数字经济时代,行业数字化转型推动产业互联网加快发展,确定性承载需求渐增,网络连接从“尽力而为”加速向”确定性”演进。确定性网络具备端到端特性,确定性承载作为重要构成作用日趋凸显。
本报告研究了确定性承载的范畴、内涵和关键特性,分析提出了确定性承载的八类通用场景和SLA指标,构建了多层多域的确定性承载技术体系。在此基础上,聚焦剖析了分组队列、TDM细粒度、智能编排、网络演算和异构协同等关键技术进展及标准发展现状。
基于对网络和业务维度分类分级的设计思路,本报告提出了两维五级的D-cube确定性承载评测体系,适用于IP、以太网和光传输等多种类型设备和网络的确定性能力评测。在网络维度,分析提出了结合网络规模和技术能力映射的节点级、链路级、网络级、大规模高隔离和异构网络确定性的分级方法。在业务维度,探讨了性能建模分析、源宿端扣除和等效继承的端到端承载指标分解方法,为业务评估指标的分级提供支撑。
最后,本报告对于确定性承载技术的未来发展和产业应用进行了展望并提出了相关建议。希望本报告的研究成果为确定性承载技术和产业应用创新提供参考,助力支撑行业数字化转型的蓬勃发展。
行业数字化转型为确定性网络提供广阔的应用前景。随着5G、工业互联网、云计算、大数据等技术部署推广,许多行业的生产控制和视频应用等场景对带宽保障、业务隔离、低时延、低抖动和高可靠性等方面均提出了较高确定性要求。确定性网络成为支撑行业网络高质量发展的重要技术之一。
政策引导构建端到端确定性网络,保障行业专网业务高质量承载。2020年12月22日,工信部印发《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》,指出发展工业互联网的高质量网络需要开展企业外网建设,推动基础电信企业提供高性能、高可靠、高灵活、高安全的网络服务。探索云网融合、确定性网络、IPv6分段路由等新技术的部署。
技术发展为确定性网络的实现奠定坚实基础。行业数字化转型加速ICT与OT深度融合,驱使移动通信网络向确定性网络演进。3GPP从R16开始支持端到端TSN确定性能力,R17和R18将进一步提供内生确定性连接能力,包括承载网的确定性。国内IMT-2030推进组发布的6G白皮书中,“确定性网络”成为6G十大潜在关键技术之一,并涉及接入、核心和传输网的系统性优化。
(二)建设高质量行业专网,确定性成为重要支撑
5G行业虚拟专网加速发展,行业定制和业务保障成为演进重点。传统专网技术难以满足企业网络日新月异的信息化业务需求。5G技术凭借通信性能指标的大幅提升,将在工厂、能源、矿山、电力、交通等领域发挥
重要作用。在当前阶段,用户对行业网络的需求呈现差异化和碎片化,通用化的网络产品已经无法完全满足需求,需针对行业用户提供量身定制的网络服务。截至2022年底,我国5G行业虚拟专网数已超过10000个。电力、铁路等行业已开展5G自建虚拟专网的尝试。深度适配行业需求,5G行业专网已从通用走向行业定制。构建定制化网络架构和端到端业务保障体系,网络“确定性”成为重要支撑特性。
(三)构建端到端网络能力,确定性承载作用凸显
行业专网中的业务可大致包括生产控制类、生产采集类、生产检测类和信息管理类。不同类型的业务体现不同的流量特征和网络需求特征。在多业务混传和复杂业务流量流向场景下,需实现高安全、高优先等级业务的端到端质量保证。对于工业互联网、智能电网等行业,其生产类业务均提出了电信级高可靠性网络需求,需要实现端到端的网络保护机制和电信级运维能力。部署端到端确定性网络,确定性承载至关重要。
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