王衛(wèi)斌 周建鋒 黃兵

摘要：圍繞下一代網(wǎng)絡(luò)場景、愿景、架構(gòu)、技術(shù)發(fā)展等進(jìn)行闡述，認(rèn)為下一代網(wǎng)絡(luò)是運(yùn)營、數(shù)據(jù)、信息、通信技術(shù)（ODICT）融合的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)可支撐碎片化新業(yè)務(wù)，提供新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，是智能高效的自治網(wǎng)絡(luò)。未來網(wǎng)絡(luò)擁有算網(wǎng)一體化的能力平臺，具備高帶寬確定性能力，可應(yīng)對增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR） /虛擬現(xiàn)實(shí)（VR） /擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）及元宇宙演進(jìn)、網(wǎng)絡(luò)安全內(nèi)生挑戰(zhàn)，以及高速移動場景的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)無縫遷移銜接能力要求。算網(wǎng)一體的新型網(wǎng)絡(luò)能夠滿足未來業(yè)務(wù)對于算力資源和網(wǎng)絡(luò)連接的極致需求。

關(guān)鍵詞：未來網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)絡(luò)2030;算力網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)絡(luò)智能化;網(wǎng)絡(luò)確定性;數(shù)字孿生;聯(lián)邦學(xué)習(xí);安全內(nèi)生

Abstract： The scenario， vision， architecture， and technical development of the next generation network are highlighted . The next generation network is a network integrating operation， data， information and communication technology （ODICT）， which supports new fragmented ser? vices， provides new network service modes， and is an intelligent and efficient autonomous network . The future network has the capability of integrated network calculation platform， and has high bandwidth deterministic capability to cope with augmented reality （AR）/virtual reality （VR）/extended reality （XR） and the evolution of the Metaverse， network security endogenous， and seamless migration and connection of net? work services in high-speed mobile scenarios . The new network integrating network calculations meets the extreme requirements of fu?ture services for computing power resources and network connections .

Keywords： future network; network 2030; computing power network; network intelligence; network determinacy; digital twin; federal learn?ing; security endogenous

1未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向

對于未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，中國政府、運(yùn)營商、設(shè)備商都提出了相應(yīng)的要求或發(fā)展方向?！豆I(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021—2023年）》提出，需要加快工業(yè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化改造，推進(jìn)企業(yè)內(nèi)網(wǎng)升級，推動信息技術(shù)（IT）網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)營技術(shù)（OT）網(wǎng)絡(luò)的融合，建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò);中國移動提出“5G+AICDE”（5G 與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、邊緣計算的融合）發(fā)展戰(zhàn)略;中國電信構(gòu)建2030云網(wǎng)一體的融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu);中國聯(lián)通發(fā)布《CUBE-Net 3.0》，確定“聯(lián)接+計算+智能”的發(fā)展方向。

中興通訊對未來網(wǎng)絡(luò)提出的發(fā)展愿景是：運(yùn)營、數(shù)據(jù)、信息、通信技術(shù)（ODICT）融合的網(wǎng)絡(luò)2030，使能網(wǎng)絡(luò)綠色、智能、安全、確定、可管可控，最終實(shí)現(xiàn)萬物智聯(lián)。

2未來網(wǎng)絡(luò)的場景和愿景

隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)帶寬速率持續(xù)提高，新應(yīng)用層出不窮。當(dāng)前，產(chǎn)業(yè)和社會正在進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，人類經(jīng)濟(jì)形態(tài)由工業(yè)經(jīng)濟(jì)向信息經(jīng)濟(jì)、智慧經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化，這使得社會交易成本極大降低，資源優(yōu)化配置效率得到提高。

為滿足未來5～10年生產(chǎn)、生活、社會管理的需求，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施也需要不斷演進(jìn)。網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的驅(qū)動力共有3 個：新型業(yè)務(wù)形態(tài)、新型服務(wù)模式和新型智能網(wǎng)絡(luò)，如圖1 所示。

（1）新型業(yè)務(wù)形態(tài)

未來5～10年，從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的演進(jìn)最令人期待。未來網(wǎng)絡(luò)將融合萬網(wǎng)、萬物和萬業(yè)，將各種異構(gòu)異質(zhì)的垂直行業(yè)網(wǎng)絡(luò)整合成統(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)，以支撐工業(yè)控制、智能電網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動駕駛等產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用[1]。虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、全息等新媒體應(yīng)用也同樣值得關(guān)注。元宇宙概念的提出，使得人們對未來虛擬社會和物理社會的無縫銜接充滿期待。可穿戴技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、可植入技術(shù)、超硅計算與通信技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用，為業(yè)務(wù)創(chuàng)新奠定堅實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。新型業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，將創(chuàng)造出新的生活方式、數(shù)字經(jīng)濟(jì)[2]和社會結(jié)構(gòu)。

（2）新型服務(wù)模式

未來網(wǎng)絡(luò)將提供算網(wǎng)一體服務(wù)，將從目前的“管道型”服務(wù)向計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲一體化的新型基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)演進(jìn)。未來網(wǎng)絡(luò)不僅僅是“網(wǎng)絡(luò)”，還是算網(wǎng)一體的智能化基礎(chǔ)設(shè)施，將實(shí)現(xiàn)“算力無處不在，網(wǎng)絡(luò)無處不達(dá)”的愿景。面對各種行業(yè)應(yīng)用和 AR/VR 實(shí)時業(yè)務(wù)對算力就近服務(wù)的需求，算力資源將從中心云的集中模式逐漸向云、邊、端的分布式模式轉(zhuǎn)變。未來網(wǎng)絡(luò)將把全網(wǎng)的算力資源、網(wǎng)絡(luò)的精準(zhǔn)傳輸能力更好地結(jié)合起來，并實(shí)現(xiàn)云、邊、端三級算力的分配和協(xié)同。同時，未來網(wǎng)絡(luò)不僅提供“裸資源”的服務(wù)，還將成為互聯(lián)網(wǎng)公共能力的提供者，比如提供人工智能（AI）平臺能力、大視頻基礎(chǔ)能力、內(nèi)生安全能力等。未來網(wǎng)絡(luò)提供的能力平臺將帶動各行各業(yè)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新，促進(jìn)整個社會數(shù)字服務(wù)的發(fā)展，如圖2 所示。

（3）新型智能網(wǎng)絡(luò)

未來網(wǎng)絡(luò)將對自身的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、技術(shù)體系、運(yùn)維模式進(jìn)行智能化改造，以提高資源利用效率，降低成本和功耗。據(jù)統(tǒng)計，信息通信技術(shù)（ICT）產(chǎn)業(yè)的能耗占到全球總能耗的6%。未來這個比例還將不斷增長。未來網(wǎng)絡(luò)將通過網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)化（比如算網(wǎng)一體等）、資源利用率的提高、新型技術(shù)（比如光電集成）的應(yīng)用，大幅降低流量/能耗比。未來網(wǎng)絡(luò)還將通過數(shù)字孿生等智能技術(shù)，促進(jìn)整個網(wǎng)絡(luò)的自動化運(yùn)行，降低運(yùn)維成本和出錯率。

3網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)創(chuàng)新

未來網(wǎng)絡(luò)要達(dá)成以上愿景，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)方面需要在以下3 個方面進(jìn)行創(chuàng)新。

3.1 ODICT 技術(shù)和架構(gòu)的融合

網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程是業(yè)務(wù)需求驅(qū)動多領(lǐng)域技術(shù)不斷融合發(fā)展壯大的過程。在通信技術(shù)（CT）的基礎(chǔ)上引入信息技術(shù)（IT），能夠讓網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)變得更靈活，使上層應(yīng)用接入網(wǎng)絡(luò)變得更方便。? ICT 技術(shù)的融合在推動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的同時也推動了 IT 技術(shù)的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)與 OT 技術(shù)的融合，將加快工業(yè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化改造，深化 “5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”[3]，推動企業(yè)內(nèi)網(wǎng)升級和外網(wǎng)建設(shè)。

網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的發(fā)展相生相隨，相互促進(jìn)。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，行業(yè)應(yīng)用提出了新愿景。高清云游戲、工業(yè)視覺、元宇宙等需要網(wǎng)絡(luò)在滿足高帶寬的同時也要滿足低時延、網(wǎng)絡(luò)確定性以及邊緣高算力等需求。

ICT 技術(shù)的融合，可使能網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)更強(qiáng)健，在具備工業(yè)領(lǐng)域的低時延、低抖動、高可靠的確定性的同時，也具備滿足元宇宙、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）、工業(yè)視覺等領(lǐng)域的上行高帶寬網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的需求。此時引入智能數(shù)據(jù)（DT）技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)將從能用走向好用，在用戶體驗(yàn)優(yōu)化、高效運(yùn)維、安全保障等方面發(fā)揮巨大作用。隨著 OT、 DT、 IT、 CT 多領(lǐng)域技術(shù)的不斷融合、相互促進(jìn)，未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)將推動網(wǎng)絡(luò)及多領(lǐng)域技術(shù)共同演進(jìn)。

3.2業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同

在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的歷史上，業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系曾經(jīng)從“耦合”向“去耦合”的方向發(fā)展[4]。

傳統(tǒng)電信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)層緊密耦合，業(yè)務(wù)功能由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供。網(wǎng)絡(luò)提供單一的業(yè)務(wù)，比如公共交換電話網(wǎng)（PSTN）、數(shù)據(jù)網(wǎng)、電視網(wǎng)等。這種網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是服務(wù)質(zhì)量好，用戶體驗(yàn)好;但缺點(diǎn)是業(yè)務(wù)體系封閉，不利于技術(shù)創(chuàng)新。

隨著多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展，業(yè)務(wù)種類變得越來越豐富，業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)耦合的模式已不能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。電信行業(yè)逐漸將業(yè)務(wù)功能從網(wǎng)絡(luò)中解耦出來，形成獨(dú)立的業(yè)務(wù)網(wǎng)元，比如智能網(wǎng)、短信、IP 多媒體系統(tǒng)（IMS）等?；趥鬏斂刂茀f(xié)議（TCP） /互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）的互聯(lián)網(wǎng)把業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的解耦發(fā)揮到了極致?；ヂ?lián)網(wǎng)的兩大設(shè)計原則是端到端原則和分層解耦原則[5]。端到端原則把互聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜性放在兩端，使網(wǎng)絡(luò)層盡可能保持簡單;分層解耦原則盡量避免互聯(lián)網(wǎng)層間的內(nèi)部交互。這種架構(gòu)設(shè)計使得業(yè)務(wù)可以脫離網(wǎng)絡(luò)而獨(dú)立發(fā)展，降低了互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的創(chuàng)新門檻，增加了業(yè)務(wù)部署的便利。

然而，目前互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)把業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)過分去耦合，使得兩者處于互相割裂的狀態(tài)。端到端原則隔離了兩端和網(wǎng)絡(luò)，使得終端和云端無法感知網(wǎng)絡(luò)的狀況;分層解耦原則隔離了應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層，使得上層應(yīng)用無法向網(wǎng)絡(luò)傳遞個性化的需求信息，最終絕大多數(shù)業(yè)務(wù)只能按照“盡力而為”的模式運(yùn)行。隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的縱深演進(jìn)，尤其是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的割裂狀態(tài)越來越不能滿足業(yè)務(wù)的需求。例如，對傳輸質(zhì)量有要求的業(yè)務(wù)希望網(wǎng)絡(luò)能夠提供確定性的傳輸能力，即帶寬、丟包率、時延都是可以預(yù)期的，而不僅僅是盡力而為的;對安全性有高要求的垂直行業(yè)則希望網(wǎng)絡(luò)不僅僅提供傳輸功能，還要提供“有安全保障”的傳輸，即保持信息傳送的完整、可靠、不被非授權(quán)訪問;此外，還有的業(yè)務(wù)希望感知網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，如鏈路利用率、丟包率、緩存隊列等，以便調(diào)整自身的傳輸窗口，保持最優(yōu)的傳輸效率。

因此，業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的完全耦合或者完全去耦合都不能滿足未來的業(yè)務(wù)需求。在未來網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)中，業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)必須以某種方式“再耦合”。這既能保持業(yè)務(wù)的獨(dú)立性，又使得網(wǎng)絡(luò)能夠感知業(yè)務(wù)的關(guān)鍵需求，以便于精準(zhǔn)匹配相應(yīng)的服務(wù)等級協(xié)議（SLA）策略。如何在未來網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和協(xié)議方面建立業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁，是未來網(wǎng)絡(luò)面臨的一大挑戰(zhàn)。

3.3服務(wù)化平臺

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商是商用互聯(lián)網(wǎng)的主要建設(shè)者和運(yùn)營者。運(yùn)營商投入巨資拓展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，提升網(wǎng)絡(luò)連接速度，極大地促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。如何在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成功的同時，在業(yè)務(wù)方面也取得成功，是下一代網(wǎng)絡(luò)需要考慮的。

電信行業(yè)一直在發(fā)展“綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)”技術(shù)，以試圖實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的綜合運(yùn)營：從20世紀(jì)80年代末的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）技術(shù)，到90年代的異步傳輸模式（ATM）技術(shù)和電信級 IP 綜合承載網(wǎng)技術(shù)，再到2000年之后的 IP 多媒體子系統(tǒng)（IMS）技術(shù)。實(shí)踐表明，電信行業(yè)從技術(shù)到標(biāo)準(zhǔn)再到應(yīng)用的發(fā)展模式，無法在互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的競爭中取得優(yōu)勢?；ヂ?lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)更注重商業(yè)模式靈活性、業(yè)務(wù)創(chuàng)新能力、迭代速度、資本運(yùn)作等方面，而互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商在這些方面更具優(yōu)勢，比如美國的 Facebook、Amazon、 Google，中國的 BAT （百度、阿里巴巴、騰訊）等。對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商來說，與其在業(yè)務(wù)創(chuàng)新方面下功夫，不如將自身定位為基礎(chǔ)設(shè)施和平臺的提供者，即從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商擴(kuò)展為基礎(chǔ)設(shè)施和平臺運(yùn)營商。

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商曾經(jīng)對平臺運(yùn)營模式做過嘗試。比如，在2010年前后運(yùn)營商提出“智能管道”的理念，試圖把網(wǎng)絡(luò)功能開放出來供業(yè)務(wù)調(diào)用，但只有短信等少數(shù)功能的開放取得成功，而最為重要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的能力未能實(shí)現(xiàn)開放。例如，服務(wù)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了像DiffServ、IntServ、多協(xié)議標(biāo)簽交換流量工程（MPLS-TE）等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，同時新的分段路由流量工程（SR-TE）、 SR-Policy 等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也在制訂之中，但這些技術(shù)只在運(yùn)營商自營業(yè)務(wù)中得到部署，并沒有得到更廣泛的應(yīng)用，尤其是沒有和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商的業(yè)務(wù)相結(jié)合起來。

面對“新型服務(wù)模式”的愿景，未來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)成為一個服務(wù)化平臺，不僅能提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)，還能提供算、網(wǎng)、存一體化的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，甚至通過進(jìn)一步擴(kuò)展提供共性能力的服務(wù)（比如安全能力、AI 能力、大數(shù)據(jù)等）。

未來網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)化平臺，不同于目前云服務(wù)商提供的私有化的“煙囪式”平臺。打破“平臺壟斷”是促進(jìn)行業(yè)競爭、經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的需要。在這一點(diǎn)上，電信行業(yè)有自身的優(yōu)勢，不僅有成熟的標(biāo)準(zhǔn)組織和體系，還有互聯(lián)互通的文化和傳統(tǒng)。因此，未來網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)化平臺是統(tǒng)一定義的、互聯(lián)互通的平臺。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)創(chuàng)新從 ODICT 技術(shù)和架構(gòu)融合、業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、服務(wù)化平臺3 個方面進(jìn)行，包含算網(wǎng)一體服務(wù)化平臺、網(wǎng)絡(luò)能力提升、基礎(chǔ)支撐技術(shù)等內(nèi)容，如圖3 所示。

4算網(wǎng)一體化服務(wù)平臺

算網(wǎng)一體化服務(wù)平臺是未來網(wǎng)絡(luò)的大腦，是實(shí)現(xiàn)算網(wǎng)資源整合、算網(wǎng)能力開放的關(guān)鍵。該平臺有如下幾條核心要素：

（1）算網(wǎng)一體。未來網(wǎng)絡(luò)具備感知和調(diào)度算、網(wǎng)、存一體化資源的能力。算網(wǎng)一體操作系統(tǒng)將作為資源調(diào)度的大腦。

（2）服務(wù)化。未來網(wǎng)絡(luò)解決業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的雙向感知問

題，通過擴(kuò)展和整合各種網(wǎng)絡(luò)能力，以“網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生”方式滿足未來業(yè)務(wù)的共性需求（如確定性、安全性等）。未來網(wǎng)絡(luò)將成為新型數(shù)字服務(wù)平臺，為各行各業(yè)提供互聯(lián)網(wǎng)的公共能力。

（3）統(tǒng)一平臺。未來網(wǎng)絡(luò)將打破目前云服務(wù)商的“煙囪式”模式，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的統(tǒng)一定義和互聯(lián)互通，向用戶和應(yīng)用提供泛在的、歸屬無關(guān)的服務(wù)。

4.1泛在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

泛在服務(wù)即服務(wù)無處不在。服務(wù)需求方無須事先知道服務(wù)提供方的身份和所處位置。網(wǎng)絡(luò)根據(jù)服務(wù)需求方的需求選擇最優(yōu)服務(wù)提供方，以實(shí)現(xiàn)高效的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)分發(fā)。泛在服務(wù)有3 個具體含義：

（1）依托于算網(wǎng)一體的部署，實(shí)現(xiàn)服務(wù)無處不在。針對未來業(yè)務(wù)對于低時延、低抖動的需求，泛在服務(wù)從集中式的云計算向分布式的邊緣計算、網(wǎng)內(nèi)計算、端計算發(fā)展。

（2）打破服務(wù)提供商的界限，實(shí)現(xiàn)歸屬無關(guān)。目前的云服務(wù)是煙囪式的，各個云服務(wù)商和業(yè)務(wù)提供商提供的服務(wù)都是私有的，不能互通;而未來網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)是統(tǒng)一定義、互聯(lián)互通的服務(wù)。

（3）全網(wǎng)一體化的無邊界微服務(wù)架構(gòu)。目前云內(nèi)和云外的微服務(wù)架構(gòu)是不同的。比如，云外采用應(yīng)用程序接口（API）網(wǎng)關(guān)模式，對來自云外的服務(wù)請求通過 7 層代理的方式來提供服務(wù);云內(nèi)則采用Service Mesh 架構(gòu)，并將 Sidecar 作為分布式容器級別的服務(wù)治理和通信代理[6]。未來網(wǎng)絡(luò)將采用統(tǒng)一的分布式微服務(wù)架構(gòu)，使得資源和算力能夠更加迅速和便捷地隨需彈性部署和動態(tài)調(diào)度。

圍繞泛在服務(wù)新功能范式，我們提出未來網(wǎng)絡(luò)泛在服務(wù)感知的新架構(gòu)，如圖4 所示。

泛在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的兩個核心要點(diǎn)是歸屬無關(guān)機(jī)制和統(tǒng)一服務(wù)命名體系。

（1）歸屬無關(guān)機(jī)制保證用戶可以隨時、隨地、隨愿地請求和獲取服務(wù)。在該這種制下，應(yīng)用無須關(guān)心服務(wù)的提供者和位置，只須聚焦應(yīng)用自身的需求和邏輯。歸屬無關(guān)機(jī)制負(fù)責(zé)建立服務(wù)連接，管理和維護(hù)連接狀態(tài)，并提供面向服務(wù)的擁塞控制、移動性、保序、多路徑/多歸屬、內(nèi)生安全等增強(qiáng)傳輸功能。

（2）引入統(tǒng)一的服務(wù)命名體系有助于打通應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一分配和調(diào)度，提供最優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)調(diào)度和服務(wù)質(zhì)量。服務(wù)標(biāo)識既可以作為開放服務(wù)網(wǎng)絡(luò)接口，提供歸屬無關(guān)的泛在服務(wù)連接管理，實(shí)現(xiàn)對算力、存儲、內(nèi)容、能力等可虛擬資源的連接，又可以保證網(wǎng)絡(luò)感知服務(wù)，并對服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一注冊、管理和索引。

4.2智能化管控與算網(wǎng)一體編排、調(diào)度

在控制面上，新架構(gòu)中的云網(wǎng)一體綜合交易、編排、管理控制器負(fù)責(zé)服務(wù)的注冊、發(fā)布和查詢，并動態(tài)智能關(guān)聯(lián)服務(wù)標(biāo)識與網(wǎng)絡(luò)層地址的映射。服務(wù)標(biāo)識須由網(wǎng)絡(luò)分配且全網(wǎng)唯一，并且在服務(wù)連接過程中保持不變，以確保移動連續(xù)性。服務(wù)路由策略和路由表通過控制通道下發(fā)到網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備。

在數(shù)據(jù)面上，服務(wù)使用方攜帶服務(wù)標(biāo)識發(fā)起服務(wù)連接請求，服務(wù)提供方則基于服務(wù)標(biāo)識進(jìn)行服務(wù)的請求偵聽。網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)根據(jù)服務(wù)標(biāo)識選擇最優(yōu)服務(wù)目的節(jié)點(diǎn)和對網(wǎng)絡(luò)資源的編排，并執(zhí)行對應(yīng)的 SLA 策略。

泛在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用與服務(wù)的解耦，從而讓應(yīng)用聚焦于自身的應(yīng)用邏輯創(chuàng)新，將共性的歸屬無關(guān)服務(wù)交由網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生提供。由于應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了機(jī)制上的解耦，從而去除了域名系統(tǒng)（DNS）的低效查找過程，使服務(wù)尋址更加高效。例如，在移動邊緣計算（MEC）場景中，該機(jī)制至少可以提升100%的服務(wù)尋址效率。

泛在服務(wù)感知 IP 技術(shù)基于 IP 第6 版（IPv6）底座，沿用了良好的 IP 生態(tài)鏈，使應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)均可以實(shí)現(xiàn)平滑演進(jìn)，有利于數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速部署，很好地保護(hù)了前期的資源建設(shè)投資。通過網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)的一體化供給，充分形成網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)的轉(zhuǎn)化能力，將網(wǎng)絡(luò)的價值從管道上升為賦能平臺，將加速數(shù)字經(jīng)濟(jì)的部署，實(shí)現(xiàn) IP 網(wǎng)絡(luò)的能力倍增。

5網(wǎng)絡(luò)能力提升

未來網(wǎng)絡(luò)在引入新架構(gòu)、實(shí)現(xiàn)智能化服務(wù)化平臺的同時，網(wǎng)絡(luò)自身能力需要進(jìn)一步提升，以滿足未來業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

5.1網(wǎng)絡(luò)帶寬能力

網(wǎng)絡(luò)帶寬提升是永恒的話題。隨著元宇宙的提出，系統(tǒng)對于網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求又將提升數(shù)個量級。然而，隨著無線、有線頻譜利用率都已逼近香農(nóng)極限，未來的帶寬提升需要更多的技術(shù)創(chuàng)新。

依據(jù)第3 代合作伙伴計劃（3GPP） R17有關(guān)5G 新服務(wù)需求的研究結(jié)果[7]，結(jié)合高清、高自由度、人眼極限視頻帶寬與可靠性要求， 6G 網(wǎng)絡(luò)預(yù)計將支持1 Tbit/s 的峰值數(shù)據(jù)率、 20 Gbit/s 的用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)率、 10 Gbit ·s-1 ·m-2的區(qū)域業(yè)務(wù)容量密度、 100 Gbit ·s-1 ·m-2的空間容量密度。

6G 無線網(wǎng)絡(luò)提升帶寬和帶寬利用率的技術(shù)包括：擴(kuò)展頻譜（高頻、超高頻）、自治自動網(wǎng)絡(luò)、智能三維連接、智能大規(guī)模天線陣、按需網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹葱杈W(wǎng)絡(luò)計算、超硅計算與通信等。

有線接入目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)10G-PON 規(guī)模商用，后續(xù)將向單波50G-PON 和100G-PON 發(fā)展。預(yù)計在2023年有線接入將實(shí)現(xiàn)50G-PON 園區(qū)級的應(yīng)用，在2025年左右實(shí)現(xiàn)50G- PON 家庭級的應(yīng)用。

骨干網(wǎng)光傳輸已經(jīng)開始進(jìn)行單波400 Gbit/s 的部署，預(yù)計 2023年 800 Gbit/s 將在城域網(wǎng)商用。但隨著頻譜效率接近香農(nóng)極限，帶寬提升的困難逐漸加大。盡管如此，我們有以下幾條路徑可以嘗試：一是繼續(xù)提升光電器件的波特率，并在 2026年演進(jìn)到170 Baud 單波1.6 Tbit/s 的光系統(tǒng);二是擴(kuò)展光纖傳輸?shù)牟ǘ危瑥?C+L 波段向C++、? L++擴(kuò)展，并進(jìn)一步向 U 波段、S 波段擴(kuò)展;三是采用空分復(fù)用技術(shù)，比如少模多芯技術(shù)。第3 種技術(shù)路線可大幅度擴(kuò)展帶寬，但該技術(shù)仍不成熟，要實(shí)現(xiàn)商用還需要至少5 年的時間。

5.2網(wǎng)絡(luò)確定性能力

在未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，無線移動網(wǎng)絡(luò)依然是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重點(diǎn)。隨著移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，移動網(wǎng)絡(luò)不再僅僅提供高速的上網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)，還為各行各業(yè)提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)，實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)萬用、按需服務(wù)。在垂直行業(yè)中，傳統(tǒng)的盡力而為機(jī)制[8]已經(jīng)不能滿足相應(yīng)需求。例如，工業(yè)控制等某些特定領(lǐng)域需要網(wǎng)絡(luò)支持有界的時延和抖動、極低的丟包率和超高可靠的保障。

早期的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)大都采用專線（如現(xiàn)場總線）方式來保障特定業(yè)務(wù)流的傳輸，但是隨著全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的加速發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為未來工業(yè)制造智能化和信息化的關(guān)鍵技術(shù)。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中， IT 網(wǎng)絡(luò)與 OT 網(wǎng)絡(luò)相互融合，在同一個網(wǎng)絡(luò)中，能夠同時滿足互聯(lián)網(wǎng)與信息化數(shù)據(jù)所需的大帶寬以及工業(yè)控制數(shù)據(jù)的實(shí)時性與確定性要求。

在當(dāng)前盡力而為的網(wǎng)絡(luò)中，不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)發(fā)時，遵循先進(jìn)先出（FIFO）、優(yōu)先級搶占等服務(wù)質(zhì)量調(diào)度機(jī)制。然而，該機(jī)制無法避免網(wǎng)絡(luò)沖突，難以提供穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)傳輸，一旦發(fā)生報文沖突就需要等待或者重傳，可能會導(dǎo)致較長的轉(zhuǎn)發(fā)時延和不可控的抖動。這在高精度的工業(yè)控制中是不允許的，因?yàn)檫@可能會導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)出錯，甚至崩潰。為了讓移動網(wǎng)絡(luò)可以為對時延極其敏感的行業(yè)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，我們需要引入嚴(yán)苛、精準(zhǔn)的確定性保障能力。

確定性網(wǎng)絡(luò)是指，在一個網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)為承載的業(yè)務(wù)提供確定性業(yè)務(wù)保證的能力，包括有界的時延、抖動和丟包率等指標(biāo)。在網(wǎng)絡(luò)中為關(guān)鍵的業(yè)務(wù)流協(xié)調(diào)各個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)資源，有助于保障該業(yè)務(wù)流在網(wǎng)絡(luò)中的暢行無阻，可以實(shí)現(xiàn)超低時延和消除抖動的轉(zhuǎn)發(fā)能力。此外，通過對業(yè)務(wù)流復(fù)制和多鏈路冗余傳輸還可滿足超低丟包率的高可靠傳輸需求。

確定性網(wǎng)絡(luò)（DetNet）技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)主要包括：國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)分局（ITU-T） 5G 回傳技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)城域傳送網(wǎng)（MTN）、電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE） 802.1 TSN、國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）DetNet以及3GPP 時間敏感通信（TSC）技術(shù)。

MTN 技術(shù)屬于 L1層的確定性技術(shù)，在以太網(wǎng)物理編碼子層（PCS）實(shí)現(xiàn)時分復(fù)用（TDM），層次化時隙劃分以及固定時隙位置交叉，能夠滿足超低時延和抖動的業(yè)務(wù)需求。 MTN 是對FlexE技術(shù)的擴(kuò)展，能夠把時隙顆粒的速率降低到10 Mbit/s，實(shí)現(xiàn)更加靈活的業(yè)務(wù)帶寬分配。目前 MTN 已經(jīng)進(jìn)入商用部署階段。

TSN 技術(shù)是 IEEE 制定的基于 L2 Ethernet 的DetNet標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。目前已經(jīng)有802.1AS、 802.1Qbv、 802.1CB、 802.1Qcc 等10多個比較成熟的802.1 TSN 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。此外，業(yè)界也推出了多種 TSN 交換機(jī)和支持 TSN 的芯片與工業(yè)終端等，正在逐漸開始商用。

2015年 IETF 成立DetNet工作組并制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前已發(fā)布 Use Case、 IP/MPLS 等多種數(shù)據(jù)面架構(gòu)、流模型等10多個征求意見稿（RFC）規(guī)范。與 TSN 僅支持 L2 Ethernet 網(wǎng)絡(luò)不同，DetNet將相關(guān)技術(shù)擴(kuò)展到的 L3網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了在 IP/ MPLS 的確定性傳輸和與 TSN 網(wǎng)絡(luò)疊加互通等，為實(shí)現(xiàn)廣域的確定性傳輸提供技術(shù)基礎(chǔ)。

TSC 是由3GPP 在2020年 7月發(fā)布的 R16標(biāo)準(zhǔn)中開始引入的。在 R16標(biāo)準(zhǔn)中，整個5G 系統(tǒng)被作為一個 TSN 邏輯網(wǎng)橋，以實(shí)現(xiàn)與 TSN 網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。在目前正在制訂的 R17標(biāo)準(zhǔn)中， 5G 系統(tǒng)引入內(nèi)生確定性，無須對接外部 TSN 網(wǎng)絡(luò)，就能實(shí)現(xiàn)用戶設(shè)備（UE）之間的確定性傳輸。預(yù)計在將來5G-A/6G 的標(biāo)準(zhǔn)中， 3GPP 還將實(shí)現(xiàn)與DetNet的互聯(lián)互通。

未來網(wǎng)絡(luò)面臨的一大難題是，如何協(xié)同利用以上多個層次的確定性技術(shù)以滿足多樣性的確定性需求，同時能夠合理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)路徑以高效利用各種網(wǎng)絡(luò)資源。目前網(wǎng)絡(luò)5.0聯(lián)盟已經(jīng)在研究“內(nèi)生確定性路由”技術(shù)（包括資源確定性、路由確定性、時間確定性3 個要素），通過高效利用跨層確定性資源能力，精準(zhǔn)滿足分類分級的確定性業(yè)務(wù)需求。

5.3網(wǎng)絡(luò)安全能力

當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)通過補(bǔ)丁式、被動式、外掛式等措施來進(jìn)行安全防護(hù)。網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險等級只能通過靜態(tài)方式來評估。通過網(wǎng)絡(luò)價值、安全漏洞、安全事件的發(fā)生頻率等因素可以粗略地對網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險狀態(tài)進(jìn)行評估， 但不能對網(wǎng)絡(luò)正在遭受的攻擊進(jìn)行實(shí)時的檢測與防護(hù)。

網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)部署的維護(hù)成本較高，難以實(shí)現(xiàn)動態(tài)策略調(diào)整和自動化維護(hù)，已經(jīng)無法滿足當(dāng)前復(fù)雜的電信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求和應(yīng)用場景。未來網(wǎng)絡(luò)在安全方面須具備以下4 個特征。

（1）全面自動化：基于自動化安全引擎，為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、軟件等提供自動化部署、自動化檢測、自動化修復(fù)等主動防御能力，包括設(shè)備節(jié)點(diǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、數(shù)據(jù)、用戶、管理節(jié)點(diǎn)、操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫、軟件服務(wù)等;增強(qiáng)各資產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部的安全防范能力，實(shí)現(xiàn)完整可信的防護(hù)、服務(wù)、訪問、數(shù)據(jù);動態(tài)度量系統(tǒng)狀態(tài)，檢測系統(tǒng)安全，構(gòu)建網(wǎng)元級內(nèi)生安全，從而提高網(wǎng)絡(luò)級內(nèi)生安全能力。

通過安全引擎實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的安全能力編排。對云和網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度和編排有助于實(shí)現(xiàn)安全資源自動分配、安全業(yè)務(wù)自動化發(fā)放、安全策略自動適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)變化（網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)同）、網(wǎng)絡(luò)高級威脅實(shí)時響應(yīng)防護(hù)（安全分析聯(lián)動）等能力。多網(wǎng)元、多層次協(xié)同保障網(wǎng)絡(luò)安全，可實(shí)現(xiàn)安全策略集中管理和編排，為用戶按需提供安全服務(wù)。

（2）安全防御：根據(jù)行業(yè)防護(hù)的安全需求，提升網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能安全能力，并實(shí)現(xiàn)安全能力的彈性部署，降低安全風(fēng)險，提升韌性;引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)幫助網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建安全可信的通信環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的防篡改能力和恢復(fù)能力;通過可信計算技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元的可信啟動、可信度量和遠(yuǎn)程可信管理，使得網(wǎng)絡(luò)中的硬件、軟件功能運(yùn)行持續(xù)符合預(yù)期，為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供主動防御能力;引入零信任技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精細(xì)化可視化管理;部署相應(yīng)的安全組件，構(gòu)建端到端的網(wǎng)絡(luò)云安全體系。

（3）安全自適應(yīng)：能夠利用 AI、聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測與修復(fù);安全服務(wù)能夠隨時監(jiān)測并感知網(wǎng)絡(luò)云的安全動態(tài)，使資產(chǎn)安全風(fēng)險可見，并第一時間快速自動預(yù)測、告警，對安全事件及時發(fā)現(xiàn)和修復(fù)或進(jìn)行平衡處置，以保障網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可用性;能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)升級和安全系統(tǒng)換代升級;在業(yè)務(wù)系統(tǒng)流程再改造時，安全能力能夠動態(tài)提升。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)局部被入侵時，安全引擎會采用阻斷威脅流量和啟動安全加固流程的方式快速規(guī)避或消除威脅。同時，安全服務(wù)能共享威脅情報，有助于做到全網(wǎng)“免疫”同類威脅。

（4）安全自演進(jìn)：通過端、邊、網(wǎng)、云的智能協(xié)同，準(zhǔn)確感知整個網(wǎng)絡(luò)的安全態(tài)勢，敏捷處置安全風(fēng)險;形成自適應(yīng)安全模型，構(gòu)建細(xì)粒度、多角度、可持續(xù)動態(tài)安全防御體系;網(wǎng)絡(luò)各層須嵌入 AI 能力、聯(lián)邦學(xué)習(xí)（分布式機(jī)器學(xué)習(xí)）能力以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)、自感知、自運(yùn)維;通過快速學(xué)習(xí)和訓(xùn)練， AI、聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)可以更加準(zhǔn)確地對網(wǎng)絡(luò)流量與異常行為進(jìn)行檢測、回溯和根因分析。

電信網(wǎng)絡(luò)建立端、邊、網(wǎng)、云智能主體間的泛在交互和協(xié)同機(jī)制，有助于系統(tǒng)準(zhǔn)確感知網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢并預(yù)測潛在風(fēng)險。通過智能共識決策機(jī)制完成自主優(yōu)化演進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)主動縱深安全防御和安全風(fēng)險自動處置，提供實(shí)用化的安全分析與告警，抵御各類高級持續(xù)性威脅（APT）攻擊。

5.4網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)連續(xù)性能力

移動性管理是移動通信的重要研究內(nèi)容之一。在未來網(wǎng)絡(luò)中，多種網(wǎng)絡(luò)接入方式并存。網(wǎng)絡(luò)為用戶提供多種制式接入一致的業(yè)務(wù)連續(xù)性服務(wù)。對于現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(luò)，無論是網(wǎng)絡(luò)本身還是應(yīng)用場景，在支持移動業(yè)務(wù)連續(xù)性方面都將發(fā)生巨大變化，這對網(wǎng)絡(luò)的移動性管理技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。

從移動和切換場景看，移動主體更加泛在化，水平切換更加頻繁，垂直切換將常態(tài)化。隨著云網(wǎng)融合、算網(wǎng)一體的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)連接從有形的實(shí)體連接向無形的內(nèi)容、服務(wù)、算力等虛擬連接發(fā)展。隨之而來的是移動場景和主體更加泛在化，包括終端、服務(wù)端、網(wǎng)絡(luò)等的泛在移動。網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步扁平化，無線側(cè)高密集組網(wǎng)，毫米波、太赫茲的應(yīng)用，均使得水平切換更加頻繁。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同提供全場景覆蓋， IPv6以及多宿主終端的普及，均使得跨網(wǎng)絡(luò)類型的垂直切換常態(tài)化。

從業(yè)務(wù)連續(xù)性需求看，不同應(yīng)用對業(yè)務(wù)連續(xù)性的要求存在巨大差異。面向 C 端的瀏覽類、視頻類業(yè)務(wù)對移動切換引起的連接中斷并不敏感;而車聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等 B 端場景要求提供無縫的切換管理及確定性的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。

因此，在未來網(wǎng)絡(luò)泛在連接和移動場景下，移動性管理技術(shù)需要至少解決以下幾個問題：

·為不同場景提供差異化的業(yè)務(wù)連續(xù)性服務(wù);

·提供零中斷、零丟包的網(wǎng)絡(luò)連接，滿足無縫切換需求;

·保障切換前后網(wǎng)絡(luò)性能一致性，實(shí)現(xiàn)確定性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的快速切換。

針對差異化的業(yè)務(wù)連續(xù)性需求，移動性管理也需要同步演進(jìn)。這包括異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的多連接管理、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)雙向感知、AI 使能以及服務(wù)化的架構(gòu)設(shè)計，如圖5 所示。

（1）多鏈接管理。集中式移動性管理數(shù)據(jù)面錨點(diǎn)固定，但會增加傳輸時延，使網(wǎng)絡(luò)性能降低。分布式移動性數(shù)據(jù)面錨點(diǎn)是移動的，卻難以保障切換過程連接不中斷。

針對超高可靠通信需求， 3GPP 制定了基于雙連接的端到端冗余用戶面?zhèn)鬏敺桨?。該方案利用兩條冗余的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）來傳輸數(shù)據(jù)，使可靠性高于99.9999%。

將雙連接方案與移動數(shù)據(jù)面錨點(diǎn)結(jié)合，可有效解決在移動錨點(diǎn)下切換過程中連接中斷和切換前后網(wǎng)絡(luò)性能不一致的問題。此時，數(shù)據(jù)面采用錨點(diǎn)移動分布式部署，移動終端則采用雙連接方式與網(wǎng)絡(luò)保持通信連接。在終端移動過程中，切換策略控制機(jī)制使得同一時刻僅會發(fā)生一個連接的切換，并使另一個連接仍可用。雙連接切換機(jī)制保障網(wǎng)絡(luò)始終處于可用狀態(tài)，避免了連接中斷。選擇接近移動終端位置的數(shù)據(jù)面錨點(diǎn)，并結(jié)合顯示路徑設(shè)計等技術(shù)，可保障切換前后網(wǎng)絡(luò)性能一致。

（2）應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)雙向感知。未來網(wǎng)絡(luò)是云、網(wǎng)、邊、端、業(yè)相互協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)通過感知應(yīng)用需求，選擇與之匹配的移動性管理策略，進(jìn)行針對性的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)和路徑選擇，切換觸發(fā)并執(zhí)行策略。反之，應(yīng)用也可以通過實(shí)時感知網(wǎng)絡(luò)的時延、帶寬、擁塞等信息，選擇最佳的切換時機(jī)，調(diào)整數(shù)據(jù)收發(fā)策略等，來獲得更好的應(yīng)用體驗(yàn)。

深度報文分析（DPI）技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)網(wǎng)，通過對數(shù)據(jù)包的深度檢測，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用及內(nèi)容信息的感知?；?IPv6的應(yīng)用感知網(wǎng)絡(luò)（APN6）在 IPv6擴(kuò)展報文頭中攜帶應(yīng)用及應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)的需求信息。網(wǎng)絡(luò)層據(jù)此進(jìn)行應(yīng)用顆粒度的網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)響應(yīng)。應(yīng)用可以通過網(wǎng)絡(luò)能力開放或者簡單雙向主動測量協(xié)議（STAMP）、雙向主動測量協(xié)議（TWAMP）、操作維護(hù)管理（OAM）等技術(shù)，完成端到端的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測來獲得網(wǎng)絡(luò)信息。

（3） AI 使能。? AI 作為基本要素將與網(wǎng)絡(luò)深度融合，使網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、運(yùn)維、運(yùn)營實(shí)現(xiàn)全方位的智能化，有助于提高網(wǎng)絡(luò)效能，降低運(yùn)維成本。

AI 在移動性管理中同樣大有可為。 3GPP R17開展了基于 AI 的移動性優(yōu)化研究，對終端的位置、移動軌跡進(jìn)行預(yù)測管理，并對接入管理功能（AMF）終端尋呼過程進(jìn)行優(yōu)化。

典型的 AI 包括數(shù)據(jù)采集、模型訓(xùn)練、模型推理以及決策執(zhí)行4 個部分。智能網(wǎng)絡(luò)對移動終端、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用信息的采集、分析和預(yù)測，有助于實(shí)現(xiàn)主動切換，以及最優(yōu)傳輸路徑和定制化移動性管理流程的選擇。

（4）功能服務(wù)化。功能服務(wù)化主要體現(xiàn)在：對外能力開

放，即可提供異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)雙連接、數(shù)據(jù)復(fù)制消冗傳輸、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)感知、基于 AI 的主動切換、接入網(wǎng)關(guān)間的隧道緩存轉(zhuǎn)發(fā)、身份位置分離等獨(dú)立功能接口;功能可編排，即針對不同場景，通過靈活編排形成功能鏈，并提供功能鏈標(biāo)識供上層選擇調(diào)用;平滑支持新功能的引入，即在保持整體框架不變下，功能組件隨著技術(shù)和場景的演進(jìn)更新?lián)Q代。

5.5網(wǎng)絡(luò)算力一體化能力

網(wǎng)絡(luò)能力和算力融合的網(wǎng)絡(luò)是新型 ICT 融合服務(wù)與算力網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施具備對算力資源的感知、調(diào)度和編排，同時網(wǎng)絡(luò)層提供網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲。未來網(wǎng)絡(luò)需要更迅捷高效地響應(yīng)業(yè)務(wù)的請求。算力資源從集中部署模式向異構(gòu)多樣、分布式的部署模式演進(jìn)[9-10]。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施通過其成熟發(fā)達(dá)的連接感知觸角，將多級分布的算力資源進(jìn)行統(tǒng)一的動態(tài)納管、調(diào)度和編排，發(fā)揮全網(wǎng)資源的虛擬算力池化優(yōu)勢，在提升服務(wù)質(zhì)量和資源利用率的同時，助力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商為全新的業(yè)務(wù)打造網(wǎng)絡(luò)能力和算網(wǎng)融合的商業(yè)模式[11]。

算力網(wǎng)絡(luò)的核心優(yōu)勢是實(shí)現(xiàn)算力和網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同調(diào)度，滿足未來業(yè)務(wù)對算力資源和網(wǎng)絡(luò)連接的需求。比如，高分辨率的 VR 云游戲，既需要專用圖形處理器（GPU）計算資源完成渲染，又需要近似確定性的網(wǎng)絡(luò)連接來滿足10 ms以內(nèi)的端到端時延要求。算力網(wǎng)絡(luò)就可以完成這種一站式的資源調(diào)度。

算力網(wǎng)絡(luò)包括3 個技術(shù)要素：兼容多種算力資源的算力度量和感知、基于現(xiàn)有 IP 路由協(xié)議的算力路由、增強(qiáng)基于 IPv6的段路由（SRv6）的算網(wǎng)一體轉(zhuǎn)發(fā)面。

算力資源是分層管理的?；A(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）及云原生資源與服務(wù)[12]，都屬于廣義的算力，均可納入算網(wǎng)平臺以便統(tǒng)一編排和調(diào)度。推進(jìn)階段上，可先聚焦 IaaS 基礎(chǔ)算力。隨著度量和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程逐步納入 PaaS、云原生基礎(chǔ)服務(wù)等，層次化的算力資源體系逐漸形成。

算力路由有基于 SDN 的集中式和基于邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP）的分布式兩種模式。為了減少路由表規(guī)模，避免路由震蕩，系統(tǒng)需要對算力狀態(tài)按照高低頻種類進(jìn)行分離維護(hù)，執(zhí)行兩級路由機(jī)制。

轉(zhuǎn)發(fā)面要基于現(xiàn)有 IPv6平滑演進(jìn)，以避免網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大量改動。因此，增強(qiáng) SRv6的業(yè)務(wù)功能編程，納入通用算力服務(wù)功能，可實(shí)現(xiàn)算網(wǎng)業(yè)務(wù)無縫拉通。

6關(guān)鍵技術(shù)

在未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展中，無論是架構(gòu)創(chuàng)新，還是智能化服務(wù)平臺的搭建，抑或是網(wǎng)絡(luò)自身能力的增強(qiáng)，都需要關(guān)鍵技術(shù)支撐。

6.1帶寬增強(qiáng)技術(shù)

（1）光電集成。該技術(shù)可提升網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，解決網(wǎng)絡(luò)功耗和成本上升、傳輸距離下降的問題。

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的內(nèi)部連接，包括單板和單板之間、芯片和芯片之間的連接，都采用電串行總線連接（Serdes）方式。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升， Serdes 連接的速率急劇上升，電連接在高速信號下的損耗較大，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)整體功耗與成本上升、傳輸距離下降。

解決這個問題的主要方法是采用共封裝光學(xué)（CPO）技術(shù)，即把光收發(fā)器件高度集成到一個光引擎上，并將光引擎與電芯片封裝在一起，形成芯片直接出光的形態(tài)，用光連接代替電連接。該技術(shù)可以大大降低功耗、延長傳輸距離。

預(yù)計到2023年 CPO 技術(shù)將在數(shù)據(jù)中心得到應(yīng)用，并在2025年開始規(guī)模普及。2027左右路由器也將采用 CPO 技術(shù)。 CPO 光電集成技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的形態(tài)也將產(chǎn)生影響。傳統(tǒng)的具有背板的框式設(shè)備架構(gòu)將被盒式設(shè)備互聯(lián)的無背板架構(gòu)取代。

CPO 的關(guān)鍵技術(shù)包括光調(diào)制解調(diào)芯片、電驅(qū)動和放大芯片、光纖耦合技術(shù)、封裝技術(shù)等。此外， CPO 的大規(guī)模生產(chǎn)工藝也是一個很大挑戰(zhàn)。

（2）異構(gòu)算力。異構(gòu)算力是提升網(wǎng)絡(luò)傳輸能力的關(guān)鍵技術(shù)。在未來網(wǎng)絡(luò)中，通用算力無法應(yīng)對 AI、視頻渲染、高性能并發(fā)計算、高性能存儲數(shù)據(jù)的實(shí)時處理，將造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，使網(wǎng)絡(luò)帶寬無法得到有效利用?，F(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）、圖形處理單元（GPU）、專用集成電路（ASIC）等異構(gòu)算力能有效滿足計算節(jié)點(diǎn)高性能算力需求及數(shù)據(jù)高性能搬遷需求，在統(tǒng)一的智能編排管理下與通用算力、高帶寬網(wǎng)絡(luò)一起完成 AR/VR/XR、云游戲和高性能數(shù)據(jù)的搬遷、并發(fā)計算等工作。

6.2網(wǎng)絡(luò)智能技術(shù)

（1）機(jī)器學(xué)習(xí)。機(jī)器學(xué)習(xí)是網(wǎng)絡(luò)智能化的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)運(yùn)維方式依賴人工、靜態(tài)規(guī)則，無法適應(yīng)動態(tài)變化場景。機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)則可以在動態(tài)變化的復(fù)雜條件下進(jìn)行高效準(zhǔn)確的決策判斷。引入機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)基于“專家經(jīng)驗(yàn)”到“機(jī)器學(xué)習(xí)”的轉(zhuǎn)變。在未來網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)較為分散且可能有隱私要求。聯(lián)邦學(xué)習(xí)能幫助多方在滿足用戶隱私保護(hù)的要求下，進(jìn)行數(shù)據(jù)使用和機(jī)器學(xué)習(xí)建模。聯(lián)邦學(xué)習(xí)的應(yīng)用在很多方面還面臨挑戰(zhàn)，比如通信效率、數(shù)據(jù)非獨(dú)立同分布、安全性、健壯性等。

（2）意圖驅(qū)動。意圖驅(qū)動是實(shí)現(xiàn)“零接觸”運(yùn)維的基礎(chǔ)。意圖規(guī)定了期望，包括對特定服務(wù)或網(wǎng)絡(luò)管理工作流的要求、目標(biāo)和約束。意圖網(wǎng)絡(luò)瞄準(zhǔn)的是用戶意圖或商業(yè)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維和架構(gòu)人員（整個網(wǎng)絡(luò)用戶）的意圖，相關(guān)應(yīng)用場景包括網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計。例如，意圖驅(qū)動的容量規(guī)劃、覆蓋優(yōu)化、站址規(guī)劃等，網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)部署，意圖驅(qū)動的業(yè)務(wù)部署，意圖驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)維護(hù)、優(yōu)化及保障。然而，意圖網(wǎng)絡(luò)存在聲明式的 API 構(gòu)建、意圖的分解和翻譯、組件和設(shè)備的相互兼容問題。

（3）數(shù)字孿生。數(shù)字孿生提供了更好的仿真驗(yàn)證能力。數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建物理網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時鏡像， 可增強(qiáng)物理網(wǎng)絡(luò)所缺少的系統(tǒng)性仿真、優(yōu)化、驗(yàn)證和控制能力。將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)，有助于創(chuàng)建物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的虛擬鏡像， 搭建數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)平臺。物理網(wǎng)絡(luò)和孿生網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時交互， 可以實(shí)現(xiàn)低成本試錯、智能化決策和高效率創(chuàng)新。數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建面臨兼容性不佳、建模難度大、實(shí)時性挑戰(zhàn)高等問題。

6.3網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)

（1）區(qū)塊鏈。利用區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)不可篡改的特點(diǎn)，對交互信息、執(zhí)行信息進(jìn)行監(jiān)督，可使媒體流的轉(zhuǎn)移和流通過程更加公開透明、真實(shí)可信，進(jìn)而滿足 IT 之間、? CT 之間、IT 與 CT 之間的安全、追溯、結(jié)算的互信要求。用戶與網(wǎng)絡(luò)的唯一特征可被用來建立互信關(guān)系。只有具備相互信任關(guān)系的用戶和網(wǎng)絡(luò)才被允許進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互通和流量交互。

（2）可信計算?？尚庞嬎憧梢詫?shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可信啟動、可信度量和遠(yuǎn)程可信管理，使網(wǎng)絡(luò)中的硬件、軟件運(yùn)行持續(xù)符合預(yù)期，為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供主動防御能力。在網(wǎng)絡(luò)中，通用的設(shè)備指紋制作可實(shí)現(xiàn)初始啟動、基本輸入輸出系統(tǒng)（BIOS） /統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口（UEFI）加載和 OS 啟動等過程的完整性保護(hù)，使任何惡意修改都可以被監(jiān)測出來，并對該過程進(jìn)行阻止?？尚庞嬎銓Ω髻Y產(chǎn)組件主動進(jìn)行動態(tài)度量和靜態(tài)度量，并依據(jù)度量結(jié)果進(jìn)行主動裁決和控制;對相關(guān)安全活動進(jìn)行可視化展現(xiàn)，并用于安全審計?；诳尚鸥鶎﹄[私數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性和保密性的可信驗(yàn)證，可提供端到端數(shù)據(jù)可信認(rèn)證。通過可信計算建立一種主動免疫可信計算的新模式，使得設(shè)備在提供服務(wù)的同時進(jìn)行安全自防護(hù)。

（3）零信任。零信任的核心思想為“從來不信任，始終在校驗(yàn)”，即不再默認(rèn)信任物理安全邊界內(nèi)部的任何用戶、設(shè)備或者系統(tǒng)、應(yīng)用，而是以身份認(rèn)證作為核心，將認(rèn)證和授權(quán)作為訪問控制的基礎(chǔ)。零信任能夠?qū)λ辛髁窟M(jìn)行可視化、分析檢查，并設(shè)置安全策略;對所有訪問采用最小授權(quán)策略和嚴(yán)格訪問控制策略;可實(shí)現(xiàn)可視化管理，并提供按需、動態(tài)配置的安全隔離網(wǎng)絡(luò)。建立與所有不安全網(wǎng)絡(luò)隔離的可信網(wǎng)絡(luò)，有助于避免網(wǎng)絡(luò)攻擊。

7總結(jié)與展望

全球產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)的研究，各國均從國家戰(zhàn)略層面高度重視未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與布局，并從未來網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、試驗(yàn)床等方面開展創(chuàng)新研究。

國際電信聯(lián)盟（ITU）成立了網(wǎng)絡(luò)2030焦點(diǎn)組，旨在探索面向2030年以后的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展。中國成立了網(wǎng)絡(luò)5.0產(chǎn)業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，旨在打造一個由中國主導(dǎo)、面向國際、開放并有影響力的下一代數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織，探索面向未來的網(wǎng)絡(luò)5.0創(chuàng)新架構(gòu)。

中興通訊在未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)創(chuàng)新、精準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)智能技術(shù)、算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全技術(shù)等領(lǐng)域不斷深耕細(xì)作，愿攜手業(yè)界伙伴共同探索、積極合作，推進(jìn)中國未來網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)升級。

致謝

中興通訊股份有限公司無線經(jīng)營部郭雪峰、毛磊、鄭興明、牛嬌紅、楊春建在論文撰寫中給予了很多幫助，在此表示特別感謝！同時，中興通訊股份有限公司未來網(wǎng)絡(luò)研究項(xiàng)目經(jīng)理譚斌在本文起草中給予指導(dǎo)意見，在此一并致謝！

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作者簡介

王衛(wèi)斌，中興通訊股份有限公司產(chǎn)品規(guī)劃首席科學(xué)家、電信云及核心網(wǎng)總工、移動網(wǎng)絡(luò)和移動多媒體技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室未來網(wǎng)絡(luò)研究中心副主任、教授級高工;從事 SDN/NFV 、電信云研究，以及核心網(wǎng)產(chǎn)品規(guī)劃;獲中國通信學(xué)會科技進(jìn)步獎一等獎、廣東省科技進(jìn)步獎一等獎，相關(guān)產(chǎn)品和解決方案榮獲曾5G 世界論壇、? SDN/NFV 全球論壇等多項(xiàng)獎項(xiàng);發(fā)表核心期刊論文10余篇，合譯專著2 本，擁有20余項(xiàng)發(fā)明或?qū)嵱眯滦蛯＠?/p>

周建鋒，中興通訊股份有限公司核心網(wǎng)產(chǎn)品規(guī)劃總工;長期從事核心網(wǎng)技術(shù)研究、規(guī)劃、設(shè)計等工作。

黃兵，中興通訊股份有限公司技術(shù)規(guī)劃部技術(shù)總監(jiān)、高級工程師;主要從事數(shù)據(jù)通信和光通信的中長期技術(shù)規(guī)劃;擁有超過20年的通信產(chǎn)品規(guī)劃和研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)。