對于大眾而言,6G似乎離生活還有點遙遠。但對于通信行業,秉承著“使用一代、建設一代、研發一代”的產業發展理念,6G已經上路了。
2023年12月,3GPP宣布已準備好著手規劃6G,將致力于制定6G規范。為了兌現這一承諾,3GPP于2024年3月在荷蘭馬斯特里赫特舉行的全會期間確定了6G標準化時間表。
根據該時間表,3GPP的6G工作將從Release 19期間開始,于2024年5月啟動6G需求研究工作,于2028年底在Release 21中完成第一個6G規范。這使得行業可在2030年之前將第一批6G商用系統推向市場,并與國際電聯商定的IMT-2030總體時間表一致。
與過去任何一個G一樣,網絡架構設計是標準化工作全面展開的基礎。那隨著6G標準化時間表確定,面向6G標準化研究持續開展,行業在6G最底層的網絡架構方面需達成哪些共識呢?在以下視頻中,愛立信專家對這一問題進行了全面解答。
結合5G商用部署經驗,筆者認為該視頻中傳遞出的6G SA組網、高效頻譜共享、5GC持續演進等關鍵信息值得劃重點,并梳理總結如下。
只有6G SA組網
回顧5G初期,3GPP基于核心網的兩種替代方案以及RAT(無線接入技術)的兩種替代方案的不同組合,給出了七種5G組網選項。最終,只有5G SA(選項2)和5G NSA(選項3)成為全球運營商主流的商用5G網絡架構。
5G NSA組網與SA組網
在NSA組網下,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EPC;在SA組網下,終端僅連接5G NR和5GC(5G核心網),不再依賴4G系統。
多種部署選項的好處是,可以照顧全球運營商不同的5G商用需求,比如,選項3可依托成熟的4G網絡,幫助較為激進的運營商快速規模部署和商用5G。但多種選項的缺點也很明顯,它帶來了市場混亂的局面,導致更具價值的5G SA網絡的商用延遲。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商用網絡。
因此,鑒于5G時代的經驗教訓,6G減少部署選項的數量已成為行業共識。在愛立信看來,6G應從一開始就只采用SA(獨立組網)模式,即6G終端只連接6G RAN,從而可確保整個行業以統一的步調推進6G商用成功。
6G只采用SA組網
核心網由5GC演進
眾所周知,5GC打破了過去網元與網元之間采用點對點多接口協議的方式,引入云原生、微服務、容器化部署等設計思想,采用基于服務的架構(SBA)。在SBA下,軟件化的網絡功能(NF)被拆分為若干個網絡功能服務(NFS),可通過基于服務的接口(SBI)相互調用訪問多個模塊化的網絡功能服務來實現,這使得5GC可通過軟件化和模塊化的方式實現靈活部署和彈性擴展。
這樣的架構設計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營商尚未推出5GC。因此,6G時代仍可充分利用5GC架構的靈活性和可擴展性,并通過進一步優化和改進,在現有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的核心網,只需在5GC基礎上持續演進和增強就可以了。
高效的動態頻譜共享是必選技術
頻譜資源是移動網絡的血液。與之前任何一個G一樣,標準組織也會為6G分配新頻段。但預計到2030年優質的中低頻段都被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獨立組網模式,而大家都知道無線信號的頻率越高,覆蓋能力越差,這就意味著運營商在6G初期極難實現6G網絡廣覆蓋,除非花巨資部署更密集的基站。這顯然不是一個明智的選擇。
怎么辦?事實上,在5G時代也遇到過類似問題,并已給出答案,即通過動態頻譜共享(DSS)等技術,利用低頻段的覆蓋優勢來補充高頻段的覆蓋短板。比如,DSS技術通過4G LTE和5G NR共同使用一個低頻段的方式,可在確保4G網絡持續運行的前提下,讓5G利用低頻段快速實現廣覆蓋。
但在5G時代的實際部署中LTE和NR動態共享頻譜會產生額外的信令開銷,從而導致網絡容量和時延性能有所下降。因此,6G需要采用更高效的動態頻譜共享技術,重用5G網絡正在使用的優質中低頻段資源,以確保6G網絡一開始就能提供基礎的覆蓋層和容量層。這樣做的另一個好處是,在保障現有5G網絡業務不受影響的前提下,為5G向6G遷移提供了一條簡單快捷、低成本的通道。
5G和6G UE高效動態共享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的愿景是實現數字世界與物理世界的無縫融合,要實現這一愿景,人工智能、意圖驅動、容器化部署、云原生設計將是6G網絡的標配。面對虛實融合的世界,世間萬物對網絡服務的需求是千差萬別且動態變化的,唯有引入AI、意圖驅動、云原生等技術使能網絡更加靈活化、智能化,才能敏捷適配多樣化業務的不斷變化的需求。
這一靈活化、智能化趨勢天然要求6G網絡更具開放性。基于云原生設計的核心網和Cloud RAN通過軟件應用與云基礎設施的分離,使得網絡架構和網絡功能可以根據業務變化靈活部署、升級和擴展,但這也催生了一個全新的多廠商環境,要求通過標準化的開放接口來支持多廠商共享基礎設施和互聯互通。同時,智能化的網絡管理和運營也需提供標準化的意圖驅動管理接口。因此,愛立信建議將6G標準化工作的重點放在適用于多廠商部署環境的接口、網絡功能和服務上,以便在重要的環節提供開放性和互操作性。
通信路上,一起走!
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