Page 19 - 网络电信2022年6月刊
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运 营 商 专 栏

            （ExtendedReality，扩展现实）业务需要的则是eMBB+URLLC的             种全栈式协议难以满足性能指标的平滑过渡和极致到极简的跨
            特征组合。在实际中，还会存在场景边界模糊、性能指标需求                          越。比如，用户体验级时延需从语音的100ms到XR的0.1ms，而
            无级平滑过渡的情况。面向6G  灰度化场景特点，6G新网络架构                      工业控制级时延甚至要小于0.1ms。即使当前5G  协议可以对不
            需要具有很强的通用性和灵活性。                                      需要的功能进行简化，也必须执行全栈过程并进行协议各层之
                （2）6G新趋势：5G的高成本痛点问题迫使6G在设计之初                     间的衔接，这仍然会造成不必要的时延。6G网络需要能适应类
            就要考虑组网建网运维成本和业务增值空间等因素。在碳中                           似ms 级到μs 级这样大的性能跨度，进行无极平滑过渡。
            和、碳达峰和可持续发展的国家战略下，6G系统还要向绿色低                             （4）多粒度安全管控
            碳、低成本和低能耗的方向努力。在ODICT融合大趋势下，CT                           随着新业务、新架构、新技术、新应用场景的不断发展，
            （Communication  Technology，通信技术）和OT（Operational      6G需要根据场景特点进行不同级别、不同颗粒度和不同位置的
            Technology，运营技术）、DT（DataTechnology，数据技               安全管控。比如，针对物联网低功耗场景，需要轻量级的安全
            术）、IT技术及理念相互借鉴，如服务化、通用化、组件化、                         加密；针对移动频繁切换的无人机场景，需要高级别的安全保
            灵活编排、定制化、弹性伸缩、独立部署维护、整洁架构等理                          护措施又不能额外增加通信时延；针对切片场景，对同一终端
            念得到各领域广泛认可。同时，6G产业的发展壮大也离不开新                         要支持控制面安全机制共享和不同数据面单独进行安全保护的
            生态的培育，6G新架构需要提供更低的技术门槛，通过网络能                         处理。因此，6G安全管控也需要更多灵活的方式方法选择。
            力开放让更多的业态参与者加入。                                          （5）核心网和接入网深度融合
                                                                     5G核心网已引入SBA（Service-Based  Architecture，
                三、6G用户面设计驱动力和原则                                  服 务 化 架 构 ） 服 务 化 设 计 ， 使 用 虚 拟 化 、 软 件 化 的 N F
                面向6G新需求、新趋势以及5G现有用户面诸多不足和痛点                      （NetworkFunction，网络功能）代替了传统物理网元。NF  可
            问题，6G用户面需要从以下方面进行提升：                                 通过“基于服务的接口”由多个模块化的“网络功能服务”组
                （1）协议灵活度提升                                       成。5G  接入网仍然保留“烟囱式”分层架构和传统点到点接
                在5G核心网中，UPF（User  Plane  Function，用户面功           口，这使得核心网和接入网难以深度融合，从而进行跨域功能
            能）进行IP Flow和QoS Flow之间的映射及传输管控[10]，而在                相互调用。核心网UPF  和接入网用户面交互时，无法使用服务
            无线接入网中，SDAP（Service  Data  Adaptation  Protocol，     化接口。在两套接口设计下，引入新功能也比较困难。随着业
            业务数据适配协议）/PDCP（Packet  Data  Convergence             界对RAN（Radio Access Network，无线接入网）服务化的研究
            Protocol，分组数据汇聚协议）/RLC（Radio  Link  Control，         越来越深入，核心网和接入网在统一范式及架构下，实现端到
            无线链路控制）/MAC（Medium  Access  Control，媒体介入控            端服务化的需求也越来越强烈。
            制）/PHY（Physical  Layer，物理层）逐层进行用户面数据包                    6G 用户面新需求和驱动力如图1所示：
            的处理，完成QoS  Flow-  无线承载-  逻辑信道-  物理信道的映                图1 6G用户面新需求和驱动力
            射。用户面协议各个（子）功能以及其内的各个子模块的处理
            和时序都有着严格的行为规范与限定，任何改动都会造成大量
            的标准化和产品实现额外工作，并且难以实现跨层交互。空天
            地海一体化场景      [11] 、千姿百态的垂直行业应用都需要灵活的功
            能编排能力和现场定制能力          [12] ，而当前用户面分层架构无法对
            差异化的场景进行快速自适应。未来业务模型会越来越丰富，
            除了对同种类型业务保障之外，还有多种业务类型混合协同的
            形式。对如数字孪生、沉浸式云XR、全息通信等不断涌现的新
            业务需求，当前网络架构受到掣肘。可以看到，当前网络用户                              总之，面向6G  新需求、新场景、新业务和新趋势，6G网络
            面架构过于僵化，难以动态适配千变万化的场景和丰富多彩的                          需要克服现有5G  用户面的不足，从功能通用、灵活编排、定制
            业务个性化需求。                                             化和差异化、网络一体化的角度来进行新用户面设计。
                （2）功能简化和通用化设计
                5G架构是在4G架构基础之上进行演进，这仍然是局部增                           四、6G网络stack-free非栈式新用户面设
            强的设计理念，其路径依赖导致标准过于复杂。在ODICT  融合                      计和关键技术
            和智能化手段广泛应用的趋势下，6G系统架构革新成为可能，                             当前无线通信协议栈是分层架构，每层包含的功能固定且
            有机会从开始就原生地考虑至简至柔的整洁架构设计。比如，                          执行顺序不变，这种僵化紧耦合的协议栈形式极大地限制了6G
            通过对用户面相同功能或流程进行合并降低标准的冗余度、                           的网络能力。为了突破架构僵化的约束和适应6G发展，提出了
            将用户面功能进行拆分复用、在设计之初引入AI（Artificial                    一种打破协议栈分层限制的stack-free非栈式用户面设计。如
            Intelligence，人工智能）理念等。另外，对内和对外接口的通用化                 图2所示，功能组件化、数据矢量化、组件并行化、编排灵活化
            也有助于降低参与者的门槛，有利于培育通信产业上下游新生态。                        和组件智能化构成stack-free  非栈式用户面的主要关键技术特
                （3）性能无极平滑过渡                                      征。stack-free  非栈式设计和关键技术保证了6G用户面自适应
                5G协议主要面向toC领域，协议功能比较全面复杂，但这                      匹配未来复杂多变的场景业务需求的能力。

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