下一代柔性可编程用户面技术体系白皮书

5G用户面商用问题及演进需求

业务体验问题

• 需求解析能力受限：当前5G用户面依赖“签约数据+终端请求”解析需求，效率低，无法全面细致描述差异化需求（如车联网场景），且缺乏模板化复用能力，导致资源浪费。
• 用户面路径粒度粗：过度依赖传统参数进行路由选择，无法进行精细粒度规划；通过插入中间UPF进行分流的方式仅可进行会话级局部调整，难以进行业务流级重构。
• 切换时延难以满足需求：用户面路径重建流程冗长，切换时延难以满足时延敏感类业务（如车联网自动驾驶场景≤10ms）的要求。
• 端到端QoS保障存在断点：仅关注核心网内部UPF，与无线网、传输网等协同较弱，公网传输质量难以保证，SLA保障存在“木桶短板效应”。

管理维护问题

• 功能与资源绑定困境：面向小众化场景的特色业务需要配置特色硬件资源，但硬件升级成本高，资源利用率低，且设备与服务区域绑定，不利于业务推广。
• 间接寻址影响协作及管理效率：AMF借助SMF选择UPF的“间接寻址”机制导致不同SMF网元池管理下的UPF网元间协作难度大，业务规划及网络维护难度增加。
• 边缘与大网耦合：边缘新业务上线及服务闭环均需大网配合，大网设备升级周期长、配置维护流程复杂，导致边缘业务上线周期受制于大网；业务策略控制以及网间协作无法在边缘网络实现高效服务闭环。

演进需求总结

• 业务精准解析
• 路由精细构建
• 路由快速打通
• 端到端QoS保障
• 资源高效利用
• 网元服务化管理
• 边缘敏捷部署

下一代用户面新场景挑战

新业务及新场景

• 指标要求更加极致：未来业务场景对时延、速率、可靠性、连接数等指标要求更高（如超低时延高可靠场景目标：速率Gbps量级、可靠性99.99999%、时延小于ms级）。
• 网络差异更加凸显：不同场景对网络指标要求差异巨大，并非所有场景都需要极致的网络指标。
• 多业务流严格同步：全息通信等业务场景要求支持至少1000个独立并发流，且需具备跨流同步调度机制。

通算智融合共生

• 考虑因素更加多样：需综合考虑算力、资源、内容、数据等多种因素构建全流程协同机制。
• 话务模型更加复杂：智能体通信场景下，业务请求会动态分裂，对路由容量与灵活性构成冲击，高频交互特性对路径生命周期管理及QoS保障提出了新要求。
• 人工智能赋能网络：借助人工智能等技术优化资源调度、拓扑管理等能力，提升网络运行及管理效率。

下一代用户面发展目标及设计理念

发展目标

• 极致：支持对业务进行精准解析，实现动态、复杂的端到端全域QoS保障。
• 灵活：具备良好的网络兼容性，支持对用户面网元间传输路径进行精细粒度的灵活编排。
• 高效：实现特色资源的协同调度及高效共享，降低大网与边缘用户面网元的耦合度。
• 融合：综合考虑算力、内容、数据等多方面因素，助力实现通算智融合共生；借助AI等技术优化下一代网络的网元构建、路径管理等能力。

设计理念

• 意图可编程解析
• 网元能力可编程组合
• 路由可编程规划
• 跨域可编程协作
• 量纲可编程扩展

下一代柔性可编程用户面设计

总体架构

• 意图解析层：将多样化、复杂化的业务意图转化为精准技术参数。
• 用户面编排层：基于网络需求指令，结合实时监测收集到的全域网络信息，借助AI能力完成用户面网元的“基础能力组合清单”编制，并向连接与转发层下发新建或重建用户面路径的路径信息。
• 连接与转发层：用户面网元间的“网元交互的连接载体”，执行路径的构建与维护，作为下一代用户面与无线网、承载网、传输网、公网、终端等交互的专属通道。
• 基础能力底座：对基础运行资源、数据转发资源、智能计算资源等软硬件资源进行“标准化能力封装”。

关键设计要素

• 意图可编程解析：通过端网高效协同交互和业务需求精准翻译，实现对多样化、复杂化业务意图的精准解析。
• 网元能力可编程组合：通过资源池化与能力提供、网元自服务与可管控，实现底层资源池化共享和增值能力组合调用，提升边缘业务的开展自主性及升级灵活性。
• 路径可编程规划：通过转发路径灵活规划和精细转发与调整优化，实现用户面数据包的快速高效转发，并确保用户面路径始终与业务需求、网络状态精准匹配。
• 跨域可编程协作：通过多域QoS协同，实现从“域内局部SLA保障”到“全局端到端SLA保障”的升级演进。
• 量纲可编程扩展：通过多量纲计费增强，构建全维度适配的用户面计费体系，为通感融合、无源物联、智能体通信等新业务的商用推广提供有力的技术支撑。

展望及倡议

• 标准产业推动：联合国际组织共同明确下一代用户面的技术架构、接口协议、性能指标等关键要素以形成统一的标准和规范。
• 技术联合攻坚：联合产学研力量，充分考虑行业场景需求以助力技术优化，针对实际商用过程中存在的核心瓶颈问题展开联合攻坚。
• 重点场景验证：优先选择高价值场景开展小规模试点以验证下一代柔性可编程用户面的技术可行性及关键技术的适配性，并根据试点中出现的问题对关键技术与商业模式进行针对性优化。
• 规模商用推广：在试点验证成熟基础上，分区域、分行业推进下一代柔性可编程用户面的规模化商用部署，建议优先覆盖重点领域之后逐步向全国推广。