【IMT】2024年6G分布式自治网络架构和关键技术研究--2030（6G）推进组_43页_16mb

6G分布式自治网络架构与关键技术研究总结

核心内容

6G分布式自治网络架构旨在满足未来通信网络的多元化、动态化、本地化需求，支持行业应用的快速部署和灵活扩展。其设计以IT分布式架构为基础，结合移动通信网络的特点，实现网络从集中向集中加分布协同的演进，以构建更加敏捷、可靠、安全和开放的网络体系。

主要观点

• 6G网络需求：6G将支持更多行业应用，如工业控制、物联网、AR/VR等，传统的集中式架构无法满足这些场景对网络灵活性、可靠性和本地化的需求。
• 分布式网络架构：6G网络将采用中心与边缘协同的架构，支持海量子网的动态部署、拓扑自组织和互联互通，实现网络的快速自适应和按需服务。
• 智能自治能力：6G将引入人工智能技术，实现网络的自服务、自实现、自保障，以及全生命周期的闭环自治，推动网络向“零等待、零接触、零故障”的方向发展。
• 可靠性提升：通过存算分离、逻辑分离、智能协同等策略，提高6G分布式网络的可靠性，应对网络故障和性能瓶颈。

关键信息

一、6G分布式自治网络的需求

• 6G将支持沉浸式、多模态交互、工业控制等新型业务，对网络的灵活性和本地化提出更高要求。
• 随着终端数量增加和业务需求多样化，集中式架构的可靠性、可扩展性受到挑战。
• 6G将引入分布式子网服务模型，实现按需动态裂变部署海量区域子网，支持网络功能的灵活调整和子网间协作。

二、6G分布式自治网络架构设计

1. 设计原则

• 至简灵活：简化网络架构，提升灵活性，适应各种变化和需求。
• 分层构建：通过分层设计实现架构的合理性和可扩展性，降低模型膨胀和稳定性问题。
• 拓扑隔离：实现不同网络域间的拓扑隔离，保障网络的稳定性和安全性。
• BASE理论：基于基本可用、软状态和最终一致性，确保分布式系统的高效运行。

2. 设计思路

• 同构基础网络单元：构建功能极简的同构微云单元，支持本地业务闭环接入。
• 分布协同机制：实现多点协同，满足不同用户的多样化需求，支持边缘与中心子网的协同。
• 网络自治方法：实现网络的自配置、自恢复、自优化，支持无人化运维。

3. 分布式服务框架

• 分层分域：通过分层组织实现负载均衡和资源管理。
• 多模态拓扑发现：支持基于终端位置、能力、业务等的多模态拓扑发现。
• NRF与SCP扩展：扩展NRF和SCP能力，实现多面、多子网的层次化管理，增强拓扑隐藏和隔离能力。

4. 分布式网络拓扑自动化管理

• 分层多面模型：设计多层拓扑模型，支持自动化注册和协同。
• 拓扑振荡隔离：实现网间拓扑隔离，防止错误拓扑影响全网。
• 智能协同：通过智能服务实现跨域协同和自治决策，结合数字孪生技术优化网络参数。

5. 基于标识路由的自治网络

• 标识路由：实现基于用户标识（如IMSI、SUPI）的自动路由，支持分布式网络的自组织和自学习。
• 路由安全：具备路由劫持、篡改等攻击的防护能力，提升网络安全性。
• 可编程路由：支持灵活扩展新的标识类型，实现路由切片和虚拟路由网络。

6. 分布式自治网络相关功能和服务

• 基础网络单元实现架构：分离消息路由、状态和处理，实现无状态业务网元的快速容灾和负载均衡。
• 功能重构：将会话管理、移动性管理等功能从AMF中解耦，支持更灵活的业务部署。
• 开放能力：支持Serverless/函数式部署，实现业务快速迭代和网络资源按需调度。

7. 接口协议

• 控制平面接口协议：基于HTTP/3和QUIC协议，提升协议性能和安全性。
• 用户面接口协议：支持SRv6、APN6等新型协议，增强用户面的灵活性和可编程性。
• 服务发现协议：采用分层服务发现模型，支持智能决策和路由优化，避免全量信息同步带来的性能问题。

三、6G分布式网络的智能自治

1. 智能自治网络概述

• 实现网络的全生命周期闭环自治，包括意图处理、感知、分析、决策和执行。
• 通过AI/ML和AI/MR技术，提升网络的智能化水平，实现无人化运维。

2. 智能自治网络架构

• 中心自治域：支持低实时性业务，提供集中计算和存储服务。
• 分布式自治域：支持高实时性业务，实现资源动态配置和本地化处理。
• 意图驱动：通过意图驱动接口，实现网络资源的按需生成和调度。

3. 智能自治域功能

• 意图处理：将业务需求转化为具体操作和控制信息。
• 智能感知：采集并预处理网络和业务数据，监控网络状态和业务需求。
• 智能分析与决策：基于AI分析网络和业务数据，生成优化的决策方案。
• 智能实施：执行决策并进行优化和校正，满足业务需求。
• 智能开放：实现与其他自治域的交互和协作，支持服务开放和获取。

4. 关键技术

• 意图驱动：将业务需求转化为网络操作，实现智能化处理。
• 智能数据分析：利用AI技术对网络和业务数据进行分析，预测状态变化。
• 智能决策：基于数据分析结果，生成优化的网络配置和业务调度。
• 快速执行：支持低时延业务的快速决策和执行，确保网络稳定。

5. 智能自治网络分级

• L0-L5：从人工运维到完全自治，按网络智能化程度进行分级，支持按需引入AI功能。

四、6G分布式自治网络的可靠性

1. 背景与挑战

• 面对多节点、多域协同带来的可靠性挑战，需优化网络路径和降低单点故障风险。
• 电信业务与IT业务在状态维护、依赖性等方面存在显著差异，对可靠性提出更高要求。

2. 原则与架构

• 存算分离：降低节点间依赖，提升系统容错能力。
• 逻辑分离：实现业务逻辑与信令转发分离，增强系统稳定性。
• 智能协同：通过智能服务和数字孪生技术，提升网络可靠性。

3. 技术与方案

• 存算分离架构：实现数据与计算分离，支持本地和中心数据同步。
• 统一网关架构：实现信令转发与业务逻辑分离，支持限流、熔断等功能。
• 智能协同架构：通过智能服务实现可靠性问题的识别和治理，增强网络稳定性。

五、总结与展望

本报告总结了6G分布式自治网络架构设计原则、实现思路、功能服务及关键技术。随着6G技术的发展，分布式自治网络将成为支撑未来多样化业务的重要基础。通过智能自治和可靠性增强，6G网络将实现高效、安全、开放的网络服务模式。未来研究将更加深入，推动6G网络架构的演进和应用落地。

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