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文檔簡介
2024
版通信網(wǎng)絡(luò)2030構(gòu)建萬物互聯(lián)的智能世界目
錄0104產(chǎn)業(yè)趨勢02未來網(wǎng)絡(luò)場景 062.1
下一代人機交互網(wǎng)絡(luò):以人為中心的超現(xiàn)實體驗...........................................................................062.1.1
XR:虛實的完美結(jié)合,自然的交互體驗..............................................................................................
082.1.2
裸眼
3D:逼真的影像再現(xiàn),全新的視覺體驗....................................................................................092.1.3
數(shù)字觸覺:多維的體感交互,可觸摸的互聯(lián)網(wǎng)
..................................................................................102.1.4
數(shù)字嗅覺:深層的感官交互,可品味的互聯(lián)網(wǎng)
..................................................................................112.1.5
AI
Agent(
智能體
):類真人級交互,獨立的個人助理.....................................................................
122.2
住行合一網(wǎng)絡(luò):相同寬帶體驗的第三空間......................................................................................132.3
空天地全域立體網(wǎng):提供全球無縫覆蓋的無邊界寬帶體驗............................................................152.3.1
地面網(wǎng)絡(luò)....................................................................................................................................................
152.3.2
NTN
網(wǎng)絡(luò)
..................................................................................................................................................
162.4
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng):面向智能制造、服務(wù)于人機、機機協(xié)同的新網(wǎng)絡(luò)....................................................172.5
算力網(wǎng)絡(luò):面向機器認知,聯(lián)接智算中心、海量用戶數(shù)據(jù)與多級算力服務(wù).................................182.6
自智網(wǎng)絡(luò):無人值守自進化網(wǎng)絡(luò)......................................................................................................210437倡議03未來網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)特征 223.1
未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展方向.....................................................................................................................223.2
關(guān)鍵技術(shù)特征
....................................................................................................................................233.2.1
立體超寬網(wǎng)絡(luò)............................................................................................................................................
243.2.2
確定性體驗................................................................................................................................................
273.2.3
智能原生....................................................................................................................................................
293.2.4
通信感知融合:通信技術(shù)外延的全新領(lǐng)域...........................................................................................
313.2.5
安全可信:6
級安全可信框架構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò)安全新底座
...........................................................................
323.2.6
綠色低碳....................................................................................................................................................
343.3
總結(jié)與技術(shù)展望
................................................................................................................................35附錄
A:縮略語
.......................................................................................................................................38附錄
B:2024
年版本刷新說明
..............................................................................................................41通信網(wǎng)絡(luò)
2030今天,智能化已經(jīng)成為全社會未來
10
年的主要發(fā)展方向,中國、歐盟、美國都發(fā)布了新的愿景。中國在“十四五”規(guī)劃和
2035
年遠景目標(biāo)綱要中將行業(yè)智能化作為重要的發(fā)展方向,并圍繞制造、能源、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、教育、政務(wù)等給出了明確的發(fā)展目標(biāo)。歐盟在其發(fā)布的《2030
Digital
Compass》計劃中提出
2030年
75%
的企業(yè)將使用云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能服務(wù),90%
以上的中小企業(yè)應(yīng)達到基本數(shù)字化水平,并宣布為實現(xiàn)上述目標(biāo)將加大能源和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的投資。美國國家科學(xué)理事會(National
Science
Board)在其《2030
愿景報告》(Vision2030)中也建議未來
10
年必須對人工智能領(lǐng)域加大投入,同時持續(xù)投資相應(yīng)的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施,包含大數(shù)據(jù)、軟件、計算、網(wǎng)絡(luò)等,以保持其在智能化時代的競爭力。行業(yè)智能化對企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的改造提出了明確的要求,在工信部印發(fā)的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021-2023)》中提出,需要加快工業(yè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化改造、推進企業(yè)內(nèi)網(wǎng)升級,推動信息技術(shù)(IT)網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)控制(OT)網(wǎng)絡(luò)融合,建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)網(wǎng)絡(luò);探索云網(wǎng)融合、確定性網(wǎng)絡(luò)、IPv6
分段路由(SRv6)等新技術(shù)的部署。在歐盟歐洲工業(yè)數(shù)字化(DigitisingEuropean
Industry)的平臺規(guī)劃中,提出要將納米光電子、AI、5G、IoT
等作為未來工業(yè)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的關(guān)鍵使能技術(shù)并加大投資,期望在未來獲得領(lǐng)導(dǎo)地位。近幾年,生成式人工智能成為全球熱點,被認為是使能行業(yè)智能化的關(guān)鍵要素之一。生成式人工智能訓(xùn)練依賴龐大的算力基礎(chǔ)設(shè)施,而網(wǎng)絡(luò)作為連接算力基礎(chǔ)設(shè)施的“管道”,對算力的高效利用起至關(guān)重要的作用。在工信部牽頭印發(fā)的《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》中提出,為推動算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展,應(yīng)加強重點應(yīng)用場所光傳送網(wǎng)(OTN)覆蓋率,產(chǎn)業(yè)趨勢0401通信網(wǎng)絡(luò)
2030提升
SRV6
等創(chuàng)新技術(shù)使用占比,落地樞紐節(jié)點數(shù)據(jù)中心間網(wǎng)絡(luò)低時延連接。面向行業(yè)智能化的需求,全球領(lǐng)先電信運營商紛紛行動起來,開始在不同程度上探索“聯(lián)接+”的業(yè)務(wù)發(fā)展方向。中國移動提出
5G+AICDE(AI、IoT、Cloud
Computing、Big
Data、Edge
Computing)的發(fā)展戰(zhàn)略;中國電信提出2030
年要構(gòu)建云網(wǎng)一體的融合架構(gòu)。中國聯(lián)通發(fā)布
CUBE-Net3.0,明確提出聯(lián)接
+
計算
+
智能的新發(fā)展方向,發(fā)布《互聯(lián)網(wǎng)
2030
白皮書》,凝聚產(chǎn)業(yè)共識推進下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)演進;德國電信在
2030
展望中提出面向
B2B
業(yè)務(wù)要成為數(shù)字使能者(Digital
Enabler),
提供網(wǎng)絡(luò)
+IoT+
云和數(shù)字化的綜合服務(wù)。根據(jù)GSMA
的調(diào)研,面向工業(yè)、金融、健康、能源、農(nóng)業(yè)的
B2B、云、IoT
場景將成為全球電信運營商未來“聯(lián)接
+”最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域。另一方面,運營商網(wǎng)絡(luò)自身也在智能化轉(zhuǎn)型,領(lǐng)先運營商們紛紛提出相應(yīng)的“AI+”戰(zhàn)略,比如中國移動全面推進“AI+”行動,目標(biāo)
2025
年邁上
L4
級自智網(wǎng)絡(luò)。暢想
2030
年,人們可以依托高靈敏的生物傳感器與智能硬件,通過寬帶網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測身體各項指標(biāo),并借助
AI
分析端云安全存儲的海量歷史健康數(shù)據(jù),自主驅(qū)動個人健康,減少對醫(yī)生的依賴,提高健康水平與生活質(zhì)量;人們可以基于萬兆家庭寬帶、全息通信等新技術(shù),實現(xiàn)更人性化的人機交互體驗;人們將基于空地覆蓋的立體網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)交通工具的網(wǎng)聯(lián)化,滿足自由出行、智慧出行和低碳出行的需求;人們可以利用無處不在的感知技術(shù)、有線
/
無線萬兆寬帶、普惠
AI
和面向千行百業(yè)的應(yīng)用,構(gòu)建更加宜居的城市數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施;人們可以通過通信感知融合、自動化和智能化的技術(shù)實現(xiàn)高效的環(huán)境治理;人們可以利用協(xié)作機器人、AMR、數(shù)字員工等新型勞動力,結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),使得從需求提出到生產(chǎn)交付的全過程更準(zhǔn)確、更低成本,并提升制造產(chǎn)業(yè)的韌性;人們可以將能源物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)相結(jié)合,構(gòu)建“源網(wǎng)荷儲”全鏈路數(shù)字化的綠色能源互聯(lián)網(wǎng),零碳數(shù)據(jù)中心和零碳站點也有望成為現(xiàn)實。人們可以將區(qū)塊鏈、數(shù)字水印、AI
打假、隱私增強的計算與內(nèi)生安全的網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,以保障數(shù)字安全可信。通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為推動未來世界發(fā)展的主導(dǎo)力量之一,與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不同,通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過近兩個世紀(jì)的發(fā)展,依然看不到任何放緩的跡象,短短
30
年,通信技術(shù)就實現(xiàn)了從
2G
到
5G
的快速升級,從
ADSL
到千兆光纖家庭的規(guī)模部署,未來
10
年通信網(wǎng)絡(luò)將持續(xù)探索新的場景和技術(shù),迎接智能世界的全面到來!
面向
2030
年,通信網(wǎng)絡(luò)將從連接百億人向連接千億物的方向發(fā)展。首先,通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模還將持續(xù)增長,網(wǎng)絡(luò)管理將更加復(fù)雜,未來
10
年如何通過軟件技術(shù)創(chuàng)新,讓網(wǎng)絡(luò)可以自配置、自修復(fù)、自優(yōu)化,實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模持續(xù)增加的情況下運營維護成本基本不變,將極具挑戰(zhàn);其次,工農(nóng)業(yè)無人值守、汽車端到端自動駕駛、低空載人飛行、低空無人機外賣和貨運等物聯(lián)場景對網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力、質(zhì)量保障能力和安全可信提出更高的要求,未來
10
年如何通過協(xié)議和算法創(chuàng)新,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能夠承載多種業(yè)務(wù),同時滿足高質(zhì)量和靈活性的要求將極具挑戰(zhàn);最后,由于摩爾定律放緩,量子計算等新技術(shù)還不成熟,計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)能效的持續(xù)提升已經(jīng)出現(xiàn)了瓶頸,未來
10
年如何通過基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新構(gòu)建一個綠色低碳的網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量增加數(shù)十倍的同時能耗基本保持不變將極具挑戰(zhàn)。05通信網(wǎng)絡(luò)
2030當(dāng)虛擬世界還是冰冷機器的時候,人機交互方式是人要主動適應(yīng)機器,PC
時代我們學(xué)習(xí)使用鼠標(biāo)和鍵盤,智能手機時代我們學(xué)習(xí)使用觸摸屏,傳統(tǒng)汽車時代我們需要學(xué)習(xí)操作按鍵和旋鈕。當(dāng)虛擬世界達到高級智能階段的時候,人機交互方式將轉(zhuǎn)變?yōu)闄C器能主動適應(yīng)人,機器從
1837
年摩爾斯發(fā)明有線電報至今,從聯(lián)接個人、家庭擴展到聯(lián)接組織,從有線到無線,通信網(wǎng)絡(luò)不斷創(chuàng)新來適應(yīng)業(yè)務(wù)的多樣性和快速變化。未來
10
年,通信網(wǎng)絡(luò)將不僅要聯(lián)接個人,還要聯(lián)接與個人相關(guān)的各種感知、顯示和計算資源以及
AI
Agent(智能體);不僅要聯(lián)接家庭用戶,還要聯(lián)接與家庭相關(guān)的家居、車和內(nèi)容資源;不僅要聯(lián)接組織里的員工,還要聯(lián)接與組織相關(guān)的機器、邊緣計算和云資源,以滿足智能世界豐富多樣的業(yè)務(wù)需求。隨著網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接對象的擴展,業(yè)務(wù)需求的變化,未來
10
年除了業(yè)界已有共識的
5G
向
5G-A/6G、F5G向
F5G-A/F6G、IPv6+向
Net5.5G/Net6G、自智網(wǎng)絡(luò)從
L2
向
L4+
持續(xù)演進之外,各種新型的網(wǎng)絡(luò)場景也將不斷涌現(xiàn)。未來網(wǎng)絡(luò)場景02(智能大屏、智能家居、智能汽車、智能外骨骼等)能夠理解人的自然語言、手勢、眼神,甚至腦電波,實現(xiàn)虛擬世界與物理世界更加自然的融合,為人機交互帶來超現(xiàn)實的感官體驗。(圖
1
超現(xiàn)實人機交互體驗)062.1
下一代人機交互網(wǎng)絡(luò):以人為中心的超現(xiàn)實體驗通信網(wǎng)絡(luò)
2030未來
10
年,通信網(wǎng)絡(luò)需要支持
XR、裸眼
3D、數(shù)字觸覺、數(shù)字嗅覺、AI
Agent(智能體)等全新的人機交互體驗。這對通信網(wǎng)絡(luò)提出更高的要求。圖
1
超現(xiàn)實人機交互體驗0708通信網(wǎng)絡(luò)
20302.1.1
XR:虛實的完美結(jié)合,自然的交互體驗虛擬現(xiàn)實(Virtual
Reality,VR,指已經(jīng)包裝好的視覺、音頻數(shù)字內(nèi)容的渲染版本)、增強現(xiàn)實(Augmented
Reality,AR,指用其他信息或人工生成的內(nèi)容,覆蓋當(dāng)前環(huán)境的圖像)、混合現(xiàn)實(Mixed
Reality,MR,AR
的高級形式,虛擬元素融入物理場景中)、擴展現(xiàn)實(eXtendedReality,XR,由計算機技術(shù)和可穿戴設(shè)備生成的所有真實和虛擬環(huán)境及人機交互,包含了VR、AR
和
MR)業(yè)務(wù)以其三維化、自然交互、空間計算等不同于當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)終端的特性,被認為是下一代個人交互的主要平臺。2020
年疫情造成社交隔離,激發(fā)了
VR
游戲、虛擬會議、AR
測溫等需求爆發(fā),美國數(shù)字游戲發(fā)行平臺
Steam
的
VR
活躍用戶翻倍增長,一些廠家也已經(jīng)發(fā)布更加輕便的
AR
眼鏡。隨著5G、WiFi
6、光纖等“三千兆”寬帶的普及,未來
10
年
XR
業(yè)務(wù)將迎來快速發(fā)展期。據(jù)華為預(yù)測,2030
年
XR
用戶數(shù)將達到
10
億。中國信息通信研究院在《虛擬(增強)現(xiàn)實白皮書》中,將
XR
的技術(shù)架構(gòu)分為五個部分,包括近眼顯示、感知交互、網(wǎng)絡(luò)傳輸、渲染處理和內(nèi)容制作,并對
XR
發(fā)展階段進行了預(yù)測,得到了產(chǎn)業(yè)界一定的認同。(表
1
XR
業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的需求)表
1
XR
業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的需求技術(shù)體系技術(shù)指標(biāo)部分沉浸2021深度沉浸2022-2025完全沉浸
XR2026-2030近眼顯示單眼屏幕分辨率2K4K8K視場向(FOV)120o140o200o角分辨率(PPD)203060可變焦顯示否是是內(nèi)容制作360o
全景視角分辨率(弱交互)8K12K24K游戲(強交互)4K8K16K網(wǎng)絡(luò)傳輸(平均值)弱交互(Mbps)902901090往返時延:弱交互202020往返時延:強交互555傳輸媒介有線
/
無線無線渲染處理渲染計算4K/90
FPS8K/120
FPS16K/240FPS/注視點渲染交互設(shè)計眼球互動/眼球追蹤聲音交互沉浸聲個性化沉浸聲觸覺交互觸覺反饋精細化觸覺反饋移動交互虛擬移動(行走重定向)高性能虛擬移動09通信網(wǎng)絡(luò)
2030表
2
裸眼
3D
對網(wǎng)絡(luò)的需求技術(shù)體系技術(shù)指標(biāo)Lenslet(2021-2025)SLM(2025-2030)成熟度預(yù)判規(guī)模成熟少量應(yīng)用顯示尺寸70
寸大屏10
寸小屏
~70
寸大屏分辨率16K16K帶寬~1Gbps10Gbps~1Tbps(10X10cm
物體,就需要
4K@60
幀,10Gbps
)交互設(shè)計雙向網(wǎng)絡(luò)時延弱交互:20ms強交互:5ms弱交互:5ms強交互:1ms傳輸媒介有線
/
無線交互設(shè)計聲音交互跟蹤位置,空間聲場Spatial
Sound手勢交互手勢識別移動交互跟蹤位置,空間計算Spatial
Compute可用性Audio:3個
9Video:5個
9當(dāng)前,XR
逐漸步入深度沉浸體驗階段。2024年初,Apple
Vision
Pro
正式發(fā)售,屏幕雙目分辨率達到
2300
萬像素,單眼分辨率超
4K,提供了優(yōu)秀的清晰度、色彩準(zhǔn)確性和視覺體驗。我們預(yù)測,2030
年
XR
將達到完全沉浸體驗,主要表現(xiàn)為
8K
單眼分辨率、200
度視場角、千兆碼率。XR
顯示效果的提升必然會對內(nèi)容提出更高的要求,如果內(nèi)容渲染在云上實現(xiàn),則端云
MTP(Motion
To
Photons,頭動到顯示畫面)交互對承載
XR
業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸往返時延(RTT)要求是
20ms。如果是流媒體類弱交互的業(yè)務(wù),用戶晃動較少,則
RTT
時延
20ms
可以滿足要求;如果是游戲類強交互的業(yè)務(wù),用戶晃動頻繁,則時延必須控制在
5ms。因此,為支持
XR
業(yè)務(wù)未來
10
年的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)需要具備超千兆帶寬和
5~20ms
的網(wǎng)絡(luò)時延能力。2.1.2
裸眼
3D:逼真的影像再現(xiàn),全新的視覺體驗裸眼
3D
的技術(shù)實現(xiàn)主要包含三個環(huán)節(jié):對
3D物體的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)傳輸、利用光學(xué)或者計算重建顯示。根據(jù)顯示方式不同,裸眼
3D
可以分成兩大類。一類是光場顯示(Lenslet),利用雙眼視差產(chǎn)生3D
視覺效果,包括視差障礙、柱狀透鏡、指向光源等多種技術(shù)。這些技術(shù)對觀賞角度有苛刻要求,需要結(jié)合對用戶觀看位置的實時捕捉,并動態(tài)地進行調(diào)節(jié)。第二類是空間光調(diào)制器(spatial-lightmodulator,SLM),利用干涉方法將三維物體表面散射光波的全部振幅和相位信息存儲在記錄介質(zhì)中,當(dāng)用同樣的可見光照射全息圖時,由于衍射原理,可以再現(xiàn)原始物體光波,為用戶提供“栩栩如生”的視覺感受。(表
2
裸眼
3D對網(wǎng)絡(luò)的需求)參考:《IEEE1981.1
觸覺互聯(lián)網(wǎng)》、《Digital
Holography
and
3D
Display》10通信網(wǎng)絡(luò)
2030近幾年,基于光場顯示的裸眼
3D
通過與用戶位置感知和計算技術(shù)結(jié)合,發(fā)展的很快,一些廠商已經(jīng)商用相關(guān)的創(chuàng)新產(chǎn)品,我們判斷到
2025年會在娛樂、商業(yè)領(lǐng)域出現(xiàn)大量實用案例,對帶寬的需求超千兆,對實時交互的要求較高,在強交互下需要網(wǎng)絡(luò)時延小于
5ms,商業(yè)應(yīng)用需要
5
個
9(99.999%,1
年內(nèi)不能工作時間少于
5
分
15
秒)的網(wǎng)絡(luò)可用性?;诠鈱W(xué)重建的全息技術(shù)近幾年也出現(xiàn)一些突破,業(yè)界已經(jīng)誕生厚度
10
厘米、投影尺寸在
100
平方厘米左右的產(chǎn)品原型。我們判斷未來
10
年,這類小型的全息產(chǎn)品將可以實現(xiàn)商用,用于展會、教學(xué)和個人便攜終端等場景,對帶寬的需求在
10Gbps
左右,對時延的要求為
1~5ms,網(wǎng)絡(luò)可用性要滿足商業(yè)
5
個
9
的要求。真人級的全息產(chǎn)品對帶寬的要求更高,會過
1Tbps,但是我們判斷
2030
年還不具備規(guī)模商用的能力。因此,從裸眼
3D
的需求看,未來
10
年網(wǎng)絡(luò)需要支持每用戶
1~10Gbps
帶寬、1~5ms
時延和
5
個
9
的可用性。2.1.3
數(shù)字觸覺:多維的體感交互,可觸摸的互聯(lián)網(wǎng)IEEE
在觸覺互聯(lián)網(wǎng)(tactile
Internet)架構(gòu)中,將數(shù)字觸覺技術(shù)分為用戶層、網(wǎng)絡(luò)層和化身層三個層面。用戶層輸入位置、速度、力度、阻抗等信息,經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化后變成指令數(shù)據(jù)提供給化身層;化身層采集到觸覺、聽覺、本體感受數(shù)據(jù),經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)提供給用戶層,用于用戶實時決策。根據(jù)交互方式又可以劃分為兩大類:第一類是機器控制,應(yīng)用場景如遠程駕駛、遠程控制等;第二類是精細交互,應(yīng)用場景如電子皮膚、遠程手術(shù)等。(表
3
數(shù)字觸覺對網(wǎng)絡(luò)的需求)表
3
數(shù)字觸覺對網(wǎng)絡(luò)的需求交互方式流量方向流量類型可靠性網(wǎng)絡(luò)時延(ms)帶寬機器控制用戶
-
化身觸覺5個
91-102Mbps化身
-
用戶Video5個
910-201-100MbpsAudio3個
910-20512Kbps觸覺反饋5個
91-1020Mbps(100
DOFs)精細交互化身
-
用戶觸覺反饋5個
91-101~10Gbps(電子皮膚)主動認知能力:網(wǎng)絡(luò)層還需要支持性能動態(tài)監(jiān)測、任務(wù)認知、3D
地圖構(gòu)建等服務(wù)userid:262617,docid:175283,date:2024-09-22,參考
《IEEE1981.1
觸覺互聯(lián)網(wǎng)》通信網(wǎng)絡(luò)
2030機器控制在工業(yè)領(lǐng)域擁有大量應(yīng)用場景,對網(wǎng)絡(luò)可用性要求高于
5
個
9,部分行業(yè)甚至要求達到
7
個
9(99.99999%),根據(jù)不同業(yè)務(wù)場景,網(wǎng)絡(luò)時延在
1~10ms,帶寬在
100Mbps
以內(nèi)。精細交互中基于柔性電子的電子皮膚是未來最具發(fā)展空間的場景,電子皮膚集成了大量精細的壓力、溫度等傳感器。根據(jù)英國薩里大學(xué)(Universityof
Surrey)的相關(guān)分析,每平方英寸電子皮膚就需要
20~50Mbps
的帶寬,每個手掌需要1Gbps。在電子皮膚場景下,用戶層不一定是人類,也有可能是智能機器,可以根據(jù)化身層的電子皮膚采集到的海量數(shù)據(jù)信息進行分析、計算和決策,對化身層進行控制。用戶層也有可能直接通過腦機或者肌電神經(jīng)接口與人連接,實現(xiàn)沉浸式的遠程交互體驗。我們判斷在精細交互的場景下,將需要
1~10Gbps
的網(wǎng)絡(luò)帶寬。因此,從數(shù)字觸覺的需求看,根據(jù)不同業(yè)務(wù)場景,網(wǎng)絡(luò)需要支持每用戶
1~10Gbps
的帶寬、1~10ms
時延和大于
5
個
9
的可用性。2.1.4
數(shù)字嗅覺:深層的感官交互,可品味的互聯(lián)網(wǎng)人類的五種感官由遠及近可以分為非接觸的(視覺、聽覺、嗅覺)和需要接觸的(觸覺、味覺)。與視覺和聽覺比較,嗅覺是非接觸體驗中較深層次的感官。數(shù)字嗅覺包含三個技術(shù)環(huán)節(jié):氣味的感知、網(wǎng)絡(luò)傳輸、氣味的重現(xiàn)。氣味的感知目前已經(jīng)有一些應(yīng)用案例,比如利用復(fù)合材料組成條形碼,可以根據(jù)味道產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),并產(chǎn)生顏色的變化,然后通過深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法(DCNN)識別條形碼與氣味的關(guān)系,在一些特定場景,如危險品檢測、食物新鮮度檢測中已經(jīng)有應(yīng)用。氣味的重現(xiàn)業(yè)界已經(jīng)有一些商業(yè)化的產(chǎn)品,如
VR
氣體發(fā)生器,可以使用
5
種氣味墨盒,然后根據(jù)
VR
游戲場景釋放相應(yīng)的味道,如海洋、火藥、木材、土壤等,在一些研究報告中也提出未來可以基于腦機接口更直接和準(zhǔn)確地讓人感知到氣味。我們將氣味感知(電子鼻)與氣味重現(xiàn)結(jié)合起來,可以構(gòu)建一個不僅聞其聲、觀其影,還能知其味的數(shù)字嗅覺互聯(lián)網(wǎng)。數(shù)字嗅覺對網(wǎng)絡(luò)帶寬和時延的需求目前還不清晰,但是對計算的需求比較明確。綜上,下一代人機交互網(wǎng)絡(luò)將支持
XR、裸眼3D、數(shù)字觸覺、數(shù)字嗅覺等全新體驗,對用戶網(wǎng)絡(luò)的需求將是帶寬
10Gbps、網(wǎng)絡(luò)時延
1ms、可用性要達到
5
個
9。11通信網(wǎng)絡(luò)
2030未來,每個人可能有
N
個
AI
Agent。華為預(yù)計,到
2030
年無線
AI
Agent
活躍用戶數(shù)將達
60
億,不僅包括虛擬世界中的數(shù)字分身,還包括物理世界的具身智能,比如工業(yè)機器人,服務(wù)機器人,陪伴機器人,自動無人機,自動駕駛汽車等。這些
AI
Agent
將以獨立的身份運行,成為獨立的社會參與個體。122.1.5
AI
Agent(
智能體
):類真人級交互,獨立的個人助理隨著
AI
的發(fā)展,AI
應(yīng)用走向
Agent
化,
僅需給定一個目標(biāo),AI
Agent
會根據(jù)給定的任務(wù),詳細拆解出每一步子業(yè)務(wù)流,并依靠來自外界的反饋和自主思考,自己創(chuàng)建對應(yīng)子業(yè)務(wù)流的Prompt(提示詞),閉環(huán)子業(yè)務(wù)流任務(wù),最終實現(xiàn)給定任務(wù)目標(biāo),完成用戶意圖。AI
Agent
從四個方面影響物理世界:對象變化:網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)對象新增硅基(智能體)連接,智能體作為獨立的個體使用網(wǎng)絡(luò)。未來物理世界交互的對象將從人與人擴展到人與數(shù)字人、人與機器人,人與家庭服務(wù)機器人、機器人與機器人等。體驗變化:傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)主要針對下行流量進行網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量設(shè)計,AI
智能體引入后,對網(wǎng)絡(luò)帶來時延和上行速率的要求。內(nèi)容變化:交互的模態(tài)將
2D
音視頻擴展到環(huán)境信息、通話雙方
3D
場景等,例如兩個人遠程虛擬現(xiàn)場談話,AI
實時生成兩個人談話的
3D
場景,讓通話雙方感受到相同的場景和溫度,使人身臨其境。范圍變化:過去網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是以人為中心設(shè)計的,圍繞人的活動范圍確定網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力,未來要考慮類人智能體的活動能力和活動范圍,提供全時全域的在線服務(wù)能力。在人與
AI
Agent
交互的過程中,AI
Agent
端到端響應(yīng)時延至關(guān)重要,時延如果太大,用戶體驗差,勢必會影響
AI
Agent
發(fā)展。響應(yīng)時延包含兩部分:一部分是
AI
處理內(nèi)容時延,另一部分是網(wǎng)絡(luò)傳輸時延。根據(jù)華為預(yù)測,AI
agent
端到端時延在
400ms
內(nèi)可以達到真人面對面交流體驗,2024
年
OpenAI
發(fā)布的ChatGTP-4o,用戶提問到
AI
反饋,端到端時延約
700ms,體驗已經(jīng)接近真人級。根據(jù)華為預(yù)測,在
2030
年人與
AI
Agent
交互過程中,平均
1s
內(nèi)會有
3
張圖片隨語音一起傳輸,如果想獲得優(yōu)秀體驗,則網(wǎng)絡(luò)保障速率至少
10-20Mbps,如果想獲得極致體驗,則需要32-64Mbps。(表
4
AI
Agent
網(wǎng)絡(luò)時延和帶寬的需求)圖片大小網(wǎng)絡(luò)時延保障帶寬優(yōu)秀體驗200KB(小圖)200ms10Mbps400KB(大圖)20Mbps極致體驗200KB70ms32Mbps400KB64Mbps表
4
AI
Agent
網(wǎng)絡(luò)時延和帶寬的需求通信網(wǎng)絡(luò)
2030場景分類商用時間家庭車業(yè)務(wù)峰值帶寬往返時延業(yè)務(wù)影院10
年內(nèi)16K
視頻(180
英寸屏幕)1.6Gbps50ms1.6Gbps,20ms(16K
XR)游戲10
年內(nèi)360o24K3D
VR/AR4.4Gbps5ms4.4Gbps,5ms(24K
XR)全息教學(xué)10
年內(nèi)10
英寸全息12.6Gbps20ms12.6Gbps,20ms全息會議10~20
年真人級全息
(70
英寸
)1.9Tbps1~5ms12.6Gbps,1~5ms(微縮全息,10
英寸
)自動駕駛10
年內(nèi)家庭機器人10cm
定位5
個
9
可用性5~20cm
定位5
個
9~6
個
9
可用云電腦2~3
年內(nèi)極速
GPU
云電腦(
淺壓縮編碼,4K60fps)500Mbps15ms—存儲1~2
年內(nèi)極速融合存儲(
類本地化體驗
)5Gbps5ms—家庭安防2~3
年內(nèi)3D
光感知(1024*76830fps)1Gbps20ms—2.2
住行合一網(wǎng)絡(luò):相同寬帶體驗的第三空間隨著華為
ADS(Advanced
driving
system)高階智能駕駛輔助系統(tǒng)、特斯拉
FSD(Full
Self-Driving)自動化輔助駕駛系統(tǒng)大規(guī)模落地商用,百度蘿卜快跑無人出租車在武漢火爆出圈,可以預(yù)見的是,到
2030
年,汽車端到端自動駕駛將成為新常態(tài),汽車從停車場駛出自動接客、沿途自動駕駛、到目的后自動泊車,汽車駕駛員的大腦、眼睛、手和腳將被解放。在對未來自動駕駛汽車的暢想中,最具有吸引力的就是在汽車?yán)锩嬉部梢韵硎艿胶驮诩彝キh(huán)境一樣的沉浸式影音娛樂、社交、辦公體驗。車內(nèi)和家庭當(dāng)前都已經(jīng)出現(xiàn)多屏應(yīng)用場景,未來將會有
3D、全息的應(yīng)用場景,家庭8K/16K
大屏、車內(nèi)MR
將逐漸普及。從
5G-A/F5G-A/Net5.5G
開始,移動和固定寬帶基本上同步邁入超千兆時代,這也支持了住行合一的體驗實現(xiàn)。自動駕駛的汽車在未來將成為家庭、辦公室之外的“第三空間”,未來用戶可以享受到從家庭到出行,再到辦公室的連續(xù)寬帶業(yè)務(wù)體驗。(表
5
家庭和出行對網(wǎng)絡(luò)的需求)表
5
家庭和出行對網(wǎng)絡(luò)的需求人們在家庭和辦公室的業(yè)務(wù)場景包含大屏、多屏、3D、全息教學(xué)和
XR。隨著具身智能和人形機器人技術(shù)不斷發(fā)展,機器人會更聰明、更類人,能執(zhí)行更多的實體任務(wù)。視覺感知能力作為機器人“眼睛”,是多模態(tài)交互和環(huán)境感知的重要組成。機器視覺要實現(xiàn)對環(huán)境的全量感知,需要高空間分辨率、高幀率和寬泛的感光范圍,這將導(dǎo)致圖像信息量大幅提升。同時為了滿足類人互動的高實時性,對網(wǎng)絡(luò)提出新要求:網(wǎng)絡(luò)帶寬需百倍提升,網(wǎng)絡(luò)需滿足超低時延要求??紤]到真人級全息會議在
2030
年普及率不高,家庭和辦公業(yè)務(wù)的主流寬帶需求還是
1~10Gbps、時延小于5ms。未來家庭和辦公網(wǎng)絡(luò)將不僅提供寬帶的無縫覆蓋,還將支持居家辦公、場所安全和機器人等全新生活場景。家庭網(wǎng)絡(luò)基于通信感知融合能力,能夠感知用戶位置、室內(nèi)空間、環(huán)境安全等,為人們構(gòu)建一個更加人性化的居住和辦公環(huán)境。到
2030
年每月平均家庭網(wǎng)絡(luò)流量達到
1.3TB。據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)市場洞察顯示,90%
以上城市居民工作與生活在各類園區(qū),80%
以上的
GDP
和90%
以上的創(chuàng)新在園區(qū)內(nèi)產(chǎn)生。人們在政務(wù)、13通信網(wǎng)絡(luò)
2030金融、工廠制造、能源、交通等領(lǐng)域的生產(chǎn)活動中越來越多的依賴云技術(shù)和
AI
技術(shù)。根據(jù)權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)計,人均終端數(shù)量從
2022
年的人均
1臺增加到了
2025
年的人均
3-5
臺,加上海量的物聯(lián)終端和啞終端通過無線方式接入到網(wǎng)絡(luò)中,未來到
2030
年無線終端增長將超過
10
倍。視頻會議作為企業(yè)遠程溝通和混合辦公的重要工具,高清視頻會議作為關(guān)鍵增長點,預(yù)計全球市場每年將增長
10%。對于企業(yè)場景,提供Wi-Fi
7
和
10Gbps
能力基礎(chǔ)設(shè)施,為企業(yè)提供更好的云計算和
AI
服務(wù)將非常重要。人們在移動第三空間(車內(nèi))的業(yè)務(wù)場景也將包含
3D、全息教學(xué)和
XR。未來
10
年,對網(wǎng)絡(luò)帶寬的主流需求是支持
1Gbps~10Gbps,網(wǎng)絡(luò)時延也要小于
5ms??紤]到自動駕駛依托網(wǎng)絡(luò)的車路協(xié)同場景,對網(wǎng)絡(luò)的可用性也提出了更高要求,可用性要大于
5
個
9,
并支持
10cm的定位精度。同時,隨著自動泊車、自動接客等場景不斷完善,對停車場等車輛啟停位置的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和速率,也提出了明確的要求。除了沉浸式影音娛樂,未來家庭還有云電腦、家庭安防、云存儲
/NAS
等豐富的業(yè)態(tài)。云電腦是在云網(wǎng)融合趨勢下催生的重要云業(yè)務(wù),其利用云渲染技術(shù),將本來在終端側(cè)的計算和渲染轉(zhuǎn)移到綜上,面向未來家庭、辦公室、自動駕駛汽車三個空間,需要構(gòu)建住行合一的萬兆網(wǎng)絡(luò)新能力。
云端,用戶使用輕終端即可享受電腦業(yè)務(wù)。家庭安防,除了已有的家庭智能攝像頭,其他感知技術(shù)也在向著升維和融合的方向不斷演進,逐漸出現(xiàn)了如
3D
光感知康養(yǎng)等新的安防方案。家庭存儲在向著極速、融合、應(yīng)用集成等方向發(fā)展,極速云存儲不僅可實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲及備份等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的類本地化體驗,還支持文件在線編輯、在線視頻即點即播等極速速率體驗,并可集成文檔協(xié)作、智能相冊等豐富的在線應(yīng)用等。14華為預(yù)測到
2030
年全球家庭云存儲個人云盤滲透率將達到
35%,家庭云電腦業(yè)務(wù)滲透率將達到
17%,具有隱私保護功能的
3D
雷達光感知家庭健康看護滲透率達到
8%,家庭看家和安防攝像頭在中國滲透率將達
24%,全球也將達到
15%。隨著全球固網(wǎng)光纖網(wǎng)絡(luò)代際發(fā)展,到
2030
年
F5G-A
將形成主流,全球光纖寬帶用戶數(shù)量達
16
億,千兆及以上家庭寬帶滲透率達到
60%,對應(yīng)
F5G-A
萬兆家庭寬帶滲透率達25%,F(xiàn)TTR-H
家庭光纖滲透率達到
31%,面向中小企業(yè)
FTTR-B
寬帶滲透率達到
41%。通信網(wǎng)絡(luò)
20302.3
空天地全域立體網(wǎng):提供全球無縫覆蓋的無邊界寬帶體驗未來寬帶將不僅在地面,還將延伸到空中,從小于千米高度的無人機、低空載人飛行器到萬米高度的航空飛行器,再到數(shù)百公里高度的低軌航天飛行器都需要寬帶連接。空天地全域立體網(wǎng)絡(luò)將由覆蓋半徑
100m
的小站、1~10Km
的宏站和
300Km~1000Km
的低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)共同組成,分別為用戶提供萬兆、千兆、百兆的連續(xù)立體無縫寬帶體驗。寬帶將成為生活不可分割的一部分,伴隨著人類娛樂和生活的足跡,也伴隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)智能化的無人值守需求,走向海洋、大漠和天空。一張由天空和地面交織的寬帶網(wǎng)絡(luò),將為人類新生活體驗、行業(yè)萬物智能化提供服務(wù)。(圖
2
全域立體寬帶網(wǎng)絡(luò))圖
2
全域立體寬帶網(wǎng)絡(luò)2.3.1
地面網(wǎng)絡(luò)回望無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史,我們已經(jīng)見證了無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進步帶動數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵作用,及其帶來的巨大經(jīng)濟和社會價值。為使能多樣化的新興業(yè)務(wù)體驗,地面網(wǎng)絡(luò)能力持續(xù)向更快和更深拓展。更快:為了支撐XR、裸眼
3D
等極致業(yè)務(wù)體驗,5G-A
在
5G
基礎(chǔ)上進一步將下行速率
1Gbps提升到
10Gbps,上行速率從
100Mbps
提升到1Gbps,帶寬能力提升
10
倍;超寬帶頻譜是萬兆能力的基礎(chǔ),設(shè)備能力向多頻化、寬帶化方向發(fā)展。在現(xiàn)有近
100MHzFDD
頻段與
100~200MHz
TDD
頻段基礎(chǔ)上,引入具備更大帶寬的
U6G
頻段,能夠提供200-400MHz
可用頻譜;引入毫米波頻段,能夠提供高達
800MHz
的頻譜資源。不同區(qū)域可以結(jié)合業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)節(jié)奏,分梯次的采用
Sub6G,U6G
頻段和毫米波的頻譜組合進行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。由于無線基站站址資源的稀缺性和高價值特征,在現(xiàn)有宏站、微站站址基礎(chǔ)上進行疊加頻段升級是最經(jīng)濟和高效的建設(shè)模式,因此一方面對設(shè)備的多頻能力提出了更高的要求,另外一方面,也要求提升
U6G
頻段和毫米波頻段的覆蓋能力,以便最大程度的復(fù)用現(xiàn)有基站站址資源。更深:無線網(wǎng)絡(luò)用戶分布符合二八原則,20%在室外,80%
在室內(nèi),無線網(wǎng)絡(luò)要具備深度覆蓋能力。一方面可采用室內(nèi)數(shù)字化方案,借助
DMIMO
等極致容量能力充分滿足室內(nèi)的高容量場景需求,如機場、體育場館、ShoppingMall
等。另一方面,也可以在
Sub6G
頻段引入FDD
MM、SDL、SUL
等技術(shù)來提升室外宏站O2I
覆蓋室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)能力,從而滿足大部分室內(nèi)場景的體驗需求。15通信網(wǎng)絡(luò)
20302.3.2
NTN
網(wǎng)絡(luò)廣袤的地球表面,陸地面積只占
29%,71%
被海洋覆蓋。陸地上也存在崇山峻嶺、戈壁荒漠等人跡罕至、人類無法生存的地方,這些地方長期無地面寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋。隨著經(jīng)濟全球化不斷發(fā)展、人類不斷探索自然、開采自然資源,過去的無人區(qū)內(nèi),越來越多的出現(xiàn)人和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的足跡,因此在無人區(qū)有寬帶覆蓋的訴求也越來越強烈。衛(wèi)星處在高空,以低軌衛(wèi)星為例,其處在離地
300-2000
千米距離,可以輕松實現(xiàn)超大范圍的信號覆蓋,為無人區(qū)、人煙稀少的地方等提供服務(wù)。因此,衛(wèi)星寬帶
/
窄帶通信越來越受青睞。近
10
年,隨著火箭回收技術(shù)的不斷成熟,衛(wèi)星單位發(fā)射成本不斷下降,不少企業(yè)開始或計劃大規(guī)模部署低軌衛(wèi)星,在蜂窩網(wǎng)覆蓋之外的地區(qū),面向家寬用戶提供百兆寬帶能力。但是,
衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)受頻譜資源限制和干擾因素影響,單顆低軌衛(wèi)星的實際峰值容量約10~20Gbps,寬帶接入單用戶體驗速率
100-200Mbps。假設(shè)
1
萬顆衛(wèi)星組成覆蓋全球的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),分布在超低軌道(VLEO)到低軌道(LEO)的多個軌道平面上,每顆衛(wèi)星與多個方向的衛(wèi)星基于
100Gbps
以上的激光通信組成多路由星間光鏈路,考慮到衛(wèi)星實際經(jīng)過的地區(qū)至少一半是海洋、沙漠等寬帶需求極低的區(qū)域,實際全球?qū)拵l(wèi)星網(wǎng)絡(luò)有效容量將在100Tbps
左右,容量密度小于
2.5Mbps/km2(相當(dāng)于地面
4G
普通城區(qū)網(wǎng)絡(luò)容量密度的幾十分之一)。標(biāo)準(zhǔn)層面,3GPP
正在積極定義全球統(tǒng)一的面向NTN
網(wǎng)絡(luò)的移動通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),Rel-17
發(fā)布了第一個基于
5G
標(biāo)準(zhǔn)的透明轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),Rel-18
提升了
IoT-NTN
覆蓋與性能、完成空口傳輸鏈路增強等特性研究,Rel-19
正在研究支持星上再生的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和星間鏈路技術(shù)以進一步提升衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的性能和效率,預(yù)計
Rel-20
將正式發(fā)布
NTN
手持寬帶智能終端的新標(biāo)準(zhǔn)。和地面網(wǎng)絡(luò)相比,衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的星間連接和拓撲具有隨時間持續(xù)動態(tài)變化的特點,因此在衛(wèi)星組網(wǎng)技術(shù)上需要考慮由于時變動態(tài)性帶來的新挑戰(zhàn)。IETF
正在積極制定與動態(tài)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),包括成立時變路由(Time-VariantRouting)工作組,對具有時變動態(tài)特征的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景、功能需求以及網(wǎng)絡(luò)管理模型進行討論和標(biāo)準(zhǔn)化,而衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是
TVR
的重要應(yīng)用場景之一。終端層間,隨著低軌通信衛(wèi)星寬帶的終端尺寸持續(xù)優(yōu)化,業(yè)界最新推出的小型化便攜式寬帶衛(wèi)星
CPE
產(chǎn)品重量降低至
1.1kg,尺寸小至可以裝入背包中攜帶,借助電池供電,可基本滿足個人移動性的需求,如:網(wǎng)聯(lián)汽車、野外露營和勘探工作等??梢灶A(yù)見未來衛(wèi)星通信將作為
5G-A
網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)邊緣補充,
滿足人和物從窄帶到寬帶的業(yè)務(wù)需求,實現(xiàn)全球普遍覆蓋的無邊界體驗。16通信網(wǎng)絡(luò)
20302.4
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng):面向智能制造、服務(wù)于人機、機機協(xié)同的新網(wǎng)絡(luò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(Industrial
Internet)是信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施,通過對人、機、物、系統(tǒng)等的全面連接,構(gòu)建起覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的全新制造和服務(wù)體系,為工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展提供了實現(xiàn)途徑。傳統(tǒng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系包含工業(yè)控制、工業(yè)軟件、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、信息安全四個關(guān)鍵組成,其中工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是整個體系的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)基于
ISA-95
金字塔模型構(gòu)建。這個架構(gòu)已經(jīng)存在了
20
多年,是一個服務(wù)于“以人為核心”的制造體系。隨著智能制造的發(fā)展,未來需要一個面向智能制造、“服務(wù)于人機(機器人)協(xié)同、機機協(xié)同”的新架構(gòu)。新架構(gòu)以人、機器人、智能平臺(云
/
邊緣計算)三者對等構(gòu)建,私有的工業(yè)總線將被支持實時性的通用化工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和開放的數(shù)據(jù)層所替代,智能平臺將匯聚人和機器人的各項數(shù)據(jù),實時分析和決策,支撐人與機器人工作的有效協(xié)同。為支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平穩(wěn)發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)需滿足以下三點要求:網(wǎng)絡(luò)確定性時延:工業(yè)領(lǐng)域的自動化控制、運動控制等場景對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延、抖動、可靠性等方面需要有嚴(yán)格要求。網(wǎng)絡(luò)可靠性:工業(yè)現(xiàn)場的控制業(yè)務(wù)往往都在毫秒級,因此為保障網(wǎng)絡(luò)故障不影響業(yè)務(wù),網(wǎng)絡(luò)倒換要更快,要達到亞毫秒級。運維管理智能:工業(yè)網(wǎng)絡(luò)運維管理的一個基本原則就是“0”工作量,即簡單直接,不能給工業(yè)生產(chǎn)帶來額外的負擔(dān)據(jù)華為的預(yù)測,2030
年全球總聯(lián)接數(shù)將會達到2000
億,其中無線、無源聯(lián)接數(shù)約
1000
億,基于有線、Wi-Fi、短距通信的聯(lián)接數(shù)約
1000
億。工業(yè)領(lǐng)域除了海量的壓力、光電、溫濕度傳感器外,還有大量的智能攝像頭、無人機、工業(yè)機器人也將接入到網(wǎng)絡(luò)中。隨著
AI
時代的到來,華為預(yù)測到
2030
年全球?qū)⒂?/p>
2000
萬工業(yè)機器人加入先進智能制造領(lǐng)域。隨之而變的是,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將從傳統(tǒng)的多種窄帶技術(shù)走向更加通用化的寬帶技術(shù)。17通用化的工業(yè)網(wǎng)絡(luò),將打破傳統(tǒng)消費、辦公和生產(chǎn)業(yè)務(wù)的邊界,基于
5G、TSN、IPv6+、Wi-Fi7工業(yè)光網(wǎng)等確定性寬帶網(wǎng)絡(luò)和切片技術(shù)實現(xiàn)融合承載,滿足任意人
/
物(Any-Workforce)的互聯(lián),以及消費、辦公和生產(chǎn)系統(tǒng)全要素上云的需求。通用化的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)還將實現(xiàn)同廠家辦公與生產(chǎn)系統(tǒng)之間、同行業(yè)不同廠家之間、不同行業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)之間的數(shù)據(jù)按需分享和工作無縫協(xié)同,滿足任意業(yè)務(wù)(Any-Workload)的寬帶互聯(lián)、多云數(shù)據(jù)共享需求。通用化的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將更加智能,面向無邊界、移動性、跨行業(yè)、跨云需求,支持基于意圖驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)自動化管理和基于
AI
的主動式安全和隱私保護,滿足任意地點(AnyWorkplace)的業(yè)務(wù)安全可信的需求。每個企業(yè)都存在多種業(yè)務(wù)類型,要求通用化的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)滿足業(yè)務(wù)可用、安全、可信三類需求,如智能醫(yī)療包含遠程診療、監(jiān)測護理和遠程手術(shù)等業(yè)務(wù);智能電網(wǎng)包含視頻巡檢、電網(wǎng)控制和無線監(jiān)測等業(yè)務(wù);智能制造包含工廠環(huán)境監(jiān)控、信息采集和操作控制等業(yè)務(wù)。(表
5
智能化企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的需求)通信網(wǎng)絡(luò)
2030表
5
智能化企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的需求參考
信通院《5G
端到端切片行業(yè)
SLA
需求研究報告》行業(yè)業(yè)務(wù)類型業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的要求數(shù)量業(yè)務(wù)可用(單用戶、單業(yè)務(wù))安全可信帶寬需求
/
單用戶(Mbps)業(yè)務(wù)時延需求(ms)B1B2B3B4B5T1T2T3T4T5S1S2M1M2M31~1010~2020~5050~100>10050~10020~5010~205~10<5邏輯隔離物理隔離可視可管可運營智能醫(yī)療16K
遠程診療101G監(jiān)測護理2K全息遠程手術(shù)510G智能電網(wǎng)視頻巡檢-電網(wǎng)控制-無線監(jiān)測-智能制造工廠環(huán)境100信息采集10K操作控制1K2.5
算力網(wǎng)絡(luò):面向機器認知,聯(lián)接智算中心、海量用戶數(shù)據(jù)與多級算力服務(wù)通信網(wǎng)絡(luò)帶給社會的價值體現(xiàn)在其承載的業(yè)務(wù),過去網(wǎng)絡(luò)幫助人們建立了溝通渠道,承載了通訊服務(wù);今天網(wǎng)絡(luò)連接了端和云,帶給人們豐富的內(nèi)容,承載了內(nèi)容服務(wù)。今天的網(wǎng)絡(luò)還是面向人類認知設(shè)計的系統(tǒng),例如視頻內(nèi)容的幀率選擇考慮到人類對運動物體的視覺感知力,定義為
30
幀
/
秒,采集的音頻也利用了人類認知系統(tǒng)的掩蓋效應(yīng)機制。對于人類的認知,這樣的編碼質(zhì)量可以被認為是精細的質(zhì)量,但是對于需要超越人類的用例則遠遠不夠,如機器人的監(jiān)控系統(tǒng)可以從超過人類可聽頻率的聲音中檢測到異常。普通人看到事件時的響應(yīng)速度約為
100ms,因此很多應(yīng)用基于這個時延進行設(shè)計,但是人類之外的應(yīng)用,如緊急停車系統(tǒng),則需要進一步縮短響應(yīng)時間。相對于今天面向人類設(shè)計的網(wǎng)
絡(luò),根據(jù)IOWNGF《面向
2030
愿景和技術(shù)研究報告》的分析,未來面向
XR、機器視覺、自動駕駛等智能機器的網(wǎng)絡(luò)將從四個方面提升性能:首先是增強感知力,能夠捕捉物理世界更加精細、精確和多維度的數(shù)據(jù),如在工業(yè)異常檢測場景下,將視頻采集的幀率提升到
120
幀
/
秒;其次是響應(yīng)速度,如在面向機器控制的場景下,將端到端響應(yīng)時間縮減到
10ms;再次是支持資源的可擴展性,目的是在動態(tài)工作負載情況下實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和計算資源的高效利用,如支持資根據(jù)每種業(yè)務(wù)的典型帶寬和時延要求,結(jié)合對
2030
年企業(yè)各種終端的數(shù)量預(yù)測,可以判斷未來一個大中型企業(yè)需要
100Gbps
的網(wǎng)絡(luò)帶寬,單用戶最大帶寬要達到
10Gbps,網(wǎng)絡(luò)時延根據(jù)不同業(yè)務(wù)存在
1ms/5ms/20ms
多種需求,并存在網(wǎng)絡(luò)安全、可信的需求。18通信網(wǎng)絡(luò)
2030源動態(tài)線性擴展的能力;最后是能效,主要是提升計算資源的使用效率,需要將目前多數(shù)企業(yè)采取的固定配置的計算資源使用方式改變?yōu)樵乒蚕矸?wù)方式,未來進一步提升為事件驅(qū)動的無服務(wù)器模式,實現(xiàn)能效的大幅提升。智能機器將產(chǎn)生更加精確的數(shù)據(jù),包含網(wǎng)絡(luò)時鐘、地理定標(biāo)(用于數(shù)字世界的精確建模),從而擺脫數(shù)據(jù)的處理和計算對于今天高度集中的互聯(lián)網(wǎng)平臺的依賴,應(yīng)用程序?qū)⑾蛞詳?shù)據(jù)為中心轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)數(shù)據(jù)與計算、通信的解耦。面向機器認知的網(wǎng)絡(luò),將需要適應(yīng)海量的機器數(shù)據(jù)采集和傳輸、非常嚴(yán)格的時延要求,以及大量用戶訂閱的需求,可以根據(jù)系統(tǒng)整體狀況和重要程度的不同,控制數(shù)據(jù)發(fā)布者的數(shù)據(jù)生成和注入,可以在網(wǎng)絡(luò)中的通信、計算節(jié)點之間存儲和共享數(shù)據(jù),可以提供精確的時間和位置標(biāo)記,能夠確保數(shù)據(jù)安全、隱私和完整性,支持數(shù)據(jù)在不同協(xié)議之間的代理服務(wù),并可以跨越多個不同的網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)中心層面,隨著
AI
大模型的發(fā)展,模型參數(shù)將發(fā)展到萬億、十萬億、乃至百萬億,單體智算中心難以有效應(yīng)對大模型的發(fā)展?,F(xiàn)階段,常見的單體智算中心算力規(guī)模通常在
1
萬至
5萬卡之間;先進的單體智算中心算力上限約為6
萬卡。從技術(shù)層面看,當(dāng)算力需求超過
8
萬卡時,單體智算中心在供電穩(wěn)定性、散熱效率、網(wǎng)絡(luò)帶寬等方面都會面臨巨大挑戰(zhàn)。這些技術(shù)瓶頸使得單體智算中心難以實現(xiàn)
10
萬
+
卡的算力規(guī)模。因此,面對
AI
日益增長的高算力需求,跨數(shù)據(jù)中心分布式算力協(xié)同成為必然趨勢,數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)將持續(xù)向超融合數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)演進,從以前的多技術(shù)以太、IB、FC
等多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向超融合以太演進,并提供一個支持大規(guī)模、高吞吐、高可靠的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。終端層面,隨著摩爾定律的放緩,終端算力在超過
128
核之后,經(jīng)濟性將面臨瓶頸,同時受制于體積和功耗的約束,終端本地算力勢必?zé)o法支撐超大大模型的運行。同時,云數(shù)據(jù)中心受到傳輸帶寬成本和時延的影響,也無法滿足未來智能機器海量強實時業(yè)務(wù)的處理需求。因此,面向機器認知的新型網(wǎng)絡(luò)需要支持在邊緣側(cè)部署大模型進行數(shù)據(jù)分析處理、推理等功能,而不必將數(shù)據(jù)全部傳到中心云。未來網(wǎng)絡(luò)將聯(lián)接云、邊、端,將海量機器數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁骷壦懔A(chǔ)設(shè)施,根據(jù)不同業(yè)務(wù)1ms/5ms/20ms
的時延要求,實時地將數(shù)據(jù)調(diào)度到城市內(nèi)分布式的邊緣計算、城市群的數(shù)據(jù)中心集群、骨干的集約化大數(shù)據(jù)中心等三級計算資源。(圖
3
面向機器數(shù)據(jù)服務(wù)的三級計算資源)圖
3
面向機器數(shù)據(jù)服務(wù)的三級計算資源19通信網(wǎng)絡(luò)
2030計算的效率、可信度與網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時延、安全性、隔離度都存在相關(guān)性,計算與網(wǎng)絡(luò)需要相互協(xié)同。主流運營商已經(jīng)發(fā)布了計算與網(wǎng)絡(luò)融合服務(wù)的新商業(yè)愿景,并提出了“算力網(wǎng)絡(luò)”的全新理念,希望將云邊端多樣的算力通過網(wǎng)絡(luò)化的方式連接與協(xié)同,實現(xiàn)多級算力服務(wù)的按需調(diào)度和高效共享。算力網(wǎng)絡(luò)代表了從“面向人的認知”向“面向機器認知”的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計理念的重要變化。中國政府在《關(guān)于加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》中明確提出:“隨著各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級進度加快,全社會數(shù)據(jù)總量爆發(fā)式增長,數(shù)據(jù)資源存儲、計算和應(yīng)用需求大幅提升,迫切需要推動數(shù)據(jù)中心合理布局、供需平衡、綠色集約和互聯(lián)互通,構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò)體系,促進數(shù)據(jù)要素流通應(yīng)用,實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色高質(zhì)量發(fā)展”,并提出要“通過引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心集約化、規(guī)?;?、綠色化發(fā)展,在國家樞紐節(jié)點之間進一步打通網(wǎng)絡(luò)傳輸通道,加快實施‘東數(shù)西算’工程,提升跨區(qū)域算力調(diào)度水平”。華為預(yù)測,
到
2030年,
為支撐城市內(nèi)應(yīng)用1ms
入云入算,城市內(nèi)光聯(lián)接將延伸至家庭、樓宇、企業(yè)、
5G基站等城市全場景,每萬人將會擁有
4
個全光
OTN
錨點,其中
100G
錨點會占據(jù)
25%;政府機構(gòu),金融機構(gòu),重點院校和科研機構(gòu),大型醫(yī)院,大型工業(yè)企業(yè)所在場所以及縣以上開發(fā)區(qū)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)的傳送網(wǎng)
OTN覆蓋率將達到
100%。
為支持算力網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作的積極開
展,ITU-T開啟Y.2500系列編號,以
Y.2501“ComputingPowerNetwork-frameworkand
architecture”為首個標(biāo)準(zhǔn),將形成算力網(wǎng)絡(luò)系列標(biāo)準(zhǔn),并與中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(CCSA)算力網(wǎng)絡(luò)系列標(biāo)準(zhǔn)相互呼應(yīng),算力網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)納入了很多運營商
6G
與未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的范疇,是未來
10
年通信網(wǎng)絡(luò)演進的關(guān)鍵場景。20通信網(wǎng)絡(luò)
20302.6
自智網(wǎng)絡(luò):無人值守自進化網(wǎng)絡(luò)回顧波瀾壯闊的通信行業(yè)發(fā)展史,關(guān)鍵技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新,促進了運營商網(wǎng)絡(luò)能力的不斷躍升。網(wǎng)絡(luò)能力的躍升激發(fā)了多樣化業(yè)務(wù)創(chuàng)新,促進了各行各業(yè)繁榮,同時,網(wǎng)絡(luò)自身也提出了業(yè)務(wù)敏捷發(fā)放、用戶體驗精準(zhǔn)保障、跨領(lǐng)域高效運維的高階智能化目標(biāo)。隨著生成式
AI
取得突破,通信大模型等關(guān)鍵技術(shù)快速發(fā)展,電信行業(yè)在迎來新流量、新連接、新業(yè)務(wù)的巨大發(fā)展機遇的同時,網(wǎng)絡(luò)的智能進程也將會顯著加速。未來,運營商根據(jù)自身情況,結(jié)合
AI
智能體、數(shù)字助理,面向客戶提供零故障、零等待、零接觸的極致服務(wù)體驗,面向網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)自配置、自保障、自優(yōu)化的運營運維,對內(nèi)促進業(yè)務(wù)創(chuàng)新增收、對外賦能行業(yè)構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力。華為預(yù)計,領(lǐng)先運營商的網(wǎng)絡(luò)自智水平將在2025
年后陸續(xù)實現(xiàn)L4
級別,到2030
年,全球大多數(shù)運營商的網(wǎng)絡(luò)將達到
L4
級別。從技術(shù)維度來看,L4
級自智網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵特征是以機器作為運維的主體,人在關(guān)鍵任務(wù)
/
場景提供決策輔助。在未來大部分場景中,機器使用
AI
來理解人的意圖,然后生成下一步網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化的建議,并使用決策式
AI
模型完成智能決策,實現(xiàn)以機器為主的自智網(wǎng)絡(luò)。同時,TM
Forum
也給出了從業(yè)務(wù)價值維度定義的自智網(wǎng)絡(luò)
L4
的特征,供產(chǎn)業(yè)參考并有序地邁向L4
級自智網(wǎng)絡(luò)。(表
7
自智網(wǎng)絡(luò)代際特征)通信大模型是實現(xiàn)自智網(wǎng)絡(luò)
L4
的關(guān)鍵使能技術(shù),通信大模型通過打造
AI
智能體和數(shù)字助理,端到端重塑網(wǎng)絡(luò)能力,可以有效支撐運營商智能化目標(biāo)達成。AI
智能體可以充分利用通信大模型的意圖理解和邏輯推理能力,實現(xiàn)電信領(lǐng)域復(fù)雜問題的分解和最優(yōu)方案的決策,再調(diào)用系統(tǒng)能力,完成面向特定場景的自治,帶來全新的網(wǎng)絡(luò)運營運維體驗。AI
數(shù)字助理可以充分利用通信大模型的自然語言理解能力,為不同角色量身打造個人數(shù)字助理,通過自然語言完成復(fù)雜的人機交互工作,一方面降低員工的學(xué)習(xí)難度,提升員工學(xué)習(xí)效率,另一方面將海量知識和數(shù)據(jù)按需提供給員工,提升其運營運維效率。隨著
AI
智能體和
AI
數(shù)字助理逐步應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的“規(guī)、建、維、優(yōu)、營”全生產(chǎn)流程,通信網(wǎng)絡(luò)
2030
年將迎來四個方面的重塑:重塑運維模式:基于自然語言打造全新的交互運維模式重塑系統(tǒng)能力:圍繞感知
-
分析-
決策-
執(zhí)行,全面提升現(xiàn)有系統(tǒng)能力重塑業(yè)務(wù)流程:以機器為中心設(shè)計業(yè)務(wù)流,端到端流程自動化,縮短業(yè)務(wù)上市時間重塑集成模式:擺脫傳統(tǒng)
API
集成模式,通過大模型實現(xiàn)自助式集成,縮短業(yè)務(wù)
TTM視角商用時間代際特征L3
/
機器輔助人L4
/
人輔助機器面向客戶零等待業(yè)務(wù)發(fā)放自動化業(yè)務(wù)交付自動化零故障體驗可感可視體驗可評估可保障零接觸可視可交互面向網(wǎng)絡(luò)自配置配置自動下發(fā)事前仿真、事后驗證自修復(fù)精準(zhǔn)診斷隱患預(yù)測預(yù)防自優(yōu)化單目標(biāo)專項優(yōu)化多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化21表
7
自智網(wǎng)絡(luò)代際特征通信網(wǎng)絡(luò)
2030未來網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)特征033.1
未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展方向從聯(lián)接百億人到聯(lián)接千億物,一個智能原生、安全可信,具備確定性體驗和通信感知融合能力的立體超寬、綠色網(wǎng)絡(luò)是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。(圖
4
通信網(wǎng)絡(luò)
2030
的愿景)圖
4
未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展方向22通信網(wǎng)絡(luò)
20303.2
關(guān)鍵技術(shù)特征通信網(wǎng)絡(luò)2030
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