如何看待未来业务发展对数字基础设施技术的需求？

自从 1837 年美国人摩尔斯发明摩尔斯电码和电报以来，信息通信技术迅速发展，极大地改变了人类生活、生产的方式。

通信业务从最初单一的电报、电话到现在涉及人类经济、社会、生活的方方面面。全球数字经济规模持续上涨。2021 年，全球主要的47 个国家数字经济增加值规模为 38.1 万亿美元，同比名义增长 15.6%，占 GDP 比重为45.0%[01]。2022年，我国数字经济规模达到 50.2 万亿元，同比名义增长 10.3%，已连续11 年显著高于同期GDP 名义增速[02]。

九层之台，起于累土。高效的数字基础设施是数字经济的核心基础能力。在ToC和ToH领域，新冠疫情带来的工作和生活方式的变化、短视频及直播等应用的爆发、在线教育和远程办公的普及，对于网络带宽和覆盖提出了更高的要求；在 ToB 领域，从ICT 向OT（生产域）的纵深拓展和贯通融合，也对网络性能、经济便捷和安全可靠等提出更高的期望。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》[03]（以下简称《规划》）。《规划》明确指出，数字中国建设按照“2522”的整体框架进行布局，即夯实数字基础设施和数据资源体系“两大基础”，推进数字技术与经济、政治、文化、社会、生态文明建设“五位一体”深度融合，强化数字技术创新体系和数字安全屏障“两大能力”，优化数字化发展国内国际“两个环境”。

《规划》指出，打通数字基础设施大动脉，有如下具体要求：加快5G 网络与千兆光网协同建设，深入推进 IPv6 规模部署和应用，推进移动物联网全面发展，大力推进北斗规模应用；系统优化算力基础设施布局，促进东西部算力高效互补和协同联动，引导通用数据中心、超算中心、智能计算中心、边缘数据中心等合理梯次布局；整体提升应用基础设施水平，加强传统基础设施数字化、智能化改造。 根据《规划》的要求和中兴通讯对于行业的理解，数字基础设施有三个基本要素：连接、算力、智能。数字基础设施的目标就是，网络无所不达、算力无所不在、智能无所不及。

“连接”是互联网最核心的特征，连接速率从最初电报的每秒约1 个字符，到现在的“双千兆”接入（即无线接入和光纤接入均达到千兆）和骨干网单光纤几十Tbps 的速率。无线通信网络基本每十年进行一次更新迭代，速率提升约 10 倍。面向 2030（6G），随着全息通信、元宇宙等新业务的发展，预计业务对于连接的需求相比目前（5G）仍将增长1~2个数量级 [04]。其中，带宽峰值速率将达到 1 Tbit/s（50 倍），用户体验速率达20 Gbit/s（200倍），时延可低至 0.5ms（8 倍），连接密度达到 100 个/m2（100 倍）。

“算力”在数字社会已成为像水电煤一样的基本设施。据 IDC&浪潮信息&清华全球产业院的评估，计算力指数平均每提高 1 个点，数字经济和 GDP 将分别增长3.5‰和1.8‰[05] ；据中国信通院统计，2021 年全球计算设备算力总规模达到 615 EFlops，预计2030 年达到56 ZFlops，平均年增速达到 65% [06]。算力是实现其他技术需求的关键要素。比如通信容量的提升需要有各种编解码计算；视频领域的 AR/VR、全息等业务，需要视频编解码、图像渲染、动画生成等高计算量的技术；近十多年来广泛应用的人工智能技术对于算力的需求是前所未有的。

随着近十多年深度神经网络算法的突破，人工智能技术不断拓展应用的深度和广度，已经成为人类社会从数字化向智能化迈进的强大引擎。数字化的前提是用数学模型表示物理世界，数学建模是算法和软件的基础。而 AI 技术突破之前，现实世界有大量的复杂系统无法用数学模型表示。深度神经网络技术的本质，是用简单神经元节点的大规模互联来逼近各类复杂系统的数学模型（比如人类认知系统或者高度非线性的物理系统），极大拓展了数字化的应用广度和深度。从物理层链路的非线性补偿，到网络层资源的智能化调度，再到应用层的视频处理、人机交互、安全态势感知、自动驾驶等等。智能成为最为关键的数字化基础技术之一。

由此可见，连接、算力、智能是未来数字化应用的基本技术需求。未来数字社会的根基是融合的算网基础设施及智能化服务体系。在数据洪流对端、边、云的冲击之下，连接、算力、智能这三者相辅相成，体现出更加紧密的关系和更加模糊的边界，以实现海量数据的存储、交换和处理的全局效益最优。

连接、算力、智能也是实现其他技术需求的关键要素。比如，安全技术需求，最基本的技术就是各种加密解密算法和计算部件；可靠性需求的技术基础是器件、组件、系统的失效期计算，以及各种系统冗余、网络冗余的算法。目前 5G 的 URLLC 场景已经可以提供4 个9（99.99%）的可用性，未来要满足工业场景 5 个 9（99.999%）的可用性需求，可能的办法是引入 AI 算法实现信道预测、故障预测、干扰跟踪等技术手段。

与此同时，人类可持续发展的目标对于节能环保提出了越来越高的要求。各个国家都提出了双碳目标（碳达峰、碳中和）。尽管信息高效交互和处理可以提升物流和能量流的效率，从而降低整个人类活动的碳排放水平。例如 GeSI（Global Enabling Sustainability Initiative）发布的报告《SMARTer 2030》指出，ICT 技术有可能在 2030 年前帮助全球减少碳排放20％[09]。但信息通信行业自身的碳排放仍然是不可忽视的一个方面。据上述GeSI 报告的估算，预计到 2030 年信息通信产业的碳排放占全球总碳排的 1.97%。未来的技术发展，数字基础设施的建设，除了业务驱动外， 还必须把节能减排作为一个主要的约束条件。另一个重要的约束条件是国际政治形势对于全球技术融通和共享的影响。未来的技术供应链、全球的技术协作都很可能面临越来越多的困难。