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6G网络架构与设计原则是怎样的?

Posted on 2024-04-222024-04-22 by 李, 东霏

随着5G网络的广泛部署,我们的目光已经投向了下一代通信技术——6G。这个全新的网络技术蓝图正呼之欲出,其设计原则无疑是构建这一架构的核心。

6G的设计总共有5个设计原则,分别是至简原则、融合原则、柔性原则、内生原则和开放原则。这些原则将引导我们实现从5G到6G的平稳过渡,同时满足日益多样化的新兴场景和技术创新的需求。

图1:6G设计原则虽然5G已简化架构,相比4G层级更少、服务化更强,但6G将进一步深化服务化、普及MEC、整合新技术、运用AI运维、优化协议,实现更极致的扁平化、灵活性与智能化。

因此,在构思6G网络架构时,简洁性成为了一个至关重要的设计理念。6G网络架构可参考下面的图4。

这不仅关乎网络架构和协议的精简,更在于提升数据传输效率和网络功能的按需部署。由于6G网络将是高度融合的空天地一体化网络,将面临接入规模的不断扩大和需求的多样化。

图2:6G网络拓扑示意图

因此,简洁性设计理念将有助于我们构建更加轻盈、灵活的闭环网络,不仅能够有效降低网络能耗,还能减少规模上的冗余,实现资源的高效利用。

与此同时,融合性也是6G网络的另一大核心概念。它超越了传统的通信传输服务范畴,整合了感知、数据等多种能力,旨在实现多维度的信息服务。这种融合特性将充分利用网络资源平台的优势,为全信息化的发展提供全生命周期的服务支持,推动网络服务向更深层次的融合迈进。

此外,柔性设计在6G网络架构中也占据了重要地位。服务化和可编程化的理念贯穿于网络架构的各个层面,使得软硬件资源能够充分解耦和灵活调配。这种设计不仅增强了网络的柔性,降低了网络升级换代的成本,还为各种新兴应用场景和垂直行业提供了“即插即用”的底座网络接口,极大地提高了网络的适应性和可扩展性。

除了上述设计原则外,内生能力也是6G网络架构的重要支柱。6G网络体系架构需要融合智能、算力和安全等内生能力,实现网络的无所不达、算力的无处不在、智能的无所不及。这种内生能力将渗透到各个领域、网络和单元的全生命周期中,使6G网络架构天然支持超越连接、AI驱动的新范式,为未来的通信技术发展提供了强大的支撑。

图3:6G网络拓扑示意图

开放性同样是6G网络架构不可或缺的关键要素。6G网络应成为一个开放的平台,连接网络内部能力和外部需求,构建良好的互通能力和开放能力。这种开放性将鼓励个人和企业充分利用网络资源,推动行业信息化的发展,为整个社会创造更大的价值。

在这些设计原则的指导下,6G网络架构的构建将包括多个层次:网络资源和基础设施层、网络功能层、服务与能力开放层、管理编排和内生赋能等。这些层次相互协同工作,共同支撑起6G网络的高效运行。

在6G网络架构方面,如下图所示。

图3:6G网络架构

具体来说:

  • 网络资源和基础设施层是整个网络的基石,提供必要的基础设施和多维资源。
  • 网络功能层则基于这些基础设施,通过统一协同调度,为上层提供所需的服务或能力。

图4:网络功能层的三个层

其中,在网络功能层的数据面和控制面方面,数据面负责全网所有数据的采集、处理、分析和服务,而控制面则是一个增强的功能面,不仅支持传统的连接服务,还新增了智能、算力、安全等能力相关的控制服务。

而用户面作为网体系架构中提供用户数据流量处理和转发功能的核心部分,是实现用户业务极致体验的关键所在。通过优化用户面的设计和性能,我们可以为用户提供更加流畅、高效的通信体验。

  • 服务与能力开放层

这一层主要是负责对下层的网络功能进行提取、封装和组合,为网络内部业务或外部应用提供可开放的能力或服务。

  • 内生赋能

在网络内部实现内生能力的全生命周期管理和多要素的按需调度,构建随需取用、灵活高效的内生能力资源池。内生安全和内生AI则分别为网络提供了强大的安全保障和智能驱动力,使得6G网络在应对各种复杂场景和挑战时更加从容和高效。

图4:6G内生智能架构(来源于6G边缘内生智能白皮书)

  • 编排管理

在6G网络中也扮演着至关重要的角色。通过引入新的管理理念和能力,编排管理能够匹配全场景网络按需服务的管理要求,实现对网络资源的高效利用和灵活调配。

通过这些层次的协同工作和不断优化,6G网络将能够满足未来通信的高标准要求,为新兴技术和应用提供强大的支持。这不仅是技术进步的体现,更是对未来生活方式的一次深刻洞察和布局。6G网络的实现将为我们带来一个更加智能、高效、安全的数字世界,开启通信技术史上的新篇章。

Category: 5G

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博主
李东霏
【香农信息技术研究院】

标签

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