6G“零中断网络”需求浅析与技术瞭望

近年来,全球移动通信网络事故频发,对于日常生产、生活造成了较大影响,如何提高通信网络可靠性成为各大电信运营商的核心关切。在刚刚结束的3GPP SA1 第109次会议上中国移动研究院主导的“零中断网络”已被正式纳入6G关键需求场景。本文将针对“零中断网络”这一新概念进行简要概述,并说明其愿景目标与技术框架。

高可靠网络的现实需求

近年来,国际上4/5G网络的商用事故频发,影响范围广、恢复时间长、经济损失严重。具不完全统计,在2021至2024年间,全球通信领域遭遇了超过66起重大事故,波及了从个人消费者到企业用户的广泛群体,单次事故受损用户达数百万乃至数千万。综合来看,网络设备故障是主要诱因,网络过载导致大面积业务失败是主要表现,而故障定位难、隔离难、恢复难是关键所在(高于50%的网络事故中断时长超过5小时)。因此,如何提高网络设备的容错性、提升整网抗信令风暴的鲁棒性以及故障自愈的高效性是6G网络必须优先考虑和解决的问题。

6G对网络可靠性的新挑战

当前,6G的标准化以及研究工作正如火如荼的开展,6G在追求更高性能、更高质量的网络体验同时,通过增强和聚合跨学科技术能力,不断拓展网络连接的范围以及边界,将探索出更加丰富的应用场景。这些新技术、新场景将对网络可靠性提出诸多新挑战。

通智一体:6G与AI技术的内生式结合,以及面向智能体通信的机制调整,将增加网络的不确定性,包括智能体行为的不可预测、模型黑箱化的不可解释、异常样本数据的不可控。

通感算智融合:通感智算融合会增加不同领域故障传导风险,形成更大范围的故障传导链,进一步增加了故障定位与应对的难度,同时增加了多种数据源互访的安全风险。

分布式通信:分布式组网技术虽然提高了网络的灵活性和可扩展性,也增加了不同子网间的暴露面,并衍生出子网间不可信交互管控和故障传导抑制的新要求。

卫星互联:天地一体化网络的典型特征在于网间链路的动态重构,而在此基础上进一步面对可靠性增强,做好链路异常后的快速路由重建是一个全新挑战。

沉浸式通信:全息通信以及感官互联场景提出多维融合多感协同的极致体验,如何保障在极端网络情况下,仍保持高精度的时空同步以及多模态一致性,是网络可靠性需解决的新课题。

“零中断网络”的愿景和目标

为了体系性的构建高可靠的6G网络,中国移动研究院提出“零中断网络”这一全新设计理念,其核心愿景是“能够在各种场景下提供持续、稳定的服务,几乎不出现故障,一旦出现故障,能够快速自愈或自主运行,尽可能避免影响用户体验和业务的连续性、稳定性。”

“零中断”并不意味着完全没有任何问题,而是指在网络设计、建设和运维的每一个环节,都尽可能地减少故障发生的可能性,并且一旦发生故障,能够以最快的速度恢复服务。这种理念反映了通信行业对服务质量的不懈追求,以及对用户需求的高度负责态度。

结合常见网络异常以及处置的方式,零中断网络的目标可以分解为四方面要求:

1.常规动网的故障规避。例如资源不足能够及时预警、新业务发展和新技术引入不影响基础网络稳定运行、网络及网络云扩展/迁移/升级/操作维护等不影响业务等。

2.常规异常快速自愈。例如亚健康、信令冲击、安全攻击、网元故障、服务器故障、单资源池故障、单DC故障等,网络能够自我感知和自我修复,保障用户不下线、业务快恢复、用户无感知、数据零丢失、故障最小隔离、网元不过载等。

3.极端异常自主运行。例如主备资源池均异常、主备DC均异常、传输承载故障、多系统大面积异常、停电或自然灾害等极端异常,网络能够逃生到应急系统或自主运行,能够提供有效的故障定位、隔离、恢复手段,避免完全不可用及长时间不能恢复等重大事故。

4.极致业务的“绝对零中断”。例如工控、医疗等涉及人身安全和生产制造的特殊业务,网络能够应对各类异常场景,提供“绝对的零中断、低延时、确定性”保障。

“零中断网络”的技术框架展望

面向“零中断网络”的核心理念,中国移动研究院提出通过“三体”框架实现6G网络全域、全场景、全时空的业务保障和不间断运行。

1.夯实网络本体,在架构和功能设计阶段秉承高可靠内生设计,降低故障发生可能。网络本体犹如战士自身,技能过硬是根本。网络本体是故障发生的起点和故障修复的落脚点,应秉承高可靠内生设计,包括容错性、冗余性、兼容性、扩展性、敏捷性、隔离性等,一方面降低问题发生的概率、一方面提升网络韧性。

2.完善灾备护体,主动预防、备用接管、极限逃生多措并举,全方位保障网络稳定。灾备护体犹如战士的铠甲盾牌和急救包,异常发生前主动拦截、异常发生后有效接管快速恢复,尤其针对传输异常、资源池异常等极端情况应提供兜底逃生机制,针对地震等自然灾害或大面积停电等突发事件应提供应急预案保障基础通信。

3.引入高稳智能体,高度自智和宏观调控高低搭配,降低故障造成影响。

1)自智系统犹如先进的装备和科技手段,面向6G不可预估、不可信、不可控等新增挑战和极致业务保障需求,以人为主的传统运管模式已无法满足。需要高稳智能体深度参与到网元内和端到端,有效避免事故发生、降低事故影响(缩小范围、缩短时长),与此同时,AI自身的可信可靠也是预防的重点,避免AI本身引入新的风险。

2)宏观调控犹如作战总指挥,面向6G通感智算多维融合、各类分布式子网交叉访问、跨域故障传导等风险,单点异常无法得到有效控制时,会快速蔓延到各个领域,使得问题定位难、隔离难、恢复难,引入端到端的宏观智能调控尤为必要,可以有效降低跨系统故障恢复时长。

总结

“零中断网络”的实现需要在6G设计初期系统性地融入网络架构与技术方案中,进而实现原生高可靠。该理念的顺利达成,需要中国移动携手产业伙伴,直面问题和挑战,共同推进顶层架构设计与关键技术研究,打造全新的高可靠6G通信网络,为6G部署商用奠定坚实基础。

[参考文献]

[1]中国移动,6G网络架构技术白皮书

[2]中移智库,网络云原生演进技术白皮书

[3]中国移动:智能体通信网络(ACN)白皮书[4]中国移动:《沉浸式通信业务发展趋势探讨》[5]《6G数据面架构研究》,IMT-2030(6G)推进组

审稿:魏彬 | 网络与IT技术研究所

作者:吴玲、都晨辉 | 网络与IT技术研究所

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