運營商機房的數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用研究

溫 源

（聯(lián)通數(shù)字科技有限公司云計算事業(yè)部，北京 100084）

0 引 言

數(shù)字孿生技術(shù)的實現(xiàn)具有一定的復(fù)雜性，需要在技術(shù)方面做好分析工作，將通信技術(shù)融入其中，提高數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量，對運營數(shù)據(jù)實施規(guī)范化管理，保障數(shù)據(jù)具有良好的運用效果。同時，數(shù)字孿生技術(shù)具有較高的應(yīng)用價值，能夠提高運營商機房的管理效率，使數(shù)據(jù)分析工作更加透徹且全面化，保障數(shù)據(jù)應(yīng)用方法的有效性，使運營商機房能夠?qū)崿F(xiàn)正常運營。

1 運營商機房的數(shù)字孿生技術(shù)價值體現(xiàn)

1.1 經(jīng)濟價值

數(shù)字孿生技術(shù)可以提高運營商的經(jīng)濟價值，使運營數(shù)據(jù)能夠采用先進的管理技術(shù)，實現(xiàn)對運營狀態(tài)的完善化管理，并且運營商能夠掌握數(shù)據(jù)管理的命脈，提高數(shù)據(jù)管理方法的有效性。同時，通過數(shù)字孿生技術(shù)可以實現(xiàn)對業(yè)務(wù)收入狀況的管理，使業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的處理更加完善，符合標(biāo)準(zhǔn)化需求。通過對運營數(shù)據(jù)進行處理能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的潛在價值，有助于數(shù)據(jù)的細(xì)致化分析，使其能夠得到合理使用。經(jīng)濟價值是運營商運營的根本，需要合理應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，保障其應(yīng)用的有效性和數(shù)據(jù)運營過程的規(guī)?；痆1]。

1.2 產(chǎn)業(yè)價值

數(shù)字孿生技術(shù)具有一定的產(chǎn)業(yè)價值，能夠與運營商機房進行有機結(jié)合，同時將4G、5G網(wǎng)絡(luò)融入到數(shù)據(jù)控制中，使數(shù)據(jù)傳輸過程更加穩(wěn)定，保證數(shù)據(jù)具有良好的傳輸狀態(tài)。此外，還有助于運營商的產(chǎn)業(yè)運營，使產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)能夠得到集中化管理，構(gòu)建完善的產(chǎn)業(yè)運營條件，使產(chǎn)業(yè)具有良好的發(fā)展契機，讓運營控制過程能夠規(guī)?；岣邔Ξa(chǎn)業(yè)運營的控制效果。運營商屬于重要的產(chǎn)業(yè)，需要采用規(guī)范化的運營形式，確保產(chǎn)業(yè)控制的集群效果，保障產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)能夠得到全面化管理，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)運營發(fā)展的前提條件，使產(chǎn)業(yè)價值能夠更好地凸顯出來，為社會帶來更大的利益。

2 運營商機房的數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)

2.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動

數(shù)據(jù)驅(qū)動是全生命周期光纖通信構(gòu)建的基礎(chǔ)，需要采用先進的數(shù)據(jù)驅(qū)動手段，對數(shù)據(jù)實施高效化的管理，確保數(shù)據(jù)傳輸過程的精準(zhǔn)性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)建模。此外，數(shù)據(jù)驅(qū)動對傳輸速度具有較高要求，需要注重光纖通信技術(shù)的運用，構(gòu)建出完善的光纖灰盒模型，提高數(shù)據(jù)處理的精度控制效果。如圖1所示，光纖灰盒模型具有數(shù)據(jù)處理的功能，通過對系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)節(jié)能夠完成傳統(tǒng)模型的構(gòu)建，同時對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理操作，使機器學(xué)習(xí)模型的構(gòu)造更加完善，提高數(shù)據(jù)驅(qū)動對噪聲的控制能力。噪聲是數(shù)據(jù)驅(qū)動的干擾項，不利于通信過程的進行，光纖灰盒模型對噪聲具有抑制作用，能夠?qū)⒏咚乖肼暯抵?.5～2.0 dB，限制在一定范圍內(nèi)，并將噪聲對數(shù)據(jù)驅(qū)動的干擾控制在允許范圍內(nèi)[2]。

圖1 光纖灰盒模型

2.2 融合感知

融合感知是數(shù)字孿生技術(shù)的重要組成部分，需要采用高效的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模式對數(shù)據(jù)進行全面監(jiān)測，確保數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確進行提取。數(shù)據(jù)提取是實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測的關(guān)鍵，需要對信號的狀態(tài)進行分析，提高對信號的調(diào)節(jié)能力，使信號數(shù)據(jù)能夠更加精準(zhǔn)地展示，實現(xiàn)良好的信號控制條件。融合感知過程中，需要提高對監(jiān)測信號的濾波作用，將監(jiān)測誤差控制在0.1 dB以內(nèi)，將噪聲的影響控制在較低水平。為了確保融合感知的實現(xiàn)，需要對融合構(gòu)架進行設(shè)計，在鏈路中增加監(jiān)測點的數(shù)量，提高對鏈路的多點感知能力，使光纖孿生模型具有穩(wěn)定監(jiān)控的效果。融合感知過程具有精度控制的要求，需要采用仿真方式進行精度檢測，對數(shù)據(jù)進行精準(zhǔn)化處理。融合感知精度仿真曲線由訓(xùn)練曲線和測試曲線組成，如圖2所示。由于兩曲線具有良好的重疊狀態(tài)，說明數(shù)據(jù)的融合感知效果良好[3]。

圖2 融合感知精度仿真曲線

2.3 在線學(xué)習(xí)

在線學(xué)習(xí)是數(shù)字孿生技術(shù)的核心所在，在云計算平臺的作用下能夠?qū)\營數(shù)據(jù)進行在線處理，采用規(guī)范化的數(shù)據(jù)處理形式，提高對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在線處理的效率。運營商運營過程中將會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)具有一定的沖擊作用，需要對數(shù)據(jù)處理過程進行嚴(yán)格訓(xùn)練，保障數(shù)據(jù)能夠得到準(zhǔn)確接收，提高數(shù)據(jù)處理方法的有效性。在線學(xué)習(xí)建立在網(wǎng)絡(luò)通信的環(huán)境下，通常分為被動學(xué)習(xí)和主動學(xué)習(xí)兩種形式。對于被動學(xué)習(xí)，需要借助光網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)監(jiān)測，在被動環(huán)境下對數(shù)據(jù)進行修正，進而實現(xiàn)對異常數(shù)據(jù)的檢測，使數(shù)據(jù)處理狀態(tài)更加健全。對于主動學(xué)習(xí)，可以主動配置數(shù)據(jù)監(jiān)測狀態(tài)，調(diào)整物理層的配置，防止信號產(chǎn)生較大的波動。同時提高對數(shù)據(jù)的擬合作用，鞏固數(shù)據(jù)建模精度[4]。

3 運營商機房的數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)可視化

運營商機房數(shù)字孿生技術(shù)需要依托于網(wǎng)絡(luò)進行實現(xiàn)，應(yīng)注重4G、5G網(wǎng)絡(luò)的使用，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，防止數(shù)據(jù)處理過程中存在障礙，做好網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)環(huán)境的建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)需要具有可視化的條件，對網(wǎng)絡(luò)使用狀況進行動態(tài)分析，提高對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的分析能力，保障數(shù)字孿生處理具有良好的前提條件。異常數(shù)據(jù)由網(wǎng)絡(luò)問題和設(shè)備問題引起，通過網(wǎng)絡(luò)可視化分析能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)問題進行判斷，確定異常示數(shù)據(jù)是否由網(wǎng)絡(luò)原因引起，及時排除網(wǎng)絡(luò)問題的影響。網(wǎng)絡(luò)可視化有助于運營平臺的管理，可以公開部分網(wǎng)絡(luò)接口，提高數(shù)據(jù)的共享能力，對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行定向監(jiān)測，使運營數(shù)據(jù)的監(jiān)測過程更加便利，保障運營機房可以更好地投入使用，實現(xiàn)良好的數(shù)據(jù)監(jiān)測功能[5]。

3.2 設(shè)備運行監(jiān)控

運營商機房的設(shè)備種類較多，需要通過數(shù)字孿生技術(shù)增強設(shè)備運行管理效果，使設(shè)備能夠規(guī)范化運行，防止出現(xiàn)不正常的運行狀態(tài)，保障運營數(shù)據(jù)處于穩(wěn)定的環(huán)境。首先，需要做好設(shè)備統(tǒng)計工作，按照類型對設(shè)備進行區(qū)分，使設(shè)備能夠得到全面監(jiān)測，便于對設(shè)備的運營狀態(tài)進行統(tǒng)計，進而實現(xiàn)設(shè)備的全面監(jiān)測。其次，需要確定設(shè)備的接入數(shù)量，顯示接入設(shè)備的狀態(tài)，使其具有良好的通信條件，確保設(shè)備之間建立穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，保證數(shù)據(jù)能夠隨時進行傳輸。最后，需要增加離線預(yù)警功能，對異常離線的設(shè)備進行報警，提供工作人員設(shè)備連接過程異常斷開，使設(shè)備狀態(tài)得到第一時間處理。異常離線設(shè)備應(yīng)采用自動連接的方式，確保設(shè)備狀態(tài)能夠及時恢復(fù)，使數(shù)據(jù)能夠繼續(xù)進行傳輸，保障數(shù)據(jù)具有良好的傳輸狀態(tài)，提高設(shè)備運行監(jiān)控的有效性[6]。

3.3 監(jiān)測數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)孿生技術(shù)運用過程中，需要做好數(shù)據(jù)采集工作，完成數(shù)據(jù)整合與存儲工作，便于對運營數(shù)據(jù)進行處理與調(diào)用。數(shù)據(jù)采集是實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵，需要構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)采集方案，對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進行分析，防止數(shù)據(jù)處理過程發(fā)生問題。采用規(guī)范化的數(shù)據(jù)處理形式，保障數(shù)據(jù)處理過程能夠有序開展。運營商機房產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量較多，對數(shù)據(jù)處理技術(shù)具有較高的要求，需要將大數(shù)據(jù)技術(shù)和數(shù)字孿生技術(shù)結(jié)合起來，提高運營數(shù)據(jù)的分析效率，確保運營數(shù)據(jù)能夠更好地進行展示，對采集數(shù)據(jù)進行具體化分析。運營商數(shù)據(jù)采集需要具有針對性，構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)處理形式，分析與監(jiān)管數(shù)據(jù)變化趨勢，提高數(shù)據(jù)運行狀態(tài)控制的可靠性[7]。

3.4 多系統(tǒng)融合接入

數(shù)字孿生技術(shù)需要注重多系統(tǒng)融合接入過程以及系統(tǒng)運用的穩(wěn)定性，采用標(biāo)準(zhǔn)化的運營控制形式，使系統(tǒng)之間能夠配合工作，保障運營商的數(shù)據(jù)運營效果。數(shù)據(jù)運營控制具有一定的難度，系統(tǒng)之間需要穩(wěn)定進行通信，確保系統(tǒng)具有良好的接入狀態(tài)，使數(shù)據(jù)能夠在系統(tǒng)內(nèi)部進行傳輸，建立完善的多系統(tǒng)融合形式。運營商系統(tǒng)包括業(yè)務(wù)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)以及監(jiān)測系統(tǒng)等，系統(tǒng)的種類較多且繁雜，系統(tǒng)之間需要進行融合使用，保證數(shù)據(jù)之間能夠進行穩(wěn)定通信，構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)，使各部分系統(tǒng)之間可以相互配合，保障系統(tǒng)具有良好的處理效果。多系統(tǒng)互聯(lián)互通是實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵，需要對系統(tǒng)的接入狀況進行控制，保證系統(tǒng)可以有效接入[8,9]。

3.5 虛實數(shù)字化管理

虛實數(shù)字化管理是提高管理效率的關(guān)鍵，需要注重虛實數(shù)字化管理模型的構(gòu)建（見圖3），使運營商機房具有完善的管理狀態(tài)，提高其管理效率，保證數(shù)字化管理的先進性。數(shù)字化管理具有一定的難度，在孿生數(shù)字化的作用下能夠優(yōu)化數(shù)據(jù)的迭代交互過程，對數(shù)據(jù)通信狀態(tài)進行準(zhǔn)確處理，保障運營數(shù)據(jù)處理能夠順利進行。虛實數(shù)字化管理由應(yīng)用系統(tǒng)、物理實體、孿生模型構(gòu)成，以孿生數(shù)據(jù)作為虛實處理的核心，提高數(shù)據(jù)處理過程的完善性，保障孿生數(shù)據(jù)可以更好地投入使用。孿生模型是運營數(shù)據(jù)處理的建模過程，能夠提高數(shù)據(jù)的在線學(xué)習(xí)能力，將運營數(shù)據(jù)進行規(guī)范化處理，借助應(yīng)用系統(tǒng)與孿生數(shù)據(jù)對物理實體進行打造，將運用數(shù)據(jù)的使用情況進行在線展示，使運營數(shù)據(jù)能夠得到綜合化管理，保證數(shù)據(jù)具有良好的運營狀態(tài)[10]。

圖3 虛實數(shù)字化管理模型

4 結(jié) 論

數(shù)字孿生技術(shù)的價值較為顯著，需要在技術(shù)方面進行嚴(yán)格把控，將多種技術(shù)融入到運營管理中，使運營商可以更好地投入管理，使其具有良好的運營狀態(tài)，保證運營數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化。數(shù)字孿生技術(shù)運用的過程中需要構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)應(yīng)用手段，確保數(shù)據(jù)處理過程中網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)的穩(wěn)定性，使數(shù)字孿生技術(shù)具有良好的應(yīng)用基礎(chǔ)，保障運營商機房中的數(shù)字孿生技術(shù)能夠順利實現(xiàn)。