近年來,全球移動通信網(wǎng)絡事故頻發(fā),對于日常生產(chǎn)、生活造成了較大影響,如何提高通信網(wǎng)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(wǎng)絡”已被正式納入6G關鍵需求場景。本文將針對“零中斷網(wǎng)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(wǎng)絡的現(xiàn)實需求
近年來,國際上4/5G網(wǎng)絡的商用事故頻發(fā),影響范圍廣、恢復時間長、經(jīng)濟損失嚴重。具不完全統(tǒng)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(yè)用戶的廣泛群體,單次事故受損用戶達數(shù)百萬乃至數(shù)千萬。綜合來看,網(wǎng)絡設備故障是主要誘因,網(wǎng)絡過載導致大面積業(yè)務失敗是主要表現(xiàn),而故障定位難、隔離難、恢復難是關鍵所在(高于50%的網(wǎng)絡事故中斷時長超過5小時)。因此,如何提高網(wǎng)絡設備的容錯性、提升整網(wǎng)抗信令風暴的魯棒性以及故障自愈的高效性是6G網(wǎng)絡必須優(yōu)先考慮和解決的問題。
6G對網(wǎng)絡可靠性的新挑戰(zhàn)
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(zhì)量的網(wǎng)絡體驗同時,通過增強和聚合跨學科技術能力,不斷拓展網(wǎng)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(wǎng)絡可靠性提出諸多新挑戰(zhàn)。
通智一體:6G與AI技術的內(nèi)生式結合,以及面向智能體通信的機制調(diào)整,將增加網(wǎng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)源互訪的安全風險。
分布式通信:分布式組網(wǎng)技術雖然提高了網(wǎng)絡的靈活性和可擴展性,也增加了不同子網(wǎng)間的暴露面,并衍生出子網(wǎng)間不可信交互管控和故障傳導抑制的新要求。
衛(wèi)星互聯(lián):天地一體化網(wǎng)絡的典型特征在于網(wǎng)間鏈路的動態(tài)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(zhàn)。
沉浸式通信:全息通信以及感官互聯(lián)場景提出多維融合多感協(xié)同的極致體驗,如何保障在極端網(wǎng)絡情況下,仍保持高精度的時空同步以及多模態(tài)一致性,是網(wǎng)絡可靠性需解決的新課題。
“零中斷網(wǎng)絡”的愿景和目標
為了體系性的構建高可靠的6G網(wǎng)絡,中國移動研究院提出“零中斷網(wǎng)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(xù)、穩(wěn)定的服務,幾乎不出現(xiàn)故障,一旦出現(xiàn)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(yè)務的連續(xù)性、穩(wěn)定性?!?/p>
“零中斷”并不意味著完全沒有任何問題,而是指在網(wǎng)絡設計、建設和運維的每一個環(huán)節(jié),都盡可能地減少故障發(fā)生的可能性,并且一旦發(fā)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(yè)對服務質(zhì)量的不懈追求,以及對用戶需求的高度負責態(tài)度。
結合常見網(wǎng)絡異常以及處置的方式,零中斷網(wǎng)絡的目標可以分解為四方面要求:
1.常規(guī)動網(wǎng)的故障規(guī)避。例如資源不足能夠及時預警、新業(yè)務發(fā)展和新技術引入不影響基礎網(wǎng)絡穩(wěn)定運行、網(wǎng)絡及網(wǎng)絡云擴展/遷移/升級/操作維護等不影響業(yè)務等。
2.常規(guī)異常快速自愈。例如亞健康、信令沖擊、安全攻擊、網(wǎng)元故障、服務器故障、單資源池故障、單DC故障等,網(wǎng)絡能夠自我感知和自我修復,保障用戶不下線、業(yè)務快恢復、用戶無感知、數(shù)據(jù)零丟失、故障最小隔離、網(wǎng)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(tǒng)大面積異常、停電或自然災害等極端異常,網(wǎng)絡能夠逃生到應急系統(tǒng)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(yè)務的“絕對零中斷”。例如工控、醫(yī)療等涉及人身安全和生產(chǎn)制造的特殊業(yè)務,網(wǎng)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(wǎng)絡”的技術框架展望
面向“零中斷網(wǎng)絡”的核心理念,中國移動研究院提出通過“三體”框架實現(xiàn)6G網(wǎng)絡全域、全場景、全時空的業(yè)務保障和不間斷運行。
1.夯實網(wǎng)絡本體,在架構和功能設計階段秉承高可靠內(nèi)生設計,降低故障發(fā)生可能。網(wǎng)絡本體猶如戰(zhàn)士自身,技能過硬是根本。網(wǎng)絡本體是故障發(fā)生的起點和故障修復的落腳點,應秉承高可靠內(nèi)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(fā)生的概率、一方面提升網(wǎng)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(wǎng)絡穩(wěn)定。災備護體猶如戰(zhàn)士的鎧甲盾牌和急救包,異常發(fā)生前主動攔截、異常發(fā)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(fā)事件應提供應急預案保障基礎通信。
3.引入高穩(wěn)智能體,高度自智和宏觀調(diào)控高低搭配,降低故障造成影響。
1)自智系統(tǒng)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(zhàn)和極致業(yè)務保障需求,以人為主的傳統(tǒng)運管模式已無法滿足。需要高穩(wěn)智能體深度參與到網(wǎng)元內(nèi)和端到端,有效避免事故發(fā)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(diào)控猶如作戰(zhàn)總指揮,面向6G通感智算多維融合、各類分布式子網(wǎng)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(diào)控尤為必要,可以有效降低跨系統(tǒng)故障恢復時長。
總結
“零中斷網(wǎng)絡”的實現(xiàn)需要在6G設計初期系統(tǒng)性地融入網(wǎng)絡架構與技術方案中,進而實現(xiàn)原生高可靠。該理念的順利達成,需要中國移動攜手產(chǎn)業(yè)伙伴,直面問題和挑戰(zhàn),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(wǎng)絡,為6G部署商用奠定堅實基礎。
[參考文獻]
[1]中國移動,6G網(wǎng)絡架構技術白皮書
[2]中移智庫,網(wǎng)絡云原生演進技術白皮書
[3]中國移動:智能體通信網(wǎng)絡(ACN)白皮書[4]中國移動:《沉浸式通信業(yè)務發(fā)展趨勢探討》[5]《6G數(shù)據(jù)面架構研究》,IMT-2030(6G)推進組
審稿:魏彬 | 網(wǎng)絡與IT技術研究所
作者:吳玲、都晨輝 |?網(wǎng)絡與IT技術研究所