本文刊登於《網信軍民融合》雜誌2019年3月刊
【編者按】當前，基礎電信產業正迎來新一輪技術變革和產業創新，我國以創新為引領，產業發展正步入快車道。信息網絡基礎設施建設發展迅速，進一步加大了提速降費力度；大力開展5G技術與產業前沿佈局，5G時代正加速向我們走來；量子通信不斷取得新突破，持續創新領跑世界。
我國基礎電信產業穩步發展，持續創新
中國航天系統科學與工程研究院 張輝
近年來，為促進新一代科技變革和新興業態的發展，世界主要國家高度重視發展通信技術，紛紛將基礎電信產業作為提升國家科技與產業競爭力的重點領域和戰略基礎，力圖抓住電信領域向新一代通信技術演進的重大機遇，推動新的科技產業革命。今年的政府工作報告也高度重視基礎電信產業發展，提出了加大網絡提速降費力度等措施，重視IPv6、5G、量子通信等高新通信技術的發展，為數字中國和網絡強國建設加油助力。
加強信息網絡基礎設施建設，進一步加大
提速降費力度
2018 年的政府工作報告就信息網絡基礎設施建設提出了以下目標：加大網絡提速降費力度，實現高速寬帶城鄉全覆蓋，擴大公共場所免費上網範圍，明顯降低家庭寬帶、企業寬帶和專線使用費，取消流量“漫遊”費，移動網絡流量資費年內至少降低 30%，讓群眾和企業切實受益，為數字中國、網絡強國建設加油助力。
在此背景下，我國信息網絡基礎設施建設發展迅速。根據今年 2 月中國互聯網絡信息中心（CNNIC）發佈的第 43 次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》與寬帶發展聯盟發佈的第 22 期《中國寬帶速率狀況報告》，就互聯網普及程度而言，入網門檻進一步降低，移動互聯網深度普及。截至 2018 年 12 月，我國網民規模達 8.29 億，普及率接近六成，達 59.6%，較 2017 年底提升 3.8 個百分點，全年新增網民 5653 萬；其中手機網民規模達 8.17 億，網民通過手機接入互聯網的比例高達98.6%，較 2017 年底提升 1.1 個百分點；全年移動互聯網接入流量消費達 711.1 億 GB，較 2017 年底增長 189.1%。
就網絡基礎資源情況而言，基礎資源保有量穩步提升：截至 2018 年 12 月，我國 IPv4 地址數量為 338,924,544 個；IPv6 地址數量為 41079塊 /32，年增長率為 75.3%；域名總數為 3792.8 萬個，其中“.CN”域名總數為 2124.3 萬個，佔域名總數的 56.0% ；國際出口帶寬數為 8,946,570Mbps，較2017 年底增長 22.2%。就互聯網接入環境而言，固定和移動寬帶用戶體驗速率均取得了快速提升：截至 2018 年 12 月，100M 以上寬帶接入用戶總數佔寬帶用戶總數的比重為 70.3% ；光纖接入（FTTH/O）用戶規模達 3.68 億戶，佔固定互聯網寬帶接入用戶總數的 90.4%，較 2017 年底提高 6.1 個百分點；2018 年第四季度，我國固定寬帶網絡平均可用下載速率為 28.06Mbps，同比增長 47.6%，網頁平均首屏呈現時間為 0.93 秒，網絡視頻平均下載速率達到 20.72Mbit/s ；移動寬帶用戶通過 4G 網絡訪問互聯網時的平均下載速率為 22.05Mbps，同比增長21.3%。就政府工作報告的“提速降費”措施而言，互聯網覆蓋範圍進一步擴大，“提速降費”工作取得實質性進展，跨省“漫遊”成為歷史：隨著“網絡覆蓋工程”加速實施，截至 2018 年第三季度末，全國行政村通光纖比例達到 96%，貧困村通寬帶比例超過 94%，提前實現“寬帶網絡覆蓋 90% 以上貧困村”的發展目標，更多居民用網需求得到保障；運營商移動流量平均單價降幅達到 63%，更多居民用得起互聯網；2018 年 7月起，國內電信運營商落實相關要求，移動互聯網跨省“漫遊”成為歷史，居民信息交流效率得到提升。以上數據表明，2018 年我國信息網絡基礎設施建設蓬勃發展。隨著我國不斷加快網絡提速的步伐，光纖寬帶網絡已經普遍接入城鄉家庭，用戶簽約速率百兆及以上已經成為主流，部分地區甚至開始提供千兆（Gb）網絡接入服務；4G 網絡在實現了全面覆蓋後，還在不斷優化網絡性能；互聯網企業的服務能力也在不斷的增強，這些都最終推動了我國用戶網絡體驗取得大幅提升。此外，2018 年也是“提速降費”工作取得大幅進展的一年：互聯網基礎資源保有量穩步增長，寬帶用戶體驗速率快速提升；網絡覆蓋範圍進一步擴大，貧困地區網絡基礎設施“最後一公里”逐步打通，“數字鴻溝”加快彌合；移動流量資費大幅下降，跨省“漫遊”成為歷史，促進了居民信息交流。
不過，消費者呼籲的“攜號轉網”進展仍不明顯：去年 12 月，天津、湖北、雲南、江西、海南 5 個試點省市正式啟用新的“攜號轉網”流程。根據今年1月中國信息通信研究院發佈的數據：截至 2018 年12 月底，已累計“攜號轉網”167萬人次，其中 2018年新增 63 萬人次，同比增長 62%。數據背後反映了消費者想要自由選擇運營商的需求。“攜號轉網”在之前進程不快，既有技術上的客觀原因，也有運營商的主觀原因。
而今年的政府工作報告針對網絡基礎設施進一步提出了新的目標：持續推動網絡提速降費。開展城市千兆寬帶入戶示範，改造提升遠程教育、遠程醫療網絡，推動移動網絡基站擴容升級，讓用戶切實感受到網速更快更穩定。今年中小企業寬帶平均資費再降低 15%，移動網絡流量平均資費再降低20% 以上，在全國實行“攜號轉網”，規範套餐設置，使降費實實在在、消費者明明白白。工信部部長苗圩在“部長通道”接受採訪時表示：“這些措施實施以後，我相信會在去年的基礎上，無論是提速也好，無論是降費也好，更能滿足人民群眾對我們提出的日益增長的消費需求，我們也會以我們的工作成效回報給廣大用戶。”
IPv6 加速部署，應用前景廣闊
當前，全球 IPv6 技術與應用發展迅猛，其商業化部署進入了新的高速發展階段。自 2017 年 11月中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《推進互聯網協議第六版（IPv6）規模部署行動計劃》以來，我國 IPv6 應用進入了高速發展期，IPv6 產業發展得到巨大推動。去年 5月 2 日發佈的《工業和信息化部關於貫徹落實 < 推進互聯網協議第六版（IPv6）規模部署行動計劃 > 的通知》，就相關任務向有關單位進行了明確部署。目前，我國正在持續推動IPv6 大規模部署，進一步規範 IPv6 地址分配與追溯機制，有效提升 IPv6 安全保障能力，從而推動IPv6 的全面應用。
截至 2018 年 12 月，我國 IPv6地址數量為 41079 塊 /32，年增長率為 75.3%。2018 年，推進 IPv6 規模部署專家委員會先後在北京召開“2018 中國 IPv6 發展論壇”和“中國 IPv6 產業發展研討會”。會議指出，我國推進IPv6 規模部署工作取得了積極進展、成效顯著。一是網絡設施的 IPv6 改造取得階段性成果：三大基礎電信企業全國 30 省移動寬帶接入（LTE）網絡均已完成端到端 IPv6 改造並開啟 IPv6 業務承載功能，骨幹網設備已全部支持 IPv6，中國電信、中國移動、中國聯通分別完成 29 個省、30 個省、26 個省的城域網改造；全國 13 個骨幹直聯點中有5 個直聯點開通 IPv6 互聯互通；國際出入口 IPv6總帶寬達到 100Gbps ；三大基礎電信企業的遞歸服務器全部完成雙棧改造，並全面支持 IPv6 地址解析；截至 2018 年 11 月，基礎電信企業分配IPv6 地址的 LTE 和固定寬帶接入網絡用戶總數超8.65 億。二是政府和央企發揮示範帶頭作用，重點互聯網應用的 IPv6 升級進一步提速：截至 2018年 11 月，中國大陸 93 家省部級政府網站中可通過IPv6 訪問的網站共有 63 家，佔比為 67.7% ；97 家中央企業網站中已有 92 家支持 IPv6 訪問，佔比為 94.8% ；同時，互聯網企業對於 IPv6 升級改造的積極性和主動性進一步增強，國內用戶量排名前 50 位的商業網站及應用均制定了較明確的升級改造方案，大部分典型的互聯網應用將於年底前完成改造任務。
三是支撐 IPv6 發展的產業環境趨於成熟。總體而言，當前我國 IPv6 發展已初步形成政企聯動、高效協同、多方參與，網絡、應用和終端協同推進的良好局面。不過，谷歌發佈的全球 IPv6 統計數據顯示，截至 2018 年 10 月 13 日，全球 IPv6 普及率已經超過 25.04%，而中國只有 2.93%。雖然預計到年底，國內運營商將在網絡層面全部完成 IPv6 改造。但IPv6 需求依然很大。
IPv6 是網絡信息技術發展的必然趨勢，是構建新一代信息基礎設施的重要基石，加快推動我國IPv6 商用部署和創新發展，對推進互聯網發展進入新時代、加快網絡強國建設具有重要的戰略意義。中國工程院院士鄔賀銓曾表示：“IPv6 作為一種正在落地實施的新事物，總是會面臨一些質疑的，我們要正視這些問題，不斷改進工作，通過實際工作，開創我國下一代互聯網發展的新局面。”
5G 建設全面提速，產業化初見成效
4G 通信技術的普及讓移動互聯網蓬勃發展，豐富的移動互聯網應用已滲透到社會方方面面。而5G 網絡將帶來高速率大寬帶、低延時高可靠、低功耗大連接的網絡環境，促使移動互聯網向萬物互聯轉變。從 5G 的細分行業來看，車聯網、物聯網（IoT）以及以虛擬現實設備和智能手機為代表的智能終端，將是 5G 發展的最主要三大應用場景。去年 9 月的世界人工智能大會上，小米董事長雷軍就表示：“5G 其實是為 IoT 時代準備的通訊方式，有5G 的助力，IoT 還會插上起飛的翅膀。”在芯片、運營商和通信等廠商共同推進下，5G 將支撐千億量的連接，不僅會掀起新一輪的移動通信方式變革，並結合雲端和人工智能等技術，推動社會變革，進入一個萬物感知的智能社會。
目前，全球各國積極推進 5G 技術發展，5G 時代正加速向我們走來。去年，美、韓電信運營商就先後宣佈推出 5G 商用服務：10 月，Verizon 在美國的四座城市推出 5G Home，利用 5G 為用戶提供家庭寬帶服務；12 月 1日，韓國三大電信運營商 SKT、LG U+、KT 同時宣佈 5G 全球首個基於 3GPP 標準的 5G 網絡正式提供商用服務，目前暫時未向普通用戶提供服務，以企業用戶服務為主；12 月 21日，AT&T 在美國 12 個城市推出移動網絡服務“5G+”。不過，以上商用服務基本都是小範圍使用，部分服務的使用體驗距離 5G 的要求還有一定距離。
目前，我國 5G 發展進入全面深入落實階段。去年 5月，工信部、國務院國資委發佈《關於深入推進網絡提速降費加快培育經濟發展新動能 2018專項行動的實施意見》，提出要面向全球領先水平，加快寬帶網絡演進升級，在提升 4G 網絡覆蓋質量的基礎上，加快推進 5G 技術產業發展。紮實推進5G 標準化、研發、應用、產業鏈成熟和安全配套保障，組織實施“新一代寬帶無線移動通信網”重大專項，完成第三階段技術研發試驗，推動形成全球統一 5G 標準。組織 5G 應用徵集大賽，促進 5G和垂直行業融合發展，為 5G 規模組網和應用做好準備。
去年 6月，5G 國際標準制定組織 3GPP 完成了5G R15 標準主要兩個階段的標準凍結，第一個全功能完整版 5G 可商用標準正式出臺。標準凍結標誌著完成 5G 第一階段全功能標準化工作，開啟了5G 商用的序幕，整個 5G 產業將進入全面衝刺新階段。實際上，在 5G 標準的制定中，我國已經掌握了一定話語權。截至 2018 年 3 月，我國提交的 5G國際標準文稿佔全球的 32%，主導標準化項目佔比達 40%。在目前已經確定的 5G 非獨立組網標準方面，獲得多家美國運營商及企業支持的 LDPC 成為數據信道編碼，中國通信企業力推的 Polar 成為控制信道編碼。這是中國在信道編碼領域實現首次突破。
我國在 5G 核心技術研發方面也取得了突破性進展，產業化成果初現。在三大運營商 2019 年預商用、2020 年正式商用的設想下，5G 網絡的全面應用近在眼前。當前，三大運營商已在北京、上海、杭州、深圳、廣州等 20 個首批試點城市完成了5G技術相關的內場和外場測試；IMT-2020(5G) 推進組負責全面組織實施的 5G 技術研發試驗第三階段已基本完成，華為、中興、愛立信、大唐等企業在中頻系統設備方面達到預商用水平。去年 12 月，工信部向三大運營商發放了5G 頻譜資源，隨後將陸續制定和頒佈物聯網、車聯網的頻率使用規劃。重點城市 5G 規模組網建設試點工作已陸續開展，推進速度、推進質量均位居世界前列。國內主要運營商聯合終端廠商陸續啟動研發計劃，部分國產品牌已成功研發出支持 5G 非獨立組網（NSA）的預商用終端產品樣機。相關廠商已於 2019 年進行首批5G 芯片的流片，同時運營商也已展開 5G 試驗基站建設。
2019 年被稱作“5G 元年”，兩會新聞中心首次實現了5G 信號全覆蓋，保障了“5G+4K”高清直播效果，在大會開幕式時還首次提供了VR 直播，可見 5G 即將完全走入我們的生活。今年，全國人大代表、騰訊董事會主席兼 CEO 馬化騰提出了《關於加快發展產業互聯網促進實體經濟高質量發展的建議》，建議大力推進信息基礎設施建設，夯實產業互聯網的發展基礎，加快 5G 和 IPv6 全面商用部署。
量子通信取得新突破，持續創新領跑世界
隨著量子通信技術的不斷成熟，量子密鑰分發和量子保密通信，正在逐漸成為量子科學實用化速度最快的領域。由於量子保密通信克服了經典加密技術內在的安全隱患，從原理上保證了信息的不可竊聽和不可破解，確保身份認證、傳輸加密以及數字簽名等技術手段的無條件安全，因此可以從根本上解決國防、金融、政務、商業等領域的信息安全問題。量子通信目前已成為通信領域角逐的制高點，美國、日本以及歐盟等國家早已打響量子技術的攻堅戰，我國也不斷在量子通信方面出臺政策，支持產業發展。去年政府工作報告將“量子通信”納入創新驅動發展成果。發改委將“國家廣域量子保密通信骨幹網絡建設一期工程”列為 2018 年新一代信息基礎設施建設工程三項支持重點之一。
去年以來，我國在量子信息技術領域不斷湧現創新成果。清華大學的研究團隊首次實現了25 個量子接口之間的量子糾纏，打破了先前加州理工學院研究組 4 個量子接口之間糾纏的記錄。中科大的研究團隊在國際上首次實現 18 個光量子比特的糾纏，刷新了所有物理體系中最大糾纏態製備的世界紀錄；還在量子通信研究中取得新進展，創造密集編碼量子通信信道容量新紀錄。高校科研團隊取得的突破性成果，體現了我國在該領域一流的科研能力。今年 2 月，美國科學促進會年會將 2018 年度克利夫蘭獎頒發給“墨子號”量子科學實驗衛星科研團隊，表彰其在國際上率先成功實現了千公里級的星地雙向量子糾纏分發，為建立下一代安全通信網絡奠定基礎。
量子信息技術作為一種顛覆性技術，一旦實現技術突破，將會形成重大影響力。一方面，有利於提升整體基礎研發能力，促進企業科技創新，加快行業發展步伐；另一方面，有利於我國率先形成戰略優勢，提升信息安全水平，促進經濟發展，塑造全球科技影響力。在 3 月 10 日全國政協十三屆二次會議舉行的記者會上，中國科學技術大學常務副校長、中科院院士潘建偉委員表示，“當前，量子信息科學已經進入到深化和快速發展的階段，特別需要多學科交叉融合和各項關鍵技術的攻關，需要在國家層面進行頂層設計和系統性佈局。”
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