IMT-2020网络及未来网络中的网络切片数字孪生 标准立项发展报告

IMT-2020网络及未来网络中的网络切片数字孪生标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:DigitalTwinforNetworkSlicinginIMT-2020networksandbeyond摘要随着第五代移动通信（IMT-2020）网络规模化部署及第六代移动通信（IMT-2030）研究的深入，网络切片作为按需提供差异化服务的关键技术，其高效运营与动态编排面临诸多挑战。数字孪生技术通过构建物理网络的实时虚拟映射，为网络切片的规划、部署、运维和优化提供了革新性解决方案。在此背景下，国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）于2025年正式发布ITU-TY.3168标准，明确了IMT-2020网络及未来网络中网络切片数字孪生的需求、架构及功能要求。本报告全面回顾了该标准的立项背景、研制过程、关键技术内容及产业应用价值，重点剖析了数字孪生驱动的切片生命周期管理框架，并介绍了主要贡献单位的研究工作。该标准的发布填补了数字孪生技术在移动网络切片管理领域国际标准的空白，为智能网络运营及未来6G网络的数字孪生标准化演进奠定了坚实基础。关键词：数字孪生；网络切片；IMT-2020；6G；智能运维；ITU-T标准Keywords:DigitalTwin;NetworkSlicing;IMT-2020;6G;IntelligentOperation;ITU-TStandard一、标准立项背景与战略意义（一）网络切片发展面临的新挑战网络切片作为5G/IMT-2020网络架构的核心创新之一，通过将物理基础设施划分为多个独立的逻辑网络，以按需满足增强移动宽带（eMBB）、超可靠低时延通信（URLLC）和海量机器类通信（mMTC）等多样化业务场景的需求。伴随5G-Advanced及面向6G的演进，切片数量呈指数级增长、切片粒度愈加精细、业务SLA保障要求更为严苛。如何对高动态、异构化的切片资源进行精准规划、实时监控与闭环优化，成为全球运营商与设备商面临的共性难题。（二）数字孪生技术的引入契机数字孪生作为连接物理世界与数字世界的使能技术，近年来在工业制造、智慧城市等领域取得了显著成效。将其引入通信网络管理，能够基于实时采集的网络数据构建高保真切片孪生模型，实现“以虚控实、虚实联动”的智能运维。然而，行业内尚缺乏统一的数字孪生网络架构标准，各厂商的私有接口和模型定义导致互通困难，严重制约了技术的规模化部署。（三）标准立项的战略意义ITU-TY.3168标准的立项与发布，精准回应了上述产业与技术双重需求。该项目于国际电信联盟电信标准化部门第13研究组（ITU-TSG13）“IMT-2020网络及未来网络”框架下开展，目的在于确立面向网络切片的数字孪生系统参考架构与功能模型。该标准的出台具有三重战略意义：其一，为碎片化的技术探索构建了统一的国际准则；其二，通过标准化定义精准对接了IMT-2020及未来网络的演进路径；其三，为6G网络中数字孪生原生（DigitalTwinNative）设计提供了先行指引。二、标准研制过程与关键里程碑（一）研究周期与参与主体本标准的研制历时约两年，经历了从需求收集、架构设计到草案完善、最终审议的多个阶段。主要贡献单位包括中国信息通信研究院、中国电信、中国移动、华为技术有限公司、中兴通讯及韩国电子通信研究院（ETRI）等国际知名机构。项目在ITU-TSG13Q25（面向IMT-2020及未来网络的智能运营与管理）课题组内推进，与Y.3100系列架构标准及Y.3150系列网络能力开放标准保持严格的一致性。（二）与既有标准的衔接与协调为确保标准体系的兼容性，标准制定系统梳理并引用了多项已发布标准文本。在顶层设计层面，严格匹配ITU-TY.3100（IMT-2020网络架构）及ITU-TY.3150（网络能力开放框架）中的术语与功能划分；在与3GPP协同层面，充分适配3GPPTS28.530（网络切片管理）中定义的NSI生命周期管理流程；在能力开放层面，借鉴了ETSIZSM003中关于端到端服务保障的分层模型。这种“承上启下、横向拉通”的编制策略有效保障了新标准在既有技术体系中的兼容性与可用性。该标准经ITU-T第13研究组全会审议通过，并于2025年12月14日正式作为建议书发布实施。（三）核心研讨议题制定过程中，各方重点围绕三个关键议题展开了深入研讨：其一，数字孪生模型对物理网络的保真度评估方法；其二，模型驱动的切片配置下发与网络真实态之间的闭环时延边界；其三，多域环境下孪生系统的安全隔离与数据治理要求。通过多轮技术研讨和贡献文稿辨析，最终形成了各方均能接受的折中方案框架。三、标准主要内容与关键技术解析（一）标准的范围与定位ITU-TY.3168标准聚焦于IMT-2020网络及未来网络中的网络切片管理场景，规定了数字孪生系统的通用参考架构、核心功能实体及关键交互流程。该标准既适用于运营商内部网络运营域的自智网络建设，也适用于向垂直行业提供切片+数字孪生能力的场景化服务。（二）术语与概念模型标准首次对“网络切片数字孪生（NetworkSliceDigitalTwin，NSDT）”给出了规范定义，将其描述为一种针对特定网络切片实例（NSI）的、包含数据模型、行为模型与规则模型的动态虚拟表示。该表示具有双向映射能力：既能反映物理切片的实时运行状态，又能通过仿真推演对物理切片的未来状态进行精准预测，从而支撑切片全生命周期的智能化管理。（三）系统功能架构标准提出了一套分层解耦的NSDT功能架构，包括物理网络层、数字孪生层及北向应用服务层。其中，核心数字孪生层包含数据采集代理、模型构建与管理模块、高精度仿真引擎、策略生成与下发模块等关键功能实体。特别地，标准定义了数字孪生体与物理切片之间的“控制闭环”机制：即数字孪生层通过实时数据同步实现对物理网络的高保真镜像；同时，基于AI推理与仿真验证生成的优化策略，通过南向接口以策略形式下发至网络管控系统执行，实现切片资源编排和SLA的闭环优化。（四）全生命周期赋能流程标准定义了基于数字孪生的切片全生命周期管理流程，涵盖四个阶段：1.设计仿真阶段：在网络切片部署前，基于历史网络数据与业务模型在孪生系统中完成切片容量规划、资源预留策略及拓扑设计的仿真验证，显著降低试错成本；2.部署验证阶段：将网络切片的规划参数在孪生环境中进行预验证，通过“数字优先”的流程确保配置参数的最优性，避免对现网运行状态的影响；3.运维监控阶段：利用数字孪生体实时映射切片运行态，支持基于AI的网络状态预测与异常检测，提高故障定位效率与SLA保障能力；4.优化演进阶段：通过“what-if”仿真分析评估网络调整对既有业务的影响，支撑切片资源的弹性伸缩与拓扑优化决策。（五）关键性能指标为保证数字孪生建模的准确性和一致性，标准定义了模型建立时间、状态同步时延、预测置信度等关键性能指标（KPIs）的量化参考范围。同时针对多源数据采集的安全问题，明确了数据脱敏、访问控制及全流程审计的安全要求，确保数字孪生系统的部署不引入新增安全风险。四、标准的技术创新与产业应用价值（一）技术创新亮点一方面，标准突破了传统基于网管指标的间接监控模式，实现了切片的“可计算、可仿真、可预测”的数字化重构。基于数字孪生的预测性分析能力使得切片管理水平从“事后被动响应”升级为“事前主动预测”，具有显著的代际跃升价值。另一方面，标准提出的“模型/数据/服务”三层解耦架构能够兼容多厂商异构设备的接入，有效降低了数字孪生技术在现网落地的集成门槛，赋能自智网络向更高级别演进。（二）典型应用场景1.智慧工厂场景中，数字孪生系统能够对厂区内多个工业切片进行联动监控，实现业务SLA的精准差异化保障；2.自动驾驶场景中，通过车-路-云一体化数字孪生模型，实现低时延端到端切片的质量预演与动态调整；3.通信运营商网络运维场景中，数字孪生技术可用于切片级网络节能、故障根因分析等具体应用，显著降低运营成本。（三）行业辐射效应该标准的发布不仅对通信设备商、运营商具有直接指导意义，也为垂直行业用户如何按需使用切片能力提供了操作蓝本。同时，其确立的高保真实时建模方法、数据驱动的闭环控制机制，也将在工业互联网、算力网络等跨域融合场景中获得广泛延伸应用。五、主要参与单位介绍——中国信息通信研究院中国信息通信研究院（CAICT，以下简称“中国信通院”）是本标准的核心发起单位之一和主要技术撰稿人。作为工业和信息化部直属的科研事业单位，中国信通院是国家在信息通信领域最重要的支撑单位和“国家高端专业智库产业创新发展平台”。在ITU-TY.3168标准研制过程中，中国信通院依托其在网络架构、标准制定及试验验证方面的深厚积累，牵头完成了标准架构框架设计与核心功能需求的撰写。具体而言，来自中国信通院的研究团队在以下方面作出了关键贡献：一是在需求梳理及场景定义方面，结合其长期承担国家5G/6G重大专项研究成果及对国内运营商网络运营痛点的深刻洞察，提炼了高精度建模、毫秒级同步以及多域协同等核心技术需求，为提案的功能架构设计奠定了研究基础。二是在架构设计贡献方面，创造性地提出了“分层分域”的数字孪生网络参考模型，有效协调了切片管理域与基础设施域的控制关系，兼容了各设备厂商在接口能力上的差异，该方案最终被采纳为标准核心框架蓝本。三是在协同推动方面，积极开展国际沟通与双边磋商工作，在关键分歧点上促成了各方共识，推动标准按时高质量发布。此外，中国信通院充分发挥其作为“中国IMT-2030（6G）推进组”组长单位的平台优势，积极谋划该标准成果在国家6G试验中的验证与推广路径，同时推进数字孪生网络在“5G+工业互联网”领域的应用实践，使得该国际标准成果能够切实转化为赋能实体经济数字化转型的现实动力。六、结论与展望ITU-TY.3168标准的正式发布，是通信网络智能化转型历程中的一个重要坐标。该标准构建了面向网络切片场景的数字孪生系统通用语言与参考框架，为现网5G及未来6G网络实现“切片全生命周期智能管理”提供了不可或缺的国际规则基础。展望未来，该标准将产生长远的牵引效应：在标准演进方向，随着6G研究从愿景走向共识，数字孪生将成为6G网络“原生”能力之一。Y.3168确立的技术基线将为后续开展网络级数字孪生、空天地一体化数字孪生以及AI大模型与网络孪生体的融合标准制定提供坚实起点。在产业升级方向，伴随标准的落地实施，网络数字孪生技术将加速从实验室测试走向现网规模应用。运营商和