中國工程院院士 余少華

當(dāng)今世界正處于網(wǎng)絡(luò)信息世界與自然世界和人類社會(huì)深度融合的進(jìn)程中，百年一遇，像人類所經(jīng)歷過的農(nóng)業(yè)文明和工業(yè)文明一樣影響深遠(yuǎn)、意義重大。這一進(jìn)程正深刻改變著全球的經(jīng)濟(jì)格局、文化格局、安全格局和競爭格局。中共中央政治局2016年10月9日下午就實(shí)施網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略進(jìn)行第三十六次集體學(xué)習(xí)，習(xí)總書記發(fā)表重要講話，提出“6個(gè)加快”，對建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國作出全面部署。

網(wǎng)絡(luò)與通信是全球各類工程科技中創(chuàng)新最活躍、技術(shù)更新?lián)Q代最快、應(yīng)用普及傳播最廣、輻射帶動(dòng)作用最大的領(lǐng)域之一。全球有119個(gè)國家和地區(qū)實(shí)施了寬帶戰(zhàn)略，根據(jù)國際電聯(lián)的數(shù)據(jù)，截至2016年，全球互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)覆蓋了至少220個(gè)國家和地區(qū)，全球網(wǎng)民超過34.9億，移動(dòng)電話用戶73.7億，移動(dòng)寬帶用戶36.5億，固定電話用戶10億，固定寬帶用戶8.8億。寬帶網(wǎng)速一直是寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的核心問題之一，寬帶網(wǎng)速是寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平的一種綜合體現(xiàn)。2015年5月，國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《關(guān)于加快高速寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)提速降費(fèi)的指導(dǎo)意見》（以下簡稱《指導(dǎo)意見》），要求“加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，大幅提高網(wǎng)絡(luò)速率”，提出了到2017年我國寬帶發(fā)展的目標(biāo)，并做出了全面部署。2016年，全行業(yè)固定資產(chǎn)投資規(guī)模完成4350億元，其中移動(dòng)通信投資完成2355億元。這項(xiàng)工作實(shí)施以來，通過我國行業(yè)主管部門和各級政府對寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的持續(xù)引導(dǎo)和大力推動(dòng)，電信運(yùn)營商、設(shè)備制造企業(yè)和科研單位大量人力物力的不斷投入和通力合作，我國寬帶網(wǎng)速提升效果明顯。主要表現(xiàn)在以下方面：

推動(dòng)固定寬帶接入網(wǎng)

全面向光纖接入網(wǎng)升級

2016年，互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入端口數(shù)量達(dá)到6.9億個(gè)，比上年凈增1.14億個(gè)，同比增長19.8%。近年來，工信部聯(lián)合住建部發(fā)布了我國光纖到戶兩項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，要求城市新建住宅的通信設(shè)施必須采用光纖到戶方式建設(shè)，這就為光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和部署提供了制度保障。“提速降費(fèi)”工作實(shí)施以來，我國行業(yè)主管部門通過示范引導(dǎo)、規(guī)劃目標(biāo)等方式，嚴(yán)格督導(dǎo)落實(shí)光纖到戶建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并大力推動(dòng)基礎(chǔ)電信企業(yè)持續(xù)加大投資力度，開展城市老舊小區(qū)的光纖化接入改造，引導(dǎo)建設(shè)光網(wǎng)城市，大幅加速我國固定寬帶網(wǎng)絡(luò)“光進(jìn)銅退”步伐。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2016年末，我國三家基礎(chǔ)電信企業(yè)光纖接入（FTTH/0）用戶凈增7941萬戶，總數(shù)達(dá)2.28億戶，占寬帶用戶總數(shù)的比重比上年提高19.5個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到76.6%。8M以上、20M以上寬帶用戶總數(shù)占寬帶用戶總數(shù)的比重分別達(dá)91.0%、77.8%，比上年提高21.3、46.6個(gè)百分點(diǎn)。接入網(wǎng)設(shè)備容量1.85億門，2016年新增1110萬門。2016年固定互聯(lián)網(wǎng)使用量同期保持較快增長，固定寬帶接入時(shí)長達(dá)57.5萬億分鐘，同比增長15.0%。根據(jù)寬帶發(fā)展聯(lián)盟發(fā)布的《中國寬帶速率狀況報(bào)告》第14期，截至2016年末，我國固定寬帶網(wǎng)絡(luò)平均可用下載速率達(dá)到11.90Mbps，比2014年末增長了近3倍。

推動(dòng)移動(dòng)寬帶接入網(wǎng)

全面向4G網(wǎng)絡(luò)升級

4G網(wǎng)絡(luò)是移動(dòng)寬帶發(fā)展的必由之路。我國政府和產(chǎn)業(yè)各方協(xié)同，大力推進(jìn)4G的建設(shè)發(fā)展。2013年12月，國家相關(guān)部門發(fā)放了第四代移動(dòng)通信（4G）牌照，我國正式開展第四代移動(dòng)通信（4G）網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，標(biāo)志著我國實(shí)現(xiàn)了從“2G跟隨”“3G突破”到“4G同步”的跨越，不但產(chǎn)業(yè)研發(fā)能力顯著增強(qiáng)，形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，而且成為國際標(biāo)準(zhǔn)的主要制定者之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年末我國移動(dòng)電話用戶數(shù)達(dá)13.2億（其中2016年新增5053萬戶），移動(dòng)通信基站數(shù)達(dá)559萬個(gè)（其中263萬個(gè)是4G基站），4G用戶數(shù)達(dá)7.7億（其中2016年新增3.4億戶）。移動(dòng)電話交換機(jī)容量21.8億戶，新增7317萬戶。全年月戶均移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入流量達(dá)到772M，同比增長98.3%。2016年1~11月我國累計(jì)生產(chǎn)手機(jī)20億部，同比增長19.9%，其中智能手機(jī)14億部，增長12.7%。2016年1~11月生產(chǎn)移動(dòng)通信基站設(shè)備31898萬信道，同比增長15.6%。根據(jù)寬帶發(fā)展聯(lián)盟發(fā)布的《中國寬帶速率狀況報(bào)告》第14期，截至2016年末，通過4G網(wǎng)絡(luò)訪問互聯(lián)網(wǎng)時(shí)的平均下載速率達(dá)到11.93Mbps，是3G時(shí)代下載速率的3倍。隨著4G進(jìn)入規(guī)模商用階段，面向2020年及未來的第五代移動(dòng)通信（5G）已成為全球研發(fā)熱點(diǎn)。5G具有更高速率（1Gb/s以上）、更低時(shí)延（1毫秒量級）、更高可靠和更低功耗等特點(diǎn)，將成為2020年及未來連接人與人、人與物、物與物的基礎(chǔ)通信方式。為支撐5G技術(shù)研發(fā)和國際標(biāo)準(zhǔn)研制，我國于2013年成立了IMT-2020（5G）推進(jìn)組，整合產(chǎn)學(xué)研用，有力推動(dòng)了5G發(fā)展，并于2016年初全面啟動(dòng)了5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，依托國家科技重大專項(xiàng)，同步啟動(dòng)對新一代移動(dòng)通信技術(shù)測試和驗(yàn)證，以大規(guī)模天線技術(shù)帶動(dòng)其它技術(shù)的產(chǎn)業(yè)突破。

推動(dòng)骨干網(wǎng)和城域光網(wǎng)向超高速超大容量超長距離傳輸升級

光網(wǎng)絡(luò)傳輸能力是衡量一個(gè)國家信息基礎(chǔ)設(shè)施綜合實(shí)力和國際競爭力的重要標(biāo)志之一。寬帶體驗(yàn)速率的提升，還離不開我國骨干網(wǎng)容量的提升和互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)間互通能力的增強(qiáng)。只有“主干道”寬了，“聯(lián)絡(luò)線”通暢了，才能保證車輛的快速通行。“提速降費(fèi)”工作開展以來，各基礎(chǔ)電信企業(yè)加速建設(shè)部署高速大容量光通信傳輸系統(tǒng)，目前，100Gbps的光通信傳輸系統(tǒng)已經(jīng)在我國普遍應(yīng)用，400Gbps的光通信傳輸也已經(jīng)試點(diǎn)應(yīng)用，我國骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)容量持續(xù)提升。2016年，全國新建光纜線路554萬公里，光纜線路總長度3041萬公里，同比增長22.3%，整體保持較快增長態(tài)勢。全國新建光纜中，接入網(wǎng)光纜、本地網(wǎng)中繼光纜和長途光纜線路所占比重分別為62.4%、34.3%和3.3%。其中長途光纜保持小幅擴(kuò)容，同比增長3.5%，新建長途光纜長度達(dá)3.32萬公里。同時(shí)，國家相關(guān)主管部門也在持續(xù)推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)間互聯(lián)架構(gòu)的優(yōu)化，擴(kuò)展互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)間帶寬容量，新增了10個(gè)國家級互聯(lián)網(wǎng)骨干直聯(lián)點(diǎn)，減少了廣大中西部地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)流量的長途迂回繞轉(zhuǎn)，有效提升了網(wǎng)間流量疏通效率，近年來互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)間帶寬擴(kuò)容超過了1000G，從而推動(dòng)了用戶上網(wǎng)體驗(yàn)的持續(xù)提升。

未來數(shù)年，網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的發(fā)展方向是三元萬物互聯(lián)以及與各行業(yè)各技術(shù)的系統(tǒng)性融合，以智能化虛擬化軟定義方式實(shí)現(xiàn)，連接、延伸和滲透整個(gè)世界，由此不斷催生出許多新概念、新需求、新模式、新生態(tài)和新平臺(tái)，產(chǎn)生無限的可能性。連接數(shù)量從百億級迅速發(fā)展到千億級與萬億級，從人-網(wǎng)二元互聯(lián)發(fā)展到人-網(wǎng)-物三元和多元互聯(lián)，從地面的平面互聯(lián)發(fā)展到空間三維互聯(lián)及外太空和星際互聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)總量將從TB和PB級快速發(fā)展到EB、ZB、YB乃至BB級，視頻將占據(jù)網(wǎng)絡(luò)大部分流量。3s-abc可概括網(wǎng)絡(luò)與通信未來的發(fā)展趨勢，即“3”指人-網(wǎng)-物三元千億級萬物互聯(lián)以及與各行業(yè)各技術(shù)的融合，“s”指軟件定義網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化與開源〔SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）/NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）/OpenSource（開源）〕，“a”指網(wǎng)絡(luò)的萬物互聯(lián)與技術(shù)融合以人工智能方式實(shí)現(xiàn)，“b”是網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)化，“c”是指網(wǎng)絡(luò)的云化，大帶寬、廣覆蓋、高通量、綠色節(jié)能成為連接的基本特征。網(wǎng)絡(luò)與通信領(lǐng)域現(xiàn)有的核心技術(shù)都將在未來數(shù)年前后遇到靠漸進(jìn)式改進(jìn)難以逾越的技術(shù)墻。一是移動(dòng)通信技術(shù)墻，在無線頻譜資源日趨枯竭和網(wǎng)絡(luò)帶寬大幅提升的背景下，期待新的理論和技術(shù)創(chuàng)新帶來移動(dòng)通信技術(shù)的下一輪跨越發(fā)展；二是IP數(shù)據(jù)通信技術(shù)墻，數(shù)據(jù)通信面臨互聯(lián)網(wǎng)IPv4地址耗盡，TCP/IPv4架構(gòu)面臨可擴(kuò)展性和進(jìn)一步承載千億級萬物互聯(lián)的巨大流量的挑戰(zhàn)，重要安全事件的溯源是難點(diǎn)，亟需加快新一代互聯(lián)網(wǎng)顛覆性技術(shù)的研究進(jìn)程；三是光纖通信技術(shù)墻，容量增速已遠(yuǎn)落后于互聯(lián)網(wǎng)流量增速，傳輸容量進(jìn)一步提升遭遇光電器件和光纖非線性等的限制，呼喚新的突破性技術(shù)登場。此外，集成電路技術(shù)墻，集成電路平面特征尺寸已逼近物理極限，摩爾定律也將走向終結(jié)，逐漸步入“后摩爾時(shí)代”；能耗/綠色通信——技術(shù)墻，現(xiàn)有技術(shù)每比特信息傳輸能耗也將遭遇瓶頸；大數(shù)據(jù)——技術(shù)墻，用傳統(tǒng)思路和方法處理大數(shù)據(jù)和廣連接早已力不從心；新興業(yè)務(wù)（包括4K、8K超高清視頻、VR/AR、3D、高清視頻等）對網(wǎng)絡(luò)承載和終端形態(tài)形成直接沖擊。所有這些，都急需新的原創(chuàng)性重大突破以推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的跨越式發(fā)展，持續(xù)推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國與提速降費(fèi)，持續(xù)提升用戶體驗(yàn)，持續(xù)惠及民生。

相信在新的歷史條件和發(fā)展機(jī)遇下，隨著“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國與提速降費(fèi)”工作的不斷深入落實(shí)，我國政產(chǎn)學(xué)研用各界將上下同欲、齊心協(xié)力，不斷加大技術(shù)創(chuàng)新力度，不斷突破核心技術(shù)，進(jìn)一步縮小我國城鄉(xiāng)差距、東西部差距以及與發(fā)達(dá)國家的差距，共同推動(dòng)我國寬帶網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，不斷為我國的網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國建設(shè)貢獻(xiàn)力量?。ㄗⅲ阂陨闲袠I(yè)數(shù)據(jù)引自工信部通信運(yùn)營業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)、國家統(tǒng)計(jì)局和國際電聯(lián)的數(shù)據(jù)等）