引言 據工信部最新數據顯示，截至2023年10月末，我國已累計建設5G基站321.5萬座，實現了所有地級市/縣城的5G網絡覆蓋，建成了全球最大規模的5G網絡。5G已經成為新型基礎設施的重要組成，也是推動實體經濟數字化轉型升級的關鍵驅動。5G網絡不僅為廣大消費者提供高速移動上網和高清視頻業務，還為5G+垂直行業應用推廣奠定了網絡基礎。隨著5G大規模商用，全球業界開啟了5G下一階段演進技術研究和探索。2020年，ITU-T正式統一術語為IMT-2020networksandBeyond，并已在WTSA-20第92號決議中規范；2021年4月，3GPP正式確定5G-Advanced（5G-A）官方名稱，從2021年12月TSG第94次會議啟動R18版本，標志著全球5G發展進入新階段，5G-Advanced作為下一代移動通信技術，相對5G提供多項功能和性能增強：大帶寬(下行GE提升至10GE/上行百兆提升至GE)、業務感知(空口探測/深度探測)、定位精度提升(米級提升至厘米級)、綠色節能(10倍Bit效能)、網絡智能(Level4)；且產生跨站協同、高低頻協同等新場景需求。由于R18的第2階段功能凍結時間為2023年6月，第3階段凍結時間為2024年3月。因此需提前開展面向5G-A的承載技術和應用方案研究，有利于推動我國承載技術研究和產業應用協同發展，本白皮書將基于3GPPR18、R19和R20版本中定義的業務和特性，從以下五個方面進行系統性闡釋：B5G和算力網絡融合承載的驅動力，主要包括全球數字化戰略發展和運營商智能化運營發展帶來的新需求兩方面；B5G和算力網絡的主要業務場景和特性，重點針對B5G的網絡架構演進、XR、組播/廣播、空天地一體化融合等新興業務應用以及其它增強特性和算力網絡中的感知算力的智慧生活、感知算力的智能交通、感知算力的智能制造等場景；B5G和算力網絡的承載需求特性場景和SLA指標體系；B5G和算力網絡承載的關鍵技術，包括超高速傳輸、算網承載、多層確定性承載、多域互通和管控、承載網絡自智、組播廣播演進和星地融合承載等方面；B5G和算力網絡融合承載應用方案，結合我國運營商融合承載網發展現狀，給出后續運營商公網和鐵路行業專網的總體應用建議及演進路線。 和算力網絡融合承載驅動力 全球數字化戰略發展驅動從全球各國家政策來看，已有超過170個國家發布了國家數字戰略，數字化發展已成全球共識。據麥肯錫統計，全球的數字化進程整體提前了7年，亞太地區更是提前了10年，運營商及企業業務數字化的速度比先預想的快20~25倍。例如歐盟提出2030數字羅盤（DigitalCompass）計劃，明確制定了商業數字化轉型、公共服務數字化等綱要，并采用5G作為工業4.0發展的基礎。作為最早部署5G的國家，韓國進一步加強5G+融合生態系統的構建，推進5G融合服務的發展。日本則持續推進B5G（Beyond5G）對民生、社會的價值體現。我國也提出了以堅持科技創新為牽引的、面向2035年的遠景目標，并將持續深化“5G+工業互聯網”作為當前的重要目標。2023年，中共中央、國務院印發了《數字中國建設整體布局規劃》，《規劃》指出，建設數字中國是數字時代推進中國式現代化的重要引擎，是構筑國家競爭新優勢的有力支撐。加快數字中國建設，對全面建設社會主義現代化國家、全面推進中華民族偉大復興具有重要意義和深遠影響。一是夯實數字中國建設基礎，打通數字基礎設施大動脈；二是全面賦能經濟社會發展，做強做優做大數字經濟；三是強化數字中國關鍵能力，構筑自立自強的數字技術創新體系；四是優化數字化發展環境，建設公平規范的數字治理生態。從產業發展驅動來看，5G被認為是行業數智化轉型的基石，全球的主要經濟體均明確要求將5G作為長期產業發展的重要一環。中國也提出了以堅持科技創新為牽引的、面向2035年的遠景目標，并將持續深化“5G+工業互聯網”作為當前的重要目標。因此，5G-Advanced需要充分考慮架構演進及功能增強，從當前仍然以消費者為中心的移動寬帶（MBB）網絡成長為真正的工業互聯網的核心，還需要提供新的話音網絡架構和交互式通信能力增強，以滿足現有以清晰話音為主的通信方式向全感知、交互式、沉浸式通信方式演進的業務發展需求，使能個人消費體驗升級。5G-Advanced還要充分考慮對行業業務的確定性體驗保障，包括實時業務感知、測量、調度并最終形成整體的控制閉環，所以5G-Advanced該從整體網絡架構、組網方案、設備形態和服務支撐能力上匹配多樣性的復雜業務環境。從網絡技術驅動來看，網絡聯接作為數字化基礎設施的底座，在推動行業數字化轉型中發揮著越來越重要的作用。2030年全球總聯接數或將達到2000億，網絡從連接百億人到連接千億物，下一代人機交互（AR、VR、XR）、住行合一、工業互聯、衛星寬帶互聯、AI算力等新業務，對網絡聯接也提出新需求。一個原生智能、全息可視、確定性體驗、安全高可靠，以及具備融合感知自動化能力的綠色網絡是未來發展的方向。算網融合是網絡發展趨勢，用于實時傳遞算力等資源信息，實現多方異構的計算、存儲、網絡等資源的信息關聯與高頻交易的技術體系，從而解決不同類型云計算節點之間的算力分配與資源共享難題。承載網絡也應提供無處不在的網絡靈活連接能力，為算力網絡及其應用提供定制化的服務能力并實現智能優質感知體驗。解決跨多域業務應用感知的APN6還處于應用探索階段，仍需結合應用場景和產業鏈成熟度逐步開展SRv6應用。此外，隨著衛星通信的演進，5G-Advanced核心網也將為面向地海空天一體化的全融合網絡架構做好準備。天地一體通信對承載網要求包括廣泛的網絡覆蓋、網絡連通性、網絡容量和帶寬、網絡安全和管理等方面。這些要求需要在部署時充分考慮，以確保天地一體通信的順利運行和提供優質的通信服務。最后，據歐盟估算，全球ICT行業的電力消耗占比5%~9%，溫室氣體排放占比2%以上。節能減排已成為全球運營商降低成本和履行社會責任的重中之運營商智能化運營發展驅動工業和信息化部發布的5G應用行動計劃顯示，未來運營商將重點推動行業專網，實現終端、無線、承載到核心網的端到端網絡切片智能協同編排和全生命周期管理，滿足高效運維和業務快速發放需求，來滿足算網融合對確定性承載、定制化服務和智能管控運維等方面的能力需求。5G網絡與大數據、AI（ArtificialIntelligence）等技術結合，可以實現更加精準的數字提取，基于豐富的算法和業務特征構建數據模型，基于數字孿生技術做出最合適的分析判斷，并反向作用于物理實體，從而充分發揮數智化效應，進一步推動網絡演進，共同驅動網絡變革和能力升級，助力全社會全領域的數智化發展。縱觀算網融合發展大勢，在技術層面上還需打通5G網絡切片管控系統和云化數據中心管控系統，構建“云網大腦”，實現云網資源的統一納管和一體化運營，使其具備智能、敏捷、精準的管控運營能力。除此之外，承載網絡的管控系統也應集成承載子切片管控功能，支持根據不同切片業務場景和SLA指標分解來規劃承載子切片模板，實現軟硬隔離的切片資源編排、配置、監測和分析的全生命周期管控，并通過AI/ML實現多維度性能和故障告警的大數據分析，實現智能管控運維，當前運營過程中的痛點主要有三個：多廠商組網，網絡可視難。當前各運營商都存在多廠商并存，存在設備型號、控制器、特性&協議并存和版本等差異。網絡設備的軟件和硬件的復雜性帶來網絡可視化業界難題，存在以下幾個方面的巨大挑戰：可視完整性。當前無法實現從物理層、到協議層、切片層再到業務層的多層可視，每層也無法實現全維度可視。比如設備的能耗不可視，無法開展整網綠色節能優化。可視實時性。當前可視處于分鐘級水平，無法滿足網絡故障快速感知，快速閉環訴求。比如網絡故障導致業務質量變差甚至中斷，等到幾分鐘后才能發現并處理，導致業務受損，用戶體驗變差，離網率增加。可視易用性。運營商需要部署多個系統，每個系統又有多個界面，碎片化、離散化的可視化極大降低了用戶體驗，影響了運維效率。比如某運營商部署OMC系統、綜合網管系統、SDN控制器、流量流向系統等多個離散的系統。海量接入設備，部署效率難保障。承載網絡業務眾多，接入設備都是百萬級的量。整體配置復雜，配置自動化實施成本高，配置錯誤影響巨大，嚴重影響社會正常運轉，對運營商造成巨大經濟損失；對于未來自配置，自動上線等能力尤為重要。定位定界難，業務體驗難保障。當前客戶側光纜故障頻發，存在大量的下站訴求，定位定界時間周期長，對客戶業務影響巨大，中斷的時間越長，運營商額外承擔的成本就越高。同時，網絡傳輸過程中也容易產生局部擁塞，導致時延變大、丟包率增加。比如游戲類，直播類業務對時延極為敏感，需要網絡提供毫秒級穩定時延；視頻類，大數據傳輸類業務有極強的彈性大帶寬訴求，網絡需要提供G級別大帶寬路徑，并且存在帶寬調整業務無損等新能力。面對日益發展的業務訴求，網絡管控定位定界，鏈路級的智能故障判斷，切片易部署和易管控等需求。 和算力網絡業務場景和特性 架構演進和六大特性凸顯B5G優勢B5G網絡架構演進頻譜政策是B5G發展的關鍵，在B5G時代除了有存量頻譜重耕，還有TDD第二頻，U6G頻段和毫米波等新頻段，如圖1所示。與此同時，全球多數運營商還面臨2/3/4/5G“四世同堂”。再加上業務發展的不均衡性，運營成本高，頻譜等資源利用率不高等因素，運營商普遍存在頻譜緊張的問題，尤其是低頻段。因此運營商需要更靈活、高效的頻譜方案，支撐多制式業務持續演進。圖1頻譜演進示意圖高低頻協同由于5G-Advanced的無線側出現全頻譜組網的趨勢，5G-A無線側多頻譜組網，同站址高頻站和低頻站將成為主流部署方案。由于高頻站無法獨立組網（信號干擾和衰減大），需以低頻站作為錨點、高頻站與一至多個低頻站間跨框協同。5G-A無線網絡通過高頻和低頻之間的協同，可提供相對傳統網絡新能力：空口帶寬擴容：高頻頻段具有更高的帶寬，低頻頻段覆蓋范圍廣，5G-A在高頻和低頻之間進行協同，滿足不同場景下的帶寬需求。無線接入網借助5G-A技術（超大規模天線陣列，多頻譜之間的協同，TDD/FDD混合組網，空間復用技術和天線設計與射頻前端技術優化），提高頻譜信號傳輸效率，更好地利用頻譜資源，將終端用戶下行體驗速率由當前數百Mbps提升至1Gbps，終端用戶下行峰值速率由當前1Gbps提升至10Gbps。為了避免對終端用戶業務產生流量壓抑，尤其是部署在城區熱點、高頻站的無線BBU基站回傳口，相應地從當前10GE/25GE提升至50GE，如圖2所示。圖2新頻譜和多頻譜協同驅動BBU回傳帶寬超10Gbps提升覆蓋和傳輸質量：高頻頻段在傳輸過程中受阻擋和傳播損耗影響較大，覆蓋范圍相對較小。而低頻頻段的傳輸特性更適合實現廣域覆蓋。5G-A高頻和低頻協同工作，滿足覆蓋和傳輸質量的需求。室內外無縫漫游需求：高頻頻段在室內覆蓋方面存在挑戰，而低頻頻段可以提供更好的室內覆蓋能力。5G-A在高頻和低頻之間進行無縫漫游，使用戶能夠在不同頻段之間平穩切換。低時延傳輸隨著5G-A推進，無線接入網通過如下技術優化時延：優化無線連接：通過使用增強的調制和調度算法，減少數據傳輸的時延。TTI（TransmissionTimeInterval）優化：優化TTI的大小和配置。基站部署和優化：通過在更多的位置部署基站，對基站的布局和優化也可以改善信號覆蓋和傳輸效率，從而降低時延。大規模靈活連接5G-A具有廣泛的物聯網應用前景和支持能力：大規模物聯網連接：支持數十億甚至百億級別的物聯網設備接入。低功耗和長電池壽命：引入了低功耗和省電的技術，使得物聯網設備能夠實現更長的電池壽命。高帶寬和大數據處理：支持物聯網設備快速傳輸和處理大量的數據。網絡安全5G-A對網絡安全的要求更加嚴格和復雜：防御網絡攻擊：應具備強大的網絡安全功能來防御各種網絡攻擊。網絡切片安全：應為每個網絡切片提供獨立的安全策略、訪問控制和數據隔離，以確保切片之間的安全性和互不干擾。身份認證和訪問控制：應具備強大的身份認證和訪問控制機制，應支持強密碼、多因素身份驗證和認證協議，還應支持細粒度的訪問控制。保護用戶隱私：應提供安全的身份驗證和訪問控制機制，以確保只有經過授權的用戶能夠訪問和處理用戶數據，并采取適當的加密和隱私保護措施。端到端加密：從發送端到接收端的所有數據都進行加密處理，保護通信的機密性和完整性。安全的邊緣計算：提供安全的邊緣計算環境，包括邊緣節點的安全配置、隔離和監控，以保護邊緣計算資源免受惡意攻擊和數據泄露。除了以上要求，還需要考慮包括安全管理、安全策略、風險評估和合規性等方面。網絡安全的要求需要綜合考慮技術、管理和政策等因素，并采取綜合性的安全措施，以確保B5G網絡的安全性和可信度。綠色節能B5G網絡通過提高通信設備和網絡能源效率，以實現綠色節能的目標。無線接入網絡主要有以下幾方面節能措施：動態頻譜共享：根據不同網絡負載和需求，動態地分配和利用頻譜資源。智能能源管理：通過低功耗廣域物聯網技術，實現對智能電網、智能建筑、智能城市等設施的能源管理。承載網絡配合主要通過以下幾方面提升節能效果：優化網絡規劃：通過網絡拓撲優化和規劃，權衡傳輸距離和網絡拓撲的復雜性，以降低能源消耗。同時，使用先進的優化算法和仿真工具來評估和改進網絡的性能和能源效率。功率管理和動態休眠：根據實際需求調整設備的功率和工作模式，以降低能耗，包括在低負載時進行動態休眠和自動喚醒，以減少設備的空閑功耗。虛擬化和網絡切片：通過網絡虛擬化和網絡切片對網絡資源進行合理的分配和利用，通過動態分配和釋放網絡資源，按需提供服務。節能監測和管理系統：建立節能監測和管理系統，對網絡設備和資源的能源消耗進行實時監測和分析。通過對能耗數據的分析，發現和解決能耗異常問題，提供指導和優化建議，幫助降低能耗。老舊網絡設備騰退：將老化過時或不再使用的網絡設備從現有網絡環境中移除或替換掉。B5G網絡架構演進小結圖3B5G網絡架構演進如圖3所示，5G是第一代B2B連接，首次需要連接其他行業，但5G對垂直行業融合不深入，對不同行業數據和服務管理復雜，對可用性，安全性，隱私所有權不能滿足要求。為滿足2C、2B、物聯網等業務挑戰，需要B5G進行架構演進優化。新興業務特性XRXR包括增強現實AR、混合現實MR和虛擬現實VR等多種類型技術和應用，目前已經形成廣闊的產業鏈和應用生態，并在影視、教育、工業制造、醫療、零售等行業廣泛應用。中國信通院《2021年虛擬（增強）現實白皮書》定義了核心技術特點及指標，并按照其沉浸體驗能力分為四個階段：初級沉浸、部分沉浸、深度沉浸和完全沉浸，如表1所示。表15G云XR網絡傳輸分析8組播/廣播NR多播或廣播（NRMBS，NRMulticastandBroadcastService）業務以點對多點的方式傳輸用戶業務,有效提升網絡資源利用率的同時提升用戶的業務體驗，減少資源擁塞造成的業務體驗差問題，如圖4所示。組播/廣播應用場景主要涉及以下應用場景：大規模活動和事件：針對大規模活動和事件，將高清視頻、實時音頻等內容傳輸給大量觀眾，滿足大規模人群的同時觀看和體驗。緊急通信和警報系統：用于緊急通信和警報系統，用于在突發事件、自然災害等緊急情況下向公眾廣播相關信息和警示。媒體和廣播業務：為媒體和廣播業務提供了更高效的傳輸方式，同時為廣播和電視臺等媒體機構提供更廣泛的傳播渠道。公共交通信息：向乘客提供公共交通信息，包括車次時刻、延誤信息、安全提示等，以便乘客能夠及時獲得相關信息，并做出相應的調整。物聯網（IoT）廣播：用于物聯網設備之間的廣播通信，實現設備之間的信息傳遞和數據交互。圖4NR多播或廣播業務5GNR廣播通過業務平臺、核心網、承載網和無線基站協同，實現廣覆蓋、高效率組播/廣播業務覆蓋。(3)室內高精度定位室內定位是指利用5G/B5G網絡技術，結合定位算法和傳感器數據，實現在室內環境下準確、高精度的定位服務。5G-A室內定位可以通過以下方式改善室內定位的準確性和可靠性：多天線和波束成形技術：采用多天線技術，可以利用波束成形技術來控制信號的傳輸方向和強度，將信號定向到特定區域或設備。高密度網絡部署：支持更高密度的小區部署，提供更加豐富的網絡信號覆蓋，可以增加接收器的信號選擇和強度。多連接接入技術：支持多連接技術，如Wi-Fi、藍牙、NFC等，可以利用這些技術中的其中一個或多個，獲取多個信號源提供的位置信息。高精度時鐘：依賴精確時鐘來測量信號傳播的時間，以計算出設備或用戶的位置。需要提供高精度的時鐘，以確保定位算法的準確性和穩定性。(4)移動算力感知及調度移動計算和邊緣計算是B5G的重要技術之一，其中移動邊緣計算是在邊緣節點上部署計算資源，將計算任務從中心網絡轉移到邊緣。而移動算力感知和調度通過對網絡中的計算資源進行感知、管理和優化，提供更好的計算能力支持以及對計算資源進行彈性和動態的調配。確定性能力增強3GPP自R15開始定義確定性通信的能力，并在R16及后續標準從空口、核心網、組網與集成、SLA保障架構、URLLC等不同維度持續增強。3GPPR17開始定義了5G獨立組網模式的確定性通信架構，以適應更多的組網場景。但目前系統級的確定性保障網絡架構仍不夠完善，難以實現SLA/QoS的端到端確定性保障。5G-Advanced中，確定性通信能力增強需要覆蓋確定性網絡服務的管理與部署、度量、調度與協同保障等端到端領域和流程。目標是為工業互聯網、能源互聯網、礦山、港口、醫療健康、交通等不同行業提供差異化的業務體驗，并提供確定性SLA保障。B5G應從整體網絡架構、組網方案、設備形態和服務支撐能力上匹配多樣性的復雜業務環境。增強確定性網絡服務能力：實現行業客戶業務場景KQI需求到網絡KPI（帶寬、時延、可靠性等）需求的完整轉換，并將網絡KPI需求進一步完整分解映射到各網絡子域的KPI與確定性能力需求。增強確定性網絡的度量能力：當前網絡KPI數據基于統計周期平均值，難以匹配高確定性應用低至毫秒級別的發包周期需求，5G-A網絡需要實現時延、帶寬、抖動等相關KPI的精確度量，以便進行更為有效的增強調度和保障。增強確定性網絡的調度與協同能力：突破5G系統邊界，提升系統級確定性傳輸能力，實現SLA/QoS可預測、可承諾。網絡智能化增強網絡資源虛擬化、業務多樣化、網絡切片、邊緣計算等5G新能力的不斷引入，給5G運營和商用帶來挑戰。通過智能化技術在電信網絡中的應用和融合，可提高網絡效能，降低運維成本，提升網絡智慧運營水平。從3GPPRel-16開始，為了推動網絡智能化，在網絡基礎架構（SA2）和網管（SA5）技術標準化層面開展了持續推進。NWDAF（NetworkDataAnalyticsFunction，網絡數據分析功能）是3GPPSA2在5G引入的標準網元，是AI+大數據的引擎，具備能力標準化、匯聚網絡數據、實時性更高、支持閉環可控等特點。通過網元內生智能結合獨立NWDAF的跨網元協同，完成網絡智能的閉環操作，構建AI模型在網性能的自評估、自優化機制。隨著5G-A網絡演進，網絡變得越來越復雜，網絡運維的復雜性也相應增加，這就要求網絡是一個高度智能化、自動化的自主網絡。一方面網絡需要根據自身和環境的變化，自動調整以適應快速變化的需求；另一方面，網絡也需要根據業務和運維要求，自動完成需要的網絡更新和管理。為滿足這些需求，以下人工智能領域技術可為5G-A網絡智能化發展提供參考：機器學習作為網絡智能的基礎技術，可廣泛地分布于5G網絡中各節點及網絡控制管理系統中。基于5G系統生成的豐富的用戶和網絡數據，并結合移動通信領域的專業知識，可以構建靈活多樣的學習框架，形成一個應用廣泛、分布與集中相結合的網絡智能化處理體系。以認知技術為基礎，將移動通信領域的專業知識內置到算法，充分利用5G網絡生成的大數據，增強網絡運營智能化程度，以實現復雜多樣的業務目標。意圖驅動網絡使得運營商能夠定義期望的網絡目標，系統可以自動將其轉化為實時的網絡行為，通過意圖維持對網絡進行持續地監控和調整，從而保證網絡行為同業務意圖相一致。此外從架構層面，5G-Advanced網絡可進一步優化5G網絡生成的大數據的應用。分布式可信AI架構：通過聯邦學習來支持多個網絡功能之間、終端之間、網絡功能與終端之間、網絡與行業應用的AI單元之間共同學習訓練。通過網絡智能增強，在B5G網絡中達到如下要求：智能網絡管理：實時感知、監測和管理網絡的狀態和性能，通過網絡數據分析、機器學習和人工智能等技術，對網絡中的問題進行自動識別、定位和調優。智能資源調度：根據實時需求智能分配和管理網絡資源，通過使用智能算法和技術，可以實現基于網絡數據和用戶需求的自適應資源調度。網絡切片和業務定制化：根據不同的業務需求，快速創建、部署和管理定制化的網絡切片。AI增強的網絡和應用：增強網絡和應用中的人工智能技術，實現更智能、智能化和自主的通信和服務。通感算能力增強通感一體是指將5G/B5G技術與通感一體化系統相結合，實現更高級別的智能化和連接。B5G網絡預期將會成為移動通信網絡、感知網絡和算力網絡的融合體。狹義的感知網絡是指具有目標定位（測距、測速、測角）、目標成像、目標檢測、目標跟蹤和目標識別等能力的系統，廣義是指具有感知一切業務、網絡、用戶和終端，以及環境物體的屬性與狀態的系統。在復雜的應用場景中，業務信息處理流程呈現出通信感知高度耦合的特征，一是感知環節與通信環節在時空域交疊，二是感知功能與通信功能相互影響；三是通信能力與感知能力具有一致的大帶寬頻譜和大孔徑天線的需求。5G-A定位可以提供對人員及車輛定位管理、物流跟蹤、資產管理等場景的支持。隨著后續業務的發展，在網絡邊緣提供低時延高精度的定位能力尤其重要。未來的網絡場景如車聯網要求定位精度達到厘米級，且其置信度在90%以上；企業工業園區場景要求位置數據不出園區，且進一步降低定位時延。目前業界已經在進行相關研究并向3GPP提交標準提案，一方面基于MEC部署LMF/GMLC/NEF，降低定位信息傳輸時延，另一方面通過增加參考UE以提供視距信息，并消除基站間的定時誤差，以此提高定位的精度和置信度。具體地，通感一體涉及多個典型應用場景：智能城市：可以監測和收集城市交通流量、空氣質量等各種數據，用于智能交通管理、環境監測、能源管理等方面，提高城市的可持續性和居民的生活質量。工業領域：通過在設備和機器上安裝傳感器，實時監測生產線的運行狀態和環境參數，提供精確的生產控制和預測維護，從而提高生產效率和降低故障風險。農業領域：通過在農田、溫室或養殖場中布置傳感器和監控設備，可以實時監測土壤濕度、氣溫、氣壓、水質等參數。基于收集到的數據，進行精確的灌溉和施肥，提高農作物的產量和品質，減少資源浪費。醫療保健：可以實時監測患者的生理數據，如心率、體溫、血壓等。這些數據可以通過網絡傳輸到醫療團隊，以進行遠程監測、遠程診斷和遠程醫療咨詢，提高醫療的效率和覆蓋范圍。智能交通：通過在道路、車輛和交通信號等方面布置傳感器和監測設備，可以實時收集交通數據，如道路狀態、交通流量、車輛位置等。交互式通信能力增強隨著5G網絡實現連續覆蓋、智能終端大屏化和AR/VR/XR等新媒體終端的成熟，用戶實時通信的訴求不再局限于音視頻。觸、摸、拖、拽等操作的互動，針對同一事務共同協作，使沉浸式視頻通信等成為可能。實時通信將向高清化、交互式、沉浸式及開放性的交互式通信演進。交互式通信在實時通信的基礎上搭載新的數據傳輸通道，為用戶提供除音視頻之外的更豐富的實時交互服務。3GPPRel-17針對具有強交互特性的云游戲和XR等業務定義了新的5QI和QoS參數等，而在5G-Advanced階段，交互式通信還需要如下關鍵技術支撐：分布式、服務化融合媒體：構建統一的融合媒體面，同時支持音視頻、協作、AR/VR等媒體，分布式部署，就近調度，滿足此類業務的低時延及上行大帶寬需求。全新QoS機制：網絡側針對多流業務進行分層編碼和分層傳輸，并提供不同的5QI進行QoS保障；識別不同的數據包并以更細粒度實施QoS控制（例如，延遲，或可靠性）；引入新的QoS參數（如新的等待時間要求，可靠性，帶寬）以支持觸覺數據或傳感器數據傳輸；支持感知媒體業務特征的QoS機制，基于業務特征信息對業務流的不同數據包提供差異化QoS調度；面向XR業務的端到端時延保障機制及去抖動機制。增強多媒體數據流協同：觸感通信可支持多維數據采集，從而用于全面表征業務特征。這種新的通信模式需要實現多業務流之間的傳輸協同和統一的調度，保障數據包同步到達處理服務器或終端。增強的網絡能力開放機制：針對實時交互性訴求強的業務場景，B5G系統可通過開放更多更實時的信息來支持更好的用戶體驗以及更高效網絡資源利用。增強的移動性管理和節能機制：面向新型交互式通信業務的新型移動性管理和能耗優化，提升終端的待機時間和業務體驗，讓用戶在移動場景下更好享受沉浸式的多媒體服務。空天地一體化融合5G網絡不僅提供更高速的數據傳輸服務，更將提供無處不在的移動網絡接入。然而在偏遠地區，如山區、沙漠、遠洋等，無法通過傳統地面5G基站在偏遠地區提供無縫的5G網絡覆蓋。隨著航空航天技術的發展，寬帶衛星通信已經可以地面蜂窩網絡難以比擬的成本優勢來實現廣域甚至全球覆蓋。因此，5G網絡應融合衛星通信，取長補短共同構成全球無縫覆蓋的天地一體化綜合通信網，滿足用戶無處不在的業務連接需求。星地融合通信技術是指將5G/B5G網絡與衛星通信技術融合在一起，實現地面和衛星之間的無縫連接和互操作，星地融合技術的一些關鍵特點：支持不同軌道高度的衛星網絡與地面5G網絡的融合，如低、中、高軌不同的移動性管理策略。跨地域覆蓋：利用衛星通信系統的高覆蓋能力，擴大了網絡的覆蓋范圍。與衛星通信系統融合，支持全球漫游，用戶可以在任何國家或地區使用5G/B5G網絡，不再受地理位置的限制。技術挑戰：星地融合通信需要克服衛星與地面設備之間的時延、頻率管理、功率控制等技術問題。此外，還需要解決天氣影響、信號傳輸效率以及終端設備的復雜性等方面的技術挑戰。網絡容災：當地面網絡受到故障、災害或其他影響時，衛星通信可以作為備份通道，保證通信的連通性和可靠性。維度融合：整合不同的通信技術和頻譜資源，實現多維度的融合。三大典型場景引領算力網絡應用感知算力的智慧生活智慧生活中，人們可以通過各種智能設備和應用來獲取信息、解決問題和增強生活質量。云VR/AR服務作為智慧生活的關鍵人機交互技術，已被應用于諸如游戲、云展覽、景點云游覽等場景，未來還可能應用于更多生活領域，包括云購物中心、云醫療、云教育等。伴隨著云VR/AR服務的拓展，云計算的技術被引入到這類應用的視聽資產渲染中，以實現更高效的內容處理。邊緣云在此過程中起到對內容進行編碼/解碼和渲染的重要作用。終端設備主要負責將控制信息上傳至邊緣節點，隨后在邊緣云中進行VR/AR內容的渲染。視頻和音頻輸出由邊緣云生成后，被編碼、壓縮并傳輸回終端設備，或通過高帶寬網絡進一步傳輸至數據中心。在邊緣節點，編碼/解碼工作既可以使用CPU也可以使用GPU來完成。盡管GPU通常性能更優，但CPU在操作上更為簡單且應用廣泛。同時，可用的剩余資源決定了是否可以啟動相應的服務實例。實例的CPU、GPU和內存利用率將直接影響編碼、解碼和渲染的處理延遲。另外，網絡路徑的質量是決定用戶體驗的關鍵因素之一，包括音頻/視頻的質量及響應輸入命令的時間。考慮到傳感器采樣延遲（客戶端）、顯示器刷新延遲（客戶端）、圖像/幀渲染延遲（服務器）及網絡延遲（網絡）的差異，我們需要關注服務器（計算）延遲和網絡延遲，以確保滿足總的延遲需求。通過不同的配置和選擇，系統端到端（E2E）的延遲會有所不同。感知算力的智能交通隨著城市化進程的加速和交通需求的日益增長，交通擁堵、交通事故、交通污染等問題越來越嚴重。為了解決這些問題，智慧交通系統越來越受到關注。計算感知的算力網絡為智慧交通的發展提供了強有力的支持。為了確保交通流暢，城市需要進一步部署視頻采集設備作為其基礎設施，并提升網絡的傳輸能力。智慧城市的視頻數據應經過進一步的處理，例如用于行人的人臉識別、車輛移動軌跡識別和預測等。這種需求對計算節點的視頻處理能力提出了更高的要求。例如在輔助駕駛的場景中，為了克服盲點或障礙物所造成的非視線問題，邊緣節點需要收集并處理車輛位置周邊的綜合道路和交通信息。如果發現有高風險的車輛，應當及時發出警告，從而增強在復雜路況（例如十字路口）下的駕駛安全性。車載攝像機捕獲的視頻圖像信息需要被傳輸到合適的邊緣節點進行處理。考慮到數據隱私問題，數據應在盡可能靠近數據源的地方進行處理，以避免數據在網絡中過多傳播。但“最近”節點的負載可能會過載，進而影響輔助駕駛請求的響應速度，甚至可能引發交通延誤或交通事故。因此，邊緣節點的選擇對于整理“附近”汽車的攝像信息至關重要，需要綜合考慮物理距離、數據傳播范圍、節點算力負載等各種因素。例如，對于對延遲不敏感的服務，如車載娛樂等，應該動態調度到其他輕負載節點進行處理，而不是使用本地邊緣節點，以確保對延遲敏感的服務能夠優先處理，從而保障服務可用性和用戶體驗。感知算力的智能制造智能制造，是將現代信息技術、先進制造技術、人工智能等應用于制造業的設計、生產、管理、服務等制造活動各個環節。通過智能化生產、自動化控制、大數據分析等手段，實現制造業生產效率的提升、產品質量的提高以及產業鏈的優化。智能制造智能工廠為載體，以關鍵制造環節智能化為核心，以端到端數據流為基礎、以網絡互聯為支撐等特征，具有信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行等能力。在我國制造業轉型升級的大背景下，智能制造成為了關鍵支柱。而算力網絡則是制造業數字化轉型的重要基礎設施，將各類數據資源轉化為企業發展的核心競爭力，推動制造業的數字化轉型和智能化升級。智能制造需要基于大量的數據采集、處理和分析，算力網絡需要為智能制造提供強大的計算和存儲能力，幫助處理和分析海量數據。算力網絡的云上存算資源需要提供海量數據的存儲和數據分析挖掘能力，而邊緣計算資源需要提供邊緣智能服務、實時的數據處理和本地數據的安全性保障，兩者還需能夠靈活結合應用以便更好地滿足智能制造的需求。此外，對于智能制造場景，很對企業出于安全考慮，還會構建私有云，并由此帶來大量的混合云部署場景，包括私有云之間的融合部署、公有云與私有云之間融合部署、公有云之間的融合部署等場景。算力網絡必須具備更加精細化算力和業務感知能力、算力調度能力、以及算網協同部署能力，才能滿足上述各種智能制造場景下各類型計算資源之間的高效配置和調度。B5G和算力業務共性與個性并存B5G和算力網絡業務場景和特性方面既有共性又有個性。共性方面，由于二者都以加快社會的數字化轉型為宗旨，以為最終消費者提供更高質量的服務為目標，所以其主要業務場景都包含云XR、智能交通以及智能工廠等領域，也都以提升網絡的通量、確定性、智能化和多維感知計算能力為重要發展方向，并且在移動性算力感知及調度等場景上有部分重疊，但B5G主要從提升無線至承載再至核心網的網絡覆蓋范圍和通道質量的維度入手，需要重點考慮無線頻譜的變化、空口技術演進以及空天地全域覆蓋等方面帶來的需求；而算力網絡主要從算力與網絡資源協同調度的維度出發，需要更多考慮算網資源的感知和融合路由等需求。 和算力網絡承載需求特性 B5G承載需兼顧增強性和新場景需求B5G作為下一代移動通信技術，具有更高的速度、更低的延遲和更大的容量，對移動回傳網提出增強性和新場景需求，需要承載網運營商在網絡架構、帶寬規劃、網絡管理等方面進行相應的升級和改造，以提供更高效、更可靠的服務。增強性承載需求回傳帶寬演進需求圖5B5G回傳帶寬需求隨著5G-A帶寬演進，對回傳網絡帶寬同步帶來演進需求，如圖5所示，需要承載網提供配套帶寬升級能力：城域接入設備提供50GE接入、100GE/200GE組環能力，接入設備具備T級別交換容量。城域匯聚設備提供N*100GE/200GE組環能力，演進提供400GE組環能力。城域核心設備提供400GE組環能力，演進提供超400GE組環能力。適當降低帶寬收斂比，以降低并發場景下擁塞概率。站間協同承載承載網接入設備支持多個無線基站間流量協同的承載需求：低時延保障：無線站點間高性能CA/MIMO/CoMP時延要求小于500us，需要承載網優化轉發路徑和時延，并確保回傳和站間協同業務互不影響。容量及性能提升：支持最大9600字節超長幀，避免協同業務分片、重組。擴展性：C-RAN集中站點疊加BBU框間互聯，需要接入設備支持高密接口。確定性承載針對端到端確定性通信場景，需要承載網支持確定性通信能力：切片和連接隔離能力：具備硬軟隔離能力。端到端時頻同步能力：支持全網或切片網絡精準同步。保護和恢復能力：支持保護和快速恢復能力。定制化能力：可定制化提供不同的關鍵特性指標服務的組合。低時延傳輸針對5G-A低時延通信，承載網需要匹配時延優化需求，包括以下時延優化能力：時延算路：基于網絡級視角，通過高精度時延測量和上報，全局計算源節點到目標節點的路徑上的端到端最優傳輸時延。邊緣云/算力接入：需要承載網絡具備便捷算力接入、算力互聯，以及路徑、帶寬調整能力。優化組網結構：在網絡核心域、骨干域增加冗余物理鏈路，減少設備轉接次數，從而降低業務端到端時延。大規模靈活連接5G-A物聯網要求承載網提供更大覆蓋范圍、更多連接數量、更多樣(Mesh化)連接，需承載網在如下方面進行增強：增強網絡接入能力：增加設備端口密度；增強設備路由表、MAC地址表等規格；豐富網絡接入方式，包括固定接入、無線接入以及固移融合接入等；增強網絡互聯能力：增強網絡MPLS/MPLS-TP隧道、SR隧道、MTN/FGU交叉連接能力，包括連接條數、交換容量等；增強網絡連接靈活性：增強網絡連接建立、刪除、調整的效率；豐富網絡連接模型，點到點和點到多點、L2和L3層、動態和靜態模型靈活選擇。移動算力感知及調度算力感知及調度是算網融合的重要發展方向，需要承載網絡根據當前接入算力的資源情況（計算、存儲、網絡等），對算力任務進行感知并進行調度，以實現更高效、智能的算力任務分配和資源利用。網絡管理及智能化隨著B5G演進，承載網管控在跨網絡域、技術域和跨廠商提供更好的協同：網絡能力開放：將網絡中的各種功能、資源和能力進行細粒度的劃分和開放，使第三方開發者能夠獨立獲取和使用這些原子化能力。跨網絡集中管控：對網絡的廣域范圍內（如全國或大區）進行統一的管理和控制。標準化API接口：為網絡設備（南向接口）和管控系統（北向接口）定義統一接口規范。實現網絡智能化的技術涉及多個領域，需要結合人工智能、機器學習、數據分析、自動化等技術，用于網絡管理、資源調度、故障診斷等方面，提供智能化的網絡服務和優化。網絡安全5G-A對網絡安全的要求更加嚴格和復雜，承載網需要提供匹配的安全能力：防御網絡攻擊：應具備強大的網絡安全功能來防御各種網絡攻擊。網絡切片安全：應為每個網絡切片提供獨立的安全策略、訪問控制和切片隔離，以確保切片之間的安全性和互不干擾。身份認證和訪問控制：管控應具備強大的身份認證和訪問控制機制，應支持強密碼、多因素身份驗證和認證協議，還應支持細粒度的訪問控制。綠色節能B5G網絡通過提高通信設備和網絡能源效率，以實現綠色節能的目標。相應的需要承載網通過以下幾方面提升節能效果：優化網絡規劃：通過網絡拓撲優化和規劃，權衡傳輸距離和網絡拓撲的復雜性，以降低能源消耗。同時，使用先進的優化算法和仿真工具來評估和改進網絡的性能和能源效率。功率管理和動態休眠：根據實際需求調整設備的功率和工作模式，以降低能耗，包括在低負載時進行動態休眠和自動喚醒，以減少設備的空閑功耗。虛擬化和網絡切片：通過網絡虛擬化和網絡切片對網絡資源進行合理的分配和利用，通過動態分配和釋放網絡資源，按需提供服務。節能監測和管理系統：建立節能監測和管理系統，對網絡設備和資源的能源消耗進行實時監測和分析。通過對能耗數據的分析，發現和解決能耗異常問題，提供指導和優化建議，幫助降低能耗。老舊網絡設備騰退：將老化過時或不再使用的網絡設備從現有網絡環境中移除或替換掉。新場景承載需求星地融合通信星地融合通信對承載網提出新的要求：網絡覆蓋范圍：需要實現廣泛的網絡覆蓋范圍，包括城市、農村和偏遠地區等不同地理區域。網絡連通性：提供高度的網絡連通性，以確保用戶在任何地點都能夠獲得穩定的通信服務。網絡容量和帶寬：滿足大規模的數據傳輸和高速通信需求。星地協同：支持星地流量、協議和管控的協同。管理和優化能力：能夠實時監測和管理網絡狀態、負載和流量，以及優化網絡資源的分配。網絡安全和管理：具備高級的網絡安全和管理能力，以保護用戶的隱私和數據安全。通感一體由于通感一體應用涉及大規模的傳感器和設備連接，需要保障高速、穩定、可靠的數據傳輸和處理能力，對承載網的要求主要體現在以下方面：高帶寬：要求提供充足的帶寬保障，以支持大規模的數據傳輸和處理。低延遲：通感一體應用對實時性和即時性要求較高，需要保證感知數據的及時傳輸和系統的實時響應。安全和隱私保護：具備安全和隱私保護能力，以及數據傳輸的加密和身份認證、訪問控制等。組播/廣播B5G為滿足大規模、高效的組播/廣播需求，對承載網主要需求包括：高帶寬和低時延：需要高帶寬來支持大量用戶同時接收高質量的音頻、視頻和數據流，需要低時延支持實時性和交互性應用。高廣播覆蓋能力：針對廣播業務覆蓋能力有較高的要求。高容量和高密度支持：需要支持大量用戶同時接入，需要具備高容量的支持能力，需要在擁擠的區域提供高密度的覆蓋。網絡可靠性和彈性：需要具備故障切換、負載均衡和容災能力，以應對意外情況或網絡擁塞時的壓力，并持續保持穩定的傳輸。多播支持和流量優化：需要具備多播支持的能力，需要采用合適的流量優化技術，減少冗余數據和提高帶寬利用率。圖圖6B5GSLA指標體系20網絡虛擬化與能力開放網絡虛擬化與能力開放是將網絡資源以虛擬化服務的形式提供給用戶，并支持網絡能力開放：虛擬化技術：通過虛擬化技術將物理網絡資源劃分為邏輯部分，形成虛擬網絡，使得網絡資源可以根據用戶需求進行靈活分配和配置。動態資源分配：根據用戶需求動態地分配網絡資源，用戶可以根據自己的需求增加或減少帶寬、配置規則、調整安全防護等。自動化配置和管理：對網絡設備進行自動配置和管理，自動進行路由規劃和調整，自動監測和修復網絡故障等。（SLA）：滿足用戶要求，確保用戶獲得符合其需求的服務。安全性和隔離性：通過安全措施和隔離機制來保護用戶的數據和網絡安全。室內高精度定位5G-A要求基站之間的時間誤差小于3us，時間同步的高可靠性部署高，承載網需要提供支持高精度定位的能力。內在能力和外在指標共建承載指標體系參考IMT-20205G推進組2021年發布的《5G確定性承載網絡SLA指標體系白皮書》關于5G確定性承載網絡SLA指標體系，B5G的SLA指標體系擴展如圖6所示：B5G受到產業發展和網絡技術雙重驅動力，關鍵驅動力從B5G承載服務和B5G承載技術2個維度出發，包括資源與流域調度能力、資源隔離（切片）能力、時頻同步能力、保護和恢復能力以及算網融合能力5個內在基礎能力，也包括時延、帶寬、丟包、高可靠、時頻同步和算網融合6個外在關鍵指標。5G-Advanced對無線和核心網提出性能指標要求如表2所示：表25G和5G-A對無線和核心網性能指標變化相應地，5G-Advanced對承載網提出性能指標要求如表3所示：表35G和5G-A對承載網性能指標變化算網深度融合是運載力高質量發展關鍵互聯網高速發展使得云計算蓬勃發展，在經歷虛擬化、并行計算等技術積累后，云計算是移動互聯網、大數據、工業4.0等互聯網業務的基礎支撐，其技術和產業發展比較成熟。隨著自動駕駛、IOT、智慧工廠等新興業務的發展，出現對大數據傳輸、或者低時延的業務需求，如數據就近處理和分析、驅動計算從云端下移到接近數據源的邊緣。物聯網技術、社交網絡、移動互聯網、智能終端、感知及交互技術的迅速發展，推動了信息空間、物理空間和社會空間的融合。算力隨處可取是未來網絡為滿足用戶需求的首要目標之一。承載網絡需要提供如下能力：算與網之間的協調能力：集中式算力調度下，根據算網編排器的指令，提供具有性能保障的網絡基礎能力；分布式算力調度下：對于分組網絡，網絡節點自身通過算力感知技術獲取算力相關信息，進行算力需求分析、算法選擇、算力路由選擇，并提供具有性能保障的網絡基礎能力。對于OTN網絡，網絡節點通過算力網關獲取算力相關信息，進行算力需求分析、算法選擇，提供具有性能保障的網絡基礎能力；算力路由能力：為實現計算服務在服務器和網絡資源之間達到某種平衡，以實現更高的吞吐量和更低的響應時間，服務器和網絡資源的選擇應該考慮面向計算能力和資源，而不是簡單地以靜態方式調度服務請求或僅根據連接進行優化。通過某種最優路由算法選擇服務器或服務實例位置，實現所選網絡的資源流量引導到最優服務器上。通過將算力信息引入路由域，進行算力感知的路由控制，將網絡和計算高度協同優化。具體需要支持用戶需求感知、算力信息和網絡信息通告、算力路由生成以及算力、網絡聯合調度等功能。網絡調度能力：在算力網絡編排器部署或調整之后，將用戶流量路由到網絡處理節點。(4)算網協同智能化能力：隨著網絡云化、網絡跨度更寬，算網業務要求的豐富性，網絡需要提供更豐富的智能化能力。算力承載安全能力：為各類用戶提供安全隔離的承載環境。場景化分析算力網絡業務承載指標體系網絡性能保障能力方面，主要內容包括帶寬、穩定性、延遲等。這些要求確保了算力網絡能夠提供高效、可靠和安全的算力服務。指標要求如表4所示：表4算力業務的承載網SLA和指標要求B5G和算力網絡融合承載是必然趨勢為滿足B5G業務應用和適配B5G性能架構演進，對承載網提出了六類硬指標要求，分別是極致低時延抖動、超高帶寬、無丟包、超高可靠性、超高精度同步與定位、算網融合。算力場景中，超算場景算力流動本質是海量數據流動，需具備大帶寬、融合確定性能力，對承載網特性的需求是高通量、高可靠、帶寬確定性，但對時延抖動確定性不敏感。智算場景主要特征是大規模、高速、無損、低時延，對承載網特性需求是在DC內提供T級超高速通信和us級低時延，入DC/DC間要求廣域無損訓練數據搬移，毫秒級時延數和微秒抖動。綜合B5G和算力網絡場景新興應用，融合化是承載特性趨勢，主要包括超高速傳輸、融合感知/體驗、多層域確定性、異構網絡融合協同、數智化融合、廣域無損與高通量優化。 和算力網絡承載關鍵技術 超高速傳輸助力B5G和算網帶寬提升面向B5G的無線頻譜演進挑戰，未來承載網需要具備超高速傳輸能力。城域綜合承載網核心環將需要支持N*400G組環能力。而面向國家級樞紐算力集群節點和大型區域中心算力集群節點的骨干OTN承載網絡，則需要80×400G以上的超大帶寬長距傳輸能力。面向超400G承載要求，需要突破光模塊、光放大器、光系統等領域的多項關鍵技術：400G直調直檢模塊：現有該類光模塊傳輸距離都在40km以內，為了應對城域承載網核心環部署要求，需要突破MPI（多路徑干擾）等問題，提升傳輸距離和穩定性。400G相干模塊：當前業界主流商用的400G最高波特率約為90Gbaud+，400GPM-QPSK的相干模塊需要把波特率提升到130Gbaud以上，oDSP需實現高速AD/DA，滿足更高波特率器件的信號采樣與輸出。由于器件波特率高，傳統分離器件模式的阻抗不連續點多，導致整體帶寬降低，需要光電合封技術將oDSP、調制器、Driver、接收機等共基板合封，可有效降低阻抗不連續，降低反射，提升帶寬。此外，在130Gbaud高波特率下，光器件的離散性和相互間的干擾損傷對性能影響較大，需引入損傷補償算法，降低器件指標一致性差異、串擾等因素帶來的影響。800G相干模塊：當前基于90GBaudPM-16QAM調制格式的800G光傳輸系統，其傳輸距離僅能滿足部分城域網絡要求。800G光模塊為解決長距問題，需要在高速調制、超高傳輸波特率、算法補償能力、核心光電器件制備等方面繼續突破。光放大器：400GPM-QPSK將波特率提升到130GBd+波特率后，系統傳輸需要占用150GHz頻譜，要實現80波400G，需要從當前的C6T頻譜擴展到C6T+L6T，實現80×150GHz=12THz的頻譜范圍。頻譜擴展主要挑戰在于放大器在L波段的放大能力，當前業界已經具備C6T放大器和L4.8T在L波段繼續向長波長擴展，從當前的1610nm附近，擴展到1626nm附近，需要對光放大器的放大介質（摻鉺光纖）做進一步的研究和創新突破，提升L波段長波性能。同時，放大介質光纖制備工藝也要同步升級突破，以保證新摻雜元素的濃度和均勻性滿足要求，確保光放大效率。光系統：400G光系統引入L波段后，受激拉曼散射（SRS）效應會增強，相比C波段，波長數量增加了1倍，SRS影響增至4倍，SRS效應導致功率、OSNR、非線性的變化更加明顯。光系統需要研究DummyLight(DL)填充方案等技術應對SRS效應的影響。算網承載推動算運存資源和服務共享多維感知技術多維算力感知是網絡對算力資源和算力服務的部署位置、實時狀態、負載信息、業務需求等的全面感知。算網業務涉及的算力服務、算力模型均各不相同，需要對算力資源提供了多個維度的感知能力，這些多維度的感知參數通過算力標識進行統一標識與描述。多維感知參數包括但不限于如下：算力感知：包括算力提供商信息、算力域標識、算力資源類型標識等。算力參數感知技術較為復雜，是目前行業攻克的難點技術之一。存在兩種方式：一種是通過編排系統的方式感知，另一種是通過新型協議感知。用戶需求參數感知：帶寬需求，時延需求，抖動需求，安全保護級別需求。通過配置或者網絡自識別的方式感知業務特征和業務質量需求。不僅需要入口網絡節點接收用戶業務請求并感知用戶業務需求，包括網絡需求（帶寬、時延、抖動等）和算力需求（算力請求類型、算力需求參數等）。還需要通過諸如擴展IPv6協議字段攜帶應用和需求信息的方式，讓網絡進一步了解用戶的算力需求，綜合網絡和算力需求進行路由調度，提升算力服務的網絡效率。網絡性能參數感知：網絡帶寬、時延、抖動等。網絡性能參數感知技術，對于分組網絡和OTN網絡都較為成熟，主要是在控制器南、北向接口，通過telemetry技術，Netconf等協議在網絡和編排器之間傳遞網絡質量等信息。算網調度技術算力網絡業務調度的可以按集中式方案、分布式方案、混合式方案進行部署。集中式部署：由集中式的控制單元來統一收集全網的算力資源、網絡資源以及其他資源信息，用戶將業務需求發送給這個集中的控制單元，然后由該單元利用全局視角進行最優化的資源選擇與分配。分布式部署：通過分布式路由協議實現算力路由控制和轉發，該分布式路由協議包含計算信息、網絡信息等多個維度的信息。算力路由節點根據收集到的算力資源和網絡資源以及其他信息，計算出算力路由表。算力路由節點收到計算任務的數據包后，根據計算需求匹配最合適的算力路由。混合式部署：以上兩種部署模式同時存在。算網融合路由算網融合路由主要將算力信息引入路由域，進行算力感知的路由控制，將網絡資源和計算資源高度協同優化，根據用戶對網絡和算力等綜合需求，并將業務轉發到合適的算力服務節點。算網融合路由是算力網絡中最核心也是最復雜的功能。算網融合路由主要完成三個功能：算力信息和網絡信息通告、算力路由表生成與更新、算網路由轉發。對于算力信息和網絡信息通知，入口網絡節點獲取算力信息和網絡信息有三種方式：集中式部署方式下：控制器需要獲取全部的算力信息和網絡信息。網絡信息通過傳統網絡協議BGP，BGP-LS,Telemetry等消息獲取，算力信息通過云管理平臺、新型的算網一體通告協議或者現有網絡協議擴展等方式獲取。分布式部署方式下：在分布式的網絡設備上完成算力信息和網絡信息的通告。對分布式設備BGP協議或者IGP協議做擴展，用于設備之間傳遞算力信息。路由節點根據算力信息和網絡信息進行綜來源：中國信息通信研究院來源：中國信息通信研究院圖7確定性承載技術圖譜26合算路，并生成路由表控制業務數據轉發。混合式部署方式：以上兩種部署模式同時存在。算力路由表是一種計算感知路由表或計算感知路由信息庫（CA-RIB）。和傳統路由信息表相比，算力路由表增加了計算指標信息，并以算力服務ID作為鍵值,聚合不同算力實例節點（目的地址不同），不同網絡路徑（路徑信息，切片信息等）。算力路由表生成與更新有三種方式：集中式部署方式，控制器基于協議通告的算力信息和網絡信息生成算力狀態拓撲，計算生成與更新算力路由表。分布式部署模式，入口節點基于協議通告的算力信息和網絡信息生成算力狀態拓撲，計算生成與更新算力路由表。混合式部署模式，以上兩種部署模式同時存在。算網路由轉發在入口節點通過用戶報文攜帶的算力服務ID，查詢算力路由表。根據查找到的算力路由表獲取對應的算力實例節點IP地址和網絡路徑信息。基于這些信息封裝用戶報文，并轉發到合適的算力實例節點。多層域確定性承載實現五大關鍵指標L0~L3技術協同發展構建多層多域確定性承載技術體系。確定性承載技術以5個確定性關鍵指標需求為驅動，通過不同的技術機制和能力組合應用，最終實現了覆蓋多層多域網絡的確定性承載技術體系（如圖7所示）。基于不同技術實現機制，可分為分組融合類和TDM類；遵循協議分層架構涉及L0~L3層網絡技術；依據網絡覆蓋能力包括面向局域、城域和廣域的技術方案。確定性承載按照TDM和分組融合兩類技術不斷演進，構建了多層多域的確定性承載技術體系。分組和TDM技術相互借鑒且不斷融合，尋求資源利用率與網絡性能間的平衡。TDM類技術主要包括了工作在L0層的WDM/ROADM/OXC光波長、L1層的光傳送網（OTN）的ODUk等各級通道、城域傳送網（MTN）層網絡（包括MTNS和MTNP，屬于切片分組網絡（SPN）的一個層網絡）和靈活以太網（FlexE）接口技術。其中，WDM/OTN和ROADM/OXC主要是面向城域和廣域的高速光互聯場景；MTN主要面向城域場景的5G回傳和專線承載等應用，MTN技術兼具分組轉發靈活性和TDM通道隔離優勢。FlexE技術可應用于城域或廣域場景提供以太網接口上的時隙硬隔離承載；分組融合類技術是在原有分組轉發機制中引入TDM機制，實現確定性能力。最典型的技術包括工作在L2層TSN技術，其主要面向局域應用范圍實現音視頻、工業控制和移動前傳等確定性承載。同時，L3的IP網絡也融合或借鑒TSN開展技術創新和應用擴展，已涌現出DetNet、確定性IP（DIP：DeterministicIP）和增強確定性網絡（EDN：EnhancedDetNet）等技術。DetNet是由IETF規范的可支持跨域TSN網絡互聯的技術架構，目前已發布了工作在L3層IP/MPLS等數據面的基礎架構和技術要求。確定性IP技術通過采用循環周期調度等機制實現IP網絡內確定性和非確定性業務的混合承載。EDN通過TDM時隙化隊列和調度等機制增強了大規模確定性網絡能力。目前，確定性IP和EDN均在CCSA開展標準化工作。多域互通和管控解決互通和管理難題在網絡通訊領域中，多域互通和管控技術是指在復雜的網絡環境中實現不同域之間的互通和有效管控的技術。域（Domain）指的是具有一定獨立性和自治性的網絡組織單元，可以是不同的網絡、子網、自治系統（AS）、云服務提供商等。多域互通技術旨在解決不同域之間的互操作性問題，使得位于不同域的網絡設備和系統能夠相互通信和交換信息。這有助于提供跨越多個網絡域的連通性，實現數據的無縫傳輸和資源共享。多域互通技術通常應用于大規模網絡，如企業網絡、云服務提供商之間的互聯以及互聯網核心路由器之間的互聯。管控技術則旨在解決多域環境中的管理和控制問題。由于每個域都可能具有不同的管理策略、安全策略和路由策略，跨域的管理和控制變得復雜。多域管控技術可以幫助網絡管理員實現對多個域的集中管理和控制，確保網絡的可靠性、安全性和性能。關鍵技術包括：跨域路由：多域互通技術的基礎是實現跨越不同域的路由。這可能涉及使用協議，如邊界網關協議（BGP）來在自治系統之間進行路由選擇。域間隧道：域間隧道技術可以在不同域之間建立虛擬隧道，通過封裝和解封裝數據包來實現互通。常見的域間隧道協議包括通用路由封裝（GRE）、層二隧道協議（L2TP）和SRv6Policy等，通過上層編排器對隧道路徑進行編排。跨域認證和授權：多域環境中，跨域用戶的認證和授權是一個挑戰。技術如單一登錄（SingleSign-On，SSO）和身份提供者（IdentityProvider，IdP）可以幫助實現用戶在不同域之間的無縫認證和訪問控制。安全策略和隔離：多域環境需要實施合適的安全策略和隔離機制，以保護域內和域間的通信。技術如虛擬專用網絡（VPN）、防火墻和訪問控制列表（ACL）等可以用于實現安全策略和隔離。管理和監控系統：多域管控技術需要支持集中管理和監控。這包括使用網絡管理協議（如SNMP）來收集和分析跨域設備的狀態信息，并提供統一的管理界面和報警系統。綜上所述，多域互通和管控技術旨在解決不同域之間的互通性和管理問題，并涉及諸多關鍵技術來實現跨域通信、安全性和集中管理。承載自智網絡提升可靠性和服務質量承載網自智網絡技術（CarrierIntelligentNetwork）是一種用于網絡承載和傳輸的智能化網絡技術。它旨在借助AI及數字孿生網絡等技術（DTN）提高網絡的靈活性、可靠性和性能，同時降低成本，并為各種應用提供高質量的服務。AI技術是自智網絡邁向高階自智的必要條件，當前承載網的人工智能還主要應用在識別和檢測領域，如圖像識別、趨勢預測以及智能客戶等，需要先通過人工輔助訓練數據樣本基于經驗確認計算模型后再進行應用。而大模型技術推動AI從辨別式走向生成式，系統將具備自主分析和決策的能力，網絡運維工作由人工為主邁向人工為輔，運維人員指揮數字員工快速識別并定位問題，極大提高運維效率，實現真正的“自配置、自修復、自優化”的愿景，保障網絡質量的同時幫助運營商降低大量運維成本。大模型的探索及AI可信是智能化探索的重點方向。承載網可以將數據孿生技術應用到網絡運維中，把網絡的數字孿生體作為基礎運維平臺實現低成本試錯、加快創建迭代、提高網絡智能運維水平。DTN具有幾乎與物理網絡相同的網絡拓撲、業務及流量數據等模型，為用戶提供一個多維度的高精副本，可為網絡運維與創新試錯提供真實的數字化驗證環境。DTN還可以借助AI算法，基于模型進行模擬仿真、性能研究并生成可行的優化方案。這些工作的最終目標是挖掘虛擬網絡模型所反映出的實體網絡各研究對象之間的深層次聯系，并將之應用于對實體網絡的管理和控制。承載網自智網絡技術，可以通過AI、DTN技術解決以下問題：靈活性和可靠性：承載網自智網絡技術支持網絡中的動態重配置和故障恢復，以應對網絡拓撲變化和故障發生時的快速調整和恢復，提高網絡的靈活性和可靠性。服務質量保障：通過流量調度、擁塞控制和差異化服務等技術，確保關鍵應用的高質量服務，提供低延遲、低丟包率和高帶寬的網絡連接。承載能力優化：通過智能路由、動態帶寬分配和負載均衡等技術，實現對網絡資源的優化管理和分配，提高網絡的承載能力和利用率。網絡能效優化：通過芯片設計工藝優化、網絡流量動態預測等技術，實現承載設備能效的動態優化，打造綠色承載網絡。承載網自智網絡關鍵技術包括：智能路由：通過使用智能算法和動態網絡拓撲信息，實現對數據流的智能路由選擇，選擇最佳的路徑以滿足服務質量要求和網絡資源的有效利用。動態帶寬分配：基于實時的流量需求和網絡資源狀況，動態分配帶寬，優化網絡資源的利用，確保服務的高質量傳輸。擁塞控制：采用擁塞檢測和擁塞避免算法，監測網絡中的擁塞狀態并及時采取措施，以避免或減輕擁塞，保證服務質量。流量調度：通過智能流量調度算法，將流量分配到最適合的網絡路徑和資源上，實現負載均衡和網絡資源的最優利用。故障恢復：實施快速故障檢測和故障恢復機制，例如備份路徑、鏈路切換和故障自動隔離，以確保網絡的可靠性和連續性。網絡管理和監控系統：實施高效的網絡管理和監控系統，用于實時監測網絡性能、故障診斷和資源管理，支持網絡高效運維。流量預測：通過提供預測網絡流量走向，支撐網絡提前規劃，保障客戶服務質量；同時根據流量特征動態調整設備狀態，降低網絡能耗。智能決策：系統借助數字孿生網絡對生成的解決方案在孿生體進行迭代預驗證，確保方案的準確性和安全性及最優性。承載網自智網絡技術通過智能化和自動化的方式，提高網絡的性能和可靠性，同時滿足不同應用對服務質量的要求，為各種業務和應用提供高效的網絡承載能力。組播廣播演進提供高效靈活復制方案承載網絡中的組播/廣播原理主要涉及源點樹建立、成員加入、數據傳輸和組播/廣播樹維護等，如圖8所示。使用的組播協議可以根據其工作方式和適用范圍分為二層組播（IGMP、MLD等）和三層組播（PIM、DVMRP、MOSPF、MBGP等）。如EMBMS（EnhancedMultimediaBroadcastMulticastService）增強型多媒體廣播組播服務，需實現核心網至無線基站以及用戶終端設備間的廣播/組播服務，承載網絡提供廣播/組播能力，可避免核心網為每個無線基站甚至終端設備復制業務，從而降低核心網資源消耗、節省承載網帶寬。圖8承載網組播復制承載網絡中的組播/廣播服務一直在不斷演進，以滿足不斷增長的組播需求和技術進步的挑戰。承載網組播/廣播服務演進方向包括：IPv4向IPv6演進：IPv6提供了更好的組播支持，通過擴展的地址空間（128位地址）和內置的組播支持，提供更高效的組播傳輸。組播路由協議演進：新的組播路由協議出現，以提供更靈活、更高效的組播路由選擇和管理，包括PIM協議的演進版本，如PIM-SM(PIMSparseMode)、PIM-DM(PIMDenseMode)和PIM-SSM（PIMSource-SpecificMulticast）等，以及更新一代組播協議BIER（BitIndexExplicitReplication)。BIER組播技術設計理念是簡化組播協議，并提供高效、靈活、可擴展的組播傳輸解決方案，通過對承圖圖9星地融合承載網架構31載網IGP協議進行擴展，實現組播信息傳播、路由計算和選路選擇，使其具備簡化路由結構、靈活的數據復制、精確成員管理、簡化部署和管理等優勢。SDN和NFV技術：軟件定義網絡（SDN）和網絡功能虛擬化（NFV）等新技術為組播服務提供了更靈活、可編程的網絡架構，幫助運營商和網絡管理員在分布式的計算環境中更有效地配置、管理和部署組播服務。安全和保護：新的加密技術和安全機制被引入到組播傳輸中，用于保護組播數據的機密性、完整性和身份驗證。這使得組播能夠在敏感信息的傳輸和多方溝通的環境中得到廣泛應用，如跨設備的安全視頻會議、加密的多播流媒體等。多媒體組播：隨著多媒體應用的快速發展，組播服務不僅僅用于傳輸數據，還用于多媒體內容的分發。組播服務的演進包括更好的多媒體編解碼器、實時傳輸協議（Real-timeTransportProtocol,和應用層組播協議（ApplicationLayerMulticastALM）的引入，以支持高質量視頻、音頻和流媒體的組播傳輸。星地融合承載打造空天地一體化接入包含天基承載網和地基承載網的星地融合承載網的組網架構如圖9所示：天基承載網包括由低軌衛星（LEO）組成的低軌衛星網絡，由中軌衛星（MEO）組成的中軌衛星網絡，以及由高軌衛星（HEO）組成的高軌衛星網絡。不同軌道高度的衛星網絡之間可以通過星座間鏈路進行互聯。為了實現天基網絡的互聯組網，每顆衛星均需要包含承載網功能單元。天基承載網通過星地饋電鏈路與地面站進行連接。地基承載網繼承了傳統的地面移動承載網的組網架構，以提供地基接入網與地基核心網之間的連接。在此基礎上，地基承載網通過地面站、網關與天基承載網進行互聯。星地融合通信由于衛星所處的特殊環境以及運行特點，與傳統地面承載網存在較大的差異，主要包括衛星拓撲高動態性、背景輻噪，并對承載網技術提出了一些挑戰，主要包括以下方面：跨網集成：星地融合通信需要實現地面網絡與衛星網絡的融合，從而提供全球覆蓋的無縫通信服務。跨天基和地基網絡間集成并有效協作，面臨較大技術挑戰。服務質量保障：衛星通信技術會引入一定的時延、丟包等問題，導致通信質量下降。因此，借助承載網提升并優化端到端通信的服務質量（如流量控制、加速傳輸、QoS保證等）需要應對的挑戰。頻譜管理：由于衛星通信系統需要使用一定頻段的電磁波進行通信，因此需要對頻譜資源進行有效的調度和利用。這就需要承載網技術支持頻譜資源的動態分配和優化，以保證頻譜的合理利用。信息安全：衛星通信涉及的信息傳輸量大，同時涉及的數據涉及的范圍非常廣泛，因此需要保證通信安全和隱私保護。承載網需要采取有效的安全措施，如加密技術、防火墻等，以確保通信的安全性和隱私性。為了解決以上的挑戰，星地融合承載網需要加強在如下一些關鍵技術方向的研究：星間激光通信技術：自由空間光通信與微波技術相比，它具有調制速率高、頻帶寬、不占用頻譜資源等特點。星際自由空間光通信技術的可行性問題已經解決，發射功率、接收靈敏度、捕獲和瞄準要求、熱穩定性和機械穩定性等關鍵技術近幾年已取得明顯進步，相信不遠的將來將取代微波通信成為星間通信的主要手段。衛星星座編址技術：目前正在研究衛星編址方案主要有兩種，基于衛星所在軌位的編址和基于地理位置的編址。基于衛星所在軌位的編址，是基于衛星編號或衛星所處的軌道和它在軌道中的位置進行編址；基于地理位置的編址，是利用相對固定的地理信息（例如經度和/或緯度），將IP地址綁定到預定義區域，而不是綁定到路由器/接口。為了解決以上兩種編址方案存在的問題，業界還在討論包括基于內、外兩層編址等新的衛星編址方案。（對承載網技術的分析）星地融合路由技術：在星地融合網絡中，星間鏈路和星地之間的饋電鏈路都具有動態變化的特性，這導致衛星網絡的拓撲以及衛星之間、星地之間的鏈路連接狀態在持續不斷的變化，影響衛星路圖圖10中國移動網絡示意圖33由系統的穩定性，需要考慮在地面網絡的路由協議和技術的基礎上，針對衛星網絡的這些特征進行適當的優化和擴展，制定適合星地融合網絡的路由機制和協議。星地融合網絡的OAM技術：星地融合承載網受衛星運行環境和運行特征的影響，發生故障和服務質量劣化的可能性大大增加，對OAM技術有著新的要求和限制，需要考慮在地面承載網OAM技術的基礎上進行合理的優化，以制定適合星地融合網絡的OAM機制和協議。星地融合網絡保護技術：星地融合承載網受衛星運行環境和運行特征的影響，發生故障和服務質量劣化的可能性和頻率大大增加，對保護技術有著更高的要求，需要考慮在地面承載網各種保護技術的基礎上進行合理的選擇優化，以制定適合星地融合網絡的保護機制和協議。 和算力網絡融合承載應用方案 我國運營商融合承載網發展現狀和需求中國移動SPN1.0實現我國自主5G承載中國移動B5G和算力的融合承載主要采用SPN網絡，在SPN1.0時代，已實現了在SPN設計之初提出的三個“十到百倍”愿景，即容量提升十到一百倍,時延降低十到一百倍，同步精度提升十到一百倍，通過重用以太網產業鏈實現了低成本和超大帶寬，解決了端到端高效無損硬隔離傳送問題，如圖10所示：圖圖11新型城域網承載網架構34同時，作為由中國提出和設計的自主原創性技術，SPN已成功在ITU-T完成多個系列標準立項，成為了繼SDH、OTN之后的新一代傳送網技術體系，確立了中國在5G傳送網技術方面的國際領先地位，為我國5G承載和應用打下堅實的技術基礎。但隨著B5G和算網業務的蓬勃發展，現網在帶寬、業務感知、靈活連接、泛在接入、智能運維、綠色節能等方面面臨諸多挑戰，這些挑戰驅動SPN逐步邁入2.0時代。中國電信STN助力云網融合一體化發展中國電信在5G初期采用STN承載，目前是基于STN向新型城域網演進實現移動和固網的融合承載。如圖11所示，其以“樂高積木式”架構為目標，可基于業務量靈活進行擴展，滿足固移融合、云網一體化的場景需求。其中，積木式網絡架構包括城域POD、云網POP、POD出口功能區三大組件。城域POD以Spine-Leaf架構組建，每個POD設置兩臺Spine，下掛多對Leaf設備。家寬、IP類專線業務通過OLT雙掛Leaf，移動基站、STN專線業務通過A設備環狀接入Leaf，實現固移統一接入。云網POP內部署DC-Leaf與云業務網絡網元對接。POD出口功能區Spine、CR、S-Leaf設備，實現與外部網絡對接。新型城域網通過Spine-Leaf組網技術，實現了流量的快速疏導和橫向彈性擴展；轉控分離的VBRAS技術對MSE的控制面和轉發面進行了全面的梳理和劃分，實現了控制轉發的分離，提升了轉發的利用率，有利于配置運維的簡化以及新業務的快速上線；SRv6/EVPN/FlexE的承載技術實現了云網、固移業務的融合承載。中國電信在新型城