隨著5G商用規模部署、下一代網際網路IPv6的深化套用，新一代網路技術的發展引發產業界的關注。網路的智慧型化被認為是新一代網路發展的趨勢。網路為數位化社會的信息傳輸提供了基礎，而網路本身的數位化是智慧型化發展的先決條件。數字孿生的概念最早由美國學者M. Grieves教授提出，並定義為三維模型，包括實體產品、虛擬產品以及二者間的連線。隨著數字孿生技術的發展及其在生產製造等多個產業的套用，數字孿生技術理念在通信網路領域的套用也逐漸被業界研究和關注。數字孿生網路構建物理網路的實時鏡像，可增強物理網路所缺少的系統性仿真、最佳化、驗證和控制能力，助力網路新技術的部署，更加高效地應對網路問題和挑戰。
基本介紹
- 中文名：數字孿生網路
- 外文名：DTN: Digital twin network
- 所屬學科：通信網路
- 提出人：中國移動研究院
定義,架構,價值,
定義
數字孿生網路是一個具有物理網路實體及虛擬孿生體，且二者可進行實時互動映射的網路系統。在此系統中，各種網路管理和套用可利用數字孿生技術構建的網路虛擬孿生體，基於數據和模型對物理網路進行高效的分析、診斷、仿真和控制。數字孿生網路應當具備4個核心要素：數據、模型、映射和互動。
數字孿生網路定義
- 數據：構建數字孿生網路的基石，通過構建統一的數據共享倉庫作為數字孿生網路的單一事實源，高效存儲物理網路的配置、拓撲、狀態、日誌、用戶業務等歷史和實時數據，為網路孿生體提供數據支撐。
- 模型：數字孿生網路的能力源，功能豐富的數據模型可通過靈活組合的方式創建多種模型實例，服務於各種網路套用。
- 映射：物理網路實體通過網路孿生體的高保真可視化呈現，是數字孿生網路區別於網路仿真系統的最典型特徵。
- 互動：達成虛實同步的關鍵，網路孿生體通過標準化的接口連線網路服務套用和物理網路實體，完成對於物理網路的實時信息採集和控制，並提供及時診斷和分析。
基於四要素構建的網路孿生體可藉助最佳化算法、管理方法、專家知識等對物理網路進行全生命周期的分析、診斷、仿真和控制，實現物理網路與孿生網路的實時互動映射，幫助網路以更低成本、更高效率、更小的現網影響部署各種網路套用，助力網路實現極簡化和智慧化運維。
架構
根據數字孿生網路的定義和四個核心要素，數字孿生網路可以設計為如圖所示的 “三層三域雙閉環” 架構：三層指構成數字孿生網路系統的物理網路層、孿生網路層和網路套用層；三域指孿生網路層數據域、模型域和管理域，分別對應數據共享倉庫、服務映射模型和網路孿生體管理三個子系統；“雙閉環” 是指孿生網路層內基於服務映射模型的 “內閉環” 仿真和最佳化，以及基於三層架構的 “外閉環” 對網路套用的控制、反饋和最佳化。
數字孿生網路架構
價值
面向未來網路持續增加的多維度、全場景的泛在連線，數字孿生網路將成為未來網路規劃、運行、管理和運營的新方向，成為實現網路智慧型化、自動化的重要手段。數字孿生網路在以下四個方面將體現其在現網套用的核心價值。
- 拓撲透視和流量全息
- 從設備到組網的全生命周期管理
- 網路實時閉環控制
- 網路風險和成本降低
