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1、 中國聯通中國聯通 6 6G G 核心網系統架構及關鍵核心網系統架構及關鍵技術技術展望展望白皮書白皮書 中國聯合網絡通信有限公司研究院 下一代互聯網寬帶業務應用國家工程研究中心 2024 年 8 月 中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 版權聲明版權聲明 本報告版權屬于中國聯合網絡通信有限公司研究院,并受法律保護。轉載、摘編或利用其他方式使用本報告文字或者觀點的,應注明“來源:中國聯通研究院”。違反上述聲明者,本院將追究其相關法律責任。中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -1-目錄 一、移動核心網演進驅動力.4(一)應用場景驅動.4(二)技術發展驅動.6(三)標準
2、演進驅動.7 二、6G 核心網設計目標.9(一)目標與愿景.9(二)演進與創新.12 1.新平面.12 2.新會話.13 3.新 QoS.14(三)繼承與共存.15 三、6G 核心網架構展望.16(一)總體架構.16(二)功能平面.18 1.連接平面.18 2.數據平面.21 3.計算平面.24 中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -2-4.跨平面協同.26(三)分布式組網.28 1.總體組網.28 2.網絡互聯.29 3.網間互信.31 4.分布自治.32 四、6G 核心網使能技術.32(一)內生智能.32(二)可編程網絡.34(三)意圖驅動網絡.35(四)網絡共享.37 五
3、、總結和展望.40 縮略語.42 參考文獻.44 中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -3-前 言 隨著 ITU-R 發布 IMT 面向 2030 及未來發展的框架和總體目標建議書,以及 3GPP 正式宣布開發下一代(6G)全球通信標準,標志著全球范圍內面向 6G 的技術研究和標準化規范制定工作已經進入了關鍵的加速階段。6G 網絡將在 5G 的基礎上進一步演進和發展,支持更加豐富和多樣化的業務形態,滿足極致的業務性能和服務體驗。移動核心網作為移動通信網絡的心臟和大腦,將是這一進程中首當其沖,并發揮至關重要作用的一環。在此背景下,本白皮書繼承中國聯通 6G 網絡體系架構白皮書中提
4、出的 6G 網絡架構設計目標及設計理念,進一步深入探討了 6G 核心網系統架構的設計思路和構建原則,并針對部分核心網關鍵使能技術進行了討論和評估,以期能夠對未來面向6G 核心網的技術研究和標準化工作提供參考。本白皮書由中國聯通研究院編制,未經授權,任何單位或個人不得復制或拷貝本白皮書之部分或全部內容。本白皮書編寫組成員:唐雄燕,王澤林,曹暢,任馳,魏群,楊文聰,邢天齊,張雪貝,李晨儀,穆佳,陳婉珺,李沸樂。中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -4-一、一、移動移動核心網演進核心網演進驅動力驅動力 (一一)應用應用場景場景驅動驅動 隨著行業數字化轉型的深入發展,新的應用場景不斷出
5、現,對下一代網絡提出了更泛在的網絡覆蓋、更高的傳輸速率、更低的業務時延、更靈活的定制能力等進一步躍升的能力和性能要求。面向未來網絡演進,應用場景驅動的網絡能力拓展主要體現在以下方面:泛在泛在覆蓋覆蓋,面向網絡覆蓋邊界的拓展:,面向網絡覆蓋邊界的拓展:隨著人類足跡的不斷擴展,偏遠地區或極端環境下的通信需求也在逐漸涌現,如何拓展現有的網絡邊界,使移動用戶在全球的任何位置都可以接入到統一的網絡中,逐漸成為網絡演進的核心目標之一。如何通過無處不在的連接能力,滿足偏遠地區的通信需求如災區應急通信、無人機巡檢、環境監測等無處不在的連接需求,將是 6G 網絡架構設計過程中需要研究的重要課題。沉浸式通信沉浸式
6、通信,面向用戶極致體驗的拓展:,面向用戶極致體驗的拓展:如何滿足XR業務需求,實現沉浸式業務體驗,讓用戶足不出戶就能身臨其境地感受外面的世界,這對現有的通信技術提出了新的要求。例如,在教育方面,通過6G 網絡支持沉浸式業務,可以實現更高質量的遠程教學,實現高質量的課程體驗,結合 XR 等技術,為教育行業注入新能力。在醫療場景中,則有望通過沉浸式通信能力實現遠程實時診斷、遠程指導、遠程手術、個性化治療等工作,解決醫療資源的稀缺性與廣大群眾健康中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -5-之間的矛盾。大規模通信大規模通信,面向網絡連接極限的拓展:面向網絡連接極限的拓展:面向工業場景,網
7、絡將需要滿足數以萬計的智能傳感器、智能機器人、無人機、自動駕駛車輛等智能設備間的相互合作與協同,6G 網絡將進一步提升此類協同的效率和精度,以應對各種實時變化的業務需求,滿足復雜場景下的業務能力,比如遠程操作設備、排查故障等。用戶中心網絡用戶中心網絡,面向網絡構建邏輯的拓展,面向網絡構建邏輯的拓展:隨著業務多樣性的不斷提升,用戶的業務需求也呈現出逐漸個性化和分散化的趨勢,同時,類似體育賽事、演唱會、商業活動等場景也要求網絡能夠快速的在特定區域內為用戶和應用提供其所需的網絡服務。因此,未來的 6G 網絡必將是以用戶為中心的網絡,網絡必須能夠快速的理解用戶需求,并基于用戶多樣化和個性化的需求快速的
8、生成高度定制化的分布式網絡。數字化信息服務數字化信息服務,面向網絡服務能力的拓展,面向網絡服務能力的拓展:面向 2030 及未來,移動通信網絡除了提供基礎的連接服務之外,多樣化的信息服務也開始成為用戶和應用的主要服務需求。通過整合豐富和龐大的基礎設施及信息服務資源,運營商將能夠通過 6G 網絡使能包括計算即服務CaaS(Computing as a Service)、AI 即服務 ASaaS(AI as a Service)、數據即服務 DaaS(Data as a Service)等在內的新型信息服務能力,進一步拓展移動通信網絡的能力邊界,為用戶和應用中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術
9、展望白皮書 -6-提供更豐富的網絡服務體驗。(二二)技術發展)技術發展驅動驅動 新技術的發展同樣也在驅動著移動核心網向下一代架構的演進。隨著多種新技術如云原生、人工智能(AI)、非地面網絡和區塊鏈等的高速發展,以及跨領域技術融合的新趨勢,新的技術正在與移動通信網絡技術進行深度的融合,而移動核心網作為業務使能和控制的中心,也將成為新技術融合的最前線。新技術為移動通信網絡帶來的演進驅動力主要體現在以下方面:云原生云原生:網絡云化技術正從以虛擬機形態的資源池向容器形態的資源池演進,同時包括 DPU、GPU、專用芯片等在內的異構資源也在不斷涌現,以滿足差異化的網絡部署和業務需求。這為構建更高性能的云化
10、網絡打下了技術基礎,進而支撐其技術架構從網絡云化向云原生演進,并成為下一代網絡的演進方向之一。非地面網絡:非地面網絡:非地面網絡通信技術的發展正推動網絡的進一步融合,以空天地海一體化為標志的泛在接入融合通信已經成為下一代移動通信網絡的一個重要的發展和演進趨勢,通過無處不在的泛在連接能力,將進一步構建全球統一的新一代通信范式,擴展全球統一的移動通信的服務邊界。人工智能:人工智能:AI 技術的發展為行業的數字化轉型注入了智能,新一代芯片的引入,使得智能計算的能力大幅提升,AI 算法,特別是中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -7-大模型為代表的算法快速發展,大幅提升了 AI 的精度
11、和效能。智能硬件與軟件的結合,將進一步提升網絡的智能化水平,在網絡故障定位、無線網絡優化、網絡智能運維、智能客戶服務、用戶體驗保障及提升等方面都有大量潛在的應用空間。算網融合算網融合:算網融合技術面向高效算力協同應用需求,逐漸成為支撐智能化社會發展的關鍵要素,并開始在各行各業發揮舉足輕重的作用。隨著計算與網絡技術的加速融合,算力網絡將成為新的網絡代表能力之一,用以滿足對算力具有較強需求的業務場景如云游戲、高清音視頻渲染、網絡智能任務按需卸載等,進而提升網絡資源調度效率以及用戶的業務體驗。區塊鏈:區塊鏈:區塊鏈技術在安全方面的能力已經得到全面驗證,區塊鏈技術與網絡技術結合,將在網絡的安全層次與安
12、全能力方面帶來提升,也將促使區塊鏈技術在網絡管理,用戶管理,能力開放等的應用創新,提升網絡的安全水平。(三)標準演進(三)標準演進驅動驅動 目前,全球業界已開啟對下一代移動通信技術(6G)的研究探索。當前階段,ITU-R 已經完成并發布了IMT 面向 2030 及未來發展的框架和總體目標建議書,在 IMT-2020(5G)“鐵三角(eMBB、URLLC、mMTC)”的基礎上進一步向外延伸,拓展出六邊形所對應的六大業務場景,即:沉浸式通信,超大規模連接,極高可靠低時中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -8-延通信,AI 與通信融合,通感一體,以及泛在連接,并在這六大業務場景的基礎
13、上,進一步提出了 6G 網絡的四項總體目標,即:可持續性,連接未連接的連接,安全/隱私/韌性,泛在智能。圖 1 IMT-2030(6G)的六大場景和四大設計原則 ITU-R 同步制定了 IMT-2030(6G)的時間表,明確將在 2030年發布 IMT-2030 標準規范。中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -9-圖 2 ITU-R IMT-2030(6G)時間表 在此背景下,3GPP 也正式宣布將研發 6G 標準規范,并啟動了針對 6G 的討論,明確將在不早于 2029 年 3 月的時間點完成并發布3GPP 6G 標準規范。同時,于 2024 年 3 月在荷蘭鹿特丹舉辦的3G
14、PP 一階段關鍵用例研討會期間,3GPP 也與 ITU-R 開展了聯合的圓桌討論,進一步明確了后續的 6G 標準計劃。上述的重要討論及發布,標志著 6G 標準化進程已經進入了關鍵的加速階段,產業各界均開始提速進行 6G 系統架構及關鍵技術的布局,6G 標準化的發令槍已經正式打響。二、二、6G6G 核心網核心網設計設計目標目標 (一)(一)目標與目標與愿景愿景 2023 年,中國聯通發布中國聯通 6G 網絡體系架構白皮書,中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -10-提出了 6G 網絡架構設計的三大理念,即:打造超越連接的“新網絡”,以構筑智能泛在的綜合型數字信息基礎設施為 6G
15、架構設計的出發點;創新多元用戶的“新服務”,以滿足千行百業差異化需求和智算融合需要為 6G 架構設計的關鍵點;構建平臺賦能的“新生態”,以促進云網邊端業協同和產業生態繁榮發展為 6G 架構設計的落腳點。為推進以上的 6G 架構設計理念落地,在開展 6G 核心網架構研究和設計的過程中,應結合應用場景及技術發展兩方面的 6G 演進驅動力,進一步圍繞“任務中心”、“能力內生”、“分布泛在”、“深度開放”的 6G 架構設計目標,實現移動通信網絡向數字化信息服務平臺的全面轉型。任務中心:任務中心:6G 網絡將成為全面使能智能、感知、數據、計算等新型信息服務的平臺,進一步驅動網絡服務模式從提供單邊的連接管
16、道服務轉型為面向多元用戶提供多邊服務的使能平臺。面向全面轉型信息服務平臺的設計目標和理念,傳統的以連接為中心的網絡構建思路將無法適應 6G 網絡服務的增強需求,6G 網絡需要引入新的管控機制,以計算、智能等“任務”為中心設計對應的多維度任務要素調度及協同方案,實現新型信息服務的使能和管控能力。能力內生:能力內生:5G 網絡在不斷演進的過程中,部分新能力的引入是中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -11-通過定義外掛式的網絡新功能實體來實現的。外掛式的設計和增強方案一方面導致網絡架構的復雜度隨著新功能的引入而不斷疊加,另一方面導致新場景的實現方案呈現“煙囪化”的趨勢,使得網絡新能
17、力的泛用性不足。因此,6G 網絡從設計之初,就應在系統架構、網絡接口及協議棧的層面考慮智能、數據、計算等能力的內生,形成統一和通用的服務底座,提高網絡服務資源的調度和使用效率,使能高效的端到端服務能力。分布泛在:分布泛在:隨著網絡邊界的不斷拓展,以及網絡服務對象的不斷豐富,用戶及應用對于網絡的智能、安全、靈活的訴求也越發深入和清晰。6G 多樣化的信息服務形態所需的各類資源如連接、數據、算力等可能部署在網絡的不同的地理位置和不同的網絡域,6G 網絡應能夠基于用戶的位置和業務需求,隨時為用戶提供就近的、隨行的、泛在的資源接入和使用能力,通過高效的分布式資源部署和調度協同,使被服務對象每時每刻都能享
18、受到最優的業務體驗。深度開放:深度開放:6G 時代多樣化的業務生態,要求網絡能夠為業務和用戶提供更為深入和靈活的網絡能力開放框架,傳統的由網絡側定義服務能力和服務粒度的方式已經無法適應未來的應用對網絡的高度定制化需求。在向租戶開放定位信息、感知信息、網絡狀態信息等網絡信息的基礎上,6G 核心網應進一步支持將自身的資源、服務、能力等量綱進行原子化的抽象和組合,并通過統一的 API 開放給用戶,中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -12-由用戶根據自身需求進行網絡信息服務如 AI 服務,數據服務,計算服務的定制和調用,使能更加豐富的網絡服務定制渠道。(二)演進與創新(二)演進與創新
19、 6G 核心網將進一步擴展其服務能力的邊界,通過引入多維度多要素的服務資源,以及對應的新平面、新會話、新 QoS 等框架性的革新設計,實現 6G 核心網“任務中心”、“能力內生”、“分布泛在”、“深度開放”的設計目標。1.1.新新平平面面 面向 2030 及未來,6G 網絡將在 5G 網絡的基礎上提供新的服務能力和應用價值。一方面,6G 將在應用場景的維度進一步擴展,持續拓展用戶極致業務體驗的邊界,另一方面,6G 也將在服務能力的維度持續創新,通過平臺化的架構設計來支持新型信息服務能力,融合通信、感知、計算等服務能力的 6G 網絡將成為社會數字化轉型的基礎。新的信息服務能力要求網絡必須引入新的
20、資源要素進行支撐,以數據、計算等為代表的信息服務資源將以無處不在的形態持續為網絡創造新的需求和價值。面向新型信息服務平臺的轉型需求,5G 核心網已有的控制平面和用戶平面的功能平面劃分和設計的思路已經難以滿足泛在的信息服務資源要素的調度和管控需求,而在核心網控制平面和用戶平面中增強和疊加數據、計算等資源的管控能力,又將造中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -13-成網絡架構的復雜度大幅度提升,為運營商的網絡建設和維護帶來更高的成本和更長的迭代周期?;谏鲜隹紤],在 6G 核心網架構中設計新的功能平面將是一個能夠平衡新能力引入和網絡復雜度的解決思路。通過將數據服務和數據管控相關的數
21、據采集功能、數據處理功能、數據存儲功能等邏輯功能聚合到統一的數據平面,將計算服務相關的算力感知功能、算力調度功能等邏輯功能聚合到統一的計算平面,將可以更好的實現功能平面間能力的劃分和解耦,進而滿足更靈活的網絡部署以及更動態的資源調度需求,使能多樣化的信息服務場景。2 2.新新會話會話 在 5G 網絡以連接為中心的設計和構建思路中,會話的概念主要面向用戶的業務會話(即 PDU 會話),業務會話建立在用戶終端和核心網用戶平面功能 UPF 之間,其核心在于實現終端和應用服務器之間用戶業務數據的傳輸能力。面向 6G 構建“超越連接”的信息服務平臺的演進愿景,網絡所能提供的 AI 服務、數據服務、計算服
22、務等新型服務形態將具有靈活、分布和泛在的特點,服務的兩端將不再限于用戶終端和應用服務器,而可能是網絡中的任意功能節點,包括但不限于核心網網絡功能、基站、終端或應用服務器,對應服務過程的各個功能節點、服務路徑、服務資源也需要基于業務的不同需求進行靈活的編排和管理。中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -14-5G 網絡已有的業務數據會話的建立和管控模式受限于傳統的業務機制,會話路徑固定,服務模式單一,已經無法滿足 6G 網絡構建全新的信息服務形態的發展愿景。6G 核心網需要定義面向新型信息服務的新的服務會話機制,針對不同的信息服務需求適配不同的會話管理機制,并編排最優的會話路徑和必
23、要的服務功能。此外,6G 面向信息服務的新會話將進一步拓展服務消費者和服務提供者的概念,支持網絡中的任意節點可以隨時、按需的請求并建立其所需的服務會話,并且其所需的服務同樣可能由網絡中的任意節點提供,實現基于新會話的靈活管控和任意拓撲能力。3 3.新新 QoSQoS 5G 核心網的 QoS 框架主要面向以“連接為中心”的業務模式和網絡設計原則,重點針對連接服務中業務流粒度的業務數據報文傳輸過程定義傳輸指標和保障要求,包括數據報文傳輸時延、數據報文錯誤率、業務流優先級及搶占能力等。隨著數據、計算等新的服務資源的引入,6G 核心網將能夠支持對外提供多維度的信息服務,服務質量 QoS 的概念也將不再
24、僅僅局限于基于“連接服務”的數據報文傳輸質量,而將基于新的維度,如基于“任務為中心”的思路進一步拓展,以“數據服務任務”、“計算服務任務”等服務的體驗為核心,從更多的維度進行服務質量的評價和保障。例如,數據服務的 QoS 可以通過數據采集精度、數據處理中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -15-時延/能效等指標進行評估和保障,計算服務的 QoS 則可以通過計算精度/時延/能效、計算交互時延/抖動等指標維度進行評估和保障。通過“任務”粒度的 QoS 體系設計,6G 核心網將能夠實現更合理,更高效的資源調度和協同能力,滿足不斷豐富的服務需求。(三三)繼承與共存繼承與共存 5G 核心
25、網已經經歷了多年的演進,其引入的服務化架構、網元功能云化、網絡資源虛擬化等革新技術及發展理念,相較于前幾個代際的核心網架構在網絡彈性、靈活性和可擴展性方面具備明顯的提升。6G 核心網的架構設計需要站在 5G 核心網的肩膀之上,充分繼承 5G核心網已有的原子化、模塊化和平臺化的架構及協議設計理念,并在此基礎上進一步解決已有服務化架構中服務間耦合程度仍然較高,架構拓展限制仍然相對較大的問題,持續的深化演進并真正發揮服務化架構的設計優勢。同時,在未來網絡的演進過程中,5G 和 6G 將存在長期共存和融合演進的需求,因此在 6G 核心網架構的設計過程中,需要優先支持 6G 網絡和 5G 網絡之間的互操
26、作能力,并針對部分關鍵能力(如計算服務、數據服務等)考慮 5G/6G 核心網的兼容和協同,以實現移動通信網絡在面向 6G 的演進過程中,能夠滿足用戶業務及服務的一致性體驗。中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -16-三、三、6 6G G 核心網核心網架構架構展望展望 (一一)總體總體架構架構 6G 作為新一代的移動通信系統,其核心網將是構筑智能泛在的綜合型數字信息基礎設施,滿足千行百業差異化需求和智算融合,促進云網邊端業協同和產業生態繁榮發展的重要驅動核心。6G 核心網仍將支持基礎的連接業務,其連接平面將在 5G 核心網已有控制平面和用戶平面的基礎上進一步進行增強,實現核心網連
27、接平面的可編程能力以及 6G 原生的 AI 能力。同時,面向構筑泛在多元的通、感、智、算一體化信息服務平臺的核心網演進愿景,6G核心網將在傳統連接平面的基礎上引入新的數據平面和計算平面,以支撐 6G 核心網能力內生的演進需求,實現無處不在的面向數據、計算、智能等服務資源的多要素協同服務能力。用戶平面演進用戶平面演進控制平面演進控制平面演進網絡/網元注冊與發現連接控制策略控制通感協同控制業務數據轉發轉發路徑測量計算連接協同用戶面可編程連接平面連接平面簽約管理數據平面數據平面計算平面計算平面能力開放框架能力開放框架AI服務開放數據服務開放計算服務開放連接服務開放感知服務開放QoS保障數據采集數據預
28、處理數據協調數據存儲數據服務編排算力感知算力度量算力注冊算力路由算力節點管理 圖 3 6G 核心網總體架構展望 中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -17-6G 核心網連接平面包括演進的控制平面和用戶平面。演進的控制平面將繼續沿用服務化架構,并在此基礎上進一步實現各個網絡功能、網絡服務的完全解耦,從而實現網絡功能模塊的相互隔離及網絡服務能力靈活的按需調用。同時,6G 網絡將支持分布式組網架構,5G 核心網服務化框架下以 NRF/SCP 為核心的網絡功能發現和選擇機制將進一步擴展,除支持網元級別的發現和選擇外,將進一步支持網絡間的發現和選擇能力。演進的用戶平面則將增強支持服務化架
29、構及協議棧,全面實現 6G 網絡靈活按需的部署能力。此外,6G 核心網用戶平面將具備與計算平面的互通功能,通信模式從傳統的網絡業務調度演進為網絡業務和計算業務的聯合調度,實現網絡資源與計算資源靈活動態的高效協同能力。6G 核心網數據平面重點面向網絡數據種類和數據量高速增長的發展趨勢,圍繞 6G 通信感知一體化、內生智能等網絡內生能力需求進行設計,支持基于數據消費者(如 6G 核心網網絡功能,應用服務器等)的數據服務請求,通過統一的數據平面架構進行按需的數據采集、數據處理以及數據存儲,并且能夠提供數據查詢、檢索和協調能力,實現高效的數據存儲和調用框架。此外,基于不同的數據服務需求,數據平面還應支
30、持數據服務任務的分解、數據服務的編排、以及數據會話的建立和管理,并通過分層分布的數據平面部署框架,實現數據的隨路處理和任意拓撲能力。進一步的,數據平面還應支持基于中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -18-API 的數據服務開放能力,以豐富的應用和靈活的形態實現“數據即服務”的服務能力。6G 核心網計算平面重點面向 6G 時代業務形態逐漸向計算密集型業務演進的需求,通過統一的算力感知框架及按需的算力調度能力,支撐 XR 業務、多模態通信等創新業務形態的極致性能體驗。同時,圍繞 6G 網絡原生的 AI、感知、數字孿生等技術,計算平面將支持提供基礎的計算服務平臺,實現靈活的算力調度
31、及按需的計算任務卸載。在以上 6G 核心網功能平面構筑的基礎上,6G 核心網也將進一步支持更加深度的信息服務開放能力。為此,6G 核心網能力開放框架將在 5G 的基礎上持續增強和擴展,聚合內涵更豐富的跨領域信息服務能力,使能 6G 創新業態。同時,6G 核心網將基于增強的能力開放框架提供更靈活的服務開放手段,拉通 6G 網絡、終端用戶和應用提供方的全鏈條業務需求,構筑多元開放的移動業務生態。(二)功能平面(二)功能平面 1 1.連接連接平平面面 6G 核心網將繼承 5G 核心網已有的基于控制平面和用戶平面的以連接業務為對象的業務實現邏輯,繼續承擔面向基礎連接服務的接入管理、移動性管理、簽約管理
32、和會話管理等功能。同時,針對 6G未來愿景中的新增能力如通信感知一體化、大規模通信及泛在連接等,6G 核心網連接平面還將負責對應業務能力的管理和控制功能,如針中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -19-對感知業務的感知模式選擇和控制,針對無源/半無源物聯網設備的標簽分配和管理等。此外,針對未來潛在的新業務發展和演進前景,連接平面還將進一步增強以支持提供更加敏捷的原子化服務能力,實現網絡從提供移動通信服務到提供移動信息服務的轉型。對比 5G 核心網已有的控制平面和用戶平面能力,6G 核心網連接平面的主要變化及增強體現在以下幾個方面:平臺平臺化化拓展拓展:5G 核心網控制平面網絡功
33、能之間的交互已經全部采用基于 HTTP/Restful 的服務化協議框架,但用戶平面接口(如N3,N9 接口),控制平面和用戶平面之間的接口(如 N4 接口)等仍采用 GTP 等傳統協議,網絡功能間的耦合度較高,使得網絡無法以高度模塊化和平臺化的架構形態對外提供服務,制約了網絡的靈活敏捷部署。因此,6G 核心網用戶平面功能需要全面深化平臺化和模塊化的功能和接口協議設計,實現網絡功能間,以及網絡服務間的全面解耦,滿足日益靈活和動態的網絡部署及管理需求。極簡化極簡化架構架構:5G 核心網演進至 Rel-18 版本,3GPP 標準中已經定義了數十個服務化網絡功能及更多數量的服務化接口,并且隨著后續版
34、本的研究和標準化工作的推進,這一數字還可能進一步增長。新功能標準化過程中不斷的在 5G 服務化架構的基礎上定義新的邏輯功能和邏輯接口,導致網絡架構的復雜度持續增長,對運營商網絡新能力的引入和部署造成了困難。未來,6G 核心網連接平面的設計中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -20-應考慮網絡架構的簡化,合理的進行網絡能力的分解和重構,進一步加強網絡功能的內聚,并盡可能的縮減網元間的交互,提升網絡新功能部署和實施的效率。這一連接平面功能分解和重構的思路將不僅僅局限在 6G 核心網首個版本的能力定義過程中,而應在后續潛在的新功能引入時作為網絡架構增強的基本原則之一,將功能的擴展聚焦
35、在服務粒度而不是網元粒度,避免隨著后續版本新功能的標準化而導致網絡功能和網絡接口數量的持續膨脹。內生內生 AIAI 能力能力:5G 核心網通過基于網絡數據分析功能 NWDAF的核心網智能化方案,實現了智能策略控制、網絡負載及擁塞分析、網絡切片性能分析及保障、邊緣計算路由智能化調度等智能化解決方案。但以 NWDAF 為核心的數據分析過程,需要先將采集的數據匯聚到云上進行相對集中的數據預處理、數據分析、數據存儲等操作,隨后再將分析結果返回給分析的消費者。隨著業務的演進,未來 6G網絡的流量模型將發生顯著的變化,越來越多的業務流量將終結在網絡的邊緣,目前的數據處理方式將導致網絡在數據傳輸方面耗費大量
36、的資源。未來的數據處理模式將逐漸傾向數據的隨路處理和使用,結合這一發展趨勢,未來 6G 核心網連接平面將具備普遍的、泛在的AI 能力,連接平面的各個網絡功能將具備各自自有的 AI 能力模塊,結合 6G 核心網新引入的數據平面/計算平面,實現數據的按需、就近采集和調用,以及就近的分析和處理,極大的降低數據傳輸和數據中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -21-處理的資源需求。此外,連接平面網絡功能的 AI 能力也應同時支持域內或跨域的聯邦學習能力,實現高效和安全的模型訓練和管理框架。2 2.數據數據平平面面 隨著移動通信網絡能力的持續迭代和增強,網絡中產生的數據量,以及數據的交互需
37、求也在不斷增長,包括網絡內生 AI、高精度定位、通信感知一體化等增強能力的實現都需要通過大量的數據交互和數據處理操作進行支撐。在現有的 5G 系統框架下,一方面,網絡的設計仍主要以面向連接的業務需求為基礎,不同種類的連接通過各自特有的能力框架實現,各個業務特性所涉及的數據也均通過其獨有的能力框架進行采集、處理和反饋,從而形成了一座座的數據孤島,難以進行統一的數據管理和高效的數據協同,降低了數據的整體質量和價值。另一方面,在現有框架下,系統所采集的數據通常先匯聚到云端進行處理和分析,隨后再將分析結果反饋給終端的使用者,隨著業務的不斷發展,越來越多的業務流量呈現出在邊緣終結的趨勢,傳統的數據處理模
38、式將導致網絡在數據的采集和傳輸過程中耗費大量的資源,并同時帶來了數據安全和數據隱私方面的風險。面向未來的 6G 發展愿景,6G 網絡中的各個功能域中的 AI/ML數據、感知數據、定位數據,以及其他網絡和業務運行過程中必要的數據(如網絡狀態數據,業務性能數據等)需要統一的通過獨立的數據平面進行采集、傳輸、處理、存儲以及共享,以建立快捷、高效、中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -22-安全的數據管理框架,解決數據孤島造成的數據價值降低的問題,實現數據的“隨路處理”能力,進而滿足靈活多樣的數據服務應用場景。下圖為 6G 核心網數據平面系統框架示意。圖 4 6G 核心網數據平面系統框
39、架示意圖 數據服務代理:數據服務代理:負責和數據消費者進行交互,接收數據消費者的數據服務請求,根據服務請求的內容選擇對應的數據采集功能和數據處理功能并建立數據傳輸通道。在數據采集和數據處理完成后,數據服務代理負責將被請求的數據反饋給數據消費者。數據服務代理同時具備數據安全和數據隱私管理能力;數據采集功能:數據采集功能:基于數據服務代理下發的數據采集指示,負責選擇對應的數據源進行所需類型數據的采集,并通過數據會話將所采集的原始數據發送給數據處理功能進行后續進一步的數據處理;數據處理功能:數據處理功能:對接收到的數據采集功能所采集的原始數據進行數據處理功能數據采集功能數據服務代理數據處理功能數據采
40、集功能數據協調功能數據消費者數據存儲功能數據平面中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -23-數據清洗、數據聚合、數據規范化等數據處理,形成數據消費者可用的數據集合,并將對應的處理完成的數據集合反饋給數據服務代理?;诰W絡配置,數據處理功能可同時將處理完成的數據發送至數據存儲功能進行存儲;數據存儲功能:數據存儲功能:將數據處理功能處理完成的數據進行存儲,基于網絡和業務實際需要,數據存儲功能可支持對不同的數據集合使用不同的存儲策略,如特定存儲周期(特定時間后刪除)或長期存儲。數據存儲功能可以為存儲的數據建立數據檔案,并將數據檔案信息注冊至數據協調功能;數據協調功能:數據協調功能:接
41、收數據存儲功能的數據檔案信息并進行注冊,記錄已經完成采集和處理并存儲至數據存儲功能中的數據的情況,用于在后續數據服務請求時判斷是否能夠復用數據存儲功能中已存儲的數據集合,避免數據的重復采集和重復處理。在上述框架中,數據消費者可以是移動通信網絡中的其他網絡功能節點(如核心網網絡功能或無線 RAN 節點),也可以是用戶設備UE,或應用服務器。通過數據平面的定義,以及數據平面和其他功能平面合理的功能區分,將可以在一定程度上解決 5G 網絡數據傳輸和處理的瓶頸,實現數據服務相關功能和 6G 核心網其他功能平面的解耦,滿足相對獨立的端到端數據采集、傳輸、存儲和共享能力,提升數據處理效率和中國聯通 6G
42、核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -24-數據服務體驗。3 3.計算平計算平面面 移動算力網絡是以傳統移動網絡的基礎設施及其所提供的連接服務為基礎,在保障連接質量要求的同時,實現移動通信網絡內的泛在算力(如終端算力、基站算力、邊緣算力等算力資源)的感知能力,并通過計算資源的管控機制來協同連接資源與算力資源,從而實現移動通信網絡內按需的計算資源調度,達到網絡服務和用戶業務的最優體驗。在 5G/5G-A 階段,面向移動算力網絡的需求就已經開始逐漸涌現,越來越多的業務對移動通信網絡計算任務的處理能力提出了需求,典型的移動算力網絡需求場景包括:車路智能協同:車路協同場景需要通過構建端-邊-云協同的計
43、算架構,根據車聯網不同業務對算力和時延的不同需求,實現車聯網業務的分級部署和協同調度編排,典型業務如十字路口動態調度、邊端協同駕駛決策、AI 輔助駕駛等;沉浸式業務:當前,XR 等對算力存在較高要求的應用逐漸普及,但受限于終端有限的算力、電池容量和存儲空間,單靠終端難以滿足大模型、大計算的業務能力,需要借助移動算力網絡提供近端算力服務,并通過實時感知算網資源狀態,實時動態的進行算力路徑的調度切換。中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -25-下圖為 6G 核心網計算平面系統框架示意。計算服務管控計算服務編排功能計算服務控制功能計算節點UE計算節點CN計算節點RAN計算節點.計算資
44、源管理功能 圖 5 6G 核心網計算平面系統框架示意圖 計算服務編排功能:計算服務編排功能:計算服務編排功能作為計算服務請求的接收節點,負責進行計算服務的標識、服務上下文的建立和管理、計算服務需求解析和任務分解,以及計算服務生命周期的管理,實現計算服務資源需求的映射并負責對計算服務管控相關功能進行計算服務任務的下發。計算服務控制功能:計算服務控制功能:計算服務控制功能實現計算服務的執行控制,包括計算會話的建立和管理,計算、連接協同的接入管理、移動性管理和會話路徑管理等,計算服務控制功能同時負責完成計算服務QoS 的控制和保障,實現動態的計算資源調度和計算任務的卸載。計算資源管理功能:計算資源管
45、理功能:計算資源管理功能實現對于底層異構計算資源的統一感知、度量和注冊,并完成算力資源拓撲的建立和實時狀態中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -26-的監控,包括計算節點可用性、計算資源實時使用情況等,用于為計算服務控制功能的計算服務執行決策提供依據。面向未來移動通信業務的演進需求,6G 核心網將能夠通過通用的計算平面架構,實現統一的計算資源的感知和調度能力,使能泛在和普惠的計算服務能力,進而為用戶和應用提供隨時隨地的、不受限于硬件能力瓶頸的高質量計算服務體驗。4 4.跨平面跨平面協同協同 6G 核心網通過連接平面、數據平面、計算平面的三平面設計框架,使數據和計算相關的管理功能
46、和傳統的連接管理功能解耦,從而實現靈活動態的網絡部署能力,構建基于 6G 核心網的融合數據、計算、AI 等多樣化信息服務能力的信息服務平臺基座。圖 6 6G 核心網功能平面劃分及協同示意 6GC數據平面連接平面計算平面中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -27-雖然實現了不同功能平面的定義和劃分,但具體到實際的網絡部署和應用實踐,在 6G 業務使能的過程中,網絡服務/用戶業務仍普遍需要通過跨平面的協作來完成,例如,當用戶業務需要高效的音視頻渲染能力進行配合,那么 6G 核心網的連接平面將和計算平面協同,共同將用戶會話調度至最優的計算節點,進而完成用戶業務所需的服務過程。因此,6
47、G 核心網在實現連接平面、數據平面、計算平面間能力解耦的同時,不同功能平面之間也應是有機協同的,其協同主要體現在以下方面:連接平面連接平面數據平面:數據平面:數據平面是數據服務的核心,連接平面中控制平面/用戶平面中的網絡功能也將成為數據服務鏈條上的一環,其既可以是數據服務的消費者,也可以是數據服務所需數據的數據源。作為數據源時,連接平面產生的數據基于數據服務需求被數據平面對應的網絡功能所采集、處理和存儲;作為數據服務消費者時,連接平面向數據服務代理發起數據服務請求,并從數據服務代理獲得其所請求的數據。連接平面連接平面計算平面:計算平面:計算平面完成連接和計算協同的計算任務管理和調度,連接平面在
48、發起連接、建立會話或創建任務的過程中,可以按需同步提出對應的計算服務需求,由計算平面中的計算服務編排功能進行需求的承接和任務的分解。為實現連接和計算的協同,連接平面中的會話管理、策略控制等功能需要進行針對性的增強,同時中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -28-用戶平面也存在進一步演進的需求,如協議棧融合 SRv6 協議能力,對 MoQ 等特定業務傳輸協議的支持,計算資源的上報和注冊等,以實現和計算服務管控相關功能的聯動。計算平面計算平面數據平面:數據平面:計算平面通過實時的計算資源感知和調度,針對對數據服務具有明確需求的服務場景如感知、AI 等,由計算平面輔助進行數據會話路選
49、擇和數據傳輸路徑的優化,將數據傳輸路徑引導至最優的計算節點,進而完成對應的服務任務。(三)(三)分布式分布式組網組網 1.1.總體總體組網組網 當前的移動通信網絡大都采用集中式建設模式,并在邊緣場景中通過 MEC 為用戶提供就近的數據服務。6G 網絡中,各種垂直行業終端、可穿戴設備等物聯網終端數量將急劇增多,如果網絡繼續采用集中式部署模式,那么中心網絡將需要提供超大的容量規模,一旦出現故障,影響的范圍及所涉及的終端用戶數量將會非常龐大,使網絡的可靠性受到巨大的威脅和挑戰。同時,6G 網絡為了能夠深入到各行各業的應用中,還需要提供更大流量、更低時延的服務能力,以XR 業務、精密制造等場景為代表的
50、此類需求也將促進網絡的進一步下沉。因此,為了構建無處不在的接入服務和信息共享能力,以及靈活可靠的網絡服務提供能力,未來的 6G 網絡將出現大量的 MEC 邊緣中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -29-網絡和各種企業專網、園區專網的共存、互聯互通的場景,呈現為以分布式架構為核心的中心網絡結合分布式網絡的網絡架構,其組網形態如下圖所示:圖 7 6G 分布式組網架構示意圖 為了實現 6G 網絡大規模的中心、分布組網,以及網絡間的發現、管理和互聯互通,面向分布式組網架構需要重點考慮中心網絡和分布式子網間,以及不同分布式子網間的互聯和互信,以及分布式子網自身的自治能力。2.2.網絡互聯
51、網絡互聯 分布式網絡面向多種多樣靈活動態的業務場景,例如體育場館、交通工具如飛機/輪船等場景可能出現臨時創建的分布式網絡,其服務周期可能以天甚至小時為單位,因此當分布式網絡臨時創建時,其需要實時的加入到現有分布式網絡體系中,并實現與其他相關聯的分互聯互通分布式子網計算連接數據車聯網中心網絡計算數據數據數據連接連接連接連接連接連接分布式子網連接計算分布式子網計算數據連接計算XRD2D固定接入工業制造網關網關網關網關中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -30-布式網絡間自動發現和互聯互通,實現分布式網絡的即插即用。為此,分布式網絡間需要提供網元級別/網絡級別的自動注冊和發現的機制,
52、例如:基于 NRF 的動態注冊和發現機制、基于區塊鏈、Service Mesh技術的分布式管理機制等。分布式網絡間的互聯互通可以經由服務代理網關實現互通,簡化網絡間互通的組網復雜度,并且可以增強網間的安全可靠能力。其互聯互通方式可分為兩種:可信互聯和非可信互聯。當同一個運營商內不同區域的分布式子網間互聯,可以看作為是可信互聯;當不同企業的分布式子網間、企業和運營商的分布式子網間等,可以看作為是非可信互聯。非可信互聯時,分布式子網間的服務代理網關需要增強安全隔離的能力,例如:通過拓撲隱藏功能防止其他分布式網絡探測域內的各個網元/服務節點;增強防偽抗攻擊能力,避免域內節點受到來自外部的攻擊。此外,
53、分布式網間互聯還需要提供移動性和代理中轉的功能,以滿足本地網絡覆蓋不足的問題。例如:飛機、輪船等場景的自治域網絡,除了提供機載/輪渡的本地數據業務之外,還可以向用戶提供接入互聯網或者歸屬專有網絡的服務能力;并且,該分布式子網自身也具有移動性,需要支持在不同的位置下均可保障與其他分布式網絡間的互聯互通,提供無中斷的數據服務。面向不同的業務場景,分布式子網可能采用不同的接入制式如有中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -31-線接入、無線接入或衛星接入,因此分布式網絡互聯時還需要考慮多種異構網絡間的互聯互通能力。3 3.網網間互信間互信 分布式網絡中,各個網元節點之間,以及各個分布式
54、網絡之間,均需要保障自身的網絡安全、對端可信和業務訪問可信,以防止出現非法節點/非法網絡入侵造成網絡攻擊和信息泄露等安全風險。因此,網絡節點間、自治域之間需要支持安全認證和防護策略。節點/網絡的可信需要滿足身份和位置兩個維度,完成彼此間的認證和授權機制。在服務化架構下,可以采用基于 TLS 的證書認證機制,實現雙向認證;基于 OAuth2.0 框架實現 NF 間的授權;還可以引入基于區塊鏈等技術的身份認證機制,通過分布式賬本管理用戶的身份信息和驗證身份所需的秘鑰信息,實現節點/網絡接入區塊鏈網絡時的身份真實性的確認。此外,節點/網絡間還可以經由服務代理網關進行互訪,由該網關執行所有信令消息的訪
55、問控制驗證,并且提供了彼此間的安全隔離和防護功能,避免故障傳染。分布式網絡還需要對接入的終端用戶進行身份驗證,防止非法用戶的接入。當用戶在非歸屬網絡中接入時,拜訪地網絡需要協同歸屬網絡一起對終端用戶進行身份認證,確保用戶訪問拜訪地網絡的權限合法,或者經由拜訪地訪問歸屬地的權限合法。當經由拜訪地訪問歸屬地時,所有的信令消息和媒體數據可以采用加密技術進行加密,防中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -32-止第三方的竊聽,并保障數據的完整性。4 4.分布分布自治自治 分布式自治網絡需要提供網絡內的網絡自治能力,網絡需要具備自組織、自管理和自優化的能力。面向 6G 全業務場景的分布式自
56、治網絡,可能具有千差萬別的形態和運行環境,有些場景可能具有比較簡陋的運行環境,有些場景可能不具備完善的管理運維團隊,因此,分布式子網需要結合網絡內生智能、網絡數字孿生等技術,實現分布式子網的自動化編排部署機制,提供智能化的自我調控能力,以及無人化的“零”運維能力。此外,分布式子網需要具備自運行的能力。當分布式子網與中心網絡或其他歸屬分布式子網之間的連接中斷時,分布式子網需要具備本地接入和數據服務的能力,提供無中斷、高可靠的數據通信服務。例如:當企業分布式子網和中心網絡間的網絡中斷時,企業分布式子網需要提供無中斷的數據通信服務,保障生產制造業務不受影響。四、四、6G6G 核心網核心網使能使能技術
57、技術 (一)內生智能(一)內生智能 面向 2030 年及更遠的未來,個人終端、家用設備、城市傳感、公路車輛以及工業智能機器人等都將以新型智能終端的形態連接到移動通信網絡中,整個社會通過 6G 網絡交互的終端和連接數量將達到萬億級別,數據、模型、算法等智能要素的交互和應用也將成為中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -33-6G 網絡中最重要的交互形式之一。外掛式和疊加式的智能化能力框架將無法滿足日益復雜的網絡及業務形態,6G 網絡的智能能力需要在設計之初就以內生智能為目標進行重點考慮。通過完全自動化的網絡和 ICT 的智能化基礎設施、敏捷運營和全場景服務,6G 網絡可以為垂直行業
58、和消費者用戶提供零等待、零接觸、零故障的客戶體驗,并支持為第三方應用、行業數字化提供良好的智能化服務基座。未來,6G 網絡將通過不斷的自主學習,高效的終端間協作不斷提升網絡的智能能力和效率,持續為整個社會賦能賦智,實現真正的普惠智能。為滿足內生智能能力的設計和發展愿景,6G 核心網系統架構需要重點考慮以下方面的設計需求:跨域跨域要素要素協同:協同:內生智能能力要求網絡能夠支持全域范圍的 AI要素的管理、調度和協同。在數據協同的層面,網絡需要支持多維度的數據采集、處理和傳輸能力,通過豐富的多樣化數據實現高效的模型訓練和強大的推理能力。在模型協同的層面,則需要 ML 模型具備更高的泛用性和可遷移性
59、,并支持通過聯邦式架構等能力實現數據和模型的高效管理和安全隱私。在算力協同的層面,網絡可以通過如前文所述的統一計算平面實現計算資源的統一、跨域的感知和管理,以及計算任務的按需調度和按需卸載。泛在智能泛在智能框架:框架:內生智能的演進目標要求 6G 網絡能夠提供無處不在的AI服務能力,這也進一步要求網絡中的AI要素如數據、模型、中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -34-算法的部署從集中式向分布式轉變,以實現泛在的 AI 能力。通過將智能要素分布式的按需部署在靠近數據源或消費者的位置,可以有效的降低數據傳輸和處理開銷,提升 AI 服務的處理效率,并在復雜場景下保障數據的安全和隱私
60、。AIaaSAIaaS 服務能力:服務能力:基于 6G 內生智能的發展思路和應用原則,6G核心網將能夠通過增強的能力開放框架,以 AIaaS 的形式向服務消費者(如終端,第三方應用提供商或 6G 網絡本身)開放 AI 業務、AI 能力及 AI 資源要素,通過 6G 內生智能網絡的全域覆蓋和泛在基礎設施,依托端、邊、云、網的分層跨域的資源部署架構,提供高精度、實時性的模型推理、訓練、優化服務,滿足不同指標要求的 AI服務需求,進一步賦能智慧城市,智慧家庭,智慧工廠,智慧醫療等6G AIaaS 應用場景。(二)可編程(二)可編程網絡網絡 面向未來,6G 核心網將支持更加復雜和多樣化的業務場景,業務
61、需求也將是千差萬別和持續動態變化的,這進一步要求 6G 核心網能夠在相對統一的系統架構下支持靈活的網絡資源按需部署、調度和編排能力。同時,為了高效的調動網絡服務資源來使能復雜的業務場景,6G 核心網同時需要具備敏捷和快速的需求響應能力,在感知到對應的業務需求時能夠馬上調用對應的資源,來生成所需的服務能力。為應對上述需求,在 6G 核心網架構設計中引入可編程網絡能力將是中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -35-一個潛在的選項,以滿足未來移動通信系統對于更高速度、更低延遲、更廣連接和更智能服務的需求。5G 階段,移動通信網絡架構設計上已經進行了一定程度的可編程網絡探索和實踐,通過
62、服務化架構和輕量化協議設計,5G 核心網控制平面已經初步具備了快速響應和定制化構建的能力。面向 6G 核心網,網絡架構設計應進一步推進云原生、虛擬化技術實踐,在核心網的連接平面、數據平面和計算平面等主要功能平面的設計中全面深化平臺化、原子化和模塊化的設計理念,并結合 P4(Programming Protocol-Independent Packet Processors),SRv6(Segment Routing IPv6)等協議和編程語言,以及可編程芯片/硬件平臺的引入等,進一步實現 6G 核心網主要功能平面處理邏輯的靈活定義,使能 6G 核心網的深度可編程架構。通過深化網絡可編程能力,6
63、G 核心網將為用戶和應用提供高度靈活、智能和開放的網絡環境,為未來的數字社會提供強大的支撐,推動各行各業的數字化轉型和創新。(三)意圖驅動(三)意圖驅動網絡網絡 意圖驅動網絡(Intent-driven network)又稱為基于意圖的網絡(Intent-based Networking),其作為一種網絡管理和運營的理念,旨在提供更智能、更自動化的網絡控制和優化方案。與傳統的網絡管理方式相比,6G 意圖驅動網絡更加注重用戶需求和目標,以及中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -36-對網絡行為的意圖理解。在 6G 意圖驅動網絡中,網絡管理者將可以通過定義高級的意圖和目標來實現網絡
64、的管理,而不必關注底層的網絡配置和細節。網絡根據這些意圖來自動化配置、優化和管理網絡資源,以實現用戶的意圖和需求?;?6G 的意圖驅動網絡主要通過以下方式實現:意圖建模和描述:意圖建模和描述:網絡管理員通過定義和描述用戶的意圖和需求,將其轉化為可理解的形式。這可能涉及到使用自然語言、圖形化界面或其他方法來表達用戶的意圖,例如提供低延遲的實時視頻傳輸或優化能耗和網絡覆蓋范圍。意圖感知和智能分析:意圖感知和智能分析:網絡具備感知和分析能力,可以監測和收集網絡中的各種數據,如網絡狀態、流量負載、用戶需求等。通過智能分析和機器學習技術,網絡可以從這些數據中提取意圖信號,并理解用戶的意圖。自動化配置和
65、優化:自動化配置和優化:基于理解的意圖,網絡可以自動化地進行配置和優化網絡資源,自動調整網絡拓撲、路由策略、帶寬分配等,以滿足用戶的意圖和需求。這種自動化可以減少人工干預,提高網絡的效率和性能。智能決策和自適應性:智能決策和自適應性:基于意圖的網絡可以做出智能決策,根據網絡環境的變化和用戶的需求,自適應地調整網絡行為,可以動態地適應不同的應用場景和服務要求,提供更好的用戶體驗。中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -37-通過 6G 意圖驅動網絡,網絡管理和運營可以更加智能化、自動化和靈活化。它可以幫助實現更高效、更可靠和更個性化的網絡服務,以滿足不斷變化的用戶需求和應用場景的要
66、求。(四四)網絡共享)網絡共享 隨著未來 6G 無線通信系統的發展,毫米波、太赫茲等技術被視為是擴大頻率帶寬、提升網絡容量的重要 6G 無線使能技術,頻率的提升會造成 6G 基站覆蓋范圍的降低,因此從運營商的部署角度,未來 6G 網絡的部署成本會進一步增加,并且在進行 6G 基站站點以及小區頻率規劃時的部署難度以及后期的運維成本都會有所提升。同時,6G 移動通信系統的重要設計目標之一就是廣域連接,實現全球全域無死角覆蓋,包括空、天、地、海的無線信號覆蓋??梢灶A見,如果依靠單獨的運營商實現這一目標,那么網絡部署的開銷將會非常巨大。因此基于網絡共享的廣域連接方案將是行之有效的未來發展方向。6G 網
67、絡共享技術可以像傳統 5G 網絡共享技術一樣使多個運營商共享彼此的 6G 無線頻譜、無線基礎設施等,在此基礎上,6G 網絡共享將進一步拓展共享的范圍與對象,例如共享衛星接入網、共享6G 網絡能力。引入 6G 網絡共享技術不僅可以緩解各個運營商未來6G 網絡的部署壓力、降低 6G 網絡規劃、部署以及運維的難度,便于未來 6G 通信網絡的迅速推廣,同時還可以整體提升網絡資源的使中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -38-用效率,降低 6G 網絡的總體能耗,符合未來網絡低碳環保的設計目標。6G 網絡共享示意圖如下圖所示:圖 8 6G 網絡共享示意圖 頻率共享:頻率共享:與傳統的網絡共
68、享中的概念相同,即多家運營商可以共享相同的頻譜,節約頻譜資源,降低頻率規劃難度;地面網絡共享:地面網絡共享:與傳統的網絡共享中的概念相似,不同運營商間將可以共享無線基礎設施,不同的是,6G 地面網絡共享也可以基于 6G 核心網的整體架構支持共享 6G 核心網的部分網絡設施,例如考慮 6G 核心網分布式組網方式,地面網絡共享將可以共享分布式子網中的部分核心網基礎設施;衛星網絡共享:衛星網絡共享:多個運營商可以同時共享一整套衛星網絡,該衛星網絡可能支持提供全球覆蓋,并可以在全球范圍內為不同運營商的用戶提供接入服務;衛星網絡共享頻譜共享地面網絡共享新能力共享470M-690M700M-900M2.3
69、G-2.6G4.9G1.8G-2.1G3.5G5G-50G0.1T-10T運營商A運營商BCore NetworkCore NetworkPLMN APLMN BShared RANShared CN Capability感知能力智能能力中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -39-新能力共享:新能力共享:6G 網絡將提供超越連接的多種信息服務能力,例如感知能力、智能能力以及計算能力等,因此 6G 新能力共享可以讓多家運營商共享支持特定 6G 能力的網絡基礎設施或平臺,進一步提升網絡資源的應用價值。網絡共享技術有助于 6G 移動通信系統的部署與發展,是 6G 的關鍵使能技術之一。
70、但是在實際的應用過程中,在共享網絡的同時還需要考慮跨運營商之間的安全、信任以及結算等實際問題,因此 6G網絡還需建立一套完善的跨運營商之間的監管與激勵機制,推動 6G網絡共享技術的演進與發展。中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -40-五五、總結和展望、總結和展望 隨著數字經濟發展戰略的逐步推進,電信運營商的身份也在逐漸從傳統的通信服務提供者轉變為數字信息服務提供者。在此背景下,本白皮書繼承 中國聯通 6G 網絡體系架構白皮書 中提出的面向“新網絡,新服務,新生態”的層次化的數智服務使能平臺架構的 6G 架構設計理念,并進一步探討了面向“任務中心、能力內生、分布泛在、深度開放”
71、等演進目標及愿景下的 6G 核心網系統架構設計思路。6G 作為新一代的移動通信系統,其核心網將是構筑智能泛在的綜合型數字信息基礎設施,滿足千行百業差異化需求和智算融合,促進云網邊端業協同和產業生態繁榮發展的重要驅動核心。數據、計算、智能等信息服務要素同 6G 網絡的深度融合,驅動 6G 核心網系統架構的進一步演進,通過“連接平面、數據平面、計算平面”的三功能平面劃分,結合“新平面、新會話、新 QoS”的網絡管控機制增強,6G 核心網將實現網絡功能的進一步解耦以及網絡管控能力的進一步提升,提供更加靈活、動態、泛在和普惠的信息服務能力。同時,分布式組網、網絡內生智能、可編程網絡、意圖驅動網絡及網絡
72、共享等6G 核心網關鍵組網能力和使能技術在 6G 的應用需求和應用前景已經經過了業界充分的討論,并在現階段形成了一定的共識,本白皮書進一步對其進行了深入的討論和評估,隨著 6G 標準化工作的正式啟動,中國聯通將在未來積極參與相中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -41-關的創新討論和技術研究工作,攜手產學研用各界伙伴共同推進 6G網絡架構設計目標的對齊,推動 6G 發展愿景和設計理念的實現,促進全球統一 6G 網絡架構標準的形成,共同譜寫經濟社會全面數字化轉型的新篇章。中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -42-縮略語縮略語 縮寫 英文全稱 中文名稱 3GPP
73、3rd Generation Partnership Project 第三代合作伙伴計劃 5G 5th Generation Mobile Communication Technology 第五代移動通信技術 6G 6th Generation Mobile Communication Technology 第六代移動通信技術 AI Artificial Intelligence 人工智能 AIssS AI as a Service AI 即服務 API Application Programming Interface 應用程序編程接口 CaaS Computing as a Service
74、 計算即服務 DaaS Data as a Service 數據即服務 DPU Data Processing Unit 數據處理單元 GPU Graphics Processing Unit 圖形處理單元 HTTP Hypertext Transfer Protocol 超文本傳輸協議 ITU-R International Telecommunication Union-Radiocommunication 國際電信聯盟無線電通信組 MEC Multi-access Edge Computing 多接入邊緣計算 MoQ Media over QUIC 基于 QUIC 流的實時媒體傳輸協議
75、NRF Network Repository Function 網絡知識庫功能 中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -43-NWDAF Network Data Analytics Function 網絡數據分析功能 P4 Programming Protocol-Independent Packet Processors 可編程協議無關報文處理 PDU Packet Data Unit 報文數據單元 QoS Quality of Service 服務質量 RAN Radio Access Network 無線接入網 SCP Service Communication Prox
76、y 服務通信代理 SRv6 Segment Routing IPv6 基于 IPv6 轉發平面的段路由 TLS Transport Layer Security 傳輸層安全性協議 UE User Equipment 用戶設備 UPF User Plane Function 用戶平面功能 XR Extended Reality 擴展現實 中國聯通 6G 核心網系統架構及關鍵技術展望白皮書 -44-參考文獻參考文獻 1 中國聯通.6G 網絡體系架構白皮書R.2023.2 IMT-2030(6G)推進組.面向 6G 網絡的智能內生體系架構研究報告R.2022.3 IMT-2030(6G)推進組.6G 總體愿景與潛在關鍵技術白皮書R.2023.4 IMT-2030(6G)推進組.6G 網絡架構展望白皮書R.2023.5 IMT-2030(6G)推進組.6G 數據面架構研究報告R.2023.