确定性网络面临诸多挑战 中国移动将从三方面拓展网络机制

6月24日消息（九九）为加快响应国家5G新基建政策，践行央企责任，进一步推动信息产业发展，中国移动于6月17日至21日以“共赢、合作、开放、创新”为主题，举办“创新2020云上科技周”系列活动。

在备受关注的6G系列研讨会上，中国移动研究院网络所副所长陆璐介绍，IEEE 、IETF和3GPP等各组织均已开启固网和移动网确定性技术研究并取得阶段性成果，但仍面临多方面的挑战，产业界需要从局域场景、跨域融合、广域探索等方面拓展确定性网络机制。

固定网络确定性技术研究面临的挑战

IEEE TSN在技术上针对局域网络设计，不适用于较大规模场景；在需求上，部分垂直行业的确定性需求指标还不明确，无法达成准确的共识；在标准上，标准化工作并未完全完成，部分工作还在进行中；在方案实施上，针对不同的确定性场景和需求，会有不同的确定性实现方案，整体实现上比较复杂，无法实现one-system-fits-all；在产业上，车载领域发展相对较快，但芯片换代需要5年左右，目前支持TSN的主要是较新的车载平台，工业领域已开始测试应用，但工业产品一般生命周期比较长（15年）。

IETF DetNet在技术上主要关注于TSN相关机制在三层网络中的应用，并且目前聚焦在规模有限的场景，例如单管理域，典型的场景例如TSN孤岛互通；底层的时延保障采用TSN相关的技术，并不涉及相关的时延保障机制的制定，因此也继承TSN的可扩展性不好的问题。在标准上，标准化工作并未完全完成，缺乏相关的部署实践。

IETF DIP针对大规模，长距离网络中的确定性技术，会涉及到对现有的TSN机制的增强和改进，但因为场景更为复杂，大规模网络中的流的数量太多，TSN的一些转发设备时间同步、逐流调度的假设无法成立；核心路由器中如果使用比较复杂的TSN机制会影响整体的转发效率和成本，因为传统路由器按照统计复用来设计，主要在承载BE的流量，面临着全部替换成本过高的问题；此外，DIP技术成熟度较低，标准化程度最弱，产业界实现思路还不收敛。

移动网络确定性技术研究面临的挑战

无线侧成为实现端到端确定性的关键，无线传输容易受到环境影响，传输质量难以保障；无线基站不支持TSN协议，而是通过定义TSN辅助参数增虽无线资源预调度能力，缺乏确定性保障。

现有QoS机制无法完全满足网络确定性要求，5G支持IEEE TSN协议，需要综合考虑5G原有功能的裁剪，以及融合TSN协议时的功能增强，网络设计较为复杂（Vertical LAN项目是3GPP SA2 R16阶段进展最慢的项目）；5G网络现有QoS指标无法体现工业场景中对于网络的确定性需求；5G内部定义Delay Critical GBR，但本质仍然是Best-effort的流抢占机制。

网络管理缺乏跨层优化机制，难以及时定位及故障修复。当前网管系统缺乏灵活性，网络故障难以实时定位和修复；网络资源配置固化，无法根据确定性需求动态分配网络资源；底层承载网络与上层移动网络管理尚未拉通，缺乏统一调度机制。

此外，5G系统虽为广域覆盖网络，但为适配IEEE TSN协议，5G需要局域组网，不支持广域的确定性。

局域、跨域、广域三方面拓展确定性网络机制

陆璐进一步介绍了在局域场景下不断完善确定性技术的机制增强：固定网络方面，时钟同步+异步流量整形；移动网络方面，内生确定性+机制简化。

固网确定性技术发展接近10年，技术研究结合实践探索，不断完善确定性机制设计。一是

开展各种场景下的时钟同步技术研究，探索高可靠性的时钟同步机制：在不同的场景中，存在不同的时钟同步精度需求以及使用条件限制；二是探索异步的流量整形技术：目前TSN机制大多依赖于时间同步，异步的低时延保障机制有利于更广泛的网络部署；三是确定性机制的统一YANG模型：包括相关的机制的管理配置，监控等，有利于提升确定性机制的自动化程度；四是针对特定场景下的确定性业务需求和组网要求，开展实践探索，促进技术和产业进一步成熟。

移动网络确定性研究处于起步阶段，重点关注内生确定性及相关机制简化。一是开展内生确定性技术研究，设计内生的6G网络确定性机制及网络架构；二是实现逐节点精确时间同步：底层设施、网元网关天然支持时间同步机制；三是空口资源预留：解决空口资源短缺问题，满足数据确定性传输需求；四是协议简化：可编程技术、灵活的协议选择和配置；五是网络QoS参数增强：增加网络性能指标维度，如抖动、周期性、可靠性等。

陆璐表示，6G时代是确定性网络广泛发展的时代，将从移动、固定网络独立发展的模式，向跨越融合发展的模式转变。移动网络需要吸收现有固网二层、三层确定性传输协议，实现与固网确定性机制融合，即协议支持、协同调度和部署融合。

陆璐进一步表示，中国移动致力于探索广域确定性网络机制研究，构建全场景、跨层跨域的6G确定性网络。但全场景、长距离确定性网络面临着很多的挑战，初步判断该工作将持续未来5-10年，需要持续结合业界技术发展趋势，攻克技术难点。

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