“國之重器”點亮創新未來

張寧

今年政府工作報告提出，要加強新型基礎設施建設，激發新消費需求、助力產業升級。最近發布的全國首個新基建競爭力指數報告顯示，江蘇新基建競爭力指數為86.3，僅次于北京、上海。經過多年布局，以5G、人工智能、物聯網為代表的一批新型基礎設施建設，已成為拉動江蘇高質量發展的新引擎。其中，坐落在南京江寧未來網絡小鎮的紫金山網絡通信與安全實驗室，正在為國家網絡重大科技基礎設施建設筑牢地基。其與5G、人工智能、未來網絡等一批未來科技產業和項目集聚在一起，為打造科技創新高峰、建設網絡強國提供有力支撐。

著力攻克網絡核心關鍵技術

“核心技術是國之重器。要下定決心、保持恒心、找準重心，加速推動信息領域核心技術突破。”2014年12月，習近平總書記視察江蘇時，對互聯網根域名服務器、網絡操作系統、未來網絡試驗設施等核心技術和重大安全隱患問題提出明確要求。2018年8月，江蘇省委省政府、南京市委市政府成立了以劉韻潔院士為主任的網絡通信與安全紫金山實驗室，希望通過協同攻關，攻克網絡核心關鍵技術，打造國之重器，解除互聯網核心技術受制于人的隱患。

經過40多年的發展，互聯網正迎來新一輪變革。網絡應用場景和流量模型不斷變化，未來網絡成為全球互聯網發展的重要方向，成為支撐經濟、社會數字化轉型的重要基礎設施。為搶占未來網絡發展制高點，世界各國紛紛加強未來網絡領域的布局，加快未來網絡產業的發展。紫金山實驗室、江蘇省未來網絡創新研究院所在的未來網絡小鎮，正是中國未來網絡研發創新的核心之地。

紫金山實驗室主任劉韻潔院士，也是未來網絡創新研究院的院長。實驗室初期建設以東南大學、江蘇省未來網絡創新研究院等團隊為核心力量，以劉韻潔院士、尤肖虎教授、鄔江興院士為牽頭人，充分利用南京在未來網絡、5G發展及演進和毫米波核心器件等方面“獨一無二”的基礎技術優勢，以“中國網絡2030”發展目標為牽引，以網絡定制服務、普適移動通信和內生安全機制為突破口，從設計新型網絡體系架構出發，全面提升國家網絡創新能力和產業核心競爭力，保障網絡空間安全和可持續發展，為我國乃至全球網絡通信提供引領。

目前，紫金山實驗室已匯聚了1000余人的科研隊伍，與國內32個龍頭高校院所、企業共建伙伴實驗室，圍繞確定性網絡、移動開源構架等多領域展開實質性合作研究，取得了多項科研成果。

2020年1月19日，紫金山實驗室正式發布毫米波相控陣系列成果，取得寬帶衛星通信和5G毫米波通信的重大技術突破。毫米波相控陣芯片速度快、覆蓋廣、價格大幅降低，從芯片、模塊到天線陣面全面實現自主可控，解決了中國一個重大的“卡脖子”難題。此外，成功研發全球首個大網級網絡操作系統，完成擬態調度器芯片架構設計，打造了國際上首個面向全球開放的網絡內生安全試驗場（NEST）……這些“高精尖”原創性成果，為實現網絡強國建設目標奠定了堅實基礎。

未來網絡試驗設施全球領先

紫金山實驗室以解決網絡通信與安全領域國家重大戰略需求、行業重大科技問題、產業重大瓶頸問題為使命，重點圍繞未來網絡、普適通信、內生安全等布局一批重大科研任務，開展基礎性、前沿性研究，突破重大基礎理論和關鍵核心技術，建設若干重大示范應用，促進成果在國家經濟和國防建設中的落地，引領全球信息通信技術發展。

“原始創新、頂天立地、世界一流、不可替代”，張貼在紫金山實驗室大樓里的16個字，彰顯了這個“硬核科技實驗室”的使命和目標。

在紫金山實驗室里，擁有中國首個通信與信息領域的國家重點科技基礎設施——未來網絡試驗設施項目（CENI）。未來網絡試驗設施項目是一張覆蓋全國、輻射全球的“大網”，通過自主網絡操作系統、白盒交換大規模組網等創新技術，將建成由全國40個城市核心節點、133個邊緣節點組成的當前覆蓋最廣的國家重大科技基礎設施，成為全球首個基于全新架構構建的大規模、多尺度、跨學科的網絡試驗環境。

該項目由江蘇省未來網絡創新研究院牽頭，清華大學、中國科學技術大學、深圳電信研究院共同參與。2019年5月，在南京市舉辦的第三屆未來網絡發展大會上，未來網絡試驗設施項目首批12個主干網絡節點率先開通，一個更加開放、智慧、安全的全球性、大規模、多尺度、跨學科的新型網絡創新環境從夢想照進現實。與此同時，團隊歷經十余年自主研發的大網級網絡操作系統CNOS也正式發布。這是全球首個在近400個城市1000多個節點大規模骨干網中穩定運行了2年以上的大網級網絡操作系統，處于國際領先水平。

在紫金山實驗室主任劉韻潔院士看來，傳統互聯網有如普通的馬路，而在普通的馬路上開辟高速公路是比較困難的;未來網絡是開放的網絡，可以智能管控網絡，就好比網絡里有高速公路，也有高鐵，還可以達到“飛機速度”，可以幫你量身定制。更快速、更穩定、更安全、可定制，這就是他為未來編織的智能網絡。未來網絡試驗設施這張“大網”，正逐步將他的理想變為現實。

未來網絡試驗設施已做到全球領先，并可滿足國家下一代互聯網、網絡空間安全、天地一體化網絡等需求，獲得超前5—10年的創新成果。目前，這套網絡系統已為國內90多家企業、科研院所和高校提供第三方網絡試驗平臺，并將為國家相關大科學裝置項目提供先進可靠的超高速網絡定制化服務。

賦能產業升級構建未來產業生態

今年4月份，南京市正式啟動“四新”行動。在五大新產業中的新一代數字經濟方面，提出要持續開展5G技術創新，高標準建設網絡通信與安全紫金山實驗室等一批重點技術創新平臺;在未來新業態方面，提出要發展未來網絡，前瞻布局6G。

在不遠的將來，互聯網將全面滲透到各個產業鏈，對未來產業發展產生全方位、深層次、革命性的影響。劉韻潔院士認為，網絡的下一個變革就是要跟實體經濟融合，在工業互聯網的歷史機遇中，紫金山實驗室要充分發揚并利用優勢，在促進江蘇經濟轉型與實體經濟深度融合的重大課題方面走在前面。目前，紫金山實驗室正致力于將網絡、通信、安全技術結合到揚子江城市群當中，解決企業問題，賦能產業升級。紫金山實驗室與未來網絡研究院取得的一系列科研成果，正在應用到未來產業生態的構建中。

作為一個覆蓋全國的網絡技術創新與業務創新的試驗床，未來網絡試驗設施可以同時容納4000多個大型異構網絡試驗，解決科研機構和企業等單位在網絡技術、應用及安全試驗等方面的難題。鄔江興院士團隊研發的國際上首個永久在線、面向全球開放的網絡內生安全防御技術“試驗場”，為擬態構造的軟硬件產品提供了全球性眾測平臺。t3無人駕駛電磁兼容試驗室、微波暗室等級別超過國際標準、且是國內唯一的測試平臺，可以供園區內企業免費使用，由此吸引了很多知名企業入駐。

5G移動通信核心的毫米波芯片研制成功，使芯片預期成本由千元降至20元，即將用于5G移動通信系統商用。尤肖虎教授團隊成功研制與6G相關的太赫茲無源元件及天線，積累了一批適用于未來6G的基礎技術。中興通訊南京濱江智能制造基地肩負中興通訊全球無線系統設備及波分產品的制造任務，其中5G產品是重點，項目正式投產后，無線RRU、BBU及5G產品年產能總量將達到約500萬臺規模。

紫金山實驗室平臺所聚焦的互聯網內生安全機制、無線通信物理層安全機制、人工智能在網絡安全中的應用等方面，將在5G時代下幫助無人機實現飛行安全及數據傳輸安全，并實現更多保密及安全等級需求較高的飛行任務。江蘇軟件園南京拓恒無人系統研究院已研制出多款無人系統控制及通訊領域產品，如無人機飛行控制器、無人船船體控制器、通用型機器人運動控制器、無人機5G通訊模塊、數傳電臺、圖傳模塊等，正在與江寧公安、江寧開發區城管、省環保廳環境監測、長江大橋巡檢合作應用推廣無人機。

眾多未來網絡技術研究成果的應用，將為其他產業生態發展提供堅實的基礎，為各個產業智能化創新賦予更多機遇。未來網絡，必將爆發出產業轉化的巨大能量。

責任編輯：孫秋香