2 0 2 1 年 3 月全球网络 2030发展中经济体和新兴技术作者乔纳森·E·希尔曼劳拉·里瓦斯CSIS 重新连接亚洲项目的报告 2021 年 3 月全球网络 2030发展中经济体和新兴技术作者乔纳森·E·希尔曼劳拉·里瓦斯CSIS 重新连接亚洲项目的报告 三|全球网络 2030关于 CSIS战略与国际研究中心 (CSIS) 是一个跨党派的非营利性政策研究组织，致力于推进实用理念以应对世界上最大的挑战。Thomas J. Pritzker 于 2015 年被任命为 CSIS 董事会主席，接替前美国参议员 Sam Nunn (D-GA)。 CSIS 成立于 1962 年，由 John J. Hamre 领导，他自 2000 年以来一直担任总裁兼首席执行官。CSIS 的目的是定义国家安全的未来。我们以一套独特的价值观为指导——无党派、独立思想、创新思维、跨学科学术、诚信和专业精神以及人才发展。 CSIS 的价值观一致朝着产生现实世界影响的目标努力。CSIS 学者将他们的政策专业知识、判断力和强大的网络带到他们的研究、分析和建议中。我们组织会议、出版、演讲并在媒体上露面，旨在提高相关利益相关者和感兴趣的公众对政策问题的知识、意识和重要性。当我们的研究有助于为关键决策者的决策和关键影响者的思考提供信息时，CSIS 就会产生影响。我们致力于实现一个更安全、更繁荣的世界。CSIS 不采取具体的政策立场；因此，此处表达的所有观点均应理解为仅代表作者的观点。© 2021 战略与国际研究中心。版权所有。致谢本报告得到日本总务省和三菱 UFJ 研究咨询有限公司的支持。战略与国际研究中心 1616 Rhode Island Avenue, NW Washington, DC 20036202-887-0200 | www.csis.org 四|乔纳森·E·希尔曼和劳拉·里瓦斯内容1 |执行摘要12 |介绍33 |发展中经济体64 |新兴技术115 |建议226 |关于作者25数字图 1：2030 年的世界4图 2：关闭数字鸿沟7图 3：新兴市场的带宽需求8图 4：什么是 Open RAN？12图 5：未来的特大城市将出现在发展中市场15图 6：华为的平安城市16图 7：互联网不断增长的能源需求17 1|全球网络 2030吨1执行摘要随着发展中国家决定采用哪种通信系统，美中技术竞争将在第三方市场加剧。中国已经在推进自己的愿景——数字丝绸之路——并将自己定位为在商业和战略上受益人口增长，世界上越来越多的人上网。关键是谁设计、构建和运营支撑全球通信、金融和其他日常生活必不可少的功能的系统。下一个十年可能是决定性的。为帮助政策制定者制定战略路线，本报告研究了发展中经济体和新兴通信技术到 2030 年的主要趋势。发展中国家准备在全球网络中发挥更大的作用，尤其是亚洲和非洲——世界上十个新兴国家中有九个在亚洲和非洲。到 2030 年将出现特大城市以及拉丁美洲。快速的城市化和人口增长也将推动对数字基础设施投资的需求。世界上近一半的人口无法访问互联网。弥合数字鸿沟可能需要 4280 亿美元，而充分实现全球数字经济的好处可能会花费更多，每年额外投资超过 7010 亿美元。新兴通信技术可以帮助弥合数字鸿沟，同时使美国及其盟国受益。 Open RAN 网络的软件和关键组件允许运营商混合和匹配来自不同供应商的设备，在美国和盟国生产。近地轨道卫星星座可以让美国公司向中国公司作为现有供应商的农村市场提供高速、低延迟的宽带。城市化将推动对可以改善交通、公共服务和安全的“智慧城市”系统的需求。光子学的进步可以创造出更快、更高容量和更节能的网络。 2|乔纳森·E·希尔曼和劳拉·里瓦斯但是，充分利用这些机会并在全球网络中建立优势地位需要采取行动。美国应该阐明自己对全球网络的愿景，一个有利于美国中产阶级、与盟友结盟并吸引发展中国家的网络。为实现这一愿景，美国应通过利用国内投资、创建联合加速器基金以及与区域锚定市场合作来扩展有前途的技术。在未来的市场竞争中，还需要美国及其盟国扩大融资、提供技术援助、推广智慧城市的高标准模式。 3|全球网络 2030吨2介绍中国推动连接世界的速度和范围令美国决策者措手不及。即使今天关于美国“输掉5G竞赛”的一些警告被夸大了，但华为作为下一代网络领先供应商的出现已经提供了很多——需要为现在正在进行的更大的竞争敲响警钟。美国和中国正在争夺谁来设计、建造和制定全球网络的标准。下一个十年可能是决定性的。中国崛起为领先的电信设备供应商并不是一夜之间发生的。十年前，来自美国和欧洲的前三大供应商（爱立信、诺基亚和思科）共同控制了全球一半以上的市场。但中国的龙头企业受益于国家的大力支持并渴望为被忽视的市场提供服务，稳步扩张，甚至进入了竞争对手的后院。到2015年，华为成为全球顶级供应商。四年后，华为和中兴在全球市场的总份额与美国和欧洲前三名供应商的总份额相匹配。1中国的国家冠军如何出现，以及朗讯和北电等北美公司如何倒闭的故事可以追溯到更远的地方，超出了本报告的范围。然而，显而易见的是，是早期预警信号被忽略了。直到最近，美国政策制定者才开始将电信视为一个战略部门，并将中国不断扩大的全球活动视为关注点。因为美国电信公司在 1990 年代占据主导地位，竞争主要留给市场力量。如果更早地认真对待这些发展的战略意义，今天的电信格局将大不相同。2借鉴这一经验，美国及其盟国需要展望未来，制定自己的全球互联互通愿景。正如 CSIS 全球基础设施工作组于 2019 年结束的那样， 4|乔纳森·E·希尔曼和劳拉·里瓦斯到 2030 年，全球网络将：更多城市：世界上十分之七的人将居住在城市，人口增长速度最快的是亚洲和非洲.更聪明：“物联网”将包括5000亿台联网设备。快点：网络可以增加容量125 倍和减少延迟200 倍。政策制定者必须从今天开始规划这个未来，并注意：环境：ICT 设备可能消耗超过一菲克全球电力.投资：实现普遍的互联网接入可能需要花费4280 亿美元.复杂：新系统需要技术能力和健全的政策才能最大限度地发挥效益。数字领域的风险最高。3 信息和通信技术 (ICT) 出口支持高薪工作和研发投资，这对于保持美国的创新优势至关重要。历史表明，ICT 能力与国家实力密切相关——推动经济增长、军事能力和情报。随着越来越多的“事物”连接到互联网，世界上越来越多的人上网，风险正在上升。图 1：2030 年的世界资料来源：见尾注 9、35-37 和 62。Covid-19 大流行使这些风险更加明显。拥有数字基础设施的人们能够继续工作、学习、购物、玩耍以及与家人和朋友交谈。但世界上近一半的人口仍然无法访问互联网，即使随着更快的网络、更便宜的传感器以及连接设备的激增，连接对于现代经济变得更加重要。帮助缩小这一数字鸿沟的供应商将在未来几年蓬勃发展，与世界上一些增长最快的经济体一起崛起。中国已经在推进数字连接的全球愿景，即数字丝绸之路，它位于国家支持的三大举措的交汇处。它于 2015 年首次推出，是中国领导人习近平标志性外交政策愿景“一带一路”倡议的一部分。它还推进了“中国制造 2025”和“中国标准 2035”，北京希望通过这些先进制造和标准制定。4这些努力中的每一个都有很多炒作，但它们表明了雄心勃勃的雄心。数字丝绸之路推动中国在国内争取技术独立，同时将其推向全球网络的中心。但在这场竞争中，美国有很多可以提供的东西，也有很多优势。美国拥有世界排名前十的研究型大学中的七所。5美国公司仍处于云计算等重要领域的前沿，他们正在试行新技术，以扩大全球通信接入，同时以有利于美国及其盟国的方式改变竞争环境。美国内容的全球流行带来了商业优势，增强了美国的软实力。与北京不同，华盛顿拥有合作伙伴和盟友网络，其中许多在主要新兴市场有着深厚的历史和商业联系。 5|全球网络 2030为帮助美国政策制定者利用这些优势并为日益激烈的竞争做好准备，本报告对全球通信网络到 2030 年可能如何发展进行了三部分研究。首先考虑了发展中经济体将在全球通信网络中发挥更大的作用。未来十年。接下来，它强调了几种新兴通信系统的潜在影响：开放式 RAN、智慧城市系统、先进光子学、低地球轨道 (LEO) 卫星和高空平台。最后一部分包括对进一步研究和政策选择的建议。我们的目标不是预测未来，而是识别潜在的挑战和机遇，并更好地为它所拥有的可能性做好准备。 6|乔纳森·E·希尔曼和劳拉·里瓦斯哦3发展中经济体未来十年将影响全球网络的最重要趋势之一是更多发展中国家上网的潜力。超过一半的世界拥有互联网访问受限或无法访问。6超过三分之一的国家仍然缺乏互联网交换点，即网络相遇以交换流量的设施。7 超过三分之一的人生活在无法负担 1 GB 移动宽带计划的国家。8 接入方面的差距不会消失，但随着发展中国家建设更多的数字基础设施，使这些连接成为可能，这些差距将缩小。本节预览全球网络拓扑结构在未来十年可能如何演变，重点是亚洲、非洲和拉丁美洲的新兴市场。国际电信联盟 (ITU) 指出：“实现到 2030 年将全人类连接到宽带互联网的目标首先是一项基础设施投资挑战。”9 它估计大约需要 260 万个 4G 基站和 700,000 公里的光纤来扩展接入，同时维护现有基础设施。在 4280 亿美元的总成本中，最大的支出是网络运营和维护（1400 亿美元），这突显了各国使用考虑生命周期成本的估算值的重要性。其他估计表明，全球投资需求可能更大。亚洲开发银行估计，要实现数字经济的潜在收益，到 2025 年，每年需要增加 7010 亿美元的投资。10 7|全球网络 2030260万个4G基站700,000公里光纤——足够绕地球17圈以上的光纤并维护当前网络的运行和维护数字基础设施估计需要 4280 亿美元的投资，包括：全球近一半的人口仍然无法访问互联网。到 2030 年的投资需求数字鸿沟图 2：关闭数字鸿沟资料来源：国际电信联盟，衡量 2020 年数字发展事实和数据（日内瓦：国际电信联盟，2020 年），10，ht tps://www.itu.int/en/ITU-D/Statistics/Documents/fact s/FactsFigures2020.pdf；联合国贸易和发展会议（UNCTAD），2019 年数字经济报告（纽约：联合国，2019 年），12，https://unctad.org/system/files/official-document/der2019_en.pdf。当然，基础设施投资并不是唯一的挑战。国际电联估计需要 460 亿美元用于 ICT 培训、内容和政策改革。获得负担得起的设备是另一个主要障碍。根据平价互联网联盟的数据，近 25 亿人生活在智能手机成本占平均月收入四分之一或更多的国家。11非洲的设备负担得起（平均月收入的 62.8%），其次是非洲亚太地区（不包括印度时为 16.2%，包括时为 87.4%）和美洲（11.7%）。虽然制造成本在未来几年可能会继续提高，但对特定低成本设备减税等改革也将扩大使用范围。城市化将带来连接所有三个地区人口的新机会。到 2030 年，世界将有 10 个新的特大城市，定义为人口超过 1000 万的城市。九个这十个新的特大城市将位于亚洲和非洲。城市地区的密度允许基础设施投资将更多的人联系起来，而利用这个机会需要仔细规划。城市地区的发展，包括许多大城市以下的地区，也将推动对“智能城市”技术的需求，将在下一节中讨论，这些技术有助于改善交通、公共服务和安全。承载绝大多数国际数据的世界海底电缆网络将继续扩展。亚洲和非洲对国际带宽的需求增长最快。 2015年之间2019 年，亚洲的国际带宽每年增长 42%。12香港是这一增长的主要受益者，在 2019 年国际带宽排名全球第六。但在中国于 2020 年 6 月实施全面的国家安全法后，规划海底电缆的公司越来越多地将目光投向亚洲其他地方。未来，路线将更多可能会降落在已经是亚洲领先枢纽的新加坡，以及日本、菲律宾和印度尼西亚。东南亚的连通性增长迅速，并准备进一步扩展。 Covi