核心网演进关键技术洞察

        人类社会正进入智能化时代，智能化将驱动数字世界与物理世界互融共生。网络作为连接物理世界和数字世界的桥梁，将助力人类实现人类世界、物理世界、数字世界的智慧互联和深度融合（见图1）。

        2024年是5G-A商用元年，在5G向5G-A演进的同时，业界已开启了6G的研究探索。2023年6月，国际电信联盟发布《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》，描绘了6G目标与趋势，提出了6G的典型场景及能力指标体系。

        新场景、新技术的出现，赋予了网络连接之外的计算、感知、智能、安全等多维能力的内在需求。核心网作为网络的核心枢纽，肩负着承上启下、融汇贯通的作用，其演进对于提升网络性能、满足用户需求有着举足轻重的作用。

        核心网演进具有一定的延续性。5G的关键技术，如服务化、云原生等仍将持续演进，作为6G的基础；而一些6G的关键技术，可以将其部分关键特性和创新成果提前应用到5G网络中，一方面利用6G技术的优势，提升5G网络的性能和用户体验，另一方面为6G网络做好创新试验，为6G的演进和部署奠定基础。

        经过分析研判，我们认为以下五大关键技术，对核心网演进有着重要意义：分布式自治、空天地融合、通感算智融合、内生设计、数字孪生（见图2）。

关键技术一：分布式自治

        5G主要采用ToC公网相对集中和ToB定制网相对分散的组网模式。随着工业制造、车联网等新场景的出现，出于能力、性能和安全等因素考虑，独立专网会越来越多。网络既需要区域自治，也需要相互连接实现互补增强；集中式网络存在较高的安全可靠性风险，也迫切需要支持分布式的网络架构。

        分布式自治已成为未来网络的基本特征。自治域聚焦业务功能，能独立进行决策和提供服务，对外隐藏内部拓扑结构；某个自治域出现故障时，不会影响整个网络；通过分布式技术和信任框架，实现自治域间的互联互通和即插即用，形成更广域的网络。分布式自治使得用户、网络、应用在空间上靠近，更助于高带宽、低时延等业务体验。

        通过自生长、自优化、自演进的分布式自治，构建高可靠、柔性的核心网，满足大规模组网下的海量连接和极致性能要求，是网络发展趋势。

关键技术二：空天地融合

        覆盖是移动网络需要解决的最重要的需求之一。5G网络已大规模部署，但难以覆盖海洋、沙漠等地区，也无法适应泛在连接的需求。

        空天地融合是网络演进的必然趋势。空天地融合网络由地面蜂窝网络、高/低轨卫星网络、高空平台通信网络等多种网络异构融合组成，兼具多种网络的优势，且相互补充，实现全域网络覆盖，支持用户随时随地的网络接入。

        NTN（non-terrestrial network）技术是手机直连卫星的技术方向之一，需要与核心网架构融合，统一移动性管理、会话管理，借助卫星的覆盖优势和移动通信标准融合，让终端可以直连卫星，支撑应急通信、广域物联等丰富应用。

        多种接入方式、网络异构性、传输环境多样化对核心网的融合提出了挑战，需要核心网支持极简、轻量、免运维等特征，实现空天地动态组网。

关键技术三：通感算智融合

        车联网、无人机、协作机器人等新兴移动业务的发展，催生端、网、云、边、业深度融合及协同发展。

        5G通过算网融合协同异构算力资源，实现算网服务的弹性供给、自主定制和随需服务，提高资源利用率，提升服务质量和用户体验。

        6G新增了AI、感知两大能力，算网融合将向通感算智融合演进，为各种应用场景提供强大的多维度能力的基础支撑，使得网络更加智能、自适应和高效，从资源隔离、功能独立到资源共享、功能一体设计，服务按需拓展和开放。

        未来核心网将更加注重用户体验和服务多样性，通过构建感知型用户面，新增算力服务感知、算力服务路由等能力，基于多维QoS实现一体化的调度，提供更加个性化和定制化的服务。

关键技术四：内生设计

        面向多域融合、连接泛在、资源异构的网络，补丁式的能力增强难以满足大规模组网下的多样化服务需求，需要将AI、安全等核心技术内置于核心网架构并贯穿全生命周期，通过内生设计实现AI、安全等核心技术与核心网的深度融合。

内生智能

        2024 MWC世界移动通信大会期间，AI成为全场焦点，AI与网络的深度融合吸引了全球的目光。5G核心网网元本身缺乏AI能力，依赖于外挂式AI分析网元NWDAF集中分析。在大规模组网下，这种集中处理严重消耗网络资源，时效性难以保障，降低了数据使用效率，难以高效利用多点、边缘的算力资源。内生智能是6G的重要特征，是实现“万务智联”愿景的关键技术。通过内生智能，对内来优化网络性能，增强用户体验，自动化网络运维；对外开放网络智能，为各行各业用户提供通感智算服务。

        AI正与核心网深度融合，AI能力融入架构、流程和协议，广泛分布于各网元，用于资源分配、故障处理、根因分析、预测建议等，提升用户体验、网络效率、运维能力、网络能效。

        未来，内生智能将聚焦提升数据内生、分布式智能、自主决策、协同开放等能力，实现信息全面安全、特性互补增强的群智协同。

内生安全

        未来网络将支撑智慧城市、工业互联网、物联网等场景，涉及海量数据的处理，网络将面临严峻、复杂的安全威胁。主要体现在四个方面：终端的泛在接入导致的攻击暴露面增加；网络架构变化及新网络功能单元引入导致的风险增大；网络安全的高效闭环管控复杂度提升；因数据服务引入的数据暴露面增加等。

        内生安全已成为业界公认的6G关键技术。内生安全遵从“内聚而治，自主以生”的基本理念，将安全能力作为核心要素和基本特征融入核心网全生命周期，实现异构共存、开放融合的智能网络。

        内生安全具备以下特征：

        - 可信增强，基于可信任技术，提供主动免疫功能；

        - 弹性自治，实现安全能力的动态编排和弹性部署，提升网络韧性；

        - 虚实共生，实现物理网络与孪生网络安全的统一与进化；

        - 安全泛在，准确感知整个网络的安全态势。

        核心网通过内生安全网络协议和组网机制，融合身份认证、接入控制、通信安全、数据加密等技术，构建智能化、自动化、泛在协同的内生安全防御体系。

关键技术五：数字孪生

        随着网络规模越来越大，网络发展面临灵活性和可扩展性不足、预测性运维能力不足等问题。现网环境的特殊性导致网络维护和优化存在风险高、成本高等问题，限制了创新技术研究、部署的速度。数字孪生是实现网络智能化、自治化的关键技术。数字孪生网络具有智能化决策、高效率创新、低成本试错等核心价值。核心网可以利用数字孪生提供预验证环境，提升决策精度，降低故障风险。

        孪生网络对物理网络数据进行实时采集、建模、仿真、分析，实现网络状态智能评估，及时发现和解决问题，提高网络维护和优化效率；通过AI技术，预测通信流量变化，自动按需提供服务；提前检测出异常流量，提高网络安全性。

        未来，数字孪生将赋能核心网形成从网络数据实时采集、特征提取与评估、模型训练与推理、数字孪生预验证，到策略分发执行的智能优化闭环系统。

        6G是空天地一体全域覆盖、通感算智深度融合的新一代移动信息网络，预计在2030年左右实现规模化商用，未来3—5年是6G技术研发的关键窗口期。核心网将沿着服务化、云原生架构继续演进，深度融合DT、OT、IT、CT等各种关键技术，实现“三界一体、万务智联”的愿景。