【中移智库】面向工业互联网的确定性网络协同技术白皮书(2024年)

近日，由中国移动通信有限公司研究院牵头编写的《面向工业互联网的确定性网络协同技术白皮书（2024年）》正式发布。这份报告深入探讨了面向工业互联网的确定性网络协同技术，旨在为工业互联网确定性网络的研究和后续的标准制定提供参考。报告中不仅分析了确定性网络需要解决的问题，还详细描述了端到端技术协同架构，并研究了各种技术在工业互联网部署中的协同性，为推动工业互联网的发展提供了宝贵的理论支持和实践指导。报告内容丰富，涵盖了从标准化发展现状到端到端确定性网络协同框架的多个方面，是工业互联网领域的重要参考资料。

随着工业互联网的发展，网络的确定性变得愈发重要。所谓确定性网络，就是指那些能提供可预测、可规划的网络服务，确保数据传输的时延、抖动和丢包率等关键指标在特定范围内。这一技术对于工业自动化、远程医疗、智能交通等对网络质量要求极高的领域来说至关重要。

在《面向工业互联网的确定性网络协同技术白皮书(2024年)》中，详细探讨了确定性网络在工业互联网中的应用及其面临的挑战。报告指出，确定性网络的关键在于减少节点内的时延，这包括报文的处理、排队、发送和重传等。通过特定调度规划和数据包的处理调度，可以避免信息在交换过程中不可控制的排队，从而降低设备的缓存成本以及传输等待而导致的时延。

报告还强调，端到端的确定性网络不仅要解决网络设备对报文处理的时延，也需要协同多域、多运营商的全局时延。这意味着，从工厂内网到工厂外网，再到跨网络域，每一个环节都需要精确的时延控制。例如，工厂内网中的TSN技术，通过时钟同步、资源预留和流量调度等功能，确保了工业以太网流量的实时传输。

在工厂外网，确定性网络的实现则更为复杂。这里涉及到5G无线侧、接入网、汇聚网和骨干网等多个层面。报告中提到，5G边缘计算的兴起使得数据中心和UPF（用户面功能）逐渐融入到运营商的网络中，这为确定性网络的实现提供了新的可能。

此外，报告还提出了端到端确定性网络协同框架，包括横向跨网络域和纵向跨功能平面协同。在横向跨网络域方面，需要考虑工厂内网、工厂外网及跨网络域的协同；而在纵向跨功能平面协同方面，则需要数据面、控制面和管理面的紧密配合。

报告中还提到了一些具体的技术方案，如现场网与车间网的协同技术、工厂内网与工厂外网的协同技术、移动网与承载网的协同技术等。这些技术方案的提出，为确定性网络的实现提供了具体的路径。

然而，确定性网络的实现并非没有挑战。报告指出，目前确定性网络的转发面技术如流量整形、队列调度等均以解决单跳时延为基础，缺少了基于端到端时延保障的考虑。此外，不同网络域可能使用不同的调度、整形技术，这也给确定性网络的实现带来了难度。

为了应对这些挑战，报告提出了一系列发展建议。首先，需要对确定性网络的场景和技术分类分级进行进一步研究，以满足确定性业务多样化需求和SLA指标达成。其次，需要解决应用的确定性需求和网络的确定性能力之间的映射问题。最后，网络与计算确定性技术的协同也是未来发展的关键。

总的来说，这份报告为我们提供了一个关于确定性网络在工业互联网中应用的全面视角。它不仅分析了当前的技术挑战，也提出了未来的发展方向。随着技术的不断进步，我们有理由相信，确定性网络将在工业互联网中发挥越来越重要的作用。

这篇文章的灵感来自于《面向工业互联网的确定性网络协同技术白皮书(2024年)》。除了这份报告，还有一些同类型的报告，也非常有价值，推荐阅读，这些报告我们都收录在同名星球，可以自行获取。

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