the embodiment of the present disclosure is realized according to different demand scenarios through the digital twin technology, so as to realize the network digital twin for the actual network full life cycle management, full network visualization, simulation prediction, closed-loop control and service level agreement guarantee and other capabilities.
  • the network digital twin construction method of the embodiment of the present disclosure it supports the construction of a 5G network/network slice formed by connecting various physical devices (such as hosts, routers, switches, etc.) and media (optical fiber cables, cables, twisted pairs, etc.).
  • all existing data in the network management system can be integrated, and an accurate network digital twin model can be created based on real-time and offline historical data.
  • the model can digitally display the operating status and health status of the network infrastructure, including physical network devices, logical network devices, ports, links, etc. More specifically, according to the network digital twin construction method of the embodiment of the present disclosure, a full-scale physical network or only a part of it is simulated.
  • each component or each step can be decomposed and/or recombined. Such decomposition and/or recombination should be regarded as equivalent solutions of the present disclosure.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本公开涉及通信技术领域，尤其是提供一种网络数字孪生构建方法、装置、网元设备和存储介质。网络数字孪生构建方法包括：向第一网元发送查询请求，查询请求用于查询目标网元的相关信息；从第一网元接收目标网元的相关信息；以及基于目标网元的相关信息，生成对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。本公开实施例网络数字孪生实现通过数字孪生技术根据不同需求场景，进行网络数字孪生构建，以实现网络数字孪生对于实际网络全生命周期管理、全网可视化、仿真预测、闭环控制以及服务级别协议保障等能力。

Description

网络数字孪生构建方法、装置、网元设备和存储介质
相关申请的交叉引用
本公开基于申请号为202311528488.0、申请日为2023年11月16日的中国专利申请提出，并要求该中国专利申请的优先权，该中国专利申请的全部内容在此引入本公开作为参考。
技术领域
本公开涉及通信技术领域，尤其是涉及一种网络数字孪生构建方法、装置、网元设备和存储介质。
背景技术
数字孪生技术以数字化的方式建立针对物理实体的虚拟模型，实现物理世界数字化。通过借助历史数据、实时数据和算法模型，实现对物理实体的分析预测和改善优化，具有实时性和闭环性。数字孪生将割裂的虚拟世界与现实世界融合，是前沿科技下一个代际的发展主题。
在移动通信领域，随着网络中接入设备数量和运行业务数量以及多样性的爆炸性增长，通信网络将以网络切片的形式进行组网。多样化的切片服务对于整体网络运维以及网络资源管理产生了极大的挑战。若能在移动网络领域引入数字孪生技术，便可在网络部署实施之前评估当前网络的可用性，做到提前的资源使用预判和网络部署状态预判。目前，现有标准中定义的网络可用性技术监测方案均为基于现网技术，并没有考虑在网络中引入数字孪生技术后对于孪生体构建的方法，不能实现网络数字孪生(NetworkDigital Twin，NDT)的管理中的根据不同的需求场景进行网络孪生建模以实现数字孪生技术网络的全生命周期管理、全网可视化、仿真预测、闭环控制以及服务级别协议保障等能力。
发明内容
鉴于上述问题而提出了本公开。本公开提供了一种网络数字孪生构建方法、装置、网元设备和存储介质。
根据本公开的第一方面，提供了一种网络数字孪生构建方法，包括：向第一网元发送查询请求，查询请求用于查询目标网元的相关信息；从第一网元接收目标网元的相关信息；以及基于目标网元的相关信息，生成对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。
在本公开的一个实现方式中，基于目标网元的相关信息，生成对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例，包括：基于目标网元的相关信息，生成网络数字孪生功能管理对象实例的配置参数；基于配置参数，验证网络数字孪生功能管理对象实例的网络功能。
在本公开的一个实现方式中，基于配置参数，验证网络数字孪生功能管理对象实例的网络功能还包括：在网络功能验证失败的情况下，基于所述目标网元的相关信息，重新生成所述网络数字孪生功能管理对象实例的配置参数，并且执行验证网络数字孪生功能管理对象实例的网络功能的步骤；和/或在网络功能验证成功的情况下，基于配置参数，生成对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。
在本公开的一个实现方式中，第一网元包括管理数据分析系统网元和/或网络功能管理功能网元，和/或，查询请求包括目标网元的网元标识和/或目标网元所属网络切片的网络切片标识。
在本公开的一个实现方式中，目标网元的相关信息包括目标网元的网络模型信息、网络模型信息所对应的网络参数信息中的至少一个。
在本公开的一个实现方式中，生成对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例，包括：在对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例不存在的情况下，创建网络数字孪生功能管理对象实例；和/或，在对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例存在的情况下，调整网络数字孪生功能管理对象实例。
根据本公开的第二方面，提供了一种网络数字孪生构建装置，包括：发送单元，配置为向第一网元发送查询请求，查询请求用于查询目标网元的相关信息；接收单元，配置为从第一网元接收目标网元的相关信息；以及生成单元，配置为基于目标网元的相关信息，生成对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。
在本公开的一个实现方式中，生成单元配置为：基于目标网元的相关信息，生成网络数字孪生功能管理对象实例的配置参数；基于配置参数，验证网络数字孪生功能管理对象实例的网络功能。
在本公开的一个实现方式中，生成单元进一步配置为：在网络功能验证失败的情况下，基于所述目标网元的相关信息，重新生成所述网络数字孪生功能管理对象实例的配置参数，并且执行验证网络数字孪生功能管理对象实例的网络功能的步骤；和/或在网络功能验证成功的情况下，基于配置参数， 生成对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。
在本公开的一个实现方式中，第一网元包括管理数据分析系统网元和网络功能管理功能网元，和/或，查询请求包括目标网元的网元标识和/或目标网元所属网络切片的网络切片标识。
在本公开的一个实现方式中，目标网元的相关信息包括目标网元的网络模型信息、网络模型信息所对应的网络参数信息中的至少一个。
在本公开的一个实现方式中，生成单元配置为：在对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例不存在的情况下，创建网络数字孪生功能管理对象实例；和/或，在对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例存在的情况下，调整网络数字孪生功能管理对象实例。
根据本公开的第三方面，提供了一种网元设备，包括：收发器，用于向第一网元发送查询请求，查询请求用于查询目标网元的相关信息，以及从第一网元接收目标网元的相关信息；以及处理器，用于基于目标网元的相关信息，生成对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。
根据本公开的第四方面，提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质，用于存储计算机可读指令，其特征在于，当所述计算机可读指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述的网络数字孪生构建方法。
如以下将详细描述的，根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法、装置、网元设备和存储介质，能够实现通过数字孪生技术根据不同需求场景，进行网络数字孪生构建，以实现网络数字孪生对于实际网络的全生命周期管理、全网可视化、仿真预测、闭环控制以及服务级别协议保障等能力。根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法支持构建由各种物理设备(如主机、路由器、交换机等)和介质(光纤电缆、电缆、双绞线等)连接在一起形成的5G网络/网络切片。根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法可以集成网络管理系统中的所有现有数据，基于实时数据和离线历史数据创建一个准确的网络数字孪生模型，该模型可以数字显示网络基础设施的运行状态和健康状态，包括物理网络设备、逻辑网络设备、端口、链路等。更具体地，根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法以模拟全规模的物理网络或仅模拟其中的一部分。
要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
通过结合附图对本公开实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1是图示应用根据本公开实施例的一种网络数字孪生构建方法的场景示意图。
图2是图示根据本公开实施例的一种网络数字孪生构建方法的流程图。
图3是图示根据本公开实施例的一种网络数字孪生构建方法的示意图。
图4是图示根据本公开实施例的一种网络数字孪生构建方法的流程图。
图5是图示根据本公开实施例的一种网络数字孪生构建装置的框图。
图6是图示根据本公开实施例的一种网元设备的框图。
图7是图示根据本公开的实施例的一种计算机可读存储介质的示意图。
具体实施方式
为了使得本公开的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本公开的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是本公开的全部实施例，应理解，本公开不受这里描述的示例实施例的限制。
首先，参照图1描述应用根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法的场景。
根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法用于在通信网络管理系统中引入数字孪生体，以模拟端到端网络整体的运行环境和运行状态，同时与各网络实体之间进行实时交互。网络实体的各类运行信息可以实时输入给数字孪生体，构建网络数字孪生服务。构建网络数字孪生需要与网络管理系统互通，将物理实体中对应的相关网络业务及网元配置下发给孪生网络中的各个网元，虽然沿用原有网络资源模型，但同样需要创建网络功能管理对象实例(Managed Object Instance，MOI)。网络数字孪生可以模拟真实物理通信网络中的所有操作，并且具有分析和预测未来通信网络状况和性能的能力。例如，可以将深度学习和机器学习等一些人工智能模型引入到整个网络数字孪生系统中，以辅助网络管理优化、网络预测、容量规划等。通过对网络数字孪生中的网络服务进行建模，训练数据可以通过物理实体的输入信息不断补充和更新到模型中，在网络数字孪生模型内部形成自适应机制，实现更精确的闭环网络运行和维护。
如图1所示，根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法生成的网络数字孪生功能管理对象实例10可以是响应于管理数据分析(Management Data Analytics，MDA)管理服务(Management Services，MnS)消费方20的请求而构建的。管理数据分析(MDA)管理服务(MnS)生产方30则可以提供用于构建网络数字孪生功能管理对象实例10所对应的网元的相关信息。此外，网络数字孪生功能管理对象实例10还可以与其他MnS生产方40和非3GPP管理系统50等实体进行交互。
以下，将进一步参照图2到图4描述根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法。
图2是图示根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法的流程图。如图2所示，在步骤S201中，向第一网元发送查询请求。
在本公开的实施例中，由网络数字孪生管理功能(NDT_MF)网元向第一网元发送查询请求。第一网元可以是管理数据分析系统(MDAS)网元或者网络功能管理功能(Network FunctionManagement Function，NFMF)网元。
在第一网元是管理数据分析系统(MDAS)网元的情况下，查询请求用于查询管理数据分析系统(MDAS)网元的管理对象的信息，所述管理对象即目标网元。查询请求可以包括该目标网元的网元标识，或者目标网元所属网络切片的网络切片标识。
在第一网元是网络功能管理功能(NFMF)网元的情况下，查询请求用于查询网络功能管理功能(NFMF)网元的管理对象的信息，所述管理对象即目标网元。查询请求可以包括该目标网元的网元标识，或者目标网元所属网络切片的网络切片标识。
查询请求用于获取公共陆地移动网(PLMN)、单个网络切片选择辅助信息(SNSSAI)、数据网络名称(DNN)或者虚拟网络内网组粒度的用户信息。
在步骤S202中，从第一网元接收目标网元的相关信息。
在本公开的实施例中，从第一网元接收的目标网元的相关信息包括目标网元的网络模型信息、网络模型信息所对应的网络参数信息等。网络模型信息例如包括服务配置信息、网络切片配置信息。网络参数信息例如包括网络功能对应的管理对象实例的参数及其取值。
更具体地，网络模型包括基础模型和功能模型两个类别。基础模型是指基于网元基本配置、环境信息、运行状态、链路拓扑等信息，建立的对应于物理实体网络的孪生网络体的网元模型和拓扑模型，实现对物理网络的实时精确描述。功能模型是指针对特定的应用场景，充分利用数据仓库中的网络数据，建立的为提供网络分析、仿真、诊断、预测、保障等各种模型。
功能模型可按网络类型构建，可以有服务于单网络域(如移动接入网、传输网、核心网、承载网等)的模型或者服务于多网络域的模型。
功能模型可以按照功能类型构建，可构建状态监测、流量分析、安全演练、故障诊断、质量保障等模型。
功能模型可以按照适用范围构建，可以分为通用模型和专用模型。
功能模型可以按照网络生命周期管理构建，可分为规划、建设、维护、优化和运营等模型。
各功能模型可互相结合，可以构建为服务更为具体业务场景的数据模型，如基于数字孪生的信令风暴控制、基于数字孪生的网络服务服务级别协议保障、网络云跨层透视子场景、高危操作仿真子场景、网络云资源部署优化自场景。
在步骤S203中，基于目标网元的相关信息，生成对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。
在本公开的实施例中，对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例的配置与目标网元的实际配置相同。也就是说，通过网络数字孪生功能管理对象实例可以实时与实际网络进行交互。
根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法能够实现通过数字孪生技术根据不同需求场景，进行网络数字孪生构建，以实现网络数字孪生对于实际网络的全生命周期管理、全网可视化、仿真预测、闭环控制以及服务级别协议保障等能力。根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法支持构建由各种物理设备(如主机、路由器、交换机等)和介质(光纤电缆、电缆、双绞线等)连接在一起形成的5G网络/网络切片。根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法可以集成网络管理系统中的所有现有数据，基于实时数据和离线历史数据创建一个准确的网络数字孪生模型，该模型可以数字显示网络基础设施的运行状态和健康状态，包括物理网络设备、逻辑网络设备、端口、链路等。更具体地，根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法以模拟全规模的物理网络或仅模拟其中的一部分。
图3是图示根据本公开实施例的一种网络数字孪生构建方法的示意图。图4是图示根据本公开实施例的一种网络数字孪生构建方法的流程图。
如图3所示，MDAMnS消费方301在S1中向NDT_MF 302发出网络功能管理对象实例(MOI)请求。图3中的S1对应于图4所示的步骤S401，即接收网络数字孪生功能管理对象实例的创建或调整请求。也就是说，在该网络数字孪生功能管理对象实例不存在的情况下，网络功能管理对象实例(MOI)请求用于创建网络数字孪生功能管理对象实例。在该网络数字孪生功能管理对象实例存在的情况下，网 络功能管理对象实例(MOI)请求用于调整网络数字孪生功能管理对象实例。
进一步地，如图3所示，NDT_MF 302在S2中向MDAS 303或NFMF 304发起与网络功能管理对象实例(MOI)请求对应的查询请求。图3中的S2对应于图4所示的步骤S402，即向第一网元发送查询请求。第一网元可以为MDAS 303或NFMF 304。查询请求用于查询MDAS 303或NFMF 304的管理对象的信息，所述管理对象即目标网元。查询请求可以包括该目标网元的网元标识，或者目标网元所属网络切片的网络切片标识。
进一步地，如图3所示，MDAS 303或NFMF 304在S3中向NDT_MF 302返回响应于S2中查询请求的查询结果。图3中的S3对应于图4所示的步骤S403，即从第一网元接收目标网元的相关信息。从第一网元接收的目标网元的相关信息包括目标网元的网络模型信息、网络模型信息所对应的网络参数信息等。网络模型信息例如包括服务配置信息、网络切片配置信息。网络参数信息例如包括网络功能对应的管理对象实例的参数及其取值。
进一步地，如图3所示，NDT_MF 302在S4中向MDAMnS消费方301返回响应于S1中网络功能管理对象实例(MOI)请求的结果。图3中的S4对应于图4所示的步骤S404到S406。在步骤S404中，基于目标网元的相关信息，生成网络数字孪生功能管理对象实例的配置参数。在步骤S405中，进行配置验证判断，即判断基于步骤S404中生成的配置参数是否可以实现对应的功能。例如，输入参数列表中的各参数值，基于网络数字孪生的内部逻辑，获取预期结果。如果在步骤S405中确定网络功能不可行(即，例如网络数字孪生输出的预期结果与真实网络对应的实际结果相差大于预定阈值)，则返回步骤S404以调整生成网络数字孪生功能管理对象实例的配置参数。如果在步骤S405中确定网络功能可行，则在步骤S406中生成对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。
图5是图示根据本公开实施例的网络数字孪生构建装置的框图。
如图5所示，根据本公开实施例的网络数字孪生构建装置500包括发送单元501、接收单元502和生成单元503。本领域的技术人员容易理解：这些单元模块可以单独由硬件、单独由软件或者由其组合以各种方式实现，并且本公开不限于它们的任何一个。
具体地，发送单元501配置为向第一网元发送查询请求，查询请求用于查询目标网元的相关信息。接收单元502配置为从第一网元接收目标网元的相关信息。生成单元503配置为基于目标网元的相关信息，生成对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。
更具体地，生成单元503配置为基于目标网元的相关信息，生成网络数字孪生功能管理对象实例的配置参数；基于配置参数，验证网络数字孪生功能管理对象实例的网络功能；在网络功能验证失败的情况下，基于所述目标网元的相关信息，重新生成所述网络数字孪生功能管理对象实例的配置参数，并且执行验证网络数字孪生功能管理对象实例的网络功能的步骤；和/或在网络功能验证成功的情况下，基于配置参数，生成对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。生成单元503配置为：在对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例不存在的情况下，创建网络数字孪生功能管理对象实例；和/或在对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例存在的情况下，调整网络数字孪生功能管理对象实例。
第一网元包括管理数据分析网元和/或网络功能管理功能网元，查询请求包括目标网元的网元标识和/或目标网元所属网络切片的网络切换标识。目标网元的相关信息包括目标网元的网络模型信息、网络模型信息所对应的网络参数信息中的至少一个。
根据本公开实施例的网络数字孪生构建装置实现通过数字孪生技术根据不同需求场景，进行网络数字孪生构建，以实现网络数字孪生对于实际网络的全生命周期管理、全网可视化、仿真预测、闭环控制以及服务级别协议保障等能力。根据本公开实施例的网络数字孪生构建装置支持构建由各种物理设备(如主机、路由器、交换机等)和介质(光纤电缆、电缆、双绞线等)连接在一起形成的5G网络/网络切片。根据本公开实施例的网络数字孪生构建装置可以集成网络管理系统中的所有现有数据，基于实时数据和离线历史数据创建一个准确的网络数字孪生模型，该模型可以数字显示网络基础设施的运行状态和健康状态，包括物理网络设备、逻辑网络设备、端口、链路等。更具体地，根据本公开实施例的网络数字孪生构建装置可以模拟全规模的物理网络或仅模拟其中的一部分。
图6是图示根据本公开实施例的网元设备的框图。
如图6所示，根据本公开实施例的网元设备600包括处理器601、存储器602和收发器604。这些单元通过总线603互相连接。收发器604用于向第一网元发送查询请求，查询请求用于查询目标网元的相关信息，以及从第一网元接收目标网元的相关信息。处理器601用于基于目标网元的相关信息，生成对应于目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。根据本公开实施例的网元设备600可以是如上所述的网络数字孪生管理功能(NDT_MF)网元。
图7是图示根据本公开的实施例的计算机可读存储介质的示意图。如图7所示，根据本公开实施例的计算机可读存储介质700其上存储有计算机可读指令701。当所述计算机可读指令701由处理器运行时， 执行参照以上附图描述的网络数字孪生构建方法。所述计算机可读存储介质包括但不限于例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存、光盘、磁盘等。
以上，参照附图描述根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法、装置、网元设备和存储介质。根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法实现通过数字孪生技术根据不同需求场景，进行网络数字孪生构建，以实现网络数字孪生对于实际网络全生命周期管理、全网可视化、仿真预测、闭环控制以及服务级别协议保障等能力。根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法支持构建由各种物理设备(如主机、路由器、交换机等)和介质(光纤电缆、电缆、双绞线等)连接在一起形成的5G网络/网络切片。根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法可以集成网络管理系统中的所有现有数据，基于实时和离线历史数据创建一个准确的网络数字孪生模型，该模型可以数字显示网络基础设施的运行状态和健康状态，包括物理网络设备、逻辑网络设备、端口、链路等。更具体地，根据本公开实施例的网络数字孪生构建方法以模拟全规模的物理网络或仅模拟其中的一部分。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开的范围。
以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。
本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
另外，如在此使用的，在以“至少一个”开始的项的列举中使用的“或”指示分离的列举，以便例如“A、B或C的至少一个”的列举意味着A或B或C，或AB或AC或BC，或ABC(即A和B和C)。此外，措辞“示例的”不意味着描述的例子是优选的或者比其他例子更好。
还需要指出的是，在本公开的系统和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。
可以不脱离由所附权利要求定义的教导的技术而进行对在此所述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本公开的权利要求的范围不限于以上所述的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此所述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (15)

  1. 一种网络数字孪生构建方法，包括：
    向第一网元发送查询请求，所述查询请求用于查询目标网元的相关信息；
    从所述第一网元接收所述目标网元的相关信息；以及
    基于所述目标网元的相关信息，生成对应于所述目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。
  2. 如权利要求1所述的网络数字孪生构建方法，其中，所述基于所述目标网元的相关信息，生成对应于所述目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例，包括：
    基于所述目标网元的相关信息，生成所述网络数字孪生功能管理对象实例的配置参数；以及
    基于所述配置参数，验证所述网络数字孪生功能管理对象实例的网络功能。
  3. 如权利要求2所述的网络数字孪生构建方法，其中，所述基于所述配置参数，验证所述网络数字孪生功能管理对象实例的网络功能还包括：
    在所述网络功能验证失败的情况下，基于所述目标网元的相关信息，重新生成所述网络数字孪生功能管理对象实例的配置参数，并且执行所述验证网络数字孪生功能管理对象实例的网络功能的步骤；和/或，
    在所述网络功能验证成功的情况下，基于所述配置参数，生成对应于所述目标网元的所述网络数字孪生功能管理对象实例。
  4. 如权利要求1所述的网络数字孪生构建方法，其中，
    所述第一网元包括管理数据分析系统网元和/或网络功能管理功能网元，和/或，
    所述查询请求包括所述目标网元的网元标识和/或所述目标网元所属网络切片的网络切片标识。
  5. 如权利要求1到4的任一项所述的网络数字孪生构建方法，其中，所述目标网元的相关信息包括所述目标网元的网络模型信息、所述网络模型信息所对应的网络参数信息中的至少一个。
  6. 如权利要求1到4的任一项所述的网络数字孪生构建方法，其中，所述生成对应于所述目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例，包括：
    在对应于所述目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例不存在的情况下，创建所述网络数字孪生功能管理对象实例；和/或，
    在对应于所述目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例存在的情况下，调整所述网络数字孪生功能管理对象实例。
  7. 一种网络数字孪生构建装置，包括：
    发送单元，配置为向第一网元发送查询请求，所述查询请求用于查询目标网元的相关信息；
    接收单元，配置为从所述第一网元接收所述目标网元的相关信息；以及
    生成单元，配置为基于所述目标网元的相关信息，生成对应于所述目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。
  8. 如权利要求7所述的网络数字孪生构建装置，其中，所述生成单元配置为：
    基于所述目标网元的相关信息，生成所述网络数字孪生功能管理对象实例的配置参数；以及
    基于所述配置参数，验证所述网络数字孪生功能管理对象实例的网络功能。
  9. 如权利要求8所述的网络数字孪生构建装置，其中，所述生成单元进一步配置为：
    在所述网络功能验证失败的情况下，基于所述目标网元的相关信息，重新生成所述网络数字孪生功能管理对象实例的配置参数，并且执行所述验证网络数字孪生功能管理对象实例的网络功能的步骤；和/或
    在所述网络功能验证成功的情况下，基于所述配置参数，生成对应于所述目标网元的所述网络数字孪生功能管理对象实例。
  10. 如权利要求7所述的网络数字孪生构建装置，其中，所述第一网元包括管理数据分析系统网元和/或网络功能管理功能网元，和/或，所述查询请求包括所述目标网元的网元标识和/或所述目标网元所属网络切片的网络切片标识。
  11. 如权利要求7到10的任一项所述的网络数字孪生构建装置，其中，所述目标网元的相关信息包括所述目标网元的网络模型信息、所述网络模型信息所对应的网络参数信息中的至少一个。
  12. 如权利要求7到10的任一项所述的网络数字孪生构建装置，其中，所述生成单元配置为：
    在对应于所述目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例不存在的情况下，创建所述网络数字孪生功能管理对象实例；和/或
    在对应于所述目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例存在的情况下，调整所述网络数字孪生功能管理对象实例。
  13. 一种网元设备，包括：
    收发器，用于向第一网元发送查询请求，所述查询请求用于查询目标网元的相关信息，以及从所述 第一网元接收所述目标网元的相关信息；以及
    处理器，用于基于所述目标网元的相关信息，生成对应于所述目标网元的网络数字孪生功能管理对象实例。
  14. 一种非瞬时性计算机可读存储介质，用于存储计算机可读指令，其中当所述计算机可读指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1到6的任一项所述的网络数字孪生构建方法。
  15. 一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1到6任一项所述的方法。
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