未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)與機(jī)遇

劉韻潔,黃 韜,張 晨,劉 江

(1.北京郵電大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100876;2.網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京211111)

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為人類社會(huì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施和國(guó)家的重要戰(zhàn)略資源。 隨著網(wǎng)絡(luò)與社會(huì)發(fā)展的不斷融合,互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)形態(tài)和業(yè)務(wù)需求正在發(fā)生巨大變化。 業(yè)務(wù)類型從傳統(tǒng)的話音型、消費(fèi)型轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)型,網(wǎng)絡(luò)需求也從盡力而為、不保障服務(wù)質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)調(diào)確定性、差異性和服務(wù)質(zhì)量保障。 未來(lái)業(yè)務(wù)如VR/AR、全息圖像、交互式游戲、遠(yuǎn)程設(shè)備控制等對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力提出了更高的要求。 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,已成為全球關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域和我國(guó)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)的核心基石。 本文將從未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)涵、未來(lái)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)界技術(shù)進(jìn)展,以及我國(guó)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展建議三個(gè)方面,對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析和闡述。

1 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)涵

未來(lái)網(wǎng)絡(luò)概念的提出,從體系架構(gòu)的層面來(lái)講,要有效且現(xiàn)實(shí)地解決傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)在可擴(kuò)展性、安全性、移動(dòng)性、可管理性等方面的問(wèn)題,從“盡力而為”與“被動(dòng)補(bǔ)丁”的現(xiàn)狀,轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)現(xiàn)“服務(wù)按需定制” “質(zhì)量確定可控” “泛在安全可信”的愿景。

伴隨著未來(lái)網(wǎng)絡(luò)概念所演進(jìn)的,是云計(jì)算、SDN/NFV、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的興起,基于這些新興的技術(shù),未來(lái)網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)路線上將參照以下思路：① 網(wǎng)元層面,實(shí)現(xiàn)“硬件白盒化、軟件虛擬化”;② 控制層面,遵循“基線分布式、優(yōu)化集中式”;③ 管理層面,做到“狀態(tài)可視化,運(yùn)營(yíng)智能化”。 由此導(dǎo)致的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)生態(tài)變化,可能會(huì)呈現(xiàn)出“開放開源” “按需隨選” “共享平等”等特征,進(jìn)而重構(gòu)整個(gè)ICT 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施[1]。

從應(yīng)用需求的角度來(lái)講,未來(lái)網(wǎng)絡(luò)要能夠支撐車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、全息全感通信等新型應(yīng)用,滿足業(yè)務(wù)海量連接、超低時(shí)延、巨型帶寬的需求。 從業(yè)務(wù)場(chǎng)景來(lái)看,未來(lái)網(wǎng)絡(luò)既要匹配新型的計(jì)算/存儲(chǔ)架構(gòu),包括云計(jì)算、邊緣計(jì)算、霧計(jì)算,又要覆蓋傳統(tǒng)各類場(chǎng)景,包括園區(qū)網(wǎng)、接入網(wǎng)、城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)等。 在此基礎(chǔ)上,要形成“網(wǎng)絡(luò)管道端到端編排” “云邊端資源一體化調(diào)度”的能力,更好地支撐大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新型業(yè)務(wù),在廣域網(wǎng)層面實(shí)現(xiàn)算力、數(shù)據(jù)、內(nèi)容的一體化融合[2]。

另外,未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用很可能會(huì)超越目前所能看到的網(wǎng)絡(luò)維度,結(jié)合B5G/6G 等移動(dòng)通信技術(shù),有望實(shí)現(xiàn)陸?？仗煲惑w化。 空天一體化衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),將支撐全時(shí)空、陸?？仗?、萬(wàn)物互聯(lián)、泛在接入,具備高中低軌地面協(xié)同體系架構(gòu)、異構(gòu)無(wú)線傳輸接入及差異化QoS 服務(wù)質(zhì)量保證等能力。 依托于此,未來(lái)的軍事作戰(zhàn)將呈現(xiàn)“多兵種、陸?？仗煲惑w化”的特征,形成“局部、系統(tǒng)、體系多級(jí)對(duì)抗”的能力,實(shí)現(xiàn)軍用網(wǎng)絡(luò)與民用網(wǎng)絡(luò)的一體化融合。

2 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)具備支撐萬(wàn)億級(jí)、人機(jī)物、全時(shí)空、安全、智能的連接與服務(wù),支持超低時(shí)延、超高通量帶寬、超大規(guī)模連接的能力,根據(jù)國(guó)際未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)及我國(guó)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展基本國(guó)情,從以下8 個(gè)方面就研究?jī)?nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)等對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討。

(1) 空天一體化衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)

空天一體化衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將空間網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)相融合,支持5G/6G 的星上部署,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信全覆蓋、頻譜全利用、應(yīng)用全部署。 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)需要支撐陸?？仗烊珪r(shí)空的萬(wàn)物互聯(lián)及泛在接入,涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有：低中高軌衛(wèi)星與地面網(wǎng)絡(luò)協(xié)同組網(wǎng)、多異構(gòu)無(wú)線傳輸接入、星間拓?fù)漕l繁變動(dòng)的路由算法、移動(dòng)性管理與流量負(fù)載均衡、差異化QoS 服務(wù)質(zhì)量保證。

(2) 太赫茲高頻通信技術(shù)

太赫茲是位于微波與紅外線之間頻譜范圍為0.1～10 THz 的電磁輻射[3],太赫茲技術(shù)的應(yīng)用是6G 的關(guān)鍵內(nèi)容之一,如何基于超高頻太赫茲實(shí)現(xiàn)超寬帶、超高速無(wú)線通信具有重要的挑戰(zhàn)意義。 其中涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括：① 太赫茲技術(shù)。 太赫茲處于宏觀經(jīng)典理論向微觀量子理論、電子學(xué)向光子學(xué)的過(guò)渡區(qū)域,需要對(duì)其特性展開研究。 ② 6G 無(wú)線頻譜使用技術(shù),如區(qū)塊鏈與動(dòng)態(tài)頻譜共享結(jié)合。 ③ 基站小型化技術(shù),如納米天線。 ④ 廣域場(chǎng)景下的萬(wàn)物互聯(lián)與超密集組網(wǎng)。

(3) 面向各場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)

3GPP[4]將網(wǎng)絡(luò)切片定義為支持運(yùn)營(yíng)商創(chuàng)建并定制網(wǎng)絡(luò)的技術(shù),以針對(duì)多種需求(如功能、性能和隔離性)為不同場(chǎng)景提供優(yōu)化方案。 網(wǎng)絡(luò)切片利用虛擬化技術(shù),允許不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在通用基礎(chǔ)架構(gòu)上共存[5],通過(guò)合理的資源分配可為用戶提供差異化服務(wù),并有效降低成本。 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備通過(guò)空口切片、接入網(wǎng)切片、傳送網(wǎng)切片、核心網(wǎng)切片、骨干網(wǎng)切片,打造面向用戶的端到端服務(wù)定制網(wǎng)絡(luò)切片的能力。

(4) 低延遲、確定性網(wǎng)絡(luò)

工業(yè)控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療、VR 等新業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延具有很高的要求,如何準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確地控制端到端時(shí)延對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了重大挑戰(zhàn)[6],解決方案包括以下幾個(gè)方面：① 設(shè)計(jì)源端出口帶寬分配方案有效控制流量,使用Pacing 減少流量突發(fā);② 按流量類型分配優(yōu)先級(jí)隊(duì)列,確定性時(shí)延流量分配至高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列并嚴(yán)格控制隊(duì)長(zhǎng),無(wú)時(shí)延需求的流量不作要求;③ 在TCP 協(xié)議層通過(guò)ECN,Credit 等機(jī)制減少擁塞。 確定性時(shí)延保障機(jī)制是通過(guò)逐跳控制隊(duì)列長(zhǎng)度,減少流量突發(fā),實(shí)現(xiàn)逐跳確定性時(shí)延,最終實(shí)現(xiàn)端到端確定性時(shí)延。 典型確定性時(shí)延網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有FlexE[7],AVB/TSN[8]和DetNet[9]。

(5) 光網(wǎng)絡(luò)與IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同調(diào)度

傳統(tǒng)IP 網(wǎng)絡(luò)與光網(wǎng)絡(luò)分層規(guī)劃、獨(dú)立運(yùn)維導(dǎo)致業(yè)務(wù)開通部署周期長(zhǎng)、時(shí)延及抖動(dòng)大等問(wèn)題,通過(guò)協(xié)同控制器實(shí)現(xiàn)IP 網(wǎng)絡(luò)與光網(wǎng)絡(luò)的有效協(xié)同,有助于實(shí)現(xiàn)縱向跨層智能調(diào)度,構(gòu)建面向未來(lái)的廣域低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)。 其中涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括：① 光層、IP 層、業(yè)務(wù)層等多層數(shù)據(jù)共享;② 協(xié)同帶寬資源動(dòng)態(tài)調(diào)整;③ IP 層與光層協(xié)同保護(hù)與故障恢復(fù)。

(6) 白盒化、軟硬解耦

白盒化借助軟硬件解耦,擺脫傳統(tǒng)專有集成的設(shè)備方案以及對(duì)設(shè)備商的依賴,提供開放靈活的選擇,達(dá)到開源和節(jié)流的目的[10]。 傳統(tǒng)多機(jī)箱Multi-Chassis 架構(gòu)存在高能耗、高價(jià)格、僵化的問(wèn)題,而使用白盒化設(shè)備、軟硬解耦的SDN/NFV 架構(gòu)組網(wǎng)具有節(jié)能、低成本、靈活性高等優(yōu)勢(shì)。 近年來(lái)云服務(wù)商的服務(wù)器采購(gòu)量逐年增加,預(yù)計(jì)很快將超過(guò)電信和企業(yè)級(jí)應(yīng)用的需求量。 可以預(yù)見的是,數(shù)據(jù)中心服務(wù)器向白牌的變遷只是一個(gè)開始,IT 領(lǐng)域的白牌交換機(jī)和可重構(gòu)分布式存儲(chǔ)將隨后而至。

(7) 網(wǎng)絡(luò)/計(jì)算/存儲(chǔ)一體化

面對(duì)AR/VR 等新業(yè)務(wù)的需求,如何以更高的質(zhì)量和更低的成本將計(jì)算、存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)深度融合,并在一體化平臺(tái)中融入內(nèi)容分發(fā)能力將是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的重要研究方向。 CDN 技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)融合的初步嘗試,充分體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)融合的有效性和價(jià)值,但其站點(diǎn)下沉面臨著嚴(yán)重挑戰(zhàn),究其原因有兩點(diǎn)：一是CDN 邊緣化成本高,無(wú)用戶規(guī)模的支撐;二是CDN 是封閉系統(tǒng),ISP 參與難度大。 當(dāng)前業(yè)界提出網(wǎng)絡(luò)云化、云網(wǎng)一體等解決思路,通過(guò)構(gòu)建具備靈活業(yè)務(wù)控制能力的大規(guī)模多云交換平臺(tái),支持私有云、公有云、工業(yè)云資源統(tǒng)一編排,支持異構(gòu)廠商多云交換、多云互聯(lián),支持云邊協(xié)同調(diào)度,按需分鐘級(jí)開通云互聯(lián)、云切片。 其關(guān)鍵技術(shù)包括高性能VR軟路由器、云網(wǎng)協(xié)同與云切片、多云場(chǎng)景云資源(虛機(jī)/容器/存儲(chǔ)等)統(tǒng)一編排等。

(8) 網(wǎng)絡(luò)人工智能

人工智能技術(shù)為科技、社會(huì)的發(fā)展提供了新的模式和可能,在圖像和語(yǔ)言處理、智能控制方面得到廣泛應(yīng)用。 網(wǎng)絡(luò)人工智能針對(duì)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)管理的迫切需求,基于人工智能技術(shù)研究通信網(wǎng)絡(luò)的核心算法與理論,解決大規(guī)模復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練、多級(jí)人工智能協(xié)同設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù),簡(jiǎn)化人工操作,實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的高效自治。 網(wǎng)絡(luò)人工智能體現(xiàn)在設(shè)備智能、網(wǎng)絡(luò)智能和服務(wù)智能三個(gè)層次：設(shè)備智能包括擁塞控制、行為分析、服務(wù)適配和數(shù)據(jù)安全等方面;網(wǎng)絡(luò)智能主要體現(xiàn)在流量工程、資源管理、故障恢復(fù)和智能安全等方面;服務(wù)智能主要體現(xiàn)在服務(wù)可用性、完整性分析、智能內(nèi)容調(diào)度等方面。

3 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

從國(guó)際未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,全球網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,目前已經(jīng)形成了相對(duì)完善的生態(tài)鏈。 電信運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備廠商、互聯(lián)網(wǎng)公司等多方力量營(yíng)造了相對(duì)開放的環(huán)境,共同推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。 運(yùn)營(yíng)商與廠商積極合作,共同推動(dòng)產(chǎn)品和服務(wù)向全球化邁進(jìn)。 廠商憑借資金等方面的優(yōu)勢(shì),加速對(duì)業(yè)界初創(chuàng)公司的收購(gòu)和整合,推出全新的面向市場(chǎng)的產(chǎn)品/服務(wù)。 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域正在“競(jìng)合”的理念下快速成長(zhǎng),逐漸在業(yè)界掀起新的浪潮,整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈也逐漸發(fā)展壯大。

運(yùn)營(yíng)商是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則制定者,但在虛擬化、白盒、軟件定義、云計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)與架構(gòu)的推動(dòng)下,運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)正發(fā)生著巨大而迅速的變化：接入網(wǎng)與城域網(wǎng)在SDN/NFV 的推動(dòng)下,向資源 DC 化、設(shè)備白盒化、業(yè)務(wù)虛擬化的方向演進(jìn);骨干網(wǎng)邁上Tbps 級(jí)平臺(tái),帶寬大顆?；?、路徑調(diào)度智能化成為了大網(wǎng)的基礎(chǔ)能力;由混合云帶動(dòng)的入云專線、多云帶動(dòng)的多云交換、SD-WAN 帶動(dòng)的企業(yè)WAN 重構(gòu),全方位地驅(qū)動(dòng)著大網(wǎng)運(yùn)營(yíng)向云計(jì)算思維轉(zhuǎn)型;另外,目前物聯(lián)網(wǎng)、5G、邊緣計(jì)算正處于產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前期,固移融合、網(wǎng)絡(luò)切片、云邊協(xié)同將成為電信運(yùn)營(yíng)商未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的核心戰(zhàn)略與命題。

設(shè)備廠家是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的主要推動(dòng)者。 從IP 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)角度來(lái)看,EVPN 和Segment Routing 在眾多設(shè)備廠商的合力推動(dòng)下,已經(jīng)成為未來(lái)Overlay和Underlay 技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)組合,而SRv6 的發(fā)展方興未艾,具備未來(lái)重新定義IP 技術(shù)體系的潛力。 從業(yè)務(wù)場(chǎng)景的角度來(lái)看,各大設(shè)備廠家都在形成端到端的SDN 解決方案,包括軟件定義局域網(wǎng)(SDLAN)、軟件定義園區(qū)網(wǎng)絡(luò)(SD-CAMPUS)、軟件定義廣域網(wǎng)(SD-WAN)、軟件定義數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)(SDDCN)等;從設(shè)備形態(tài)角度來(lái)看,基于x86 的NFV 設(shè)備和基于商用ASIC 的白盒/灰盒設(shè)備,正在逐步打開傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場(chǎng)封閉的大門;從芯片角度來(lái)看,ASIC 可編程能力逐步增強(qiáng)開放,NP 的市場(chǎng)空間正在被壓縮,7 nm 和單片12.8 Tbps 的商用ASIC 產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn),100GE/400GE 光模塊正逐步就位,硅互聯(lián)與硅光子技術(shù)有望在未來(lái)克服納米工藝極限。

在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的創(chuàng)新中,互聯(lián)網(wǎng)公司日益成為重要的推動(dòng)者和實(shí)踐者。 在數(shù)據(jù)中心方面,Leaf-Spine 已經(jīng)成為大型互聯(lián)網(wǎng)公司的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在此架構(gòu)下,自研白盒交換機(jī)成為主流趨勢(shì),傳統(tǒng)的路由協(xié)議也正在被重新設(shè)計(jì)與定義,ECMP 及其增強(qiáng)成為DC 內(nèi)部TE 的核心能力,Telemetry 成為可視化的關(guān)鍵方案。 以太網(wǎng)則將在2020 年開始逐步升級(jí)為100/400 Gbps,RDMA/RoCE 則在高性能存儲(chǔ)和AI 的帶動(dòng)下嶄露頭角;在應(yīng)用架構(gòu)方面,虛擬機(jī)和容器已經(jīng)成為主流的工作負(fù)載,OpenStack 和Kubernetes 成為DCOS 的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn),虛擬機(jī)和容器的大規(guī)模組網(wǎng)方案逐步成熟,基于Service Mesh 的微服務(wù)組網(wǎng)成為業(yè)界新的熱點(diǎn);在公有云方面,大型的互聯(lián)網(wǎng)公司紛紛走上自研SDN/NFV 的技術(shù)路線,包括虛擬私有云、虛擬負(fù)載均衡、虛擬防火墻、混合云與 SD-WAN 等多種產(chǎn)品與解決方案,已逐步成熟并具備大規(guī)模提供服務(wù)的能力。 在公有云規(guī)模下,CPU 的處理性能已經(jīng)很難滿足業(yè)務(wù)的發(fā)展需要,各種硬件加速與協(xié)同處理技術(shù)成為新興的技術(shù)發(fā)展方向。

4 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)景與機(jī)遇

現(xiàn)階段,未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)百花齊放,SD-WAN、多云協(xié)同、邊緣計(jì)算、確定性網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)人工智能、開放開源等創(chuàng)新技術(shù)趨勢(shì)正在深入影響和變革網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)形態(tài)[11]。 面向4K/8K、AR/VR、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新興互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展的大潮,網(wǎng)絡(luò)面臨著一系列新的要求與挑戰(zhàn),未來(lái)網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)結(jié)合,將滲透到社會(huì)的方方面面,有十分巨大的市場(chǎng)前景。 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷演進(jìn)發(fā)展將驅(qū)動(dòng)應(yīng)用創(chuàng)新,極大地服務(wù)于社會(huì)發(fā)展。 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、天地一體化網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要突破和應(yīng)用。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合的產(chǎn)物,已成為新工業(yè)革命的關(guān)鍵支撐和智能制造的重要基石。 根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同制造、時(shí)延敏感、按需定制、安全可信等重大需求,研究服務(wù)工業(yè)企業(yè)的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù),并聯(lián)合大型工業(yè)企業(yè)開展技術(shù)創(chuàng)新、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用,對(duì)工業(yè)發(fā)展具有重要意義。

端到端可控軍事網(wǎng)絡(luò)面向未來(lái)多兵種、陸?？仗煲惑w化軍事作戰(zhàn)場(chǎng)景,亟需攻關(guān)高動(dòng)態(tài)、高可靠、高抗毀的新型網(wǎng)絡(luò)體系,形成局部、系統(tǒng)、體系的多級(jí)對(duì)抗能力。 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)主要包含兩個(gè)層面：一是面向戰(zhàn)略武器的遠(yuǎn)程協(xié)同控制需求,構(gòu)建端到端確定性可控軍事骨干網(wǎng);二是面向大帶寬全局態(tài)勢(shì)信息實(shí)時(shí)同步需求,構(gòu)建云網(wǎng)一體的廣域數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

軟件定義天地一體化空間網(wǎng)絡(luò),目前在星地移動(dòng)管理、星間路由算法及流量工程、星上資源約束、服務(wù)質(zhì)量保證、低中高軌衛(wèi)星協(xié)同組網(wǎng)等方面存在諸多挑戰(zhàn),涉及到的基本問(wèn)題包括分區(qū)設(shè)計(jì)和分區(qū)映射。 分區(qū)設(shè)計(jì)將地面區(qū)域劃分為合適的分區(qū),并分配唯一區(qū)號(hào)作為位置標(biāo)識(shí);分區(qū)映射時(shí),衛(wèi)星需要根據(jù)當(dāng)前的經(jīng)緯度修正對(duì)應(yīng)的分區(qū)。

面向海洋場(chǎng)景的立體通信網(wǎng)絡(luò)需要在充分考慮海洋特性的基礎(chǔ)上,建立按需服務(wù)的海洋立體通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),突破海洋寬帶通信重大基礎(chǔ)理論和核心關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)海洋通信網(wǎng)絡(luò)立體覆蓋及海上數(shù)據(jù)無(wú)縫實(shí)時(shí)高速回傳,保證浮空、岸基、錨泊、衛(wèi)星、艦船與地面網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通,支持海上局部范圍高速寬帶通信,實(shí)現(xiàn)岸基、近海到中遠(yuǎn)海的全域交叉覆蓋及不同環(huán)境下的多層次通信保障。

5 未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展建議

未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對(duì)于我國(guó)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、制造強(qiáng)國(guó)的發(fā)展和建設(shè)起到關(guān)鍵的基礎(chǔ)支撐。 在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)方面,設(shè)計(jì)面向2030 的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),支持AR/VR、全息通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、觸覺互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用的交付,從根本上提供一個(gè)高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)環(huán)境。 在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)核心關(guān)鍵技術(shù)方面,重點(diǎn)突破數(shù)據(jù)平面可編程、低時(shí)延與確定性網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算存儲(chǔ)一體化、網(wǎng)絡(luò)人工智能等一系列關(guān)鍵核心技術(shù),支持實(shí)現(xiàn)“中國(guó)網(wǎng)絡(luò)2030”,搶占未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展高地。

在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)方面,要抓住時(shí)代賦予的機(jī)遇,加快在網(wǎng)絡(luò)控制方面與業(yè)務(wù)編排方面的研發(fā),改變我國(guó)缺“芯”少“魂”的現(xiàn)狀,顯著提升我國(guó)在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)領(lǐng)域的國(guó)際話語(yǔ)權(quán)和規(guī)則制定權(quán);在重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域方面,加強(qiáng)面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、陸?？仗煲惑w化等重大場(chǎng)景的示范應(yīng)用和成果輸出,開展核心技術(shù)在這些重大場(chǎng)景的一系列示范應(yīng)用,培育發(fā)展新動(dòng)能,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí),增強(qiáng)我國(guó)在創(chuàng)新發(fā)展方面的核心競(jìng)爭(zhēng)力。 通過(guò)加強(qiáng)技術(shù)和示范應(yīng)用的發(fā)展和推廣,進(jìn)一步形成自主可控的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,致力于打造“芯片—設(shè)備—網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)—核心關(guān)鍵技術(shù)—大規(guī)模未來(lái)網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施—重大應(yīng)用示范”的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。 整合我國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備廠商、互聯(lián)網(wǎng)公司、研究機(jī)構(gòu)及高校的資源優(yōu)勢(shì),在全國(guó)范圍內(nèi)形成多個(gè)知名的科研創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地。 打造未來(lái)網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái),培養(yǎng)更多優(yōu)秀的技術(shù)型人才,大幅提高我國(guó)在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力,助力我國(guó)在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域躋身創(chuàng)新型國(guó)家前列。