數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展、智能時代即將到來的今天，再怎樣強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的重要性都不為過。然而，產(chǎn)生于上世紀(jì)80年代的TCP/IP協(xié)議體系越來越暴露出架構(gòu)上的不足，難以支撐紛繁的新業(yè)務(wù)、新應(yīng)用，加快下一代數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究及建設(shè)已然成為業(yè)界共識。

今年6月的網(wǎng)絡(luò)5.0峰會上，網(wǎng)絡(luò)5.0產(chǎn)業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟正式對外輸出了一系列階段性成果，其中就包含了《網(wǎng)絡(luò)5.0技術(shù)白皮書》的發(fā)布。

作為成立一年來主要成果之一、聯(lián)盟成員單位的集體智慧，《白皮書》主要描述了網(wǎng)絡(luò)5.0聚焦的四大場景、網(wǎng)絡(luò)5.0愿景及目標(biāo)、架構(gòu)頂層設(shè)計(jì)及關(guān)鍵使能技術(shù)。可以說，既有提綱挈領(lǐng)的體系規(guī)劃、也有精準(zhǔn)細(xì)致的落地辦法，為下一代網(wǎng)絡(luò)的成功到來鋪平了道路，也在一定程度上厘清了ICT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展圖景。

《白皮書》發(fā)布背景

數(shù)字經(jīng)濟(jì)所帶來的新理念、新業(yè)態(tài)、新模式，成為帶動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)新增長的重要引擎。中國信息通信研究院發(fā)布的《中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展與就業(yè)白皮書 （2019年）》顯示，2018年我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模達(dá)到31.3萬億元，占GDP比重達(dá)34.8%；數(shù)字經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域就業(yè)崗位為1.91億個，占當(dāng)年總就業(yè)人數(shù)的24.6%。

與此同時，經(jīng)歷了工業(yè)革命、電力革命、信息技術(shù)革命的人類社會，正在加速邁入一個萬物互聯(lián)的智能世界。華為全球產(chǎn)業(yè)展望GIV@2025預(yù)測，到2025年，個人智能終端數(shù)量將達(dá)400億、個人智能助理普及率達(dá)90%、智能服務(wù)機(jī)器人將步入12%家庭，個人潛能將在終端感知、雙向交流和主動服務(wù)的支持下大幅釋放；在商業(yè)和社會層面，到2025年，全球1000億聯(lián)接將泛在于公用事業(yè)、交通、制造、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)和金融等各個領(lǐng)域，推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型，屆時企業(yè)應(yīng)用云化率將達(dá)85%、AI利用率達(dá)86%、數(shù)據(jù)利用率將劇增至80%，每年1800億TB的新增數(shù)據(jù)將源源不斷地創(chuàng)造智能和價值。

時代的變革驅(qū)動了網(wǎng)絡(luò)的變革。以往，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都是超前發(fā)展和部署的，造成了網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)革命中不會成為瓶頸的錯覺；而面向數(shù)字經(jīng)濟(jì)、智能世界提出的全新要求和前所未有的挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡(luò)能力亟待增強(qiáng)。

回顧過去五十年IP技術(shù)發(fā)展，補(bǔ)丁式、自底向上、無限責(zé)任的思路占據(jù)了主導(dǎo)，一方面“縫三年，補(bǔ)三年，縫縫補(bǔ)補(bǔ)又三年”，另一方面對具體的技術(shù)邊界、技術(shù)責(zé)任范圍并沒有提出過明確的指向。中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會理事長奚國華就曾在媒體采訪中指出，以往的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展長久保持“更快、更好”的無限責(zé)任思路，思路較為發(fā)散，問題與解決方案的集中度不高，難以得到業(yè)界的共識，導(dǎo)致其差異化服務(wù)質(zhì)量保證、確定性低時延、安全可信、移動性等問題愈發(fā)嚴(yán)重。中國信息通信研究院科技委主任蔣林濤先前也以美國對下一代網(wǎng)絡(luò)的研究舉例，認(rèn)為其“沒有取得多少實(shí)質(zhì)性進(jìn)展”的原因是缺乏具體可操作的目標(biāo)，缺乏明確可檢查、核定的指標(biāo)。

網(wǎng)絡(luò)5.0概念的出現(xiàn)即引入了無線領(lǐng)域的代際式發(fā)展與有限責(zé)任演進(jìn)的思路，通過分代研究來真正推進(jìn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。按網(wǎng)絡(luò)5.0產(chǎn)業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟的劃分，以模擬通信系統(tǒng)為網(wǎng)絡(luò)1.0時代、數(shù)字通信系統(tǒng)為網(wǎng)絡(luò)2.0時代、ATM為網(wǎng)絡(luò)3.0時代、IP為網(wǎng)絡(luò)4.0時代。

那么網(wǎng)絡(luò)5.0時代的網(wǎng)絡(luò)是一張?jiān)鯓拥木W(wǎng)絡(luò)、有著怎樣的架構(gòu)思路和架構(gòu)設(shè)計(jì)、從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)如何演進(jìn)、需要哪些核心技術(shù)的支撐？一連串的問題隨之而來。經(jīng)過為期一年的研究討論、集思廣益，《白皮書》的發(fā)布給出了答案。

聚焦四大場景

設(shè)計(jì)一張網(wǎng)絡(luò)，首先要明確其所面對的典型應(yīng)用場景。正如國際電聯(lián)無線電通信局（ITU-R）2015年針對5G定義的增強(qiáng)型移動寬帶（eMBB）、超高可靠超低時延通信（uRLLC）和大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）三大業(yè)務(wù)場景那樣，網(wǎng)絡(luò)5.0也將聚焦于四大目標(biāo)場景，包括ICT基礎(chǔ)設(shè)施、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、移動承載和全息通信。

《白皮書》指出，ICT基礎(chǔ)設(shè)施是未來信息社會的基礎(chǔ)和技術(shù)發(fā)展的制高點(diǎn)，是信息行業(yè)爭奪的產(chǎn)業(yè)藍(lán)海。隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，越來越多的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)被遷移到云端，大數(shù)據(jù)建立在云上，一些人工智能也逐漸建立在云上。新的ICT基礎(chǔ)架構(gòu)平臺應(yīng)以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能為核心，形成“全連接、全云化、全智能”的解決方案。其中，物聯(lián)網(wǎng)就如同神經(jīng)末梢，通過采集無處不在的行業(yè)終端和用戶終端的數(shù)據(jù)，利用云端的分布式計(jì)算能力對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；網(wǎng)絡(luò)就像是血脈，連通著數(shù)據(jù)生產(chǎn)者、處理者和消費(fèi)者，使之更加有效地傳輸和共享；云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能則是大腦，通過打破傳統(tǒng)“煙囪式”的業(yè)務(wù)承載架構(gòu)，搭建一個高度簡化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動化和彈性的云數(shù)據(jù)中心，并通過對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理、深度建模和精準(zhǔn)洞察，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)營的自動化和決策的智能化。

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的融合，催生了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。隨著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)（工業(yè)控制、車聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療等）與互聯(lián)網(wǎng)的不斷融合，IP網(wǎng)絡(luò)面臨了越來越多的新挑戰(zhàn)。例如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)的融合將使能新的工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，主要體現(xiàn)在智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制和服務(wù)化延伸四方面智能化升級，其對未來網(wǎng)絡(luò)的功能需求包括定制、連接、標(biāo)識和安全等方面；而車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用包括了下一代高鐵、磁懸浮工業(yè)車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、自動駕駛、下一代車載娛樂辦公系統(tǒng)等商業(yè)應(yīng)用，其對網(wǎng)絡(luò)的確定性時延有嚴(yán)格的需求。

移動網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)范疇的擴(kuò)展將豐富電信網(wǎng)絡(luò)的生態(tài)環(huán)境，很多傳統(tǒng)行業(yè)例如汽車、醫(yī)療、能源、市政系統(tǒng)等都將參與到電信生態(tài)環(huán)境的建設(shè)中。5G是人類將數(shù)字化從個人娛樂為主推向全聯(lián)接社會的起點(diǎn)，與以往移動通信系統(tǒng)相比，5G 需要滿足更加多樣化的場景和極致的性能挑戰(zhàn)。《白皮書》認(rèn)為，面對ITU定義的eMBB、mMTC、uRLLC等典型應(yīng)用場景，移動承載網(wǎng)需要滿足低時延、移動性和大連接的需求。

將高速通信網(wǎng)絡(luò)與全息采集和顯示技術(shù)結(jié)合稱之為全息通訊系統(tǒng)，可以突破遠(yuǎn)程醫(yī)療、移動辦公、觀光旅游、賽事直播以及游戲娛樂等應(yīng)用場景中三維視覺信息的丟失問題，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。全息數(shù)據(jù)量對比傳統(tǒng)二維圖像數(shù)據(jù)量有千倍的增加，如果全息記錄面為真人大小或70 英寸電視屏幕大小，單個動態(tài)傳輸數(shù)據(jù)量參考需求約為1.9Tbps，這將對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大挑戰(zhàn)。

這四大場景的確定，對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提出了四大功能需求及四大性能指標(biāo)需求。前者包括內(nèi)生的安全可信、網(wǎng)絡(luò)可規(guī)劃和性能可預(yù)期、大連接下的感知與管控、泛在移動支持；后者主要體現(xiàn)在帶寬、時延、抖動及丟包等方面。

三步走實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)5.0愿景目標(biāo)

通過對典型應(yīng)用場景需求的分析，《白皮書》明確了網(wǎng)絡(luò)5.0的愿景、目標(biāo)及階段性規(guī)劃，而這正是與以往數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展最顯著的不同之處。

《白皮書》提出，網(wǎng)絡(luò)5.0作為面向2030年演進(jìn)的未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將基于現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基礎(chǔ)，在演進(jìn)思路上采取“分代目標(biāo)、有限責(zé)任”的策略，通過打造新型IP網(wǎng)絡(luò)體系，協(xié)同管理、控制和數(shù)據(jù)面，聯(lián)通分散的計(jì)算、存儲及網(wǎng)絡(luò)等資源，構(gòu)建一體化的ICT基礎(chǔ)設(shè)施，向各相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供網(wǎng)絡(luò)能力、計(jì)算能力及數(shù)據(jù)能力服務(wù)。

目標(biāo)上，網(wǎng)絡(luò)5.0旨在持續(xù)增強(qiáng)IP能力，以解決萬物互聯(lián)的智能世界所需要的內(nèi)生安全可信、網(wǎng)絡(luò)可規(guī)劃和性能可預(yù)期、大連接下的感知與控制、泛在移動性支持等需求，連通多種異構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)萬網(wǎng)互聯(lián)，使能更多的新服務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)，豐富人們的溝通與生活。

網(wǎng)絡(luò)5.0瞄準(zhǔn)的是未來8-10年內(nèi)新應(yīng)用對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)能力的需求，網(wǎng)絡(luò)5.0產(chǎn)業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟計(jì)劃在具體實(shí)施過程中分2020年、2025年和2030年三個階段逐漸完成總體目標(biāo)。

具體而言，第一階段（2020年），實(shí)現(xiàn)連接數(shù)100億級、帶寬人均100Mbps、時延毫秒級、抖動范圍亞毫秒、丟包率10-4級、安全性采用補(bǔ)丁式方案、網(wǎng)絡(luò)感知采用帶外方式、網(wǎng)絡(luò)管控相對比較粗粒度、智能度方面開始引入AI實(shí)現(xiàn)初步自動化；第二階段（2025年），實(shí)現(xiàn)連接數(shù)1000億、帶寬人均10Gbps、時延確定性亞毫秒級、抖動范圍微秒、丟包率10-5級、安全性采用部分補(bǔ)丁式方案加部分內(nèi)生方案、網(wǎng)絡(luò)感知部分采用帶外方式部分采用帶內(nèi)方式、網(wǎng)絡(luò)管控相對比較細(xì)粒度、智能度方面AI能力逐步提升基本可實(shí)現(xiàn)半自動化、組網(wǎng)采用集中式加分布式混合方案；第三階段（2030年），實(shí)現(xiàn)連接數(shù)達(dá)到1萬億、帶寬人均Tbps、時延確定性亞毫秒級、抖動范圍亞毫秒、丟包率10-6級、安全性基本采用內(nèi)生方案、網(wǎng)絡(luò)感知大部分采用帶內(nèi)方式、網(wǎng)絡(luò)管控采用內(nèi)生機(jī)制實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度管理、智能度方面可通過AI使能全自動化、組網(wǎng)采用集中式加分布式優(yōu)化方案、網(wǎng)絡(luò)可信能力及其他網(wǎng)絡(luò)新能力進(jìn)一步增強(qiáng)。

目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵使能技術(shù)

綱舉目張，《白皮書》中亦詳盡闡述了網(wǎng)絡(luò)5.0時代的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)樣貌及其關(guān)鍵使能技術(shù)。

在頂層設(shè)計(jì)原則方面，《白皮書》認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)5.0應(yīng)以智能化、確定性、柔性、易用性、內(nèi)生安全（IDEAS，即Intelligent、Deterministic、Elastic、Accessible、Secured）為核心的五個設(shè)計(jì)理念出發(fā)，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變革。其中，智能化主要包括基礎(chǔ)設(shè)施智能化、網(wǎng)絡(luò)控制智能化和網(wǎng)絡(luò)管理智能化；確定性主要包括確定性時延和無損傳輸；柔性主要包括網(wǎng)絡(luò)功能組件化和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)定制化；易用性主要包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可編程和靈活動態(tài)傳輸；內(nèi)生安全則意味著應(yīng)從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)之初考慮安全，將安全作為網(wǎng)絡(luò)的DNA，從身份認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)安全、平臺安全、數(shù)據(jù)安全以及業(yè)務(wù)安全等全方位構(gòu)建端到端安全防護(hù)體系。

依據(jù)IDEAS頂層設(shè)計(jì)理念，網(wǎng)絡(luò)5.0產(chǎn)業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟初步設(shè)計(jì)了下一代網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)與協(xié)議體系，命名為網(wǎng)絡(luò)5.0參考架構(gòu)1.0，且以功能視圖、協(xié)議視圖及端到端組網(wǎng)視圖等形式呈現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)5.0基于新型IP網(wǎng)絡(luò)體系，協(xié)同管理、控制和數(shù)據(jù)面，向各相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供網(wǎng)絡(luò)能力、計(jì)算能力及數(shù)據(jù)能力服務(wù)，并使其更加有效地滿足萬物互聯(lián)、萬物智能、萬物感知的需求。其總體目標(biāo)是連接新網(wǎng)元、探索新協(xié)議、構(gòu)建新管控、支撐新業(yè)務(wù)。

與此同時，《白皮書》識別了一系列關(guān)鍵使能技術(shù)。其中包括確定性IP技術(shù)、內(nèi)生安全機(jī)制、面向萬物互聯(lián)的新尋址與控制機(jī)制、新傳輸層、靈活可定制的差異化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、面向服務(wù)的路由、基于意圖的網(wǎng)絡(luò)、溫敏網(wǎng)絡(luò)等創(chuàng)新方向。

據(jù)披露，網(wǎng)絡(luò)5.0架構(gòu)和《白皮書》內(nèi)容將持續(xù)迭代和完善，預(yù)計(jì)2021年6月發(fā)布2.0版本。按照計(jì)劃，聯(lián)盟將依據(jù)收斂的技術(shù)需求和頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)，逐步展開核心創(chuàng)新技術(shù)的配套協(xié)議制定工作，包括通過擴(kuò)展IP協(xié)議增強(qiáng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)功能，形成New IP統(tǒng)一方案，并同步推進(jìn)國內(nèi)、國際標(biāo)準(zhǔn)的一些基礎(chǔ)性工作。

《白皮書》的發(fā)布，意味著我國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究者通過網(wǎng)絡(luò)5.0產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)新聯(lián)盟逐步形成了合力，共同致力于下一代數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新研究。相信在 “產(chǎn)學(xué)研用”各方的共同努力下，不久的將來下一代數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)就將“照進(jìn)”現(xiàn)實(shí)，從而驅(qū)動數(shù)字經(jīng)濟(jì)更快更好發(fā)展，令更多個人、家庭和組織從智能世界中獲益。?

來源：C114通信網(wǎng)