新型网络产业发展战略研究 |经信研究·中国经济和信息化

新型网络产业发展战略研究 |经信研究·中国经济和信息化

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“互联网从最初的单一军用网络普及到军用、民用、商用等诸多方面，成为与经济社会高度相关的信息基础设施，对社会生产力发展影响重大，而网络技术和应用的迅猛发展加速了互联网新一轮变革。”

谋定研究中国智库：对话经信研究·中国经济和信息化-国研政情·中国经济信息研究智库。综合采用新的网络系统架构、新的网络安全技术和手段，既能在短期内满足新业务市场需求，又能着眼长期、全面解决我国互联网架构管理体系存在的一系列问题。

互联网在飞速普及的同时，面临着多方面挑战：安全与可信性、网络可规划与性能可预期、大连接下的感知与管控、泛在移动性等 [1]。全息技术、工业智能控制等新型应用明显有别于传统网络，也对未来网络提出了带宽、时延、抖动等方面的性能需求 [2]。

传统的传输控制协议 / 网际协议（TCP/ IP）网络设计旨在进行高效的数据传输，提供“尽力而为”的服务，可能带来难以预料的时间延迟和抖动，无法保证服务质量要求（如吞吐量和传送时延）。未来网络的核心在于：对异构技术融合的支持，大规模的可拓展性，高效的网络基础体系结构 [3]。

面向工业互联网、天地一体化网络等新型重大需求，探索前沿网络基础理论，攻克高带宽通量、超低时延、大连接规模等网络前沿技术和方案。未来网络应革新当前 TCP/IP 网络运作方式，提出并应用各种新型网络体系架构 [4]，同时纳入低时延与确定性网络、云边协同计算网络、人工智能（AI）网络等前沿关键技术；有望支持数量为万亿个级别的安全连接和服务，实现人、机、物的全时空互联。

经过多年发展，未来网络产业目前已形成了较为成熟的生态环境，运营商、设备商、互联网公司等多方面力量结合，在竞争中互相促进，共同推动未来网络产业的发展和应用，不断推动产品和服务的全球化。未来网络产业作为战略新兴产业的重点发展方向之一，将对全球智能制造、天地一体化网络、物联网等产业领域构成重大影响。

制造强国、网络强国是我国重点推进的工作。新型网络技术作为网络强国的基石，其战略价值尤为突出。全球未来网络产业在竞争与合作中快速成长，掀起新一轮产业浪潮，各国在未来网络产业发展上均有着不同规模的投入和成果。

我国应把握历史性发展机遇，加速推进新型网络产业发展，全面部署新型网络技术与产业的融合应用研究。本文围绕新型网络产业发展问题，提炼战略需求，梳理发展现状，论述重点方向，阐明阶段目标，并提出对策建议，以期为我国新型网络技术与产业研究提供理论参考。

二、新型网络产业发展的需求分析

（一）消费型互联网

消费互联网是为满足消费者在互联网上的消费需求（如阅读、出行、娱乐、生活）而产生的网络类型，可提供更加便捷的消费体验；与网络和数字技术密不可分，通过信息化、数字化手段来支持居民消费需求，甚至促成消费习惯的变化。

消费互联网的发展依赖于未来网络技术的深度应用，与 AI、区块链、大数据、第五代移动通信（5G）技术深入融合。这一过程可驱动商业场景的数字化变革，有助于实施供给侧结构性改革，优化供需之间的连接方式，为消费升级提供底层保障。

消费型互联网主要面向终端用户提供声音、数据、视频等多种网络服务与应用。数据、视频等内容规模持续增长，对网络带宽的需求越来越大；特别是虚拟现实 / 增强现实（AR/VR）、直播点播、 4K/8K 高清视频等业务出现后，用户的良好体验取决于网络能够提供的数据容量。

例如，4K/8K 高清视频是未来网络中的重要业务之一，单一用户收看普通 4K 视频需要 20 Mbps 带宽，而收看极致 4K 视频需要 100 Mbps 带宽、收看 8K 视频需要 800 Mbps 带宽。中国宽带发展联盟的宽带测速报告显示，在 2019 年第三季度，我国固定宽带网络平均下载速率仅为 37.69 Mbit/s，还远达不到极致 4K 视频、8K 视频的普及要求。

由此可见，需要进一步优化和提升已有通信网络，同时建设具有超高速带宽的新型数据通信网络，匹配网络流量急剧提升的应用趋势，支持未来消费型互联网增强沉浸式交互体验对大带宽的需求；探索利用软件定义广域网、边缘计算等技术，减少跨网流量，提升网络带宽资源的整体利用率 [5]。

（二）生产型互联网

生产型互联网是支撑建造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云网，主要面向制造业数字化、网络化、智能化的需求，构建基于海量数据收集、汇聚、分析的服务体系。生产型互联网的核心是基于全面互联形成以数据为驱动的智能技术，以网络、数据、安全作为工业生产和互联网的共性基础与支撑，支持实现企业全要素、各环节的泛在深度互联。

近年来，全球产业竞争的格局出现了明显变化，使得我国产业发展面临新的重大挑战，如信息通信技术、能源、材料等 [6]。工业系统互联、数据传输交换的基础是网络，涉及网络联接、标识解析、边缘计算等关键技术。

在网络与实体经济深度融合的背景下，生产型互联网应针对低时延、确定性时延、网络安全、网络业务定制、万亿级连接规模等多方面的工业应用需求，采用软件定义网络、边缘计算、网络 AI 等新的技术架构来解决网络挑战。

未来网络技术为工业互联网发展赋能：软件定义网络提高工业互联网的网络集中管控能力，支持网络资源调度的智能化和差异化；边缘计算解决工业互联网安全与实时控制等问题；网络 AI 增强工业系统诊断、预测、决策、控制等智能化功能。生产型互联网还较多涉及：

基于时间敏感网络的信息技术 / 运营技术（IT/OT）融合系统、基于边缘计算的工厂内集成应用系统、工业适配的低功耗广域网、工业互联网标识服务体系、异构标识的多根互联技术、开放环境下的可信解析技术、工厂外部的协议转换技术、车间内部的灵活组网技术等。

（三）5G 与物联网 / 车联网

随着汽车无人驾驶、工业自动化、物联网的出现，通信的主体开始从人与人转向人与物，甚至机器与机器。未来将是人、流程、数据、事物连接更加紧密的万物互联时代，新型网络技术将在其中扮演重要的角色。

根据无线网络的需求，5G 应用主要分为三类：增强移动宽带（eMBB）、超可靠和低延迟通信（URLLC）、海量机器类通信（mMTC）。①在 eMBB 场景下，需要 5G 网络来支持极高速率的数据传输；国际电信联盟的 5G 性能指标显示， 5G 的下行和上行峰值数据速率分别为 20 Gbps、 10 Gbps。②在 URLLC 场景下，对 5G 网络的延迟和可靠性提出较高要求；

在车辆对外界的信息交换（V2X）通信等低延迟的应用方面，5G 网络预计支持小于 1 ms 的接入网延迟、小于 10 ms 的端到端延迟；国际电信联盟（ITU）建议 5G 网络的可靠性要大于 99%，对于特定的部署场景和用例甚至要接近 99.999%。③

在 mMTC 场景下，5G 网络的连接能力支持智能家居、智慧城市等各垂直行业的深度融合；对于在智能城市、工业物联网等行业应用，连接到网络的设备数量很高，ITU 建议 5G 网络的设备连接能力为 1×104 ~1×106 台/km。

（四）天地一体化网络

未来网络应对新型信息服务需求，需要天、地、空等多维信息的综合。天地一体化网络对于构建全方位、全天候的全球信息网络具有重大意义 [7]，可有效提高通信容量，增强通信的时效性、可靠性、鲁棒性。

天地一体化网络将不同轨道、多种类型卫星，临近空间平台，地面应用终端等，按照空间信息资源的最大有效综合利用原则进行互通互联，构成系统优化、功能完备的智能化体系，形成能与海、陆、空基信息系统融合的信息获取、传输、综合应用的网络。

天地一体化网络可在以下方面积极探索示范应用：公共安全、应急救灾、抢险救援、联合作战、交通物流、航空管理、海洋维权、智慧城市等，以此拓展新兴信息服务业态，带动信息产业化发展和转型。天地一体化网络发展也涉及多项关键技术：

体系结构设计与优化技术、星座设计与优化技术、网络协议设计与优化技术、网络资源虚拟化及按需组网技术、网络可靠信息传输技术、网络安全防护技术、网络运维管理技术、高并发差异化用户接入控制技术、仿真验证及评估技术等 [8]。

三、新型网络产业发展态势

（一）国外新型网络产业的发展现状

近年来，发达国家针对新型网络建设的重点方向，制定发展规划、推行专项政策、加大资源投入，支持学术界和工业界对网络架构、核心技术的深入研究，力求提前布局并主导长期发展。在国家信息基础网络研究方面，美国主要由国家科学基金会、国防部高级研究计划局提供项目资助，代表性项目是适用于各种新型网络试验的综合网络环境计划（GENI）[9]，开发新型网络体系结构的命名数据网络（NDN）[10]。

欧洲在新型网络方面的研发布局主要由第七框架计划（FP7）进行资助 [11]，旨在发展以信息为中心的全新架构 [12]，涉及未来网络的多个细分方向，代表性项目有发布–订阅模式互联网路由范式（PSIRP）、发布–订阅模式互联网技术（PURSUIT）。此外，欧盟实施了政府和社会资本合作（PPP）类项目，用于补充开展新型网络技术应用方面的有效性验证。

日本国家信息与通信研究院（NICT）早在 2006 年就提出了研究新型网络体系架构的未来互联网研究计划（AKARI）。2010 年，NICT 联合工业界和学术界，整合多个相关研究项目形成了新一代网络研发项目，提升对未来网络研究的覆盖性，重点关注未来新型网络的核心技术。

（二）我国新型网络产业的发展现状

通信产业是我国发展优先级较高的战略性产业，国家出台了多项政策，力求加强产业统筹规划，引导产业健康发展。《中国制造 2025》《国家信息化发展战略纲要》要求，全面推动核心信息通信设备体系化发展与规模化应用，加强信息资源的规划、建设、管理。

近年来，我国通信业进入快速发展的新阶段，研发投入水平持续提高，研究队伍与创新能力不断增强。通信产业发展对通信基础服务设施提出了更高要求，通信基础服务设施的先进程度决定了通信服务的基础质量和能力。卫星通信、光纤通信、 5G、多感同步 [13]、AR/VR 等新兴技术拓展了应用场景，也为通信服务业创新发展提供了动力源。

通信业的发展与制造业转型升级、智慧城市建设、区块链等前沿方向进行融合演变，催生更多综合性的新应用；成为产业人才、资金、技术等要素汇聚的重要领域，同时驱动通信行业的持续性创新发展。

（三）新型网络产业的细分方向进展

1. 新型架构相关标准体系

以 ITU、国际互联网工程任务组（IETF）、中国通信标准化协会（CCSA）为代表的标准组织，推出的标准因其架构科学性、内容先进性、需求预知性、市场适应性而获得行业广泛认可。随着新型网络技术的突破、产业运用的发展，这些标准组织在新型网络架构领域技术标准方面既竞争又合作，为推动新型架构的应用与发展提供了必要条件。

ITU 电信标准组织（ITU-T）的下一代网络研究组 SG13，2012 年首先开展软件定义网络（SDN）与电信网络结合的标准研究，先后完成系列化的 SDN 需求与协议标准化工作；SG15、SG20 等研究组在物联网、5G 承载网等方向发布了多项成果；网络 2030 焦点组（FG-NET-2030）在 2018 年成立，重点研究2030年以后的网络体系架构、需求、应用、能力。

IETF 作为全球互联网技术标准组织，当前与 SDN 相关的研究项目 / 工作组有 6 个；成立信息中心网络研究组（ICNRG），将正在进行的信息中心网络（ICN）研究与整个互联网发展相关的解决方案结合，旨在提高网络的传输效率，增强网络的可扩展性和通信方案的稳健性；

在 SDN/网络功能虚拟化（NFV）方面，发布了 RFC8430、RFC8431 等新标准。CCSA 是负责制定我国通信行业标准的主要组织，成立了以 SDN 为核心的未来数据网络（FDN）、软件化智能型通信网络（SVN）等工作组，近年来在 SDN/NFV 标准方面立项了多个研究项目。

2020 年 1 月，CCSA 发布了我国首批 14 项 5G 标准，完成并发布《5G 网络下的云化虚拟现实平台技术白皮书》《工业互联网标识解析标准化白皮书》《云化增强现实关键场景及技术白皮书》，提供了关键的标准化建议，支持了我国电信网络的高效发展。

2. 网络设备产业

传统网络结构僵化、功能单一、灵活性差，难以满足新兴业务的网络信息需求。SDN、NFV 等概念的提出，显著增强网络灵活性、可控性，获得广泛关注。智慧医疗、智慧农业、智能驾驶、工业互联网、智能家居等新应用、新场景的出现，进一步拓宽了市场对新型网络设备的需求。

网络设备纷纷向白盒化演进 [14]。与传统交换机不同，白盒交换机采用更加开放的架构来实现对传统交换的硬件 / 软件解耦，使得网络设备更加通用化，易于保持网络的开放灵活，加之具备可编程能力，有效降低综合运行成本。

3. 网络操作系统产业

国际数据公司研究认为，到 2022 年，超过70% 的企业将部署统一的混合 / 多云管理技术、工具、流程。信息技术（IT）组织正在致力发展多云架构，一般至少采用两家或以上的云服务平台；由于多云互联场景中的关键技术问题未能解决，绝大多数企业在实际部署中仍然较多采购单一的云平台服务。目前，多个异构云之间的互通能力不佳 [15]，用户在使用云的同时面临严重的供应商锁定问题。

4. 网络试验设施产业

网络发展需要大规模、真实的试验环境，用于支持创新架构和技术的测试验证。我国建设了未来网络试验设施（CENI）、长三角区域一体化网络、大湾区未来网络试验与应用环境，将 SDN/NFV 等技术运用于未来网络实验设施 [16]。

发达国家和地区也在开展国家级网络创新试验环境建设，如综合网络环境计划 GENI（美国）、未来的互联网研究与实验 FIRE（欧盟）、千兆网络 JGN-X（日本）、科研环境开放网络 KREONET-S（韩国）。

5. 重点应用场景与生态

以 SDN 为代表的未来网络技术 [17] 不断成熟，已经进入小规模试验验证阶段。未来网络将探索移动回传网、移动核心网、骨干网、大规模数据中心等运营商网络的大规模商用部署。通过融合 SDN/ NFV/ 云等新型网络重构技术，实现网络设备 IT 化、网络转发层与控制层分离，强化大数据应用，构建全局按需调度资源、网络能力完全开放的运营一体化网络。

四、我国新型网络产业的发展重点

发展新型网络技术与产业，对加快我国新型产业发展、提高创新发展的长期动力、形成国际竞争新优势，具有重大战略意义。发展工业互联网、物联网、消费型互联网，全面拓宽网络功能与服务领域，体现智能化、泛用化、精细化；提高网络资源的整体利用率，推动网络产业发展壮大。

我国网络基础设施完备，网络相关产业链完善，基础科研能力较强；重点发展天地一体化网络、消费型互联网、工业互联网、物联网、5G 移动通信等新应用方向，突破卫星通信、光纤通信、SDN、 AI、确定性网络等技术并实施产业推进。以产业推进带动技术发展，以技术突破反哺产业推进，最终实现网络结构转型，由简单链接型网络向智慧功能型网络演进 [18]。

关于我国未来网络产业的战略布局，应从网络、通信、安全三方面着手，分类实施技术攻关和应用推广；重点构建服务定制网络（SCN）平台及应用、人–机–物互联的全域全频谱无线移动通信、网络通信内生安全平台及应用。在未来网络方面，应对工业互联网、天地一体化网络、军民功能结合网络等重要需求，探索未来网络的基础理论与关键技术，加快部署具有国际影响力的创新型示范应用，支撑制造强国、网络强国建设。

在未来新型通信方面，针对 5G、第六代移动通信（6G）发展需求，攻克 5G 毫米波核心芯片与器件关键技术，适度超前开展 6G 研究；突破天地融合大规模无线传输技术、太赫兹与可见光通信技术，融合智能通信与大数据，构建世界一流的移动通信综合试验平台。

在网络安全方面，面向防御未知威胁能力的重大需求，发展具有主动免疫能力的网络空间创新防御技术，探索和发展网络空间安全的颠覆性技术；引领世界网络空间安全发展潮流，如 5G 网络安全、管控系统安全、架构内生安全等 [19]。

五、我国新型网络产业的发展目标

我国新型网络产业的健康发展，着眼于网络结构转型优化、网络性能与服务质量稳步上升、行业创新能力不断增强、“互联网 +”和工业互联网等概念落地应用，实现网络基础设施发展均衡、网络行业创新能力强大、面向公众提供智慧服务的长远目标。把握未来 10~15 年的发展机遇期，基于 SDN/NFV 等技术实施网络全面云化、网络结构转型，科学稳妥地向下一代网络演进，全面提高网络性能。

（一）2025 年发展目标

在天地一体化网络方面，按照“天基组网、地网跨代、天地互联”思路，覆盖太空、空中、陆地、海洋，为天基、陆基、海基各类用户活动提供信息保障；计划发射批次卫星来组成星座网络，规模化地建设地面基站，促成科技成果的有效应用。

在工业互联网方面，打造 3 个以上的行业标识服务二级节点，培育一批独立经营的企业级平台，打造工业互联网平台试验和公共服务体系，推动“企业上云”；完善工业互联网体系顶层设计，升级建设企业外网络，改造建设企业内网络，完善工业互联网的互联网协议第 6 版（IPv6）应用部署；

推进连接中小企业的专线提速降费工作，按需保障工业互联网领域的无线电频谱等关键资源；组建必要的行业研究机构，承担地区工业互联网标识解析的管理职能。在物联网方面，行业应用标准、关键技术标准基本具备并逐步完善，物联网各环节的标准化体系逐步形成；利用产业规模的放大效应，促成传感感知等关键环节技术创新活跃度提升。

在 5G 方面，全面布局 5G 网络建设、创新应用、产业发展，实现全国城镇的 5G 网络覆盖，尽快实现农村与城市“同网同速”，同时大幅降低研发管理成本；推进 5G 与 VR、工业互联网、车联网、智慧城市、智慧农业、智慧医疗的融合应用；深入实施产业跨越发展举措，如加速布局 5G 基础产业、加快数字经济发展、打造 5G 产业方阵、汇聚 5G 产业创新能力。

（二）2035 年发展目标

在天地一体化网络方面，深化参与各方在新一代信息技术、高层次人才等方面的交流合作，推动新一代信息技术与实体经济的深度融合，合力打造数字经济发展新模式；积极引导参与企业深度合作，共同推动天地一体化重大项目的运行发展；拓展网络空间，推动卫星通信技术进步，实现与移动通信网、地面互联网的互联融合。

在工业互联网方面，研制工业互联网核心技术和产品，推动边缘计算、深度学习、AR/VR、区块链等在工业互联网的应用，构建具有自主知识产权的技术体系，批量发布和应用工业互联网先进硬件产品；提升大型企业的工业互联网创新与应用水平，实施底层网络化、智能化改造，建设互联工厂、全透明数字车间，形成智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸等应用模式。

在 6G 通信方面，作为概念性的无线网络移动通信技术，应支撑未来的信息社会需要，实现其“一念天地，万物随心”的发展愿景；朝着低空空间卫星通信方向发展，引入空、天、地、海一体化网络，采用统一的标准协议架构和技术体系。着力突破并探索应用太赫兹技术、设备与网络安全等 [20]。

在面向 2035 的未来网络方面，超前布局未来网络相关产业，关注完全向后兼容的新理念、新架构、新协议、新方案，以支持现有应用和新应用为基准目标发展新型网络技术；发挥未来网络与通信产业所具有的发展引导作用，保持我国网络相关产业与技术研究的前沿优势地位。

六、新型网络产业发展建议

网络与通信行业飞速发展，需要科学论证和实施我国未来新型网络产业战略规划，制定完善的政策和法规，发挥好政府机构的产业发展引导与调控作用；营造良好的市场环境，优化技术、资金、人才等发展要素配置，加快重大项目实施，推进产业应用。

在全球竞争趋于激烈的背景下，提高新型网络技术与产业体系自主创新能力是未来工作的重中之重。建议加强新兴网络技术前沿基础理论与应用研究，根本性扭转我国产业核心技术受制于人的局面，促进技术研发与产业应用的融合。新型网络产业的重点技术方向如下。

一是新型网络架构与基础理论技术。着重研究开放、灵活、通用的新型网络架构，推动“以网络资源为中心”向“以应用服务为中心”转变；支持算力、数据、内容等各类服务资源的智能动态分布、按需连接协同，构建基于全新网络架构的未来网络基础设施。关联性要素有：ICN、可表述网络、移动有线网络、服务定制网络、全维可定义网络、地址驱动网络、意图网络、网络 5.0、确定性网络、可编程网络、区块链网络、算力网络等。

二是超低时延 / 确定性时延网络技术。着重研究软件定义的确定性网络架构、确定性骨干网络操作系统，基于集中式控制器的网络流量优化调度机制及策略。具体包括：支持骨干网端到端带宽、时延、时延抖动的快速感知技术，支持骨干级别的确定性路径算法和流量调优，具备端到端有界时延抖动保障能力的调度算法。

三是网络操作系统技术。着重发展网络资源融合、网络可编程、面向业务应用层提供网络服务等能力，构建统一的智能管控平台。通过精细化管理、纵向跨层智能调度、高度智能化网络运维控制，实现网络资源高效管理，构建具有按需服务能力的网络开放核心系统。

四是云网融合技术。着重研究面向“多系统、多场景、多业务”、体现“企业上云”需求的云计算技术部署信息系统。明晰各类云服务需求，建设适应按需开放网络需求的承载网络。通过网络与云的敏捷打通、按需互联，形成体现智能化、自服务、高速灵活等特性的云网融合技术体系。

五是可编程网络技术。着重研究软件定义网络、可编程芯片、可编程智能网卡和可编程语言、软件模块化网络功能相关技术，简化信息转化流程。建立编程控制数据包的高效解析和转发模式，支持网络及设备“自上而下”向用户开放可编程功能，形成数据转发平面的可编程能力。

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