數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展、智能時(shí)代即將到來(lái)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(guò)。然而，產(chǎn)生于上世紀(jì)80年代的TCP/IP協(xié)議體系越來(lái)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(shí)。

　　今年6月的網(wǎng)絡(luò)5.0峰會(huì)上，網(wǎng)絡(luò)5.0產(chǎn)業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟正式對(duì)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(shū)》的發(fā)布。

　　作為成立一年來(lái)主要成果之一、聯(lián)盟成員單位的集體智慧，《白皮書(shū)》主要描述了網(wǎng)絡(luò)5.0聚焦的四大場(chǎng)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)?？梢哉f(shuō)，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(lái)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(shū)》發(fā)布背景

　　數(shù)字經(jīng)濟(jì)所帶來(lái)的新理念、新業(yè)態(tài)、新模式，成為帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)的重要引擎。中國(guó)信息通信研究院發(fā)布的《中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展與就業(yè)白皮書(shū) （2019年）》顯示，2018年我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模達(dá)到31.3萬(wàn)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(gè)，占當(dāng)年總就業(yè)人數(shù)的24.6%。

　　與此同時(shí)，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(huì)，正在加速邁入一個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)的智能世界。華為全球產(chǎn)業(yè)展望GIV@2025預(yù)測(cè)，到2025年，個(gè)人智能終端數(shù)量將達(dá)400億、個(gè)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(gè)人潛能將在終端感知、雙向交流和主動(dòng)服務(wù)的支持下大幅釋放；在商業(yè)和社會(huì)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(gè)領(lǐng)域，推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，屆時(shí)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(jià)值。

　　時(shí)代的變革驅(qū)動(dòng)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(huì)成為瓶頸的錯(cuò)覺(jué)；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(guò)去五十年IP技術(shù)發(fā)展，補(bǔ)丁式、自底向上、無(wú)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(duì)具體的技術(shù)邊界、技術(shù)責(zé)任范圍并沒(méi)有提出過(guò)明確的指向。中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)奚國(guó)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(zhǎng)久保持“更快、更好”的無(wú)限責(zé)任思路，思路較為發(fā)散，問(wèn)題與解決方案的集中度不高，難以得到業(yè)界的共識(shí)，導(dǎo)致其差異化服務(wù)質(zhì)量保證、確定性低時(shí)延、安全可信、移動(dòng)性等問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重。中國(guó)信息通信研究院科技委主任蔣林濤先前也以美國(guó)對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)的研究舉例，認(rèn)為其“沒(méi)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(wú)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(guò)分代研究來(lái)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(shí)代、數(shù)字通信系統(tǒng)為網(wǎng)絡(luò)2.0時(shí)代、ATM為網(wǎng)絡(luò)3.0時(shí)代、IP為網(wǎng)絡(luò)4.0時(shí)代。

　　那么網(wǎng)絡(luò)5.0時(shí)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(wèn)題隨之而來(lái)。經(jīng)過(guò)為期一年的研究討論、集思廣益，《白皮書(shū)》的發(fā)布給出了答案。

　　聚焦四大場(chǎng)景

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

　　《白皮書(shū)》指出，ICT基礎(chǔ)設(shè)施是未來(lái)信息社會(huì)的基礎(chǔ)和技術(shù)發(fā)展的制高點(diǎn)，是信息行業(yè)爭(zhēng)奪的產(chǎn)業(yè)藍(lán)海。隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)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(tái)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(guò)采集無(wú)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(duì)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(guò)打破傳統(tǒng)“煙囪式”的業(yè)務(wù)承載架構(gòu)，搭建一個(gè)高度簡(jiǎn)化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化和彈性的云數(shù)據(jù)中心，并通過(guò)對(duì)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(yíng)的自動(dòng)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(lái)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(gè)性化定制和服務(wù)化延伸四方面智能化升級(jí)，其對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的功能需求包括定制、連接、標(biāo)識(shí)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(dòng)駕駛、下一代車載娛樂(lè)辦公系統(tǒng)等商業(yè)應(yīng)用，其對(duì)網(wǎng)絡(luò)的確定性時(shí)延有嚴(yán)格的需求。

　　移動(dòng)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(gè)人娛樂(lè)為主推向全聯(lián)接社會(huì)的起點(diǎn)，與以往移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，5G 需要滿足更加多樣化的場(chǎng)景和極致的性能挑戰(zhàn)?！栋灼?shū)》認(rèn)為，面對(duì)ITU定義的eMBB、mMTC、uRLLC等典型應(yīng)用場(chǎng)景，移動(dòng)承載網(wǎng)需要滿足低時(shí)延、移動(dòng)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(dòng)辦公、觀光旅游、賽事直播以及游戲娛樂(lè)等應(yīng)用場(chǎng)景中三維視覺(jué)信息的丟失問(wèn)題，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。全息數(shù)據(jù)量對(duì)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(gè)動(dòng)態(tài)傳輸數(shù)據(jù)量參考需求約為1.9Tbps，這將對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大挑戰(zhàn)。

　　這四大場(chǎng)景的確定，對(duì)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(dòng)支持；后者主要體現(xiàn)在帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)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(guò)對(duì)典型應(yīng)用場(chǎng)景需求的分析，《白皮書(shū)》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(shū)》提出，網(wǎng)絡(luò)5.0作為面向2030年演進(jìn)的未來(lái)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(guò)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(chǔ)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(wàn)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(dòng)性支持等需求，連通多種異構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)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(lái)8-10年內(nèi)新應(yīng)用對(duì)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(guò)程中分2020年、2025年和2030年三個(gè)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(jí)、帶寬人均100Mbps、時(shí)延毫秒級(jí)、抖動(dòng)范圍亞毫秒、丟包率10-4級(jí)、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(duì)比較粗粒度、智能度方面開(kāi)始引入AI實(shí)現(xiàn)初步自動(dòng)化；第二階段（2025年），實(shí)現(xiàn)連接數(shù)1000億、帶寬人均10Gbps、時(shí)延確定性亞毫秒級(jí)、抖動(dòng)范圍微秒、丟包率10-5級(jí)、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(duì)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(dòng)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(wàn)億、帶寬人均Tbps、時(shí)延確定性亞毫秒級(jí)、抖動(dòng)范圍亞毫秒、丟包率10-6級(jí)、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(guò)AI使能全自動(dòng)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(shū)》中亦詳盡闡述了網(wǎng)絡(luò)5.0時(shí)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(shū)》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(gè)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(shí)延和無(wú)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(dòng)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(tái)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(wàn)物互聯(lián)、萬(wàn)物智能、萬(wàn)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(shí)，《白皮書(shū)》識(shí)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(wàn)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(shū)》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(kāi)核心創(chuàng)新技術(shù)的配套協(xié)議制定工作，包括通過(guò)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(guó)內(nèi)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的一些基礎(chǔ)性工作。

　　《白皮書(shū)》的發(fā)布，意味著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究者通過(guò)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(lái)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(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)更快更好發(fā)展，令更多個(gè)人、家庭和組織從智能世界中獲益。