中國移動研究院鄧平科：星算網(wǎng)絡是天地融合智能組網(wǎng)關鍵技術方向

6月23日消息（岳明）在今天的中國移動2022年科技周暨移動信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新大會“空天地一體化通信與融合組網(wǎng)技術研討會”上，中國移動研究院基礎網(wǎng)絡技術研究所主任研究員鄧平科博士就中國移動在6G空天地一體化星算網(wǎng)絡方面的研究與進展進行了分享和探討。

他表示，經(jīng)過多年發(fā)展，衛(wèi)星通信已經(jīng)進入了以星鏈系統(tǒng)為代表的第四代衛(wèi)星通信——互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星通信階段，蜂窩移動通信也已經(jīng)進入第五代技術階段（5G），并且在5G時代，蜂窩移動通信和衛(wèi)星通信正在走向融合，朝著空天地一體化網(wǎng)絡的方向協(xié)同發(fā)展。

“星算網(wǎng)絡是天地融合智能組網(wǎng)的關鍵技術方向之一。”鄧平科博士分析稱。隨著星座向巨型化發(fā)展，天線從單波束向多波束發(fā)展，以及在軌實時業(yè)務的需求和天基網(wǎng)絡的智能運管需求，網(wǎng)絡對算力的要求日益迫切。針對于此，中國移動提出了星算網(wǎng)絡的總體思路：星上網(wǎng)元＋星上路由，結(jié)合天基云，通過業(yè)務級互聯(lián)，提供算力路由服務，將用戶任務路由到最匹配的算力位置，從而構(gòu)成星上算力網(wǎng)絡。

據(jù)介紹，6G空天地一體化星算網(wǎng)絡主要有五個特點：一是，用戶相對衛(wèi)星高速運動、網(wǎng)絡時空特性變化快，導致網(wǎng)絡通信能力不均勻；二是，星上負載狀態(tài)隨軌位大幅度變化，總體呈現(xiàn)出低緯度負載大，高緯度負載小的周期性變化；三是，星載網(wǎng)絡的算力按最大能力預先分配，節(jié)點負載狀態(tài)可實時感知；四是，高、低軌動態(tài)變化差異大，高軌適宜集中式算網(wǎng)分配，低軌適宜分布式算網(wǎng)分配；五是，路由層次相對簡單，主要在接入和核心兩個層面。

鄧平科博士談到，中國移動研究院與北郵等高校和科研院所展開合作，將地基核心網(wǎng)通過剪裁和優(yōu)化移植到星上，形成了天基極簡核心網(wǎng)。這一星上核心網(wǎng)不僅有利于星上就近路由，與邊緣計算相結(jié)合，優(yōu)化路徑，降低時延，提供低時延大帶寬業(yè)務；而且通過采用空間直連的方式幫助特殊用戶，避免在業(yè)務落地過程中遭到威脅；此外，在地面網(wǎng)絡故障或容量不足時，星上核心網(wǎng)可就近分流，與星上CDN結(jié)合，提供基本服務能力，從而提升地面網(wǎng)絡的可靠性。

在談及中國移動的星算網(wǎng)絡架構(gòu)設計時，鄧平科博士表示，星上核心網(wǎng)架構(gòu)也會面臨著一些技術上的挑戰(zhàn)，比如載荷能力受限、核心網(wǎng)功能需要裁剪和定制、軟件定義衛(wèi)星/資源編排技術需要提升等。星算網(wǎng)絡邏輯架構(gòu)主要分為算網(wǎng)資源層、算網(wǎng)抽象層和算網(wǎng)編排層這三個層面。實際上的架構(gòu)是聚焦于構(gòu)建星云算力和承載算力服務兩個方面。在構(gòu)建星云算力上，將會結(jié)合軟件定義衛(wèi)星技術，同時參考地面網(wǎng)絡的服務化技術、SDN/NFV技術，基于高性能硬件模塊和統(tǒng)一接口搭建高算力星載平臺，構(gòu)建星算節(jié)點，實現(xiàn)基于天基網(wǎng)絡的算力系統(tǒng)；在承載算力服務方面，將會拉通基于IPv6的天地互聯(lián)互通基座，利用衛(wèi)星自主健康管理，感知衛(wèi)星狀態(tài)、算力負載情況，實現(xiàn)智能的算力路由，承載算力調(diào)度等算力服務，構(gòu)建天地一體化算力網(wǎng)絡。

同時，鄧博士指出，在未來，星算網(wǎng)絡可以用于大帶寬通信服務、遠程感知服務、位置導航服務和物聯(lián)網(wǎng)服務等多種服務類型。

“目前，中國移動正積極推動天地一體標準體系的構(gòu)建，已在ITU發(fā)起了固定、移動、衛(wèi)星融合（FMSC）標準化工作，并牽頭15項標準中的8項，覆蓋核心網(wǎng)、IP、算力網(wǎng)絡等領域。同時，中國移動在CCSA牽頭了天地一體5G網(wǎng)絡場景和需求、總體網(wǎng)絡架構(gòu)、設備技術要求、IP協(xié)議能力要求等多方面標準，已完成7個立項和2個結(jié)項，持續(xù)推動衛(wèi)星通信與5G網(wǎng)絡融合。”鄧平科博士在演講中談到。

最后，在談及星算網(wǎng)絡的未來愿景時，他表示，預計到2030年之后，星算網(wǎng)絡的用戶通信能力可以達到數(shù)百兆到數(shù)吉比特，浮點運算能力將超過0.1 Tflops，存儲能力將超過1 TB，星間鏈路通信速率可達10 Gbps。未來星算網(wǎng)絡有希望成為融合空間通信、空間感知和空間計算三類資源的在軌動態(tài)云網(wǎng)絡，實現(xiàn)天基網(wǎng)絡對多類信息的在軌協(xié)同智能處理與融合計算。”

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