6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)長(zhǎng)這樣

對(duì)于大眾而言，6G似乎離生活還有點(diǎn)遙遠(yuǎn)。但對(duì)于通信行業(yè)，秉承著“使用一代、建設(shè)一代、研發(fā)一代”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展理念，6G已經(jīng)上路了。

2023年12月，3GPP宣布已準(zhǔn)備好著手規(guī)劃6G，將致力于制定6G規(guī)范。為了兌現(xiàn)這一承諾，3GPP于2024年3月在荷蘭馬斯特里赫特舉行的全會(huì)期間確定了6G標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間表。

根據(jù)該時(shí)間表，3GPP的6G工作將從Release 19期間開始，于2024年5月啟動(dòng)6G需求研究工作，于2028年底在Release 21中完成第一個(gè)6G規(guī)范。這使得行業(yè)可在2030年之前將第一批6G商用系統(tǒng)推向市場(chǎng)，并與國(guó)際電聯(lián)商定的IMT-2030總體時(shí)間表一致。

與過去任何一個(gè)G一樣，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)是標(biāo)準(zhǔn)化工作全面展開的基礎(chǔ)。那隨著6G標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間表確定，面向6G標(biāo)準(zhǔn)化研究持續(xù)開展，行業(yè)在6G最底層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面需達(dá)成哪些共識(shí)呢？在以下視頻中，愛立信專家對(duì)這一問題進(jìn)行了全面解答。

結(jié)合5G商用部署經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為該視頻中傳遞出的6G SA組網(wǎng)、高效頻譜共享、5GC持續(xù)演進(jìn)等關(guān)鍵信息值得劃重點(diǎn)，并梳理總結(jié)如下。

只有6G SA組網(wǎng)

回顧5G初期，3GPP基于核心網(wǎng)的兩種替代方案以及RAT（無線接入技術(shù)）的兩種替代方案的不同組合，給出了七種5G組網(wǎng)選項(xiàng)。最終，只有5G SA（選項(xiàng)2）和5G NSA（選項(xiàng)3）成為全球運(yùn)營(yíng)商主流的商用5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

5G NSA組網(wǎng)與SA組網(wǎng)

在NSA組網(wǎng)下，終端雙連接5G NR和4G LTE兩種RAT，5G NR控制面錨定于4G，并利舊4G核心網(wǎng)EPC；在SA組網(wǎng)下，終端僅連接5G NR和5GC（5G核心網(wǎng)），不再依賴4G系統(tǒng)。

多種部署選項(xiàng)的好處是，可以照顧全球運(yùn)營(yíng)商不同的5G商用需求，比如，選項(xiàng)3可依托成熟的4G網(wǎng)絡(luò)，幫助較為激進(jìn)的運(yùn)營(yíng)商快速規(guī)模部署和商用5G。但多種選項(xiàng)的缺點(diǎn)也很明顯，它帶來了市場(chǎng)混亂的局面，導(dǎo)致更具價(jià)值的5G SA網(wǎng)絡(luò)的商用延遲。正如大家所看到的，到今天全球仍然并存5G NSA和5G SA兩種版本的5G商用網(wǎng)絡(luò)。

因此，鑒于5G時(shí)代的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，6G減少部署選項(xiàng)的數(shù)量已成為行業(yè)共識(shí)。在愛立信看來，6G應(yīng)從一開始就只采用SA（獨(dú)立組網(wǎng)）模式，即6G終端只連接6G RAN，從而可確保整個(gè)行業(yè)以統(tǒng)一的步調(diào)推進(jìn)6G商用成功。

核心網(wǎng)由5GC演進(jìn)

眾所周知，5GC打破了過去網(wǎng)元與網(wǎng)元之間采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)多接口協(xié)議的方式，引入云原生、微服務(wù)、容器化部署等設(shè)計(jì)思想，采用基于服務(wù)的架構(gòu)（SBA）。在SBA下，軟件化的網(wǎng)絡(luò)功能（NF）被拆分為若干個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)（NFS），可通過基于服務(wù)的接口（SBI）相互調(diào)用訪問多個(gè)模塊化的網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)來實(shí)現(xiàn)，這使得5GC可通過軟件化和模塊化的方式實(shí)現(xiàn)靈活部署和彈性擴(kuò)展。

這樣的架構(gòu)設(shè)計(jì)極具顛覆性和前瞻性。也許正因如此，到目前為止全球仍有不少運(yùn)營(yíng)商尚未推出5GC。因此，6G時(shí)代仍可充分利用5GC架構(gòu)的靈活性和可擴(kuò)展性，并通過進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)，在現(xiàn)有5GC中引入新的功能和組件來支持6G新能力。換句話講，6G不再需要新引入單獨(dú)的核心網(wǎng)，只需在5GC基礎(chǔ)上持續(xù)演進(jìn)和增強(qiáng)就可以了。

高效的動(dòng)態(tài)頻譜共享是必選技術(shù)

頻譜資源是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的血液。與之前任何一個(gè)G一樣，標(biāo)準(zhǔn)組織也會(huì)為6G分配新頻段。但預(yù)計(jì)到2030年優(yōu)質(zhì)的中低頻段都被5G占用，6G只能使用頻率更高的新頻段，比如6GHz以上乃至亞太赫茲頻段。問題就來了，如前所述，6G只采用SA獨(dú)立組網(wǎng)模式，而大家都知道無線信號(hào)的頻率越高，覆蓋能力越差，這就意味著運(yùn)營(yíng)商在6G初期極難實(shí)現(xiàn)6G網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋，除非花巨資部署更密集的基站。這顯然不是一個(gè)明智的選擇。

怎么辦？事實(shí)上，在5G時(shí)代也遇到過類似問題，并已給出答案，即通過動(dòng)態(tài)頻譜共享（DSS）等技術(shù)，利用低頻段的覆蓋優(yōu)勢(shì)來補(bǔ)充高頻段的覆蓋短板。比如，DSS技術(shù)通過4G LTE和5G NR共同使用一個(gè)低頻段的方式，可在確保4G網(wǎng)絡(luò)持續(xù)運(yùn)行的前提下，讓5G利用低頻段快速實(shí)現(xiàn)廣覆蓋。

但在5G時(shí)代的實(shí)際部署中LTE和NR動(dòng)態(tài)共享頻譜會(huì)產(chǎn)生額外的信令開銷，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)容量和時(shí)延性能有所下降。因此，6G需要采用更高效的動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)，重用5G網(wǎng)絡(luò)正在使用的優(yōu)質(zhì)中低頻段資源，以確保6G網(wǎng)絡(luò)一開始就能提供基礎(chǔ)的覆蓋層和容量層。這樣做的另一個(gè)好處是，在保障現(xiàn)有5G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)不受影響的前提下，為5G向6G遷移提供了一條簡(jiǎn)單快捷、低成本的通道。

5G和6G UE高效動(dòng)態(tài)共享5G中低頻段

開放接口讓6G更靈活智能

如愛立信專家所言，6G的愿景是實(shí)現(xiàn)數(shù)字世界與物理世界的無縫融合，要實(shí)現(xiàn)這一愿景，人工智能、意圖驅(qū)動(dòng)、容器化部署、云原生設(shè)計(jì)將是6G網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)配。面對(duì)虛實(shí)融合的世界，世間萬物對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的需求是千差萬別且動(dòng)態(tài)變化的，唯有引入AI、意圖驅(qū)動(dòng)、云原生等技術(shù)使能網(wǎng)絡(luò)更加靈活化、智能化，才能敏捷適配多樣化業(yè)務(wù)的不斷變化的需求。

這一靈活化、智能化趨勢(shì)天然要求6G網(wǎng)絡(luò)更具開放性?；谠圃O(shè)計(jì)的核心網(wǎng)和Cloud RAN通過軟件應(yīng)用與云基礎(chǔ)設(shè)施的分離，使得網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)功能可以根據(jù)業(yè)務(wù)變化靈活部署、升級(jí)和擴(kuò)展，但這也催生了一個(gè)全新的多廠商環(huán)境，要求通過標(biāo)準(zhǔn)化的開放接口來支持多廠商共享基礎(chǔ)設(shè)施和互聯(lián)互通。同時(shí)，智能化的網(wǎng)絡(luò)管理和運(yùn)營(yíng)也需提供標(biāo)準(zhǔn)化的意圖驅(qū)動(dòng)管理接口。因此，愛立信建議將6G標(biāo)準(zhǔn)化工作的重點(diǎn)放在適用于多廠商部署環(huán)境的接口、網(wǎng)絡(luò)功能和服務(wù)上，以便在重要的環(huán)節(jié)提供開放性和互操作性。