中国移动王晓云:6G网络发展及架构设计的思考

责任编辑:王鹤迦 2022.11.22 10:58 来源:IMT2030推进组

通信世界网消息(CWW)2022年11月15-16日,IMT-2030(6G)推进组和中国通信学会联合主办的“2022全球6G发展大会“在上海市隆重召开。中国移动技术部总经理王晓云出席并在15日主论坛发表题为“6G网络发展及架构设计的思考”主题的精彩报告。报告提出了6G的总体目标、设计目标以及架构设计的四大观点,详细介绍了中国移动提出的“三体四层五面” 6G总体架构和当前进展,并呼吁业界共同以架构为牵引,在继承中不断创新。

一、6G总体目标

王晓云指出,6G所提供的移动信息服务,不再仅仅提供信息的传输服务,而是要融入到信息流的全过程。6G网络在立体化全域覆盖的基础上,通过新增通、感、算、AI等多维度要素能力,提供从感知、传输、存储、处理到利用的信息流全过程服务。

6G的四大设计目标包括全域化覆盖、沉浸化性能、多维度能力和平台化网络。第一,全域化覆盖是指,面向泛X带来的打破地理限制、扩展覆盖维度的新需求,6G网络需要支持空天地海立体全域覆盖,构建一体化信息通信系统,采用一体化结构,支持多制式空口传输技术。第二,沉浸化性能不单单是为沉浸化业务提供极致性能,是指网络要感知业务对性能的需求,满足业务对性能的多样化要求,实现多层次、立体式、目标导向的性能。第三,全过程服务需要包括通、感、算、AI、安全可信等多维度能力,通过内生设计,实现能力要素的高性能扩展。第四,平台化网络的设计思想是必由之路,通过构建基于通用、开放、可共享的软硬件能力的平台化网络,面向业务实现一体化能力供给、按需生成、即插即用的多样化平台能力。

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二、6G架构的总体设计

王晓云指出,要实现6G的设计目标,网络架构至关重要。6G的总体架构设计原则应该是在5G服务化架构的基础上,开展端到端架构的继承式创新。总体设计观点是“承”、“展”、“创”、“简”。

承是指继承5G服务化理念。服务化是5G的标志性技术,突破了传统架构的刚性控制,带来移动网络通信体系架构的深刻变革,解决了一张网络承载多样化服务、多样化性能的难题。6G应该继承服务化的核心理念,实现端到端的全服务化系统。

展是指面向信息全过程服务,进行时间尺度、数字空间和跨层跨域等范畴的扩展,以及通信、感知、计算、AI、安全等要素的扩展,面向全网、全域、全要素进行跨层跨域的内生设计。

创是指6G架构根据技术的发展和需求的变化有不断的创新空间,如创新性引入孪生设计理念并定义数字孪生体,创新性提出四层架构体系化设计。

简是指智简设计,形成核心网从集中式到分布式,接入网协议框架简化的发展趋势,支持领域前后拉通、至简低碳运营。

基于前述四大观点,王晓云研究团队开展了6G系统架构的设计。“三体四层五面”的总体架构设计以及HSBA、DAN和DTN三个具体架构设计。

王晓云指出,“三体四层五面”架构的基础是平台化的总体设计思路。其中“体”是架构的空间视图,新定义的数字孪生体和管理编排体两个实体,扩展了全新空间;“层”是架构逻辑视图,也是平台化设计的核心,实现了从烟囱式定制化向分层平台化转变,从下到上通过池化的资源与算力基础、全IP的路由连接、可按需调用的服务化的软件功能、开放使能“平台”,对外提供综合的网络信息服务。“面”是架构的功能视图,在经典的控制面和用户面基础上,增加了数据面、计算面和安全面,强化了功能类别。

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三、6G架构的具体设计

王晓云指出,在6G时代将实现全服务化HSBA的系统架构。服务化架构自5G引入并不断深化发展,从SBA到eSBA再到6G的HSBA,其领域在6G时代将拓展到无线接入网、用户面等各个领域,同时进行服务接口升级和服务机制深化,实现彻底的服务化,奠定架构设计基础。6G服务化架构将从服务设计、服务调用和功能丰富三方面不断提升网络效率。服务设计增强是指增强服务设计机制,引入Service Mesh/Mecha技术,实现业务逻辑和分布式系统之间的更加深入的松耦合;服务调用增强是指提升API调用效率,引入GraphQL技术,有助于更加高效的对图数据进行查询;服务功能丰富是指重点对算力控制功能、通感处理功能、沉浸多感功能进行设计,不断丰富网络能力。研究团队已经在China Communications期刊上发表了HSBA的论文。

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王晓云指出,6G组网设计的核心思路是分布式自治网络架构DAN,实现网络架构从集中向集中+分布协同的方式转变,DAN的核心思想是同构的分布式节点按需扩展,满足6G广域、多场景、按需接入需求。分布式微云单元SCU是构成DAN架构的最关键模块单元,其特点为分布式、自治、自包含,具有一致性的组织框架,可按需定制、按需建立和快捷组网。研究团队自主研发了分布式微云单元SCU的基本版本,构建了同构的分布式节点,包括用户面、控制面和数据面,并具备独立工作、即插即用、自动注册发现、数据分布式存储、动态同步以及分布式移动性管理能力,并完成了IMT-2030(6G)推进组相关关键技术概念样机测试。

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王晓云指出,孪生设计是指数字孪生网络DTN,DTN是实现三体间相互作用的潜在技术架构。可基于数字化方式创建网络本体的虚拟孪生体,通过与网络本体之间的实时交互映射,实现网络的闭环控制和全生命周期管理。研究团队提出了数字孪生网络“三层三域双闭环”架构,以及数据、模型、交互和映射四个核心要素,并深入开展数字孪生网络研究攻关,在《自动化学报》发表了业界首篇数字孪生网络期刊论文,开发了小型数据中心DTN原型,完成典型场景验证。在产业引领和标准化方面,发布白皮书3本,在ITU-T、IETF、CCSA完成多个立项,在国际上建立了数字孪生网络的技术体系。

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王晓云最后提出,系统架构对网络设计起到了至关重要的作用,中国移动希望与业界伙伴继续深度合作,发扬5G架构领先的优势,在6G阶段,以架构为牵引,逐步确立6G网络的发展形态、技术走向和产业基础,在继承中不断创新。


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