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面向 2035 的多模态智慧网络技术发展路线图

一、前言

随着信息通信网络技术的不断发展,互联网已成为与国民经济和社会发展高度相关的重要基础设施。互联网与人类社会生活深入融合,用户对互联网的使用需求从简单的端到端模式转变为对海量内容的获取,并发展出移动互联网 [1]、物联网 [2]、云计算 [3] 等新模式。随着互联网终端类型、接入方式的不断发展 [4],人 – 人、人 – 机、机 – 机、网 – 网通信等将成为常态 [5],这也亟需互联网为海量业务提供更多元、个性、高效的服务 [6]。

面对上述需求的演进变化,现有互联网的技术内涵与外延发展却不平衡、不充分,存在网络结构僵化 [7]、IP 承载单一 [8]、未知威胁难以抑制 [9~11] 等基础性问题,无法满足泛在场景下用户对高质量用网体验的需求。然而,新型网络已成为全球互联网发展的竞争焦点,美国、欧盟、日本等国家和地区已抢先在该领域开展顶层布局,并加强基础研究和产业创新。我国也明确将“加快构建高速、移动、安全、泛在的新一代信息基础设施”列为重要任务 [12]。

当前,在推动互联网增量式部署和演进式发展的同时,充分吸收和利用新思路、新方法,对互联网技术体系进行基础性变革,构建面向 2035 年的新型网络体系架构和技术体系,将成为大势所趋。在面向 2035 年的需求牵引下,通过加强网络技术创新,促进技术研发由外挂式向内生性转变,以全维可定义的全新开放架构适配业务需求,吸收整合新兴技术助力网络发展,构建具有智慧化、多元化、个性化、高鲁棒、高效能的多模态智慧网络,为用户提供新服务、新智慧和新安全,支撑网络的智慧化传输、管理和运维,增强网络“高可信、高可用和高鲁棒”的三位一体服务 [13]。

二、全球网络技术发展态势

近年来,世界网络强国或地区纷纷加强对新型网络技术的顶层设计和战略部署,力争在新一轮科技和产业竞争中占据优势。

(1)美国不断发布相关发展计划或战略以引导网络技术的发展方向。例如,先后启动了规模宏大的网络创新全球环境(GENI)、未来互联网设计(FIND)、未来互联网大会(FIA) 等计划,并于2016 年启动“网络与信息技术研发计划”(NITRD),将高容量计算及基础设施、大规模数据管理与分析(LSDMA)、机器人与智能系统(RIS)、网络安全与信息保障(CSIA)、软件设计与生产(SDP)等作为研发重点。2018 年,白宫正式发布《美国国家网络战略》,概述了美国网络的 4 项支柱、10 项目标与 42 项优先行动,以维持美国在网络架构与技术领域的领导地位。

(2)欧盟将保持科技和产业竞争优势的发展重点聚焦在信息网络领域,先后启动了未来网络(Future Internet)和未来互联网实验与研究计划(FIRE+),资助相关研究累计超过 400 余项。同时,欧盟发布“地平线 2020(Horizon 2020)”科研计划,关注重点包括下一代计算技术、未来互联网技术和服务、内容的技术和信息管理、先进机器人以及机器人智能空间、信息与传播技术和关键使能技术。2017 年,国际电信联盟(ITU)成立网络 2030 焦点组(Focus Group on Network 2030),旨在探索面向 2030 年及未来的网络架构新技术发展。

(3)日本先后启动新一代网络(NWGN)和新一代互联网试验平台(JGN2 +)计划,并提出泛在战略(U-Japan),即建设泛在的物联网。日本发布《科学技术创新综合战略 2016》聚焦超智能社会建设,综合部署人工智能(AI)、设备系统、应用的研发与产业化。

(4)韩国提出为期 10 年的国家信息化战略(U-Korea),将信息网络确定为韩国的重点发展战略。

(5)我国也高度关注和重视新型网络技术领域的发展。近年来,以《国家信息化发展战略纲要》 《创新驱动发展战略》《关于积极推进“互联网 +”行动的指导意见》等重大战略规划为引领,不断完善顶层战略布局。例如,2018 年《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年计划的建议》中明确提出实施网络强国战略以及与之密切相关的“互联网 +”行动计划。同年,科技部启动国家重点研发计划“宽带通信和新型网络”重点专项,指出力争在 2022 年之前,在具有自主知识产权的芯片、一体化融合网络、高速光通信设备、未来无线移动通信等方面取得一批突破性成果,掌握自主知识产权,制定产业标准,开展应用示范,打造完善的产业协同创新体系。

三、多模态智慧网络技术发展路线图

在明确新型网络技术发展需求的基础上,本文讨论多模态智慧网络技术发展的总体战略目标和分阶段实施目标,从技术研发布局、核心产品与产业发展、示范建设工程及应用等方面进行前瞻布局,探讨多模态智慧网络技术发展所需的战略支撑和保障条件,最终形成多模态智慧网络技术发展路线图(见图 1)。

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