联盟网络Co-NET2.0白皮书 架构设计及场景示例2025

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摘 要 通信网络正经历从“万物互联”到“万物使能”的深刻转型，5G 的普及与 6G 研发的加速推进，标志着一个全新时代的开启。预计至 2030 年，全球移动数 据流量将飙升至当前的十倍，物联网设备数量将突破五百亿台，全面覆盖工业、 农业、医疗、交通等多个领域。然而，当前网络架构面临资源孤岛化、业务灵活 性不足、商业模式单一等严峻挑战，严重制约了网络性能的进一步提升和行业的 创新发展。在此背景下，联盟网络作为一种创新的网络架构应运而生，它通过多 主体协作与动态资源共享，旨在打破传统网络的局限，为通信技术的发展开辟新 的路径。 联盟网络通过重构资源分配模式、优化服务架构、革新协作机制，为行业带 来四大核心价值。首先，资源动态共享能够显著提升全局效率，实现频谱、算力 等资源的按需调度与全局流动。其次，它为垂直行业赋能，释放数字化潜能，满 足不同行业对网络性能的多元化需求，推动各行业的智能化升级。再次，联盟网 络创新商业模式，激活生态价值，促进从“流量计费”向“价值服务”的转型， 为参与者创造更多盈利机会。最后，它加速可持续发展，履行社会责任，通过智 能调度降低能耗，提升网络的绿色化水平。 白皮书深入探讨了联盟网络的架构设计，提出了具体的设计思路与新增功能 模块，并结合不同类型的网络给出了详细的设计示例。联盟网络的整体架构设计 着重于多主体网络互联、灵活资源和能力共享、可信权益保障、跨域安全和身份 管理以及智能化网络管理，确保网络的高效、灵活与安全运行。新增的四类功能 单元——业务单元、联盟单元、可信单元和智能体单元，协同工作，共同实现联 盟网络的核心功能与价值。 在支撑技术方面，白皮书全面阐述了联盟网络的关键技术体系，涵盖跨域管 理技术、开放解耦技术、安全可信技术以及 AI 与智能体技术。这些技术相互配 合，共同确保联盟网络的高效运行、智能化管理与安全性。跨域管理技术实现不 同主体网络之间的无缝对接与协同工作；开放解耦技术促进网络能力的开放与资 源共享；安全可信技术保障网络交易与数据的安全；AI 与智能体技术则为网络 的智能化运维与优化提供强大支持。 1 白皮书还结合具体实例，生动描绘了联盟网络在全域通感网络、全域应急通 信及 Web3 服务三种典型场景中的广阔应用前景。全域通感网络通过多主体协作， 构建未来智慧城市，实现对城市基础设施的智能化管理与实时监控；全域应急通 信整合卫星、无人机与地面基站，打造空天地一体化的应急通信系统，大幅提升 灾害救援效率；Web3 服务则推动去中心化存储与算力市场的发展，为用户与运 营商创造全新的交互模式与商业机会。 总之，联盟网络作为一种具有前瞻性与创新性的网络架构，将在 6G 时代发 挥重要作用，引领通信技术的发展潮流，为各行业的数字化转型与智能化升级提 供坚实支撑。尽管其发展面临技术、管理、标准化与合规性等多方面的挑战，但 联盟网络所蕴含的巨大潜力与多方面优势，预示着其必将成为未来网络生态的重 要组成部分，吸引更多的参与方加入，共同构建一个更加开放、智能、高效与安 全的网络世界。 目 录 1 引言........................................................................................................................... 1 1.1 背景................................................................................................................. 1 1.2 核心价值主张................................................................................................. 2 1.3 白皮书结构..................................................................................................... 3 2 联盟网络架构设计................................................................................................... 5 2.1 联盟网络整体架构......................................................................................... 5 2.2 运营商及行业网络架构示例......................................................................... 8 2.3 第三方接入网及家庭网络架构示例........................................................... 10 2.4 NTN 网络架构示例....................................................................................... 10 3 联盟网络支撑技术................................................................................................. 12 3.1 跨域管理技术............................................................................................... 12 3.2 开放解耦技术............................................................................................... 14 3.3 安全可信技术............................................................................................... 16 3.4 AI 与智能体技术........................................................................................... 18 4 联盟网络典型场景................................................................................................. 20 4.1 全域通感网络：构建未来智慧城市........................................................... 20 4.2 全域应急通信：卫星、无人机与地面基站协同组网............................... 21 4.3 Web3 服务：去中心化存储与算力市场...................................................... 22 5 总结展望................................................................................................................. 23 1 / 25 1 引言 1.1 背景 随着 5G 技术的全球普及和 6G 研发的加速推进，通信网络正从基础的“万物 互联”向更深层次的“万物使能”转型。据行业预测，到 2030 年，全球移动数据流 量将激增至当前的 10 倍，物联网设备数量将突破 500 亿台，覆盖工业、农业、 医疗、交通等全领域。这一趋势背后是各垂直行业对网络性能的多元化需求：工 业 4.0 要求网络支持微秒级时延的机器间通信和近乎零中断的可靠性；智慧城市 需要整合跨部门数据以实现实时决策；扩展现实（XR）与全息通信则依赖超高 带宽和超低时延提供沉浸式体验。移动通信网络作为全球信息社会的核心基础设 施，正面临用户需求爆炸性增长、资源利用率低下及跨运营商协作不足的多重挑 战。据 GSMA 统计，2023 年全球移动用户数已突破 80 亿，5G 连接数超过 15 亿，但运营商间频谱、计算资源与网络能力的割裂导致整体利用率不足 50%。传 统网络架构的“烟囱式”建设模式导致资源割裂与协议壁垒问题突出。例如，城市 中心区域的基站高峰时段负载超过 80%，而郊区基站的负载仅 20%，资源分配 严重失衡。此外，用户跨运营商网络漫游时，服务质量波动明显，切换时延高达 100ms 以上，难以满足工业自动化、车联网等场景的严苛要求。又例如，制造企 业的专网无法调用邻近物流园区的闲置频谱，资源利用率不足 40%。这种封闭性 不仅限制了业务创新，还推高了建设和运维成本。 现有网络面临三大核心挑战：资源孤岛化、业务灵活性不足以及商业模式单 一。频谱、算力等资源被不同主体独占，跨域共享缺乏技术标准与信任机制。运 营商之间的频谱闲置与容量短缺并存，不同主体重复投资现象普遍。专用通信网 络的部署耗时数周且难以协同既有系统，凸显灵活性的不足。运营商依赖单一的 流量计费获取营收，盈利水平的增长难以为继。在此背景下，联盟网络通过多主 体协作与动态资源共享，成为突破移动通信网络瓶颈的关键路径。联盟网络即是 网络的联盟，其核心目标是通过开放架构与智能化管理，构建跨行业生态的网络 系统，适配各行业应用的多样化定制化需求，实现资源全局流动、业务无缝协同 与可信交互，为 5G 向 6G 演进提供技术底座。 2 / 25 全球政策与标准化进程为联盟网络提供了发展契机。中国“新基建”战略强调 推进天地一体化网络和工业互联网；欧盟“6G 智能网络与服务计划”投入 20 亿欧 元支持跨行业协同技术等。这些举措从顶层设计推动联盟网络从概念走向落地。 联盟网络的诞生是技术、经济与生态动因共同作用的结果。人工智能（AI）、区 块链等技术的成熟使跨域资源调度与可信协作成为可能；麦肯锡研究表明，资源 共享可降低运营商 15%-30%的资本支出；数字化转型催生的“网络即生态”需求， 促使汽车、能源等行业寻求定制化网络能力。 本白皮书为联盟网络系列第二本白皮书，承接第一本《面向 6G 的联盟网络 体系架构》。第一本白皮书阐述了联盟网络的初心、给出了设计原则、设计了“三 横两纵”的体系架构，标志着“联盟网络”的诞生。本白皮书将继承第一本白皮 书的思想，并进一步更深入，在系统设计方面提出联盟网络的具体架构设计思路， 给出新增的相关功能模块，以及对应至不同类型网络时的具体设计示例。同时白 皮书还将结合更具体的实例对联盟网络的具体实现方式和前景进行描绘。 1.2 核心价值主张 联盟网络通过重构移动通信网络的资源分配模式、服务架构与协作机制，为 行业带来四大核心价值，推动网络从“封闭管道”向“开放生态”跃迁。 1.2.1 资源动态共享，提升全局效率 联盟网络通过虚拟化技术将频谱、算力、存储等资源抽象为可编程单元，支 持跨运营商的按需调度。例如，在大型体育赛事期间，运营商 A 可通过智能合 约临时租用运营商 B 的毫米波频段，使网络容量提升数十个百分点，同时减少 大笔基站冗余建设成本。区块链技术确保交易全程可追溯，结算效率较传统模式 提升数倍。韩国运营商 KT 与 SK Telecom 的联合试验显示，动态频谱共享使郊 区基站的频谱利用率从 45%提升至 82%，用户平均下载速率提高 60%。 在边缘计算场景中，联盟网络支持跨运营商边缘节点资源池化。用户无论接 入哪家网络，均可就近访问计算资源。例如，某跨国物流企业通过联邦边缘计算 协调多国仓库的本地算力，提升了全球运单处理速度，同时降低了 IT 成本。 3 / 25 1.2.2 赋能垂直行业，释放数字化潜能 联盟网络通过开放网络能力 API，使垂直行业可深度参与网络管理。在工业 4.0 场景中，基于联盟网络构建数字孪生工厂，实时同步全球生产基地的设备数 据，故障预测准确率提升的同时使维护成本得以下降。车联网领域，假设某车企 联盟通过跨运营商切片实现车辆、路侧单元与云平台的实时交互，紧急制动指令 传输时延大幅降低，可以使事故率降低数十个百分点。智慧城市中，杭州利用联 盟网络整合交通信号灯、电网与安防摄像头数据，早高峰拥堵指数下降 25%，区 域能耗降低 12%。 1.2.3 商业模式创新，激活生态价值 联盟网络推动从“流量计费”向“价值服务”转型。微服务化计费模式允许 按实际使用量付费，例如“每 GHz·小时”频谱租赁或“每 TFLOPS”算力调用。 某云游戏公司动态购买边缘渲染资源，运营成本大幅降低。去中心化资源市场通 过区块链实现频谱、数据与 AI 模型的 P2P 交易，贡献度激励体系通过代币奖励 资源贡献者，爱立信“网络贡献者计划”吸引中小企业参与率增长 300%，形成 生态良性循环。 1.2.4 加速可持续发展，履行社会责任 联盟网络通过智能调度显著降低能耗。某运营商试点 AI 能效管理和基站共 享后，基站空载功耗可以大幅减少，年碳排放减少数万吨。在偏远地区，卫星与 无人机接入服务可以以 1/10 成本覆盖教育、医疗资源，惠及非洲数百万学生。 应急响应场景中，地震后 48 小时内，联盟网络整合卫星、无人机与地面基站， 可以恢复 90%以上灾区通信能力，救援效率相比过去的数天提升超过 50%。 1.3 白皮书结构 本白皮书内容主要分为五章，结构如图 1-1 所示。第一章对联盟网络的背景 及上一本白皮书进行了回顾，阐述了联盟网络的核心价值主张，并综述了白皮书 的结构。第二章以第一本白皮书的体系为基础，分析了联盟网络具体的架构设计， 设计了四类功能单元，并结合具体的网络类型给出了示例。第三章给出了联盟网 络相关的支撑技术，分为跨域管理技术、开放解耦技术、安全可信技术及 AI 与 智能体技术。白皮书在第四章描绘了联盟网络在具体场景中的使用前景，分别为 4 / 25 全域通感网络、全域应急通信及 Web3 服务三种场景。最后，白皮书在第五章对 联盟网络未来的发展和挑战进行了总结。 图 1-1 白皮书结构 5 / 25 2 联盟网络架构设计 2.1 联盟网络整体架构 传统网络作为一种管道存在，服务各个终端，连接终端与数据网络。随着网 络的进化，网络的能力不断泛化与增强，除了传输数据，还具备计算、AI、感知 等等各式各样的能力在这背后意味着网络角色的转变。网络可以成为一种应用提 供商甚至解决方案提供商，不仅可以摆脱管道的困境，管道能力还将为提供商这 一角色提供巨大助力。以此延伸，在联盟网络中，网络既可以提供管道，也可以 使用管道，成为类似局域网的被连接者。其同时作为管道和被连接者，需要具备 为其他网络提供管道和接受其他网络管道服务的能力。这具体体现在网络的功能 设计中，设计实现联盟网络重点在于： 一、多主体网络互联：通过联盟网络协议（例如服务注册、发现、身份认证、 安全协议等），使多个独立运营的网络（不同运营商、行业专网、私有网络）能 够在受控环境下互通。 二、灵活资源和能力共享：通过网络的开放和管理（例如对内资源能力统一 管理和对外自定义服务）实现共享，降低单一网络的负载，并提升跨行业应用的 性能。 三、可信权益保障：通过广义 QoS 质量机制及多方见证技术实现共享与权益 的精确对应，保障资源能力流转的顺利进行。 四、跨域安全和身份管理：基于分布式身份（如去中心化身份（DID））和 分布式账本技术（DLT，如区块链），实现联盟网络中的安全认证与信任机制。 五、智能化网络管理：采用 AI 驱动的自主网络，结合智能体架构（AI Agents）， 优化网络拓扑、资源分配和策略管理，保障安全的共享交易。 在功能单元分类的角度来看，联盟网络相比传统的 5G 网络，将新增四类功 能单元。如图 2-1，第一类是业务单元（Traffic Management Unit，TMU），这 类功能单元代表未来网络在通信以外的新能力。第二类是联盟单元（Consociated Network Unit，CNU），这类功能单元使得联盟网络可以实现跨域灵活互联互通。 第三类是可信单元（Trustworthiness Unit，TWU），这类功能单元实现多方共 6 / 25 识的可信安全，可以支撑服务注册等功能。第四类是智能体单元（AI Agent Unit， AIU），实现网络能力在应用层的智能映射和编排。这四类功能单元结合实现了 上述联盟网络的五大重点。 图 2-1 联盟网络架构及功能模块 对应于图 2-2 中三横两纵的联盟网络体系，这四类功能单元归属于不同的网 络层中。业务单元是对网络内部资源的管理，负责资源的感知、任务资源的匹配、 资源的调度等功能，属于主体网络层。联盟单元实现互联互通，负责网络间身份 管理和认证、网络间数据传输的通道管理等功能；可信单元支撑多方共识，负责 网络间分布式信息管理、权益匹配等功能，联盟单元和可信单元是互联互通层的 关键。智能单元实现下层资源能力与上层应用的匹配，负责应用的全生命周期管 理、应用资源的组合管理等，实现未来网络丰富的联盟应用层。 图 2-2 联盟网络体系结构 7 / 25 这四类功能单元内都将包含多个具体的功能模块。TMU 内部按照具体的业务 类型划分，可以包括计算管理模块（Computing Management Module，CMM）、数 据管理模块（Data Management Module，DMM）等，每一个模块分别代表相应业 务，其可能由多个节点及多个功能构成。比如计算管理模块，可能包含计算资源 感知功能、计算任务分配功能、计算通信匹配功能等。因其为网络内部业务，具 体构成不是联盟网络关注的重点，因此用模块进行代指。 CNU 主要包括联盟控制模块（Consociated Control Module，CCM）、联盟 用户模块（Consociated User Module，CUM）、联盟策略模块（Consociated Policy Module，CPM）、联盟身份模块（Consociated Identity Module，CIM）。CCM 可以类比 5G 网络中的 AMF，为主体网络与其他主体网络进行交互提供接口，并 维持类似移动网络中控制面的功能，除数据意外的信令交互都通过 CCM 实现，但 其对于外部主体网络没有像 AMF 类似的控制能力。网络之间在完成身份认证之前， 没有数据的传输，因此所有交互都通过 CCM 来进行。CUM 类比 5G 网络中的 UPF， 提供高性能的主体网络间业务数据的传输，比如传输协议的转换、信息的路由以 及可能 QoS 保障等。CPM 类比 5G 网络中的 PCF，提供策略及协商的