看！ICT技术澎湃的创新力

站在2023年岁末的关口回望,以5G、6G、人工智能、量子通信等为代表的信息通信技术是所有行业中最具活力的领域,这些技术通过不断演进、创新突破成为全球科技大舞台上的一抹亮色,为整个信息通信业乃至全球经济的提振和持续发展注入澎湃动力。

5G-A:羽翼渐丰

2023年是5G-A崭露头角的一年,从年初MWC23上的初露锋芒到年底欧洲芬兰运营商DNA宣布全球首个5GA商用,5G-A走过了一条羽翼渐丰的成长之路。

目前,全球5G行业应用数已经达到5万多,行业连接数已超千万。基于丰富的实践,产业界重点突破了5G在行业中的典型应用,如远程控制、视频回传、机器视觉、设备定位,这些应用满足了行业共性的刚需,目前已经在矿山、港口、制造等领域得到规模化应用。事实证明,5G已经走在商业成功的正确道路上,而5G-A则是5G发展的自然选择。

通过技术继续升级,5G-A将实现10Gbps的下载速率、1Gbps的上传速率、20毫秒的确定性低时延、无源物联以及通感一体技术:5G信号将不仅可以被用来传输信息,还能通过电磁波感知通信终端的位置、速度。与此同时,在R18版本中,适配物联网低功耗的5G RedCap也将升级为增强版本,进一步降低物联网设备5G模组复杂度与功耗。

即将完成的Rel-18和刚刚启动的Rel-19将持续丰富完善5G-A的内涵。相信通过不断的技术创新,凝聚产业界和学术界的共同智慧,5G-A将打造更美好的智能世界。

6G:竞速开始

6G,也就是第六代移动通信标准,是当今全球瞩目的焦点之一。中国的6G技术进展到什么程度?它离我们普通人还有多远?据工业和信息化部消息,中国将加快推进6G技术研发与创新,2030年左右实现商用。工业和信息化部指导成立6G推进组,为6G创新发展提供政策保障,推动形成6G全球统一标准。

自2021年6月《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书发布以来,我国6G技术研发和布局迅速开展。2023年6月,在第31届中国国际信息通信展览会上,工信部强调,全面推进6G技术研发,抢占未来发展新优势。

与目前的5G网络对比,6G的基本特征是带宽更大、覆盖面更广、更为智能。因使用了毫米波、太赫兹为代表的新技术,6G在峰值速率、时延、流量密度、连接数密度、移动性、频谱效率、定位能力等方面远优于5G。6G的传输能力可能比5G提升100倍,理论网速能达到1TB每秒,网络延迟也可以从毫秒级降到微秒级。6G不只是5G能力的简单升级,6G将超越万物互联,能够促进后通信时代和后连接时代的跨越式提升。6G将与人工智能、大数据、先进计算等信息技术交叉融合,实现通信与感知、计算、控制深度耦合,从而赋能产业转型升级,催生数字化服务。

AIGC:星火燎原

生成式人工智能(AIGC)是指利用人工智能技术来生成内容的新型内容生产方式。2023年是AIGC井喷之年,大模型层出不穷,技术路线趋于成熟,以“星星之火”形成全方位变革的“燎原之势”。

技术创新方面,大模型的规模和性能不断提升,如OpenAI的GPT-4、Google的Gemini、百度的文心一言等,已达到千亿至万亿级别参数量,可处理文本、图像、视频、音频等多模态内容,展现出强大的语义理解、文本创作、代码编写、逻辑推理等能力;Midjourney、DALL-E 2、Stable Diffusion等多模态大模型为内容生产提供更多创意。开源和闭源齐头并进,如Meta的Llama、阿里的通义千问等,都在不同程度上开源,以促进技术创新和生态建设。

应用层面呈现多彩景象。应用场景不断拓展,涵盖传媒、电商、影视、教育、医疗、金融等多个领域;应用形态不断创新,如基于大模型的智能客服、智能导航、智能翻译、智能字幕、智能手语等;应用价值不断提升,如基于大模型的内容分析、推荐和营销等,为企业提供更有价值的解决方案和商业模式。

政策引导积极主动。2023年8月15日,《生成式人工智能服务管理暂行办法》正式施行,促进生成式人工智能健康发展和规范应用,维护国家安全和社会公共利益,保护公民、法人和其他组织的合法权益。

面向未来技术、应用、算力、安全等多方面挑战,AIGC发展需要国际各方通力协作,以期实现AIGC向善。

算力网络:提质增效

何谓算力网络?当今,无论是手机一键点外卖、叫辆网约车,还是渲染电影《流浪地球2》中气势恢宏的特效画面,都离不开算力的默默支撑。就像农耕时代的水力、工业时代的电力一样,算力可谓数字经济时代的关键生产力。算力集信息计算力、网络运载力、数据存储力于一体,当我们把全国各地大大小小的算力资源连接起来,就会形成一个庞大的算力网络,其就能如同水、电般随取随用。

怎么才能尽快实现这个美好愿景?从当下来看,算力网络发展一要提质,二要增效。提质指的是建好高质量算力网络。2023年以来,我国算力总规模达每秒1.97万亿亿次浮点运算,云算、智算、超算等协同发展,算力规模位居全球第二,东数西算等重大工程加快推进。在取得如此成就的同时,全行业已经认识到算力不仅要规模大,而且要质量优。工业和信息化部等多部门联合印发了《算力基础设施高质量发展行动计划》,推动算力结构持续优化、促进更多算力互联互通,让算力网络建得好更要用得好。增效指的是推动算力在更多行业深化应用,促进行业数字化转型,增强算力的赋能作用。工信部强调,逐步形成算力网络的To C、To B双轮驱动态势,形成良性算力市场生态。展望未来,随着算力与传统行业加快融合,会有更多模式新颖、特色鲜明的算力应用加速落地,算力网络提质增效效果进一步显现,更好地发挥对数字经济的驱动作用。

卫星通信:如火如荼

今年以来,卫星通信行业在卫星部署、应用拓展等方面的竞争愈发激烈。

2023年,全球低轨卫星通信发展如火如荼,竞争不断加剧。轨道和频段是有限且不可再生的战略性资源,低轨道可容纳卫星数量有限,各国低轨星座计划竞争趋于白热化。目前,“星链”运营着全球最大的低轨道宽带卫星网络。12月7日,“星链”完成2023年第59次组批发射、总计第126次组批发射和第二代“星链”卫星第39次组批发射。至此,“星链”卫星升空总数达到5559颗,本年度升空1903颗。10月6日,亚马逊公司首次发射两颗互联网原型卫星,标志着其卫星网络“柯伊伯计划”正式启动。中国已向国际电信联盟提交了布局1.3万颗低轨卫星的申请,低轨窄带物联网星座也在搭建中。

2023年,卫星通信应用不断拓展,特别是手机直连卫星技术进展快速。美国联邦通信委员会提出关于“促进卫星直连手机”的法案框架,基于此,“星链”将使用T-Mobile的中频段频谱与手机直连。华为公司发布的Mate60Pro采用中国电信“天通一号”卫星移动通信系统,使智能手机升级为卫星移动终端。中国移动与中兴通讯等完成国内首次P星通信(NRNTN低轨卫星)实验室模拟验证。小米、荣耀等国内手机厂商正推动卫星电话功能成为旗舰手机“标配”。

展望6G“空天地一体化”,未来卫星通信将继续保持快速增长,需要加快规划低轨卫星,统筹天基信息资源,构建共享共赢的卫星通信生态。

光传输:蹄疾步稳

新型算力、生成式人工智能等创新应用蓬勃发展,“全光运力”已是业界共识。2023年,光网络持续向更高速率、更大容量、更低能耗、更稳定可靠等方向演进升级,400G、800G等高速传输技术以及1.2T下一代互联网主干通路以其快速稳健的发展态势,成为业界关注热点。

2023年我国骨干光传输跨入400G时代。2023年10月,工信部等六部门联合发布了《算力基础设施高质量发展行动计划》,强调要加速400G/800G高速光传输网络的研发和部署。我国电信运营商首次进行400G WDM(波分复用)/OTN(光传送网)设备的集中采购,400G技术的规模商用序幕开启。

800G及以上速率传输技术不断发展。放眼全球,2023年,已有解决方案实现单波长800G传输距离超过2000公里、单波长1.2T传输距离超过100公里。此外,400G/800G及以上高速率模块器件在技术产业、标准化等方面加速迭代。

不仅如此,2023年,由清华大学、中国移动、华为等参与研制的全球首条1.2T超高速(传输速率为每秒1200G比特)下一代互联网主干通路开通。3×400G超高速多光路聚合是该通路应用的关键核心技术之一,即将三个400G的光通道合并在一起,通过同一光纤传输数据,形成总容量为1.2T的主干通路。该通路运行平稳可靠,实现了系统软硬件设备的全部国产和自主可控,整体技术水平全球领先。此次开通意味着在全球互联网400G主干通路技术刚开始商用的当下,我国主干通路技术已经达到T比特级的门槛。

物联网:走深走实

用一句话解释物联网:把网络技术运用于万物,让物与物、人与物之间都能形成信息传递与控制,并实现人类社会与物理系统的整合。自2022年我国实现“物超人”以来,物联网关键共性技术在诸如感知、网络与通信、数据处理等方向取得了一定突破,基础设施标准体系构建不断完善。经过快速发展,我国物联网在技术创新突破、行业融合应用、产业生态培育等方面取得积极成效。

2023年,我国物联网技术发展不断走深走实。在感知技术侧,我国企业逐步掌握了领先的多功能传感器研发制造技术,能够为农业、工业等多个细分赛道提供更全面的物联网软硬件支撑;在网络与通信侧,5G RedCap提供的轻量化能力,显著降低网络建设和运维成本,让行业企业铺设“物美价廉”的物联网成为可能;在数据处理侧,人工智能、大数据等技术进步让信息模型、数据分析、数据存储与管理、数据融合、数据接口等物联网能力得以提高。此外,在实时业务、应用智能、数字化管理等需求带动下,拉动了边缘计算、物联网操作系统、数字孪生等关键技术取得创新成果。

2023年,我国移动物联网连接数达21.7亿,并在制造、交通、医疗、民生等领域加速应用。可以预见,伴随创新能力的进一步提升,物联网领域相关的感知、存储、计算、安全等重点技术环节将取得更多突破,物联网将加速迈向全面感知、泛在连接、安全可信、智能应用。

IPv6+:持续发力

作为下一代互联网的发展基础,我国始终引领IPv6网络建设。2023年2月,中共中央、国务院印发了《数字中国建设整体布局规划》,提出要打通数字基础设施大动脉,深入推进IPv6规模部署和应用,为我国IPv6进一步发展作出顶层设计。根据《中国互联网发展报告2023》,我国IPv6活跃用户数达7.67亿,占互联网网民总数的71%,网络中IPv6流量超过IPv4流量。2023年,我国推进IPv6规模部署及应用迎来新里程碑——IPv6网络已全面建成,IPv6从“能用”步入“好用”阶段,增强型“IPv6+”网络升级持续发力。

2023年4月,工信部等八部委联合印发了《关于推进IPv6技术演进和应用创新发展的实施意见》,提出到2025年底,IPv6技术演进和应用创新取得显著成效,网络技术创新能力明显增强,“IPv6+”等创新技术应用范围进一步扩大,重点行业“IPv6+”融合应用水平大幅提升。

产业界积极推动相关建设。中国电信依托新型城域网建设,采用“IPv6分段路由+灵活以太网”切片方案,加快全国范围内“IPv6+”网络部署。中国移动网络及应用基础设施全面支持IPv6,全网活跃连接数达9.7亿,移动网IPv6流量占比超60%,固网IPv6流量占比超20%。中国联通湖北省分公司获得国内首张IPv6+2.0Advanced认证证书,在全省范围内完成“IPv6+”能力规模部署,包括SRv6、租户级切片和随流检测等技术,全面优化网络指标。

未来,各方将携手继续推进我国IPv6网络演进,引领全球IPv6创新应用,为建设网络强国、数字中国提供有力支撑。

高端芯片:突围新生

面对层层封锁和合力“绞杀”,近3年,在中国半导体产业国产化的阵地上,高端芯片、先进制程的硝烟从未散去。2023年,数以万计的科研人员昼夜攻关、分秒必争,终于实现了突围和新生。

2023年8月,中国移动国内首款商用可重构5G射频收发芯片研制成功。射频收发芯片是5G基站的核心芯片,研发难度高,长期被国外垄断,被称为5G基站上的“明珠”。这款被命名为“破风8676”的芯片可以被广泛商业应用于5G云基站、家庭基站等网络核心设备,能有效提升我国5G网络核心设备的自主可控度。

同月,华为Mate60Pro开售,其内置的麒麟9000S芯片迅速引起关注。半导体行业观察机构TechInsights副主席分析认为麒麟9000S芯片距离最先进的技术仍有2到2.5节点的差距。北京邮电大学教授、中国信息经济学会常务副理事长吕廷杰表示,2到2.5节点意味着我国与国际先进制程的5G芯片还有不小的差距,但我国往往能用“中国速度”完成超越。麒麟9000S芯片可以达到或者接近7纳米技术,实现“从0到1”的重要突破,这意味着我国智能手机最关键的芯片,尤其是5G芯片已经可以实现国产化。

放眼全球,全球半导体巨头已经实现了3纳米芯片制程,正在加紧开发2纳米芯片。同时,在人工智能浪潮的推动下,英伟达AI芯片“一芯难求”。因此,2023年国产半导体行业用产品实力让科技自立自强的信念更加坚定,但同时也要清醒地认识到,这些突破只是我国高科技产业向上攀登的台阶之一,半导体创新“道阻且长”,需要持续发力。

量子通信:蓄势待发

量子科技是新一轮科技革命和产业变革的前沿领域,而量子通信则是其中最热门的分支之一,其能利用量子叠加态和纠缠效应进行信息传递的新型通信方式,成为未来保障网络信息高效传输与安全的一种非常有潜力的技术手段。

2023年以来,我国在量子通信领域的几件大事令人印象深刻。2月,全国首例“量子远程手术”在山东威海、青岛两地顺利实施,跨越260公里的手术,历时50分钟便顺利完成,网络平均时延8毫秒,患者出血量仅为20毫升,且术中无周围脏器损伤等并发症。6月,北京量子信息科学研究院首席科学家袁之良及其团队首创量子密钥分发开放式新架构,采用光频梳技术,成功实现615公里光纤量子通信,为我国建设多节点广域量子网络奠定了基础。8月,工信部发布《量子保密通信网络架构》(YD/T 4301-2023)等三项量子保密通信相关的通信行业标准,从设计、部署、管理等方面进一步规范了量子保密通信网络的建设,并对量子保密通信产品设计和安全测评提供权威指导,推动有关设备产品安全应用。

创新驱动、需求引领,量子通信蓄势待发。工信部有关负责人明确,将夯实数字设施底座,推动量子通信等关键核心技术加速突破。随着未来对更高效、更可靠通信需求的进一步增长,量子通信发展活力将得到有效激活,更多技术成果会加速涌现。(作者:本版撰文 徐勇 林婧 赵乐瑄 李晓东 制图 赵乐瑄)

(编辑:户静凝)