期刊論文 – 對(duì)2023年ICT發(fā)展的期待（ict發(fā)展前景）
《信息通信技術(shù)》是中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司主管、主辦的國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行的中英文科技期刊（CN11-5650/TN，ISSN1674-1285)，2007年12月正式創(chuàng)刊。本刊旨在反映國(guó)內(nèi)外信息通信技術(shù)最新研究成果，提供信息通信技術(shù)交流平臺(tái)，推廣先進(jìn)信息通信業(yè)務(wù)和應(yīng)用，為我國(guó)建設(shè)信息社會(huì)和創(chuàng)新型國(guó)家服務(wù)。
【作者簡(jiǎn)介】鄔賀銓，中國(guó)工程院院士，光纖傳送網(wǎng)與寬帶信息網(wǎng)專家。曾任電信科學(xué)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)兼總工、中國(guó)工程院副院長(zhǎng)、中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)?，F(xiàn)任國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化專家委員會(huì)主任、國(guó)家新一代寬帶無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)科技重大專項(xiàng)總師。
2022年全球經(jīng)歷新冠變種、俄烏沖突、美歐通脹、逆全球化等超預(yù)期因素沖擊，經(jīng)受風(fēng)高浪急的不確定性風(fēng)險(xiǎn)考驗(yàn)。我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)首當(dāng)其沖頂住了外部不斷升級(jí)的供應(yīng)鏈和市場(chǎng)封堵打壓，在國(guó)內(nèi)宏觀經(jīng)濟(jì)大盤(pán)低走的情況下，電子信息產(chǎn)業(yè)保持較好的增長(zhǎng)勢(shì)頭。2022年全國(guó)規(guī)上電子信息制造業(yè)增加值和電信業(yè)務(wù)收入同比增長(zhǎng)均超8%，高于工業(yè)增加值的增長(zhǎng)一倍以上，成為拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿υ础?/span>
2023年對(duì)我國(guó)而言，戰(zhàn)略機(jī)遇和風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)并存，發(fā)展仍然充滿不確定性。信息論創(chuàng)始人香農(nóng)認(rèn)為，信息是用來(lái)減少隨機(jī)不確定性的東西，信息的價(jià)值是確定性的增加。通過(guò)數(shù)字化轉(zhuǎn)型盤(pán)活數(shù)據(jù)可消除信息不對(duì)稱，激活經(jīng)濟(jì)新動(dòng)能。IDC預(yù)測(cè)全球數(shù)字化發(fā)展的臨界點(diǎn)已經(jīng)到來(lái)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)、SaaS支出、數(shù)字化業(yè)務(wù)支出、數(shù)字化人才等方面的占比均已或?qū)⒃谖磥?lái)5年內(nèi)超50%。2023年將是我國(guó)各領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型攻堅(jiān)期，這既對(duì)ICT產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出更高要求，也為ICT產(chǎn)業(yè)發(fā)展開(kāi)拓廣闊市場(chǎng)。2023年ICT發(fā)展也進(jìn)入新階段，具有以下特點(diǎn)。
1 5G進(jìn)入5G-A的新時(shí)期
5G已商用三年，在我國(guó)5G的部署速度與用戶規(guī)模超過(guò)了4G的同期，5G上下行速率分別約為4G的3倍和8倍。盡管如此，但5G的工業(yè)應(yīng)用尚不能滿足更高速率(尤其是上行)和更低時(shí)延的要求，也不具備中低速率應(yīng)用場(chǎng)景所需的輕量化與高性價(jià)比。5G帶寬的優(yōu)勢(shì)在面向消費(fèi)應(yīng)用時(shí)也因缺乏相應(yīng)的4K和XR等內(nèi)容及輕便的終端而難以體驗(yàn)。從2023年開(kāi)始，3GPP的5G標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)入到R18和R19版本，即5G-Advanced標(biāo)準(zhǔn)。面對(duì)5G商用中的不足，同時(shí)也為6G標(biāo)準(zhǔn)化探路，關(guān)于6G的研究目前還處在明確需求與設(shè)定目標(biāo)愿景階段。
5G-A首先是進(jìn)一步寬帶化，面向XR和車(chē)聯(lián)網(wǎng)及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用期待將5G的速率、連接密度和定位精度改進(jìn)一個(gè)數(shù)量級(jí)。支持技術(shù)包括物理層的mMIMO增強(qiáng)、超大規(guī)模天線陣列、多載波聚合、多終端聚合發(fā)送、時(shí)頻全雙工、網(wǎng)控中繼器、彈性小區(qū)等。除物理層外，還需通過(guò)跨層優(yōu)化將本來(lái)由終端完成的渲染轉(zhuǎn)到云端，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)類型及幀的差異性感知來(lái)優(yōu)化對(duì)XR流的支持。寬帶化還應(yīng)擴(kuò)展到非地面網(wǎng)絡(luò)，星地融合需應(yīng)對(duì)大時(shí)延、大多普勒頻移和頻效受限等挑戰(zhàn)。其次是泛在化，面向低成本物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，開(kāi)發(fā)低帶寬、低峰值、低時(shí)延和高能效的輕量級(jí)物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)通感一體、低功耗高精度定位等技術(shù)來(lái)支撐車(chē)聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用。第三是綠色化，從時(shí)域、頻域、空域和功率域等多維度實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能，基于低功率智能化喚醒實(shí)現(xiàn)終端節(jié)能。第四是智能化，開(kāi)發(fā)AI在網(wǎng)絡(luò)節(jié)能、負(fù)荷均衡和移動(dòng)性優(yōu)化等方面應(yīng)用的技術(shù)。
2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入攻堅(jiān)期
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的平臺(tái)，5G為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造了基本條件，但從面向消費(fèi)應(yīng)用拓展到面向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，從設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、頻譜等方面還需要做很多創(chuàng)新。設(shè)備方面包括5G CPE(客戶前端設(shè)備)、下沉到企業(yè)的5G UPF(核心網(wǎng)用戶面功能)、云化PLC(可編程邏輯控制器)等。因歷史原因企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的PLC標(biāo)準(zhǔn)碎片化、接口協(xié)議欠開(kāi)放，IT與OT(生產(chǎn)運(yùn)行技術(shù))不兼容，抬高了5G進(jìn)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的門(mén)檻。將虛擬化PLC和SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng))云化部署在運(yùn)營(yíng)商或企業(yè)的邊緣計(jì)算平臺(tái)上，通過(guò)IP協(xié)議可遙控PLC執(zhí)行裝置和遠(yuǎn)程維護(hù)。CPE兼有物聯(lián)網(wǎng)模組、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、工業(yè)路由器功能，中繼來(lái)自基站的5G信號(hào)并轉(zhuǎn)化為Wi-Fi或有線以太網(wǎng)信號(hào)，可集成PLC功能，對(duì)所連接的生產(chǎn)裝備與儀器儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用、路由、計(jì)算與管控，當(dāng)前急需標(biāo)準(zhǔn)化并通過(guò)規(guī)模化盡快降低成本。5G基于服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系允許UPF與核心網(wǎng)控制面分離并可下沉到企業(yè)，支持?jǐn)?shù)據(jù)和業(yè)務(wù)識(shí)別、本地分流及策略執(zhí)行等，滿足超低時(shí)延、高帶寬需求，保證敏感數(shù)據(jù)不出企業(yè)，此外UPF還可與邊緣計(jì)算集成。
網(wǎng)絡(luò)方面，基于5G的局域網(wǎng)相比原有的工業(yè)以太網(wǎng)和Wi-Fi更適于用在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，通過(guò)修改核心網(wǎng)控制面的用戶數(shù)據(jù)庫(kù)(UDM)中的數(shù)據(jù)，對(duì)指定的終端號(hào)碼進(jìn)行業(yè)務(wù)簽約并“分群”可組成5G LAN，實(shí)現(xiàn)群內(nèi)終端間二層互通，低時(shí)延高效率，相比Wi-Fi有更廣的覆蓋、差異化QoS、業(yè)務(wù)隔離功能及可靠性。5G2B相比5G2C有不同的特點(diǎn)，通常無(wú)需考慮漫游計(jì)費(fèi)與越區(qū)切換，但敏感于時(shí)延、確定性、安全和可靠性，而且上行業(yè)務(wù)需要大帶寬，希望UPF和5G工業(yè)基站靠近或下沉到企業(yè)，基站還可集成云化PLC等功能，以連接的無(wú)線化避免現(xiàn)場(chǎng)線路排布復(fù)雜、工位安插僵化，以基站內(nèi)生工控能力兼顧行業(yè)定制化與規(guī)模化需求，提升部署效率。
頻譜方面，通?？稍谶\(yùn)營(yíng)商的5G網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)網(wǎng)絡(luò)切片來(lái)組織企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，考慮到2C和2B的應(yīng)用對(duì)TDD模式的上下行配比要求不同，為避免干擾建議為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)劃出專用頻段，這樣工業(yè)CPE也無(wú)需按多頻設(shè)計(jì)。一些大企業(yè)更希望該頻段為本企業(yè)專用。鑒于授權(quán)頻段的不足，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需拓展到使用免授權(quán)頻率，需優(yōu)先研究可用信道的公平接入機(jī)制和開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)頻譜智能管理算法。
3 互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)入IPv6 主導(dǎo)期
互聯(lián)網(wǎng)從IPv4向IPv6過(guò)渡呈現(xiàn)從雙棧向IPv6-only發(fā)展和向IPv6 發(fā)展加速的特點(diǎn)。IPv6的應(yīng)用感知功能可在地址字段承載業(yè)務(wù)指示，便于網(wǎng)絡(luò)據(jù)此提供符合QoS需要的路由，還可嵌入數(shù)據(jù)類型指示和敏感程度標(biāo)志，支撐對(duì)跨境數(shù)據(jù)流動(dòng)的管理。iFIT(隨流檢測(cè))技術(shù)無(wú)需外掛探針，將OAM指令攜帶在IPv6擴(kuò)展報(bào)頭中，可獲得時(shí)延、誤碼等分段性能，還可還原數(shù)據(jù)路徑。SRv6(分段選路)通過(guò)制定路徑轉(zhuǎn)發(fā)，建立QoS的網(wǎng)絡(luò)切片信道，支持低時(shí)延、組播、負(fù)載均衡、快速倒換和高可靠并發(fā)等。此外VPN 、FlexE、DIP(確定性網(wǎng)絡(luò))、BIER(新型組播)、SFC(業(yè)務(wù)鏈)等IPv6 新功能還有待標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)。
4 網(wǎng)絡(luò)新基建開(kāi)啟云網(wǎng)/算網(wǎng)協(xié)同期
數(shù)字孿生、工業(yè)設(shè)計(jì)、藥物仿真、電網(wǎng)建模、動(dòng)漫渲染等都需要有足夠的算力和有效的算法支撐，但并非企業(yè)都要自建算力設(shè)施，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接算力調(diào)度平臺(tái)和算力資源便可獲得集約化的服務(wù)。SRv6通過(guò)IPv6報(bào)頭在數(shù)據(jù)面快速實(shí)現(xiàn)路由組織及云資源調(diào)度，成為云網(wǎng)融合的統(tǒng)一承載協(xié)議。利用云網(wǎng) 算力調(diào)度平臺(tái)可按業(yè)務(wù)需求，在云網(wǎng)邊端間按需分配和靈活調(diào)度計(jì)算/存儲(chǔ)/網(wǎng)絡(luò)資源。云網(wǎng)/算網(wǎng)融合首先需要對(duì)計(jì)算、存儲(chǔ)、算法資源及網(wǎng)絡(luò)資源有科學(xué)的衡量標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一尋址標(biāo)準(zhǔn)，其次需重點(diǎn)研究合理的云網(wǎng)/算網(wǎng)融合架構(gòu)、層間接口、算網(wǎng)控制協(xié)議、算網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備、算力調(diào)度引擎、算力資源管理編排機(jī)制等。
在網(wǎng)絡(luò)新基建中數(shù)據(jù)中心(IDC)及其間的光纖干線系統(tǒng)(DCI)成為重點(diǎn)，DCI的發(fā)展呈現(xiàn)三大方向，第一是基于相干通信不斷提升波特率，2023年有望做到400G×80波，第二是從光纖的C頻段向L和S頻段擴(kuò)展，第三是從常規(guī)的G.652D光纖向G.654E(大有效面積)等新型光纖發(fā)展。相干通信光系統(tǒng)過(guò)去缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各廠商設(shè)備的數(shù)據(jù)速率、調(diào)制方式、幀結(jié)構(gòu)、FEC校驗(yàn)方式等不同，跨廠商很難互聯(lián)互通，響應(yīng)慢、效率低、成本高。推動(dòng)相干系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)開(kāi)放光系統(tǒng)互聯(lián)成為當(dāng)務(wù)之急，通過(guò)控制面和數(shù)據(jù)面解耦、數(shù)據(jù)面光層與電層解耦實(shí)現(xiàn)光層與IP層協(xié)同管理，提供跨層視野和跨廠家互操作，更好地支撐算網(wǎng)融合。
5 虛擬化應(yīng)用仍在探索期
新的IC制程和芯粒封裝等技術(shù)使摩爾定律得以延續(xù)，2023年可實(shí)現(xiàn)單芯片上千億晶體管；跨架構(gòu)開(kāi)放編程模型可統(tǒng)一各類計(jì)算芯片的編程，顯著提升開(kāi)發(fā)效率；XR的商用將隨光學(xué)技術(shù)及器件的突破而提速；以ChatGPT為代表的大規(guī)模數(shù)據(jù)訓(xùn)練大模型使得內(nèi)容自動(dòng)生產(chǎn)進(jìn)入AI 2.0時(shí)代。德勤公司預(yù)計(jì)一兩年內(nèi)將出現(xiàn)更具沉浸感的互聯(lián)網(wǎng)、超級(jí)云以及更值得信賴的AI。
區(qū)塊鏈應(yīng)用到網(wǎng)上作品推動(dòng)以平臺(tái)為中心和電商/社交為主要應(yīng)用的Web2.0向以用戶為中心和數(shù)字藏品為應(yīng)用的Web3.0演進(jìn)，價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)呼之欲出，用戶對(duì)其提交到網(wǎng)上的作品具有權(quán)屬確認(rèn)，虛擬化資產(chǎn)可有價(jià)值體現(xiàn)。Web3.0的發(fā)展需解決去中心化金融帶來(lái)的監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)，且目前還看不到Web3.0成為大眾剛需的可能性，但Web3.0開(kāi)啟了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一種新業(yè)態(tài)。不過(guò)數(shù)字平臺(tái)對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用不因Web3.0的興起而減弱，隨著我國(guó)對(duì)數(shù)字平臺(tái)的監(jiān)管向常態(tài)化治理發(fā)展，公平有序發(fā)展生態(tài)的營(yíng)造將更好發(fā)揮平臺(tái)經(jīng)濟(jì)的作用。
全國(guó)科技名詞委員會(huì)定義元宇宙是“人類運(yùn)用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建的，由現(xiàn)實(shí)世界映射或超越現(xiàn)實(shí)世界，可與現(xiàn)實(shí)世界交互的虛擬世界”。元宇宙充滿想象空間，但虛擬世界只是網(wǎng)絡(luò)空間的一種生態(tài)而不是互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)，而且真正的沉浸式體驗(yàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、時(shí)延和抖動(dòng)有甚高要求，技術(shù)成熟度和終端產(chǎn)品可用度及可接受成本目前尚不可望更不可及?，F(xiàn)在的元宇宙從開(kāi)始的炒作退回到XR，以智能、安全和算力為支撐，通過(guò)數(shù)實(shí)融合賦能消費(fèi)與垂直行業(yè)，對(duì)真實(shí)世界實(shí)現(xiàn)可操作可執(zhí)行，引領(lǐng)虛擬化落地應(yīng)用。
編輯：王丹瑛
校審：王釤杉
