中国工程院院士、中国国家数字交换系统工程技术研究中心(NDSC)主任邬江兴
出品 | 搜狐科技
作者 | 周锦童
编辑 | 杨锦
4月10日-12日,2025全球6G技术与产业生态大会在南京召开。本次大会以“共筑创新 同享未来”为主题,来自全球的6G领域专家学者、工程师、企业领军人物共同探讨了6G技术的创新与未来产业生态的发展。
在“网络弹性”平行会议上,中国工程院院士、中国国家数字交换系统工程技术研究中心(NDSC)主任邬江兴围绕6G网络的愿景、技术挑战以及解决方案进行了题为《6G核心弹性网络构想:超融合网络架构基础设施》的演讲。
在邬江兴看来,6G存在着两大核心难题,一是6G网络的目标该如何实现,二是6G网络弹性网络该如何实现。
“空天地一体、人机物网一体、安全可信一体、存算通感智一体的深度融合是6G的愿景,对于6G网络,我们必须探索全生命周期,全维度,多目标的可持续协同发展。”邬江兴如是说。
邬江兴称当前的网络体制面临着许多技术挑战,包括“存算分离”“算力鸿沟”“存储鸿沟”等问题,无法满足6G的愿景需求,单一体制的网络理论上不可能支撑存算通感智一体化服务。
邬江兴提出了一种“SMV困境”,包括服务承诺性(S)、复用性(M)、多样性(V)三要素,现实物理环境和满足全生命周期可扩展性前提下,任何单一网络体制不可能在S、M、V三极能力上同时达到最优。
此外,网络安全威胁正从“信息域”扩大到“信息域+物理域+认知域”,形成了“新域安全问题”。这些安全问题交织叠加,传统安全理论和方法无法应对。
邬江兴认为这就出现了两个天花板的问题,第一,不断扩展垂直行业的分众化、个性化场景,与单一的端到端的网络体制的矛盾;第二,业务发展的不确定性的需求和多样性业务网络体制,及统一基础设施建设运营的矛盾。
“这两个天花板问题就导致了6G愿景网络是否存在,基础设施的统一性和应用网络的多样性的矛盾能不能解决?如果不能解决,6G愿景网络就是扯淡。”
对此,邬江兴提出了一个总体构想——超融合网络架构基础设施,以多模态智能网络环境发展范式为指导,支持生成式网络模态的动态加载与独立演进,解决网络安全、功能安全和数据安全的三重安全问题,同时也为6G核心弹性网络发展提供了创新路径。
最后,邬江兴还强调了内生安全和云化部署是6G网络发展的关键方向:“未来的6G网络应该是基于云平台部署的网络,而不是现在基于路由器、交换机、云化的网络设施,加上光传输网络加上多样化的接入网加上生成式的网络工具。”
附演讲原文(经编辑整理)
我今天来谈一下6G的两个核心难题,第一个是6G的愿景,6G网络应该怎么实现,第二,6G网络是一个弹性的网络。6G网络愿景谈的非常大,空天地一体、人机物网一体、安全可信一体、存算通感智一体,这四个一体给6G提出了未来描述,6G的网络愿景要做到这一点。
6G网络的发展目标,从大数据、人工智能,现在所有时髦的ICT都有,分别由DT技术、IT技术、CT技术、OT技术,简单叫DOICT。对于整个6G网络怎么发展,我们必须去探索一个全生命周期,全维度,多目标的可持续的协同发展,这里面需要有新的思维视角和方法论,及新的世界规范。
当前这个网络体制,从5G的网络共生,它们面临着技术挑战。首先必须要化解全维度多目标协同发展需求,全生命周期的发展需求与统一基础设施的矛盾。第二个问题,算力鸿沟、存储鸿沟、通信鸿沟,存算都是分离的,怎么样一体化是一个基本矛盾,所以6G到现在来讲还没有主心骨,核心网络还没有。
首先谈核心技术挑战之一。整个网络研究与全球网络技术的研究一直是在摸着石头过河,6G也是一样。我们要问一个问题,6G网络愿景是否存在呢?有愿景,他们存在性如何?我们用当前的发展道路,能不能达到胜利的彼岸?
网络技术发展100多年来,网络业务的紧耦合,业务可扩展受限,如果网络业务紧耦,业务承载性受限,端到端的数据转化模式,现在已无法适应多样化已有场景的业务,及功能和性能的发展需求。
所以单一体制的网络,比如说现在的IP,理论上就不可能支撑存算通感智一体化服务。截至之前的所有网络技术研究都属于第一发展曲线,它的边际效应几乎快没有了。(如果)现在也用5G的网络(路线),6G一定是个失败的工程。
端到端模式下,网络业务紧耦合不行,网络业务分开也不行,功能和业务分离,性能无法保证。只在单一体制的网络,与多样性业务需求两个维度上单一级网络讨论问题没有最优解。
我从技术经济学的视角研究了网络体制中的要素之间的关系,可以看到,网络要素是三个,一个是服务质量承诺S,一个是复用性,体现了经济性M,和多样性体现了包容性。它有一个大的背景,就是全生命周期的可扩展性。在这样的要素下,这几个要素之间的关系构成的网络能不能达成6G的愿景目标。
在这样情况下,我提出了SMV困境,当服务质量保证经济性和包容性、多样性的情况下,不可能存在理想网络,这是在全球首次证明了用单一网络体制不可能,所以我提出了叫做“SMV不可能三角”。
网络弹性的第二个挑战是功能安全、网络安全、数据安全的威胁交织叠加,安全威胁已经从信息域扩展到物理域加认知域,所以存在了多重安全威胁。这个交集里面信息安全问题、软件失效的不确定性、物理失效随机性、网络攻击的人为性,受信任制约环境的缺失,还有AI内生安全威胁的泛化,这是一个新域安全问题。
这些新域安全交织叠加,无法用传统的安全理论和方法分而治之。因此,它又成为新质安全问题。网络弹性面临的挑战是新质安全问题。
过去的网络体制第一缺陷存在六个基本矛盾,一是全生命周期可扩展性的矛盾,二是刚性的网络基础设施与运用场景多样化的矛盾,三是端到云端的透明转发与人机物网融合服务的矛盾,人机物网融合的时候并不是端到端转发能解决的。
四是存量网络资产的利用与创新网络应用部署的矛盾,包括6G,估计20年、30年的存在史,这中间不可能不发展。五是全维进化的适应能力和软硬件资源的透明性矛盾。六是堆叠式的复杂网络与新域新质安全问题的矛盾,网络堆叠的越复杂,新质安全问题就越严重。
迄今为止,比如说我们用普遍服务的架构来满足多样化服务需求,像5G就是这样的概念。刚性架构加层积的协议站加虚拟化,无法突破SMV困境,在运用过程中非常糟糕。如果用多种专用业务系统去堆叠,来满足多样性需求的时候,既失去灵活性又缺乏安全性。
于是出现两个天花板的问题,第一,不断扩展垂直行业的分众化、个性化场景,与单一的端到端的网络体制的矛盾;第二个,业务发展的不确定性的需求和多样性业务网络体制,及统一基础设施建设运营的矛盾。这两个天花板问题就导致了6G愿景网络是否存在,基础设施的统一性和应用网络的多样性矛盾能不能解决?如果不能解决,6G愿景网络就是扯淡。
结构决定功能,来讨论未来的发展趋势。我们可以推出来,在空间维度上,它要支持多种网络体制共生共存,在时间维度上要支持多种网络场景和业务的独立演进与变革。
网络体制发展的第一性矛盾就是多样化应用场景和同一基础设施间的矛盾,我到现在为止没有看到什么具体的技术和方法。我提出了一个总体构想,叫超融合网络架构,我们希望6G是一个永续增长的体系。我们要探索一个应用网络和支撑环境分离,不网络与业务分离,也不是控制与转发分离,而是应用网络与支撑环境分离的新的发展方式。
随着三种无法回避的问题,以普遍服务架构来应对不同应用的,以及各自为政的专用架构,或者WIN8这种换代模式都解决不了问题。所以我们跳出业务与网络分离,控制与转化分离,要发展一个应用网络架构与支撑环境相分离的新模式,来化解多样性与统一性的矛盾。
把我们现在的网络,那些软硬件技术等等东西要磁化和元素化,因此我们可以用智能化的编排和部署形成,我把它称之为多模态网络环境。上面的应用网络模态是通过这些网络生成的,我们叫即插即用。
如果可以把电路交换,存储,其他的算力元素化,包括一些网络协议的元素化,我们就可以生成各种各样的,包括建筑与AI。机械元素加资源动态聚合,加软件定义的互联划个界,加领域专用软硬件协同的编排SDA,我们就可以解决这样的问题,实现全生命周期可平滑升级的6G网络。
任何一种业务网络,都可以转化到SMVT空间的一种业务网络模态,可以通过元素,来生成我们所需要的。我们把6G愿景网络认为6G核心网络可等效为多体制网络函数,在SMVT空间的一种部署。虽然每个结合在每个阶段不完备,但是在整个全生命周期,我们认为6G网络是一个完备的网络。
网络发展的第二曲线的起点,叫做多模态智能网络环境发展。它的思视角怎么用元素来构建,它的方法论,单一网络解决不了问题,一定解决不了问题,一定没办法解决问题。方法论就是把网络基线技术,计算机技术元素化,加入现在的语义一样,来构建基于云化设施的多云化网络模态的生成。
我们提出了超融合网络的四梁八柱,下面是多模态私人网络环境发展范式,支撑了从技术体制、多体制共生共存、网络构架、新型网络构架的智能生成,一直到网络弹性、云化安全。它有四梁,就是多体制共生共存、生成式应用网络、内生网络弹性、云原生设施,构建了超融合网络。
支撑技术一个是基于云化设施的多体制网络,下面是统一的算网融合的支撑环境,这上面通过编排或者智能生成,生成我们所需要的网络模态,以及这个模态所关注的应用。全维可定义的云网融合的基础设施,包括这上面的各种网络模态都可以生成,应用需要什么样的网络服务,我们就加载什么样的网络模态。
根据这样的情况,整个基于云化设施多体制网络,下面是基于光传输的底层,我们叫生成式多体制网络,这个过程中这些网元可以到天空地的任何一个节点,我们可以通过这样的方法生成我们所希望的网络模式,构建我们所需要的应用场景。
既然是个超融合的网络构架,这些网络如果都是靠IETF自己去琢磨不行,要构建6G网络AI专用大模型。我们要赋能网络模态生成功聚集,精准的理解用户用网的意图,然后提供模态开发、模态编排、模态部署一体化能力,实现应用网络模态的自动化、智能化生成。
6G核心网的网络弹性存在三大问题,一是它无法应对未知,二是它没有结构性安全争议,它是一堆珍珠,没有项链。三是它没有办法做可量化的安全性设计和可验证度量的安全性测量。
引入构造决定的安全,它能够同时赋能功能安全、数据安全、网络安全三位一体的可信数字底座,6G网络如果不是一个受信任的执行环境,没有人来用这个6G网络。基于绿色安全构造的结构编码和环境加密,整个使得6G网络成为一个受信任的执行环境。所以6G网络不仅需要加密认证,还要有环境加密的底座加持。
云化设施云平台是把计算存储传输的资源磁化,然后通过虚拟机、微服务这些架构来编排,形成各种各样的用途。多模态是把网络基线技术,包括软硬件资源也是做元素化分解,然后通过智能化编排生成各种用途。因而,未来的6G网络在我的想象当中,应该是基于云平台部署的网络,而不是现在基于路由器,交换机,是基于云和光纤的网络。
6G核心网络两个问题,一个是什么样的网络架构可以支持6G愿景目标?二是需要具有什么样的安全性质的网络,能够完成6G的愿景目标?我们把它合起来,中间空间地一体、人机物网一体,DOICT的全域服务能力是在存算通感智、绿色安全,实现有线无线传输与接入网络,解决了这样的问题。
云化的网络设施加上光传输网络加上多样化的接入网加上生成式的网络工具,就是我们6G的愿景网络。最后,基于云化计算、存储感知传输的基础设施,我们可以开辟生成和云上部署的6G网络时代。我强调的是云上部署的,不是单独的一个新网络,是基于云化平台上,云网融合生成的6G网络。