F6G白皮書-V1.1 天地一體化光通信技術(shù) 北郵 激光通信

第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

——天地一體化光通信技術(shù)

信息光子學(xué)與光通信全國重點實驗室

2023年11月4日

信息光子學(xué)與光通信全國重點實驗室

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

1.固定通信網(wǎng)技術(shù)概述

固定通信網(wǎng)是指通信設(shè)備之間通過有線或無線方式實現(xiàn)固定連接的網(wǎng)絡(luò)，可向用戶提

供語音、數(shù)據(jù)、多媒體等服務(wù)。通過百年發(fā)展，固定通信網(wǎng)不斷向著寬帶化、綜合化、IP

化、智能化和融合化的方向演進。固定通信網(wǎng)承擔(dān)著海量信息傳輸?shù)娜蝿?wù)，是國家關(guān)鍵信

息基礎(chǔ)設(shè)施，也是支撐社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的信息系統(tǒng)底座。

1.1.固定通信網(wǎng)演進歷程

在計算機與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的驅(qū)動下，固定通信網(wǎng)在近三十年得到了快速發(fā)展。1900至

2000年期間，固定網(wǎng)絡(luò)主要承載語音業(yè)務(wù)，依托銅線基礎(chǔ)設(shè)施，采用PSTN/ISDN技術(shù)，

典型帶寬為64kbit/s。2000至2006年期間，固定網(wǎng)絡(luò)主要承載網(wǎng)頁業(yè)務(wù)，典型技術(shù)為

xDSL，用于提供20MHz以下的寬帶能力。2006年至2012年期間，固定網(wǎng)絡(luò)主要承載視

頻流業(yè)務(wù)。依靠VDSL技術(shù)以及光纖接入技術(shù)，F(xiàn)TTB以及PON+LAN的接入技術(shù)，固定

網(wǎng)絡(luò)逐步提供30～100MHz的家庭寬帶。2012年至2020年期間，固定網(wǎng)絡(luò)具有承載4K超

高清視頻流的能力，大規(guī)模發(fā)展并應(yīng)用的PON+LAN可以提供百兆及以上的傳輸帶寬服務(wù)。

隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)發(fā)展，新型業(yè)務(wù)對固定網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時延、可靠性提出了更

高要求，來滿足業(yè)務(wù)的高質(zhì)量需求。業(yè)界開始以代際劃分的形式為固定網(wǎng)絡(luò)定義發(fā)展路徑，

提出了第五代固定通信網(wǎng)（F5G,the5thGenerationofFixedCommunicationsNetworks）。

1.1.1.固定通信網(wǎng)

（1）F1G—語音時代：固定通信網(wǎng)從電話網(wǎng)誕生一直持續(xù)到20世紀末，其主要服務(wù)

于語音業(yè)務(wù)，但撥號接入和ISDN發(fā)展速度非常緩慢，僅能支持音頻服務(wù)和撥號呼叫。在

此階段，形成了一個較完整的電話網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，并且其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及控制信號能夠很好

地適配全球網(wǎng)絡(luò)，這標志著電信全球化的開始。該階段接入網(wǎng)采用PSTN/ISDN技術(shù)，對

應(yīng)的傳送網(wǎng)則采用PDH技術(shù)，其基群速率為2Mbps，光纖線路速率以140Mbps為主。

（2）F2G—Web時代：20世紀末到21世紀初，隨著互聯(lián)網(wǎng)以及ADSL技術(shù)的推廣，

固定網(wǎng)絡(luò)進入高速發(fā)展時期，寬帶時代正式開始，主要用于服務(wù)Web業(yè)務(wù)。個人電腦和

瀏覽器的普及推動了互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，固定網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用由電話擴展到了電子郵件、搜索

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引擎以及網(wǎng)頁瀏覽等。接入網(wǎng)以ADSL技術(shù)為代表（10Mbps），對應(yīng)的傳送網(wǎng)采用的是

SDH技術(shù)，光纖線路速率以2.5Gbps和10Gbps為主。

（3）F3G—視頻時代：2005年開始，在多媒體業(yè)務(wù)的驅(qū)動下，固定網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)和網(wǎng)

絡(luò)架構(gòu)都出現(xiàn)了巨大的變化。由于傳統(tǒng)ADSL技術(shù)和原有電話網(wǎng)的架構(gòu)無法支撐“寬帶”業(yè)

務(wù)，因此引入VDSL技術(shù)（30Mbps~200Mbps）。對應(yīng)的傳送網(wǎng)采用的是MSTP技術(shù)，在

SDH技術(shù)基礎(chǔ)上增加了對以太數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載能力。

（4）F4G—4K時代：2012年開始，4K高清信號的出現(xiàn)對寬帶網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要

求。為了滿足這種高質(zhì)量視頻的傳輸需求，需要不低于100Mbit/s的寬帶網(wǎng)絡(luò)。以GPON

技術(shù)為代表的光接入網(wǎng)上行總速率達到1-2.5Gbps，具有高帶寬、穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡化和能夠

長期發(fā)展的優(yōu)勢，因此得到運營商的關(guān)注。同時，對應(yīng)的主流傳輸技術(shù)為OTN光傳送網(wǎng)

技術(shù)，這種技術(shù)結(jié)合了WDM技術(shù)和SDH技術(shù)優(yōu)點，可以實現(xiàn)光纖線路速率全面提速，

單波速率達到100Gbps，一根光纖中同時傳輸80波信號，線路速率達到80*100Gbps。

1.1.2.F5G與F5.5G

2020年2月，ETSI面向全球宣布成立F5G產(chǎn)業(yè)工作組，提出了從“光纖到戶”邁向“光

聯(lián)萬物”的產(chǎn)業(yè)愿景，標志著F5G時代正式開啟。2020年2月，全球主流的運營商、設(shè)備

商、行業(yè)協(xié)會及研究機構(gòu)均已加入該工作組。F5G的主要特征有3個，分別是超大帶寬

(eFBB,EnhancedFixedBroadBand)、全光連接(FFC,Full-FiberConnection)和極致體驗(GRE,

GuaranteedReliableExperience)。

2022年9月，歐洲電信標準化協(xié)會第五代固定網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)工作組發(fā)布了一份白皮書

《F5GAdvancedandBeyond》，介紹了F5G向F5GAdvanced（又稱F5.5G）演進的驅(qū)動因

素、能力維度和關(guān)鍵使能技術(shù)。綜合來看，F(xiàn)5.5G對F5G進行了增強和擴展：

超高帶寬eFBB：通過更先進的固定網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)帶寬容量可提高十倍以上，實現(xiàn)

上下行對稱寬帶容量，實現(xiàn)千兆家庭、萬兆建筑和百G級園區(qū)。利用Wi-Fi7、50GPON、

800G等下一代技術(shù)，將用戶帶寬體驗從1Gbps提升到10Gbpseverywhere。

全光連接FFC：通過光纖基礎(chǔ)設(shè)施的全面覆蓋，實現(xiàn)光纖延伸到每一個房間、每一個

桌面、每一臺機器，充分擴展垂直行業(yè)應(yīng)用。業(yè)務(wù)場景擴展10倍以上，連接數(shù)增長100

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倍以上，實現(xiàn)每平方公里10萬連接的覆蓋。打造智慧家庭/企家協(xié)同/全光園區(qū)數(shù)字化底座。

終極體驗GRE：支持0丟包，微秒延遲，99.999%的可用性。配合AI智能運維，滿

足家庭和企業(yè)用戶的極致業(yè)務(wù)體驗需求。在可保障體驗方面，自動駕駛從L3升級到L4。

家庭寬帶從可視定位到體驗自優(yōu)化，專線/算網(wǎng)實現(xiàn)急速智能鏈接。

同時，F(xiàn)5.5G向三個方面進行擴展：

RRL：在工業(yè)場景，實時韌性聯(lián)接可滿足工業(yè)場景微秒級時延、6個9可用性要求；

OSV：光感知與可視化則聚焦于構(gòu)建光纖通信感知融合和數(shù)字化運營能力；

GAO：OTNToEverySite，打造一跳直達，站點能效提升10倍。

圖1固定網(wǎng)絡(luò)發(fā)展路線前瞻

1.1.3.F6G

雖然F5G和F5.5G已經(jīng)可以滿足地面業(yè)務(wù)的多種需求，但地基固定網(wǎng)絡(luò)在連接覆蓋面

積、建設(shè)成本等方面面臨諸多挑戰(zhàn)。以衛(wèi)星為基座的天基通信系統(tǒng)正在快速發(fā)展，未來將

與地面固定通信網(wǎng)進行深度融合，共同面向消費級互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供寬帶通信服務(wù)，形成天

地一體化的第六代固定通信網(wǎng)（F6G），發(fā)展路線如圖1。

天地一體化網(wǎng)絡(luò)是未來F6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究的核心方向，由衛(wèi)星組成的骨干網(wǎng)絡(luò)使得

地球上的用戶可以隨時隨地享受高速寬帶無線接入服務(wù)，可以克服距離障礙，實現(xiàn)包括地

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面、高空平臺在內(nèi)的任意兩點之間的高速通信，達到全球無縫覆蓋。F6G將實現(xiàn)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)

與地面光纖網(wǎng)絡(luò)的互連互通，構(gòu)成天地一體化光通信系統(tǒng)，滿足不同行業(yè)對下一代網(wǎng)絡(luò)的

需求，并極大地提高用戶體驗，推動社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量增長。

1.2.固定通信網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

2021中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報告指出，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已進入萬物互聯(lián)階段，新的應(yīng)用正在向

固定通信網(wǎng)提出更嚴峻的挑戰(zhàn)。為了支撐未來的萬物互聯(lián)需求，F(xiàn)6G將重點針對覆蓋能力、

生存能力、連接能力、智能能力和安全能力方面的挑戰(zhàn)進行網(wǎng)絡(luò)能力升級，如圖2。

圖2F6G面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)

1.2.1.覆蓋能力

傳統(tǒng)地面固定通信網(wǎng)的優(yōu)勢在于其高數(shù)據(jù)傳輸速率、低時延以及海量連接能力。但其

覆蓋范圍受限，在偏遠及無人區(qū)域建設(shè)難度大、運營成本高。目前，地球上超過70%的地

理空間，涉及30億人口未能實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)覆蓋。

為了支撐未來無人區(qū)域數(shù)字化管理、空間智能體互聯(lián)等新興業(yè)務(wù)的通信需求，未來地

面固定通信網(wǎng)需與空間衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進行融合，構(gòu)建可覆蓋全球的天地一體化骨干通信網(wǎng)絡(luò)，

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推動傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由“面向人”覆蓋到“面向物”覆蓋的轉(zhuǎn)變，為全球用戶的各類應(yīng)用提供全域?qū)?/p>

帶連接支持。在覆蓋能力方面，天地一體化光通信技術(shù)正面臨如下挑戰(zhàn)：

1）覆蓋速率：地基固定網(wǎng)絡(luò)接入速率可達10Gbps，未來將在50G-PON的基礎(chǔ)上進

一步發(fā)展至100G，而當前衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的接入速率仍比較受限。如何提升衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在覆蓋區(qū)

域的接入速率，是覆蓋能力方面的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一；

2）覆蓋時延：亞毫秒級時延將成為空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的整體需求，充分考慮地面和

天地融合網(wǎng)絡(luò)，打造亞毫米波延遲覆蓋、毫秒級延遲覆蓋、十毫秒級延遲覆蓋等多層次網(wǎng)

絡(luò)結(jié)構(gòu)和服務(wù)場景，是覆蓋能力方面的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一；

3）覆蓋密度：由“面向人”覆蓋到“面向物”覆蓋的轉(zhuǎn)變過程中，“萬物智聯(lián)、手機直連、

天地互連”等應(yīng)用將極大提升對網(wǎng)絡(luò)的可達性、可靠性和覆蓋密度的需求，相比于傳統(tǒng)網(wǎng)

絡(luò)，下一代天地一體化網(wǎng)絡(luò)的單位面積接入設(shè)備密度將提升100倍至1000倍，如何有效

提升覆蓋密度，是覆蓋能力方面的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一；

4）覆蓋靈活性：覆蓋靈活性是指覆蓋場景靈活、接入方式靈活、用戶速率靈活以及

終端類型靈活。如何構(gòu)建具有環(huán)境感知、自主智能決策、按需重構(gòu)和無縫融合的天地一體

化網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，是覆蓋能力方面的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。

1.2.2.生存能力

網(wǎng)絡(luò)生存性是指網(wǎng)絡(luò)應(yīng)對故障的能力，對保障網(wǎng)絡(luò)的正常運行具有重要意義。據(jù)統(tǒng)計，

目前光纖網(wǎng)絡(luò)故障平均修復(fù)時間可達5-10小時，生存能力不足將會嚴重影響業(yè)務(wù)質(zhì)量和

用戶體驗。傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)的生存性機制多聚焦于小規(guī)模故障，可保障通信業(yè)務(wù)在面對故障

時具備一定的自愈能力，但面對區(qū)域性的故障通常束手無策。

天地一體化網(wǎng)絡(luò)擴大了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋尺度，同時也擴大了故障的風(fēng)險范圍。未來，天基

的高動態(tài)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)會面臨空間碎片、激光武器等潛在威脅，可能出現(xiàn)規(guī)模性節(jié)點或鏈路故

障。為應(yīng)對大尺度的故障風(fēng)險，天地一體化網(wǎng)絡(luò)的生存性技術(shù)需要由“自愈”向“自組織”方

向發(fā)展，通過對衛(wèi)星節(jié)點、星間鏈路的動態(tài)調(diào)度與配置，支持天地網(wǎng)絡(luò)的智能化自組網(wǎng)，

進而提升網(wǎng)絡(luò)面對大范圍故障的抗毀和生存能力。在生存性能力方面，天地一體化光通信

技術(shù)正面臨如下挑戰(zhàn)：

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1）業(yè)務(wù)動態(tài)管理：由于天地一體化網(wǎng)絡(luò)拓撲存在動態(tài)性，特別是星地鏈路部分，因

此對星間/星地激光鏈路狀態(tài)與連接情況的實時感知是業(yè)務(wù)生存性保障的基本要求，如何

實現(xiàn)廣域業(yè)務(wù)的動態(tài)監(jiān)控與管理是保障業(yè)務(wù)生存性的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一；

2）星地按需協(xié)同：由于目前網(wǎng)絡(luò)傳輸體制和運維方式的約束，當前天、地兩層網(wǎng)絡(luò)

基本采取分域治理的形式，跨域業(yè)務(wù)如何實現(xiàn)多域資源的協(xié)同聯(lián)動以完成路徑拼接與端到

端資源協(xié)同是跨域業(yè)務(wù)生存性保障的關(guān)鍵挑戰(zhàn)；

3）自組織抗毀：傳統(tǒng)業(yè)務(wù)生存性機制通過基于既定拓撲的業(yè)務(wù)路徑計算實現(xiàn)，依賴

于拓撲的實時獲取，然而6G場景中天基平臺的移動性和路徑隨機性增強。因此，針對大

動態(tài)范圍天地一體化網(wǎng)絡(luò)，如何實現(xiàn)基于隨機高動態(tài)拓撲實現(xiàn)自組織抗毀是保障6G場景

中業(yè)務(wù)生存性的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

1.2.3.連接能力

隨著全社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入發(fā)展，各類互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層出不窮，互聯(lián)網(wǎng)中的流量高速

增長，為光通信網(wǎng)絡(luò)帶來了巨大承載壓力。面對日益增長的業(yè)務(wù)流量，當前通信網(wǎng)正在積

極探索高帶寬、低時延等方面的新型連接技術(shù)。

然而，隨著AR/VR、元宇宙和以ChatGPT為代表的人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，未來

天地一體化的網(wǎng)絡(luò)空間將出現(xiàn)更多以“智能體互聯(lián)”為代表的交互式應(yīng)用。為適應(yīng)空間網(wǎng)絡(luò)

和智能體終端的高動態(tài)性，網(wǎng)絡(luò)在提供基礎(chǔ)連接能力之外，還需對高動態(tài)網(wǎng)絡(luò)和終端的位

置進行精準管理，網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)模式也將由“靜態(tài)連接”向“動態(tài)連接”拓展，進而為高速移動

的智能體提供高可靠的網(wǎng)絡(luò)連接。在連接能力方面，天地一體化網(wǎng)絡(luò)正面臨如下挑戰(zhàn)：

1）動態(tài)信道維持：天地一體化網(wǎng)絡(luò)中，星間鏈路隨著衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)高速移動，鏈路的

長度、位置等屬性均呈現(xiàn)出高動態(tài)特征。如何針對這些動態(tài)屬性進行自適應(yīng)信道參數(shù)調(diào)整、

維持信道的通信能力，是實現(xiàn)天地一體化網(wǎng)絡(luò)動態(tài)連接能力的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一；

2）高速連接切換：衛(wèi)星的高速移動還導(dǎo)致星地鏈路的頻繁切換，進而影響承載業(yè)務(wù)

的連續(xù)性。如何在高動態(tài)過程中實現(xiàn)無縫切換，保障無中斷、無抖動的端到端服務(wù)能力，

是打造天地一體化網(wǎng)絡(luò)動態(tài)連接能力的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一；

3）精準定位追蹤：未來，衛(wèi)星與衛(wèi)星之間、衛(wèi)星與高空平臺之間的通信將主要依賴

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激光鏈路，而激光通信對指向性要求極高。在高動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)中，如何實現(xiàn)衛(wèi)星、高空平臺

之間的精準定位追蹤，是發(fā)揮天地一體化網(wǎng)絡(luò)動態(tài)連接能力的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。

1.2.4.智能能力

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，固定通信網(wǎng)的智能化水平已經(jīng)得到了顯著的提升，工作模

式上實現(xiàn)了從人工管控、軟件管控到人工智能輔助管控的變革。然而，由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和協(xié)

議的繁雜，網(wǎng)絡(luò)的管理依然嚴重依賴專業(yè)知識技能，傳統(tǒng)光纖通信網(wǎng)所具備的智能能力

（如基于人工智能的流量預(yù)測、故障診斷等）往往僅作為輔助功能，難以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管控的

全面自動化和智能化。

天地一體化光通信系統(tǒng)的規(guī)模和動態(tài)性將帶來顯著的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的決策式智能技術(shù)輔

助決策的有效性也會受到抑制。為了應(yīng)對未來天地一體化網(wǎng)絡(luò)的高動態(tài)管控壓力，提升網(wǎng)

絡(luò)的智能化水平，天地一體化網(wǎng)絡(luò)的智能管控技術(shù)將由決策式智能向生成式智能發(fā)展，利

用網(wǎng)絡(luò)生成式人工智能技術(shù)理解網(wǎng)絡(luò)問題并自主生成網(wǎng)絡(luò)管控方案，顯著提升網(wǎng)絡(luò)的自動

化水平。在智能化能力方面，天地一體化網(wǎng)絡(luò)正面臨如下挑戰(zhàn)：

1）面向網(wǎng)絡(luò)運維的專業(yè)大模型：將網(wǎng)絡(luò)運維與專業(yè)大模型相融合會有效提升通用性

智能程度，然而專業(yè)大模型的建立需要龐大的模型尺度、高昂的存儲和計算資源成本、復(fù)

雜的模型調(diào)參和優(yōu)化能力，是天地一體化網(wǎng)絡(luò)中大模型構(gòu)建的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一；

2）基于生成式智能的管控應(yīng)用：在專業(yè)大模型的基礎(chǔ)上，針對天地一體化網(wǎng)絡(luò)中的

生成式智能需要具有多模態(tài)、全領(lǐng)域知識的同時，也對準確性和恰當性提出了嚴格的要求，

如何基于生成式智能開發(fā)穩(wěn)健的管控應(yīng)用是發(fā)揮智能能力的關(guān)鍵；

3）智能化應(yīng)用與人的協(xié)作關(guān)系：智能化應(yīng)用在輔助人進行智能管控的同時，也會勢

必帶來由于自動化操作而導(dǎo)致的誤差和風(fēng)險，如何實現(xiàn)智能化過程中AI與人的有效協(xié)作，

規(guī)避誤操作而導(dǎo)致的風(fēng)險，是智能化過程中所面臨的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)之一。

1.2.5.安全能力

目前，固定通信網(wǎng)絡(luò)中安全技術(shù)標準與應(yīng)用均已成熟，主要依靠經(jīng)典密碼學(xué)實現(xiàn)信息

的加密，以實現(xiàn)面向信息的安全保護能力。但是，隨著量子計算技術(shù)的持續(xù)突破及人工智

能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，基于信源加密的安全體系正面臨“先存儲再破譯”等攻擊方式的威脅。

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特別地，未來天地一體化網(wǎng)絡(luò)將部署大量的衛(wèi)星節(jié)點到公共空間，開放的通信信道將

面臨更多未知的安全威脅和挑戰(zhàn)。因此，需要進一步推動天地一體化網(wǎng)絡(luò)的安全架構(gòu)升級，

實現(xiàn)安全體系從“信息安全”到“信道安全”的增強，利用物理信道級的安全防護措施，提升

信息傳遞的隱蔽性和安全性。在安全能力方面，天地一體化網(wǎng)絡(luò)正面臨如下挑戰(zhàn)：

1）物理信道加密：在天地一體化網(wǎng)絡(luò)中，星地通信的傳輸性能受到發(fā)射功率、跟蹤

誤差和其他各類干擾的影響，衛(wèi)星設(shè)備部署成本高，靈活性大，且需要與地面站進行協(xié)同

管理。如何設(shè)計低功耗、高兼容的物理信道加密方案，實現(xiàn)星地之間高速安全傳輸，是天

地一體化光通信系統(tǒng)面臨的安全能力挑戰(zhàn)之一；

2）高速密鑰協(xié)商技術(shù)：天地一體化網(wǎng)絡(luò)傳輸依靠空間激光，鏈路跨距長、傳輸媒介

為開放空間，使得安全地在各類節(jié)點之間分發(fā)密鑰變得復(fù)雜。如何高速且安全地在空天一

體化網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)密鑰分發(fā)，是天地一體化光通信系統(tǒng)面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一；

3）安全風(fēng)險感知技術(shù)：與傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)相比，天地一體化網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)性和復(fù)雜性使

得準確感知和評估整體安全風(fēng)險變得困難。龐大的互連組件數(shù)量，包括衛(wèi)星、地面站和控

制中心，增加了攻擊面和潛在的風(fēng)險。如何實現(xiàn)對安全風(fēng)險的主動感知，是天地一體化光

通信系統(tǒng)面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

2.天地一體化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求

圖3天地一體化固定通信網(wǎng)（F6G）技術(shù)范疇

面向未來高動態(tài)、交互式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，基于天地一體化的F6G網(wǎng)絡(luò)將在感知、接入、

傳送、組網(wǎng)與呈現(xiàn)方面呈現(xiàn)出新的需求和發(fā)展趨勢，如圖3。

2.1.高速率全域接入

目前，陸地移動通信服務(wù)的人口覆蓋率約為80%，但受制于經(jīng)濟成本、技術(shù)等因素，

僅覆蓋了約20%的陸地面積，小于6%的地表面積。未來，天基衛(wèi)星通信網(wǎng)將成為地面固

定網(wǎng)絡(luò)之外的第二張接入與傳輸網(wǎng)，在提供廣覆蓋能力的同時，還將作為地面固定網(wǎng)絡(luò)的

補充，承載越來越多的互聯(lián)網(wǎng)流量，如圖4。傳統(tǒng)地面固定光通信網(wǎng)在覆蓋范圍內(nèi)的接入

能力已經(jīng)非?？捎^，而衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的接入能力還比較有限，發(fā)展天地一體化

網(wǎng)絡(luò)需重點提升覆蓋范圍和接入能力。

2.1.1.廣覆蓋

衛(wèi)星光通信與地面光通信技術(shù)互為補充，可共同構(gòu)建覆蓋全球的天地一體化光通信系

統(tǒng)。在覆蓋能力方面，陸地人口密集區(qū)域用光纖接入網(wǎng)覆蓋，發(fā)揮無源光網(wǎng)絡(luò)的接入容量

優(yōu)勢；偏遠地區(qū)與無人區(qū)域則采用衛(wèi)星覆蓋，充分發(fā)揮衛(wèi)星的覆蓋能力優(yōu)勢。天地一體化

光通信系統(tǒng)將融合地面固定網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、自由空間光通信的技術(shù)優(yōu)勢實現(xiàn)面向物的

無縫覆蓋。

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

圖4天地一體化固定通信網(wǎng)（F6G）全域覆蓋接入能力示意圖

地基網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積擴展：需重點發(fā)展FTTR或FTTM技術(shù)。FTTR即光纖到達每個房

間將使用室內(nèi)光纖代替現(xiàn)有的網(wǎng)線布線方式，結(jié)合下一代WiFi或太赫茲接入技術(shù)將有望

擴展覆蓋面積。從FTTR走向FTTM，將進一步提升接入網(wǎng)的覆蓋面積。地基接入網(wǎng)覆蓋

范圍將突破傳統(tǒng)的家庭寬帶業(yè)務(wù)，走向全光園區(qū)、全光工廠、全光校園等新的寬帶光接入

場景，進一步實現(xiàn)面向大規(guī)模全光物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

天基網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積擴展：除了增加衛(wèi)星數(shù)量以外，可以高軌、中/低軌衛(wèi)星通信星座

為基礎(chǔ)構(gòu)建多層通信網(wǎng)，以擴大全球覆蓋面積。天基網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍主要取決于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

和通信技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面，可通過優(yōu)化星座軌道與網(wǎng)絡(luò)拓撲方面實現(xiàn)覆蓋面積的提升。

對于通信技術(shù)，天基網(wǎng)絡(luò)以星間激光通信為主，星地通信以毫米波與極高頻傳輸為主，結(jié)

合無人機、飛艇等空中平臺的自由空間光通信，共同提升天基網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)鏈路的管理能力，

擴大覆蓋范圍。

2.1.2.大帶寬

傳統(tǒng)衛(wèi)星通信技術(shù)以數(shù)據(jù)通信和中繼為主，主要用于服務(wù)專業(yè)型應(yīng)用，業(yè)務(wù)數(shù)量少、

接入速率低，在接入能力上屬于天基窄帶通信系統(tǒng)。未來的低軌衛(wèi)星通信網(wǎng)將面臨大量的

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

智能網(wǎng)絡(luò)終端和各類互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，需提供Gbps規(guī)模的寬帶接入能力。

提升天地一體化光通信系統(tǒng)的接入能力，需要實現(xiàn)高低軌衛(wèi)星及地面的聯(lián)動接入和天

地基資源的靈活調(diào)度，以支撐天地接入系統(tǒng)的優(yōu)勢互補，推動當前“地基寬帶+天基窄帶”

接入能力向“地基寬帶+天基寬帶”的方向增強。

提升天地一體化光通信系統(tǒng)的接入能力，還依賴于光電信息理論和集成高帶寬通信和

高精度探測遙感技術(shù)?？紤]到深空探測中繼、海洋信息融合、地球引力場測量等前瞻性應(yīng)

用場景，用戶側(cè)需要研發(fā)高性能、多模式、小型化、低功耗的新型衛(wèi)星智能信息終端，進

而支撐F6G網(wǎng)絡(luò)天地一體化的深度融合，實現(xiàn)天地網(wǎng)絡(luò)的智能彈性接入和無縫切換。

2.2.大容量安全傳輸

天地一體化網(wǎng)絡(luò)將實現(xiàn)空天地海的全時全域互聯(lián)，連接終端數(shù)量與承載的數(shù)據(jù)量將急

劇增強。同時，星間和星地的通信鏈路穿越開放空間，也面臨被截獲、被入侵的風(fēng)險。未

來，天地一體化的通信網(wǎng)絡(luò)需具備大容量安全傳輸能力，如圖5，以保障安全高速互聯(lián)。

圖5天地一體化固定通信網(wǎng)（F6G）傳輸示意圖

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

2.2.1.大容量

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容量面向單一網(wǎng)絡(luò)場景，只需要保障當前網(wǎng)絡(luò)所承載的業(yè)務(wù)流量需求，不支

持空基、天基、地基等多網(wǎng)絡(luò)融合的業(yè)務(wù)需求。為了應(yīng)對天地一體化網(wǎng)絡(luò)多網(wǎng)絡(luò)融合帶來

的流量急速增長問題，未來天地一體化網(wǎng)絡(luò)將在傳輸和交換方面同時向大容量方向升級。

多波段傳輸：通過拓展光傳輸系統(tǒng)的頻譜帶寬（即多波段光通信技術(shù)）的方式來進

行擴容。主流的光傳輸系統(tǒng)都是基于C波段（即從1530nm-1565nm，約35nm的光纖頻

譜）。然而，標準單模光纖的低損耗窗口事實上遠大于35nm，其它波段（如O、E、S、L、

U波段）在光纖損耗上會略高于C波段，但仍在0.4dB/km以下的低損耗范圍內(nèi)，其均可

進行有效的通信，具有很強的擴容潛力。

全光交換技術(shù)：具有高帶寬、低時延、低能耗、可重配等優(yōu)勢，是實現(xiàn)大容量交換

的關(guān)鍵技術(shù)之一。使用光交換機進行組網(wǎng)互連，為不同類型業(yè)務(wù)流提供連接服務(wù)，既可以

克服電子瓶頸，又可以在進行大規(guī)模組網(wǎng)時滿足業(yè)務(wù)低時延，低能耗等要求。

2.2.2.高安全

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通過基于數(shù)學(xué)復(fù)雜度的加密算法在上層對數(shù)據(jù)進行加密，并配合防火墻、介

質(zhì)訪問等技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全，而底層的傳輸系統(tǒng)則提供透明的傳輸服務(wù)。為了應(yīng)對天地一

體化網(wǎng)絡(luò)開放空間帶來的安全風(fēng)險，未來天地一體化網(wǎng)絡(luò)將在物理層進行安全體系升級，

天地一體化網(wǎng)絡(luò)由“信息安全”轉(zhuǎn)向“信道安全”。物理層“信道安全”技術(shù)基于信道的

物理層特征實現(xiàn)密鑰分發(fā)和數(shù)據(jù)加密，并通過監(jiān)測物理層特征識別潛在的攻擊行為。

物理層安全加密：天地一體化網(wǎng)絡(luò)的開放性、高覆蓋范圍和廣播特性為竊聽者提供

了天然的竊聽條件，使得信息傳輸容易被竊聽和干擾，并且惡意攻擊者的藏匿空間更大，

因此需要物理層信道加密來抵抗這些攻擊。物理層信道加密利用無線信道的唯一性、時間

可變性及空間去相關(guān)性可極大地提高非法方的入侵與截獲難度，從而保障天地一體化網(wǎng)絡(luò)

的通信可靠性。

物理層密鑰協(xié)商：在空天地一體化網(wǎng)絡(luò)中，不同的設(shè)備和系統(tǒng)需要相互通信和交換

數(shù)據(jù)，只有獲得相應(yīng)的安全密鑰才能進行通信數(shù)據(jù)加密，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全。

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

密鑰的動態(tài)更新和有效的密鑰管理對于維持通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩陵P(guān)重要。安全密鑰分

發(fā)系統(tǒng)應(yīng)當能夠?qū)崿F(xiàn)安全、高效的密鑰更新和管理。

信道異常檢測：天地一體化開放光網(wǎng)絡(luò)具備范圍大和規(guī)模大的特點，并且面臨嚴重

的安全威脅，尤其在物理層發(fā)生的攻擊問題，如竊聽和干擾。傳統(tǒng)上用于光纖網(wǎng)絡(luò)的檢測

工具，如光時域反射儀（OTDR），其在廣域通信鏈路中的應(yīng)用存在一些限制，例如檢測

距離有限、成本較高等。在天地一體化的場景中，需要低成本高覆蓋的信道異常檢測方法，

以連續(xù)監(jiān)測一體化鏈路并及時定位任何網(wǎng)絡(luò)攻擊。

2.3.高動態(tài)智能組網(wǎng)

天地一體化的網(wǎng)絡(luò)具有高度的動態(tài)性。一方面，天基網(wǎng)絡(luò)相對于地面網(wǎng)絡(luò)匯聚點和用

戶終端處于高速運動狀態(tài)；另一方面，天基網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星節(jié)點彼此間也處于高速運動狀態(tài)。

以上快速移動特征對組網(wǎng)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，要求網(wǎng)絡(luò)具備高動態(tài)智能組網(wǎng)能力，以支

撐天地一體網(wǎng)絡(luò)提供端到端無間斷的通信服務(wù)，如圖6。

圖6天地一體化固定通信網(wǎng)（F6G）高動態(tài)組網(wǎng)能力示意

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

2.3.1.強智能

網(wǎng)絡(luò)的智能化能力通常指人工智能技術(shù)增強的網(wǎng)絡(luò)自動化管控能力?；谌斯ぶ悄艿?/p>

自動化網(wǎng)絡(luò)管控技術(shù)在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中已有諸多研究，但多屬于決策性人工智能，主要用來

做流量預(yù)測，故障診斷等。天地一體化的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與動態(tài)性將顯著提升，對管控精準性與

時效性要求更高，亟需構(gòu)建基于生成式人工智能的天地一體化強智能組網(wǎng)能力。

智能拓撲管理：在高度動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)的被動式拓撲管理機制的性能與效率將

急劇劣化甚至不再適用，亟需發(fā)展基于人工智能的主動式拓撲管理技術(shù)，支撐網(wǎng)絡(luò)拓撲的

精準預(yù)測、鏈路自適應(yīng)調(diào)整與編碼、星地高動態(tài)鏈路無縫切換等拓撲管理任務(wù)。

智能流量調(diào)度：在天地一體化網(wǎng)絡(luò)中，通信流量會受到網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性的顯著影響，亟

需發(fā)展針對高動態(tài)性的智能化流量調(diào)度機制，建立動態(tài)流量時空分布預(yù)測模型，支撐差異

化服務(wù)質(zhì)量保障、自適應(yīng)負載均衡、星地連接端到端協(xié)作等流量管理任務(wù)。

2.3.2.高可靠

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)生存性技術(shù)通常指網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的恢復(fù)能力，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時實現(xiàn)業(yè)務(wù)自動

恢復(fù)。天地一體化網(wǎng)絡(luò)面臨天基網(wǎng)絡(luò)大面積設(shè)施故障或損毀的生存性風(fēng)險，亟需具備自組

織能力的新型生存性技術(shù)，支撐網(wǎng)絡(luò)節(jié)點根據(jù)環(huán)境的變化和其他節(jié)點的狀態(tài)來進行軌道調(diào)

整和拓撲重構(gòu)，通過自動化組網(wǎng)增強網(wǎng)絡(luò)自愈能力。

拓撲自組織：為構(gòu)建天地一體化網(wǎng)絡(luò)的自組織能力，首先需要發(fā)展大尺度空間網(wǎng)絡(luò)

的自組織協(xié)議，以實時監(jiān)測并同步網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化，按需進行星間、星地鏈路重建，支撐網(wǎng)

絡(luò)在故障后通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自主調(diào)整保持良好服務(wù)的能力。

鏈路自適應(yīng)：天地一體化網(wǎng)絡(luò)的自組織在重構(gòu)拓撲的同時還要保障通信鏈路的可用

性，因此還需要發(fā)展動態(tài)鏈路的自適應(yīng)管理技術(shù)，根據(jù)鏈路狀態(tài)自適應(yīng)調(diào)整調(diào)制格式、編

碼格式等鏈路屬性，使網(wǎng)絡(luò)能夠在故障中保持最大化的通信能力。

2.4.多模態(tài)主動感知

天地一體化網(wǎng)絡(luò)具有高吞吐量、廣覆蓋特性。如圖7，天地一體化網(wǎng)絡(luò)可以有效增強

多模態(tài)感知能力，基于廣域覆蓋網(wǎng)絡(luò)的感知可以實現(xiàn)位置、速度、空間、光譜等多模態(tài)信

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

息的獲取。同時，多模態(tài)感知也可以提高網(wǎng)絡(luò)智能化水平。通過多模態(tài)感知，可以全方位

檢測、分析網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)和環(huán)境，推動自適應(yīng)組網(wǎng)、動態(tài)路由和智能調(diào)度的實現(xiàn)。一體化網(wǎng)

絡(luò)的多模態(tài)感知能力將成為催化網(wǎng)絡(luò)新應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。

圖7天地一體化固定通信網(wǎng)（F6G）多模態(tài)感知能力示意

2.4.1.通感一體

通信感知一體化是指通過頻譜或硬件共享等手段，實現(xiàn)通信和感知功能一體化的原生

設(shè)計，從而使得通信網(wǎng)絡(luò)在進行信息傳遞的同時能夠感知多模態(tài)信息。通感一體化系統(tǒng)通

過檢測、跟蹤、識別、成像等手段，已經(jīng)為人機互聯(lián)、智慧城市等領(lǐng)域提供了重要技術(shù)支

撐。天地一體化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展將進一步增強對智能通信網(wǎng)絡(luò)與多模態(tài)融合感知的需求，從而

提升通信系統(tǒng)的綜合服務(wù)能力。

智能通信網(wǎng)絡(luò)：傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)無法根據(jù)信道狀態(tài)、設(shè)備條件、環(huán)境條件等因素自

適應(yīng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置。在大規(guī)模高動態(tài)天地一體化網(wǎng)絡(luò)中，需要自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)配置調(diào)整并具

備高可靠高容錯能力，從而提供更好的服務(wù)質(zhì)量，并提高資源利用效率，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定

性和可靠性，構(gòu)建智能的通信網(wǎng)絡(luò)體系。

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

多模態(tài)融合感知：多模態(tài)融合感知需要通過對多類型傳感器與數(shù)據(jù)的融合，為用戶

提供更豐富、更精準、更智能的服務(wù)。另外，由于天地一體化的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及大容量

需求，需要在保證通信質(zhì)量和感知功能性需求的前提下，研究結(jié)構(gòu)精簡、復(fù)雜度低的新型

通信感知系統(tǒng)，以提升系統(tǒng)感知性能，促進數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作，支持未來新型業(yè)務(wù)場景。

2.4.2.主動感知

通感一體技術(shù)中的主動感知是指系統(tǒng)能夠主動獲取和處理多種感官信息以實現(xiàn)更全面

的感知。經(jīng)典的光傳感技術(shù)通常工作在“被動”感知的模式，基于傳感系統(tǒng)參數(shù)與環(huán)境變

化模式的關(guān)聯(lián)模型，通過對傳感參數(shù)的實時監(jiān)測，實現(xiàn)對外部環(huán)境的被動式感知。主動感

知的需求包括主動探測型感知設(shè)備與傳感器統(tǒng)一管理平臺。主動探測設(shè)備能主動獲取感知

信息，統(tǒng)一管理平臺可以協(xié)調(diào)、整合多模態(tài)感知數(shù)據(jù)，為用戶和應(yīng)用提供更全面、高效的

感知體驗和數(shù)字化管理能力。

主動探測型感知設(shè)備：主動化感知能力的實現(xiàn)離不開探測型傳感設(shè)備，它們具備多

模態(tài)感知的能力，可以按需采集各種感知元素，包括視覺、聽覺、觸覺等，從而為未來新

型交互式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供關(guān)鍵支持。這些傳感設(shè)備的多功能性和可編程性使其能夠靈活適應(yīng)

不同的使用場景，滿足用戶和應(yīng)用的各種需求。

傳感器數(shù)字化管理平臺：主動化感知能力還依賴于對傳感器的統(tǒng)一管理平臺，以確

保感知設(shè)備的協(xié)同工作，數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)整合，以及對多模態(tài)感知元素的高效管理。在天地一

體化網(wǎng)絡(luò)中，這一管理平臺為全球范圍內(nèi)的感知設(shè)備提供了統(tǒng)一的標準和協(xié)議，以確保設(shè)

備之間的互操作性，有助于實現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的無縫傳輸和集中管理。

2.5.超時空全息呈現(xiàn)

隨著內(nèi)容產(chǎn)業(yè)的進步與消費經(jīng)濟的發(fā)展，各行各業(yè)對三維顯示的需求逐年增加。然而，

為了實現(xiàn)高真實性和高沉浸感的新型三維顯示技術(shù)，需要三維呈現(xiàn)設(shè)備具有光場數(shù)據(jù)量大，

互動實時性強等特點，導(dǎo)致該技術(shù)對通信網(wǎng)絡(luò)有著極高的需求。借助大容量低時延的廣域

信息傳輸能力，結(jié)合新型的三維顯示技術(shù)，未來的通信網(wǎng)絡(luò)將提供時間和空間上可無縫銜

接的超逼真呈現(xiàn)能力，給用戶身臨其境的場景和體驗，如圖8。在天地一體化網(wǎng)絡(luò)中，超

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

時空呈現(xiàn)能力將充分連接三維空間的人和物，賦予用戶更加豐富的交互和探索能力，支撐

遠程的游戲、教育、娛樂、醫(yī)療等活動。

圖8天地一體化固定通信網(wǎng)（F6G）超時空呈現(xiàn)能力示意圖

2.5.1.裸眼3D

裸眼三維呈現(xiàn)是對裸眼呈現(xiàn)3D場景的技術(shù)，可使得觀看者可以更加精確地捕獲相關(guān)

信息，準確地進行現(xiàn)場判斷。相較于傳統(tǒng)二維圖像傳輸像素信息，精確傳輸三維圖像信息

中的體素信息提升了大約三個數(shù)量級的傳輸需求，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)傳輸能力無法支撐裸眼3D

的大規(guī)模應(yīng)用。在傳統(tǒng)視頻圖像等呈現(xiàn)的基礎(chǔ)上，裸眼三維呈現(xiàn)的通信終端帶來的高真實

性和沉浸感以及通信的實時性特點對網(wǎng)絡(luò)提出了更高的需求。

與傳統(tǒng)高清和3D虛擬視頻相比，裸眼三維呈現(xiàn)傳輸?shù)牧髅襟w對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求將達

Gbps。并且，隨著傳感器分辨率和視點數(shù)量的增加，在更高的分辨率和幀速率下，尤其

是高精度量子傳感器的應(yīng)用，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求會更高。

裸眼三維呈現(xiàn)首先需要通過采集端設(shè)備獲取對象信息，計算處理后，經(jīng)過編碼壓縮進

行網(wǎng)絡(luò)傳輸，在終端側(cè)解碼渲染并顯示三維影像。為了減少整體時延，需要處理節(jié)點具有

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

高算力，并進一步縮減網(wǎng)絡(luò)本身的傳輸時延。

2.5.2.通呈聯(lián)動

傳統(tǒng)的通信網(wǎng)提供管道式的數(shù)據(jù)傳遞能力，為呈現(xiàn)端提供數(shù)據(jù)支撐，其大規(guī)模信息傳

輸?shù)膶崟r性方面仍無法達到三維顯示通呈聯(lián)動的需求。三維顯示采集信息量極大，且多維

度信息超遠距離傳輸需要保持高度的同步性，其通信協(xié)議也難以滿足現(xiàn)有三維顯示技術(shù)通

呈聯(lián)動的實時交互。未來的超時空呈現(xiàn)類應(yīng)用將對通信與呈現(xiàn)系統(tǒng)的性能提出更嚴苛的要

求，推動通信與呈現(xiàn)系統(tǒng)的聯(lián)動化。相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的通信與呈現(xiàn)獨立服務(wù)的方式，通信與

呈現(xiàn)聯(lián)動的技術(shù)將實現(xiàn)通信與呈現(xiàn)系統(tǒng)的需求互感與交互式寫作，進一步精準控制呈現(xiàn)的

實效性和逼真性。

通信呈現(xiàn)聯(lián)動需要各個維度的信息保持嚴格同步，并且在業(yè)務(wù)傳輸過程中，來自不同

傳感器、不同維度的各個并發(fā)媒體流之間需要保持相當嚴格的同步。并且，還需要對多維

度的信息進行智能化的管控。

通信呈現(xiàn)聯(lián)動需要交互式通信協(xié)議的支撐，實現(xiàn)連接感知的視頻傳輸和呈現(xiàn)感知的智

能通信。因此，通信呈現(xiàn)聯(lián)動依賴更加智能和高效的編解碼技術(shù)，用以緩和多種維度資源

聯(lián)動過程的控制信息時延和抖動。

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

3.天地一體化光通信關(guān)鍵使能技術(shù)

面對天地一體化光通信技術(shù)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，針對天地一體化光網(wǎng)絡(luò)接入、傳送、組

網(wǎng)、傳感與呈現(xiàn)方面的新型需求，以下技術(shù)將支撐未來天地一體化光通信。

3.1.接入技術(shù)

3.1.1.有線接入

下一代PON技術(shù)是指下一代更高速率、更大容量、更靈活和更廣覆蓋范圍相干光接

入網(wǎng)絡(luò)，用于將光信號傳輸?shù)接脩艏彝セ蚱髽I(yè)。隨著下一代互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、

5G/6G、4K/8K高清視頻等新興業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，光纖接入網(wǎng)，作為連接人、物和云互聯(lián)

互通的“最后一公里”，正在演繹一場更高速率、更大容量、更靈活和更廣覆蓋范圍的深刻

變革。目前，ITU-T已經(jīng)發(fā)布了50GPON的標準，而針對50GPON之后的接入網(wǎng)研究也

已經(jīng)準備啟動。后50GPON時代的接入網(wǎng)，單波速率預(yù)計將向著100G甚至200G發(fā)展。

對于如此高的傳輸速率，傳統(tǒng)的直調(diào)直檢方案很難達到接入網(wǎng)功率預(yù)算的要求。具有更高

頻譜效率和更高接收靈敏度的相干技術(shù)，開始逐步向短距應(yīng)用中滲透。為了滿足接入網(wǎng)功

率預(yù)算的要求，將相干技術(shù)引入接入網(wǎng)，得到了越來越多研究人員的關(guān)注。下一代PON

需要的關(guān)鍵技術(shù)包括：支持高速傳輸?shù)南喔伤惴?，突發(fā)模式相干接收以及多維復(fù)用技術(shù)。

支持高速傳輸?shù)南喔伤惴ǎ涸谙喔商綔y方面，主要包括降低高速器件的數(shù)量、帶寬

及線性度的需求，通過先進的線性和非線性算法進一步降低對器件帶寬和線性度要求。相

干接入基礎(chǔ)架構(gòu)和復(fù)用方式上，可引入FDM或TFDM等新型點到多點相干接入架構(gòu)。此

外，時分復(fù)用系統(tǒng)一大挑戰(zhàn)在于上行突發(fā)模式相干接收。不同于傳統(tǒng)連續(xù)相干探測，亟需

新的高效信號處理方法，如突發(fā)模式相干接收。

突發(fā)模式相干接收以及多維復(fù)用技術(shù)：針對未來6G移動前傳、F6G寬帶光接入、全

光園區(qū)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等大帶寬、多場景、靈活接入場景，需要重點解決下一代超100G或

200G光接入靈敏度受限和動態(tài)范圍受限問題。相關(guān)關(guān)鍵使能技術(shù)包括新型點到多點、低

成本低復(fù)雜度、靈活接入、多維復(fù)用的200G+相干多址接入技術(shù)，多維多址相干光接入架

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

構(gòu)，超大動態(tài)范圍光接入和基于星座整形的靈活光接入技術(shù)，實現(xiàn)可變速率的靈活相干光

接入。通過引入基于機器學(xué)習(xí)，實現(xiàn)人工智能賦能的端到端優(yōu)化，有望實現(xiàn)聯(lián)合線性和非

線性ISI均衡來進一步提升接入速率。通過多維相干接入，突破面向時域、頻域、功率的

多維度復(fù)用機制，實現(xiàn)高性能、高靈活和高智能的上下行雙向傳輸。

3.1.2.無線接入

在未來天地一體化的光通信網(wǎng)絡(luò)中，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的角色將不再只是地面網(wǎng)絡(luò)的補充，還

將進一步與地面網(wǎng)絡(luò)融合。無線接入技術(shù)在天地融合的網(wǎng)絡(luò)中將發(fā)揮關(guān)鍵的作用，一方面，

無線接入技術(shù)起到了移動終端入網(wǎng)的接入作用；另一方面，無線接入技術(shù)還起到了衛(wèi)星網(wǎng)

絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)作用。不同于地面網(wǎng)絡(luò)的無線接入技術(shù)，面向天地一體化網(wǎng)絡(luò)的無線

接入技術(shù)將沿著多技術(shù)融合、多頻段共享的路線演進，相關(guān)的技術(shù)包括：天地融合5G/6G

技術(shù)，大容量微波通信技術(shù)。

天地融合5G/6G蜂窩通信技術(shù)：是傳統(tǒng)無線通信技術(shù)面向天地一體化網(wǎng)絡(luò)的延伸，

旨在通過升級衛(wèi)星通信終端的通信技術(shù)，為地面消費級終端提供衛(wèi)星直連服務(wù)。天地融合

5G/6G蜂窩通信技術(shù)主要面臨兩方面的挑戰(zhàn)。一方面，衛(wèi)星要發(fā)揮蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站的作用，

其難點在于要克服5G/6G頻段信號的遠距離傳輸問題。大天線低頻率的移動通信技術(shù)可以

克服遠途傳輸?shù)乃p問題，有望成為支持5G/6G手機直連衛(wèi)星的有效解決方案。另一方

面，衛(wèi)星基站與地面基站要具備協(xié)同服務(wù)能力，其難點在于天地一體化網(wǎng)絡(luò)的智能敏捷管

控能力。特別是面對高速移動終端的接入與切換需求，大尺度網(wǎng)絡(luò)下的集中管控模式將面

臨嚴重的信令時延問題，將催生天地基站之間的分布式協(xié)作信令與管控機制。

大容量微波通信技術(shù)：既可以支撐專用衛(wèi)星終端寬帶接入，也可支撐地面信關(guān)站與

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)高速互聯(lián)。大容量微波通信技術(shù)主要面臨兩方面的挑戰(zhàn)。一方面，用于衛(wèi)星微波

通信的頻率受限。為滿足衛(wèi)星通信的不斷增長的需求，需進一步挖掘更高的頻率，如Ka

和V頻段。然而，更高的頻率將面臨更嚴重的大氣衰減影響，需要新型的補償技術(shù)。另一

方面，傳統(tǒng)的通信衛(wèi)星容量較低，無法適用于消費級互聯(lián)網(wǎng)的流量需求。高通量衛(wèi)星技術(shù)

使用諸如射點波束技術(shù)、頻率重用等技術(shù)，可顯著降低信道之間的干擾，使可用帶寬大幅

增加，從而實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

光載無線技術(shù)：具有傳輸距離遠，抗干擾，容量大，失真度小等優(yōu)點，因此適用于

衛(wèi)星終端寬帶接入和地面信關(guān)站與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的高速互聯(lián)。光載無線技術(shù)主要面臨兩方面的

挑戰(zhàn)。一方面，在光學(xué)域中傳輸衛(wèi)星信號會使其受到噪聲和鏈路非線性效應(yīng)的影響，從而

可能限制整個鏈路的動態(tài)范圍。這種非線性效應(yīng)的存在需要未來加強對系統(tǒng)鏈路的非線性

補償研究，以擴大鏈路的動態(tài)范圍，從而進一步提高系統(tǒng)性能和信號質(zhì)量。另一方面，采

用模擬傳輸系統(tǒng)容易受到信號損傷的影響，例如噪聲和失真。這在要求高質(zhì)量信號的光通

信和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中可能導(dǎo)致信號質(zhì)量下降。需要使用高質(zhì)量的光電器件和信號處理技術(shù)

來減小噪聲和失真。此外，采用適當?shù)男盘柤m錯和調(diào)制技術(shù)也可以提高信號的可靠性。

3.2.傳輸技術(shù)

3.2.1.多維復(fù)用光傳輸

在天地一體化的F6G光網(wǎng)絡(luò)背景下，全球流量的年復(fù)合增長率預(yù)期將高達30~40%，

單根傳統(tǒng)單模光纖的極限傳輸容量為100Tb/s，現(xiàn)有的光通信系統(tǒng)中的OTN基礎(chǔ)設(shè)施將無

法滿足全球信息流量的需求，光纖通信技術(shù)亟需從傳統(tǒng)的C波段波分復(fù)用升級為多維度高

效復(fù)用。全波段光傳輸是通過擴展光纖的有效頻譜資源來提升單纖傳輸容量，除了傳統(tǒng)的

C波段和L波段外，還可充分利用S波段、U波段等頻譜資源，在長距離下實現(xiàn)單纖

100Tb/s的傳輸容量?？辗謴?fù)用中現(xiàn)有較為成熟的方案包括多芯和少模的技術(shù)路線分支及

兩者的結(jié)合，將傳統(tǒng)單模光纖的單路升級為多路并行，以顯著提升光纖的傳輸容量，有望

在天地一體化的F6G光網(wǎng)絡(luò)中將光纖通信傳輸容量逼近Pb/s級。盡管多芯和少模光纖制

備及超大容量空分復(fù)用傳輸系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)取得重大的進步，但在空分復(fù)用部署到F6G光

網(wǎng)絡(luò)之前，關(guān)鍵器件和技術(shù)仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。支撐多維復(fù)用光傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)包括：

新型波段光放大器、新型空分復(fù)用光纖的設(shè)計和制備，大規(guī)模空分復(fù)用光器件的設(shè)計和制

備，光電協(xié)同的大規(guī)模并行通道的低功耗高性能損傷均衡。

新型波段光放大器：新波段光放大器，如S波段摻銩、摻鉍光纖放大器、U/E波段摻

鉍光纖放大器、超寬帶半導(dǎo)體光放大器等是近期的研究熱點，是實現(xiàn)擴譜首先要突破的關(guān)

鍵技術(shù)。新波段光放大器依賴新型的摻雜元素配方、新型的摻雜光纖制備工藝以及新型的

光放大器架構(gòu)。鉍離子具備獨特的寬譜發(fā)光特性，摻鉍光纖在未來超寬帶光放大器件中有

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

望扮演重要的角色，但當前鉍離子相關(guān)的近紅外發(fā)光機理仍需進一步探索。半導(dǎo)體光放大

器則需要探究新的組分與調(diào)控機理以抑制非線性畸變、提升飽和功率并降低噪聲指數(shù)。

新型空分復(fù)用光纖：主要包括多芯和少模光纖，需要從串擾、模式耦合、多路干擾

和衰減等變量以全局優(yōu)化的角度確定最優(yōu)的設(shè)計方案。弱耦合空分復(fù)用多芯光纖能夠極大

的降低接收端DSP均衡的復(fù)雜度，最有可能在F6G光網(wǎng)絡(luò)中被鋪設(shè)部署。此外，還需要

對少模傳輸中的差分模式群時延（DMGD）進行重點優(yōu)化設(shè)計，可以結(jié)合新型弱耦合的

多芯少模低DMGD光纖逼近Pb/s級傳輸容量的特性。此外，需要不斷優(yōu)化特種光纖的預(yù)

制棒制備和拉制工藝的升級，開發(fā)低成本的工藝進行多芯和少模光纖的批量生產(chǎn)是推動空

分復(fù)用傳輸技術(shù)在F6G光網(wǎng)絡(luò)商用的關(guān)鍵。

新型光通信器件：空分復(fù)用大規(guī)模并行將對目前的商用光器件提出更高的要求，主

要包括收發(fā)器陣列、低成本的復(fù)用和解復(fù)用元件、能同時放大多模和多芯信號的光放大器、

精密耦合/連接器。器件的加工難度甚至不亞于空分復(fù)用光纖。收發(fā)器件陣列可以結(jié)合目

前發(fā)展較為成熟的硅基/薄膜鈮酸鋰/InP等集成光子工藝，進一步優(yōu)化產(chǎn)品良率和集成密

度，開發(fā)適用于空分復(fù)用傳輸技術(shù)的收發(fā)器件陣列。在多芯/模式耦合的背景下，對復(fù)用/

解復(fù)用及耦合/連接器這類無源器件的制備提出了更嚴峻挑戰(zhàn)，光纖束熔融拉錐、平面波

導(dǎo)及新型超表面維納結(jié)構(gòu)相位操控的多模式無源器件需要被進一步研究。支持放大多模和

多芯信號的光放大器是推動空分復(fù)用傳輸技術(shù)中最重要的器件之一，模式和芯的分離放大

將導(dǎo)致系統(tǒng)的體積和功耗顯著的增加，如何實現(xiàn)低串擾和增益均衡的放大是關(guān)鍵，可結(jié)合

目前成熟發(fā)展的特種增益光纖并結(jié)合衰減調(diào)控集成波導(dǎo)陣列對串擾和增益均衡進行優(yōu)化。

損傷均衡技術(shù)與關(guān)鍵算法：模式/芯內(nèi)部及相互之間串擾的損傷均需要在接收端被均

衡補償，傳統(tǒng)的光纖通信技術(shù)中需要借助于多輸入多輸出(MIMO)的數(shù)字信號處理技術(shù)來

實現(xiàn)對以上損傷的補償。在超大容量傳輸?shù)谋尘跋?，MIMO的規(guī)模數(shù)將顯著增加，對接收

端ASIC芯片的制程將提出更高的要求。光電協(xié)同的方式可以有效的解決MIMO算法對

ASIC芯片高制程的要求，并能顯著降低ASIC芯片的功耗。其基本思路是通過光信息處理

的方式將芯/模式間串擾部分甚至全部補償，顯著降低MIMO算法的規(guī)模和均衡濾波器的

抽頭長度，實現(xiàn)的難點在于如何實現(xiàn)快速的光信息處理損傷補償。隨著對光計算領(lǐng)域的深

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

入研究和集成光子學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有望結(jié)合光計算的方法實現(xiàn)全光片上MIMO解復(fù)用的

運算，實現(xiàn)光電協(xié)同的大規(guī)模并行通道的低功耗高性能損傷均衡。

3.2.2.空間激光傳輸

空間激光傳輸技術(shù)是指利用激光束作為載波在空間直接進行信息傳輸?shù)囊环N技術(shù)。衛(wèi)

星之間（星間）以及衛(wèi)星到地面站之間（星地）的空間激光傳輸技術(shù)，是天地一體化網(wǎng)絡(luò)

中大容量衛(wèi)星間通信以及衛(wèi)星對地面通信的重要實現(xiàn)手段。F6G網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋、大帶寬對空

天地一體化網(wǎng)絡(luò)的速率和容量提出更高的要求，傳統(tǒng)基于微波的通信系統(tǒng)容量已經(jīng)達到極

限，難以進一步提升，空間激光傳輸技術(shù)具有寬帶寬、大容量、高速率、天線體積重量小、

功耗低等優(yōu)勢?；诳臻g激光傳輸技術(shù)，可以將天基衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的鏈路容量從現(xiàn)階段的

1~5Gbps提升到100Gbps以上，極大提升天基互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)承載能力?？臻g激光傳輸技術(shù)

包括高質(zhì)量光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計及高精度捕獲跟蹤瞄準技術(shù)、星地鏈路大氣影響補償技術(shù)、高功

率通信發(fā)射和高靈敏度通信接收技術(shù)。

高質(zhì)量光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計及高精度捕獲跟蹤瞄準技術(shù)：該技術(shù)是確保空間激光傳輸?shù)年P(guān)

鍵，通過近衍射極限角的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計和多光軸一致性的裝調(diào)技術(shù)，降低光學(xué)系統(tǒng)的耦合

損耗和傳輸過程中的幾何損耗。由于空間激光傳輸?shù)耐ㄐ沤K端之間的高速相對運動特性，

需要通過捕獲跟蹤瞄準（ATP）技術(shù)在相對運動的通信終端之間建立并保持一條光通信鏈

路，ATP技術(shù)的難點在于極遠的通信距離要求ATP系統(tǒng)能夠進行高精度的光學(xué)對準，高

速運動的衛(wèi)星有限的過軌時間要求ATP系統(tǒng)能夠快速捕獲并建立鏈路，此外ATP還需應(yīng)

對衛(wèi)星平臺的震動和星地鏈路中的大氣湍流帶來的光斑漂移等問題。ATP技術(shù)可采用信標

光指向輔助和無信標光的方式實現(xiàn)跟蹤和瞄準，包括捕獲錯跟蹤和對準精跟蹤技術(shù)。

星地鏈路大氣影響補償技術(shù)：激光束在大氣中傳輸時，會受到大氣信道的影響。大

氣吸收和大氣散射會造成激光能量的衰減，進而影響激光能量；大氣湍流散斑和大氣湍流

閃爍會影響激光質(zhì)量，如光斑中心漂移和波前畸變等。以上情況會影響空間激光通信效果，

嚴重情況下會導(dǎo)致無法通信。因此，需要通過星地鏈路大氣影響補償技術(shù)降低大氣對激光

光束波前相位基本、功率抖動等影響，提升空間激光通信的可用度。大氣影響補償?shù)碾y點

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

在于大氣信道的隨機開放特性導(dǎo)致大氣影響的空間和時間隨機性補償困難。大氣影響補償

技術(shù)包括自適應(yīng)光學(xué)、空間分集發(fā)射和接收、模式分集接收、特種光束等。

高功率通信發(fā)射和高靈敏度通信接收技術(shù)：由于空間激光通信通常距離遠，且無法

中繼，發(fā)射信號經(jīng)過長距離傳輸后損耗巨大，導(dǎo)致接收后信號信噪比急劇惡化，對通信發(fā)

射和接收技術(shù)提出挑戰(zhàn)。一方面，通過提升發(fā)射端的發(fā)射功率來補償長距離無中繼傳輸帶

來的損耗。另一方面，在接收端，通過高靈敏度接收技術(shù)，降低所需接收功率的要求，提

升接收信號的信噪比，進而確保激光通信系統(tǒng)具有充足的鏈路余量。大功率發(fā)射技術(shù)主要

通過高功率的有源光纖放大實現(xiàn)，高靈敏度接收技術(shù)包括高能量效率的調(diào)制方式和高精度

的數(shù)字信號處理技術(shù)。

3.2.3.物理層內(nèi)生安全防護

在天地一體化網(wǎng)絡(luò)中，空間激光鏈路極易遭受攻擊者的竊聽和攔截，從而導(dǎo)致敏感信

息的泄露，這對天地一體化網(wǎng)絡(luò)的安全性提出了極高的要求。與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)不同，

空間激光內(nèi)生安全技術(shù)不依賴于附加的外部密鑰分發(fā)和安全監(jiān)測，由通信系統(tǒng)自身對數(shù)據(jù)

傳輸提供內(nèi)源式的安全防護，可基于統(tǒng)一的空間信道同時實現(xiàn)安全傳輸和密鑰協(xié)商，并監(jiān)

測激光鏈路的安全狀態(tài)，核心技術(shù)包括加密傳輸、密鑰協(xié)商和信道異常檢測。

加密傳輸：作為最重要的安全傳輸技術(shù)之一，通過使用加密算法，將信道中的信號

進行變換，合法接收方擁有密鑰才能還原原始信號，保障信號在傳輸過程中無法被未經(jīng)授

權(quán)的非法接收端讀取。天地一體化網(wǎng)絡(luò)中通信網(wǎng)絡(luò)模型具有空間跨度大、時延長、信道反

饋鏈路信道較少的特性，物理層加密需要高效的算法，在保持高安全性的同時，降低對傳

輸性能的影響。針對這個問題，可以通過選擇經(jīng)過充分驗證和優(yōu)化的加密算法、使用數(shù)據(jù)

壓縮和優(yōu)化技術(shù)減小加密數(shù)據(jù)量、設(shè)計更好的編譯碼、設(shè)計更好的調(diào)制方案等方面解決。

密鑰協(xié)商：一種在通信合法方之間協(xié)商和生成共享密鑰的過程。密鑰協(xié)商的目的是

讓空天地一體化各終端能夠使用相同的密鑰進行加密和解密，從而實現(xiàn)加密通信。如何在

合法方生成具有高度一致性并且高安全性的密鑰是密鑰協(xié)商的難點。在經(jīng)典信道中利用誤

碼率、光強度和相位等物理層特征能提取出高一致性的安全密鑰，這類方法主要依賴于自

由空間環(huán)境的變化對激光產(chǎn)生的影響，具備高兼容性和高速率的特點，可以滿足高速率的

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

加密通信。但是，在安全性和一致性方面略顯不足。隱私放大是用來提高一致性的有效手

段，一般采用糾錯編碼不一致的密鑰，然后舍棄因為信息交互而可能泄露的密鑰。

信道異常檢測：天地一體化信道異常檢測旨在辨識和檢測可能存在的惡意攻擊行為，

從而增強通信的安全性。它將數(shù)據(jù)的安全性與通信的物理層特征密切結(jié)合在一起。當網(wǎng)絡(luò)

受到攻擊時，往往會導(dǎo)致信號狀態(tài)的異常，例如信號強度、相位的異常波動或頻譜特征和

傳播延遲的變化。這些異?？梢栽谡麄€一體化鏈路上通過機器學(xué)習(xí)等方式進行監(jiān)測，這意

味著該技術(shù)具有更廣泛的覆蓋范圍，且不需要額外的硬件設(shè)備，降低了檢測成本。因此天

地一體化信道異常檢測技術(shù)可以令天地一體化開放光網(wǎng)絡(luò)更好地應(yīng)對各類網(wǎng)絡(luò)攻擊。

3.3.組網(wǎng)技術(shù)

3.3.1.智能管控架構(gòu)與協(xié)議

衛(wèi)星光通信網(wǎng)絡(luò)在時間及空間上的分布尺度遠超過地面光通信網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星節(jié)點高速運

動帶來的衛(wèi)星連接關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)拓撲動態(tài)變化使得地面光通信網(wǎng)絡(luò)的管控體系架構(gòu)不再適用。

此外，天基通信應(yīng)用模式在時空分布特點、帶寬、時延要求方面和地面互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式也

存在顯著差異，需要探索不同的網(wǎng)絡(luò)管控機制為其提供支撐。發(fā)展F6G天地一體化光網(wǎng)

絡(luò)，需要設(shè)計面向高動態(tài)大尺度網(wǎng)絡(luò)的高效管控架構(gòu)與協(xié)議，涉及的技術(shù)包括：集中與分

布式協(xié)同的管控架構(gòu)，快速路由與信令協(xié)議，動態(tài)網(wǎng)絡(luò)自組織與無縫切換協(xié)議等。

集中與分布式協(xié)同控制：是一種管理天地一體化大尺度高動態(tài)通信基礎(chǔ)設(shè)施的新型

架構(gòu)，其核心是充分結(jié)合中心化控制與分布式控制的優(yōu)勢，以兼顧全局網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)管理的

效率與高動態(tài)環(huán)境中分布式協(xié)作的可靠性。該架構(gòu)的挑戰(zhàn)在于集中式與分布式功能的平衡

與備份，以確保中心化系統(tǒng)不成為瓶頸或單點故障，同時為分布式節(jié)點提供足夠的自主權(quán)

來響應(yīng)實時變化。面向天地一體化光網(wǎng)絡(luò)的控制架構(gòu)將涉及多個層次的集中與分布式協(xié)同。

在集中式方面，大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)可通過分域管控的方式來進行層次化集中式協(xié)同，同級的集中

控制單元也需要進行高可用備份。在分布式方面，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可進行分布式協(xié)作，同級的集

中控制單元也將具備分布式協(xié)作的能力，以應(yīng)對高層控制單元的故障。新的協(xié)同架構(gòu)中，

先進的人工智能技術(shù)也將發(fā)揮更大的作用，一方面增強對網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性、故障與流量等屬性

的預(yù)測能力，另一方面充分發(fā)揮生成式能力，增強網(wǎng)絡(luò)的自動化配置與運維能力。

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第六代固定通信網(wǎng)（F6G）白皮書V1.1

路由和信令：是支撐天地一天化光網(wǎng)絡(luò)拓撲、資源與業(yè)務(wù)管理關(guān)鍵基礎(chǔ)協(xié)議。天基

網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星節(jié)點的動態(tài)性導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓撲將持續(xù)動態(tài)更新，傳統(tǒng)的路由技術(shù)將使網(wǎng)絡(luò)不斷針對

連接關(guān)系的變化進行泛洪，嚴重影響網(wǎng)絡(luò)的可用性；同時，天地一體化的大尺度網(wǎng)絡(luò)傳輸

距離較長，導(dǎo)致控制信令時延較大，也