本文档类型为：类型b（这是一篇综述性论文）。

论文简介 由北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室的赵亚飞、彭木根等多位研究人员，以及国网思极位置服务有限公司的专家联合撰写的综述论文《面向天地一体化的确定性网络技术研究》（英文标题：Research on Deterministic Networking Technology for Space-Ground Integrated），于2024年发表在中文期刊《电信科学》的第1期。该论文系统性地探讨了将确定性网络技术应用于天地一体化（星地融合）网络这一前沿领域的必要性、架构设计、关键技术挑战及未来研究方向。随着6G网络向空天地海一体化演进，低轨（Low Earth Orbit, LEO）卫星互联网成为扩展全球覆盖的关键战略性基础设施。然而，卫星网络固有的高动态、资源受限等特性，使其难以满足智能驾驶、工业控制、远程手术等新兴时延敏感业务对网络确定性（如低时延、低抖动、高可靠）的严苛要求。本文旨在论证确定性网络技术与卫星通信融合的可行路径，为构建未来天基确定性服务网络提供理论框架和技术展望。

主要观点阐述

观点一：确定性网络是解决天地一体化网络中时延敏感业务需求的关键技术。 文章开篇即指出，当前5G/6G网络虽能力增强，但基于“尽力而为”的传统分组网络在应对毫秒级乃至微秒级时延业务时力不从心。相比之下，确定性网络（Deterministic Networking, DetNet）通过多层技术，能够提供确定性时延、抖动、丢包率、带宽及可靠性保障。在天地一体化场景下，低轨卫星网络（如Starlink、鸿雁、虹云等星座计划）的业务类型日益丰富，涵盖军事侦察、应急救援、远程工业控制等关键领域，这些业务均对网络的稳定性和可预测性有极高要求。然而，卫星网络的高移动性和透明转发模式使其服务质量难以稳定保障。因此，引入确定性网络技术，将地面网络的可预测、可定量服务能力延伸至天基，是提升天基网络服务能力、支撑6G“极可靠通信”愿景的必然趋势。这不仅是技术发展的需要，更是满足未来多样化、高价值业务应用的必然选择。

观点二：构建了一个分层清晰的天地一体化确定性网络体系架构。 论文提出了一个由空间段、地面段、用户段构成的系统性架构，并在此基础上进一步细化了一个集中式的“一体化确定性网络管理架构”。该管理架构共分为五层：1）基础设施层：包含卫星平台、有效载荷、地面站等物理实体，是网络运行的硬件基础。2）网络转发层：借鉴软件定义网络思想，分离控制面与数据面。控制面负责全局路由与资源管理，数据面（包含边缘接入网络和中心控制网络）负责数据转发。3）监测管理层：这是实现确定性的核心，负责资源感知、预留、时延控制、流量整形、任务调度与路径规划，直接对基础设施进行管理和状态监控。4）存储与安全层：负责数据的分布式安全存储（中心数据库与卫星数据库）、加密、鉴权认证与完整性保护，确保数据在广域开放环境中的安全性。5）业务应用层：承载各类时间敏感与非时间敏感业务，由监测管理层根据其差异化需求进行资源调配。这一架构以地面网络为核心管控中枢，卫星网络为扩展，旨在实现对天基网络状态实时监控、资源高效调度与确定性服务保障的集中化管理。

观点三：为实现天基确定性服务，需攻克一系列与卫星网络特性深度耦合的关键技术。 文章详细阐述了五大关键技术挑战及潜在解决思路。首先，时变网络确定性路由：针对卫星拓扑规律性但动态变化的特点，需设计灵活的路由策略。文章对比了全局路由规划（计算负担重）和分布式路由部署（缺乏全局优化）的利弊，提出了“全局预测分布确定”或“全局确定分布预测”的混合策略，并强调利用精确时钟同步和分段确定性保障（将端到端确定性要求分解为段间确定性要求）来适应高动态环境。其次，差异化业务带宽保障：为满足不同优先级业务的确定性带宽需求，可借助灵活以太网技术实现网络切片。通过在MAC层与PHY层之间引入FlexE Shim层，进行基于时隙的带宽灵活划分与绑定，为高优先级业务创建“专属通道”，并结合机器学习技术智能化地进行切片资源分配。第三，确定性资源管理：通过引入网络功能虚拟化和软件定义网络技术，将星地网络中物理上固化的计算、存储、通信资源虚拟化，形成统一的逻辑资源池。关键在于设计智能的监控策略与规划算法，实时感知全网资源状态（如负载、拥塞情况），并据此动态进行资源的预留、调度与适配，在保障确定性服务下限的同时提升资源利用率。第四，数据流量与数据包管理：在数据平面，需通过流复制、数据包编码、多路径/多时隙发送等技术来提高传输可靠性并降低时延；在接收端，则需进行数据包解码、流合并、基于序列号的去重等操作。同时，需要引入流量管控平台，对业务流进行排队整形、调度抢占等操作，以确保其服务质量参数（如时延上界）得到满足。第五，安全可信保障技术：在开放的天基环境中，必须采用加密技术、安全协议、严格的访问控制和身份认证机制，来保障数据传输的机密性、完整性和真实性，这是确定性服务可信赖的基础。

观点四：未来研究需聚焦于人工智能、内生安全与跨层技术融合，以实现更智能、更可靠、更深度的星地融合。 在结论与展望部分，作者指出当前的研究仍处于初期阶段。未来的发展方向包括：1）深度融合人工智能技术，实现网络状态的智能感知、资源的灵活编排与故障的自主恢复，从而优化确定性保障策略。2）强化内生安全技术，将安全能力深度嵌入网络架构，而不仅仅是作为附加层，以系统性地应对天基网络面临的安全威胁。3）打破地面网络与卫星网络在协议、架构上的壁垒，实现从物理层、链路层到网络层的跨层级确定性技术融合，构建真正无缝的天地一体化确定性网络。最终目标是使定制化的高确定性服务能够广泛渗透到各行各业，为6G海陆空一体化网络的实现铺平道路。

论文价值与意义 本文的价值在于，它首次系统性地、前瞻性地将“确定性网络”这一地面网络的前沿热点与“天地一体化”这一6G核心场景相结合，进行了深入的架构梳理和技术分析。文章不仅清晰地指出了卫星通信引入确定性保障的必要性和紧迫性，而且提出了一个具备可操作性的分层架构模型，并详细拆解了各层面临的关键技术挑战，为后续的研究者提供了明确的问题导向和技术路线图。文章综合了国内外星座计划的发展现状、确定性网络（如TSN, DetNet, FlexE）的核心技术原理，以及资源虚拟化、软件定义网络等使能技术，体现了作者对跨领域知识的融合能力。这篇综述对于通信网络、卫星技术、工业互联网等领域的研究人员和工程师理解未来天基网络的发展方向、规划技术研发路径具有重要的参考价值和指导意义。