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文档简介
场景定制化的6G分布式网络架构及技术研究 1一、6G场景定制化的需求 3(一)6G应用场景需求 (二)5G网络发展启示 5(三)什么是场景定制化 7二、6G场景定制化的网络架构 (一)架构设计原则 8(二)6G场景定制化的分布式网络架构 9三、6G场景定制化的关键技术 (一)概述 (二)网络定制 1.需求感知技术 2.编排管理技术 3.网络可编排 4.简化定制网 (三)网络协同 1.分布式服务框架 24 3.业务可编排 (四)赋能技术 31.网络智能 3 四、典型场景定制化用例 41 41(二)可移动子网 (三)矿山产业 (四)无人机低空监管 45五、总结与展望 47 48参考文献 51 52图目录图1-16G典型场景 4图2-16G场景定制化分布式网络架构 图3-1服务化演进示例 图3-2可编程网络堆栈示例 图3-3SRv6的三层编程空间示例 图3-46G网络的逻辑功能 2图3-5即插即用示例 23图3-6即插即用步骤 图3-7分布式协同流程 图3-8基于区块链的分布式协同流程 图3-9分布式网络互联架构图 图3-10基于网络联盟的网络互联 图3-11业务编排调度流程示意图 图3-12跨网络间切换连续性保障 3图4-1天地一体化信息网络架构 41图4-2机载分布式子网示意图 43图4-3矿山分布式子网示意图 4图4-4无人机低空监管分布式子网示意图 4512023年,国际电信联盟无线电通信部门5D工作组(ITU-RWP5D)发布《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》(以下简称“建议书”),标志着6G的研究从愿景正式走向架构和关键技术。2024年5月,3GPP首个6Gworkshop在荷兰鹿特丹召开,预示着全球的6G研究正由技术研究逐步转向技术收敛和标准制定阶段。ITU-R建议书提出了6G的6类场景(3类5G增强场景及3类全新场景)和15类技术指标(9类增强指标和6类全新指标)。从ITU-R建议书中可以看出,6G网络不仅仅对“连接”服务提出了更高的要求,比如更高的吞吐量、更低的时延、更严苛的可靠性、更多的连接数量、更泛在的连接范围等,同时对服务的类型也提出了更多的要求,除了传统“连接”服务,6G网络还需支持感知、智能等服务并实现与“连接”服务的协同。低时延高可靠的连接需求,最终将要求接入、网络、业务都尽可能的靠近最终用户。感知、智能服务与数据、算力紧密相关,而数据天然具备分散的属性,算力资源也逐步从中心化走向分散。因此,从ITU-R的业务需求可以看出,三种类型的服务都要求网络及业务具备物理分散的特性。基于5G网络的经验可以看出,单一的接入技术无法满足所有场景需求;统一、集中的网络,在满足多样化场景需求时,不断的系统升级及功能迭代,给网络运营带来了巨大的成本和压力,同时,单点的系统故障也会带来大面积的业务影响。而6G网络场景将比5G网络更为丰富,需要一个逻辑上分散并有机协同的网络架构以满足多样化的场景需求,且其能力、资源的多样性在一定程度上需要依赖于共建共享的协作环境。综上,6G需要一个物理、逻辑分散的分布式网络,同时通过网间的协同,形成一个有机的网络整体,以满足未来多样化的场景需求。就像传统语音网络需要考虑网间互通及漫游一样,4G、5G网络标准也考虑了分组域网络“连接”服务的跨运营商漫游互通机制,但并未充分考虑运营商内的多样化组网需求,导致网络实际运营部署时无标准可依,后期通过引入NPN等技术一定程度上弥补了上述需求,但由于涉及终端和网络的2迭代升级,给运营带来巨大压力。而6G“连接”、“感知”和“智能”的服务相比5G服务更加多样化,更需要从一开始原生考虑跨运营商、运营商内的分布式组网需求。本研究报告在IMT-2030(6G)推进组的《6G分布式网络技术的应用场景及需求》报告和《6G网络架构展望》白皮书的基础上,聚焦分布式网络的组网架构,研究6G网络为了满足多样化场景需求所需的网络定制和协同能力,以及新兴技术在6G分布式网络中的应用。本研究报告从场景定制化的特征维度出发,梳理6G分布式网络的场景定制化需求,探讨场景定制化的6G分布式网络架构,分析潜在的6G分布式网络关键技术,并给出场景定制化用例。希望能为业界开展6G分布式网络和6G网络架构研究提供参考和指引。3一、6G场景定制化的需求从技术的角度,尤其是基于性能指标需求的角度,业界提出了5G网络的三类应用场景,包括eMBB(增强型移动宽带)、URLLC(高可靠低时延通信)和mMTC(海量机器通信)。2022年,IMT-2030(6G)推进组发布了《6G[2]报告。2023年,国际电信联盟无线电通信部门5D工作组(ITU-RWP5D)完成了《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标浸式通信、超可靠低延迟通信、大规模通信、泛在连接、人工智能与通信融合、感知与通信融合等六大场景,如图1-1所示。从多个报告的研究成果可以发现,相比5G网络,未来6G应用场景将更多样化,可表现在如面向的用户群体(如大众和企业)、使用的环境(如工业园区和家里)、业务需求(如满足基本通信需求和实现XR游戏)、网络需求(如超级无线带宽和通信感知融合)等方面。此外,随着智能设备的普及,以个人为中心的个性化需求将会越来越突出,可体现在家庭、工作、校园、外出、运动、健康、消费、 (ToPerson,面向个人),即以个人为中心的使用场景如体域网和个人物联网,甚至还可能有随着社会快速发展涌现的各类不可预见的新场景。综上所4integratedAIintegratedAICommunication图1-16G典型场景3未来6G应用场景在功能、性能、安全、部署、接入、管理等方面对网络提出了差异化的需求,举例如下:·功能需求:6G整体网络功能需求将从“通信连接”扩展到“通感智算”。例如感知智能场景需要感知和智能相关功能,全息应用场景需要感知相关功能,数据服务场景需要数据相关功能;·性能需求:6G性能需求将在5G的基础上进行提升,并在感知、智能、计算等方面进行拓展。例如行业子网场景在远程操控方面存在超高确定性需求,数字孪生应用场景(数据服务场景)在全量数据采集方面存在超大规模连接需求;·安全需求:未来6G网络将更加安全可信、全面保障用户隐私,提升业务安全能力。例如数据服务场景在数据传输、数据存储等方面存在数据安全需求,行业子网场景在机器控制方面存在链路安全需求;·部署需求:场景化部署需要网络架构设计足够灵活,以适应各种场景化的需求。例如感知智能场景在快速AI处理方面存在就近部署需·接入需求:多样化场景要求实现动态泛在接入,可体现在接入位置、5接入制式、直接/间接接入等方面。例如连接服务场景在广覆盖布网方面存在空天地多种接入方式需求,临近网络场景在通信质量提升方面存在中继接入需求;·管理需求:6G需要更灵活的管理方式来调整网络,从而快速满足场景需求。例如行业子网场景在企业自运维方面存在管理需求。因此,6G网络需要按场景进行定制,并支持分层分布式。面向6G应用场景差异化的网络需求,6G网络需要根据场景的需求,进行定制化的设计,例如灵活的选择网络接入方式、网络功能模块集、部署位置,按需选择所需的计算资源、应用平台如MEC等,并向网络需求方提供对应的网络服务。面向6G应用场景极致化的性能需求、网络部署位置和安全的要求、网络相关的服务和资源(如连接、数据、算力等)分层分布式部署的趋势,网络或网络某些功能可以放在分布式节点中。此外,对于有共性、明确需求的场景,可以通过网络简化来满足场景需求,降低资源需求,提高网络效率。mMTC。为了对不同的业务场景需求进行独立运营和安全隔离以及提供高效的SLA保障,提出了网络切片的概念,网络切片使得运营商能够在一个物理网络上构建多个端到端(无线接入网、传输网和核心网)的、虚拟的、隔离的、按需融合渗透,催生了众多面向垂直行业的应用,根据《20谱报告》[4],截至2022年6月,我国5G虚拟专网超过了5325张,目前该数据下问题:6·网络架构日趋复杂。当前5G网络网元数量多,逻辑接口多,HTTP信令链路多(例如有40余个网元、80余个逻辑接口),网络部署的互操作测试工作量大,每新增一个服务,都会涉及现有多个NF功能扩展和接口交互,导致网络部署升级周期长、运营维护复杂,因此对未来网络高效、灵活适配场景需求带来了一定的难度。·网络灵活性待提升。未来包括垂直行业在内的6G应用需求将呈现极致化和多样化的趋势,具体的场景在大多时候与具体的部署位置相关,而目前5G网络在本质上还是集中式的网络架构,难以灵活满足未来应用在部署位置和个性化通信保障能力的需求,此外,当前5G网络采用专网和切片将网络做简单分类,不同切片之间的架构、逻辑功能划分仍是相对统一的,无法更好的适配每一个具体的应用场景需求,专网的运营受限,并且ToC/ToH/ToB用户通常只能请求/申请固定的网络切片资源,难以灵活变更,易造成需求不匹配、资源浪费等问题。·网络鲁棒性待提升。当前系统中,主要依赖网元层面的容灾保障,一旦故障发生,其影响面往往较大,并且恢复所需的时间较长,通常需要数小时。对于用户来说,这会导致工作和生活中的中断和不便。此外,缺乏网络的自检自愈机制,当故障发生时,没有足够的自检机制来准确发现问题所在,也没有自愈机制来自动化修复,需要人工干预来诊断问题并采取相应的解决方案。然而,这种依赖人工的方式显然是低效且费时的。·多方协作能力待提升。随着数字化转型的不断推进,各个领域和厂商之间的协作变得日益普遍,跨厂商、跨领域的端到端切片自动化编排变得至关重要。然而,实施这样的自动化编排会面临一些复杂的挑战,例如不同厂商之间不兼容的技术和标准、复杂的系统集成以及多样的业务需求。·网络运营智能性待提升。当前5G网络运营系统引入了一些自动化技术,但随着个性化需求的增长,现有5G网络运营系统在全业务随愿服务能力方面存在不足,例如快速识别需求、处理大量个性化需求337时存在一定的瓶颈,导致无法及时响应客户的需求,响应时间可能需要数小时甚至数天。此外,智慧运营涉及到多个方面,关键模型还需要更全面和精确,以便能够更好地监控和管理网络,从而提高网络智慧运营能力。·缺乏行业领域知识。面向行业的专网是5G网络的一个重点发展方向,不同行业的特点和要求各异,需要定制化解决方案来满足其独特的业务需求。然而运营商缺乏对垂直行业的领域知识,深入了解垂直行业用户的实际诉求,并针对其特定的业务需求提供定制化的专用网络解决方案。(三)什么是场景定制化具体的应用场景需求。且由于ToC的基本通信需求的发展已经放缓,ToB垂直行业场景的发展成为了5G网络应用的重要驱动力,可以预见,未来多样化的创定制网络功能、网络服务、网络业务流程、网络协议等,成为6G网络需要解决6G网络将是一个支持场景定制化的分层分布式的网络,分布式的网络节点与中心网络节点协同、统一为最终用户提供丰富的6G服务。8二、6G场景定制化的网络架构IMT-2030(6G)推进组于2023年发布了《6G网络架构展望》白皮书[5],白皮书展望了6G网络系统架构及组网架构。本章承接《6G网络架构展望》,重点关注组网架构,从场景定制化的角度,进一步分析架构的设计原则,提出分布式组网架构,以及阐述分布式组网架构应具备的特征。6G网络架构设计至关重要,对外关系到对新业务新场景的支撑和用户体验,对内关系到网络自身先进性和运营高效性,因此场景定制化的6G分布式网络架构将以终为始,遵循如下原则进行设计:(1)能力增强满足新场景新业务需求人机交互、机机交互等为代表的新业务对6G网络提出了更高能力要求,这些业面向新场景,提升网络定制和适配能力。6G应用场景呈现出多样化、个性化发展特征,包括ToB、ToC、ToH、ToP在内的各类场景的网络在业务特征、性大,对网络服务的按需、差异化提供能力提出了更高的要求。6G网络可通过(2)网络简化和自治降低网络运维要求6G网络将沿着5G服务化架构的思路进行演进和优化,同时解决网络架构9网络功能不断增加,如果采用原有设计思路,NF数量越来越多,网络架构日趋复杂。简洁网络是网络演进追求的目标,新架构应支持网络功能的重构和聚合,将原本大量的NF间的标准化的复杂通信简化为单元模块的内部交互,由原先多个NF组合提供完整能力,变为聚合单元提供完整能力。对于需求明确且固定的场景,网络功能可进一步聚合,通过单一节点提供完整服务。目标是减少需要互操作的接口及服务的数量,简化网络IOT测试、部署和运营。提升网络鲁棒性,保障网络的稳定可靠运行。网络与国民经济活动深度融合,网络故障将造成巨大的经济损失,新的网络架构将在网络自治方面进行提升。通过网络数字孪生管理、端到端智能内生、业务逻辑与数据分离等设计,支持网络故障的自动预警、快速恢复甚至实现网络自愈。(3)技术融合创新满足新场景新业务需求新兴技术是新业务和网络架构创新的催化剂,推动网络架构向新的阶段演进。顺应DOICT融合发展趋势进行6G网络架构设计,引入AI技术、感知技术、非地面网络通信、区块链等技术,提供“连接+”服务。通信与AI融合,支持泛在智能内生。AI推理、模型训练及计算功能将无处不在,在服务于网络自身智能化需求同时,还将对外提供AI服务,推动网络从基础管道向服务平台转变。通信和感知融合,创新服务场景,提升系统性能。通感一体技术可实现距离/速度/角度估计、定位、成像、物体检测和地图绘制等网络新功能。结合AI、网络协作等技术,通感一体技术在支撑创新业务场景同时,也能增强通信和感知的空天地一体化设计,实现泛在连接。非地面网络通信是实现广域覆盖不可或缺的技术,未来6G终端将具备便携可靠、星地兼容的能力,手机直连卫星将成为可能,真正实现无处不在的通信。基于上述6G场景定制化的架构设计原则,本节设计了6G场景定制化的分物布式网络架构,架构总体设想如图2-1所示。中路动能网约带整:功系角r实画通值)佐准两绝哪加咬储/深影巴转工厂鸿炳影蒜动分布达子网场最辐动分布我卡网场聚监动分非式子鞍肠景驱动分市式子网图2-16G场景定制化分布式网络架构该架构引入了中心网络和分布式子网。此处的“中心”与“分布式”是相对而言的,不是严格意义上的物理位置。中心网络满足广域通用服务需求,其中功能网络则满足用户的6G新业务需求,可包括实时通信网络、智能服务网络和感知服务网络等。分布式子网主要满足各个场景下的包括连接、智能、感知等差异化服务需求,例如卫星、飞机、轮船的广域接入和网络本地部署需求、机器控制的低时延接入需求、无人机低空监管的感知需求。中心网络功能相对完备,分布式子网遵循至简设计原则。中心网络辅助分布式子网满足特定场景的服务需求,并且多个分布式子网可以共享一个中心网络,例如,多个场景中的分布式子网可以共享同一个实时通信网络,感知服务网络或智能服务网络。这种共享可以减少冗余和重复部署,使得网络资源得到更有效的利用。此外,为了进一步优化网络性能和满足不同需求,功能网络可以根据需求进行分布式下沉部署。为了更好的匹配和满足未来各类场景差异化和极致化的需求,6G网络应具备场景定制化和分层分布式协同组网特征。1)场景定制化6G场景定制化网络支持对场景需求的精准感知,并按需对网络和安全进行设计,以及端到端的编排。·场景需求精准感知场景需求可以来自于外部(客户/用户)输入,比如通过网络应用使能层的通过AI/通感一体方式智能分析网络运行状态、用户行为以及环境信息等信息,2)分层分布式协同组网6G场景定制化网络架构中的中心网络、分布式子网可以独立提供服务,也·分布式子网独立自治/客户对其进行管理、配置和监控。此外,引入智能技术,可助力网络实现智能·分布式子网与中心网络间协同用户终端可以通过分布式子网接入到中心网络,访问原有的互联网业务和6G新服务,此时解决中心网络在局部地域网络覆盖不足的问题。同样的,分布·分布式子网间协同分布式子网的用户终端可以通过其他的分布式子网接入到自己所属的分布足等,分布式节点间协同可以实现互补增强。例如:企业分布式子网A用户漫游至企业B分布式子网B中,可以借助企业B的分布式子网接入至自己的企业A分布式子网中;也可以通过企业间的互信授权,实现企·分布式子网移动互通,船上人员不仅可以访问船载分布式子网内的网络服务之外,还需要访问自己所属的互联网服务或者归属分布式子网服务,并且始终保持着业务访问的连续性。·分布式子网与多运营商网络间协同有些分布式子网需要具备跨运营商的多网协同能力,例如:机载/车载网络中,乘客可能归属于不同的运营商,因此,对于机载/车载分布式子网,需要具备和多个运营商间的互联互通能力,保障乘客可以访问自己原有的归属在泛在连接的需求驱动下,6G分布式子网将进一步向网络边缘延伸,覆盖终端之间的连接(即近域组网)及各种异构终端;近域组网不仅提供了一种经济便捷的深度覆盖手段,而且可在终端之间自治组网,独立提供通信、算力等服务,或形成网中网的接入和服务形态。6G的近域组网可在各种需求感知技术的辅助下,借助终端之间各种异构的发现和通信能力,满足场景定制化的分布式接入和组网需求。三、6G场景定制化的关键技术本章基于需求和架构来分析场景定制化的6G分布式网络关键技术。从场景需求实现的角度来看,首先需要按需生成各类定制化网络,然后通过定制化网络独立或协同来提供网络服务。此外,还可以通过一些技术赋予网络更高的性能,提升网络为各类场景服务的能力。因此,本章从以下几个方面分析关键技术:·在网络定制方面,需要考虑如何去感知场景的网络需求,并根据需求对网络进行编排管理,从而构建定制网络,涉及的技术包括定制化需求的感知技术、网络的编排管理技术、网络支持可编排的支撑技术以及定制化网络的简化技术等。·在网络协同方面,需要考虑不同的网络,如中心网络、分布式子网等,如何相互协同提供服务,涉及的技术包括网络间的服务注册/发现/路由技术、互联技术、业务的编排调度和连续性保障技术等。·在赋能技术方面,需要考虑场景定制化的6G分布式网络中所涉及的智能、安全、可靠性提升等方面的技术。1.需求感知技术6G应用场景需求呈现多样化的趋势,6G网络架构将“以人为本”作为演进方向,基于现有“尽力而为”网络向未来不断提升“按需服务”能力转变。面向多元化的场景需求,6G网络将能够感知场景需求,来支持定制化网络的构建,从而提供精细化、差异化的服务。技术方案:6G分布式子网支持根据用户的个性化需求(例如功能需求、性能需求、安全需求、部署需求、接入需求、管理需求等)进行定制化的设计,包括定制网络功能、网络服务、网络业务流程、网络协议等,例如灵活的选择网络接入方式、网络功能模块集、部署位置,按需选择所需的计算资源、应用平台如MEC等,并向网络需求方提供对应的网络服务。目前6G分布式网络针对用户需求的感知技术可通过以下几种方式:1.用户主动输入:用户向网络传递场景需求或网络属性等参数,6G网络针对需求进行感知,按需设计网络功能、定制化设计分布式子网,如家庭网络等。这里的“用户”并非仅限于传统移动通信网络中的2C用户外,它涵盖了更为广泛的范畴,包括网络租户、第三方应用以及其他泛用户等概念,如家庭网络的管理者。这些用户可以通过多种途径向网络传递他们的需求。例如,通过UE注册流程、PDU会话建立流程携带相关参数,由网络进行需求感知;RAN服务化场景下,UE可直接向目标网元发送定制化需求;分布式子网管理者还可以通过控制面信令或能力开放接口等方式,灵活的设计并定制分布式子网。2.数据采集和分析:6G网络通过收集用户的行为数据、应用使用情况、网络流量等信息,进行数据分析感知用户需求。例如,收集用户数据流量、传输速度、延迟等指标,通过分析这些指标可以感知到用户在不同场景下的需求。3.人工智能技术:利用人工智能技术,如机器学习和数据挖掘,对大量用户数据进行分析和建模,以预测和判断用户的需求。通过对用户行为数据进行训练和学习,可以建立模型来感知用户将来可能的需求。例如,通过对用户的历史应用使用数据进行分析,可以推断用户在某个特定场景下可能需要的网络资源和4.UE上下文感知:通过UE上下文感知用户需求,如位置、时间、设备等因素,6G网络根据感知结果个性化设计网络资源分配和应用服务,以满足用户的特定需求。例如,根据用户的位置信息来配置附近的网络节点,以提供更低延迟和更高速率的服务;或者根据用户所使用的设备情况,自动调整网络业务流程和优化算法。在具体实施时,可以采用意图驱动网络来实现需求感知。意图驱动网络可以预期效果:通过以上技术和方法,6G网络可以实时、准确地感知用户需求,根据感知到的需求结果进行定制化设计,为具体场景“量身定制”网络,为用户提供更符合其需求的网络服务和应用体验。2.编排管理技术难以匹配6G网络的愿景。为了支撑6G网络架构下的场景定制的服务质量需主动的、智能的、可靠的网络编排管理调度技术,因此在6G网络可以通过支持定制化网络的编排管理调度,以匹配6G全场景网络按需服务的管理要求。技术方案:·全景知识空间编排管理调度方式(此处的“域”指分布式节点):-集中式节点通过分布式节点的知识库迁移感知全域网络管控知识,对定1、利用自然语言处理(NLP)技术及海量文本处理等技术实现不同场景下2、利用人工智能技术,实现传统网络管理模式化要求。·深度融合数字孪生技术字孪生模型进行定制化的编排管理,可实现对6G网络的状态诊断、行为预测和智能调度,将复杂的6G网络进行虚实融合,动态适应场景的变化。优化和个性化所提供的服务,从整体上提高了6G网络的敏捷性、安全性和弹性。·智能网络切片选择技术6G网络针对不同用户及不同应用场景可以划分多种类型的网络切片。每种3.网络可编排究技术在网络通信领域最优的应用使能方式,以期在6G分布式网络中端到端地技术方案:33如图3-1所示,服务化架构演进方向包括核心网用户面的服务化,无线接入网的服务化,以实现全服务化架构。UPF支持eventexposure服务是UPF服务化的重要开端,后续可以进一步使UPF和其他NF可以相互调用彼此的服务。RAN服务化包括接入网与核心网控制面接口的服务化以及接入网内部的服务化,将促进6G分布式子网能够端到端按需组合,满足多种业务需求。服务化接口协议可以向能够提供更加灵活开放、高效可靠的协议演进,例如HTTP/3.0实现了类似TCP的流量控制、传输可靠性,同时集成了TLS加密功能,优化多路复用传输方式解决了头阻塞问题,同时能够快速握手减短链接建立时间。服务化部署可以考虑在部分(例如边缘MEC)场景下引入Serverless技术,使网络各项能力能够更加轻量级上线,部署时只需基于通用基础设施,实现一键式部署和启动服务。可进一步演进支持NRF分布式的服务框架Nran接口的服务化以及接入网内部的服务化CN-CP可以进一步按照微服务方式拆分解耦UP的控制面接口可进一步服务化演进边缘CN-术,使业务能够更加轻量级上线在网络功能以SBA架构灵活解耦的基础上,通过可编程能力,进一步构建具备全场景可定制能力的网络。网络可编程能力体现在很多的层次上,同时网络协议也在不断演进和创新,带来更多可编程的维度和能力。高性能可编程AISC芯片与P4高级语言的出现,使软件定义的边界下沉到了转发流水线的层次,从此网络全栈可以软件化定网络堆栈网络堆栈交模芯片功能控Dhe+PT周伊王:图3-2可编程网络堆栈示例IPv6本身所具有的灵活性和可扩展性,为垂直行业的业务创新提供所必需以SRv6为例,如图3-3所示,SRv6具有三层可编程空间:因此,可以充分利用SRv6的可编程特性,灵图3-3SRv6的三层编程空间示例将可编程网络技术与移动网络用户面相结合是6G网络的一大趋势,通过在用户面应用SRv6协议,构建移动网络端到端的IP网络,简化网络层级,使网络变得更加简单、可控和灵活。另外SRv6的三层可编程空间也为用户面的功能网络用户面的部署方式目前有两种架构:gNB支持SRv6协议的方式和gNB不支持SRv6协议的方式。在gNB支持SRv6方式的场景中AN、TN和CN均使用SRv6协议转发;在gNB不支持SRv6方式的场景中,CN中需要UPF网关将GTP-U协议数据包转换为SRv6协议数据包。在基于SRv6移动网络用户面的场景中,PDUSession可不与SID绑定,可以多PDUSession共用一个SID,也可以将QoSFlow与SID对应。在QoS控制方面,基于不同SID粒度可设计不同的方式来实现QoS保障,如通过定义SIDBehavior、扩展SRH等,方式灵活且可控,保证用户需求及体验。预期效果:性和便捷性,更好满足垂直行业场景需求。通过利用网络可编程能力,使网络寻址空间可通过感知业务触发,进行灵活调整和扩展,并且随着未来具备AI能力的专有芯片的发展和普及,可编程能力将是网络的基本技术特征。4.简化定制网6G网络将支持更多的新场景和新业务,依靠NF不断叠加增强网络功能的方式造成了网络架构复杂、新功能上线时间长以及运营复杂的问题。为了高效、灵活适配新业务新场景,6G网络应进行简化设计,重新定义网络逻辑功能和对外接口及服务,减少网元实体数量、接口数量、服务数量,实现网络架构简化、技术方案:架构简化可通过网络功能重构和聚合来实现,一方面,根据需求明确网络应具备的功能并分类聚合,重新定义对外开放的外部接口及服务,聚合功能内部不做标准定义,可以采用微服务化等方式进行设计;另一方面,可以借鉴IT领域以数据为中心进行网络功能设计开发的方法,减少网元之间的数据交互,降低功能之间的相互依赖。按照上述思路,6G网络在核心网侧可以简化为网络控制单元(NCU)、网网络辅助单元(NAU),这些功能单元是对5G网络功能的继承和增强,其中5G网络中的AMF、SMF、NSSF、NEF,以及PCF和UDM的逻辑处理等部分功能纳入网络控制单元中;将UDM和PC关的数据;网络智能单元(NIU)继承了5G网络NWDAF的功能,同时考虑核继承NRF、SCP功能外,还将引入支持分布式自治网络相关的功能,例如跨域侧的主要功能包括无线控制功能(RAN-CP)和无线网络用户面功能(RAN-UP)。无线控制功能网络数据能无线用户面功能图3-46G网络的逻辑功能未来网络是分布式的网络,网元或子网需要分布在卫星、飞艇、轮船、井下等,如果仅依靠人工部署,则时间长、配置数据复杂、运维难,因此,网络即用:-无线即插即用:无线网络部署上电的时候,可以自动下载配置数据,完-网络单元即插即用:核心网各个网络单元,例如NPU、NCU、NIU、-网络即插即用:网络注册发现+可信认证,包括子网与子网,子网与中无线基站元(NMU)、软件与配置服务器(SCS)等,以支持网络单元IP自动获取、证路,如图3-6所示:①专网定制:按需定制NAUNCUNIU\NDUNPU、RAN等网元注册③域间注册:NAU作为子网的入口点,自动注册到分布式子网中,实现⑤数据同步:如果子网是在中心网络集中开户,则NDU可以同步开户数据到子网中(可选)。教总出出所实自语域!自语域!)自治国2)自治国2E巾图3-6即插即用步骤预期效果:变为网络单元内微服务的处理,流程上也因此得到了简化。以图3-4所示的网络简化方案为例,原有数十个网元减少到数个网络单元,逻辑接口从大约80个减少至大约10个,5G网络中AMF、SMF、PCF之间交互较多的会话处理、策略仅在互通或移动等场景下,按需与其他NCU进行必要的上下文传递等操作。此在共性、明确和固定需求的场景,可以实现可复用的轻量级网络以及极简部署,未来6G网络按需部署分布式子网,由于客户需之间协同提供。此外,在未来6G网络中,分布式子网之间可共享的资源种类趋来6G网络需要考虑网络发现机制。当前5G网络提供连接服务,而6G将提供6G网络发现需求,需要考虑更多维度的网络发现方式。因此,未来6G需要考为了管理NF以及网络,在网络内部引入NF服务管理功能,网络之间引入网络注册中心。各个网络节点(中心网络和分布式子网)内的NF将自身支持的各个网络节点的NF服务管理功能基于NF服务信息生成本网络的网络级服务信息(如网络标识、位置、能力等),并将此网络级服务信息注册或更新到网络注当不同网络节点的NF服务需要交互时,首先发现需要交互的网络(即服务提供网络),再发现网络内的NF服务(即NF服务提供者)。为了网络间的隔时,网络注册中心也会存储用户ID信息与归属NF服务管理功能的地址信息的关系,因此也可通过用户ID找到归属网络。对于NF服务发现,服务消费网络经由服务代理功能进一步查询服务提供网络的NF服务管理功能。当NF服务之间采用直接通信时,服务提供网络的NF服务管理功能提供NF服务提供者信息给服务消费网络,当NF服务之间采用间接通信时,服务提供网络的NF服务管理功能不提供NF服务提供者信息给服务消费网络,NF服务提供者信息只存在于服务提供网络内部。当发现网络以及NF服务后,网络间的服务调度通过直接或间接通信的方式来实现。在直接通信的方式下,NF服务消费者能获取到NF服务提供者信息,NF之间根据NF服务信息直接进行信令通信,在间接通信的方式下,NF服务消费者不能获取到NF服务提供者信息,NF之间的信令通过服务代理功能进行处理、转发。中心网络中心网络影网济舞中心网络服务分布式子网BNF服务发现、NF间接通信NEIueNE注册/更新/发现新警分布式子网AK施讲0在具体实施时,基于NF服务管理和网络注册中心的网络发现以及NF服务发现可以采用NRF增强、区块链等技术实现。网络注册中心可以是一个逻辑上集中的网络注册中心,也可以是由多个分布式节点构成的分布式的网络注册中心。对于后者,分布式节点可以是一个独立的实体,也可以与服务代理合设,即,由服务代理直接作为分布式节点组成分布式的网络注册中心。当分布式的网络注册中心使用区块链技术实现时,由服务代理作为区块链节点加入到区块链网络中,网络节点经由服务代理使用该区块链系统。加入区块链系统的各个服务代理共同维护存储NF服务管理生成的网络级服务信息的区块链,提供基于区块链的网络级服务的注册和发现。NF旅备管理NT源务3.调用预期效果:分布式服务框架通过网元级和网络级服务的管理实现各个不同属性的网络之间的网络及服务的注册、发现、服务转发和调度等。可有效解决未来现有网络形态固化,无法灵活满足客户的差异化需求的问题,并降低了网元的信令组网能力要求,隐藏了内部网络拓扑结构,另外,通过分布式技术(如区块链技术)实现的分布式服务框架,可提高跨网络场景下的服务注册、发现、路由寻址的可靠性、可用性与灵活性。2.网络互联分布式子网可能包含多样化的能力,从连接扩展到计算、数据、AI等,将不同的分布子网、分布式子网与中心网络互联,可以扩大网络覆盖范围、远程访问业务和共享网络资源/能力,增强网络能力变现。例如:分布式子网与中心网络之间的互联,使中心网络终端可以通过分布式子网连接至中心网络,或者分布式子网终端可以通过中心网络访问分布式子网;分布式子网与分布式子网之间的共享和互联,使外部分布式子网的友好用户可以,通过本地分布式子网,使用其归属分布式子网的接入和数据业务。中必保监中必保监互联互通帝式手DITD2D近场通信技术方案:网络之间的互联互通,主要涉及网间的安全互信机制、网间的互联互通机制等关键技术:1)网间的安全互信机制:网络之间必须在保障自身网络安全的前提下实现互联,防止来自对端网络的安全攻击、自身网络的数据泄露等风险。首先,网络间需要进行互信认证和安全防护。分布式子网部署位置可能是运营商机房,也有可能是企业园区,因此不能保证每个网络都是安全可靠的,因此,在网络间必须引入彼此间的互信认证机制,以及对自身网络的安全防护功能。分布式子网间、分布式子网与中心网络间,可以采用基于证书的安全协商机制,也可引入区块链等分布式认证机制,实现对互联网络的身份认证,避免非法网络接入。此外,自身网络也可部署安全代理网关,对所有与外部交互的消息进行过滤和代理转发,实现对自身网络的隔离保护功能。其次,本地分布式子网和归属网络需要对用户身份进行验证。当用户接入本地分布式子网时,本地分布式子网需要协同用户的归属网络一起对用户的身份进行认证,确认用户有权限访问本地分布式子网或者经由本地分布式子网连接到用2)网间的互联互通机制:网间的互连可分为2大场景:可信互连和非可信互连。可信互连时,网络之间可以直接互访或经由安全代理网关互通,例如:同一个运营商内不同地市网络之间的互访。该场景下,直接互访时,分布式子网中的网络单元(例如:控制面单元NCU)需要注册到分布式子网中,以实现被其他网络发现;经由安全代理网关互访时,仅需安全代理网关注册到分布式网络注册中心中,分布式子网内的其他网络单元可不对外呈现。非可信互连时,网络之间必须经由安全代理网关互通,彼此网络之间相互隔离,并且实现拓扑隐藏,以保障各自网络间的安全防护,例如:企业专网与公网/其他专网之间的互访。该场景下,仅需安全代理网关注册到分布式网络注册中心中,分布式子网内的其他网络单元不直接对外,安全代理网关实现分布式子网内网的安全隔离功能。在具体实施时,网络联盟是一个可行的方式。如图3-10所示,通过网络联盟将不同的网络互联,提供网络联盟的资源/能力共享。5NPF5伙伴/子网C伙伴/子网A伙伴/子网B伙伴/子网C对于网络联盟,需解决以下关键问题:·联盟网络群组管理:定义联盟网络的运行规则,例如联盟内部有哪些角色,不同网络提供什么样的功能,和其他网络如何协同等。·网络连通性与访问管理:为网络互联提供灵活的寻址和路由的服务,以实现联盟网络之间的灵活连接和通信隔离。·运维管理:记录参与方的行为日志,并对成员行为进行监控和审计。33预期效果:通过网络互联,可以共享分布式子网、中心网络的资源和能力,避免网络的重复建设,提高资源利用效率。此外,也可以实现网络快速部署和灵活扩展各类应用和服务,满足不断增长的网络需求,灵活地支持各种规模和复6G网络将超越连接,提供连接+计算+数据等更为复杂的新功能,对于边(边缘网络)和终端的算力、存储、连接等资源,并进行灵活、动态的编排调度,使能高效的异构业务执行,从而满足场景定制化的业务需求。技术方案:业务的编排管理调度整体流程如图3-11所示:业阳学执行业务行当业务完成编排,触发具体业务运行,业务调度根据收集的算力资源信息以及规划的业务计算图,做出调度决策,包括:当前需要部署哪些类别的业务执行实例,每个类别需要部署何种资源以及对应的资源量等。当业务执行体实例完成部署以后,就开始根据部署的配置情况请求输入数据,进行相应的处理计算,执行完成后将执行结果/状态上报,业务编排可根据业务执行条件/环境进行动态调度。面向业务的多样性和动态性,需要对以下几个方面进行深入研究:·业务执行图:针对不同的业务场景,设计不同的业务执行图。例如,精简的IoT数据连接,端管云协同下的感知业务,适应无线环境的分布式联邦学习的训练推理业务等。·资源分布统计描述:研究云边端资源在时间、空间上的动态分布特征以及如何更准确描述分布特征。·动态异构环境的业务执行能力:研究轻量化的编译和执行技术。4.业务连续工业互联、XR、车联网、天地一体等场景下,将面临多接入协同、泛在移动、切换零中断零丢包等更加复杂的挑战需求。在分布式网络下,服务呈现泛在化部署趋势,当用户在移动过程中,即将跨越网络的边缘时,则需要实现网络间的实时切换,提供确定的服务。为了达到极致的端-边-网协同,实现低时延场景下的极致业务连续,网络的触角需要进一步向端侧和云侧衍生,为此考虑对物理UE进行孪生,在网络中为每个UE构建用户级数字孪生体,能够以数字化的形式(DUE)对物理UE进行动态呈现,并对其进行管理,从而使得移动网络增强基于用户的感知和移动业务的服务能力。在UE到达分布式子网边缘时,相邻的分布式子网之间能够协商确认下一个满足接管此业务的网络自治域,并且通过DUE驱动跨分布式子网间的业务迁移和连接切换,实现时空无限的业务连续6G网络将具备连接以外的计算、感知、智能、数据、安全等多维新能力,场景定制化下的用户业务将涉及由网络不同能力组合提供的多样化网络服务。当用户在跨越分布式子网发生移动的过程中,业务连续性的保障不止涉及到传统的连接服务的连续性,还可能涉及算力服务、智能服务、数据服务的业务连续性,以及多种服务之间的统一连续性。为此,考虑将5G支持的3种会话和业务连续性模式(sessionandservicecontinuitymode,SSCmode)进行扩展,以支持6G在分布式网络架构下由多维能力组合提供的多样化服务的业务连续性。轨迹预测:在控制面中为接入此网络的UE构建UE孪生体,即DUE,DUE根据物理UE能力映射低速、中速、高速终端属性标签,并能够结合物理UE的能力驱动网络完成定位任务,包括定位精度、时效性等,针对中高速DUE开启移动轨迹预测,实时感知UE位置信息;网络选择:当用户即将跨越网络的边缘时,DUE通过监控用户的移动轨迹,可向用户推荐下一个合适接入的网络,网络的推荐以保障用户当前进行的业务连续性为主要依据,例如需要考虑下一个网络的带宽、时延等因素。面对算网敏感的实时类业务,可通过相邻网络间各个控制面交互协商,例如当前访问业务的算网需求在新的网络中能否满足,从而确定新的网络。业务迁移:新的网络中的控制面建立DUE副本,动态拉取主DUE用户数据,由DUE副本驱动完成边缘应用的动态加载以及业务上下文迁移,然后通知主DUE边缘应用具备业务接管能力。连接切换:在业务迁移过程中,用户可以保持多网络接入,例如物理UE双连接,直到新的网络和业务均已做好准备后,由主DUE驱动物理UE完成到新的网络的切换。自治域2自治域2不数修自治域3自治域1而新架构通过网间互联,网络控制单元间的能力协商,适配差异化的算网需求,对端网云业一体化调度,从而能够实现时空无限的业务连续性,实现确定的业务体验。1.网络智能6G网络将是一个集中+分布式的网络,且是为具体场景“量身定制”的网络,即未来6G网络将是一个支持场景定制化的分层分布式的网络,各个网络节点之间可以协同为用户提供丰富的服务。此外,6G有望将人工智能等能力融合到网络中,成为承载新用户、赋能新应用的新型数字基础设施。因此,针对不同的场景,6G网络能够通过智能等技术灵活按需生成分布式子网以及协同网络节点提供服务。智能技术在6G网络生成以及网络协同中的应用可以从以下几个方面考(1)定制化网络生成:借助AI等技术,6G网络可以主动感知各类信息,如网络运行状态、用户行为、环境、人流、车流等,对感知到的信息进行分析,从而捕获需求,基于场景和需求,在分析结果的基础上,6G网络将自生成决策策略,包括架构策略、功能策略、参数策略等,并触发编排系统生成支持生成某种特定场景的分布式子网。例如,分析用户行为数据(如移动性管理上下文)得知用户轨迹与某条特定的公共交通(如自动驾驶大巴)的运行路线相同,在特定时间有特定的移动特征,为了提升这部分用户的业务使用体验,可以为其生成分布式子网;分析得出用户在特定区域使用网络,且数据吞吐量较大,业务对上行或下行速率有较高要求,为了提升这部分用户体验、降低大量数据迂回和承载网负担,可以为其生成分布式子网。(2)能力协同补给:在网络部署时,会综合考虑多重因素,比如成本、平均用户数等,会出现当前位置部署的分布式子网节点的能力在某个时间段出现不足的情况,比如体育赛事、大型演出等这样的活动场景,在这个时间段内用户数突然激增,使得当前的网络节点只能服务部分用户数,这时就需要分布式子网节点之间协同工作。为了提前应对这种情况,就需要引入人工智能技术提前预测出将要服务的用户数、网络的能力、网络的规模、网络性能等,然后基于周边可用的分布式子网节点能力、负载(可引入人工智能)等信息,选择合适的分布式子网节点,再通过协同机制,实现网络资源最大化利用和节省成本。(3)网随用户动:当用户的位置发生变化时,网络也跟随用户而变化。在此场景下,如果用户位置发生变化,可能存在的问题是:当前已构建的分布式子网节点无法满足用户业务需求,同时用户在新位置可接入的新分布式子网节点也都无法满足用户的个性化需求,从而造成用户的业务连续性和业务体验可能无法得到保证。为了做到用户无感网络变化、一致性的网络体验,需要网络智能协同,即基于人工智能方式,提前预测出用户下一步的位置,基于并提前在新位置根据用户需求,通过分布式的人工智能算法实现边缘侧的资源联合调度;对网络功能实施按需设计、自动上线、版本升级等策略为用户提供一致的定制化网络(包括网络规模、网络能力、网络性能、网络配(4)业务跨分布式节点协作:由于分布式子网节点是为场景量身定制的网络节点,而且终端的能力和需求也是多样的,因此用户的业务需求可能需要多个分布式子网节点协作才能满足。为了确保用户的业务连续性,需要通过人工智能算法,基于用户的属性和历史信息等信息提前预测确定协作的(5)UE能力“精准匹配”:在分布式网络场景下,每个分布式节点的服务区域是受限的,且是定制化的,即网络节点不是同质的,分布式子网节点提供的能力具有差异性,且UE对网络的需求也不仅仅是“连接”服务,也可能需要算力服务、AI服务等新服务。另外,UE也是不同质的,比如有的UE是一个算力节点,有的UE具备数据服务能力,有的UE可以提供智能相关的能力等,那么对不同能力的UE,就需要能够与该UE能力匹配的分布式子网节点提供服务。通过引入人工智能技术,对UE的能力与业务进行分析和预测,确定与该UE能力与业务匹配的分布式子网节点,设计分布式子网节点按需选择方案,最终实现分布式子网“精准”按需服务、资源利用最预期效果:基于AI,6G网络通过对网络运行状态、用户行为以及环境信息等信息进行智能分析,自动感知需求,按不同场景特征,触发编排系统生成网络,并协同其他网络节点提供服务,进一步提升网络的智能,满足用户多样化的网络使用需求。目标:场景定制化网络根据不同场景需求进行网络的“量身定制”,网络不再是单一、固定的模式,需要针对差异化网络进行安全策略和能力的定制和适配,并随网络状态的变化进行调整,做到安全随业务而动。同时,网络呈现中心化网络+场景化网络的分布式网络架构,不同网络、子域之间需要协同提供服务,需要保证分布式子网跨域通信的互信和安全传输,此外,由于不同网络、服务域之间的网络资源和能力存在差异,安全能力参差不齐,需要实现网络域、服务域之间分布式的跨域协作,实时调用安全能力,实现用户在跨域访问过程中的安全能力协同,保证安全策略的一致性和有效性。区块链技术将数据的存储和验证分散到网络中的多个节点,使用区块的形式存储数据,并提供可编程的智能合约用于定义数据的访问权限和使用条件,能够带来去中心化的信任、数据不可篡改、可根据业务需求灵活制定数据授权策略等特点,因而天然适合解决跨网络的数据授权和隐私保护问题。区块链技术可以用来建立一个联盟链网络,但是与通常方案不同的是,整个区块链网络上仅存储数据的哈希值,而原始数据则只保存在已授权的网络节点上。另一方面,跨网络的数据授权通过智能合约实现,网络参与者使用智能合约来定义数据的访问权限和使用条件,确保数据只被授权的用户或机构使用。1.基于区块链的物理层安全技术在6G分布式通信网络中,面向6G的星地融合网络的一些终端设备自身拥有的计算及存储能力却是十分受限或者缺乏密钥管理设施。通过基于物理层安全的密钥生成技术,利用无线信道的随机性和互易性来生成用于加密消息的密钥,其轻量化的特性省去了传统密码机制中复杂密钥分发和管理的需求。然而传统的物理层密钥生成技术在信息调和阶段会产生相当大的通信开销,对于资源受限设备的能耗是巨大的挑战。基于区块链的物理层密钥生成技术,为星地融合网络中终端设备提供一种结合传统非对称密钥和基于物理层安全的密钥生成方法。通过使用非对称的公私钥对的方式建立设备通信的基本连接,以确定通信双方是合法正当的。进一步地利用基于物理层安全的密钥生成技术,通过信道的互易性,得到对称密钥,从而使得通信双方达成密钥交换,以完成随后的加密通信。随后利用区块链不可更改,公开透明的特性,确保了记账节点作为第三方的可信。同时因为智能合约的可编程系统,使得资源受限终端设备在不需要完整存储区块链分布式账本的情况下,仍然能够通过智能合约的程序调用其发布的信的的息。区块链网络中的记账节点作为第三方对泛在网络设备进行密钥生成中信息调和。这个方法在解决了两个设备在没有建立安全可信的通信情况下因为密钥协商出现信息泄露的情况的同时,显著降低了设备能耗。2、基于区块链的数据访问控制技术区块链作为可信授权中心核验数据访问请求是否被授权。在数据面为分布式存储的情况下,不同数据面之间进行数据交互需要进行细粒度的访问控制,对数据请求者要确保其是合法的,对数据请求的内容需要确保是被允许访问的,以此来有效保护用户身份、用户数据等隐私信息,同时部分数据利用率高,当其被反复请求访问,繁琐的加解密过程也会降低数据使用效率。基于属性的访问控制,将访问结构引入到密文和密钥中,用户的解密能力通过用户属性集与访问结构之间的匹配关系确定,从而实现数据拥有者对密文和密钥的访问控制。数据拥有者无需为每一用户分发属性密钥,只需要通过访问结构进行权限管理,大幅度地降低了权限管理的复杂度,提供了更加灵活的访问控制,从功能上实现了一对多的加密文件访问控制。代理重加密可以根据用户需求为其加密数据提供灵活的数据访问授权,即代理重加密的半可信代理能够根据拥有者加密的密文转换为制定的数据接收者可以解密的密文,并且代理无法获取数据拥有者有关明文和私钥的信息,可以在保证数据加密存储的同时避免多次对相同的数据进行频繁的加密操作。区块链在访问控制和加密存储过程中作为可信的授权第三方,不仅能够为加密过程的授权表进行信任背书,并且可以将参数传递过程以及数据存储地址记录在区块链中,保证其不可篡改,防止隐私信息泄露。·安全能力与策略定制安全能力与策略定制可基于软件定义安全、AI等技术实现,通过安全能力原子化、灵活定制编排和动态加载、智能自适应,实现安全能力与策略的场景化定制。其中,安全能力原子化技术实现安全能力基本单元最小化、且有意义的安全控制能力,以便根据定制化场景按需组合;安全能力编排技术,将不同的资源和能力集成,使其成为一个有机整体,以匹配业务逻辑和管理流程的安全要求,发挥整体防御的作用,通过安全能力编排将安全能力动态加载和调配,动态加载,灵活适配,满足场景化定制需求。安全策略自适应,基于AI技术构建的安全模型,适应特征不同的场景,应用于网络安全智能分析平台。通过分析安全相关大数据,主动对网络安全态势做出实时预测和判断,向安全资源编排和执行层输出安全策略,实现快速预测、快速调整。基于机器学习的安全模型将在大量的离线训练和/或在线学习过程中,不断提升安全事件预测和决策的精准度,并能够快速应用在不同地区的同类网络中。·安全能力协同场景定制化中心网络+分布式子网的分布式网络架构,一方面需要通过跨域信任、传输加密、隔离和访问控制等机制保障跨域通信安全,同时,也需要通过跨域、跨层安全能力和策略的协同,保证安全策略和安全控制的一致性,保障端跨域协同可利用分布式协同技术,在服务节点之间通过情报传递、状态协同、资源共享等,确保跨域服务节点安全策略部署、安全控制过程相互协作,保证中心网络、场景定制化网络之间,以及不同子网络、子域之间安全策略保持一致,同时,安全控制与各网络域能力适配,并在切换移动、网络资源动态调配过程中,维持安全控制的一致性和有效性,保障全生命周期、端到端安全。跨层协同安全机制的设计目标是服务于网络和业务,保障其安全运作,因此安全能力应动态适配网络和服务能力。安全架构设计应与网络和服务架构统一,通过标准接口,安全资源的编排管理与网络控制及资源编排管理进行交互,实现安全控制策略与网络服务策略的一致性和高效性。此外,针对复杂网络环境的融合,网络服务和安全服务应保持连续性与鲁棒性,包括信令、资源、数据等,网络应为用户提供优质的网络服务,及可定义的服务类型与服务时间。预期效果:基于安全能力与策略定制,可以满足不同场景的个性化定制、差异化安全需求,并随场景变化动态调整、适配,保证安全策略的持续性。针对分布式的网络,通过安全能力的跨域跨层协同,保证安全策略和安全控制的一致性,保障6G通信和服务的端到端安全。基于区块链的数据授权方案可以有效降低数据被非授权方获取的风险,提高数据的安全性,保护用户的隐私和数据安全,并根据不同的应用场景和业务需求,灵活定制数据的授权策略,提供个性化的数据服务,满足场景定制化的需求。3.可靠性通过分布式子网间的协同以及分布式子网与中心网络间的协同,进一步提高6G网络的可靠性。技术方案:在互相可信任的前提下,分布式子网节点之间以及分布式子网节点和中心网络节点之间存在连通性。分布式子网节点通过协商选择向中心网络节点或者相邻的分布式子网节点备份接入用户的上下文数据。原网络节点定周期依据用户标识等信息融合从各网络单元汇聚的同一用户的动态上下文数据,并通过数据总线向所选的网络节点备份上下文数据。同时原网络节点将用户标识与备份数据的网络节点之间的映射关系同步给集中式网络节点以供用户备份数据寻址。当原网络节点突然处于无法工作(宕机、断电或其他异常情况)状态时,UE接入的RAN/中心网络节点/相邻的分布式子网节点能够发现其处于不工作状态,能够采取跨域的可靠性管理保证业务连续性。当RAN/中心网络节点/相邻的分布式子网节点发现所连接的原网络节点发生异常或不能为UE继续服务时,选择新的目标网络节点接入,比如通过节点间的协同机制。同时,向目标网络节点触发切换请求。目标网络节点接收到切换请求后,向中心网络节点发起用户上下文备份数据的寻址请求,并且依据反馈的用户上下文存储位置从中心节点或者其它分布式子网节点获取用户上下文信息或者基于本地保存的用户上下文信息拆分解耦并且分发给相应的网络单元,以进行鉴权和相关认证以及业务重建,确保用户无感地重新接入到目标网络节点。另外,目标网络节点根据终端的会话上下文信息选择用户面功能,建立用户面路径,将22业务迅速迁移到目标网络节点,并确保业务的连续性。这里可能需要其它RAN进行辅助完成。预期效果:通过RAN、分布式节点之间、中心节点之间的协同,实现UE上下文和业务等数据的传输和同步,解决了网络节点异常情况下的跨域可靠性以及业务连续性的问题,减少了UE的业务中断时间,保证了UE业务的连续性。四、典型场景定制化用例构应具备灵活适变能力,能够根据不同的场景和业务需求多尺度构建服务网络。本,促进网络开放与业务创新。采用模块化功能设计模式,并通过“功能组件”的组合,构建满足不同应用场景需求的网络。天地一体化信息网络架构如图4-1分布式节点算力节点中心节点分布式节点间,不同卫星子网间(高低轨子网),同层网络不同卫星节点间实现柔性分割。推推例如:地基网络具有更强处理能力,实现完整的网络功能;在星上分布式子网上根据网络部署需求,实现轻量级、可裁剪的功能。另外,结合不同轨道卫星的星历信息和运动轨迹,将用户面功能和控制面部署在不同轨道上的卫星,比如高轨卫星覆盖面积大、链路稳定可靠,作为星上分布式子网的骨干核心网,用来联通网络中各个卫星节点,则将裁剪后的控制面功能部署在高轨卫星上;与高轨卫星相比,中低轨卫星距离地球较近,信号衰减较小,信道质量较好,卫星数量较多,提供的数据传输容量大,则可以考虑部署用户面功能进行数据处理和传输。同时,根据业务需求、星上分布式子网与地面分布式子网的存储能力、计算能力特点,将业务按需在天地之间进行处理。对于实时性要求强、中低计算复杂度的业务处理放在星上分布式子网进行处理;对于全局性、复杂度高、时延要求不高业务放在地面分布式子网进行处理,这里需要星上分布式子网节点和地面分布式子网节点之间的协作。另外,通过分布式部署网络编排系统实现域内自治和跨域协同,网络编排系统可以是部署在地面的网络编排系统以及部署在高轨卫星上的域内网络编排系统。网络编排系统基于内生智能实现网络的智能管理与控制,同时通过网络资源协同和编排系统进行天地一体化信息网络的资源协调和调度,完成端到端网络和天地一体化信息网络架构具备动态可重构、按需组网、多域分布式管控、域内自治等特点,以形成高效能、无阻塞的多维多域异构网络柔性互联能力,实现分布式、按需定制的网络。面向大众消费者的飞机、轮船上部署的分布式子网是一种非常典型的可移动网络。如图4-2所示:乘客归网络B乘务员机载品设施所A图4-2机载分布式子网示意图该网络中,可能存在多个不同的专网,为不同的终端对象提供差异化的接入服务,典型的业务服务包括如下:(1)乘客归属业务网:乘客可以经由飞机/轮船分布式子网接入至归属运营商,使用相关的语音和数据业务。(2)乘客本地业务专网:乘客也可以接入至本地专网,例如:机载专网为乘客提(3)乘务员业务专网:乘务员通常需要一个独立的专网,以便处理工作相关的事务,例如:对飞机/轮船进行检视管理等。(4)机载设施间的通信专网:飞机/轮船上的机载设备也需要一个独立的专网,提供无线通信服务,可以应用在不方便布线的场景、或者和有线/光纤互为备份,提供超高可靠的异构容灾能力。与部署数据中心的普通网络不同,机载分布式子网需要具备小型化、轻量化、低功耗、高可靠等特点,才可以满足机载需求。因此,该网络需要定制化实现,例如:裁剪不需要的功能组件、采用抗震抗冷抗热的硬件设计、根据环境定制的小型化外观设计等。传输等井下设备对上行传输的需求显著,智能采煤、智能运输等装备远程控制应用需要实现实时交互控制和存在高安全性需求,井下设络定制、简化和协同来满足各类应用需求,如图4-3所示。(1)网络定制与简化方面。矿山分布式子网裁剪不需
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