数字连接白皮书

目录 前言1 1.数字经济新时代的到来2 1.1.数字经济蓬勃发展驱动了新基建的开展2 1.2.以信息基础设施为代表的新型基础设施建设为数字经济发展奠定基础3 2.以信息基础设施建设驱动数字连接发展4 2.1.推动终端物联网向感知基础设施演进5 2.2.以“双千兆”目标为引领构建网络基础设施6 2.3.以新型数据中心构建算力基础设施8 2.4.以AI等新技术牵引新技术基础设施发展10 3.数字连接应用与实践12 3.1.新型光纤传感技术在感知基础设施领域应用13 3.2.智慧光网构建数字连接坚实底座15 3.3.构建绿色、低碳新型数据中心18 3.4.人工智能等新技术赋能产业数字化20 总结与展望22 前言 随着新一轮科技革命和产业变革在全球深入发展，5G、云计算、物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术深度融合催生了数字经济的诞生。在数字经济蓬勃发展的背后离不开新基建的支撑。新基建强大的技术能力一方面可以助推传统产业与信息技术融合，实现生产要素的智能化配置和产业供给质量的进一步升级，提供新的发展方向；另一方面也可以帮助产业链整合上下游优势资源，为形成双循环经济格局提供强大支撑。 新基建是数字经济高质量发展的新动能，以信息基础设施为代表的新型基础设施建设为数字经济发展奠定基础，带动了融合基础设施和创新基础设施的发展，从而为数字经济发展提供了源源不断的动力。新型传感、光网络、数据中心和人工智能是信息基础设施建设的要素。新型传感是泛在物联的“触角”，光网络是信息基础设施的的高速公路；数据中心提供云计算和存储服务，让计算无处不在；AI对数据进行挖掘、分析和决策，是提供智能化服务的关键。数字连接是沟通、融合这些要素的桥梁与纽带，以数字连接为目标驱动信息基础设施建设和发展，为数字经济发展夯实了基础，并注入了持续的动力。 中国信科此次发布《数字连接白皮书》秉承新时期创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以新一代信息通信技术创新为核心驱动力，构筑灵活智能、绿色低碳、开放共享的信息基础设施，推动行业数字化转型和数字经济持续健康发展，为我国建设网络强国、数字中国贡献力量。 1.数字经济新时代的到来 2021年是“十四五”规划和2035年远景目标纲要开局之年，开启了数字建设新征程，掀起了一轮数字经济新浪潮。根据中国信息通信研究院相关数据显示，2020年我国数字经济规模达到39.2万亿元，增速高达9.7%，占GDP比重达到38.6%，成为推动国民经济持续稳定增长的关键动力。5G、人工智能、大数据等新一代数字技术在加速融合运用，各行业数字化转型在加速落地推进，从技术融合、到产品融合、再到业务融合，进而带来行业间的跨界融合，新应用、新模式、新业态不断浮现，为数字产业和传统产业均带来重大机遇与挑战。 1.1.数字经济蓬勃发展驱动了新基建的开展 数字经济的蓬勃发展体现在人们的生活、生产等方面。在生活领域，人们的购物、娱乐、办公和教育迅速从线下转为线上，在线办公、在线教育、网络视频等数字化新业态新模式快速发展。用户需求的巨大网络效应带来了一系列广泛的创新，电子商务、网络支付、共享单车、人工智能等新兴领域正迅速重构每一个中国人的生活方式，从而形成日常生活中的数字浪潮。在生产领域，大量企业利用大数据、互联网等加强供需对接、高效生产和统筹调配，数字经济在减少人员流动、降低疫情传播风险、满足人们生产生活需求、稳定经济增长等方面做出了重要贡献。工业互联网通过人、机、物的全面互联，实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接，对各类数据进行采集、传输、分析并形成智能反馈，推动形成全新的生产制造和服务体系，优化资源要素配置效率，充分发挥制造装备、工艺和材料的潜能，提高企业生产效率，创造差异化的产品并提供增值服务。 数字经济蓬勃发展的背后对应的是千行百业的数字化转型，推 动数字经济持续和规模发展的背后离不开新型基础设施建设的支 撑。建设新型基础设施，短期来看可以拉动投资和经济增长，长期来看可以培育经济增长新动能、提升科技创新实力和公共服务能力，是我国实现转型升级进行高质量发展的必由之路。 建设新型基础设施，是我国立足当前、着眼未来的重大战略部署。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出“构建系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系”，“统筹推进传统基础设施和新型基础设施建设”，“加快建设新型基础设施”，“围绕强化数字转型、智能升级、融合创新支撑，布局建设信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施等新型基础设施。” 1.2.以信息基础设施为代表的新型基础设施建设为数字经济发展奠定基础 如图1-1所示，“新基建”涵盖三大领域。一是融合基础设施，主要是指深度应用互联网、大数据、人工智能等技术，支撑传统基础设施转型升级，进而形成融合基础设施，如智能交通、智慧能源等。二是信息基础设施，主要是指基于新一代信息技术演化生成的基础设施，如新一代通信技术基站、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施，以人工智能、云计算、区块链等为代表的新技术基础设施，以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施等。三是创新基础设施，主要是指支撑科学研究、技术开发、产品研制的具有公益属性的基础设施。 图1-1新型基础设施三大领域 2.以信息基础设施建设驱动数字连接发展 国家发展改革委在对新型基础设施的概念作进一步阐释时，将新型基础设施定义为三大类，其中信息基础设施即基于新一代信息技术演化生成的基础设施，主要包含以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施，以人工智能、云计算、区块链等为代表的新技术基础设施，以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施等。 基础设施作为经济社会活动的基础，本质上是一种社会传输网络系统，主要由通道及其节点组成，连接是其本质特征。基础设施通过连接不同的地区、不同的民众和不同的服务，来传输物品和人们自身，从而实现位置的转移，或者来传输水、电、气和信息，从而使人们获得公共服务。随着数字经济时代的到来，信息成为越来越重要的传输对象。如图2-1所示，信息基础设施建设以“云-网-边-端”的建设和协同为抓手，构建信息网络的立体“交通体系”。其中网是基础，光网络、IP承载网等构建了高速通道和连接通道，5G和宽带光接入网则覆盖了用户连接。云是核心，数据中心所涵盖的计算、存储基础设施以及基于新技术形成的平台类基础设施构成了应用和服务的基础，是信息基础设施的“仓储”。边缘计算的就近和按需部署，进一步将服务贴近于用户，构成了信息基础设施的“高速公路服务区”。终端由传统用户终端、物联网终端进一步向感知、传感单元扩充，为数字连接向千行百业进行延伸提供了无限可能。 图2-1云网边端协同构建新一代信息基础设施 以信息基础设施建设驱动数字连接发展，加强了数据资源畅通 流动、开放共享，为城市数字经济、数字政府、数字社会发展建设提供了新动力，为数字经济的发展提供了强大的数据运力和数据算力。包含终端物联网、通信网络基础设施、数据中心和以AI为代表的新技术基础设施则奠定了数字产业发展的基础。 2.1.推动终端物联网向感知基础设施演进 物联网是以感知技术和网络通信技术为主要手段，实现人、机、物的泛在连接，提供信息感知、信息传输、信息处理等服务的基础设施。当前已广泛应用于社会管理、环境监测等领域，但建设和应用多为行业主导，呈碎片化，公共性不强。在工业和信息化部等部门联合下发的《物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021-2023年）》中明确指出：我国物联网产业发展仍然存在一些需要持续推进解决的问题。一是关键核心技术存在短板。感知、传输、处理、存储、安全等重点环节技术创新积累不足，高端传感器、物联网芯片、新型短距离通信、边缘计算等关键技术仍需加大攻关力度。二是产业生态不够健全。我国物联网企业竞争力不高，具有生态主导能力的领军企业较少，产业链上下游的交流协作程度低。三是规模化应用不足。现有物联网基础设施建设规模小、零散化，广覆盖大连接的物联网商业化应用场景挖掘不够，应用部署成本较高。四是支撑体系难以满足产业发展需要。标准引领产业发展的作用不强，物联网安全问题仍然严峻，相关知识产权、成果转化、人才培养等公共服务能力不足。解决上述问题，要进一步加强政策引导，汇聚合力，协同推进物联网技术创新、产业生态建设、重点领域应用推广和安全等工作。 现阶段散落在各行业和领域的传感设施建设多数是烟囱型，缺乏统一的终端标识、数据标准、建设规范，感知数据多为独家使用，还不是基础设施。如图2-2所示，通过构建统一的物联网开发平台、应用平台，实现横向泛行业连接，借助应用平台为不同群体提供感知数据服务，实现感知设施从私有设施向公共基础设施的转变是推 动终端向感知基础设施演进的关键所在。 图2-2终端物联网向感知基础设施演进 以政府或者行业推进建设区域性物联网连接管理平台和物联网应用平台，建立统一连接协议和数据交互机制，推动建设城市级、行业级、城市群级的物联网综合管理平台和应用平台，探索构建统一的物联网平台、数据规范，实现感知数据共享，逐渐将终端物联网设施转变为公共的感知基础设施是丰富数字连接数量、壮大数字经济发展的必要措施。 2.2.以“双千兆”目标为引领构建网络基础设施 光网络已经历了几十年长期发展，为信息化社会的构建打下了坚实的网络连接基础。如同交通网络是人们日常生活高度依赖的基础设施一样，光网络已成为信息社会的基础设施，人类社会正依托光网络迈进智能化和万物互联的时代。随着“宽带中国”、“智慧城市”的发展以及5G网络和应用的规模部署，网络和信息服务的领域不再局限于普通公众用户,越来越多的行业和应用依靠通信网络获得新的发展。为应对网络流量、连接和规模的快速增长，万兆无源光纤网络、Wi-Fi6、超100G传输、可重构光分插复用/光交叉连接、软件定义网络、网络功能虚拟化、云计算、大数据、人工智能、数字孪生等新兴技术不断涌现，驱动光网络开始新一轮的大变革。 在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）》中明确提到，以5G、千兆光网为代表的“双千兆”网络是制造强国和网络强国建设不可或缺的“两翼”和“双轮”，是新型基础设施的重要组成和承载底座，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的作用。以5G和千兆光网为代表的“双千兆”网络，能向单个用户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、先进可靠等特征。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，更适合室内和复杂环境。5G网络具有灵活性高，方便易用等技术优势。二者互相补充，互相促进。推进5G和千兆光网协同发展，从支撑宏观社会经济发展看，可以拉动有效投资，促进信息消费，为高质量发展提供新动能，带动生产和消费，在加快构建国内大循环为主体，国内国际双循环相互促进的新发展格局中发挥重要作用；从支持产业数字化转型看，“双千兆”网络有力支持制造、交通、医疗、教育、港口等垂直行业应用市场培育，给传统企业带来生产方式、经营管理的数字化变革，催生诸多新模式新生态，带动工业互联网、智能制造、智慧城市、智能家居等各个领域的创新创业，为赋能经济社会数字化转型注入新动力；从满足人民美好生活需求看，“双千兆”网络和每个人都息息相关，网络更快了，能力更强了，连接更便捷了。在线会议、视频直播拉近了人与人的距离；直播带货、线上销售、VR应用丰富了人们的消费；在线教育、远程医疗让高质量的公共服务随身可得，无处不在的高速网络和快速发展的新业务和新应用正改变着人们的生活。 《行动计划》结合网络发展和产业现状制定了2021年阶段目标和2023年目标，提出了六个专项行动19个具体任务，分别从网络建设、承载增强、行业赋能、产业筑基、体验提升、安全保障六个方面着力推动“双千兆”网络协同发展，其中“广覆盖”、“强基础”和“行业融合赋能”是推进以光网络为底座的网络基础设施建设的关键。 第一，“广覆盖”。一是持