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中國移動段曉東解讀三體四層五面6G總體架構(gòu)設(shè)計

2022年6月22日 13:41  CCTIME飛象網(wǎng)  

6月21日,在“聚勢謀遠(yuǎn),鏈創(chuàng)未來”為主題的2022年科技周暨移動信息產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新大會主論壇上,中國移動業(yè)界重磅首發(fā)《6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)白皮書》,旨在闡述中國移動對6G架構(gòu)的全新認(rèn)識,具有里程碑式意義。

6月22日上午,中國移動研究院主辦“遇見未來—6G協(xié)同創(chuàng)新技術(shù)研討會”,邀請高校學(xué)者、產(chǎn)業(yè)界專家就6G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行探討。中國移動研究院副院長段曉東就中國移動《6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)白皮書》進(jìn)行了深度解讀,系統(tǒng)性闡述6G網(wǎng)絡(luò)“三體四層五面”的總體架構(gòu)設(shè)計,并提出了產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議。

 

白皮書首先對 6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計的四大驅(qū)動力進(jìn)行解讀。

第一類驅(qū)動力是新場景新需求。新場景和新需求是每一代移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要驅(qū)動力,需求指標(biāo)的提升和業(yè)務(wù)場景的豐富都將指導(dǎo)和影響網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計。例如沉浸式交互、通感互聯(lián)、天地一體等典型6G場景對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提出了彈性靈活組網(wǎng)、超邊緣部署、分布式架構(gòu)、通信感知能力深度融合、統(tǒng)一的一體化架構(gòu)和協(xié)議等需求。

 

第二類驅(qū)動力是新技術(shù)的發(fā)展和融合。移動通信系統(tǒng)的發(fā)展過程是不斷融合新技術(shù)、不斷變革成長的過程。近年來,新技術(shù)層出不窮,包括SRv6、HTTP3、FaaS、TSN、CAN、DetNet、Service Mesh、APN、IBN、vPLC、RTOS、區(qū)塊鏈、分布式數(shù)據(jù)庫、AI/ML等。DOI2CT(Data Technology, Operational Technology, Internet Protocol, Information Technology, Communication Technology)的融通發(fā)展,是移動通信網(wǎng)絡(luò)新的發(fā)展驅(qū)動力。

 

第三類驅(qū)動力是來自現(xiàn)網(wǎng)部署的啟示。以SBA為代表的5G架構(gòu)已全面走向商用,經(jīng)過三年的考驗(yàn),證明了5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計是成功的,其創(chuàng)新性變革也是具有前瞻性和必要性的。

在5G商用過程中,也獲得了一些對6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計的啟示,包括部分前期設(shè)計理念實(shí)現(xiàn)有待深化,在5G服務(wù)能力與業(yè)務(wù)深度融合后展現(xiàn)出更高的需求,在5G深入行業(yè)場景部署后新的場景和要求不斷涌現(xiàn)。

 

第四類驅(qū)動力是新戰(zhàn)略!皵(shù)字經(jīng)濟(jì)”是時代發(fā)展的新脈絡(luò),要求6G從移動通信網(wǎng)絡(luò)走向移動信息網(wǎng)絡(luò);“雙碳”戰(zhàn)略要求6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)端到端、系統(tǒng)化的支持低碳至簡設(shè)計;“東數(shù)西算”戰(zhàn)略要求6G網(wǎng)絡(luò)支持算力泛在、算網(wǎng)一體、實(shí)現(xiàn)深度協(xié)同;“網(wǎng)絡(luò)安全可信”要求6G網(wǎng)絡(luò)建立零信任等安全可信內(nèi)生能力。這些都是架構(gòu)設(shè)計面臨的時代主題和命題。

 

基于第一部分的驅(qū)動力,本白皮書形成十大研判,構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)。

6G是繼承式創(chuàng)新而不是顛覆式變革,為了支持天地一體等新場景,在網(wǎng)絡(luò)局部需要進(jìn)行架構(gòu)變革;為了支持確定性通信等需求,6G需要進(jìn)行跨層跨域設(shè)計;6G不僅是通信架構(gòu),而是通信感知計算融合架構(gòu),支持各種新能力融合和管理,支持更分布、靈活、敏捷擴(kuò)展。

 

6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)還應(yīng)該以零信任為基線構(gòu)建新的安全體系,主動引入AI和數(shù)字孿生,至簡設(shè)計,解決代際遺留問題,貫通領(lǐng)域設(shè)計。十大研判從十大領(lǐng)域總結(jié)了6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計原則,構(gòu)成6G架構(gòu)的基本理念。

 

6G網(wǎng)絡(luò)將秉承兼容、跨域、分布、內(nèi)生、至簡、孿生六大核心設(shè)計理念進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計。兼容設(shè)計:延續(xù)IP化、云化、服務(wù)化的方向發(fā)展,實(shí)現(xiàn)前后兼容;跨域設(shè)計:支持多種接入,支持不同域的協(xié)同;分布設(shè)計:由集中規(guī)劃式向分布自治式轉(zhuǎn)變;內(nèi)生設(shè)計:由外掛式向內(nèi)生式轉(zhuǎn)變;至簡設(shè)計:由復(fù)雜增量式向至簡一體式轉(zhuǎn)變;孿生設(shè)計:從單純的物理網(wǎng)絡(luò)實(shí)體向物理+數(shù)字孿生方向演進(jìn)。在六大設(shè)計理念的指導(dǎo)下,實(shí)現(xiàn)6G網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)、一致體驗(yàn)、泛在自治、快速使能、綠色低碳和精準(zhǔn)運(yùn)維。

 

6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)整體邏輯設(shè)計包括“三體四層五面”的總體架構(gòu)設(shè)計以及HSBA和DAN兩個具體架構(gòu)設(shè)計。6G總體架構(gòu)從空間視圖、邏輯視圖與功能視圖三個視角跨域、跨層、多維立體的呈現(xiàn),分別對應(yīng)了三體、四層和五面。DTN(Digital Twin Network)架構(gòu)展現(xiàn)了空間映射、反饋閉環(huán)的孿生設(shè)計;HSBA(Holistic SBA)全服務(wù)化架構(gòu)展現(xiàn)了組件、協(xié)議和連接的系統(tǒng)設(shè)計;DAN(Distributed Autonomous Network)架構(gòu)展現(xiàn)了面向部署、分布和路由的組網(wǎng)設(shè)計。

 

白皮書提出“三體四層五面”的6G總體架構(gòu)。其中,“體”是架構(gòu)的空間視圖,6G網(wǎng)絡(luò)新定義了數(shù)字孿生體和管理編排體兩個實(shí)體,擴(kuò)展了全新空間;“層”是架構(gòu)邏輯視圖,對功能進(jìn)行了分層,強(qiáng)化了對算力和路由的管理,體現(xiàn)了跨域拉通;“面”是架構(gòu)的功能視圖,在經(jīng)典的控制面和用戶面基礎(chǔ)上,增加了數(shù)據(jù)面、智能面和安全面,強(qiáng)化了功能類別。

 

在2G、3G時代只有網(wǎng)絡(luò)本體,到4G、5G時代出現(xiàn)了管理編排的功能,在6G時代,希望能繼續(xù)強(qiáng)化孿生體、編排體、網(wǎng)絡(luò)本體的互動,形成一個虛實(shí)結(jié)合、交叉映像的設(shè)計。三體包括網(wǎng)絡(luò)本體、管理編排體、數(shù)字孿生體。網(wǎng)絡(luò)本體包括傳統(tǒng)意義上的基站、核心網(wǎng)、傳輸承載等物理設(shè)備,也是架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的載體;管理編排體對網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)能力進(jìn)行智能編排管理,是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全生命周期管理的功能實(shí)體;數(shù)字孿生體是物理實(shí)體對象在虛擬空間中的映射,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的低成本試錯、智能化決策、高效率創(chuàng)新。

 

6G網(wǎng)絡(luò)的邏輯層次自下而上為資源與算力層、路由與連接層、服務(wù)化功能層、開放使能層四層。從不同層面完成了網(wǎng)絡(luò)本體在物理資源、連接路由、網(wǎng)絡(luò)功能和服務(wù)上的定義。

 

6G網(wǎng)絡(luò)功能的構(gòu)成在5G服務(wù)化架構(gòu)的基礎(chǔ)上繼續(xù)深化演進(jìn),在增強(qiáng)傳統(tǒng)控制面、用戶面基礎(chǔ)上,引入新的數(shù)據(jù)面、智能面、安全面,共同組成“五面”。

 

為了實(shí)現(xiàn)“三體四層五面”的總體架構(gòu),白皮書提出三個設(shè)計,分別是系統(tǒng)設(shè)計、組網(wǎng)設(shè)計和孿生設(shè)計。

系統(tǒng)設(shè)計是指在6G時代實(shí)現(xiàn)全服務(wù)化HSBA的系統(tǒng)架構(gòu)。服務(wù)化架構(gòu)自5G引入并不斷深化發(fā)展,從SBA到eSBA再到6G的HSBA,其領(lǐng)域在6G時代將拓展到無線接入網(wǎng)、用戶面等各個領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)徹底的服務(wù)化,奠定架構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)。服務(wù)化技術(shù)發(fā)展包括三方面:服務(wù)機(jī)制深化,服務(wù)設(shè)計優(yōu)化,接口效率提升。

 

組網(wǎng)設(shè)計是指分布式自治網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)DAN。基于分布式、自治、自包含的設(shè)計理念,引入DAN設(shè)計的關(guān)鍵單元——分布式微云單元(SCU,Small Cloud Unit),形成了支持分布式節(jié)點(diǎn)部署,網(wǎng)絡(luò)自組織、自管理、自優(yōu)化,單元自包含的組網(wǎng)架構(gòu)。

 

孿生設(shè)計是指數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)DTN?苫跀(shù)字化方式創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)本體的虛擬孿生體,通過與網(wǎng)絡(luò)本體之間的實(shí)時交互映射,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的閉環(huán)控制和全生命周期管理。DTN是實(shí)現(xiàn)三體間相互作用的潛在技術(shù)架構(gòu)。

 

隨著業(yè)界對6G技術(shù)的不斷研究,一些技術(shù)發(fā)展方向逐漸形成共識。本白皮書總結(jié)了十大6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)候選支撐技術(shù),包括分布式技術(shù)、新型協(xié)議技術(shù)、算力原生/云原生技術(shù)、算網(wǎng)一體技術(shù)、通感一體技術(shù)、確定性網(wǎng)路技術(shù)、至簡網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智慧內(nèi)生網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和空天地一體化網(wǎng)絡(luò)技術(shù),有助于提升6G網(wǎng)絡(luò)能力,拓展服務(wù)邊界。

 

6G研究尚處于起步階段,很多問題仍在持續(xù)討論中。本白皮書選取了八個關(guān)鍵問題,包括核心網(wǎng)與無線網(wǎng)界面是否需要重構(gòu),如何建立分層網(wǎng)絡(luò)的跨層調(diào)用機(jī)制,新的算網(wǎng)/存算一體技術(shù)是否會引發(fā)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變化,以及3GPP能否實(shí)現(xiàn)對非3GPP領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同等。希望這些開放問題能與業(yè)界持續(xù)探討,持續(xù)攻關(guān),共同推動6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演進(jìn)和迭代。

 

針對6G產(chǎn)業(yè)發(fā)展,白皮書提出四點(diǎn)建議。一是架構(gòu)創(chuàng)新將是6G的核心創(chuàng)新之一;二是6G架構(gòu)需形成全球統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu);三是加快6G網(wǎng)絡(luò)需求迭代,促進(jìn)6G架構(gòu)盡快完善;四是支撐6G架構(gòu)的核心技術(shù)需要持續(xù)研發(fā)。只有產(chǎn)業(yè)的攜手共進(jìn),才能助力6G愿景實(shí)現(xiàn)。

 

本白皮書是業(yè)界第一本系統(tǒng)性闡述6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計的白皮書,體現(xiàn)了中國移動對6G架構(gòu)的全新認(rèn)識,具有里程碑式的意義。6G的研究尚處于起步階段,架構(gòu)也需要不斷的創(chuàng)新和迭代,本白皮書中提出的6G架構(gòu)也將持續(xù)深化和迭代,期待后續(xù)和產(chǎn)業(yè)同仁共同完善,合力推進(jìn)6G時代的技術(shù)發(fā)展。

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編 輯:霏雯
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