中国信息通信研究院技术与标准研究所 2022年9月 算力时代网络运力研究报告 (2022年) 版权声明本报告版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国信息通信研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。 前 言 “十四五”期间，我国数字经济将逐步转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段。数字产业化应用、产业数字化转型等发展离不开算力资源的强力支撑，数字经济进入以算力为核心生产力的新时代。算力的供给和使用需以可靠的网络连接为基础，网络运力（即承载能力）成为支撑算力服务及应用发展的关键。同时，算力时代背景下差异化业务承载、算力数据和应用安全保障等挑战进一步凸显，面向算力业务需求的多维感知、基于云网边端一体化调度、提供确定性承载能力、保障业务承载的安全性等成为业界关注焦点，构建面向算力时代的高品质运力底座成为大势所趋。 本研究报告从网络运力现状、算力时代所面临的主要需求和挑战等出发，提出面向算力时代的高品质网络运力七大关键特征，即光缆层高通达、大容量全光底座、IP和光协同、多层次确定性承载、多维算力感知和路由、智能化管控运维、高安全算力承载等。建议产业各相关方在政策支持、技术研究、产品研发、产业应用及质量监测等方面通力协作，共同推动算力时代的网络运力发展演进，助力我国数字经济持续高质量发展。 目 录 一、 数字经济进入算力时代，运力筑基作用凸显 .................................................. 1 (一) 算力时代业务需求增长强劲 ....................................................................... 1 (二) 多级算力供给体系加速构建 ....................................................................... 2 (三) 运力筑基作用持续强化 ............................................................................... 4 二、 网络运力持续演进，资源调配能力不断增强 .................................................. 5 (一) 网络规模和应用稳步提升 ........................................................................... 5 (二) 网络运力架构持续扁平化 ........................................................................... 6 (三) 网络资源可控性逐步增强 ........................................................................... 7 三、 算力时代新型需求明确，驱动网络运力加速演进 .......................................... 8 (一) 多层次跨域调度和灵活异构接入 ............................................................... 8 (二) 多场景差异化资源调配需求强化 ............................................................. 10 (三) 数据安全风险保障要求显著提升 ............................................................. 11 四、 多维按需协同推动创新，构建高质量网络运力 ............................................ 12 (一) 优化光缆网络高通达拓扑 ......................................................................... 13 (二) 持续构建大容量全光底座 ......................................................................... 14 (三) 强化IP和光多维协同联动 ....................................................................... 16 (四) 提升网络智能和运维水平 ......................................................................... 17 (五) 多层次化支撑确定性承载 ......................................................................... 18 (六) 多维算力资源感知和路由 ......................................................................... 19 (七) 增强网络运力高安全能力 ......................................................................... 20 五、 强化网络运力顶层设计，助力经济高质量发展 ............................................ 22 (一) 加强网络运力发展统筹规划 ..................................................................... 22 (二) 增强网络运力自主创新能力 ..................................................................... 23 (三) 推动网络运力产业协同发展 ..................................................................... 23 (四) 构建网络运力服务监测体系 ..................................................................... 24 图 目 录 图 1 消费互联网与产业互联网典型特征 .................................................................. 2 图 2 多级算力供给体系示意 ...................................................................................... 4 图 3 我国光缆线路长度发展情况 .............................................................................. 5 图 4 各类云边端应用场景下的接入方式 .................................................................. 9 图 5 算力应用典型承载需求和算力需求 ................................................................ 10 图 6 高品质网络运力技术视图 ................................................................................ 13 图 7全光运力底座时延圈示例 ................................................................................. 15 图 8 网络运力绿色发展技术示例 ............................................................................ 16 图 9 IP和光网控制协同联动示意 ............................................................................. 17 图 10 网络运力协同管控 .......................................................................................... 18 图 11 L0~L3层确定性承技术示例............................................................................ 19 图 12 网络运力的安全防护体系示意 ...................................................................... 21 算力时代网络运力研究报告（2022年） 1 一、数字经济进入算力时代，运力筑基作用凸显 (一)算力时代业务需求增长强劲 数字经济已进入以算力为核心生产力的新阶段。“十四五”时期，我国数字经济转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段，2021年，我国数字经济发展取得新突破，数字经济规模达到45.5万亿元，同比名义增长16.2%，高于同期GDP名义增速3.4个百分点，占GDP比重达到39.8%1。数据、算力和算法已成为数字经济涉及生产资料、生产力和生产关系的三大核心生产要素。作为发挥数据生产要素价值的关键驱动力，算力对经济增长的拉动具有长期性和倍增效应。根据《2021-2022全球计算力指数报告》，计算力指数平均每提高1点，数字经济和GDP将分别增长3.5‰和1.8‰，数字经济已逐步进入以算力为核心生产力的新阶段。 消费互联网新业态和新模式的竞相发展催生泛在计算及算力协同需求。2021年我国互联网用户规模突破10亿大关，数字医疗、数字办公的用户规模同比增长38.7%、35.7%，数字娱乐、智能出行和网络直播等用户规模也呈普遍增长态势,推动海量数据计算需求持续增长；智能手机、VR/AR头显、智能网联汽车、物联网终端、智慧家庭网关、工业园区网关等智能终端的多元化分布式发展，驱动海量数据处理从集中式计算向分布式云计算发展，并逐步从云端向边侧和端侧扩散，催生数据泛在处理及云边端算力的协同调度需求。 产业互联网数据量呈指数级增长。2020年，我国产业数字化规模 1 中国信息通信研究院《中国数字经济发展报告（2022年）》 算力时代网络运力研究报告（2022年） 2 达31.7万亿元，占数字经济总规模的比重高达80.9%。一方面，相对消费互联网，产业互联网数据量更庞大且增速更迅猛，智能制造、智能安防、车联网等典型应用产生的数据爆发增长，譬如一辆联网的自动驾驶汽车每天将产生12TB的数据，相当于大致3000个互联网用户的日数据量。另一方面，产业互联网应用与工业、农业及服务业等产业领域的设计、研发、制造、经营等每个环节密切相关，对数据处理的实时度及精确度要求更高，需要强大泛在的算力资源及高质量的网络传输配合完成数据的高效处理，譬如L4级别的自动驾驶的算力要求高达100TOPS。 算力时代消费互联网与产业互联网的典型特征、