近年來,全球移動通信網絡事故頻發,對于日常生產、生活造成了較大影響,如何提高通信網絡可靠性成為各大電信運營商的核心關切。在剛剛結束的3GPP SA1 第109次會議上中國移動研究院主導的“零中斷網絡”已被正式納入6G關鍵需求場景。本文將針對“零中斷網絡”這一新概念進行簡要概述,并說明其愿景目標與技術框架。
高可靠網絡的現實需求
近年來,國際上4/5G網絡的商用事故頻發,影響范圍廣、恢復時間長、經濟損失嚴重。具不完全統計,在2021至2024年間,全球通信領域遭遇了超過66起重大事故,波及了從個人消費者到企業用戶的廣泛群體,單次事故受損用戶達數百萬乃至數千萬。綜合來看,網絡設備故障是主要誘因,網絡過載導致大面積業務失敗是主要表現,而故障定位難、隔離難、恢復難是關鍵所在(高于50%的網絡事故中斷時長超過5小時)。因此,如何提高網絡設備的容錯性、提升整網抗信令風暴的魯棒性以及故障自愈的高效性是6G網絡必須優先考慮和解決的問題。
6G對網絡可靠性的新挑戰
當前,6G的標準化以及研究工作正如火如荼的開展,6G在追求更高性能、更高質量的網絡體驗同時,通過增強和聚合跨學科技術能力,不斷拓展網絡連接的范圍以及邊界,將探索出更加豐富的應用場景。這些新技術、新場景將對網絡可靠性提出諸多新挑戰。
通智一體:6G與AI技術的內生式結合,以及面向智能體通信的機制調整,將增加網絡的不確定性,包括智能體行為的不可預測、模型黑箱化的不可解釋、異常樣本數據的不可控。
通感算智融合:通感智算融合會增加不同領域故障傳導風險,形成更大范圍的故障傳導鏈,進一步增加了故障定位與應對的難度,同時增加了多種數據源互訪的安全風險。
分布式通信:分布式組網技術雖然提高了網絡的靈活性和可擴展性,也增加了不同子網間的暴露面,并衍生出子網間不可信交互管控和故障傳導抑制的新要求。
衛星互聯:天地一體化網絡的典型特征在于網間鏈路的動態重構,而在此基礎上進一步面對可靠性增強,做好鏈路異常后的快速路由重建是一個全新挑戰。
沉浸式通信:全息通信以及感官互聯場景提出多維融合多感協同的極致體驗,如何保障在極端網絡情況下,仍保持高精度的時空同步以及多模態一致性,是網絡可靠性需解決的新課題。
“零中斷網絡”的愿景和目標
為了體系性的構建高可靠的6G網絡,中國移動研究院提出“零中斷網絡”這一全新設計理念,其核心愿景是“能夠在各種場景下提供持續、穩定的服務,幾乎不出現故障,一旦出現故障,能夠快速自愈或自主運行,盡可能避免影響用戶體驗和業務的連續性、穩定性。”
“零中斷”并不意味著完全沒有任何問題,而是指在網絡設計、建設和運維的每一個環節,都盡可能地減少故障發生的可能性,并且一旦發生故障,能夠以最快的速度恢復服務。這種理念反映了通信行業對服務質量的不懈追求,以及對用戶需求的高度負責態度。
結合常見網絡異常以及處置的方式,零中斷網絡的目標可以分解為四方面要求:
1.常規動網的故障規避。例如資源不足能夠及時預警、新業務發展和新技術引入不影響基礎網絡穩定運行、網絡及網絡云擴展/遷移/升級/操作維護等不影響業務等。
2.常規異常快速自愈。例如亞健康、信令沖擊、安全攻擊、網元故障、服務器故障、單資源池故障、單DC故障等,網絡能夠自我感知和自我修復,保障用戶不下線、業務快恢復、用戶無感知、數據零丟失、故障最小隔離、網元不過載等。
3.極端異常自主運行。例如主備資源池均異常、主備DC均異常、傳輸承載故障、多系統大面積異常、停電或自然災害等極端異常,網絡能夠逃生到應急系統或自主運行,能夠提供有效的故障定位、隔離、恢復手段,避免完全不可用及長時間不能恢復等重大事故。
4.極致業務的“絕對零中斷”。例如工控、醫療等涉及人身安全和生產制造的特殊業務,網絡能夠應對各類異常場景,提供“絕對的零中斷、低延時、確定性”保障。
“零中斷網絡”的技術框架展望
面向“零中斷網絡”的核心理念,中國移動研究院提出通過“三體”框架實現6G網絡全域、全場景、全時空的業務保障和不間斷運行。
1.夯實網絡本體,在架構和功能設計階段秉承高可靠內生設計,降低故障發生可能。網絡本體猶如戰士自身,技能過硬是根本。網絡本體是故障發生的起點和故障修復的落腳點,應秉承高可靠內生設計,包括容錯性、冗余性、兼容性、擴展性、敏捷性、隔離性等,一方面降低問題發生的概率、一方面提升網絡韌性。
2.完善災備護體,主動預防、備用接管、極限逃生多措并舉,全方位保障網絡穩定。災備護體猶如戰士的鎧甲盾牌和急救包,異常發生前主動攔截、異常發生后有效接管快速恢復,尤其針對傳輸異常、資源池異常等極端情況應提供兜底逃生機制,針對地震等自然災害或大面積停電等突發事件應提供應急預案保障基礎通信。
3.引入高穩智能體,高度自智和宏觀調控高低搭配,降低故障造成影響。
1)自智系統猶如先進的裝備和科技手段,面向6G不可預估、不可信、不可控等新增挑戰和極致業務保障需求,以人為主的傳統運管模式已無法滿足。需要高穩智能體深度參與到網元內和端到端,有效避免事故發生、降低事故影響(縮小范圍、縮短時長),與此同時,AI自身的可信可靠也是預防的重點,避免AI本身引入新的風險。
2)宏觀調控猶如作戰總指揮,面向6G通感智算多維融合、各類分布式子網交叉訪問、跨域故障傳導等風險,單點異常無法得到有效控制時,會快速蔓延到各個領域,使得問題定位難、隔離難、恢復難,引入端到端的宏觀智能調控尤為必要,可以有效降低跨系統故障恢復時長。
總結
“零中斷網絡”的實現需要在6G設計初期系統性地融入網絡架構與技術方案中,進而實現原生高可靠。該理念的順利達成,需要中國移動攜手產業伙伴,直面問題和挑戰,共同推進頂層架構設計與關鍵技術研究,打造全新的高可靠6G通信網絡,為6G部署商用奠定堅實基礎。
[參考文獻]
[1]中國移動,6G網絡架構技術白皮書
[2]中移智庫,網絡云原生演進技術白皮書
[3]中國移動:智能體通信網絡(ACN)白皮書[4]中國移動:《沉浸式通信業務發展趨勢探討》[5]《6G數據面架構研究》,IMT-2030(6G)推進組
審稿:魏彬 | 網絡與IT技術研究所
作者:吳玲、都晨輝 |?網絡與IT技術研究所