“國之重器”點亮創(chuàng)新未來

張寧

今年政府工作報告提出，要加強(qiáng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，激發(fā)新消費(fèi)需求、助力產(chǎn)業(yè)升級。最近發(fā)布的全國首個新基建競爭力指數(shù)報告顯示，江蘇新基建競爭力指數(shù)為86.3，僅次于北京、上海。經(jīng)過多年布局，以5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)為代表的一批新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，已成為拉動江蘇高質(zhì)量發(fā)展的新引擎。其中，坐落在南京江寧未來網(wǎng)絡(luò)小鎮(zhèn)的紫金山網(wǎng)絡(luò)通信與安全實驗室，正在為國家網(wǎng)絡(luò)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)筑牢地基。其與5G、人工智能、未來網(wǎng)絡(luò)等一批未來科技產(chǎn)業(yè)和項目集聚在一起，為打造科技創(chuàng)新高峰、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國提供有力支撐。

著力攻克網(wǎng)絡(luò)核心關(guān)鍵技術(shù)

“核心技術(shù)是國之重器。要下定決心、保持恒心、找準(zhǔn)重心，加速推動信息領(lǐng)域核心技術(shù)突破?！?014年12月，習(xí)近平總書記視察江蘇時，對互聯(lián)網(wǎng)根域名服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、未來網(wǎng)絡(luò)試驗設(shè)施等核心技術(shù)和重大安全隱患問題提出明確要求。2018年8月，江蘇省委省政府、南京市委市政府成立了以劉韻潔院士為主任的網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實驗室，希望通過協(xié)同攻關(guān)，攻克網(wǎng)絡(luò)核心關(guān)鍵技術(shù)，打造國之重器，解除互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)受制于人的隱患。

經(jīng)過40多年的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)正迎來新一輪變革。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景和流量模型不斷變化，未來網(wǎng)絡(luò)成為全球互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要方向，成為支撐經(jīng)濟(jì)、社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)設(shè)施。為搶占未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展制高點，世界各國紛紛加強(qiáng)未來網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的布局，加快未來網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。紫金山實驗室、江蘇省未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院所在的未來網(wǎng)絡(luò)小鎮(zhèn)，正是中國未來網(wǎng)絡(luò)研發(fā)創(chuàng)新的核心之地。

紫金山實驗室主任劉韻潔院士，也是未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院的院長。實驗室初期建設(shè)以東南大學(xué)、江蘇省未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院等團(tuán)隊為核心力量，以劉韻潔院士、尤肖虎教授、鄔江興院士為牽頭人，充分利用南京在未來網(wǎng)絡(luò)、5G發(fā)展及演進(jìn)和毫米波核心器件等方面“獨一無二”的基礎(chǔ)技術(shù)優(yōu)勢，以“中國網(wǎng)絡(luò)2030”發(fā)展目標(biāo)為牽引，以網(wǎng)絡(luò)定制服務(wù)、普適移動通信和內(nèi)生安全機(jī)制為突破口，從設(shè)計新型網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)出發(fā)，全面提升國家網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)核心競爭力，保障網(wǎng)絡(luò)空間安全和可持續(xù)發(fā)展，為我國乃至全球網(wǎng)絡(luò)通信提供引領(lǐng)。

目前，紫金山實驗室已匯聚了1000余人的科研隊伍，與國內(nèi)32個龍頭高校院所、企業(yè)共建伙伴實驗室，圍繞確定性網(wǎng)絡(luò)、移動開源構(gòu)架等多領(lǐng)域展開實質(zhì)性合作研究，取得了多項科研成果。

2020年1月19日，紫金山實驗室正式發(fā)布毫米波相控陣系列成果，取得寬帶衛(wèi)星通信和5G毫米波通信的重大技術(shù)突破。毫米波相控陣芯片速度快、覆蓋廣、價格大幅降低，從芯片、模塊到天線陣面全面實現(xiàn)自主可控，解決了中國一個重大的“卡脖子”難題。此外，成功研發(fā)全球首個大網(wǎng)級網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，完成擬態(tài)調(diào)度器芯片架構(gòu)設(shè)計，打造了國際上首個面向全球開放的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全試驗場（NEST）……這些“高精尖”原創(chuàng)性成果，為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國建設(shè)目標(biāo)奠定了堅實基礎(chǔ)。

未來網(wǎng)絡(luò)試驗設(shè)施全球領(lǐng)先

紫金山實驗室以解決網(wǎng)絡(luò)通信與安全領(lǐng)域國家重大戰(zhàn)略需求、行業(yè)重大科技問題、產(chǎn)業(yè)重大瓶頸問題為使命，重點圍繞未來網(wǎng)絡(luò)、普適通信、內(nèi)生安全等布局一批重大科研任務(wù)，開展基礎(chǔ)性、前沿性研究，突破重大基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵核心技術(shù)，建設(shè)若干重大示范應(yīng)用，促進(jìn)成果在國家經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中的落地，引領(lǐng)全球信息通信技術(shù)發(fā)展。

“原始創(chuàng)新、頂天立地、世界一流、不可替代”，張貼在紫金山實驗室大樓里的16個字，彰顯了這個“硬核科技實驗室”的使命和目標(biāo)。

在紫金山實驗室里，擁有中國首個通信與信息領(lǐng)域的國家重點科技基礎(chǔ)設(shè)施——未來網(wǎng)絡(luò)試驗設(shè)施項目（CENI）。未來網(wǎng)絡(luò)試驗設(shè)施項目是一張覆蓋全國、輻射全球的“大網(wǎng)”，通過自主網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、白盒交換大規(guī)模組網(wǎng)等創(chuàng)新技術(shù)，將建成由全國40個城市核心節(jié)點、133個邊緣節(jié)點組成的當(dāng)前覆蓋最廣的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，成為全球首個基于全新架構(gòu)構(gòu)建的大規(guī)模、多尺度、跨學(xué)科的網(wǎng)絡(luò)試驗環(huán)境。

該項目由江蘇省未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院牽頭，清華大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、深圳電信研究院共同參與。2019年5月，在南京市舉辦的第三屆未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展大會上，未來網(wǎng)絡(luò)試驗設(shè)施項目首批12個主干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點率先開通，一個更加開放、智慧、安全的全球性、大規(guī)模、多尺度、跨學(xué)科的新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新環(huán)境從夢想照進(jìn)現(xiàn)實。與此同時，團(tuán)隊歷經(jīng)十余年自主研發(fā)的大網(wǎng)級網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)CNOS也正式發(fā)布。這是全球首個在近400個城市1000多個節(jié)點大規(guī)模骨干網(wǎng)中穩(wěn)定運(yùn)行了2年以上的大網(wǎng)級網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，處于國際領(lǐng)先水平。

在紫金山實驗室主任劉韻潔院士看來，傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)有如普通的馬路，而在普通的馬路上開辟高速公路是比較困難的;未來網(wǎng)絡(luò)是開放的網(wǎng)絡(luò)，可以智能管控網(wǎng)絡(luò)，就好比網(wǎng)絡(luò)里有高速公路，也有高鐵，還可以達(dá)到“飛機(jī)速度”，可以幫你量身定制。更快速、更穩(wěn)定、更安全、可定制，這就是他為未來編織的智能網(wǎng)絡(luò)。未來網(wǎng)絡(luò)試驗設(shè)施這張“大網(wǎng)”，正逐步將他的理想變?yōu)楝F(xiàn)實。

未來網(wǎng)絡(luò)試驗設(shè)施已做到全球領(lǐng)先，并可滿足國家下一代互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)空間安全、天地一體化網(wǎng)絡(luò)等需求，獲得超前5—10年的創(chuàng)新成果。目前，這套網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已為國內(nèi)90多家企業(yè)、科研院所和高校提供第三方網(wǎng)絡(luò)試驗平臺，并將為國家相關(guān)大科學(xué)裝置項目提供先進(jìn)可靠的超高速網(wǎng)絡(luò)定制化服務(wù)。

賦能產(chǎn)業(yè)升級構(gòu)建未來產(chǎn)業(yè)生態(tài)

今年4月份，南京市正式啟動“四新”行動。在五大新產(chǎn)業(yè)中的新一代數(shù)字經(jīng)濟(jì)方面，提出要持續(xù)開展5G技術(shù)創(chuàng)新，高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實驗室等一批重點技術(shù)創(chuàng)新平臺;在未來新業(yè)態(tài)方面，提出要發(fā)展未來網(wǎng)絡(luò)，前瞻布局6G。

在不遠(yuǎn)的將來，互聯(lián)網(wǎng)將全面滲透到各個產(chǎn)業(yè)鏈，對未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生全方位、深層次、革命性的影響。劉韻潔院士認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)的下一個變革就是要跟實體經(jīng)濟(jì)融合，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的歷史機(jī)遇中，紫金山實驗室要充分發(fā)揚(yáng)并利用優(yōu)勢，在促進(jìn)江蘇經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型與實體經(jīng)濟(jì)深度融合的重大課題方面走在前面。目前，紫金山實驗室正致力于將網(wǎng)絡(luò)、通信、安全技術(shù)結(jié)合到揚(yáng)子江城市群當(dāng)中，解決企業(yè)問題，賦能產(chǎn)業(yè)升級。紫金山實驗室與未來網(wǎng)絡(luò)研究院取得的一系列科研成果，正在應(yīng)用到未來產(chǎn)業(yè)生態(tài)的構(gòu)建中。

作為一個覆蓋全國的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新與業(yè)務(wù)創(chuàng)新的試驗床，未來網(wǎng)絡(luò)試驗設(shè)施可以同時容納4000多個大型異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)試驗，解決科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)等單位在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、應(yīng)用及安全試驗等方面的難題。鄔江興院士團(tuán)隊研發(fā)的國際上首個永久在線、面向全球開放的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全防御技術(shù)“試驗場”，為擬態(tài)構(gòu)造的軟硬件產(chǎn)品提供了全球性眾測平臺。t3無人駕駛電磁兼容試驗室、微波暗室等級別超過國際標(biāo)準(zhǔn)、且是國內(nèi)唯一的測試平臺，可以供園區(qū)內(nèi)企業(yè)免費(fèi)使用，由此吸引了很多知名企業(yè)入駐。

5G移動通信核心的毫米波芯片研制成功，使芯片預(yù)期成本由千元降至20元，即將用于5G移動通信系統(tǒng)商用。尤肖虎教授團(tuán)隊成功研制與6G相關(guān)的太赫茲無源元件及天線，積累了一批適用于未來6G的基礎(chǔ)技術(shù)。中興通訊南京濱江智能制造基地肩負(fù)中興通訊全球無線系統(tǒng)設(shè)備及波分產(chǎn)品的制造任務(wù)，其中5G產(chǎn)品是重點，項目正式投產(chǎn)后，無線RRU、BBU及5G產(chǎn)品年產(chǎn)能總量將達(dá)到約500萬臺規(guī)模。

紫金山實驗室平臺所聚焦的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)生安全機(jī)制、無線通信物理層安全機(jī)制、人工智能在網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用等方面，將在5G時代下幫助無人機(jī)實現(xiàn)飛行安全及數(shù)據(jù)傳輸安全，并實現(xiàn)更多保密及安全等級需求較高的飛行任務(wù)。江蘇軟件園南京拓恒無人系統(tǒng)研究院已研制出多款無人系統(tǒng)控制及通訊領(lǐng)域產(chǎn)品，如無人機(jī)飛行控制器、無人船船體控制器、通用型機(jī)器人運(yùn)動控制器、無人機(jī)5G通訊模塊、數(shù)傳電臺、圖傳模塊等，正在與江寧公安、江寧開發(fā)區(qū)城管、省環(huán)保廳環(huán)境監(jiān)測、長江大橋巡檢合作應(yīng)用推廣無人機(jī)。

眾多未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究成果的應(yīng)用，將為其他產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展提供堅實的基礎(chǔ)，為各個產(chǎn)業(yè)智能化創(chuàng)新賦予更多機(jī)遇。未來網(wǎng)絡(luò)，必將爆發(fā)出產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的巨大能量。

責(zé)任編輯：孫秋香