作者:郭凯,筑波大学博士,紫金山实验室未来网络研究中心工业互联网边缘计算/边缘智能技术研究员,主要研究方向为边缘计算、算力网络等。
近日,李克强总理在“两会”政府工作报告中指出,2022年在信息通信方面的政府工作需要“促进数字经济发展,建设数字信息基础设施,促进产业数字化转型,加快发展工业互联网,培育壮大数字产业”。
在随后发布的《关于2021年国民经济和社会发展计划执行情况与2022年国民经济和社会发展计划草案的报告》中,又明确指出要“推动数字经济健康发展”,着力“布局一批新型基础设施项目,加快推进5G、千兆光网、一体化大数据中心、北斗产业化重大工程、民用空间基础设施等建设,推动传统基础设施智能化改造”。
总体而言,2022年我国在信息通信方面将以推动数字经济健康发展为目标,围绕两个重心点夯实数字经济发展“底座”:推进5G、千兆网络,即推进“双千兆”网络协同发展;推进一体化大数据中心,即推进算力网络的全面部署。因此,本文将就这两个重心点,从政策意义、推进情况、面临的挑战三个方面进行解读。
政策意义
推进 “双千兆”网络协同发展的意义
作为数字新基建不可或缺的承载底座,高速、优质、先进的信息通信网络是支撑数字经济蓬勃发展的重要力量。
以5G、千兆光网为代表的“双千兆”信息通信网络能提供固定和移动网络千兆接入能力,具有超大带宽、超低时延、超高可靠等特征,在拉动有效投资、促进信息消费和助力制造业数字化转型等方面发挥着重要作用,是新基础设施的重要组成部分和承载基础。
千兆光网采用固定光纤连接,具有传输带宽大、抗干扰性强等优势,更适合室内和一些复杂环境;5G网络具有灵活性高、泛在性强、方便易用等技术特点。二者互为补充、相辅相成,有助于赋能企业内部和数据中心间的连接算力;有助于大数据、人工智能等创新应用赋能产业的技术革新和数字经济发展;有助于支撑赋能千行百业,如智能工厂、智慧城市、智慧医疗等应用。
推进算力网络全面部署的意义
近年来,我国数字经济呈现爆发式增长态势,拉动经济发展的新引擎作用愈加凸显。发展算力网络是服务数字经济高质量发展的必然要求,决定着社会智能的发展高度。
算力网络是我国率先提出的原创性技术理念,在面对不断暴涨的算力和网络需求时,依托高速、移动、安全、泛在的网络连接,将多层次节点进行统一整合,通过集群计算优势突破单点的性能上限,提升整体网络的数据感知、传输、存储、运算等能力。
随着“东数西算”工程的全面开启,未来仍需建立一体化大数据网络,加快网络互联互通,整合网、云、边、端、链等多层次算力资源,构建云网一体化、网络一体化、边缘接入性能优异的大规模网络,实现算力多样泛在、算网深度结合的一体化服务,支撑我国“数据向西、算力向东”政策,解决我国东西部算力资源供需极不均衡的现状。
现阶段推进情况
现阶段“双千兆”网络推进情况
1)千兆光网现状
21世纪的头二十年里,我国网络建设飞速发展,尤其是在提出“带宽中国”战略后,我国网络建设水平大幅提升。截止至2020年,“带宽中国”战略完美收官,固定宽带家庭普及率达到了96%,行政村通光纤比率达到了99%,完美实现了以“光进铜退”为特征的第一次光改。
随即,工业和信息化部印发的《“双千兆”网络协同发展行动计划(2021~2023年)》进一步指出,到2021年底,我国千兆光纤网络要具备覆盖2亿户家庭的能力;到2023年底,千兆光纤网络要具备覆盖4亿户家庭的能力。
截止至2021年底,全国有300个城市启动千兆光纤宽带网络建设,千兆及以上接入速率的用户为3456万户,比上年末净增2816万户,用户占比数由2020年底的1.3%提升至6.4%,建成10G PON端口786万个,已具备覆盖3亿户家庭的能力,有力地支持了我国第二次光改。
2)5G网络现状
我国移动通信技术起步虽晚,但在5G网络基础设施建设和研发应用上正逐渐成为全球的领跑者。
2020年,我国网络基础设施固定资产投资达4072亿元,其中5G投资额占比为36.7%。截止至2020年底,5G网络建设稳步推进,全年新建5G基站超60万个,全部已开通5G基站超过71.8万个,5G网络已覆盖全国地级以上城市及重点县市。2021年,我国网络基础设施固定资产投资与2020年基本持平,其中5G投资额占比增加至45.6%。
截止至2021年底,全年新建5G基站超65万个,现有5G基站数量已达142.5万个,5G网络已经覆盖全国所有地市一级和所有县城城区、87%的乡镇镇区。
2022年,工信部计划新建5G基站60万个以上,计划在2022年底将5G基站数量扩大至200万个以上。与此同时,工信部还计划大力推动5G应用创新发展,深入推进“5G 工业互联网”应用场景示范;大力促进5G技术迭代升级,支持产业界积极参与国际标准的制定和对接。
现阶段算力网络推进情况
2020年4月,国家发改委首次明确新基建概念范围:一是信息基础设施,二是融合基础设施,三是创新基础设施。
在信息基础设施之中,除以5G等为代表的通信网络基础设施、以人工智能等为代表的新技术基础设施外,还首次明确提出以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施概念。
2021年5月,国家发改委、中央网信办、工信部、国家能源局联合印发了《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》,首次在国家层面定义算力网络,提出在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、贵州、内蒙古、甘肃、宁夏八个地区部署全国一体化的算力网络国家枢纽节点,实施“东数西算”工程,构建国家算力网络体系。
截至近日,上述八大算力网络国家枢纽节点已分两批被批复启动建设。贵州枢纽规划设立贵安数据中心集群;内蒙古枢纽规划设立和林格尔数据中心集群;甘肃枢纽规划设立庆阳数据中心集群;宁夏枢纽规划设立中卫数据中心集群;粤港澳大湾区枢纽规划设立韶关数据中心集群;成渝枢纽规划设立天府数据中心集群和重庆数据中心集群;长三角枢纽规划设立长三角生态绿色一体化发展示范区数据中心集群和芜湖数据中心集群;京津冀枢纽规划设立张家口数据中心集群。在集群和集群之间,建立高速数据中心直联网络,保障“东数西算”工程,构建新型算力网络格局。
未来面临的挑战
推进“双千兆”网络面临的挑战
目前,我国“双千兆”网络仍面临如下挑战:
1)芯片、核心材料等尚存在短板
目前仍需提升高端制造业能力。虽然我国“双千兆”产业优势明显,但高端芯片、核心材料仍面临严重依赖进口、竞争力不足的制约。因此,需全产业链协同发力,解决高端制造业“卡脖子”问题。
2)操作系统尚存在不足
目前仍需打造统一融合的新型操作系统。在“双千兆”时代,网络多由不同系统所构成,为了方便用户对网络的使用和维护,需标准化各系统间、各层级间的服务接口,构建具有一致性、可贯穿各系统的融合型操作系统。
3)商业模式尚未明确
目前仍需提升行业买单意愿和家庭接入意愿。在“双千兆”的商业模式方面,其核心应用价值仍在挖掘和探索阶段。针对不同行业明确“双千兆”网络商业模式、大幅提升家庭用户网络体验是推动“双千兆”网络在我国快速发展的重要前提。
推进算力网络面临的挑战
目前,我国算力网络仍面临如下挑战:
1)基础研究亟需加强
目前仍需为算力网络提供网络侧的相关支持。要实现高品质算力网络,需建设具备确定性能力、低时延、安全可信的基础网络。因此,确定性网络、区块链等基础研究仍需跟进以支撑算力网络的构建。
2)技术标准尚未统一
目前仍需推进异构算力的技术标准统一工作。要实现高品质算力网络,需整合大量异构网络,实现统一的算力标识,并在此基础上开发针对异构算力的统一度量、感知、调度技术。
3)商业模式尚待完善
目前仍需完善对应不同商业场景的服务模式。要实现高品质算力网络,需针对不同用户需求提供全包(如提供API接口)、半包(如提供应用代码包)、完全开放(如开放用户调度能力)等不同级别的服务。
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