【IMT】2023面向5G-A的移动算力网络需求及潜在关键技术白皮书--2020_5G_推进组_29页_6mb

移动算力网络需求及潜在关键技术总结

核心内容概述

移动算力网络（MCFN）是5G网络演进至5G-A阶段后，为实现算力与网络深度融合而提出的新型网络架构。其目标是通过将计算能力嵌入移动网络，提升网络的智能化水平与服务质量（QoS），满足未来在消费者、行业、网络等多场景下的高性能算网协同需求。

主要观点

1. 移动算力网络的愿景与特征

• 愿景：实现“网络无所不达，算力无处不在，智能无所不及”。
• 特征：
  • 实时、快速业务调度
  • 用户体验一致性保障
  • 多维度协同编排，实现资源全局优化

2. 典型应用场景

2.1 面向消费者的业务场景

• 沉浸化业务（如AR、VR、MR）：需要低时延、高带宽的算力服务，提升用户体验。
• Cloud VR：通过边缘算力协同提升容量，支持更高质量的视频体验。
• UAV竞技等MR类业务：借助端边协同，实现多设备的实时交互与协同渲染。
• 终端AI算力上移：降低终端AI硬件要求，提升终端AI推理能力。

2.2 面向行业的业务场景

• 分布式学习：如AGV、UAV等智能终端协同工作，支持联邦学习等技术。
• 产业园区算力专网：为中小企业提供共享式的算力服务，保障业务体验。
• 企业广域算力专网：支持跨区域业务，提供统一的算力与网络接入服务。
• 车联网：通过算力协同实现车辆与交通环境的智能感知与决策。

2.3 面向网络的业务场景

• 网络辅助路径选择：实现业务与算力的最优匹配。
• 算力感知的移动会话管理：根据算力状态动态优化网络与业务调度。
• 算网协同实时调度：保障网络、业务与算力资源的协同运行。
• QoS保障机制：引入新的QoS参数，实现算力服务的端到端保障。
• 端边云算力共享服务层：提供便捷的算力服务接口，降低应用开发门槛。
• 多租户自服务能力：支持用户按需定制算力资源与网络服务，实现安全隔离与灵活操作。

关键信息

3.1 移动网络内生算力

• 移动算力网络需具备提供内生算力的能力，支持终端、边缘、云端协同。
• 需要统一注册与管理算力资源，实现算力服务的可发现与可调用。

3.2 多样化算力资源度量与状态感知

• 需要对异构硬件（如CPU、GPU、NPU、FPGA等）进行统一建模与度量。
• 实时感知网络与算力状态，实现灵活调度与资源优化。

3.3 用户体验一致性与服务连续性

• 支持广域连续性算力覆盖，保障用户在移动场景下的业务连续性。
• 多终端协同工作，需实现连接会话的关联与同步。

3.4 算力服务的端边云协同

• 支持将计算任务分发至终端、边缘与云端，实现低时延与高可靠的服务。
• 通过动态任务分配与资源调度，解决终端算力不足与云端响应延迟问题。

3.5 算力资源的统一调度与需求映射

• 需要将用户抽象业务需求翻译为具体算力与网络资源请求。
• 实现资源的智能调度与最优匹配，提升系统整体资源利用率。

3.6 算力感知与网络状态同步

• 管理层需感知算力节点状态，包括资源类型、负载、服务部署等。
• 实现算力与网络资源的联合调度与动态调整。

3.7 算网体验QoS保障机制

• 引入新的QoS参数，如计算资源类型、网络时延等级、计算时延等级等。
• 实现算力任务的按需分配与资源的动态调整，保障用户体验。

3.8 端边云共享服务层

• 提供近似于cloud-native的开发模式，降低应用开发门槛。
• 支持广域协同、跨站弹性、多点灾备等高级业务能力。

3.9 多租户自服务能力开放

• 支持个人用户、运营商、第三方行业用户按需定制算力资源与网络服务。
• 提供安全隔离的租户环境，实现算力与网络的统一管理与调度。

潜在关键技术

1. 超融合轻量化本地算力资源池化技术
   • 实现多类型资源的智能混合调度，降低资源碎片化。
2. 核心网用户面Mesh互联
   • 支持UPF网元之间的灵活路由与算力协同，降低专网建设成本。
3. 移动网络流量策略控制
   • 实现算力与网络资源的自动化协商与映射，保障算力服务的即时可用性。
4. 算网统一资源调度及需求分解映射
   • 实现业务需求到算力与网络资源的智能转换与调度。
5. 算力节点状态感知
   • 实时感知节点资源状态，为调度与编排提供数据支持。
6. 算力感知的移动会话管理
   • 支持集中式与分布式两种模式，实现算力与网络的协同调度。
7. 算网业协同实时调度
   • 实现业务、网络与算力资源的动态协同与同步优化。
8. 算网体验QoS保障
   • 引入新的QoS机制，保障算力服务的端到端体验。
9. 端边云算力共享服务层
   • 提供服务化接口，简化应用开发流程。
10. 多租户自服务的算网一体能力开放
    • 支持用户按需定制租户环境，实现资源隔离与灵活管理。

移动算力网络产业发展倡议

1. 凝聚产业共识，建设技术体系：推动技术定义、架构、标准的统一，构建开放、完备的算网融合基础设施。
2. 孵化产业生态，创新商业场景：通过多方合作，打造可复制、有商业价值的典型应用场景。
3. 坚定产业信心，明确实施路径：依托5G MEC的成熟经验，推动移动算力网络的规模化部署与商业化落地。

未来展望

随着5G-A的推进，移动算力网络将在基础设施、算网协同、运营管理等方面加快研究与部署。未来三到五年，有望成为通信产业的重要基石，推动算力与网络的深度融合，实现更高效的业务体验与资源利用。

缩略语解释