“国内外针对信息网络体系与技术创新已经开展了许多研究,但尚未形成较为完善、实用的新型网络体系。

我们要把握住这一时机,在建设新型网络体系的过程中,实现相关技术的自主可控。”

张宏科 北京交通大学供图

张宏科 北京交通大学供图

当今世界,信息网络技术发展日新月异,对国际政治、经济、文化、军事等领域的发展产生了深刻的影响。近30年来,我国信息网络技术虽已取得长足进步,但面对当前信息领域的新需求和新挑战,急需理论与技术创新,引领网络技术发展。

那么,如何加强信息网络领域核心技术的自主创新和基础设施建设?

就此问题,科技日报记者近日采访了中国工程院院士、北京交通大学移动专用网络国家工程研究中心主任张宏科。20多年来,他带领团队成员致力于构筑维护国家网络安全、具有自主知识产权的新型网络体系,破解该领域的核心技术难题。

“我们要打破国外技术垄断,为全球新型网络发展提供中国方案。”张宏科表示。

我国需构建新型网络体系

记者:目前,我国的网络规模、网民数量都居于世界第一位。可以说,我国在信息网络领域取得了一定的成绩。您认为,我国在该领域目前还存在哪些问题呢?

张宏科:从行业发展角度来看,近年来我国信息网络技术发展已经取得巨大的成功,不过也面临着特殊行业应用带来的新挑战。

具体来说,我国在信息网络领域主要存在两个问题。

首先,随着通信网络的发展,多形态网络相互连接已成为行业趋势,但现阶段由于网络深度融合受限、跨网资源调度困难,造成网络利用率和传输效率较低。

举例来说,在手机联网前,我们要选择网络运营商,但选择是具有排他性的,选运营商A就选不了运营商B。这在一定程度上造成了网络资源的浪费,相关服务质量也受到限制。而造成该问题的主要原因是,现有网络未被深度融合起来,无法实现跨网资源的调度。

其次,我国正进入数字经济快速发展时期,用户对智能化网络需求迫切,但现在网络智能化水平仍有待提升。

比如,一些工业制造领域的企业希望网络能够实现低时延甚至超低时延,以满足生产需要。而经常观看超高清视频(4K/8K)的用户,他们则需要网络能具有高带宽。另外,金融领域的一些企业,需要网络具备较高的安全性。怎么能够使网络同时满足如此多的需求呢?这就需要让网络变得更智能化,也就是更灵活多变,以符合不同用户对于网络的期待。

记者:您一直在研究的新型网络体系,能否解决上述问题?该体系对于我国未来信息网络发展有何深远意义?

张宏科:网络体系是整个网络的核心与基础,就好比一栋房子的钢架结构,其作用非常重要。在原来的网络体系中,用户只能被动地适应网络,即有什么样的网络就用什么样的网络,而这难以满足当前用户愈发多样的网络使用需求。

我和团队成员多年来致力于研发的新型网络体系,正是为了解决上面提到的问题。这种新型网络相当于给原有网络增加了一个“大脑”,其可以智能、统一地调度各种网络资源,即让网络按需适应用户,用户有什么需求,网络就主动去满足什么需求,实现网络资源的按需分配。

信息网络是国家重要的战略资源,已经成为大国博弈的核心,是经济发展、社会进步的决定性因素。国内外针对信息网络体系与技术创新已经开展了许多研究,但尚未形成较为完善、实用的新型网络体系。

我们要把握住这一时机,在建设新型网络体系的过程中,实现相关技术的自主可控。

建设算力网络要分三步走

记者:在新型网络体系的研发中,您为什么格外强调算力网络的建设?

张宏科:通俗地讲,狭义上的算力泛指计算能力,即数据处理能力。算力大小代表数据处理能力的强弱。在数字经济时代,算力是驱动经济社会数字化转型的重要引擎。

但目前算力资源还无法像传统水、电、气等资源那样,实现统一调度和管理、可被随时随地按需取用,算力与网络之间还没有实现智慧协同。算力网络的出现,就是为了实现这个目标。

算力网络是新型网络的重要组成部分,目前全球尚未对算力网络建设方向达成共识、未形成完善的建设标准体系。我国要抓住这一重要机遇,下大力气研发相关技术。

记者:那么,针对我国目前的现状,该怎样进行算力网络建设呢?

张宏科:我国建设算力网络大概有两种思路。

一是“网中有算”,即以网络为中心进行算网融合,包括网络感知、编排和算力调度。好比在城市建设中,先规划、建设好路网,再布局住宅和商业区。

二是“算中有网”,即以云计算为中心进行算网融合,在云计算中心把异构、分布的算力连接协同成统一的算力资源池,再对算力资源进行运营。还是以城市规划为例,这就好比先规划、建设好住宅和商业区,再用路网把这些区域给连接起来。

想建设算力网络,就要创建算力网络理论体系和技术体系、建立算力网络实验与孵化平台,最终使其服务于国家战略和重点行业领域,具体实施可以分为三个阶段。

第一阶段,是理论技术完善阶段。目前,我国算力网络基础理论、核心技术等研究工作已经取得了初步进展。在此阶段,各参与方需要深入研究并完善基本理论、技术细节,在体系、理论架构方面达成基本共识。

第二阶段,是制造链、产业链培育阶段。在此阶段,我们要建立国家级新型网络技术实验验证与孵化平台,研制相关核心技术设备,并进行初步的技术验证。

第三阶段,是生态链、效益链培育阶段。在此阶段,我们要建立全新的算力示范网络,并进行规模化示范应用,服务国家战略与重点行业领域,带动自主网络技术研究,形成兼容可替代、自主可控、性能先进的算力网络系统。

加强核心技术自主创新 

记者:近年来,我国大力实施网络强国战略,取得了累累硕果。在您看来,科研工作者该如何更好地参与到网络强国战略的实施中去?

张宏科:网络强国战略思想是我们做好科研工作的根本遵循。在党中央的坚强领导下,我们要加速推进信息领域核心技术突破,发挥信息化对经济社会发展的驱动引领作用,维护国家网络安全,为把我国建设成为网络强国而努力奋斗。

同时,我们也要意识到,网络强国战略的实施是一个长期而艰巨的任务,不可能一蹴而就。要完成这一任务,在我看来,首先就要从宏观层面出发,研制出自主可控、可兼容替代、性能先进的网络体系,为未来互联网发展搭好基本框架,这也就是发展新型网络体系的题中之义。

记者:在您看来,实施网络强国战略的关键点是什么?

张宏科:首先是突破关键核心技术。

互联网核心技术是我们最大的“命门”,核心技术受制于人是我们最大的隐患。发展核心技术是建设网络强国的重中之重,我们要牢牢抓住技术研发这一关键点,加强核心技术自主创新,尽快突破制约我国网络和信息化事业发展的瓶颈。

其次是要增强对网络安全的重视程度。

没有网络安全就没有国家安全,也就没有经济社会的稳定运行。我们要增强网络安全防御能力和威慑能力,同时不断完善关键信息基础设施,增强人民群众的网络安全意识。

记者:目前,在核心技术研发方面,您和您的团队取得了哪些成绩?

张宏科:我所在的北京交通大学国家工程研究中心科研团队,已经将新型网络发展到第三代(第一代标识网络、第二代智慧标识网络、第三代融算标识网络)。

目前,我们团队在新型网络原理、机制以及体系架构方面已经取得了重大进展,研制了相关核心设备和系统,并在特定行业进行了示范应用,有效满足了行业用户需求,初步实现了网络自主可控、替代兼容等目标。

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