1.信息通信的理論指導一代代移動通信的發展
1948年提出的香農定理奠定了通信技術發展的理論基礎。香農定理從理論上給出了點對點通信場景下,在信道帶寬和信噪比一定的情況下的極限傳輸速率,為各種編碼技術提供了理論依據。在該理論的指引下,通信產業經歷了數十年的高速發展,傳輸速率不斷提升,5G空口傳輸的容量逼近了香農定理的極限。
面向2030,6G時代的通信場景將發生根本性變化。6G時代將出現多點對多點、人與機器、機器與機器等多種通信的混合模式,這些網絡場景需要任務驅動的網絡。滿足多種場景的多樣化業務需求,對可靠性、確定性、智能化等提出了更高的要求。
6G時代需構建空天地一體化網絡通信系統,實現面向全覆蓋、全場景的泛在網絡;向分布式范式演進,同步實現網絡的可擴展性和可靠性;構建數字孿生網絡,真實網絡與數字網絡實時交互;突破盡力而為的通信模式,解決確定性時延核心問題;感知、通信、計算一體化,在網絡能力擴充的同時實現網絡的自分析、自優化、自部署和自維護。
2.網絡技術在移動通信代際發展中迅速演進
網絡技術歷來走在移動通信技術發展的前沿。隨著互聯網的蓬勃發展和新技術的誕生,多種IT技術被積極地引入到移動網絡并在核心網率先得到應用和推廣。
2.5G開始,IT技術推動移動網絡技術快速發展。2G網絡初期只給用戶提供的主要是單一的語音業務和簡單的數據業務,整個網絡中只有電路域。后來將IT領域的IP技術引入到移動網絡中,通過分組交換功能給用戶提供數據業務。到3G時代,分組域逐漸占據主導地位。4G時代,更是實現了全IP化,并逐步引入了IPv6技術,在核心網中實現了控制面與用戶面的初步分離。可以看到,自IP技術引入到移動網絡后,網絡的發展更加迅速,軟件化定義方式、控制轉發分離等IT技術在網絡得到廣泛應用。
IT技術促使5G核心網實現了跨越式的發展。5G核心網采用了IT和互聯網領域前沿的思想和技術,體現了IT化、服務化、極簡化、互聯網化的技術演進,在4G核心網的基礎上進行了革命性的重新設計。引入服務化架構SBA和IT化的HTTP/2等接口協議,實現了控制面和用戶面深度解耦、計算和數據進行了分離。引入智能化網元NWDAF(Network Data Analytics Function)對5G網絡進行大數據采集、智能分析,開啟了網絡向自動化、智能化的道路。
6G在人工智能、空天地一體化等方面已經初步形成共識。未來十年,社會將面臨新一輪科技革命和產業革命,人工智能、大數據、量子通信、區塊鏈等新技術將催生大量新產業、新業態和新模式。這些新興技術將對信息通信網絡提出更高要求,例如Tbps帶寬、Gbps用戶體驗、實時數據處理、超密集的物體連接、1000km/h移動性以及全球無縫覆蓋等,以適應社會發展、產業升級、人類感官極致體驗、萬物無縫互聯的需求,加速整個社會的信息化和數字化進程。
3.OT成為變革新元素,驅動網絡DOICT融合
更多的來自生產運營的需求和技術OT (Operation Technology) 將為移動網帶來新的基因。與傳統消費互聯網不同,產業互聯網對網絡質量提出嚴苛需求,網絡在追求大帶寬、低時延的同時也要支持確定性傳輸、可保障、可控制的連接數以及可保障帶寬,從而滿足柔性制造、智能產線的要求。無線接入網絡需要具備媲美有線接入的可靠性、可用性、確定性和實時性。OT與CT融合將成為未來6G發展的一個重要方向,通信網絡將成為構建工業環境下人、機、物全面互聯的關鍵基礎設施,實現工業設計、研發、生產、管理、服務等產業全要素的泛在互聯,是制造業數字化轉型的重要推動力。從DICT向DOICT(Data、Operation、Information、Communication Technology)的融合將成為6G的趨勢。
DOICT的融合將驅動網絡架構變革和網絡能力升級,助力全社會全領域數字化。數字經濟的發展基礎是海量連接、數字提取、數據建模和分析判斷。6G網絡將通過架構變革和能力提升,實現超百萬級每平方公里的連接數,通過智能化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,反向作用于物理實體,從而充分發揮數字化效應。6G網絡將縮小物理世界與數字世界的距離,為數字時代帶來更多的想象。
圖1 DOICT融合實現網絡新變革