空天地一体化确定性网络研究-彭国宇

空天地一体化确定性网络研究

一、背景与需求

1. 背景：互联网从消费型网络向生产型网络升级，新兴行业应用需要差异化、确定性服务质量和全时空通信能力。现有地面移动通信网络和卫星通信网络难以提供空天地一体的资源管控和业务连续性服务能力。
2. 需求：
   • 广覆盖接入：提供偏远地区无死角宽带移动通信服务。
   • 确定性连接：保障跨国/跨地区企业的全球业务管理。
   • 超低时延：降低大宗货物交易、证券交易等业务的时延。
   • 超高可靠：满足工业设备自动化控制、应急服务等应用的高可靠性需求。
   • 超大数据量处理与超高带宽：支持智能终端的海量信息处理和传输。
   • 差异化需求可预测可定制：满足全息通信、扩展现实等业务的需求。

二、架构设计

1. 架构层次：

   • 全域协同网络管控层：实现空天地一体化的网络资源与虚拟资源编排。
   • 多域动态确定性融合层：实现卫星网络、空基平台网络与地面网络的深度融合。
   • 泛在异构确定性组网层：通过多种关键技术实现地面网络与非地面网络的相互赋能和异构兼容。

2. 关键技术：

   • 星地融合确定性组网技术：解决地面网络与非地面网络集成时的传输性能问题，包括移动性管理、无缝切换和时频同步技术。
   • 广域确定性承载网络：通过TSN/DetNet等技术实现低延迟、高可靠的数据传输。
   • 全域确定性路由与调度：实现跨层广域的确定性组网协议和端到端确定性路由与调度机制。

三、挑战与发展趋势

1. 挑战：
   • 组网复杂、传输时延高、灵活性差、可扩展性受限、部署成本高、QoS难以保障。
2. 发展趋势：
   • 异构网络资源和虚拟资源需要全域协同的网络管控。
   • 多域动态网络需要一体化的确定性融合。
   • 泛在异构网络需要进行相互赋能的确定性组网。

总结

本文探讨了空天地一体化确定性网络的需求、架构设计和关键技术。通过多域动态确定性融合和泛在异构确定性组网，旨在实现全时空覆盖的确定性通信，满足未来6G业务的需求。未来的研究重点在于解决异构网络融合、管控和协同管理等挑战。