5G承载网数字孪生技术与应用方案白皮书.docx

目录1引言12信息通信领域数字挛生产业应用与标准化进展22.1 数1；Y产业应用各领域逐步漆透22.2 数字季生国际标准化工作有序开展32.3 数字挛生国内标准化进程加速推进42.4 传送网数字挛生标准体系规划建议53引入数字字生技术的驱动力和应用价值63.1 驱动力一：助力网络智能化运营管控63.2 动力二，节省产品研发周期和成本63.3 器动力三：成为网络自智化演进新引擎64网络数字挛生关键技术71 .1体系构技术72 .2模型构建技术83 .3数据服务技术114 .4J妾口分支135 5G承裁网数字挛生体系架构155.1 总体架构155.2 网络应用层165.3 网络李生层175.4 物理网络层206 5G承我网数字孥生体(DT)部署方案206.1 与现有管控体系的关系206.2 数宇宇生体部署方案216.3 数据峰辘署方案236.4 通用应用服务方案框架257 5G承载网数字孥生典型应用场优与应用服务方案251.1 1网络规划与建设阶段251.2 网络运营阶段291.3 网络维护阶段301.4 网络优化阶段368总结与展望379主要贡献总位40INT-2O2O(SG)推进组2013年2月由中WI：业和俏息化瓯国求发展和改革委员会'科学技术部厥令推动成立.组投架构茶于JKnIT-AdVan8d推进组.成员包括中国主要的运范商、制造曲,离校和研日机构,推进于是聚合中国产学研用力试、推动中Ul第五代移动通伯技术技究和开展国际交流与余作的主要平台.引言近年来，数字学生技术在5G承我网智能化管控领域的应用成为一个新的热点和研究方向，国内外各研究机构和标准化组织纷纷开展数字孥生应用场势探索和关键技术研究，数字孥生技术相关标准化工作正稳步推进，数字孽生相关生态正在逐步形成.根据全球最具权威的IT研究与顾问咨闻公司GartnCr顶级战略技术趋势的预测叫到2027年，全球超过40%的大型企业机构将在基干元宇宙的项目中使用WCb3、增强现实(AR)云和数字孳生的组合来增加收入。根据全球市场研究公司VanlageMarketReSearCh发布的/数字李生市场规模、份额和趋势分析报告UI称，2021年全球数字季生市场规模为65亿美元.预计到2028年将增长到535亿美元，2022至2028年更合增长率(CAGR达到42.1%。由此可见,数字孥生技术在全球的应用规模在未来几年将呈现高速增长态势，成为经济增长的重要技术驱动力之一，也反映出数字挛生技术在各领域的应用前景和Ifi要价值.数字季生在信息通信领域的应用尚处于起步阶段，相关理论与技术研究成果陆续发布.目前处于概念研讨、应用探索和起步研究阶段。工信部推动成立IMT2030(6G推进组，将“万物智联、数字李生”作为6G网络超班，数字毕生成为6G的关键技术之一。本白皮书梳理了当前数字李生在信息通信领域的产业应用和标准化进展，分析提出了信息通信网数字季生关键技术,并从数字季生在5G承载网领域的应用场景和需求出发,分析提出面向5G承载网的数字卒生体系架构、数字孥生系统部署方案，以及面向应用场景的服务应用方案等，为数字季生技术在承我网中的实际部詈提供指导和参考.后续业界应进一步推动技术方案收敛、标准化、形成产业合力，加速推动5G承载网数字孥牛.技术及方案的逐步成熟，共建5G承载网数字平生产业牛.态，信息通信领域数字挛生产业应用与标准化进展2.1数字挛生产业应用各领域逐步渗透数字挛生产业应用研究正向各专业领域逐步逐透.数字季生在信息通信领域的应用目前处广概念研讨、应用场景探索的研究起步阶段.数字季生体系和关进技术研究正在各专业领域逐步展开。从2018年起，运营商、设备商、高等院校开始针对信息通佶领域的数字享生应用和关惚技术进行超前探素、探索方向包括面向BSG/6G通信、光网络'移动通信、无线通信等方向的数字乎生应用及格准数理建模、数据与仿式模型融合、大规模物理网络数字毕生仿我监证等关键技术，产业己发布的相关成果如下表1所示.表1信息通信领域数字宇生已发布的主要成果国JH美出方巳发布成果fiRC9成杲集型发*廿内ASAmrcdigitalTwinJF台H务云.Al»物断同(业化产品201R年中皿华为智房丹塔”决方意站直*<t2018年数字隼生光M络光网络姬布系统2019隼中国长飞尤奸-5G+i,云工也互取耳“千工业互联网Ir业化产品2019年瑞典t±«数字厚生体平台修动阿格力主鹿业化产品2019年中国中兴通讯fr,J5GR4*y5GR«蟾形项日2020#t三芟信料技AISWarcDigitalGcmmi字字生平台4iR育业化产晶2021年中国中国裨动（题字节生网络（DTN.DlsHalTwinNctuodc>白遇用用塔规年显最2021年芬丝诺蓼及同塔歙字阜生平白移动网堪为主育业化产S2021年申曾降火it讯充网络歌字阜生柔统光网络DanO案蜕2022年中JS中国Mal光耳略敷字学生技木白皮书於网格<««*20224美国Kcysight“于网格数字学生的网络*慢系列软件第决方*通用H络IT业化产Ji2022。MDQ英伟咕慢出从网络便第ist中7数字毕生演獴敏如中©网络2022年fi；BfT©心%3=&取信息通信领域数字宇牛.产业主体将木形成，数字季生产业链主要的产业主体如下图1所示，主要有产业引导方、需求牵引方、软件服务方及硬件服务方四大类主体.政府/产业联盟及研究/咨询机构以依托产业联盟、发布相关政策文件及研究报告为主,引导产业发展：运营商如中国移动、中国联通、中国电信等以发布总体技术架构及愿景、提出网络数字李生福求为主，以福求牵引技术发展和应用；软硬件服务方则以提供相应解决方案和应用案例为主，油过软硬件解决方案支撑落地部罟.从产业发展情况来看，烽火、亚信科技、锐捷等多家公司己提出网络数字学生解决方案,当前产业发展的挑战主要集中在技术路战的选择、标准规范的制定以及产业应用需求的驱动三大方面.OsSmUinoIfMicrotoftNO<IAWON1.OJ三三AafVMdKEYSK)HTtMm*11e.W1.三2NOKUuMk图1信息通信领域数字字生产业各关处方视IS国内外通信领域数字学生技术应用研究的热情高涨,但尚未实现真正产品落地.运营商、设的商、仪器仪表厂商、科研机构等均开始布局机关研究。目的信息通佶领域数字挛生产业处尚未成熟，产业界对网络数字学生的探索多以研究类型的工作为主,处于单领域、的功能的Dem。脸证阶段，现阶段落地难度较大：同时由于研发成本较高，研发原动力有待加强，与其他领域相比，通信领域数字享生产业燧上下游支撑推动产品化的进程相对绫慢.2.2数字享生国际标准化工作有序开展国际标准化工作正有序开展，吸引各方广泛关注。数字学生技术作为新兴的虚实映射仿真模拟技MT-2o2o术，在工业制造、智热交通等领域得到了广泛研究与应用。数字孥生技术所提供的全生命周期仿我、模拟能力在通信网及网络管控中同样具有技术应用的优势，在近几年吸引了通信额城的广泛关注。国际各标准化组织对网络数字平生的标准化研究工作于2019年起陆续开启,以国际电信联盟-电信标准化部分（ITU-T）为代表发布的数字孥生网络相关规范具备引领行业发展的关键作用，IETF、ETS1.ISO、IEC等组织也在枳极开展相关标准化工作,并且正在逐步有序开展.当前研究主要聚焦于整体概念、架构'典型案例的标准化工作,对数据、模型、接口、管理等要素的标准化研究仍在探索中.ITU-T率先开展网络数字学生标准化研究工作.ITU-TSG13于2019年10月正式立项课题一一数字字生网络能求及架构3。该项目成果于2022年2月正式以Y.3O9O发布，其中规范了数字挛生网络的功或需求、业务需求、安全性需求以及架构.该标准的发布成为数字季生网络标准化工作里程碑式的开端2022年9月在SGI5全全上擢出研冗传送网数字学生技术的提案，公上明确格从进一步研究数字学生对传送网络架构的影响及在传送网中的功能入手，逐步完善相关定义。IETF于2022年3月正式于NMRG工作组启动“DTN极念和架构”标准项目立项。此后，NMRG陆续开展DTN数据采集、DTN接口技木、DTN流量模拟、DTN时延测量、性能导向DTN等方向的研究ETSl也于2022年开始在ZSM（Zero-touchnelw>rt1.andServiceManagement.零接触网络与业务管理）工作组开启数字学生在ZSM架构的应用场景及关键技术研究ZSMr2022年12月发布了关于用于数字辛生的表示和处理的NGS1.1.D信息模型和APl标准文稿，此外ETSI的其他工作组还开展与内容信息管理（ContextInformationManagement.CIM）,城市数字季生等议题相关的标准研究工作.2.3 数字享生国内标准化进程加速推进国内标准化整体处于起步阶段，关键技术研究有待突破，中国通信标准化协会（CCSA）是国内的数字孳生网络标准化工作开展的主要标准组织，TC3、TC6、TC7、TC8、TClO在各分领域IE在开启相关研究。网络数字学生标准化研究已经具备初步规划架构,整体处于研究起步阶段。TC3WG3单独设置了SWGl数字李生网络工作组，针对数字李生架构及技术要求、评价方法、运并管理要求、数字地图等议题已完成10项团标和行标的研窕与立项.其中，行标，数字挛生网络架构及技术要求3所规范的数字多生网络架构与ITU-TY.3090保持一致.在各叠业领域方面.TC6WG1、TC6WG2分别针时传送网、接入网等领域探索数字挛生的应用，TC7针对网络数字学生的应用场景与需求、运营管理等开展研究，TC8WGI舒对数字挛生制定对应安全指南标准.TCIO的WG3和TF2工作组针对数字拿生城市、物联网等行业应用展开研究.国内标准化工作目前初步形成网络数字字生的体系架构,研究主要聚焦在网络架构、典型应用场景、评估方法、运营管理等方面，数字李生模型、数据、接I等关键要素的TC/I-TQ.vO/sIMT-2020（5G）推进组IVII-乙。乙VSG承!t*M7厚生技术与£S用方JK研究有待突破2.4 传送网数字字生标准体系规划建议持续推进数字挛生标准研究，建立传送网数字挛生标准体系,目前国内各方关于网络数字挛生开展的研究百花齐放，各运营商、设备商各自在定义实现方式.针对传送网领域,基于当前传送网数字李生技术发展现状，有必要尽早规划本领域标准化工作的发展方向。当前CCSATC6WGI己完成£数字挛生和大数据技术在传送网领域的应用研窕3研究课超,并立项行标5传送网数字挛生总体技术要求3,2023年TC7WG2已立项行标£传送网数字挛生应用场景与需求和£传送网数字季生应用技术研究的研究课题。基于当前标准化现状，从架构与技术、测试与评怙、运疗与管理、应用与服务等方面出发，针对传送网领域的特殊衙求构建起传送网数字学生标准体系（如图2所示），以指导传送网数字挛生的标准化研究”传送网三t字挛生标淮体系图2传送网数字掌生标准体系规划根据以往CCSATC6和TC7的标准化界定原则，TC6fl（项丁网元层和网络管控层的标准化工作：TC7更恻垂于网络管控层单域系统北向接口以上及网络协同层的标准化内容,因此，图2中