1、數字孿生網絡（DTN）研究及標準化進展陸璐中國移動研究院2022.11目錄 數字孿生網絡背景及現狀 數字孿生網絡研究與應用探索 數字孿生網絡標準化進展業務和技術雙驅動，催生數字孿生網絡當前網絡面臨運維管理挑戰以及未來網絡演進需求，數字孿生技術為構建超越現有物理網絡的新型技術體系帶來機遇當前網絡運維管理四大挑戰網絡靈活性不足網絡新技術研發、部署周期長網絡管理運維復雜網絡優化成本高、風險大未來網絡演進四大需求構建數字孿生網絡l將數字孿生技術應用于通信網絡，形成超越物理網絡的新型技術創新體系；l助力網絡達成自學習、自生長、自演進的愿景數字孿生技術發展迅速數字孿生是物理實體在數字世界的實時鏡像，具備虛

2、實融合與實時交互、迭代運行與優化等特點；目前已在工業、農業、智慧城市、健康醫療、環境保護等領域廣泛應用數字孿生技術的主要價值低成本試錯在虛擬空間上進行模擬驗證，既降低工廠的停機率，又降低物理調試的大量開銷智能化決策能將實時數據和仿真模擬充分結合，預測可能發生的各種情況，做出最佳決策高效率創新對產品生命周期運行監測，積累產品全生命周期運行規律，進而不斷提升產品創新水平數字孿生網絡助力未來網絡智能自智經過產、學、研共同推動，業界對數字孿生網絡總體架構、應用價值和技術體系逐漸形成共識，已成為包括6G在內的未來網絡關鍵使能技術，助力實現網絡閉環自治網絡規劃網絡建設網絡維護網絡優化下物理網絡層孿生網絡層

3、數據采集控制下發功能模型流量建模質量保障網絡創新技術驗證網絡維護和優化意圖驗證網絡管理網絡可視化故障診斷安全建模調度優化網絡規劃網絡應用層網絡孿生體管理模型管理安全管理拓撲管理基礎模型網元模型拓撲模型服務映射模型規劃維護建設運營優化數據共享倉庫數據存儲數據服務數據管理用戶業務運行狀態網絡配置數據采集仿真驗證迭代優化能力調用意圖翻譯5大技術體系 u 全景數據服務技術u 全生命周期建模技術u 全域孿生體管理技術u 全維網絡透視技術u 全向接口協議技術u 更透明的網絡流量、拓撲可視u 更精細的網絡全生命周期管理u 更自主的網絡實時閉環控制u 更可控網絡創新和試錯風險4大應用價值 DTN“三層三域雙閉

4、環”架構為 網 絡 端 到 端 全 生 命 周 期 服 務網絡運營數字孿生網絡逐漸成為業界研究熱點產業界：多家公司已基于數字孿生網絡理念，推出相關產品或方案；學術界：數字孿生網絡相關的論文、國際專題研討會、優秀國際期刊?？焖儆楷FlKeySight-EXata：從高保真模擬維度，增強工具的數字孿生能力，提供先進的分析工具和網絡訓練系統，幫助客戶開發、測試和部署復雜的大型有線、無線網絡和通信設備lNVIDIA Air：用于構建、模擬和體驗由現代網絡操作系統驅動的數據中心；提供了一個始終可訪問、始終在線的培訓或試生產環境 l華為-網絡數字地圖：全局網絡拓撲及路徑的統一呈現；通過網元、拓撲、配置、策

5、略、業務數據進行統一建模，支撐全生命周期自動化與智能化l 優秀期刊?？篊omputer Communications，IEEE NETWORK，IEEE JSACl 國際DTN學術研討會IEEE NOMS 2022，TNT（網絡數字孿生）WorkshopIEEE DTPI 2022，DTN（數字孿生網絡）SessionDigiTwin2022，DTN專題研討會目錄 數字孿生網絡背景及現狀 數字孿生網絡研究與應用探索 數字孿生網絡標準化進展數字孿生網絡多源異構數據處理技術（1/2）數據是構建DTN的基礎，是網絡建模的核心要素，物理網絡組網拓撲復雜、設備種類多樣、部署位置分散，其數據具有多源異構

6、的鮮明特征物理網絡數據分為3類：網絡設備數據（幾何、狀態、事件、拓撲）、網絡性能數據、網絡流量數據數字孿生網絡級別越高，對物理網絡的擬真程度越高，對數據的質量要求就越高，最高等級L5會實現對物理網絡1:1孿生，相應對物理網絡數據也是全量、實時、精準的采集和處理幾何數據狀態數據事件數據拓撲數據網絡性能數據網絡流量數據網絡設備數據物理網絡DTN級別L1網絡物理可視L2網絡模擬驗證L3網絡模擬推演L4網絡智能決策L5網絡自主孿生網絡設備數據采集部分數據、非實時采集采集部分數據、非實時采集按需抽樣、準實時采集接近全量、實時采集全量采集、實時采集網絡流量數據無要求按需模擬流量、非實時采集按需抽樣、準實時

7、采集高抽樣率、實時采集全量采集、實時采集網絡性能數據無要求無要求按需抽樣、準實時采集高抽樣率（或孿生網絡智能計算）、準實時采集全量采集（或孿生網絡自主按需計算）、實時采集數字孿生網絡多源異構數據處理技術（2/2）數據共享倉庫是DTN數據處理的核心組件，實現物理網絡數據采集并為網絡模型提供數據服務 數字孿生網絡對物理網絡數據處理分為3步：數據采集與傳輸、數據存儲與清洗、數據開放服務網絡設備數據 網絡流量數據物理網絡數據傳輸網絡網絡性能數據關系型數據庫非關系型數據庫基礎模型功能模型數據共享倉庫服務映射模型數據采集與傳輸數據存儲與清洗數據開放服務數據處理流程數據采集與傳輸：實現物理網絡多源異構數據的

8、精確、高效采集，并通過數據傳輸網絡將數據實時傳輸至數據共享倉庫數據存儲和清洗：對異構數據進行分類存儲，并采用多種方式對“臟”數據進行清洗，壓縮存儲空間，提升數據質量數據開放服務：采用統一格式和接口為網絡建模提供數據服務數字孿生網絡建模技術（1/2）模型是數字孿生網絡最核心的組件，既要實現對物理網絡的高保真模擬，又要準確滿足用戶需求，如果沒有精準的網絡模型，數字孿生網絡就是空中樓閣，沒有應用的價值 數字孿生網絡模型根據實現功能和需求來源分為基礎模型和功能模型，兩者又可細分為更多類別 對于基礎模型建模，相對于仿真技術和模擬技術，數學抽象建模資源消耗低、運行速度快、擴展性稍差 功能模型可以通過人工智

9、能算法構建，例如利用知識圖譜實現網絡故障診斷和修復類的功能模型數字孿生網絡模型基礎模型網元模型拓撲模型功能模型交換機模型服務器模型防火墻模型underlay拓撲overlay拓撲BGP協議拓撲網絡功能類模型網絡生命周期類模型網絡領域類模型.ISIS協議拓撲網關模型網絡規劃模型網絡建設模型網絡維護模型網絡優化模型建模方法實現語言是否開源內存消耗運行速度擴展性模擬技術NS-2是*NS-3是*QualNET否*OPNET否*仿真技術MiniNET是*數學抽象技術MimicNet/RouteNet否*數字孿生網絡建模技術（2/2）模型編排管理實現模型之間的協同，三種典型場景：模型空間編排、流量編排和生

10、命周期管理網元模型功能模型基礎模型物理網絡層網絡應用層模型編排管理實現兩種模型協同運行狀態監控模型流量分析模型安全攻防模型 故障診斷模型拓撲模型基礎模型空間編排模型生命周期管理基礎模型流量編排基礎模型要借助功能模型實現功能驗證功能模型要基于基礎模型實現性能優化數字孿生網絡接口和協議體系研究標準化的接口和協議體系是滿足構建大規模數字孿生網絡兼容性和擴展性需求的必要條件孿生網絡北向接口網絡應用通過孿生北向接口向孿生網絡層輸入需求，并通過模型化實例在孿生網絡層進行業務部署可移植靈活易部署孿生網絡內部接口通過孿生層內部接口實現孿生層3個關鍵子系統之間以及與物理網絡層和網絡應用層間的交互統一性適配性可移

11、植靈活可擴展孿生網絡南向接口物理實體網絡中的網元通過孿生南向接口同孿生網絡層交互網絡數據和網絡控制信息可兼容信息交互能力實時性DTN不同接口需求與功能分析南北向接口協議適配單元設計南向多協議協同適配單元協議解析及轉換數據管理協議識別及匹配協議配置管理Intent NBI協議解析及轉換數據管理北向接口多協議協同適配單元開放性可擴展問題一：不同廠商生產的網絡設備及網元所使用的接口及協議千差萬別，如何適配各廠商設備，降低數字孿生網絡構建成本？問題二：網絡新應用層出不窮，如何做到及時擴展，滿足新應用需求？兼容性擴展性物理網絡層網絡應用層數據共享倉庫數據存儲數據服務數據管理數據采集功能模型基礎模型服務映

12、射模型仿真驗證仿真驗證質量保障流量建模故障診斷安全建模調度優化網絡規劃運營優化規劃維護建設網元模型拓撲模型網絡孿生體管理模型管理安全管理拓撲管理北向多協議協同適配單元南向多協議協同適配單元孿生層內部接口孿生南向接口孿生北向接口孿生網絡層構建基于數字孿生的網絡策略驗證平臺聯合北京郵電大學，開展知識定義網絡關鍵技術研究，利用數字孿生“網絡建?！备拍钣成渚W絡拓撲，完成數據平面的策略正確性和可達性驗證網絡拓撲構造策略對比帶寬、時延性能對比構建數字孿生IP網絡仿真原型聯合清華大學，以智能路由為典型應用場景，搭建了數字孿生IP網絡原型仿真系統，對機器學習構建的路由模型和路由策略提前驗證，降低了對物理網絡的

13、影響，并提升了系統部署的效率p 物理網絡構建12個路由器節點的物理網絡，通過重放真實公開的TM時序序列，產生物理網絡上的流量。p 孿生網絡基于MiniNet構建網絡模擬/仿真器，實現包級別仿真及網絡狀態監控、采用SDN架構靈活定義網絡拓撲結構、更新網絡配置孿生體產生的數據輸入Onelearn平臺，通過強化學習算法訓練Mars智能路由模型Mars模型訓練完畢后，通過控制器配置成為具體的轉發表項，在孿生網絡上進行性能驗證研發小型算網數字孿生網絡仿真原型（2/1）中國移動開發了面向算力網絡的運維管理場景的數字孿生網絡DTN原型，具備L3級別DTN（支持物理網絡-孿生網絡雙向交互、配置預驗證）能力基本

14、功能 數據采集資源采集性能采集拓撲采集路由采集告警采集 數據處理存儲管理數據匯聚數據關聯 網絡控制配置下發控制服務 模型庫網元單體模型事件監測模型拓撲規則模型網絡分析模型 孿生體管理實例管理模型管理流量擬真路徑擬真拓撲管理事務管理安全管理資產管理 網絡調整模擬可視網絡路徑規劃網絡參數修改內閉環控制 網絡流量可視化物理網絡可視化網絡性能可視化場景模型可視化邏輯拓撲可視化流程交互可視化 數據圖表綁定映射實時以虛控實孿生體實時更新孿生體綁定映射 網絡流量實時反饋網絡參數配置下發網絡高保真呈現虛實實時交互映射外閉環控制 DCVMVMVMVMSWSWSW孿生網絡物理網絡l DTN基礎平臺統一數據服務孿生

15、體管理開放接口l 內外雙閉環控制內閉環迭代優化策略外閉環驗證用戶需求典型場景驗證l 動態虛實交互 網絡高保真呈現 網絡狀態實時監控 網絡策略閉環預驗證 網絡性能預測 網絡流量均衡調度 網絡配置預驗證 網絡流量預測 異常流量識別和處理業務流程研發小型算網數字孿生網絡仿真原型（2/2）五大亮點四大能力l 多層級物理網絡高保真呈現l 多類別異廠商網絡設備兼容l 統一模型構建及管理編排l 多維度數據流量精準可視l 多場景網絡流量智能調配l 統一數據服務：模型管理，開放接口l 多維模型構建：網元拓撲本體建模、多維場景建模l 動態虛實交互：以虛映實，虛實互控l 內外閉環控制：內閉環迭代優化策略；外閉環驗證

16、用戶需求即將在2022年12月中國移動合作伙伴大會正式發布，歡迎關注并合作推進！結合場景探索數字孿生網絡試點驗證聯合業界伙伴開展數字孿生技術在現網的試點驗證，有效驗證了數字孿生在生產網絡的應用價值數字孿生在核心網的應用場景驗證浪涌仿真與流控參數尋優數字孿生在無線網的應用場景驗證無線網絡覆蓋智能優化基于無線網元孿生體和無線環境仿真模型，構建基于三維空間的無線網絡數字孿生環境進行天線權值優化方案模擬及孿生預測效果推演，支持方案的迭代優化減少對現網環境影響的情況下，提升覆蓋優化效果基于對浪涌業務的數字孿生建模，精準模擬和預測終端的業務行為表現基于對網絡流控及其信息模型的數字孿生建模，對流控參數尋優進

17、行迭代驗證減少故障用戶上線時間，提前對異常場景進行容災預驗證，提升核心網在容災場景下的穩定性數字孿生網絡催化劑項目斬獲TMF獎項 中國移動TMF（電信管理論壇）牽頭DTN的催化劑項目，獲得2022年度“未來技術探索”獎l 2021年，牽頭“基于數字孿生網絡的服務提供”催化劑項目，完成基于DTN的智能服務概念驗證 業務負載模擬，實時監控網絡性能 績效指標及SLA趨勢分析，準確率98%以上 基于人工智能算法的故障預警，提前期5分鐘以上l 2022年，牽頭完成“5G網絡數字孿生”催化劑項目，獲得Future techco(未來技術探索）獎針對智慧醫療、智慧工廠等場景構建5G專網/切片的數字孿生平臺，

18、在切片部署前的預驗證，以及在運行過程中進行路徑調整，以提高未來部署和運維的可靠性、靈敏性5G智慧醫療切片的孿生5G智慧工廠切片的孿生目錄 數字孿生網絡背景及現狀 數字孿生網絡研究與應用探索 數字孿生網絡標準化進展DTN相關國際標準化進展 ITU-T2022年2月，SG13組正式發布全球首個DTN標準“DTN總體要求及架構”Y.3090SG17組開展DTN安全指引研究X.sg-dtn，SG13組開展DTN能力分級和評估方法研究Y.DTN-CapLevel，SG13組新成立“DTN數據服務框架及技術研究”項目 IETF2022年3月，“DTN概念和架構”在nmrg工作組正式立項nmrg組開展DTN

19、數據采集、DTN接口技術、DTN流量模擬、DTN時延測量、性能導向DTN等研究 3GPP2022年，SA WG5組開啟面向網絡管理系統的數字孿生的數據采集技術研究 ETSI2022年，ZSM組開啟數字孿生在ZSM架構的應用場景及關鍵技術研究國際上：數字孿生網絡的標準化工作在ITU-T、IETF、3GPP，ETSI等標準組織陸續開展數字孿生網絡相關國內標準化進展 CCSATC10：2020年起，開展面向行業現場網的數字孿生場景、需求和設備物模型等研究TC3：2021年10月，WG3成立數字孿生網絡子組，開展DTN相關項目研究TC6：2020年起，開展數字孿生和大數據技術在傳送網領域的應用研究；2

20、022年，成立“接入網數字孿生技術和應用研究”項目TC7：2022年，開啟“數字孿生網絡運營管理總體技術要求”項目研究TC8：2022年，開啟“數字孿生網絡 安全指南”項目研究TC621：2022年成立，并設立“數字孿生網絡”工作組，關注算網融合場景下的DTN研究及標準推進TC1，TC5，TC614等：已開展或計劃開啟DTN相關研究項目或行標立項 IMT-20302022年，啟動面向6G的數字孿生網絡應用場景研究項目 全國信標委2021年，物聯網分委會成立數字孿生工作組；2022年，成立“信息技術 數字孿生 信息交互”項目 工業互聯網產業聯盟2020年，設立數字孿生特設組，聚焦垂直行業的數字孿

21、生研究國內：數字孿生網絡的標準化工作在CCSA、IMT-2030、信標委等組織內形成較高研究熱度召開3次子組會議：60+專家參會啟動DTN總體要求，評價方法，數據服務、網絡建模、數字地圖、IS-IS協議建模等6個項目研究本次（第4次）子組會議：6個在研項目討論架構及技術要求、評價方法2個項目提交送審稿模型路由控制，仿真模型閉環自主升級技術2個新立項申請TC3 WG3 數字孿生網絡子組研究進展數字孿生網絡標準體系概念與需求架構與技術評價與評測應用與服務定義術語構建準則技術需求數據采集數據存儲數據服務安全與合規網元建?？梢暬尸F接口規范測試規范評價指標拓撲建模數字線程虛實映射孿生體管理評價方法應用

22、場景信息安全功能安全服務規范服務管理場景建模分級體系隱私保護 2021年10月“數字孿生網絡”工作子組成立以來，面向信息通信網絡的業務和管理需求，已凝聚國內DTN研究核心力量，推進DTN標準體系構建工作子組研究進展系統架構總結和展望l總結數字孿生網絡助力未來網絡實現智能自治已在產業界形成共識，相關研究熱度持續升高中國移動聯合伙伴在關鍵技術和原型驗證上進行了初步探索TC3 WG3子組成立來，已經同步開啟多個DTN項目研究，正在初步布局DTN標準體系l展望合力攻關關鍵技術：協作突破DTN研究中的關鍵技術難題，推進創新技術的概念驗證繼續推進標準化工作：立足TC3 WG3 數字孿生網絡子組，同國內外SDO中的研究組開展交流與合作，促進形成國內外統一的DTN標準建設開放型平臺，打造開放產業生態：構建統一、開放的數字孿生網絡平臺，謹慎且充分地擁抱開源組織的運作模式，打造良好數字孿生網絡產業生態，促進整個產業的健康快速發展。