重大突破!
全球首个广域确定性网络来了

8月24日上午,第六届未来网络发展大会在南京召开。

作为未来网络科技发展的重要展示平台,本届大会以“网络全球 决胜未来”为主题,围绕确定性网络、6G通信、算力网络、工业互联网、网络智能等热点话题,线下云上相结合,按照“一会、一展、一赛、一发布及特色活动”的主线举办丰富多彩的活动,超过1000位未来网络领域专家、行业领袖等参与大会。


作为大会的重磅环节,开幕式上,三项重大成果现场发布

紫金山实验室联合未来网络产业公司、江苏省未来网络创新研究院发布:
全球首个广域确定性网络系统重大突破成果
紫金山实验室发布:
全球首个云原生算网操作系统

全球首个6G TKμ极致连接无线传输试验平台V1.0 



全球首个广域确定性网络系统

在全球范围内首次突破大规模广域确定性网络技术体系,模拟“高铁”系统,提出基于时隙的传输机理、并发业务流整形机制、高效业务流调度算法,研制确定性大网操作系统,实现全网时隙统一调度,并基于未来网络试验设施首次实现华为、新华三确定性设备异构组网,正式开通了覆盖北京、南京、上海等35个城市的广域确定性网络,在100%网络负载、途径13个省市、13000公里距离、10000条确定性业务情况下,实现零丢包、时延抖动小于20us


该技术体系有望解决传统互联网拥塞无序的问题,推动互联网从“尽力而为”到“确保所需”的技术体系变革,支撑国家“东数西算”、“碳中和”等重大战略,赋能远程医疗、智能网联汽车、元宇宙等对网络质量要求极高的重大数字经济应用领域。


全球首个云原生算网操作系统

实现了异构、多方算网资源的统一管控,可为业务系统提供“算力+网络”一站式服务,以云原生模式供给算网资源,使用户聚焦于应用与流量需求,而无需关注基础设施与IaaS。


这将在根本上改变目前计算与网络分离、资源与运营绑定的业态模式


云原生算网操作系统同步可实现全局应用分发,广域服务互联,多方资源供给三大核心能力,可提供100W+系统业务租户,10W+算力资源集群,1W+链上交易结算服务,从而实现服务“东数西算”、网云融合、工业互联网、“元宇宙”等重大应用场景。


6G TKμ极致连接无线传输试验平台V1.0

以Sub-6GHz、毫米波和太赫兹全频谱统一接入无蜂窝(Cell-Free)大规模MIMO及准实时智能资源调配等关键技术突破为支撑,其无线传输技术能力较5G实现了大幅提升


该平台采用了光子太赫兹光纤一体融合实时传输全新架构,分别完成了385~435GHz太赫兹频段上200Gbps在线传输和1Tbps离线传输,创造了太赫兹通信领域公开报道的全球最高传输速率记录


完成了与5G商用终端兼容的无蜂窝大规模分布式MIMO无线传输试验,实现了48个空分数据流的并行传输,频谱效率超过0.2Kbps/Hz,支持空口时延低于400μs,具备大规模分布式节点的扩展能力,核心关键技术指标达到了目前国际上最高水平


该成果标志着我国在6G候选技术研发方面取得了重要阶段性进展,为实现未来6G无线传输能力较5G量级提升的发展目标打下了坚实基础。


  刘韵洁  


中国工程院院士、紫金山实验室主任 


未来网络,就是更快捷、更简单、更便宜、更安全的下一代互联网,以用户为中心,让上网的人感觉更好更快。国家正在推进“数字中国”战略和“东数西算”工程,这些都离不开高质量网络的支持,紫金山实验室开展科研攻关取得的系列创新成果,将为此提供重要支撑。


一系列重大科研成果的发布,让我们看到,未来网络,正从技术创新走向生产生活的方方面面。



什么是确定性网络?
通俗来讲,网络就像不同的道路,有普通马路、高速公路甚至飞机航线等。

我们目前使用的互联网就好比一条“普通马路”,堵堵停停,时延抖动在1ms以上,而确定性网络则是利用新技术构建“信息高铁”,是完全畅通的一条路,时延抖动可控制在30微秒以内,并且是可定制的,可按用户需要提供服务,能有效解决工业制造、能源、元宇宙等重大应用的精准控制问题。

确定性网络的应用场景有哪些?
助力实现“东数西算”重要战略目标:当前,传统网络难以解决八大算力枢纽节点算力传输问题,紫金山实验室的研究团队构建了从南京到贵阳跨2450公里的100G试验网络,相比于传统网络存在大量的丢包与拥塞,网络带宽利用率不足10%,难以满足算力数据中心跨广域的无损数据传输需求,采用新型确定性无损传输技术后,峰值传输速率可提升至88%,可达到数据中心内部无损网络传输水平。

支撑工业互联网、能源互联网产业发展:在工业互联网方面,确定性网络可满足工业应用超大带宽、超低时延抖动、万亿级连接需求,解决如云化PLC远程控制、远程机械臂控制等时延抖动控制问题。


我国某座矿山在使用确定性网络后,原本需要驾驶员在矿山中亲自驾驶车辆运输的常规操作,变成了工作人员“人在家中坐”远程操控驾驶车辆,一人可以控制8辆车。


有了确定性网络的高精准性的保障,不仅可以实现整座矿山的无人驾驶;在能源互联网方面,确定性网络预期可实现电力信息精准同步,为企业降低能耗10-20%,有效支撑国家“碳中和”战略






两年试验 

网络性能通过权威评测


今年2月,青岛大学附属医院副院长牛海涛团队,用时20多分钟,在济南操控机器人的一端,“隔空”为青大附院中的一头实验猪,完成机器人辅助下的远程腹腔镜手术。整个过程网络时延不到6毫秒,创造了新的纪录。医院团队的远程手术应用的正是确定性网络


▲牛海涛现场演示确定性网络下的远程手术(图片来源网络)

2022年2月23日,紫金山实验室未来网络科研团队联合山东未来网络研究院、新华三等单位,突破了基于SRv6的确定性时隙队列转发技术,率先构建并开通了我国首个覆盖济南、青岛、临沂等16个地市的确定性骨干网络,该网络性能已通过第三方权威评测,在1500多公里大尺度情况下实现了平均时延抖动6微秒,最大时延抖动14微秒的高质量网络服务。 

此前,2020年8月,紫金山实验室的研究团队就在全球率先突破了大规模确定性广域网基础理论与关键技术,构建了覆盖北京、南京、上海等13个城市核心节点的大规模试验网,首次成功试验了跨2000公里以上传输距离、小于30微秒级的时延抖动精确控制;2021年,进一步联合华为、宝武集团开展远程云化PLC确定性控制试验,实现了20微秒以内的时延抖动控制




十年布局 

进军互联网“下半场”


从2011年开始,北京邮电大学、中国科学院计算技术研究所和清华大学三个科研团队集中在南京进行未来网络技术领域研究并不断在该领域布局。

2018年,紫金山实验室揭牌成立,科研方向进一步细化在未来网络、5G、6G、内生安全等领域,研究的内容越来越被国际国内同行、商业认同。


“谁抓住了互联网发展下半场的历史机遇,谁就掌握了未来科技创新和产业发展的主动权。”刘韵洁说。我国是全球第二大经济体,也是工业生产大国,制造业数字化转型升级对未来互联网质量和效率提升提出了更高的要求。

十多年来,紫金山实验室科研团队围绕网络操作系统、确定性网络等方面取得了一系列国际领先的成果,面向6G的太赫兹实时无线传输速率创全球最高纪录,成功构建全球首个大规模确定性网络设施,传输距离、时延抖动等主要性能指标达到国际领先水平,毫米波芯片与大规模集成相控阵技术为“神舟”飞船织起更可靠的通信网。为我国在互联网“下半场”实现弯道超车奠定了技术基础。

目前,紫金山科技城核心区已孵化培育1000多家网络通信与安全领域关联企业,涉及自动驾驶、远程工业设计、远程医疗等多个场景。在未来网络的牵引带动下,2021年,南京数字经济核心产业增加值占GDP比重达15.9%,居江苏第一,为转型发展提供了强劲动能。


如今,未来网络发展大会已成为全球未来网络领域技术研讨和成果交流的高规格盛会,六届未来网络发展大会的成功举办,见证了南京攀登未来的探索、迭代网络的创造。

从“定义未来”到“实现未来”,历届未来网络发展大会持续释放“盛会效应”,不断见证“未来已来”。大会将持续作为创新“强磁场”,树牢中国网络通信技术发展的“风向标”,助力南京打造自主可控产业的“新高地”,服务紫金山实验室当好原始创新的“领头雁”,推动国际顶尖人才和创新资源集聚紫金山科技城的“引力源”,创成全球网络通信领域的年度“群英会”。

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