1. 面向6G的新网络生态系统概念
6G网络将成为ODICT(运营、数据、信息和通信技术)融合的综合性平台,提供通信、感知、计算、智能和可信等服务,支持广泛应用和服务。随着5G的发展,移动通信网络的作用逐渐从服务于移动终端用户演变为服务于整个行业乃至产业生态系统。6G将面临更多生态化商业实施的诉求,承担更多责任,并为信息消费、实体经济和民生服务等各行业提供支持。
6G生态系统的演进将经历技术设计、应用示范和商业实施三个阶段,每个阶段的价值和发展因素都不同。在技术设计阶段,主要的价值和发展因素包括技术的性能指标、标准和技术创新。在应用示范阶段,产业的数字化水平、解决方案的成熟度以及应用企业对新技术接受程度将直接影响集成应用的有效性。在商业实施阶段,利润率、成本、商业模式和运营模式等整体工业生态系统环境因素将变得更加重要。
未来的6G时代将从技术替代与集成转向生态系统替代与集成。为了满足各行业的多样化应用需求,产业特性与技术特性也相互依存。技术特性源于产业特性的需求引入,技术特性也支撑产业特性。各行业也将协同合作,寻找最合适的运营和商业模式,通过持续探索和迭代,最终形成新的良性整合生态。
联盟网络的构想是在多方共识可信度的基础上,通过特定协议(如服务注册和发现)连接多个所有者网络,形成一个跨行业生态网络系统。该系统允许不同类型所有者网络之间灵活地共享和交易资源和服务,从而体现每个的价值。
2. 联盟网络的典型场景和应用
联盟网络覆盖各种所有者,如个人、家庭、政府、机构、企业和运营商。这些所有者能够将其网络资源整合到联盟网络中,实现互利共赢。个人和家庭网络可以成为6G网络生态的一部分,在全球覆盖、泛在连接等方面发挥重要作用。它不仅有效扩展高频覆盖,还为新终端轻资产组网创造了新的网络共享生态系统。同时,它也为个人健康管理、智能家居、车联网等生态应用的融合搭建了新的桥梁。
政府、企业和行业网络可以纳入联盟网络系统。例如,企业园区可以与运营商共享其部署的网络设备,并通过联盟网络租赁其网络频谱、购买网络运营和维护服务。为了满足企业网络建设的隐私和安全要求,数据处理等任务留在了本地,仅从运营商处购买必要的服务,从而降低了企业网络运营和维护的成本。同时,企业也可以通过联盟网络向其他网络提供计算、存储、数据等网络资源,在降低网络部署成本和复杂性的同时,通过服务流最大化自身资源的价值增值。
空中、太空与地面一体化网络是未来一种重要的新型网络架构,涉及地面运营商、卫星运营商、政府、企业和个人等多方所有者。联盟网络系统能够更好地协调各方利益,平衡其需求,确保网络建设和运营的顺利进行。卫星运营商A可以通过联盟网络动态共享卫星网络资源给卫星运营商B。其他国家的地面运营商C在移动到不同国家时,可以共享低地球轨道卫星。通过联盟网络,可以实现国家间的平台共享,提供无处不在的连接等。
联盟网络可以提供的潜在函数和服务包括:频谱、计算力和其他资源的租赁;数据、模型和其他资源的共享;跨所有权访问切换的漫游服务;可信安全、权利保护及其他服务。
3. 联盟网络设计概念
联盟网络的自主性是其基本要求。联盟网络中最基本的单元是所有者网络,具有便捷的功能组织和其独特的应用场景和需求。联盟的每个成员都具有独立的决策权和控制权,可以独立管理自己的资源和流量,而不受其他成员的影响。每个成员可以根据自己的需求和策略管理和配置自己的网络。
联盟网络的服务关系灵活性是其重要特征之一。运营商网络可以作为服务提供商,网络中的各种所有者也可以根据其能力提供服务并获得收益。这将构建一个新的网络生态,这意味着网络不仅是消费的一种形式,也是一种可以广泛产生生产力的基础设施。
分布式协作与共享作为联盟网络的核心特征之一,强调网络间的协作。联盟网络中存在不同类型的网络,通过跨网络、跨区域和跨业务合作,联盟网络形成更紧密的统一体并实现共同目标。通过共享网络资源和功能,拥有者网络可以获得自身以外的能力,避免网络重复建设,提高资源利用效率。
多方可信性与安全隐私是联盟网络的重要特征。联盟网络依赖于多方协商来确保整个网络的可信性。多方可信性通过多方所有者协商和共识提供可信性,并根据类似区块链的共识机制算法确保交互的可信性。多方可信性还包括分布式数字身份,它是一种交互式凭证。
智能自动运行是联盟网络的重要特征。联盟网络中的智能自动化操作不仅用于提高传统网络的网络运维效率和增强网络通信性能,还用于确保多方交互。联盟网络通过多方可信技术实现各所有者之间的可信交互过程。由于缺乏中心节点或中心机构,第三方担保的执行无法实现。因此,联盟网络通过智能实现合约交互和自动执行。
4. 联盟网络系统与架构
联盟网络的架构可以概括为\"三横两纵\",由包括所有者网络层、互联互通层和网络应用层在内的三个层次组成,以及贯穿这三个层次的联盟权利管理和联盟可信度保障。
所有者网络层是联盟网络的基础,包括联盟网络中的各种所有者网络,每个网络都有其独特的身份、资源、服务等。
互联互通层连接各种所有者网络,提供注册、发现和调用服务的能力,并实现网络间的通信和协作。
网络应用层为各种应用提供调用底层服务的能力,可以实现泛在访问、资源共享、数据流通等服务能力。
联盟权利管理提供战略规划和权利管理功能,为每一层提供自动合约执行、交易策略制定等能力。
联盟可信度保障为整个联盟网络提供可信度和安全保障,维持多方共识、隐私保护等多重能力。
5. 相关关键技术
联盟网络的相关关键技术包括:
- 自主数字身份:联盟网络需要探索替代中心化PKI的方案,例如W3C提出的去中心化标识符(DID),提供一个跨域统一、安全且防篡改的标识管理解决方案。
- 分布式服务管理:联盟网络中服务管理中涉及的信令需要承载更多信息,发生频率也会增加。传统的基于NRF的管理机制需要进一步增强以满足分布式服务管理的要求。
- 权利管理:联盟网络的参与者需要接口保证安全的身份验证和授权,满足公钥基础设施(PKI)中身份和密钥管理的需求。
- 基于多方共识的可靠性:联盟网络需要建立可信度,一种方法涉及建立基于节点过去行为的可信度评估系统,通过信用评分来确定节点的置信水平。
- 人工智能赋能网络智能:联盟网络内的多个网络运营商可以为客户提供网络服务,其中部分客户甚至不属于相关主体。同时,随着接入需求的指数级增长,服务质量(QoS)、多方管理和安全性都面临着严峻挑战。
- 其他技术:快速建立网络服务的技术将在保证QoS的前提下,提供高效安全的网络服务供给,从而为联盟网络中的跨域接入困境提供解决方案。
6. 结论与展望
联盟网络的生态系统不可能一夜之间建成。近年来全球的相关实践一直在不断发展。国内IMT2030对分布式所有权网络架构和区块链可信网络架构进行了讨论和测试。在欧洲,有以子网/网络网络为代表的架构设计,在美国,则有以HELIUM为代表的结合WEB3和无线通信网络的商业实践。这些实践为联盟网络的相关技术或商业模式提供了一些早期的验证。
联盟网络已经出现,它将属于不同所有者(例如地面和卫星运营商网络、政府、企业和行业网络、家庭和个人网络)的网络组织在一起。通过互联互通、可信赖的安全和权利保护,它形成一个生态系统,资源、功能和服务可以相互共享和交易。在降低资源获取成本的同时,它提高了变现能力,创造了一个更轻量级、更具成本效益、更高的投资回报率以及更普遍的网络基础设施。