《5G-A/6G新计算面使能算网融合》白皮书

算网融合的关键需求

根据上述动机和特点，以下对算网融合的五个关键需求被提出：

广域连续性算力覆盖

为支持移动网络对计算资源的端到端管理和控制，终端、无线、核心网用户面、边缘计算节点、云侧等每个具备网络接入能力的节点，都需要支持算力的接入和计算任务的卸载。也即，算网融合需要具备广域连续性算力覆盖能力。

算力资源感知和发现

基于算力泛在的特性，即计算资源会广泛部署于终端、无线、网络功能以及边缘和云端，为了优化业务体验并向业务提供最佳的计算资源，算网融合需要实时感知和发现网络中可用于任务卸载的计算资源。

端网边云计算协同

在算网融合中，端、网、边、云等不同网络位置部署了具备算力资源的计算节点。这就要求算网融合为具有不同需求的业务选择不同的计算节点，例如，XR业务要求在低时延的同时需要大量的视频渲染需求，因此可通过端侧和边缘侧的算力节点协同，实现业务的低时延高计算量需求。

路径选择和优化

为实现算力需求业务匹配最优算力节点，算网融合需要具备结合移动通信网网络资源状态、终端和计算节点的位置进行用户面或控制面的计算节点和网络路径选择，以实现端到端算网业务体验。

端到端算网一致性体验保障

端到端算网一致性体验保障是用户对业务体验的最终目标，而这一需求的实现，不仅依赖于对时延、带宽等网络性能的要求，也依赖于对业务计算任务的处理和执行。将计算能力和移动网络深度融合、协同调度，综合考虑网络的全局视图能力和计算能力，是算网融合实现用户高质量业务体验的关键。

6G算网融合参考架构

根据上述关键需求，本白皮书提出了端到端算网融合参考架构，如下图所示。该架构主要包括算网融合功能，以及部署于端、网、边、云侧的计算节点。算网融合功能中包括通信和计算的调度控制功能和通信和计算的会话管理功能，以实现对计算节点的管理、控制、发现、选择，以及计算需求的识别和计算任务的分解和卸载等。计算节点包括计算资源和计算执行能力，以实现计算任务的执行。

算网融合的关键技术

基于该参考架构，算网融合需具备以下五项关键技术，以满足算网融合的关键需求：

算网联合编排调度

算网融合的架构由海量算力节点和通信节点构成，二者叠加又会形成极其复杂的拓扑结构。将业务需求拆解为对计算任务和网络能力的要求，并实现联合编排调度，是实现算网融合的关键技术之一。

端到端算网QoS控制

为实现端到端算网业务体验保障，可将现有QoS机制进一步扩展为具备算力能力的算网QoS机制。例如，扩展QoS参数，加入计算资源的类型、计算资源的大小及计算时延等级等。网络侧根据终端业务需求，进行算网QoS的会话建立、算力任务分配和资源选择。算网控制功能可以基于上述参数来选择不同的转发路径和算力节点，以实现端到端算网QoS控制。

计算的动态卸载和调度

在算网融合中，终端的位置、网络的时延和带宽，以及边侧和云侧的负载都呈现动态特性。因此，需要动态地执行计算任务的卸载和调度。为此，算网融合需要具备对计算任务进行动态建模的能力，以便在移动性场景下有效执行计算任务，并实现对卸载前后的计算任务进行时钟同步，从而实现计算的动态卸载和调度。

算网融合安全和隐私

鉴于不同业务场景的安全需求各异，且网络各功能节点存在安全级别差异，算力节点的选择与配置必须充分纳入安全考量，确保数据处理过程中的安全与隐私得到妥善保护。

算网融合能力开放

算网融合的能力开放方式可分为对网络自身的能力开放和对外部应用和行业的能力开放：对移动网络自身的能力开放，可以使能移动网络高效地利用算力资源，构建算力内生的增强型网络架构；对外部应用和行业的能力开放，可为外部行业应用提供算力服务，赋能千行百业的多样化应用需求。

算网融合的应用场景和潜在解决方案

XR场景

XR（扩展现实）包括VR（虚拟现实）、AR（增强现实）、MR（混合现实）等场景。在不同的XR场景下，分辨率需求最高可达200M像素，时延需求最高可达5ms，下行比特率需求最高可达100Mbps。与这些极致的业务体验需求相对的，是XR设备的便携性带来的低计算能力。

作为该场景的潜在解决方案，算网融合根据对任务内差异化计算需求的识别，进行计算任务的分解、编排和卸载，从而实现算力资源的合理利用。例如将点云数据等对计算量需求较低的任务，直接卸载到头戴设备的端侧计算节点；将物体检测等对计算量要求中等的任务，卸载到边缘计算节点；将跟踪定位等需要较大计算量的任务，卸载到计算能力较强、资源更加丰富的远端的云计算节点。

云游戏场景

云游戏的运行需要执行大量画面渲染任务，这些渲染任务需要通过海量计算来实现。然而，云游戏终端具有的端侧算力资源，通常无法满足如此庞大的计算任务需求，只能支持分辨率和流畅度较低的画面渲染，使游戏体验显著下降。

作为该场景的潜在解决方案，算网融合通过对游戏任务的计算需求和网络需求的识别，以及端、网、边、云侧计算资源的实时状态管理，执行计算资源的发现和选择以及路径优化，将渲染任务卸载到满足云游戏算网需求的计算资源上，从而实现在用户不感知的情况下，提升游戏体验。

工业机器人场景

在全自动化工厂场景中，会出现多个智能机器人相互协作完成工厂各项生产工作的情况。对于生产尺寸较小或构造较精密的车间，该场景对计算精度具有极高的需求；此外，对于多个机器人共同完成的生产任务，多终端之间的同步也显得尤为重要。

作为该场景的潜在解决方案，工厂中的多个可移动的机器人，通过TSN网络将计算卸载到边缘服务器，在边缘服务器执行计算，再将命令统一发送回各个机器人，从而同时实现计算本身的低时延高可靠，以及多个机器人之间的动作协同。

未来展望

在未来，中国移动将持续发挥行业引领作用，深化算网融合技术的研究与探索，并不断发掘新的应用场景，拓宽技术应用的边界。同时，也将全力以赴推进算网融合相关的国际标准化进程，致力于在全球范围内促进对该技术的理解与认同，加速促成业界在算网融合领域的广泛共识与合作。

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