隨著6G通信網絡的快速發展，負責數據轉發和處理的核心功能模塊用戶面面臨著多樣化服務場景、超高吞吐量、超低延遲和動態資源調度帶來的前所未有的挑戰。本白皮書重點介紹了可編程技術支持的6G用戶面，系統地探討了其需求、架構設計和關鍵技術，旨在為未來的6G網絡提供靈活、智能、高效的用戶面解決方案。白皮書首先分析了6G移動通信網絡對可編程用戶平面的核心要求，包括支持多種服務場景（如智能交互、全息通信和工業互聯網）、網絡資源的動態適應、差異化的服務質量保證以及計算和通信的深度集成。在此基礎上，它提出了可編程用戶面架構的設計原則，強調開放性、面向服務的設計、軟硬件協同和智能編排能力。本文進一步構建了一個具有協議可定義性和功能可擴展性的分層解耦架構系統。關于關鍵技術，白皮書強調了四個關鍵方向：1、在網絡計算中：通過將計算能力深度嵌入用戶平面，實現了近邊緣數據處理和實時響應。2、動態協議可編程性：支持按需定制和動態加載協議棧，以滿足垂直行業的異構需求。3、功能服務化：通過基于微服務的架構將用戶平面功能解耦，增強部署靈活性和資源利用率。4、路徑可編程性：利用意圖驅動和基于人工智能的動態路徑優化來確保端到端的傳輸性能。此外，本文還驗證了可編程用戶面在提高網絡效率、減少延遲和通過典型應用場景增強智能方面的潛力。最后，它概述了未來的研究方向，呼吁全行業合作推進標準開發、開源生態系統建設和跨領域技術集成，加快6G可編程用戶面的商業化。本白皮書為6G網絡架構的演進提供了重要參考，有助于構建開放、智能和按需的面向服務的未來通信基礎設施。關鍵詞：6G；可編程；AI；UPF；服務化AbstractWiththerapiddevelopmentof6Gcommunicationnetworks,theuserplane—acorefunctionalmoduleresponsiblefordataforwardingandprocessing—facesunprecedentedchallengesposedbydiverseservicescenarios,ultra-highthroughput,ultra-lowlatency,anddynamicresourcescheduling.Thiswhitepaperfocusesontheprogrammabletechnology-enabled6Guserplane,systematicallyexploringitsrequirements,architecturaldesign,andkeytechnologies,aimingtoprovideflexible,intelligent,andefficientuserplanesolutionsforfuture6Gnetworks.Thewhitepaperfirstanalyzesthecorerequirementsof6Gmobilecommunicationnetworksforprogrammableuserplanes,includingsupportfordiverseservicescenarios(e.g.,intelligentinteraction,holographiccommunication,andindustrialinternet),dynamicadaptationofnetworkresources,differentiatedquality-of-serviceguarantees,anddeepintegrationofcomputingandcommunication.Buildingonthisfoundation,itproposesdesignprinciplesforprogrammableuserplanearchitectures,emphasizingopenness,service-orienteddesign,software-hardwaresynergy,andintelligentorchestrationcapabilities.Thepaperfurtherconstructsahierarchical,decoupledarchitecturesystemwithprotocoldefinabilityandfunctionalextensibility.Regardingkeytechnologies,thewhitepaperhighlightsfourcriticaldirections:1、In-networkcomputing：Bydeeplyembeddingcomputingcapabilitiesintotheuserplane,near-edgedataprocessingandreal-timeresponseareachieved.2、Dynamicprotocolprogrammability：Enableson-demandcustomizationanddynamicloadingofprotocolstackstomeetverticalindustries’heterogeneousdemands.3、Functionalservitization：Decouplesuserplanefunctionsthroughamicroservice-basedarchitecture,enhancingdeploymentflexibilityandresourceutilization.4、Pathprogrammability：Leveragesintent-drivenandAI-baseddynamicpathoptimizationtoensureend-to-endtransmissionperformance.Additionally,thepapervalidatesthepotentialofprogrammableuserplanesinimprovingnetworkefficiency,reducinglatency,andenhancingintelligencethroughtypicalapplicationscenarios.Finally,itoutlinesfutureresearchdirections,callingforindustry-widecollaborationtoadvancestandardsdevelopment,open-sourceecosystembuilding,andcross-domaintechnologyintegration,acceleratingthecommercializationof6Gprogrammableuserplanes.Thiswhitepaperservesasacriticalreferencefortheevolutionof6Gnetworkarchitectures,contributingtotheconstructionofopen,intelligent,andon-demandservice-orientedfuturecommunicationinfrastructure.Keywords:6G;Programmable;AI;UPF Abstract 16G可編程用戶面的需求及應用場景 1.1研究進展 1.26G移動通信網絡對可編程用戶面新需求 51.3相關技術 2基于可編程技術的6G用戶面架構 2.1可編程用戶面設計原則 2.2可編程用戶面架構 3可編程用戶面關鍵技術 3.1用戶面協議動態可編程技術 3.26G用戶面功能可編程技術 3.2.16GCN用戶面功能可編程 3.2.26GRAN可編程 3.36G用戶面智能可編程技術 233.46G用戶面路徑可編程技術 243.4.16G用戶面可編程能力獲取 243.4.26G用戶面路徑可編程 253.56G用戶面新能力可編程技術 263.6基于可編程的用戶面在網計算 4展望 參考文獻 縮略語 主要貢獻單位 當前，業界已開啟對下一代移動通信技術（6G）的研究探索。面向2030年及未來，人類社會將進入智能化時代，6G將構建人機物智慧互聯、智能體高效互通的新型網絡，在大幅提升網絡能力的基礎上，具備智慧內生、多維感知、數字孿生、安全內生等新功能面對如此愿景，6G的網絡架構和功能也會變得越來越復雜。為了使網絡適應未來多變的需求，在6G網絡中應通過引入端到端可編程網絡技術，讓網絡更加智能和靈活。談到可編程網絡，最具代表性的當屬SDN技術。2008年，NickMcKeown教授等人在ACMSIGCOMM發表了題為《OpenFlow:EnablingInnovationinCampusNetworks》的論文，首次詳細地介紹了OpenFlow和OpenFlow交換機的概念。OpenFlow交換機相較于傳統交換機有著本質不同。OpenFlow交換機將控制權上交給集中控制器，集中式控制器通過OpenFlow協議對OpenFlow交換機中的流表進行控制，它會為特定的工作負載計算最佳路徑，從而提高轉發的效率。這種控制轉發分離的架構由集中式控制器對網絡中的各種交換機設備進行綜合管理，這種行為就像對網絡進行整體“編程”一樣。2009年，基OpenFlow為網絡帶來的可編程特性，NickMcKeown教授團隊與加州大學伯克利分校的ScottShenker教授進一步提出了SDN的概念。由OpenFlow帶來了兩項革命性的網絡創新成就：“控制轉發分離架構”和“可編程”，也成為了SDN思想的核心理論。2019年的ONFConnect2019演講中，NickMcKeown教授定義了SDN發展的3個階段：圖1：SDN發展階段圖2010–2020年：通過OpenFlow將控制面和數據面分離，用戶可以通過集中的控制端去控制每個交換機的行為；2015–2025年：通過P4編程語言以及可編程FPGA或ASIC實現數據平面可編程，這樣，在包處理流水線加入一個新協議的支持，開發周期從數年降低到數周；2020–2030年：展望未來，網卡、交換機以及協議棧均可編程，整個網絡成為一個可編程平臺。在SDN的架構中，由控制平面、數據平面和南向接口的一系列相關技術和接口協議實現網絡的可編程。Openflow作為南向協議為控制器和數據平面提供可動態交互的渠道，開啟了網絡可編程時代，被稱為SDN1.0，此時的網絡可編程也被稱為控制面可編程；但隨著網絡的發展和網絡從業者對可編程的需求持續增大，Openflow所提供的控制面可編程已遠遠不夠，無法完全達到目標無關的可編程，更深刻的需求是做到協議無關的可編程；而P4可編程技術是一種協議無關的可編程處理器，提出了創新性的數據包處理邏輯架構，給予網絡從業者定義數據包處理邏輯的控制權，使其進而可控制整個網絡，P4可應用于多種網絡場景，如負載均衡、邊緣計算、安全等方面，此時，P4時代被稱為SDN2.0時代，也被叫做用戶面可編程。從可編程技術的發展來看，其是一個從控制面可編程到用戶面可編程的進化史，其是隨著網絡時代發展而發展的。4G時代的用戶面（SGW和PGW）已經引入了控制面和用戶面分離的思想，主要負責用戶數據的路由和轉發，以及用戶平面數據包的傳輸。它不涉及會話管理的控制功能，這些功能由MME負責，用戶面功能相對簡單；到了5G，UPF不僅負責用戶數據的路由和轉發，還支持更復雜的網絡功能，如網絡切片、低時延通信等。5GUPF可以支持多種應用場景，包括視頻傳輸、虛擬現實和物聯網等，并且能夠提供更高的數據傳輸速率和更低的網絡延遲，其中，控制面與用戶面分離更加徹底，用戶面功能更加獨立，可以下沉到靠近用戶的邊緣網絡，以降低網絡延遲，提高整體網絡性能；邁入6G時代，6G業務的多維性（通信、感知、AI、計算等）對用戶面提出了更高的要求，從單一處理用戶數據到處理多維業務數據發生了天翻覆地的變化，無論是對用戶面處理多維數據(通、感、智、算等)的能力，還是對用戶面處理多維業務數據的性能（峰值速率、用戶體驗速率、區域流量等）都提出了極高的要求。面對不同的應用場景，也對用戶面功能可彈性重構、服務化、可編程等也提出了進一步的需求。基于以上描述，可以得出可編程技術的發展與網絡用戶面的發展可謂是有異曲同工之妙，兩者存在著極大的相似性和耦合性，其發展軌跡是極其吻合的，從另一個角度也可以說明，可編程技術與網絡用戶面是你中有我，我中有你，可編程技術與用戶面技術的結合，將做到1+1>2的效果，為網絡提供源源不斷的動能。ITU-R發布的《IMT面向2030及未來發展的框架和總體目標建議書》提出了6G相對于5G三角形能力需求，已轉變為了六邊形戰士，在5GeMBB、uRLLC、mIOT的基礎上，演變為了沉浸式通信、AI與通信的融合、超高可靠低時延通信、泛在連接、大規模通信、感知與通信融合六大場景，在此基礎上，對網絡性能各個指標提出了更高的要求，比如數據峰值速率、用戶體驗數據速率、區域流量能力、連接密度、移動性、時延、可靠性、覆蓋性等，從這些KPI可以看出，其主要是對用戶面的要求，用戶面處理數據的能力是與峰值速率、用戶體驗速率、時延、可靠性等密切相關的。6G用戶面對數據的轉發不再限于用戶數據，而是包含通感智算數安等多維度新業務的數據轉發和傳輸，其傳輸的數據量也是成指數級增長的；對數據也不再是簡簡單單的路由和轉發，而是對數據在一定程度上做到隨路計算、隨路處理等多種復雜操作。由于網絡中的數據不再限于用戶的業務數據，引入了大量的AI、計算、感知數據，數據之間的傳輸拓撲也不再限于UE-RAN-UPF-DN之間，而是可任意拓撲的，即存在UE-UE、UE-RAN、RAN-RAN、RAN-CNNF、CNNF-CNNF等多種數據傳輸場景，不同的數據類型也對傳輸數據的協議提出了不同的需求，如AI和感知數據量較大，傳統的GTP-U協議是否能高效的傳輸此種類型的數據，也存在著很大的疑問和挑戰。在IMT-2030(6G)的數據服務測試中，基于核心網網元AIEF與UPF之間傳輸AI模型數據的場景，對HTTP2.0和基于QUIC協議的HTTP3.0在數據傳輸方面做了協議效率對比，實驗結果體現了基于QUIC協議數據傳輸的巨大優勢。在6G引入多種類型數據的同時，為了更好的適應和解決數據傳輸的高效性，6G網絡的服務化道路也一直在不斷前進，R18UPF支持eventexposure服務是用戶面服務化的重要開端，但當前標準中UPF的服務化，僅向AF/NEF等開放信息訂閱/通知接口，N4接口未做服務化轉換。當前對應的UPF服務化接口Nupf也未在協議規范的總體架構圖中有所體現。N4接口服務化的目標為UPF對控制面統一提供Nupf的服務化接口，滿足不同控制面網元調用UPF各類服務的訴求。例如UPF對SMF提供會話轉發控制服務、UPF對PCF提供策略控制服務；同時，UPF可以為SMF、PCF、AF、NEF等提供信息訂閱/通知服務。在N4接口服務化的同時，RAN與核心網之間的N2接口服務化也在不斷嘗試和探索，長期以來，基站一直以集成單體的方式進行開發，以保證“最后一公里”的極致性能。多出于性能擔憂，學術界和產業界對N2接口服務化持保守態度。但性能擔憂不應該成為探索N2接口服務化路上的絆腳石。面對未來不確定的新業務和新場景需求，移動通訊更應該著眼于提升網絡的全場景適應能力。總之，基于云原生技術的端到端服務化架構是打造網絡全場景適應能力的必要技術手段，為了最大限度提升網絡的適應能力，N2接口服務化的研究是未來網絡架構設計的重中之重。不論是新型數據的引入導致傳輸協議的變化和多協議可按需共存，還是不同網絡多接口服務化演進都在透露出對可編程的需求，傳輸協議多樣性和接口服務化既是可編程的一部分，也是可編程最形象的一種具象體現，尤其是網絡用戶面作為數據傳輸和處理的載體，其傳輸協議升級和接口服務化更是可編程的具化體現，處處無不在表達出對用戶面可編程的渴求。為了服務多樣化的場景，6G網絡架構和功能也變得越來越復雜，這也對傳統用戶面的轉發和傳輸功能提出了挑戰：面向多樣化的場景，6G網絡中除了傳統的通信業務的數據流，還會存在多種業務的數據流，如AI、感知等。以感知數據為例，感知數據流通常包含大量的實時數據，可能來自于不同類型的傳感器和設備，這些設備可能具有不同的數據格式和傳輸協議。用戶面需要具備高效的數據處理能力和多樣化的服務接口，以支持各種通信協議、數據格式和傳輸速率，以及提供靈活的數據路由和轉發機制。細粒度的QoS需求不同類型的業務流因其獨特的特性而對網絡提出了多樣化的要求。例如對于沉浸式通信的業務來說，數據流量非常大，但是可能對時延不敏感，而工業控制類的業務對時延、抖動等可靠性的要求極高，但是數據流量相對較小。6G網絡需要從不同業務的QoS需求的角度出發，需要增強在數據轉發方面的細粒度的配置能力，實現可定制，才能更好的滿足不同的需求。分布式的算力為了滿足高可靠、低時延等QoS需求和感知、智能等應用場景的需求，6G需要在網絡內提供豐富的異構算力。而基于通信網絡的點多面廣的特點，其算力資源也將是分布式部署的。分布的算力對數據轉發的需求不同于傳統的通信網絡，數據通路將不只是從終端設備到核心網用戶面節點的一對一的方式，還需要實現終端設備到不同算力節點之間多點到多點的數據交換方式。6G網絡需要進一步增強數據轉發的靈活性來滿足這種需求。自動化智能化的管理編排隨著網絡架構和功能的變化，6G網絡的編排管理也會變得更加復雜，自動化和智能化也是其發展的趨勢之一，旨在通過先進的技術和方法來簡化網絡操作、優化資源配置并提升服務質量。6G網絡的數據轉發能力也是如此，需要提高配置和調度能力，與其它編排管理功能配合，實現對數據轉發進行編排、配置和反饋的閉環，并通過自動化和智能化的方式，更好的實現網絡的管理和維護工作?？刂泼婕夹g控制平面的技術主要是SDN控制器的實現。SDN控制器是SDN控制器管理網絡的軟件，控制器中包含大量業務邏輯，以獲取和維護不同類型的網絡信息、狀態詳細信息、拓撲細節、統計詳細信息等?？刂破鬟€需要掌握控制邏輯，如交換、路由、防火墻安全規則、DNS等。網絡管理員可以方便地使用應用程序實現SDN控制器的配置、管理和監控網絡。目前市場上的SDN控制器解決方案大致可以分為兩類：大型網絡設備廠商提供商業方案，例如CiscoOpenSDNcontroller,JuniperContrail,BrocadeSDNcontroller等；社區組織提供的開源方案，例如OpenDaylight,ONOS,Floodlight等。OpenFlow是第一個開放的南向接口協議，也是目前最流行的南向協議。OpenFlow起源于NickMcKeown等在2008年發表的《OpenFlow:enablinginnovationincampusnetworks》論文，次年1.0版本的協議發布了。2011年成立的ONF進一步規范和推動OpenFlow的發展，并將OpenFlow的協議規范發布在ONF網站，隨后陸續制定了OpenFlow協議的多個版本版本，目前仍在繼續完善中。OpenFlow應用于SDN架構中控制器和轉發器之間的通信。軟件定義網絡SDN的一個核心思想就是“轉發、控制分離”，要實現轉、控分離，就需要在控制器與轉發器之間建立一個通信接口標準，允許控制器直接訪問和控制轉發器的轉發平面。OpenFlow引入了“流表”的概念，轉發器通過流表來指導數據包的轉發。控制器正是通過OpenFlow提供的接口在轉發器上部署相應的流表，從而實現對轉發平面的控制。OpenFlow的思路很簡單，網絡設備維護一個FlowTable，并且只按照FlowTable進行轉發，FlowTable本身的生成、維護、下發完全由外置的控制器來實現，注意這里的FlowTable并非是指IP五元組，事實上OpenFlow1.0定義的了包括端口號、VLAN、L2/L3/L4信息的10個關鍵字，但是每個字段都是可以通配的，網絡的運營商可以決定使用何種粒度的流，比如運營商只需要根據目的IP進行路由，那么流表中就可以只有目的IP字段是有效的，其它全為通配。隨著版本的更新，每次都有新的匹配字段出現，使可編程場景更豐富，功能更強大。P4P4是一種針對網絡設備領域的特定語言，用于指定數據平面設備（如交換機、網卡、路由器、過濾器等）如何處理數據包，現在P4由ONF進行維護與更新。傳統的數據平面設備是供應商提供的，供應商定義并實現其支持的功能，而新功能的推出（例如VXLAN）通常需要經歷數年時間。P4可以由應用程序開發人員和網絡工程師定義并實現在網絡中特定的行為，并且可以在更短的時間內實現。P4最初設計是用于可編程的交換機（尤指其所使用的交換芯片ASIC目前已經擴展到了許多設備，如DPU等。網絡設備包含控制平面和數據平面，P4用于對設備的數據平面進行編程。P4可編程交換機的優勢在于數據平面的功能并不是固定的，而是由P4程序定義。所以P4是協議無關的，由程序員通過編程來使數據平面能夠處理各種協議以及其他數據平面功能。P4技術主要有兩個版本，分別為P414和P416。它們的名字是根據發行版本的年限來確定的，P414是2014發行的版本，P416是2016年發行的版本。P416技術由以下五部分組成：首部(Header)、解析器(Parser)、控制流程序(ControlIngress)、流表(Table)、動作集合(Action)。P4的可編程性主要體現在三個方面，分別為可重配置性、協議無關性、跨平臺性。(1)可重配置性：P4應用經過編譯器編譯后部署到具體的平臺上，進而按照代碼定義的處理轉發邏輯處理數據包。當有了功能擴展和其它需求，可以在不更改平臺設備的情況下，重新定義P4應用對報文的處理邏輯，進而達到靈活定義數據面的處理行為。這樣極大降低了開發的時間成本和硬件升級的資金成本。(2)協議無關性：P4的協議無關性是指它不綁定任何協議，用戶只要根據P4技術要素結合目標平臺的特性就可以自定義協議棧；同時，現在的傳統交換機和SDN交換機在出廠之前功能已經固化，綁定了很多協議，但不是所有的協議都能用到，這樣增加了協議的復雜度，增大了設備的負荷和消耗。P4的使用可以消除協議的冗余，按需使用協議，減少額外的開銷，并提高設備的資源利用率。(3)跨平臺性：在P4的世界里，數據面BMv2就像是一個黑盒子，用戶無需關注這個黑盒子的底層處理細節，只需根據對數據報文的處理需求邏輯編寫代碼，代碼經過設備對應的編譯器編譯后可以快速的在BMv2、硬件交換機、FPGA、SmartNIC等不同目標上部署。P4的技術優勢主要體現在協議無關性和完全可編程性。用戶可以通過編寫代碼來編程交換機，將其與特定的協議和特定的數據包頭解耦，從而定義了一組與協議無關的數據包處理管道。與傳統的設備需要開發新的協議棧和更改其內部配置相比，這種通過軟件可編程的方式極大極大降低了開發的時間成本和硬件升級的資金成本。SRv6用戶面作為5G核心網體系架構中唯一提供用戶數據流量處理和轉發功能的面，是實現用戶業務極致體驗的核心，是實現以“用戶”為中心的窗口，更是網絡各層以智簡的服務為產業界的發展打開想象空間的重要抓手。面向未來通信、感知、算力、智能、數據、安全等多樣化業務規則的需求，用戶面通過跨層跨域的可編程能力，支持新協議或功能的快速部署和技術創新。用戶面可編程可使用SRv6、APN6等新技術來替代傳統GTP-U協議棧，利用SRv6的三層可編程空間靈活定義用戶面的分組處理邏輯，以支撐不同業務對用戶面的不同要求。同時基于SRv6的用戶面協議?？蓪崿F用戶至數據中心的NativeIP端到端通道拉通，簡化網絡層級，使網絡變得更加簡單、可控和靈活。2013年，由思科公司提出的SegmentRouting協議是在已有的網絡基礎上進行演進式的擴展，提供了網絡可編程能力。SegmentRouting是一種源路由協議，支持在路徑的起點，向報文中插入轉發操作指令來指導報文在網絡中的轉發，從而支持網絡可編程。SegmentRouting的核心思想是將報文轉發路徑切割為不同的分段，并在路徑起始點往報文中插入分段信息指導報文轉發。這樣的路徑分段，稱之為“Segment”，并通過SID來標識。目前SegmentRouting支持MPLS和IPv6兩種數據平面，基于MPLS數據平面的SegmentRouting稱為SR-MPLS，其SID為MPLS標簽（Label）；基于IPv6數據平面的SegmentRouting稱為SRv6，其SID為IPv6地址。SRv6結合了SR-MPLS頭端編程和IPv6報文頭可擴展性兩方面的優勢。SRv6具有比SR-MPLS更強大的網絡編程能力，主要體現在以下三個方面。第一層是Segment序列。它可以將多個Segment組合起來，形成SRv6路徑。第二層是對SRv6SID的128bit地址的運用。MPLS標簽封裝主要是分成四個段，每個段都是固定長度（包括20bit的標簽，8bit的TTL，3bit的TrafficClass和1bit的棧底標志）。而SRv6的每個Segment長度是128bit，可以靈活分為多段，每段的長度也可以變化，由此具備靈活編程能力。第三層是緊接在Segment序列之后的可選TLV。報文在網絡中傳送時，如果需要在轉發平面封裝一些非規則的信息，可以通過消息頭中TLV的靈活組合來完成。SRv6通過三層編程空間，具備了更強大的網絡編程能力，可以更好地滿足不同的網絡路徑需求，如網絡切片、確定性時延等。結合SDN的全局網絡管控能力，SRv6可以實現靈活的編程功能，便于更快地部署新的業務。為了簡化SRv6在用戶面的應用，提出了兩種不同的"模式"。第一種是"傳統模式"，它繼承了當前的3GPP移動架構。在這種模式下，SRv6取代了GTP-U協議，但是N3、N9和N6接口仍然是點對點接口。第二種模式是"增強模式"。這是從"傳統模式"演變而來的。在這種模式下，N3、N9或N6接口有中間節點SID，這些中間節點用于流量工程或VNF，對3GPP功能透明。在傳統模式和增強模式中，假設gNB和UPF是SR感知的（N3、N9和N6接口是SRv6）。除了這兩種模式外，還引入了兩種機制，用于與傳統接入網（那些N3接口未經修改的網絡）互通。其中一個機制是為了與使用GTP-U/IPv4的傳統gNB互通。第二個機制被設計為與使用GTP-U/IPv6的傳統gNB協同工作。OVS除了硬件可編程技術外，還有多種軟件可實現交換和路由功能，OpenvSwitch是使用最廣泛的一種多層虛擬交換軟件，它簡稱OVS，其目的是通過編程擴展支持大規模網絡自動化，方便管理和配置虛擬機網絡。OVS支持跨物理服務器分布式管理、擴展編程、大規模網絡自動化和標準化接口，實現了與硬件交換機功能類似的軟件交換機。OVS具備很強的靈活性，可以作為軟件交換機運行，也可以直接部署到硬件設備上作為控制層。OVS支持標準的管理接口，并將轉發功能開放給程序擴展和控制。OVS非常適合在虛擬機環境中作為虛擬交換機使用。除了向虛擬網絡層暴露標準的控制和可見性接口外，它還被設計為支持分布在多個物理服務器上。OVS支持多種基于Linux的虛擬化技術，包括KVM和VirtualBox。2基于可編程技術的6G用戶面架構智能數據采集用戶面設計傳統的網絡數據采集流程通常是通過建表、過濾、采集到入庫的單一步驟來完成，缺少對數據按需加工和處理的靈活性。在傳統數據采集方法中，常見的方式包括路測、信令數據硬采和信令數據軟采等。這些方法獲取的數據可以分為實時數據和非實時數據。然而，隨著網絡需求的日益復雜，特別是在移動通信領域，單一的、靜態的數據采集模式已無法滿足日益變化的應用需求。為了提升數據采集和傳輸效率，新的設計思路應當注重根據不同的移動通信智能優化應用場景和網絡部署，進行靈活、彈性、可定制的數據采集。在這種背景下，用戶面可編程性將成為提升數據采集效能的關鍵因素之一。通過可編程的用戶面架構，數據采集過程可以根據具體場景的需求進行定制化設計，不僅在時間和空間上進行精確的按需調度，同時還能夠動態調整采集策略，保證數據采集的精確性與高效性。不同的網絡場景，如高密度用戶區、大規模物聯網場景或低延遲要求的應用場景，都能夠通過用戶面靈活的可編程特性，支持多種數據采集模式，以適應不同的數據需求和傳輸要求。為了實現這一目標，采集的數據可以按需存儲在基礎數據倉庫中，為后續的數據分析、處理和應用提供便利。借助6G網絡的強大能力，數據采集模塊可以在無線數據倉庫的基礎上，提供實時采集、分析、追蹤等全方位的數據支持。通過可編程的架構，用戶面能夠根據實時的網絡狀態和需求，對采集過程進行動態調整，使得數據采集不僅具備高效性，還能靈活應對各種變化。圖2：6G智能內生數據采集分析體系示意圖如圖2-1所示，網絡數據采集模塊的架構可以分為三層：第一層是知識圖譜構建，第二層是數據分析，第三層是特征數據集。這三層架構能夠提供強大的數據處理和可視化能力，通過對網絡數據的深入分析，實現對網絡運行狀態的全面監控與優化。在數據采集的過程中，主要通過硬采、軟采、路測等方式來獲取來自不同來源的數據，包括無線空口用戶終端（UE）側數據、無線空口基站側數據、核心網數據和網管數據。具體而言，空口UE側和基站側數據涵蓋了物理層（L1）、數據鏈路層（L2）、網絡層（L3）的多類信息?；緜韧ㄟ^提取這些信息，組建消息包并建立通信接口，將實時數據傳輸到外部平臺，實現基站側數據的實時采集。核心網數據則包括控制面數據和用戶面數據，其中控制面數據用于處理控制信令協議類型的信息，支持業務流程的建立、維護與釋放。用戶面數據則涵蓋了真正的業務數據，包括語音、分組數據、即時通信、郵件以及視頻等多種業務類型。此外，網管數據包括性能數據、告警數據和配置數據，主要用于對網絡設備的性能監控、故障預警以及拓撲管理。通過將這些數據采集方式與智能化、可編程的用戶面架構相結合，網絡能夠在不同的環境和場景下，靈活調整采集策略和傳輸機制，確保數據采集既具備高效性，也能滿足不同應用場景的需求。這一設計原則——彈性、靈活、可定制——不僅提升了網絡的智能化水平，也為未來6G網絡中更加復雜和多變的數據需求提供了強大的支撐?；诳删幊碳夹g的6G用戶面將會實現新控制面和新用戶面的新連接。同時使用可編程網絡用戶面替代固定功能用戶面，因固定功能的用戶面設備會內置許多協議組合的超集，導致一些珍貴的用戶面資源被用到了一些不需要的協議上。使用可編程用戶面可精簡協議，減少出錯率，提高利用率。同時，6G系統中控制面節點和用戶面節點之間的N4接口服務化、用戶面功能的服務化，實現核心網的全服務化。6G可編程用戶面的架構如下：圖3：可編程用戶面總體架構在傳統的移動網絡和數據網絡中，通常通過邊界網關實現基本的互聯能力，依賴N6接口將不同網絡層次隔離。然而，這種架構在設計、業務服務質量（QoS）保證及管理編排方面仍存在明顯的割裂性。在用戶跨多接入邊緣計算（MEC）節點切換時，常常會遇到業務分割和離散、網絡切換異常等問題。因此，為了應對這些挑戰，未來的網絡架構需要秉持靈活開放、智能自治的設計理念，重點考慮用戶面與邊緣節點的深度融合，打破傳統方案中的層間和域間壁障。通過這種融合，新的用戶面架構能夠實現按需定制、靈活編排，并具備更高的互操作能力，從而突破5G時代“逐點打通”的工程困境，推動6G網絡逐步走向現場自適應柔性網絡。6G云網融合用戶面架構6G網絡的設計將進一步推動通信與計算、連接與智能的深度融合，推動云網融合在網絡邊緣的普及。這一過程中，超級邊緣節點將成為核心，通過提供連接、計算、存儲和智能服務，為網絡提供強大的支撐。對于垂直行業的應用場景，超級邊緣節點能夠滿足超高可靠性、低時延、高安全性等多重要求，支持數字孿生、元宇宙等復雜應用場景的實現。通過這種云網融合架構，邊緣節點不僅提升了網絡數據承載能力，還增強了隱私保護能力，成為實現6G業務的關鍵設施。在這一架構下，用戶面可編程性發揮著至關重要的作用。借助可編程用戶面（UPF）功能，網絡能夠靈活地根據用戶需求動態調整數據流的處理、傳輸和存儲方式。這種靈活的用戶面架構支持不同的接入方式和服務模式，并能夠根據場景需求優化網絡資源的配置。例如，邊緣節點不再是單一的通信功能執行點，而是集成了計算、智能、存儲等多項功能，通過軟件定義的網絡控制方式進行資源的靈活分配與調度。用戶面可編程性使得不同的服務功能可以根據業務需求進行動態部署和優化，從而提供更具彈性、定制化的網絡服務。如圖2-3所示，6G云網融合架構的核心設計可以分為三個層次：非實時層、近實時層和實時層。非實時層主要負責全網的控制與管理，核心節點包括云端大數據平臺和高性能計算平臺，通過智能算法實現非實時的網絡自治，通過智能算法實現非實時的網絡自治，實現全局用戶面資源的動態編排（如流量策略優化與QoS保障），為近實時層的超級邊緣節點提供資源調度依據。而近實時層則由超級邊緣節點構成，作為用戶面數據處理的核心承載層，負責提供面向用戶和任務的敏捷邊緣服務，如圖3中服務化、多維能力、多維數據處理和轉發、路徑可編程等。在這一層中，邊緣節點將通過集成用戶面功能（UPF）等下沉核心網功能以及部分基帶處理功能（BBU）來處理來自用戶的實時多維業務數據流。每個邊緣節點的資源和能力（如計算、存儲、AI處理）將根據任務需求進行靈活分配，在邊緣節點內實現本地數據卸載、流量分流、業務錨定及任務計算等，結合AI驅動的動態資源切片技術，為工業控制、全息通信等高要求場景提供毫秒級響應與高可靠性保障。實時層則由分布式單元（DU）作為用戶面接入錨點，直接連接終端設備，完成物理層信號編解碼與空口調度，并與近實時層UPF協同實現業務數據本地閉環（如車聯網實時交互形成“終端→DU→邊緣UPF→核心網”的低時延數據管道。通過非實時層的全局調控、近實時層的智能處理與實時層的敏捷接入，用戶面功能在多層架構中無縫貫通，最終支撐6G網絡在算力感知、業務本地化與極致性能上的突破。圖4：6G云網融合架構示意圖這種基于任務為中心的邊緣服務，不僅提升了用戶體驗，還降低了傳統網絡架構中的延遲和成本，并有效規避了數據傳輸中的安全風險。隨著網絡功能逐步從核心節點向邊緣節點轉移，邊緣節點將具備更強的AI推理能力，能夠快速響應用戶需求并優化業務流程。通過這種以任務為中心的可編程用戶面架構，6G網絡能夠在邊緣網絡中實現更高效的資源調度與服務提供，支持更加靈活的服務編排和高效的網絡資源利用，從網元形態、協議棧、用戶面路徑、業務鏈管理等多維度發展可編程用戶面方向。最終，6G的云網融合架構將形成一個以連接、智能、大數據、存儲和安全為核心的整體體系。通過高度集成的邊緣節點和可編程用戶面，6G網絡不僅能夠滿足當前和未來的業務需求，還能在網絡架構上實現更高效、更智能的資源調度和服務創新，從而推動全球通信網絡向更加靈活、開放和自適應的方向發展。目前，3GPP標準協議規定了UE的多種PDU會話類型，主要有IPv4、IPv6、IPv4v6、Ethernet和Unstructured，不同的會話類型代表用戶面承載不同的協議，但應用于數據傳輸的協議為GTP-U協議，不同的會話類型是指GTP-U協議承載的底層協議為IPv4或IPv6或Ethernet等，所以用戶面傳輸協議比較固定且單一；雖然，近些來也提出了其他多種用戶面協議，其中呼聲比較高的是SRv6協議，其相關協議也在IETF組織進行了標準化，也在3GPP進行了其替換GTP-U協議的討論，但由于某些原因未通過SRv6協議應用于用戶面數據傳輸的提案。而非結構化會話類型是指不限制具體的用戶面數據傳輸協議類型，而是給予一定的協議定制化或私有化，更大化的開放用戶面數據傳輸協議的類型，這也是3GPP對用戶面協議動態可編程的初步嘗試。6G網絡相比于5G網絡，不再是只提供連接功能的單一網絡，而是具備通、感、智、算等多種網絡能力的完備性網絡，其數據類型也不在限于連接數據，而是通信、感知、AI、計算等多樣化多維數據，用戶面傳輸的數據類型及數據量發生了翻天覆地的變化。針對6G多維數據的差異化數據轉發需求，研究如何基于用戶業務請求類型，去動態編排用戶面協議棧的相關機制，以滿足6G多要素數據的轉發能力，使網絡自上而下的適配用戶需求。本章將介紹一種基于動態編排配置可編程用戶面協議棧方案，主要思想如下：UE在發起會話建立時，在現有參數S-NSSAI、DNN、SSCMode等基礎上攜帶新的參數，即業務類型和/或協議棧的能力參數，其業務類型和/或協議棧的能力參數可以以新的切片參數體現，即在現有切片的參數基礎上，重新增加定義新的切片參數，用于標識UE在發起PDU會話建立時的業務類型和/或協議棧需求，SMF在收到UE發起的PDU會話請求時，根據其業務類型參數和/或協議棧能力參數向協議編排生成器發起協議棧編排配置請求，協議編排生成器根據其協議棧需求，動態編排生成協議棧，然后把其配置到對應的可編程用戶面上，進而把配置的可編程用戶面信息反饋給SMF，SMF基于此完成UPF的選擇和建路過程；若只攜帶業務類型參數，需在SMF或其他模塊內進行業務類型參數與協議棧能力的映射，SMF再基于映射關系向協議編排生成器發起協議棧編排配置請求，協議編排生成器根據其協議棧需求，動態編排生成協議棧。協議編排生成器生成協議棧以后，協議編排生成器對可編程用戶面進行配置，其配置過程既可以是直接配置，也可以是間接配置，直接配置就是，協議編排生成器把協議棧能力配置到可編程用戶面；間接配置就是協議編排生成器把協議棧能力文件發送給SMF，再由SMF配置到可編程用戶面上。具體的用戶面協議動態可編程應用，可參見下面的流程圖示例：圖5：動態編排配置可編程用戶面協議棧流程圖步驟1、終端通過無線功能接入網絡，并向發起業務請求流程，此信令中在原有參數的基礎上，攜帶新的參數：業務類型和/或協議棧參數能力參數步驟2、會話管理功能收到終端發送的業務建立請求流程后，解析此信令中攜帶的參數，若攜帶了業務類型和切片能力參數，則進行協議編排生成器的選擇；若只攜帶了業務類型參數，則先在本地查詢業務類型參數與其協議棧能力地映射關系，再進行協議編排生成器的選擇，具體的選擇方法可以是去NRF中查詢步驟3、會話管理功能向協議編排生成器發送協議棧編排生成請求，攜帶的信息主要有：可編程用戶面的屬性、可編程用戶面之間的拓撲關系、所需的協議棧能力等步驟4、協議編排生成器收到會話管理功能的請求后，進行協議棧的編排和生成步驟5、協議編排生成器向會話管理功能發送協議編排生成響應消息，其中攜帶可編程用戶面的標識等屬性信息，以及其所對應的協議棧功能配置文件步驟6、會話管理功能收到協議編排生成器發送的消息后，向對應的可編程用戶面發送會話建立請求，請求其分配用戶面資源，并把協議棧功能配置文件進行下發，完成協議棧功能的配置步驟7、可編程用戶面收到會話管理功能發送的會話建立請求后，完成用戶面資源的分配，并向會話管理功能發送會話建立響應步驟8、會話管理功能收到可編程用戶面的會話建立響應以后，向終端發送業務建立響應消息，指示業務建立成功用戶面的服務化有助于6G網絡靈活、敏捷、全云化部署組網。作為移動通信網絡數據處理的主要功能，服務化設計將為構建具備極致靈活性、高效性與智能性的6G生態奠定根基。服務化用戶面支持模塊化設計和部署，包括新模塊/功能的設計（如，數據存儲，數據處理），以及現有模塊/功能的拆分。用戶面的原子服務包括但不限于：●數據處理與轉發：接收數據包后，面向網絡中數據報文多種協議格式進行識別、上報和處理，識別IPv4、IPv6、Ethernet等多種協議包頭，提取定制化QoS策略、數據處理策略等信息?；跀祿幚硪巹t，對數據包進行轉發、丟棄、緩存、本地處理等操作，按需將數據包轉發至控制面、數據面進行二次處理?！癫呗怨芾砼c控制：按照用戶套餐、網絡負載、應用規則等運營商策略，確定不同用戶的帶寬配額、丟包策略、服務質量保證?？尚诺谌娇梢园葱鑼τ脩艋蛘哂脩艚M的數據處理、QoS保證策略進行查看與更新?！駮捤淼拦芾砼c錨點：隧道的建立與維護，根據用戶設備和業務等信息建立從UE到數據網絡的隧道；隧道的切換與更新，以應對UE移動等情況；隧道資源的管理與分配，保障不同業務的QoS。錨點功能則作為數據轉發、移動性及流量聚合與分流的關鍵節點，確保數據準確轉發、會話穩定及流量靈活調度?！駭祿眨簲祿幚砼c分析，收集、轉換、存儲用戶業務數據、網絡運行數據等，并對數據進行分析、挖掘和可視化。將原始數據、處理后數據共享開放給不同的網絡功能，以及可信第三方。通過這些服務，可以將原始數據轉化為有價值的信息和知識，為決策提供支持。●安全服務：保障用戶數據安全，包括安全機制、安全連接、安全協議和安全策略等為用戶數據和隱私提供全方位保護，保障網絡服務的安全性與可靠性。●能力開放服務：向可信第三方或者網內其他網絡功能開放會話、節點信息，用戶業務與行為數據，流量統計、網絡資源分配信息等。根據用戶面反饋，靈活調整網絡資源配置與策略，提升應用的性能和用戶體驗?！裰悄芊眨嚎紤]按需引入智能服務，對流量數據進行智能分析預測，分析歷史流量數據，預測未來的流量模式。根據時間序列、用戶行為模式等因素，提前調整網絡資源分配?！穸ㄖ苹眨好嫦虼怪毙袠I的特殊訴求，按需剪裁功能模塊、調整服務流程，為智能工廠、遠程醫療等場景量身定制專屬網絡用戶面，全方位釋放用戶面微服務分解效能，賦能網絡進階。服務化用戶面還需要考慮設計服務化接口替代傳統的包轉發控制協議接口，基于RESTful架構或其他輕量級的服務接口設計原則，具有更好的靈活性和擴展性。有利于第三方應用快速、敏捷的調用用戶面服務，如獲取流量統計信息、請求特定的數據處理功能等。5G核心網已經引入服務化架構（ServiceBasedArchitecture,SBA），網絡功能間采用輕量級服務化接口，利用SBA模塊化、無狀態化、獨立化、扁平化、自主化的優勢，推動網絡走向開放化、虛擬化、云化和微服務化。但目前RAN依舊采用傳統的“煙囪”式協議棧結構和專用的點對點接口，協議棧每一層只對相鄰層負責，缺乏針對不同場景的靈活性以及整體內部功能的聯系，無法支持網絡功能的靈活動態部署和剪裁以及網絡能力開放。此外，當前RAN固有、封閉式的架構難以與云計算進行深度融合，難以實現端到端的服務化，進而難以原生支持AI、安全等特性。因此RAN架構需要做出變革，相比于服務化，微服務化架構更強調網絡功能間相對獨立和低耦合，以達到服務自治、獨立演進，6GRAN的微服務化技術是實現網絡高效彈性、內生設計、開放生態的重要一環。微服務化RAN驅動力未來6G新型應用的涌現對RAN性能提出了更高要求，促使無線網絡向云原生、AI內生、智簡可編程等方向演進。當前體系架構難以適應技術發展趨勢，主要體現在以下幾方面：移動通信網元軟件架構無法支持未來網絡異構化及服務多樣化：電信網元自身的軟件架構變革程度不高，未能充分利用緩存、消息隊列、數據庫、編排自動化等中間件能力，無法支持靈活快速部署、彈性伸縮和高效管理，限制了無線網絡提供差異化、高性能業務的能力；無線網絡內生設計需求：未來6G網絡對云原生、智能化、安全、編排管理等具備內生設計需求，網絡架構需要從煙囪式的協議棧架構轉為基于服務的架構，促進云網在部署、架構和業務上的深度融合；構建無線網絡開放生態的需求：當前RAN架構無法支持能力開放和可編程，6G無線網絡需做出變革，來滿足服務提供商、應用程序開發商、終端用戶（包括消費者和垂直用戶）對模塊化架構、開放系統和解決方案的需求。基于此，需要對現有RAN架構進行改進或重構，以實現RAN功能靈活部署和動態擴縮容，支持網絡功能的升級和定制化，促進實現RAN云原生、智簡可編程、異構資源靈活編排。微服務化RAN設計與演進給當前層級化的協議棧架構、點對點接口帶來革新，從而可能引發通信標準的相應改動，甚至帶來RAN架構與協議棧的深度重構，因此需要合理探索微服務化的研究路線和設計準則：l微服務化RAN的演進不能一蹴而就，需充分結合業務特征和需求，進行針對性的研究，因此微服務化RAN設計方案要支持按需按序的迭代演進；l微服務化RAN涉及無線網絡功能的模塊化切分，服務功能定義和劃分需要高效低耦合，網絡功能間交互流程簡潔可重用，最終實現端到端統一的微服務化框架以及管理編排框架；l微服務化RAN需實現控制功能與執行功能分離，處理流程與數據存儲分離（支持“無狀態”控制），實現靈活彈性部署和動態擴縮容。微服務化RAN在設計時，需要針對不同的具體功能，合理分析服務化的深度和廣度，包括是否服務化，以及服務化功能切分的顆粒度，并且要適應不同場景的差異化業務需求。同時，在微服務化單元的設計時，要滿足服務鏈的模式，在邏輯上合理編排微服務化單元，實現對應功能。微服務化RAN的演進路線可能涉及控制面接口微服務化、控制面功能微服務化、RAN協議棧重構以及RAN與核心網（CoreNetwork，CN）融合等多個階段，對當前協議架構和信令/業務流程的改動也愈加深入。1）控制面接口微服務化控制面接口微服務化即針對現有架構，進行微服務化接口增強，可考慮RAN與接入和移動管理功能（AccessandMobilityManagementFunction，AMF）之間的N2接口、集中單元（CentralizedUnit，CU）與分布單元（DistributedUnit，DU）之間的F1控制面接口微服務化。由此，可實現RAN與核心網網元的直接通信，降低交互時延和流程復雜度；并利用無狀態特性，增強RAN功能，例如可實現基于CU的用戶遷移，而非現有基于小區的用戶遷移。對于當前網絡架構，接口微服務化最易于實現，但RAN內部功能還未達到模塊化解耦以及敏捷部署，云網能力也并未深度融合。2）RAN協議棧重構及微服務化架構基于微服務化RAN驅動力的分析，以及現有核心網微服務化架構，構建端到端的微服務化無線網絡是未來發展趨勢之一。微服務化RAN作為其中重要一環，已成為產業界和學術界的研究共識。微服務化RAN架構依托云原生技術，以邊緣節點為實現形態，除了RAN功能以外，還包含下沉的核心網功能，如圖9所示。依托邊緣節點的微服務化RAN架構頂層為智簡可編程模塊和服務管理模塊，均與服務總線連接。智簡可編程模塊構建面向微服務化的智簡可編程體系框架。服務管理模塊則用于對RAN及分布式CN所提供的服務進行管理，包括服務注冊、服務發現、服務鑒權驗證、負載管理、狀態保持等。服務總線連接RAN和CN的多種服務，CN服務包括連接管理控制和安全保障服務、會話管理服務、數據傳輸處理服務等，可按需部署和提供。RAN服務包括四大類，分為無線連接服務應用程序接口（ApplicationProgrammingInterface，API）、無線會話服務API、無線AI服務API以及能力開放服務API，每一類服務API提供多種服務，支持實時動態調整。架構橫向分為三層，即計算層、控制層和處理層，每一層都包含具體的功能組件，縱向服務API針對提供的具體服務，可對橫向每一層的功能組件進行靈活編排，統一提供相應服務。圖6：基于邊緣節點的微服務化RAN架構在微服務化RAN的深度融合架構中，有如下關鍵技術特征：lRAN與分布式核心網深度融合：5G核心網已采用控制面與用戶面分離架構，并實現用戶處理及轉發功能下沉到邊緣側。面向6G需求，控制面相關功能可能進一步下沉至邊緣側提升網絡運行效率。下沉服務與RAN服務一起，統一被管理控制。lAI作為關鍵服務：考慮到與智能內生、智簡可編程等技術的深度融合，RAN內生AI作為關鍵能力，提供無線AI服務API，增加計算層，并在控制層和處理層中均會新增AI處理組件。對于無線協議棧微服務化重構，圖4-4對邊緣節點中的服務API和三層功能組件進一步細化。l無線連接服務APIa)接入服務：提供多種類型智能終端用戶接入，包括初始接入、隨機接入、連接重建/重同步b)移動性管理：支持多種類型智能終端移動性，包括切換、移動性限制、移動性更新。c)資源管理：提供資源管理調度，包括空口無線資源，面向后續RAN與CN的融合，還會涉及RAN與分布式CN的系統資源調度。d)安全服務：保障無線連接的安全性，包括空口安全以及支持后續演進的端到端安全服務。l無線會話服務APIa)數據處理：提供無線數據處理服務，保障多種數據業務需求。b)數據資源管理：為多種數據業務提供數據資源管理與分配。l無線AI服務APIa)網絡自優化：利用AI/機器學習（MachineLearning，ML）提前對網絡狀態的變化趨勢進行預測，并針對可能發生的問題快速響應并下發解決策略，保證網絡整體性能。b)網絡自治：旨在提供網絡規劃、建設、監控、優化和自愈等運維全生命周期的網絡自治。l能力開放服務APIa)業務保障：通過無線網絡能力開放，提供用戶業務實時性能監控管理，保障用戶體驗。b)感知服務：通過無線網絡能力開放，支持基于業務服務質量（QualityofService，QoS）智能的感知服務。無線協議棧橫向重構為計算層、控制層、處理層三層。計算層提供數據模型、算法調用、算力提供等組件；控制層則包含連接控制、數據無線承載控制、切換控制、載波聚合、多連接、功率控制、無線接入技術間（Inter-RadioAccessTechnology，Inter-RAT）控制、AI、資源調度、安全策略、可靠性控制等組件；處理層包含安全處理、傳輸處理、可靠性處理、測量處理、比特級處理、符號級處理、同步、AI、系統消息處理等組件。在微服務化RAN的研究過程中，單純互聯網中的服務化技術不一定完全適用于RAN側，需要結合RAN本身的功能、業務及信令合理研究服務化程度和顆粒度。此外，依托深度邊緣節點，需要考慮RAN功能以及下沉核心網功能的管理、協同、甚至融合的技術方案。目前產業界對微服務化RAN還未達到統一的基本共識，微服務化RAN重構的標準化推動難度大，需要與產業界一同推進解決。6G智能內生，是在云網融合的基礎上，引入智能化元素，根據需求對網絡內部的網元和外部的應用提供AI服務，最終實現智能融入網絡，智能遍及網絡和智能服務網絡。6G用戶面將通過深度嵌入智能化能力實現自優化與自適應服務。在架構設計上，用戶面功能將依托超級邊緣節點的智能內生機制，構建數據平面與智能平面的雙向閉環：通過實時采集空口狀態、網絡負載及業務特征等多維數據，運用知識圖譜技術構建動態特征數據集，結合分布式的邊緣AI模型進行實時推理，實現無線資源調度、計算任務編排、QoS保障的智能決策。例如，針對XR業務的高帶寬低時延需求，用戶面可基于AI驅動的網絡感知預測模型，動態調整分組轉發策略與邊緣計算節點選擇，在10μs級時延內完成跨域協作的端到端路徑優化。用戶面的協議棧將通過微服務化重構與可編程接口開放，支持智能算法的模塊化嵌入。引入基于P4語言的數據面編程能力，允許在網絡功能單元（如PDCP層）動態部署輕量化AI推理引擎，實現細粒度的業務流識別與處理策略生成。同時，結合無蜂窩架構的分布式節點特性，用戶面能依托智能決策系統實施動態錨點切換與冗余傳輸策略，在滿足工業互聯網確定性時延需求的同時提升頻譜效率達3倍以上。這種智能化的用戶面還將通過意圖驅動的網絡切片管理，為數字孿生、全域覆蓋等6G新場景提供差異化SLA保障，使網絡能夠自動解析用戶語義需求并生成匹配的轉發策略樹，顯著降低人工運維復雜度。另外，6G網絡將是涵蓋各種應用的復雜網絡，同時接入的設備和應用場景千差萬別，這需要網絡不斷優化自身模型和工作方式適應多種場景的需求，智能調整自身狀態和外部設備的工作方式滿足場景定制化的切換，使網絡總是朝著最完美的工作狀態下逼近。首先，采用分層解耦的用戶面柔性協議棧機制，基于原子化組件庫實現功能按需編排。在邊緣節點部署輕量化UPF實例，自動支持協議棧動態裁剪：針對大規模物聯網場景，簡化PDCP/RLC層冗余功能，保留核心報頭壓縮與分段重組模塊；面向工業互聯網場景強化確定性傳輸組件，集成時間敏感網絡（TSN）調度算法，實現微秒級時隙分配。同步推進SRv6在用戶面演進，以IPv6分段路由替代傳統GTP-U隧道，通過128比特流標簽構建可編程轉發路徑。針對異構網絡共存需求設計SRv6/GTP-U雙棧模式，在高可靠場景啟用SRv6原生可編程能力，在傳統接入場景保留GTP-U兼容隧道。其次，構建跨層確定性傳輸框架，在邊緣節點部署智能QoS控制器，實現無線資源調度、網絡切片與業務感知的深度協同?；趶娀瘜W習的動態路徑優化模塊實時分析用戶面流量特征（如圖傳指令流、觸覺反饋流等），自主調整無線信道綁定策略與前傳鏈路選擇，將端到端時延波動控制在10μs級。在用戶面數據面實施多重可靠性保障機制：部署雙活UPF實例實現毫秒級會話遷移，采用多徑冗余傳輸架構同時激活3條物理鏈路，結合自適應前向糾錯（A-FEC）編碼策略，確保在單鏈路中斷時可于1ms內完成業務流重建，達成99.9999%超高可靠傳輸目標。O-RAN聯盟對網絡智能化的研究主要從架構和接口角度出發，通過設計非實時RAN智能控制器（Non-Real-TimeRANIntelligentController，Non-RTRIC）和近實時RAN智能控制器（Near-Real-TimeRANIntelligentController，Near-RTRIC）構建能夠引入AI算法的架構。其中，Non-RTRIC位于服務管理編排（ServiceManagementOrchestrator，SMO）內，時延要求大于1秒，滿足對實時性要求不高的應用需求；Near-RTRIC可以與基站部署在同一位置，時延要求小于1秒，對無線接入網提供近實時策略控制和能力開放。在設計智能內生時需要兼顧1）數據存儲：構建針對智能內生需求的數據庫，根據數據特征分類，定時上傳新數據和清理舊數據2）算力分配：需要根據算法的需求，合理、就近地調度算力滿足算法的需求3）關聯網絡連接：設計時需關聯網絡連接，通過網絡的連接能力提供AI服務4）數據算力匹配：智能內生的數據和算力是緊耦合關系，數據的部署可以伴隨算力的分配，算力的分配亦可跟隨數據的生產者5）AI訓練和推理：匹配場景的差異性和需求，合理確定AI訓練和推理的發生點。在6G網絡中，可編程用戶面突破了傳統用戶面的限制，并推動了軟件定義網絡新一代能力的演進。這種技術不僅為網絡及其設備提供了自上向下、真正意義上的用戶開放，還帶來了前所未有的靈活性和控制力。當具備不同能力（如SRv6、OpenFlow、P4等）的多個UPF同時存在時，使SMF能精準的選定合適的UPF去處理相關業務流程是至關重要的。在這一過程中，可編程用戶面所提供的能力（以下簡稱“UPF能力”）成為了衡量選擇可編程用戶面的關鍵指標。在實際應用中，“UPF能力”可以是所支持的協議（例如OpenFlow協議），可以是所支持的可編程能力（例如，P4），也可以為所支持的技術（例如，SRv6技術）。目前現有方案是不支持SMF獲取到“UPF能力”，這無疑阻礙了UE業務的發起和建立。因此，如何讓SMF有效的獲取可編程UPF的能力，為后續流程選擇合適的用戶面節點，從而為確保6G網絡UE業務的高效、靈活與可靠性是一個值得深思的問題。本章節提出了一種SMF能夠獲取UPF能力的方法，主要方案思想如下：UPF向NRF（NetworkRepositoryFunction，網絡存儲功能）注冊，UPF將“UPF能力”上報給NRF，SMF向NRF訂閱“UPF能力”，NRF后續將“UPF能力”推送給SMF，以及在“UPF能力”發生更新時，將更新后的“UPF能力”推送給SMF；或SMF通過服務發現的方式向NRF獲取“UPF能力”。SMF和UPF建立N4關聯，UPF通過N4接口向SMF上報“UPF能力”。NWDAF收集“UPF能力”參數，SMF向NWDAF訂閱“UPF能力”，NWDAF后續將“UPF能力”推送給SMF，以及在“UPF能力”發生更新時，將更新后的“UPF能力”推送給SMF。通過在SMF本地配置“UPF能力”，當SMF存在獲取“UPF能力”參數的需求時，在SMF本地查詢配置。6G以5G提出的三大應用場景（大帶寬、海量連接、超低延遲）為基礎，對業務場景和網絡性能提出了更高的要求。在6G網絡中，可編程用戶面能夠克服傳統用戶面的局限性、發展新一代SDN的能力，使網絡及設備自上而下地、真正地向用戶開放。對于用戶面可編程，基于可編程技術可將不同協議的可編程用戶面設備融合在一起，使得用戶面存在多種不同的類型。此種情況下，SMF需要更進一步選擇合適的UPF去做處理和轉發。現有SMF是根據DNN和網絡切片等參數進行UPF的選擇，面對融合后的多種類型的UPF，UE的業務需求和UPF能力也應是用戶面選擇的重要參數。本章節提出了一種基于可編程技術融合架構的用戶面選路機制，具體方案思想如下：一、UE在發起會話建立流程時，在現有參數S-NSSAI、DNN、SSCMode等基礎上攜帶新的參數，即“UE的業務需求”（可選）和“UPF的能力”（可選）。UE的業務需求是建立會話時的用戶面可編程能力需求（例如OpenFlow、SRv6、P4等UPF能力是網絡中UPF具備的可提供的能力（例如轉發、N4管理、用戶面管理、QoS、本地分流、移動性管理、門控、計費等）。有些場景需要“UE的業務需求”參數，有些場景需要“UPF的能力”參數，有些場景需要兩種參數。SMF結合原有參數和新的參數選擇更合適的不同類型的UPF為UE服務，把相應的業務卸載到選擇的UPF上二、參數“UE的業務需求”和“UPF的能力”不是一對一的，即相同的業務類型所需的UPF能力不一定是一樣的；攜帶的業務可是單一類型，也可能是多業務類型。SMF能夠根據UE攜帶單種或多維的業務需求，以及單業務或多維業務所對應的UPF能力需求，為PDU會話選擇一個或多個滿足業務需求和UPF功能的UPF設備三、由于UE的業務需求發生改變，UE發起PDU會話修改流程時，SMF為PDU會話重新選擇UPF四、由于所需的UPF能力發生改變，UE發起PDU會話修改流程時，SMF為PDU會話重新選擇一個或多個UPF。該方案不只是根據DNN和網絡切片，還能夠根據UE的業務需求以及UPF提供的能力選擇UPF。6G網絡除了用戶的連接數據以外，還衍生了其他新型數據，比如感知數據、智能數據、算力數據等，新型數據相比目前UE的連接數據產生了質和量的變化，如數據的類型、數據量的大小、數據源之間的拓撲關系以及數據消費對象等，需要6G網絡通過對海量數據的深入分析、挖掘和處理，賦予其強大的智能決策和自我優化能力。那么，6G網絡首先需要建立高效的數據采集與傳輸機制，網絡在采集數據時需要保證數據的實時性以及數據傳輸的質量，在6G泛在連接的基礎上，采集到數據會提升，6G通信網絡也需要具備數據采集質量保證機制，為不同需求的數據提供差異性保障。其次，針對大規模和多維度的數據，亦要采用一些數據分析技術如機器學習、深度學習和知識圖譜等，對收集的數據進行智能處理，發掘數據內部規律，提取出有價值的網絡規律。5G網絡，為了傳輸用戶的業務或連接數據，其方法是UE先發起PDU會話建立，發起PDU會話的目的是為了建立UE數據傳輸的端到端用戶面通道，即UE-RAN-UPF，進而完成UE上下行業務或連接數據的傳輸。目前通過PDU會話建立端到端用戶面通道的數據傳輸機制以及UPF本身的能力，已不能滿足6G對新型數據（感知、智能、計算等）的隨路計算、多模態傳輸和任意拓撲傳輸要求等，如何基于UPF傳輸6G新型數據將是一個巨大的挑戰和亟待解決的問題。針對如何增強6G用戶面滿足網絡中產生的新型數據處理可以考慮以下幾種方案：●UPF基于不同的數據類型，進而建立不同的數據傳輸隧道，用來傳輸數據，即采用兩套或多套協議棧，不同的協議棧用來傳輸同類型或不同類型的數據。即可并行建立不同的隧道，也可并行建立相同的隧道●修改目前UPF的GTP-U協議棧或設計新的協議棧，使其單套協議能滿足傳輸多種新型數據●對UPF的服務化程度進行增強，增加UPF數據服務的服務化接口，數據管理功能可通過此服務化接口與增強型用戶面功能進行通信對UPF的增強主要有以下幾點：●協議棧能力增強，由目前單一的協議棧增強至多協議棧，不同的協議?？蓾M足對同等類型的數據傳輸或不同類型的數據傳輸，在UPF屬性中定義不同的參數表示不同的協議棧能力，由SMF與其建立連接時，消息中攜帶對應的參數使能對應的協議?！駥PF的服務化能力增強，增加與DMF之間的服務化接口，使DMF調用UPF之間的服務化接口與其直接交互，進而完成數據通道的建立●對UPF數據感知和處理能力的增強，使其能感知數據的類型及其對數據的處理能力，如數據聚合、去重、去噪等●對UPF的分流能力進一步增強，即可識別數據的類型，把不同類型地數據分流到不同的目的地為了滿足業務對時延的嚴格要求，邊緣計算在5G網絡得到廣泛推廣和應用。6G網絡新型業務將會對數據的實時處理和時延提出更高的要求，為了滿足這些需求，需使計算更加靠近用戶，6G網絡中，通信與計算的融