中国联通数字孪生网络 白皮书 中国联通研究院 浪潮通信信息系统有限公司 亚信科技（中国）有限公司 中兴通讯股份有限公司 2023 年 6 月 中国联通数字孪生网络白皮书 版权声明 本报告版权属于中国联合网络通信有限公司研究院，并受法 律保护。转载、摘编或利用其他方式使用本报告文字或者观点的， 应注明“来源：中国联通研究院”。违反上述声明者，本院将追 究其相关法律责任。 中国联通数字孪生网络白皮书 目录 一、新需求与新挑战 ...........................................................................3 （一）发展需求 ............................................................................... 3 （二）面临挑战 ............................................................................... 5 二、数字孪生网络架构 ....................................................................... 8 （一）目标架构 ............................................................................... 8 （二）应用层：数字孪生网络的关键驱动 ......................................9 （三）孪生网络层：数字孪生网络的核心引擎 ............................ 11 1. 模型构建与管理 .....................................................................11 2. 网络感知 ................................................................................ 16 3. 模拟仿真 ................................................................................ 18 4. 智能决策 ................................................................................ 19 5. 智能管控 ................................................................................ 21 （四）物理网络层：数字孪生网络的基础底座 ............................ 22 三、数字孪生网络典型应用场景分析 .............................................. 23 （一）家庭宽带组网场景 .............................................................. 23 （二）重点场景保障场景 .............................................................. 24 （三）无线网络规划场景 .............................................................. 24 （四）无线网络建设场景 .............................................................. 25 中国联通数字孪生网络白皮书 （五）网络维护场景 ......................................................................26 （六）网络分析优化场景 .............................................................. 26 四、数字孪生网络演进建议 ............................................................. 27 五、未来展望 ....................................................................................30 -4- 中国联通数字孪生网络白皮书 前 言 当前，全球已进入数字经济时代，中国联通作为数字信息基础设 施运营服务国家队，网络强国数字中国智慧社会建设主力军，数字技 术融合创新排头兵，科学谋划并稳步实施由“1 个战略规划纲要+9 个行动计划+3 个指导意见”构成的战略规划体系，推进业务、网络、 管理等各领域全方位的数字化转型，奋力建设具有全球竞争力的世界 一流企业，在数字经济主航道上奋楫笃行，扬帆远航。 随着 5G 大规模商用部署以及不断出现的网络新技术、新业务， 网络负载不断增加、网络规模持续扩大、网络复杂性日益增长，对网 络的运维保障、运营效率以及业务创新带来巨大挑战。在这样的背景 下，数字孪生网络的理念应运而生。数字孪生网络旨在通过对全网用 户、业务、网元等要素的数字化，构建与物理网络实体精准映射的孪 生网络，提供仿真、决策、管控所需要的可信和可解释的技术验证能 力，提升网络自智水平，支撑低成本试错寻优，加速新技术、新业务 的可持续创新，助力电信运营商数智化转型，推动产业数字化建设。 当前数字孪生技术在通信领域的应用尚处于探索阶段，本白皮书 探讨了数字孪生网络发展需求和面临挑战，提出了数字孪生网络目标 架构、创新与实践方向、演进建议、未来展望，部分内容仍需进一步 深入研究。希望本白皮书的发布能够吸引更多的行业伙伴与中国联通 一起对数字孪生网络架构、技术以及标准化等内容开展合作研究，共 同推动数字孪生网络生态的发展。 -1- 中国联通数字孪生网络白皮书 编写组成员（排名不分先后）： 中国联合网络通信有限公司研究院：李姗姗、杨剑建、许建宏、 李涛、赵永建、赵占纯、王泽林、柳雨晨、刘畅； 浪潮通信信息系统有限公司：张传刚、沈林江、初宇飞、李泉、 许春涛、陈光强、孟卫国、王炳亮、李伟、左修玉、谢丹、毕磊； 亚信科技（中国）有限公司：任志东 王迎； 中兴通讯股份有限公司：詹勇、苏可可、邹广玲。 -2- 中国联通数字孪生网络白皮书 一、新需求与新挑战 （一）发展需求 需求一：宏观政策引领数字化转型升级方向 自 2019 年以来，我国政府将数字孪生明确为国家战略，多部委 密集出台多项数字孪生相关文件。在《“十四五”规划》中提出以“智 慧城市”和“新基建”为代表推动各领域利用数字孪生技术创新发展， 《“十四五”国家信息化规划》中明确要强化加速数字孪生技术战略 研究布局和技术融通创新，《“十四五”信息化和工业化深度融合发 展规划》中明确要建设产学研用一体化平台和共性技术公共服务平台， 开展数字孪生等关键技术攻关。通信网络是国家重要基础设施，数字 孪生网络是网络技术与数字技术的交汇点，是通信产业转型升级的重 要方向，是电信运营商落实国家战略和赋能数字经济的关键抓手。中 国联通在公司战略规划体系中明确提出“加强网络技术标准研究和新 技术试验示范，推动核心网解耦、智享大上行、确定性服务等 5G 增 强技术以及智能开放光网络、算力网络、网络数字孪生等创新技术成 熟和应用推广。 需求二：新技术融合创新，驱动数字孪生网络探索应用 数字孪生技术是多学科、多领域、多尺度融合产生的一项通用技 术，随着新一代信息技术的快速发展，数字孪生与 5G、物联网、大 数据、人工智能等新技术深度融合，有力推动生产力进步，加快数字 -3- 中国联通数字孪生网络白皮书 孪生应用从智能制造向其它行业大规模拓展。信息技术进步是数字孪 生广泛应用的基础底座，大数据、人工智能为数字孪生应用提供数据 和智能化能力；仿真技术将操作带入到虚拟环境，降低试错成本，提 高执行成功率；移动计算、图形处理技术、AR\VR\MR 可视化终端 为数字孪生提供了更直观的人机交互方式。同时，数字孪生网络也使 能新技术快速发展，在赋能 AI 研究方面，通过数字孪生网络生成满 足 AI 算法所需的大量真实网络数据，从而提升算法精准度；在助力 物联网演进方面，借助数字孪生网络仿真、决策能力高效完成物联网 的部署优化；在催熟元宇宙方面，数字孪生网络为管道快速升级提供 智能网络规建维优能力。 需求三：数字孪生网络加速运营商全网全客户全场景智慧运营 随着运营商智慧中台、算网融合能力建设，以数字孪生网络加速 业务运营智慧化、网络运营智慧化和管理运营智慧化，已成为企业智 慧运营效率提升的关键。数字孪生网络赋能端网业服一体化智慧运营， 当前通信网络承载的业务呈现个性化、多样化特点，客户对业务和网 络的服务质量提出了更高的要求；围绕客户售前、售中、售后全生命 周期的核心业务场景，基于全域数据结合数字孪生技术，打造端网业 服一体化的业务运营能力，从而促进客户感知提升。数字孪生网络赋 能网络规建维优智慧运营，随着 5G 的部署和商用，网络规模庞大、 结构复杂，网络运维主要依赖于人工、工作量大、周期长、试错成本 -4- 中国联通数字孪生网络白皮书 高等问题明显；借助数字孪生技术可推动网络规建维优工作向自动化、 智能化模式换挡升级，同时，通过对物理网络精准复制和系统仿真， 突破物理网络受到的时间、空间、成本等约束，实现低成本寻优试错。 数字孪生网络赋能全网资产智慧运营，在管理运营中存在人、财、物 等资产全流程数字化、可视化不足，运营管理智能化水平较低等挑战； 利用数字孪生技术对全网资产全生命周期可视化、交互化管理，从而 提升全网资产敏捷供给水平。 需求四：数字孪生网络助力网络绿色低碳发展 为实现碳达峰、碳中和目标，《“十四五”信息通信行业发展规 划》明确提出未来大型及超大型数据中心电能利用效率（PUE）需要 在 1.3 以下。算力网络作为数字化经济的重要战略发展方向，算力基 础设施的能耗和碳排放量问题同样不容忽视。打造低碳网络需要精准 有效的节能方案，在数字孪生网络中构建多种节能方案，通过绿色能 源模拟、站点部署模拟、节能设施模拟、低碳方案模拟，推演达成双 碳目标的最佳路径。发展绿色低碳对智能管理提出更高要求，可利用 数字孪生网络智能化认知决策能力对碳资产科学管理和动态弹性配 置，不断