6G核心网架构展望分析

5G 核心网通过基于网络数据分析功能 NWDAF 的核心网智能化方案，实现了智能策略控制、网络负载及拥塞分析、 网络切片性能分析及保障、边缘计算路由智能化调度等智能化解决方 案。

6G 作为新一代的移动通信系统，其核心网将是构筑智能泛在的 综合型数字信息基础设施，满足千行百业差异化需求和智算融合，促 进云网边端业协同和产业生态繁荣发展的重要驱动核心。 6G 核心网仍将支持基础的连接业务，其连接平面将在 5G 核心 网已有控制平面和用户平面的基础上进一步进行增强，实现核心网连 接平面的可编程能力以及 6G 原生的 AI 能力。同时，面向构筑泛在 多元的通、感、智、算一体化信息服务平台的核心网演进愿景，6G 核心网将在传统连接平面的基础上引入新的数据平面和计算平面，以 支撑 6G 核心网能力内生的演进需求，实现无处不在的面向数据、计 算、智能等服务资源的多要素协同服务能力。

6G 核心网连接平面包括演进的控制平面和用户平面。演进的控 制平面将继续沿用服务化架构，并在此基础上进一步实现各个网络功 能、网络服务的完全解耦，从而实现网络功能模块的相互隔离及网络 服务能力灵活的按需调用。同时，6G 网络将支持分布式组网架构， 5G 核心网服务化框架下以 NRF/SCP 为核心的网络功能发现和选择 机制将进一步扩展，除支持网元级别的发现和选择外，将进一步支持 网络间的发现和选择能力。演进的用户平面则将增强支持服务化架构 及协议栈，全面实现 6G 网络灵活按需的部署能力。此外，6G 核心 网用户平面将具备与计算平面的互通功能，通信模式从传统的网络业 务调度演进为网络业务和计算业务的联合调度，实现网络资源与计算 资源灵活动态的高效协同能力。

6G 核心网数据平面重点面向网络数据种类和数据量高速增长的 发展趋势，围绕 6G 通信感知一体化、内生智能等网络内生能力需求 进行设计，支持基于数据消费者（如 6G 核心网网络功能，应用服务 器等）的数据服务请求，通过统一的数据平面架构进行按需的数据采 集、数据处理以及数据存储，并且能够提供数据查询、检索和协调能 力，实现高效的数据存储和调用框架。此外，基于不同的数据服务需 求，数据平面还应支持数据服务任务的分解、数据服务的编排、以及 数据会话的建立和管理，并通过分层分布的数据平面部署框架，实现 数据的随路处理和任意拓扑能力。进一步的，数据平面还应支持基于API 的数据服务开放能力，以丰富的应用和灵活的形态实现“数据即 服务”的服务能力。

6G 核心网计算平面重点面向 6G 时代业务形态逐渐向计算密集 型业务演进的需求，通过统一的算力感知框架及按需的算力调度能力， 支撑 XR 业务、多模态通信等创新业务形态的极致性能体验。同时， 围绕 6G 网络原生的 AI、感知、数字孪生等技术，计算平面将支持提 供基础的计算服务平台，实现灵活的算力调度及按需的计算任务卸载。 在以上 6G 核心网功能平面构筑的基础上，6G 核心网也将进一 步支持更加深度的信息服务开放能力。为此，6G 核心网能力开放框 架将在 5G 的基础上持续增强和扩展，聚合内涵更丰富的跨领域信息 服务能力，使能 6G 创新业态。同时，6G 核心网将基于增强的能力 开放框架提供更灵活的服务开放手段，拉通 6G 网络、终端用户和应 用提供方的全链条业务需求，构筑多元开放的移动业务生态。

功能平面 ：1. 连接平面 6G 核心网将继承 5G 核心网已有的基于控制平面和用户平面的 以连接业务为对象的业务实现逻辑，继续承担面向基础连接服务的接 入管理、移动性管理、签约管理和会话管理等功能。同时，针对 6G 未来愿景中的新增能力如通信感知一体化、大规模通信及泛在连接等， 6G 核心网连接平面还将负责对应业务能力的管理和控制功能，如针对感知业务的感知模式选择和控制，针对无源/半无源物联网设备的 标签分配和管理等。此外，针对未来潜在的新业务发展和演进前景， 连接平面还将进一步增强以支持提供更加敏捷的原子化服务能力，实 现网络从提供移动通信服务到提供移动信息服务的转型。

对比 5G 核心网已有的控制平面和用户平面能力，6G 核心网连 接平面的主要变化及增强体现在以下几个方面： 平台化拓展：5G 核心网控制平面网络功能之间的交互已经全部 采用基于 HTTP/Restful 的服务化协议框架，但用户平面接口（如 N3，N9 接口），控制平面和用户平面之间的接口（如 N4 接口）等 仍采用 GTP 等传统协议，网络功能间的耦合度较高，使得网络无法 以高度模块化和平台化的架构形态对外提供服务，制约了网络的灵活 敏捷部署。因此，6G 核心网用户平面功能需要全面深化平台化和模 块化的功能和接口协议设计，实现网络功能间，以及网络服务间的全 面解耦，满足日益灵活和动态的网络部署及管理需求。 极简化架构：5G 核心网演进至 Rel-18 版本，3GPP 标准中已 经定义了数十个服务化网络功能及更多数量的服务化接口，并且随着 后续版本的研究和标准化工作的推进，这一数字还可能进一步增长。 新功能标准化过程中不断的在 5G 服务化架构的基础上定义新的逻 辑功能和逻辑接口，导致网络架构的复杂度持续增长，对运营商网络 新能力的引入和部署造成了困难。未来，6G 核心网连接平面的设计应考虑网络架构的简化，合理的进行网络能力的分解和重构，进一步 加强网络功能的内聚，并尽可能的缩减网元间的交互，提升网络新功 能部署和实施的效率。这一连接平面功能分解和重构的思路将不仅仅 局限在 6G 核心网首个版本的能力定义过程中，而应在后续潜在的新 功能引入时作为网络架构增强的基本原则之一，将功能的扩展聚焦在 服务粒度而不是网元粒度，避免随着后续版本新功能的标准化而导致 网络功能和网络接口数量的持续膨胀。

内生 AI 能力：5G 核心网通过基于网络数据分析功能 NWDAF 的核心网智能化方案，实现了智能策略控制、网络负载及拥塞分析、 网络切片性能分析及保障、边缘计算路由智能化调度等智能化解决方 案。但以 NWDAF 为核心的数据分析过程，需要先将采集的数据汇 聚到云上进行相对集中的数据预处理、数据分析、数据存储等操作， 随后再将分析结果返回给分析的消费者。随着业务的演进，未来 6G 网络的流量模型将发生显著的变化，越来越多的业务流量将终结在网 络的边缘，目前的数据处理方式将导致网络在数据传输方面耗费大量 的资源。未来的数据处理模式将逐渐倾向数据的随路处理和使用，结 合这一发展趋势，未来 6G 核心网连接平面将具备普遍的、泛在的 AI 能力，连接平面的各个网络功能将具备各自自有的 AI 能力模块， 结合 6G 核心网新引入的数据平面/计算平面，实现数据的按需、就 近采集和调用，以及就近的分析和处理，极大的降低数据传输和数据处理的资源需求。此外，连接平面网络功能的 AI 能力也应同时支持 域内或跨域的联邦学习能力，实现高效和安全的模型训练和管理框架。

2. 数据平面 随着移动通信网络能力的持续迭代和增强，网络中产生的数据量， 以及数据的交互需求也在不断增长，包括网络内生 AI、高精度定位、 通信感知一体化等增强能力的实现都需要通过大量的数据交互和数 据处理操作进行支撑。在现有的 5G 系统框架下，一方面，网络的设 计仍主要以面向连接的业务需求为基础，不同种类的连接通过各自特 有的能力框架实现，各个业务特性所涉及的数据也均通过其独有的能 力框架进行采集、处理和反馈，从而形成了一座座的数据孤岛，难以 进行统一的数据管理和高效的数据协同，降低了数据的整体质量和价 值。另一方面，在现有框架下，系统所采集的数据通常先汇聚到云端 进行处理和分析，随后再将分析结果反馈给终端的使用者，随着业务 的不断发展，越来越多的业务流量呈现出在边缘终结的趋势，传统的 数据处理模式将导致网络在数据的采集和传输过程中耗费大量的资 源，并同时带来了数据安全和数据隐私方面的风险。 面向未来的 6G 发展愿景，6G 网络中的各个功能域中的 AI/ML 数据、感知数据、定位数据，以及其他网络和业务运行过程中必要的 数据（如网络状态数据，业务性能数据等）需要统一的通过独立的数 据平面进行采集、传输、处理、存储以及共享，以建立快捷、高效、安全的数据管理框架，解决数据孤岛造成的数据价值降低的问题，实 现数据的“随路处理”能力，进而满足灵活多样的数据服务应用场景。

数据服务代理：负责和数据消费者进行交互，接收数据消费者的 数据服务请求，根据服务请求的内容选择对应的数据采集功能和数据 处理功能并建立数据传输通道。在数据采集和数据处理完成后，数据 服务代理负责将被请求的数据反馈给数据消费者。数据服务代理同时 具备数据安全和数据隐私管理能力； 数据采集功能：基于数据服务代理下发的数据采集指示，负责选 择对应的数据源进行所需类型数据的采集，并通过数据会话将所采集 的原始数据发送给数据处理功能进行后续进一步的数据处理； 数据处理功能：对接收到的数据采集功能所采集的原始数据进行数据清洗、数据聚合、数据规范化等数据处理，形成数据消费者可用 的数据集合，并将对应的处理完成的数据集合反馈给数据服务代理。 基于网络配置，数据处理功能可同时将处理完成的数据发送至数据存 储功能进行存储；

数据存储功能：将数据处理功能处理完成的数据进行存储，基于 网络和业务实际需要，数据存储功能可支持对不同的数据集合使用不 同的存储策略，如特定存储周期（特定时间后删除）或长期存储。数 据存储功能可以为存储的数据建立数据档案，并将数据档案信息注册 至数据协调功能； 数据协调功能：接收数据存储功能的数据档案信息并进行注册， 记录已经完成采集和处理并存储至数据存储功能中的数据的情况，用 于在后续数据服务请求时判断是否能够复用数据存储功能中已存储 的数据集合，避免数据的重复采集和重复处理。 在上述框架中，数据消费者可以是移动通信网络中的其他网络功 能节点（如核心网网络功能或无线 RAN 节点），也可以是用户设备 UE，或应用服务器。 通过数据平面的定义，以及数据平面和其他功能平面合理的功能 区分，将可以在一定程度上解决 5G 网络数据传输和处理的瓶颈，实 现数据服务相关功能和 6G 核心网其他功能平面的解耦，满足相对独 立的端到端数据采集、传输、存储和共享能力，提升数据处理效率和数据服务体验。

3. 计算平面 移动算力网络是以传统移动网络的基础设施及其所提供的连接 服务为基础，在保障连接质量要求的同时，实现移动通信网络内的泛 在算力（如终端算力、基站算力、边缘算力等算力资源）的感知能力， 并通过计算资源的管控机制来协同连接资源与算力资源，从而实现移 动通信网络内按需的计算资源调度，达到网络服务和用户业务的最优 体验。

在 5G/5G-A 阶段，面向移动算力网络的需求就已经开始逐渐涌 现，越来越多的业务对移动通信网络计算任务的处理能力提出了需求， 典型的移动算力网络需求场景包括：  车路智能协同：车路协同场景需要通过构建端-边-云协同的计 算架构，根据车联网不同业务对算力和时延的不同需求，实现 车联网业务的分级部署和协同调度编排，典型业务如十字路口 动态调度、边端协同驾驶决策、AI 辅助驾驶等；  沉浸式业务：当前，XR 等对算力存在较高要求的应用逐渐普 及，但受限于终端有限的算力、电池容量和存储空间，单靠终 端难以满足大模型、大计算的业务能力，需要借助移动算力网 络提供近端算力服务，并通过实时感知算网资源状态，实时动 态的进行算力路径的调度切换。

计算服务编排功能：计算服务编排功能作为计算服务请求的接收 节点，负责进行计算服务的标识、服务上下文的建立和管理、计算服 务需求解析和任务分解，以及计算服务生命周期的管理，实现计算服 务资源需求的映射并负责对计算服务管控相关功能进行计算服务任 务的下发。 计算服务控制功能：计算服务控制功能实现计算服务的执行控制， 包括计算会话的建立和管理，计算、连接协同的接入管理、移动性管 理和会话路径管理等，计算服务控制功能同时负责完成计算服务 QoS 的控制和保障，实现动态的计算资源调度和计算任务的卸载。 计算资源管理功能：计算资源管理功能实现对于底层异构计算资 源的统一感知、度量和注册，并完成算力资源拓扑的建立和实时状态的监控，包括计算节点可用性、计算资源实时使用情况等，用于为计 算服务控制功能的计算服务执行决策提供依据。 面向未来移动通信业务的演进需求，6G 核心网将能够通过通用 的计算平面架构，实现统一的计算资源的感知和调度能力，使能泛在 和普惠的计算服务能力，进而为用户和应用提供随时随地的、不受限 于硬件能力瓶颈的高质量计算服务体验。

4. 跨平面协同 6G 核心网通过连接平面、数据平面、计算平面的三平面设计框 架，使数据和计算相关的管理功能和传统的连接管理功能解耦，从而 实现灵活动态的网络部署能力，构建基于 6G 核心网的融合数据、计 算、AI 等多样化信息服务能力的信息服务平台基座。

虽然实现了不同功能平面的定义和划分，但具体到实际的网络部 署和应用实践，在 6G 业务使能的过程中，网络服务/用户业务仍普 遍需要通过跨平面的协作来完成，例如，当用户业务需要高效的音视 频渲染能力进行配合，那么 6G 核心网的连接平面将和计算平面协同， 共同将用户会话调度至最优的计算节点，进而完成用户业务所需的服 务过程。因此，6G 核心网在实现连接平面、数据平面、计算平面间 能力解耦的同时，不同功能平面之间也应是有机协同的，其协同主要 体现在以下方面： 连接平面数据平面：数据平面是数据服务的核心，连接平面 中控制平面/用户平面中的网络功能也将成为数据服务链条上的一环， 其既可以是数据服务的消费者，也可以是数据服务所需数据的数据源。 作为数据源时，连接平面产生的数据基于数据服务需求被数据平面对 应的网络功能所采集、处理和存储；作为数据服务消费者时，连接平 面向数据服务代理发起数据服务请求，并从数据服务代理获得其所请 求的数据。

连接平面计算平面：计算平面完成连接和计算协同的计算任 务管理和调度，连接平面在发起连接、建立会话或创建任务的过程中， 可以按需同步提出对应的计算服务需求，由计算平面中的计算服务编 排功能进行需求的承接和任务的分解。为实现连接和计算的协同，连 接平面中的会话管理、策略控制等功能需要进行针对性的增强，同时用户平面也存在进一步演进的需求，如协议栈融合 SRv6 协议能力， 对 MoQ 等特定业务传输协议的支持，计算资源的上报和注册等，以 实现和计算服务管控相关功能的联动。 计算平面数据平面：计算平面通过实时的计算资源感知和调 度，针对对数据服务具有明确需求的服务场景如感知、AI 等，由计 算平面辅助进行数据会话路选择和数据传输路径的优化，将数据传输 路径引导至最优的计算节点，进而完成对应的服务任务。

分布式组网 ：1. 总体组网 当前的移动通信网络大都采用集中式建设模式，并在边缘场景中 通过 MEC 为用户提供就近的数据服务。6G 网络中，各种垂直行业 终端、可穿戴设备等物联网终端数量将急剧增多，如果网络继续采用 集中式部署模式，那么中心网络将需要提供超大的容量规模，一旦出 现故障，影响的范围及所涉及的终端用户数量将会非常庞大，使网络 的可靠性受到巨大的威胁和挑战。同时，6G 网络为了能够深入到各 行各业的应用中，还需要提供更大流量、更低时延的服务能力，以 XR 业务、精密制造等场景为代表的此类需求也将促进网络的进一步 下沉。 因此，为了构建无处不在的接入服务和信息共享能力，以及灵活 可靠的网络服务提供能力，未来的 6G 网络将出现大量的 MEC 边缘网络和各种企业专网、园区专网的共存、互联互通的场景，呈现为以 分布式架构为核心的中心网络结合分布式网络的网络架构。

为了实现 6G 网络大规模的中心、分布组网，以及网络间的发现、 管理和互联互通，面向分布式组网架构需要重点考虑中心网络和分布 式子网间，以及不同分布式子网间的互联和互信，以及分布式子网自 身的自治能力。

2. 网络互联 分布式网络面向多种多样灵活动态的业务场景，例如体育场馆、 交通工具如飞机/轮船等场景可能出现临时创建的分布式网络，其服 务周期可能以天甚至小时为单位，因此当分布式网络临时创建时，其 需要实时的加入到现有分布式网络体系中，并实现与其他相关联的分布式网络间自动发现和互联互通，实现分布式网络的即插即用。为此， 分布式网络间需要提供网元级别/网络级别的自动注册和发现的机制， 例如：基于 NRF 的动态注册和发现机制、基于区块链、Service Mesh 技术的分布式管理机制等。 分布式网络间的互联互通可以经由服务代理网关实现互通，简化 网络间互通的组网复杂度，并且可以增强网间的安全可靠能力。其互 联互通方式可分为两种：可信互联和非可信互联。当同一个运营商内 不同区域的分布式子网间互联，可以看作为是可信互联；当不同企业 的分布式子网间、企业和运营商的分布式子网间等，可以看作为是非 可信互联。非可信互联时，分布式子网间的服务代理网关需要增强安 全隔离的能力，例如：通过拓扑隐藏功能防止其他分布式网络探测域 内的各个网元/服务节点；增强防伪抗攻击能力，避免域内节点受到 来自外部的攻击。

此外，分布式网间互联还需要提供移动性和代理中转的功能，以 满足本地网络覆盖不足的问题。例如：飞机、轮船等场景的自治域网 络，除了提供机载/轮渡的本地数据业务之外，还可以向用户提供接 入互联网或者归属专有网络的服务能力；并且，该分布式子网自身也 具有移动性，需要支持在不同的位置下均可保障与其他分布式网络间 的互联互通，提供无中断的数据服务。 面向不同的业务场景，分布式子网可能采用不同的接入制式如有线接入、无线接入或卫星接入，因此分布式网络互联时还需要考虑多 种异构网络间的互联互通能力。

3. 网间互信 分布式网络中，各个网元节点之间，以及各个分布式网络之间， 均需要保障自身的网络安全、对端可信和业务访问可信，以防止出现 非法节点/非法网络入侵造成网络攻击和信息泄露等安全风险。因此， 网络节点间、自治域之间需要支持安全认证和防护策略。 节点/网络的可信需要满足身份和位置两个维度，完成彼此间的 认证和授权机制。在服务化架构下，可以采用基于 TLS 的证书认证 机制，实现双向认证；基于 OAuth2.0 框架实现 NF 间的授权；还可 以引入基于区块链等技术的身份认证机制，通过分布式账本管理用户 的身份信息和验证身份所需的秘钥信息，实现节点/网络接入区块链 网络时的身份真实性的确认。此外，节点/网络间还可以经由服务代 理网关进行互访，由该网关执行所有信令消息的访问控制验证，并且 提供了彼此间的安全隔离和防护功能，避免故障传染。

分布式网络还需要对接入的终端用户进行身份验证，防止非法用 户的接入。当用户在非归属网络中接入时，拜访地网络需要协同归属 网络一起对终端用户进行身份认证，确保用户访问拜访地网络的权限 合法，或者经由拜访地访问归属地的权限合法。当经由拜访地访问归 属地时，所有的信令消息和媒体数据可以采用加密技术进行加密，防止第三方的窃听，并保障数据的完整性。