2024年6G分布式組網(wǎng)技術(shù)白皮書

HAM 9? 1eMountainL2024@8@目錄TOC\o"1-2"\h\z\u前言 16G分布式組網(wǎng)愿景 36G分布式組網(wǎng)典型場景 5礦業(yè)能源 5無人機監(jiān)管 6衛(wèi)星資源共享 8用戶邊緣網(wǎng)絡(luò) 9網(wǎng)絡(luò)容災(zāi) 116G分布式組網(wǎng)形態(tài) 126G組網(wǎng)新設(shè)計 126G組網(wǎng)新形態(tài) 136G分布式組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù) 16分布式子網(wǎng)定制技術(shù) 16用戶邊緣網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù) 17分布式服務(wù)框架 18分布式網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)連續(xù)性 20分布式智能服務(wù)框架 22分布式算力機制 25分布式網(wǎng)絡(luò)的身份機制 27分布式網(wǎng)絡(luò)的安全 29總結(jié)和展望 32參考文獻 33I前言20186G6G6G5D（ITU-RIMT2030（6G20245，3GPP6Gworkshop6GITU-R，6G5G5G等新能力，并能夠與傳統(tǒng)的“連接”功能實現(xiàn)協(xié)同。6G智能服務(wù)緊密相關(guān)的數(shù)據(jù)與算力天然分散特性，6G6G綜上，6G優(yōu)質(zhì)、可靠和靈活的連接體驗。6G6G6G6G6G6G6G6G6G分布式組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。6G6G6G分布式組網(wǎng)的應(yīng)用場景及需求等進行了深入的探討6G[5]6G[6][7]6G網(wǎng)絡(luò)進一步向分布式架構(gòu)演進的驅(qū)動力[4]對分布式網(wǎng)絡(luò)框架的關(guān)鍵技術(shù)進行了初步探討6G望白皮書》[8]6G6G提供了方向。本白皮書延續(xù)上述研究基礎(chǔ)，對分布式組網(wǎng)進行更為系統(tǒng)性和全面性的梳理。本章從5G和6G兩方面分析分布式組網(wǎng)的背景，相應(yīng)地，提出6G分布式組網(wǎng)愿景。5G：網(wǎng)絡(luò)特性與當前挑戰(zhàn)5G領(lǐng)域的創(chuàng)新飛躍。它為經(jīng)濟社會發(fā)展注入了強勁動力，加速了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的進程。其中，5GSBA服務(wù)化架構(gòu)，顯著提高了網(wǎng)絡(luò)差異化服務(wù)部署的靈活性和開放性，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的按需智能編排。同時，UPF的按需下沉部署也滿足了部分邊緣業(yè)務(wù)場景的本地分離需求。/按需定制能力仍需進一步增強。6G愿景與新特性ITU-R在《IMT2030及未來發(fā)展的框架和總體目標建議書》[9]6G描155G，6G在現(xiàn)有場景和指標上實現(xiàn)了顯著增強，更突破性地引入了三大融合場景：AI深度融合、感知與通信的融合，以及實現(xiàn)泛在連接的新模式。6GAI技術(shù)、感知能力和天地一體化的通信技術(shù)，引領(lǐng)全新的通信時AI將直接推動網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)質(zhì)量的全面提升。6G分布式組網(wǎng)愿景5G6G6G服務(wù)和計算服務(wù)等多元化服務(wù)，滿足用戶在各種應(yīng)用場景下的服務(wù)需求。圖1-1 6G的分布式組網(wǎng)愿景6G基于6G分布式組網(wǎng)愿景，6G網(wǎng)絡(luò)將賦能生活、生產(chǎn)、社會等眾多方面。本章給出5個分布式組網(wǎng)的典型場景，闡述6G分布式組網(wǎng)在這些場景中的具體應(yīng)用。礦業(yè)能源隨著經(jīng)濟和技術(shù)的飛速發(fā)展，能源在我國的地位日益重要，它正在改變?nèi)祟惿睢４送?，過去幾年，能源市場發(fā)生動蕩，一方面，新冠疫情對能源需求、價格和市場造成了巨大的沖擊，如導致的石油和天然氣需求減少、油價暴跌等[10]；另一方面，俄烏沖突引發(fā)的全球能源危機也導致全球貿(mào)易重新洗牌[11]。面對能源新格局，中國擁有十分豐富的礦業(yè)能源，可以持續(xù)發(fā)展礦業(yè)市場，提高礦產(chǎn)資源保障能力。為了有效支撐礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)，保障礦產(chǎn)資源安全開采，礦業(yè)的智能化建設(shè)進度不斷加快，智能應(yīng)用場景和設(shè)備越來越多，由于環(huán)境復雜惡劣和業(yè)務(wù)的特殊性，礦業(yè)場景對網(wǎng)絡(luò)存在特殊需求。21礦業(yè)典型場景示意圖一些應(yīng)用如視頻監(jiān)控、監(jiān)控巡檢、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，對上行傳輸?shù)男枨箫@著，需要網(wǎng)絡(luò)支持高帶寬通信。還有些智能采煤、智能運輸?shù)妊b備遠程控制應(yīng)用，需要實現(xiàn)實時人員-設(shè)備接近防護、無人化巡檢、自動駕駛等場景存在對精確定位感知的需求，需要網(wǎng)絡(luò)支持高精度定位感知?？紤]到企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的私有性和重要性，相關(guān)數(shù)據(jù)需要做相應(yīng)的安全隱私處理，需要網(wǎng)絡(luò)支持在本地處理數(shù)據(jù)和安全地開放數(shù)據(jù)，以便與工業(yè)AI診斷等。針對礦業(yè)環(huán)境和業(yè)務(wù)的特性，企業(yè)希望礦業(yè)網(wǎng)絡(luò)具備輕量、定制、自治、靈活擴以及支持針對特定業(yè)務(wù)需求增強或定制網(wǎng)絡(luò)功能、配置專有特性，從而降低網(wǎng)絡(luò)復雜性、提高網(wǎng)絡(luò)的適配性與可用性。另一方面，礦業(yè)網(wǎng)絡(luò)需支持多個邏輯獨立的通信域用于不同的業(yè)務(wù)線，以及支持根據(jù)使用場景需求的變化進行靈活擴展。再者，礦業(yè)網(wǎng)絡(luò)需支持獨立運行來提供本地業(yè)務(wù)，也能和運營商網(wǎng)絡(luò)協(xié)同滿足智能、計算等更多業(yè)務(wù)需求。此外，網(wǎng)絡(luò)的管理能力可以開放給企業(yè)，并簡化網(wǎng)絡(luò)管理。無人機監(jiān)管近年來，具有全天候、全空域執(zhí)飛能力的無人機正逐漸在各類軍事和商業(yè)場景中受到青睞。目前，無人機在垂直行業(yè)中已展現(xiàn)出極大應(yīng)用潛力與價值，如搶險救災(zāi)、災(zāi)后應(yīng)急通信、農(nóng)業(yè)植保、電力巡檢、地質(zhì)及氣象勘測等。未來，無人機的應(yīng)用場景20241600億元[12]2030年全球無人機硬件市場規(guī)模將達3900億元人民幣左右[13][14]難度和風險的大幅上升。一方面，無人機飛行過程中存在與各種障礙物、其他無人機碰撞的風險，需要管理、規(guī)劃其飛行路徑；另一方面，未受到有效管控的“黑飛”無人機對機場、高鐵站等敏感區(qū)域形成了極大的安全隱患，亟需對其進行入侵監(jiān)管。針對以上無人機監(jiān)管問題，結(jié)合當前無人機續(xù)航及飛行高度有限的特點，需要在重點區(qū)域部署無人機監(jiān)管分布式子網(wǎng)。具體而言，無人機監(jiān)管分布式子網(wǎng)需要下沉部署連接、感知功能，一方面，基站可以是專為無人機監(jiān)管定制的感知功能基站，也可以基于通感一體化技術(shù)為現(xiàn)有通信基站疊加感知功能實現(xiàn)基站復用；另一方面，核心網(wǎng)控制基站檢測、識別無人機或采集其飛行路徑等數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)在子網(wǎng)或上傳至中心網(wǎng)絡(luò)進行處理、分析，得到最終入侵檢測、識別或飛行路徑規(guī)劃等結(jié)果，由中心網(wǎng)絡(luò)開放給無人機監(jiān)管服務(wù)請求方。中心網(wǎng)絡(luò)亦可協(xié)同不同區(qū)域的多個無人機監(jiān)管分布式子網(wǎng)，形成覆蓋更廣域、能力更多樣的無人機監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)，以應(yīng)對未來更具挑戰(zhàn)、更加精細化的無人機監(jiān)管需求。圖2-2無人機監(jiān)管典型場景示意圖+針對無人機入侵監(jiān)管場景，要求部署在敏感區(qū)域（如機場、政府、軍事區(qū)域等）的分布式子網(wǎng)能夠檢測有無入侵無人機、識別無人機身份并向中心網(wǎng)絡(luò)發(fā)起警告。此場景要求基站具有感知功能，以實現(xiàn)對入侵者的實時探測。中心網(wǎng)絡(luò)也需要能夠協(xié)同多個無人機監(jiān)管分布式子網(wǎng)進行無人機飛行數(shù)據(jù)采集，在中心網(wǎng)絡(luò)通過數(shù)據(jù)融合處理實現(xiàn)高檢測概率、低虛警率的無人機入侵監(jiān)管。衛(wèi)星資源共享衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)天地一體無縫通信的基礎(chǔ)，也是天地一體泛在連接的保障。衛(wèi)星用戶提供無差別化的基礎(chǔ)通行業(yè)客戶提供衛(wèi)星專網(wǎng)服務(wù)。衛(wèi)星專網(wǎng)具備架構(gòu)輕量化、高安全性、抗毀性、獨立性等優(yōu)勢，可提供全球性不間斷連續(xù)通信服務(wù)，可作為政府應(yīng)急通訊、國防安全的重要通信能力。由于“透明轉(zhuǎn)發(fā)”衛(wèi)星必須依賴地面信關(guān)站提供饋源，而地面站很難跨境建設(shè)，因此大量低軌通信衛(wèi)星路過境外上空時由于缺少地面信關(guān)站而無法提供服務(wù)，利用率基帶處理載荷、通用計算載荷、路由與交換載荷、饋電處理載荷、激光通信終端載荷等設(shè)備模塊。圖2-3星載核心網(wǎng)典型組網(wǎng)架構(gòu)天地一體分布式網(wǎng)絡(luò)功能可以在地基和天基上進行功能柔性分割。地基網(wǎng)絡(luò)在信關(guān)站側(cè)部署專用衛(wèi)星接入核心網(wǎng)，由該核心網(wǎng)實現(xiàn)衛(wèi)星接入差異化功能及信令層面的屏蔽；天基網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)星載核心網(wǎng)功能定制，支持靈活路由與業(yè)務(wù)傳輸。天基核心網(wǎng)獨立組網(wǎng)場景可以在星上僅部署連接功能，也可以按需部署連接功能、數(shù)據(jù)功能和計算功能。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的頻率和軌道資源稀缺且不可再生，是衛(wèi)星運行的基礎(chǔ)。頻譜資源由國際電聯(lián)統(tǒng)一分配管理，資源分配采用“先占先得”原則，率先搶占優(yōu)質(zhì)資源者將在未來競爭中占優(yōu)勢。當前，L、S、C頻段基本被分配完畢，新進入者的頻率都擁擠Ku、Ka頻段,難以滿足巨大的頻譜需求缺口，目前許多國家正在對頻率更高QV如衛(wèi)星資源共享、衛(wèi)星運營商與地面運營商共享頻率、衛(wèi)星接入核心網(wǎng)共享等多種方式：4G/5G/6G未服務(wù)或服務(wù)不足的地區(qū)覆蓋，提供緊急服務(wù)。重復建設(shè)，降低整體的維護成本，同時提高數(shù)據(jù)處理的效率和可靠性。用戶邊緣網(wǎng)絡(luò)6GUEUE家居家具、公共設(shè)施、生產(chǎn)終端等；各類信息，都可以數(shù)字化后進行傳遞，例如：人體的嗅覺、味覺和觸覺，都可以被數(shù)字化為通信信號。終端在功能形態(tài)上向泛在化、異構(gòu)化發(fā)展，除了通信/接入能力，通常還具備計算、感知、業(yè)務(wù)、安全自保護等多種和服務(wù)形態(tài)，所有這些圍繞用戶的某種特性需求、特別是結(jié)合特定服務(wù)區(qū)域的終端組2-4幾種：如手機物的訂購和配送。VR、XR游戲，6G等無線接入技術(shù)的便攜式設(shè)備，如筆記本電腦、XR24用戶邊緣網(wǎng)絡(luò)典型場景AI也可與特定的應(yīng)用平臺交互，使用互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，或和其他的用戶邊緣網(wǎng)絡(luò)通信等。這6G分布式網(wǎng)絡(luò)重要組成部分。網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)GSMA報告《TheMobileEconomy2024》[15]2023年底，全球移動網(wǎng)絡(luò)56SM863563億，SIM98億，授權(quán)的物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)58化，網(wǎng)絡(luò)功能越來越復雜，相對集中式的網(wǎng)絡(luò)組織形式，使得單點的網(wǎng)絡(luò)故障，更容易引發(fā)大范圍的嚴重通信網(wǎng)絡(luò)事故。網(wǎng)絡(luò)故障不僅造成大眾用戶的服務(wù)中斷，新用戶無法接入服務(wù)，還會導致商業(yè)和緊急服務(wù)等領(lǐng)域的長時間癱瘓，嚴重損害運營商及客戶的經(jīng)濟利益和企業(yè)形象。強化網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)措施，分散網(wǎng)絡(luò)風險，以確保持續(xù)穩(wěn)定的運營和快速地從網(wǎng)絡(luò)故障中恢復，一直是運營商關(guān)注的熱點問題。圖2-5網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)典型場景示意圖面向2030年，6G網(wǎng)絡(luò)需要具備更強的容災(zāi)能力，實現(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)可靠性，不僅需要提升網(wǎng)元內(nèi)、網(wǎng)元間的容災(zāi)能力，同時還需要進一步支持網(wǎng)絡(luò)級的容災(zāi)能力。一方面，通過核心網(wǎng)的分布式下沉部署，縮小網(wǎng)絡(luò)故障影響范圍，降低出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)保障在網(wǎng)用戶的業(yè)務(wù)體驗，支持新用戶的正常接入，并在故障排除時，通過節(jié)點間協(xié)同快速復原網(wǎng)絡(luò)配置。6G6G組網(wǎng)新設(shè)計4G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)性能指標有了質(zhì)的飛躍，此外，網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)部署的靈活性也的按需下沉部署也滿足邊緣業(yè)務(wù)場景的流量本地分流的需求，一定程度上實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)6G（從連接服務(wù)擴展到連接+感知智能+數(shù)據(jù)+計算36大場景大增強指標6大全新指標6G從一開始就考慮全新的組網(wǎng)設(shè)計：6G網(wǎng)絡(luò)部署需求、管理方案等方面有明顯區(qū)別，對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的按需、差異化提供提出了5G6G網(wǎng)絡(luò)需要支持從網(wǎng)絡(luò)設(shè)計到運行等方面進行定制化設(shè)計。更靈活的網(wǎng)絡(luò)部署。6G應(yīng)用場景有設(shè)備本地化部署需求，以及有靈活擴展、自主運維、數(shù)據(jù)隱私和保密性的要求。同時，由于算力、數(shù)據(jù)資源具有天部署連接、數(shù)據(jù)、感知、計算和智能等網(wǎng)絡(luò)功能。更多元的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同與管理。6G網(wǎng)絡(luò)可提供多樣化的能力，從連接擴展到6G服務(wù)的覆蓋增強、漫游等需求外，還需要考慮數(shù)據(jù)、智能、感知和計算服務(wù)的跨網(wǎng)協(xié)同。同時還需要考慮到安全、可信、隱私和拓撲隱藏等需求帶來的對網(wǎng)絡(luò)協(xié)同帶來的NF6G同管理機制。6G組網(wǎng)新形態(tài)基于上文分析，為滿足多樣化場景需求，匹配數(shù)據(jù)、算力的分散特性，以及滿足3-1的中心網(wǎng)絡(luò)和多個滿足不同場景需求的智簡分布式子網(wǎng)。圖3-16G分布式組網(wǎng)形態(tài)的各種場景基礎(chǔ)需6G新服務(wù)，如智能、感知和實時通信等。中心網(wǎng)絡(luò)其物理部屬形式可以是傳統(tǒng)的大區(qū)制或分省制部署。分布式子網(wǎng)是一類滿足特定場景需求的、功能最簡的邏輯專網(wǎng)，可以是物理上獨立的專網(wǎng)，也可以是與其他網(wǎng)絡(luò)共享物理基礎(chǔ)設(shè)施的云化專網(wǎng)。結(jié)合部署位置和場景如面向工業(yè)場景的專網(wǎng)（如地市分布式子網(wǎng)如面向衛(wèi)星接入的專用地面核心網(wǎng)核心網(wǎng)，也可以是包含接入網(wǎng)和核心網(wǎng)的整體網(wǎng)絡(luò)，在某些特定場景下，還可以是包含終端側(cè)組網(wǎng)、接入網(wǎng)及核心網(wǎng)的端到端用戶邊緣網(wǎng)絡(luò)。6G下沉網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同實現(xiàn)用戶的漫游與基礎(chǔ)連接服務(wù)互通，通過中AIAI模型推理等服務(wù)。分布式子網(wǎng)和分布式子網(wǎng)之間可以直接互通，或者通過中心網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通。基于上述分析，6G分布式組網(wǎng)形態(tài)需要具備以下兩大特性要求：網(wǎng)絡(luò)定制6G含連接、數(shù)據(jù)、AI6G場景對網(wǎng)絡(luò)能力類型、同足場景對網(wǎng)絡(luò)的特定需求。6GAIAI絡(luò)協(xié)議方面，根據(jù)數(shù)據(jù)類型可能需要配置不同的協(xié)議。6GNF支持更多的新場景和新業(yè)務(wù)，為了高效、靈活適配新業(yè)務(wù)新場景，6GUDM進行層次化分布式部署，鑒權(quán)數(shù)據(jù)庫放在運營商域內(nèi)，簽約數(shù)據(jù)庫分布式部署在客戶專網(wǎng)，滿足客戶的信令面消息不出園區(qū)的需求；又如將數(shù)據(jù)采集相關(guān)功能部署在本地網(wǎng)絡(luò)，更靠近數(shù)據(jù)源，智能控制相關(guān)功能部署在中心網(wǎng)絡(luò)，便于全局統(tǒng)籌。支持定制網(wǎng)絡(luò)的即插即用。插即用，可以減短網(wǎng)絡(luò)部署時間，簡化網(wǎng)絡(luò)部署，使新功能快速上線。網(wǎng)絡(luò)協(xié)同6GAI上。支持網(wǎng)間能力協(xié)同。分布式子網(wǎng)可能包含多樣化的能力，從連接擴展到數(shù)據(jù)、AI/UE移動或網(wǎng)絡(luò)宕機時的業(yè)務(wù)連續(xù)性。支持網(wǎng)絡(luò)級服務(wù)管理和協(xié)同。NF服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)級服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)支持根據(jù)NF服務(wù)、位置、標識信息等生成網(wǎng)絡(luò)級服務(wù)信息，并對網(wǎng)絡(luò)級服務(wù)NF來協(xié)同完成業(yè)務(wù)，實現(xiàn)不同分布式子網(wǎng)間的隔離和保護。6G分布式子網(wǎng)定制技術(shù)分布式子網(wǎng)的定制技術(shù)，主要考慮增強的服務(wù)化技術(shù)和編排技術(shù)。IT（5G可進行組合，以簡化網(wǎng)絡(luò)、減少接口交互。另外，服務(wù)化接口協(xié)議需要進一步優(yōu)化，采用更加靈活、開放、高效、安全的協(xié)議。在服務(wù)化基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)通過編排技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的按需定制和生成。即：根據(jù)場景數(shù)據(jù)等分布式元素，運用分布式學習和訓練、數(shù)字孿生等技術(shù)，實現(xiàn)外部的需求的解讀、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)端到端多種資源的統(tǒng)一調(diào)度、定制化網(wǎng)絡(luò)的自動化生成或配置。6G術(shù)相關(guān)的實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)功能層、管理編排域均相關(guān)。例如：網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)相關(guān)的編排，涉及網(wǎng)絡(luò)功能和基礎(chǔ)流程的設(shè)計，關(guān)系到連接、計算、數(shù)據(jù)、算法等多種基礎(chǔ)資源的調(diào)配，且需要保證一定的穩(wěn)定性，這部分編排功能可設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)的編排管理域中；而能力配置和任務(wù)調(diào)度相關(guān)的編排，和網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)執(zhí)行緊密相關(guān)，具有一定的實時性和動態(tài)性，需要網(wǎng)絡(luò)實時響應(yīng)，這部分功能的編排調(diào)度，合適放置在網(wǎng)絡(luò)功能層。圖4-16G分布式組網(wǎng)編排定制用戶邊緣網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)終端組網(wǎng)技術(shù)用于組建第二章所述的用戶邊緣網(wǎng)絡(luò)，通常有自組織組網(wǎng)和控制中心組網(wǎng)兩種模式。自組織組網(wǎng)可以事先在終端聯(lián)網(wǎng)的情況下獲取網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)的授權(quán)、配置及身份標識等信息。在需要的時候，觸發(fā)終端發(fā)射信號，通過特定的發(fā)現(xiàn)算法，實現(xiàn)終端之間的相互通信，提供終端之間的相互通信。終端具備中繼功能，即使距離較遠的兩個終端也可以借助于其它終端進行通信，這樣可以通過無線連接構(gòu)成任意的網(wǎng)絡(luò)拓撲，實施任何時間、任何地點快速構(gòu)建終端間的服務(wù)連接。控制中心組網(wǎng)是聯(lián)網(wǎng)過程依賴于特定的承擔控制中心角色的用戶側(cè)設(shè)備實施接入控制。控制中心通常承擔注冊中心的角色，即：用戶邊緣網(wǎng)絡(luò)的其他終端設(shè)備，均需要將能力和其他信息注冊到其中；基于注冊信息、特定的組網(wǎng)協(xié)議和與運營商網(wǎng)絡(luò)之間的控制信令交互，控制中心可以控制用戶邊緣網(wǎng)絡(luò)的連接建立和業(yè)務(wù)執(zhí)行，如當家遠程控制、聯(lián)動控制、上網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等功能。42用戶邊緣網(wǎng)絡(luò)的兩種基本組網(wǎng)模式的接入方式，3GPP3GPPWLAN3GPPIPsec議，以減少協(xié)議開銷，保證高效、安全的接入。6G架構(gòu)的重要部分。6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)6G視用戶邊緣網(wǎng)絡(luò)為分布式子網(wǎng)，基于統(tǒng)一的網(wǎng)間協(xié)同的基礎(chǔ)設(shè)施支持用戶邊緣網(wǎng)絡(luò)和運營商網(wǎng)絡(luò)，或用戶邊緣網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同，支持邊緣網(wǎng)絡(luò)以各種接入方式接入運營商網(wǎng)絡(luò)，以參與數(shù)據(jù)、AI、通感、算力等能力的編排和執(zhí)行，從而實現(xiàn)基于泛在連接的通感智算分布式協(xié)同。分布式服務(wù)框架6G4-3接口或者區(qū)塊鏈實現(xiàn)交互，關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù)如下：43分布式服務(wù)框架示意圖服務(wù)注冊與拓撲隱藏：對外提供服務(wù)，則隱藏相關(guān)服務(wù)。子網(wǎng)的服務(wù)實例。雙通道高速協(xié)同：SBISBIDCI傳遞方式。DCISBIFTPRDMA傳輸。分布式網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)連續(xù)性中提供無縫的業(yè)務(wù)切換能力、在網(wǎng)絡(luò)故障時提供業(yè)務(wù)無中斷的跨網(wǎng)容災(zāi)能力、在多網(wǎng)6G基于網(wǎng)業(yè)協(xié)同的智能無縫切換在未來6G網(wǎng)絡(luò)的場景中，XR、車聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的時延、丟包等比較敏感，因此大都采用就近的分布式子網(wǎng)來提供端到端服務(wù)。因此在終端移動過程中，可能會出現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)切換的場景，此時可能出現(xiàn)由于新網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)還未成功啟動而導致的業(yè)務(wù)中斷。6G跨網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用切換過程，以滿足高速移動、跨網(wǎng)絡(luò)切換場景下，時延敏感類業(yè)務(wù)的服務(wù)連續(xù)性需求。圖4-4基于網(wǎng)業(yè)協(xié)同的智能無縫切換動軌跡，當檢測到終端即將發(fā)生跨網(wǎng)絡(luò)切換時，根據(jù)終端的未來位置、業(yè)務(wù)場景、周邊算力資源和網(wǎng)絡(luò)時延等多種維度，提前預選擇最適合的分布式子網(wǎng)為終端提供接入服務(wù)，并立刻通知業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)聯(lián)動，以便業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)能夠及時為該用戶分配資源并創(chuàng)建業(yè)務(wù)服務(wù)實例，從而減少業(yè)務(wù)跨網(wǎng)絡(luò)切換的準備時間，加速切換過程。結(jié)合慣性運行的跨網(wǎng)容災(zāi)當網(wǎng)絡(luò)單元或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點突發(fā)故障時，需要通過容災(zāi)系統(tǒng)保障業(yè)務(wù)連續(xù)性。當控制面網(wǎng)絡(luò)單元故障時，用戶面單元可以提供慣性運行能力，實現(xiàn)在線用戶的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)不受影響。同樣的，網(wǎng)間容災(zāi)也需要支持慣性運行能力，以提高跨業(yè)務(wù)的連續(xù)性。為了達到跨網(wǎng)的業(yè)務(wù)容災(zāi)能力，6G網(wǎng)絡(luò)需要提供如下特性：控制和數(shù)據(jù)分離：網(wǎng)絡(luò)控制單元和數(shù)據(jù)存儲單元分開獨立部署和管理，可以實從數(shù)據(jù)存儲單元獲取數(shù)據(jù)并提供服務(wù)，提高業(yè)務(wù)連續(xù)性。分布式數(shù)據(jù)存儲：獨立的分布式數(shù)據(jù)存儲可以通過跨網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)備他節(jié)點獲取數(shù)據(jù)，保障業(yè)務(wù)的連續(xù)性。ABB可以從分布式存儲中獲取用戶數(shù)據(jù)，實現(xiàn)無縫的業(yè)務(wù)連續(xù)性容災(zāi)保障。此外，本地網(wǎng)絡(luò)的慣性運行能力也非常重要，可以進一步保障故障場景下的業(yè)務(wù)不中斷。當終端所在的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與中心節(jié)點或歸屬的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間連接中斷時，本地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以繼續(xù)提供服務(wù)?；诙嗑W(wǎng)絡(luò)連接的業(yè)務(wù)高可靠保障PLC不足以滿足無中斷、無丟包的業(yè)務(wù)連續(xù)性要求，因此，需要網(wǎng)絡(luò)具備多個網(wǎng)絡(luò)通道的鏈路冗余機制，實現(xiàn)無縫的業(yè)務(wù)連續(xù)性。2個無WLAN、5G/6G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)連接，在網(wǎng)絡(luò)的兩端將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)復制為多份在不同的鏈路中傳輸，從而提供超高的業(yè)務(wù)可靠性，既保障了容災(zāi)場景下的業(yè)務(wù)連續(xù)性，還保障了低時延低丟包率的優(yōu)質(zhì)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量。分布式智能服務(wù)框架6G時代沉浸式云XR、全息通信、感官互聯(lián)、智能交互、通信感知、數(shù)字孿生、全域覆蓋等新業(yè)務(wù)新需求將不斷涌現(xiàn)，這些新的應(yīng)用場景將促使計算資源和數(shù)據(jù)存儲更加靠近網(wǎng)絡(luò)的邊緣部分，這一演變旨在滿足對數(shù)據(jù)本地化隱私保護的需求、實現(xiàn)極低的時延性能，并且與低碳環(huán)保的發(fā)展趨勢相吻合。在這種架構(gòu)模式中，數(shù)據(jù)處理的位置變得極為關(guān)鍵，要求數(shù)據(jù)處理能力與數(shù)據(jù)的存儲位置相匹配。6G技術(shù)與分布式網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施深度融合，促使網(wǎng)絡(luò)自身具備智能化處理的能力，要求網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)實際情況自動調(diào)整和優(yōu)化性能，提高資源的使用效率，并實現(xiàn)更加智能、自動化的網(wǎng)絡(luò)管理、運維和業(yè)務(wù)保障。圖4-5分布式智能關(guān)鍵技術(shù)分布式數(shù)據(jù)采集、預處理、分布式存儲和分布式訓練是分布式智能至關(guān)重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。分布式數(shù)據(jù)采集分布式數(shù)據(jù)采集涉及到在不同的地理位置分散的多個數(shù)據(jù)源之間收集和聚合數(shù)IoT數(shù)據(jù)服務(wù)總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。關(guān)鍵技術(shù)特征包括數(shù)據(jù)的異構(gòu)性、實時性和準確性。由于數(shù)據(jù)源的分散性，采集系統(tǒng)需要具備良好的伸縮性和魯棒性，以及面對不同數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)格式的處理能力。分布式預處理分布式預處理是在采集到的原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進行的一系列轉(zhuǎn)換和處理工作，如數(shù)據(jù)清洗、格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)增強等。例如為了提高模型的泛化能力，可以使GANs生成對抗網(wǎng)絡(luò)來生成與原始數(shù)據(jù)分布相似的增強數(shù)據(jù)，這些增強數(shù)據(jù)可以用來擴充原始數(shù)據(jù)集，增加訓練樣本的數(shù)量和多樣性。分布式預處理技術(shù)特征主要體現(xiàn)在將復雜的預處理任務(wù)分散到多個節(jié)點上并行處理，提高數(shù)據(jù)處理效率。同時，分布分布式存儲分布式存儲系統(tǒng)通過將數(shù)據(jù)分散存儲在多個物理位置的存儲設(shè)備上，可以有效地管理和處理大規(guī)模數(shù)據(jù)集。分布式存儲系統(tǒng)的高可用性和容錯性確保了即使在存儲節(jié)點發(fā)生故障的情況下，數(shù)據(jù)仍然可以被訪問和處理。隨著訓練數(shù)據(jù)的增加，存儲系統(tǒng)需要能夠適應(yīng)這種增長，而不會導致性能下降。分布式存儲系統(tǒng)通過添加更多的存儲AI據(jù)的分片和副本機制，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速讀寫和故障恢復。同時，副本機制確保了在數(shù)據(jù)損壞或丟失時，可以從其他節(jié)點上的副本恢復數(shù)據(jù)，從而保證了數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。分布式訓練分布式訓練通過將訓練任務(wù)分散到多個計算節(jié)點上來提高訓練的速度和效率。關(guān)鍵技術(shù)特征包括任務(wù)調(diào)度、模型同步、數(shù)據(jù)并行和模型參數(shù)服務(wù)。任務(wù)調(diào)度是分布式訓練中的核心環(huán)節(jié)，它負責合理地分配和調(diào)度訓練任務(wù)到各個計算節(jié)點。任務(wù)調(diào)度：可以實現(xiàn)訓練任務(wù)的負載均衡，避免某些節(jié)點過載而其他節(jié)點空閑的情況，從而提高訓練的整體效率。模型同步：由于訓練任務(wù)被分散到多個節(jié)點上，各個節(jié)點上的模型參數(shù)可能會有所不同。為了保證模型的一致性，需要定期將各個節(jié)點的模型參數(shù)進行同步，以確保模型在所有節(jié)點上保持一致。數(shù)據(jù)并行：通過將數(shù)據(jù)集分散到多個節(jié)點上，可以在多個節(jié)點上同時進行數(shù)據(jù)處理和模型訓練，從而大大提高訓練速度。數(shù)據(jù)并行要求數(shù)據(jù)能夠在節(jié)點之間高效傳輸，并且需要合適的算法來處理數(shù)據(jù)在節(jié)點間的劃分和合并。模型參數(shù)服務(wù)：在分布式訓練中，模型參數(shù)需要被高效地存儲、管理和更新。模型參數(shù)服務(wù)技術(shù)可以提供模型參數(shù)的存儲、檢索和更新功能，以便于各個節(jié)點能夠方便地訪問和更新模型參數(shù)。智能內(nèi)生的編排調(diào)度AI發(fā)展為連接服務(wù)+3個基本的能力：AIAI任務(wù)提供必要的計算資源。這些資源可能包括基站、核心網(wǎng)、終端等workerAIAI味著要管理一個分布式的、混合多樣的資源池，以適應(yīng)不同類型和需求的異構(gòu)計算。這就需要智能化的資源調(diào)度算法，以確保每項任務(wù)都能在最適合的節(jié)點上以最高效的方式運行。AI工作流編排的目的是確保AI任務(wù)在正確的節(jié)點上按照正確的順序執(zhí)行，以優(yōu)化整個系統(tǒng)的性能和效率。這不僅包括任務(wù)的執(zhí)行順序，還包括對資源利用的優(yōu)化，以減少任務(wù)的執(zhí)行時間和成本。AI工作流編排的另一個重要方面是支持訓練和推理過程的自動化，這可以顯著提高AI應(yīng)用的效率和準確性。AIAIAIAI提供數(shù)據(jù)處理、存儲和管理的服務(wù)，確保了人工智能應(yīng)用能夠在異構(gòu)的計算環(huán)境中高效、安全地運行。AIAI應(yīng)用的整體性能和效率，同時確保數(shù)據(jù)的使用符合法律法規(guī)和隱私保護的要求。分布式算力機制6G6G允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)隨時隨地獲取所需的計算資源，實現(xiàn)算力的服務(wù)化。圖4-6分布式算網(wǎng)協(xié)同分布式通算聯(lián)合編排6GUE計算功能能夠在移動網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)的分布式算力資源進行靈活動態(tài)加載和部署，提供彈性和可擴展的計算資源，匹配不同場景下用戶的快速定制需求。隨著移動端側(cè)算力、數(shù)量快速增長，以及移動業(yè)務(wù)發(fā)展，算力資源將持續(xù)下沉，6G力基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上，對終端算力、基站算力、用戶面內(nèi)生算力、邊緣算力等計算資源進行統(tǒng)一納管與編排，通過構(gòu)建層次化的通算一體化編排管理，實現(xiàn)通信與分布式云的協(xié)同，滿足通信功能云化動態(tài)部署的同時，具備將復雜任務(wù)靈活卸載到云邊端的計算資源進行處理，以達到整體系統(tǒng)的優(yōu)化。通算一體化編排技術(shù)面對高復雜度的算網(wǎng)環(huán)境，通過構(gòu)建“算網(wǎng)大腦”實現(xiàn)資源的一體化編排和管理，提高系統(tǒng)的靈活性和效率。通過人工智能和機器學習算法等智能編排技術(shù)來優(yōu)化資源分配、任務(wù)調(diào)度和流程管理，能夠根據(jù)實時數(shù)據(jù)和預測分析來自動調(diào)整系統(tǒng)行為，以提高效率和響應(yīng)速度。分布式算力度量和感知算力服務(wù)的能力度量涉及到如何評估和比較不同算力服務(wù)的性能和效率，包括了對算力資源的性能指標進行測量和分析，如計算速度、內(nèi)存容量、存儲性能等?，F(xiàn)有6G采用多指標混合度量方法，綜合考慮算力節(jié)點基礎(chǔ)性能和工作狀態(tài)動態(tài)變化，通過統(tǒng)一的算力度量體系以及能力模板，為算力感知和通告、算力開放應(yīng)用模型（OAM）算力運維管理等功能提供標準度量準則，通過全面能力度量來評價和提升算力資源的利用率和匹配準確率。分布式算網(wǎng)資源狀態(tài)的實時感知是合理均衡地使用計算和網(wǎng)絡(luò)資源、動態(tài)高效地UE分布式算網(wǎng)資源狀態(tài)。通過算網(wǎng)資源協(xié)同調(diào)度平臺，動態(tài)高效地進行多維度的智能選路，將業(yè)務(wù)調(diào)度到合適的算力節(jié)點，實現(xiàn)多區(qū)域、多層級的算力資源的統(tǒng)一管理和調(diào)度，通過云、邊、端算力資源的合理分配和負載均衡，滿足差異化的業(yè)務(wù)需求。分布式網(wǎng)絡(luò)的身份機制6G網(wǎng)絡(luò)愿景目標中多樣化的應(yīng)用場景需求和差異化的能力需求，6G式網(wǎng)絡(luò)在組網(wǎng)形態(tài)上呈分層分布式部署趨勢，支持子網(wǎng)的高度可定義和快速定制，因此邏輯上將存在數(shù)量眾多的、歸屬于不同參與方的、獨立自主運行的子網(wǎng)，并且跨子網(wǎng)的交互將會更加頻繁，因此需要一種統(tǒng)一的可信身份和高效簡潔的身份認證機制，確定網(wǎng)絡(luò)中行為主體身份的惟一性、真實性和合法性，實現(xiàn)交互過程的認證和授權(quán)，保護網(wǎng)絡(luò)中其它各種主體的安全利益。47分布式網(wǎng)絡(luò)的身份機制示意分布式的網(wǎng)絡(luò)身份對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的身份認證，在當前移動通信網(wǎng)絡(luò)中肩負起重要責任的是數(shù)字證書PKINRFNFSEPP以及設(shè)備廠商的設(shè)備在運營商局點中開局時的通信認證等場景[16]。然而，這一技術(shù)體（CertificatePKI建設(shè)面臨的上述問題，業(yè)界圍繞分布式數(shù)字身份這一技術(shù)方向，引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，提出了多種解決方案，構(gòu)建分布式信任平臺，實現(xiàn)數(shù)字身份的透明審計和跨域驗證，提升可信性和可監(jiān)督性。6GPKI體系來建立一個提供分布式設(shè)備身份安全服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施，所不6GCA主體構(gòu)建統(tǒng)一的信任體系，統(tǒng)一為分布式網(wǎng)絡(luò)中的不同行為主體提供數(shù)字身份，確保這些數(shù)字身份可以被驗證，以避免信任域孤立、證書交叉認證等問題。同時，為了避免單點失效風險，提升證書透明度，應(yīng)當利用區(qū)塊鏈的公開透明、多方共識、不可篡CA聯(lián)盟，實現(xiàn)基于區(qū)塊鏈的數(shù)字身份管理系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，還可以考慮引入基于零知識證明的加密協(xié)議套件，在提供身份驗證功能的同時，實現(xiàn)類似匿名的隱私保護特性。分布式的用戶身份AKAUSIM和網(wǎng)絡(luò)中存放兩方通信的基礎(chǔ)信息和密鑰，為用戶接入通信網(wǎng)絡(luò)提供了基礎(chǔ)的準入保障。在此基礎(chǔ)上，各類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)商分散獨立建立數(shù)字身份，并由服務(wù)提供商和運營商共同控制這些身份，這種用戶持有眾多數(shù)字身份的現(xiàn)狀使得用戶面臨個人數(shù)據(jù)的濫用和數(shù)據(jù)泄露等風險。當前，業(yè)界對于如何更有效地為用戶提供數(shù)字身份已開展了諸多研究，如標準和協(xié)議方面，W3C身份（DecentralizedID,DID）和可驗證憑證Credential，VC）的規(guī)范；應(yīng)MicrosoftDID、Sovrin等諸多項目。6G5G網(wǎng)絡(luò)的另一方面，考慮到分布式組網(wǎng)的部分典型場景的物聯(lián)網(wǎng)終端的量級和終端業(yè)務(wù)的多樣（entlizdD,DDIDDID文檔對個體的數(shù)字身份提供全局唯一描述，并將其以鍵值對的方式上鏈，全網(wǎng)廣播聲明權(quán)屬。中心網(wǎng)絡(luò)、分布式子網(wǎng)間協(xié)同，完成用戶去中心化標識的生成及存儲，并可基于去中心化標識，實現(xiàn)面向該標識對應(yīng)用戶的跨分布式子網(wǎng)服務(wù)協(xié)同。用戶的敏感信息由智能合約控制可查看權(quán)限，并利用零知識證明等技術(shù)進行身份驗證。用戶利用可驗證憑證結(jié)DID證明自己身份，并以此身份進行登錄、驗證、授權(quán)、注銷等操作，可在不透露原始信息的情況下實現(xiàn)面向應(yīng)用程序的身份證明。分布式網(wǎng)絡(luò)的安全4-86G安全和分布式協(xié)同的安全風險，其中，重點關(guān)注以下安全技術(shù)的運用。圖4-8分布式網(wǎng)絡(luò)間的安全示意子網(wǎng)安全分布式子網(wǎng)視為獨立網(wǎng)絡(luò)，其安全要求可基本對標傳統(tǒng)相對集中的網(wǎng)絡(luò)。考慮到子網(wǎng)的構(gòu)建可能涉及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的共建共享，服務(wù)能力也會從基礎(chǔ)的連接能力擴展到包括感知、數(shù)據(jù)、智能等更為豐富的能力集，安全域的劃分和相互之間的訪問控制就顯得更為重要，例如：管理、業(yè)務(wù)、存儲不同類型的能力實現(xiàn)分別占用獨立物理網(wǎng)口，實施物理隔離，連接、智能等不同網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力的提供采用邏輯隔離的方式進行隔離，并進一步實施安全檢測和防護。對于來自子網(wǎng)外（如第三方應(yīng)用）的訪問，重點是執(zhí)行安全訪問控制。安全也是子網(wǎng)定制的需求和內(nèi)容?；谲浖x網(wǎng)絡(luò)和軟件定義安全技術(shù)，可構(gòu)6G業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)、客戶需求之間的高效聯(lián)動與協(xié)同效應(yīng)。進一步地，對于資源嚴重受限的分布式子網(wǎng)，一方面可考慮借助物理層安全技術(shù)的快速、輕量化實現(xiàn)等特征保證子網(wǎng)內(nèi)安全接入；另一方面，內(nèi)生設(shè)計子網(wǎng)安全，將安全流程嵌入網(wǎng)絡(luò)管理和控制流程，減少網(wǎng)元之間的安全信令交互，簡化安全實現(xiàn)帶來的資源消耗。跨網(wǎng)協(xié)同的隱私安全對于分布式子網(wǎng)協(xié)同過程的安全，主要考慮交互數(shù)據(jù)的隱私保護和傳遞安全。針對隱私保護，可考慮安全多方計算和同態(tài)加密。安全多方計算利用了密碼學領(lǐng)域的隱私保護分布式計算技術(shù)，在保證多個參與方獲得正確計算結(jié)果的同時，保證不泄露計算結(jié)果之外的任何信息，從而保證各方數(shù)據(jù)的安全性和私密性。同態(tài)加密是一種密碼學技術(shù)；對經(jīng)過同態(tài)加密的數(shù)據(jù)進行處理得到一個輸出，將這一輸出進行解密，其結(jié)果與用同一方法處理未加密的原始數(shù)據(jù)得到的輸出結(jié)果是一樣的。通過運用安全多方計算和同態(tài)加密，在數(shù)據(jù)使用過程中隱藏用戶、網(wǎng)絡(luò)隱私信息，及時發(fā)現(xiàn)異常流轉(zhuǎn)行為，實現(xiàn)用戶、網(wǎng)絡(luò)隱私數(shù)據(jù)全生命周期安全保障。對于傳遞安全，考慮到子網(wǎng)間互通的動態(tài)性，首先在子網(wǎng)間運用安全隔離技術(shù)，不僅是物理資源的隔離，還需要設(shè)置有效的訪問控制策略，對跨網(wǎng)的用戶訪問行為進行有效管控、實現(xiàn)對敏感資源的合規(guī)合法訪問；另外，可基于共識機制構(gòu)建去中心化的多邊互信體系，實現(xiàn)協(xié)同過程的有效治理，保證網(wǎng)間交互可計量可溯源。針對分布式子網(wǎng)，設(shè)置交互網(wǎng)關(guān)作為安全錨點，