在数字技术深度赋能新质生产力、未来产业加速崛起的关键阶段,网络的确定性、稳定性与安全性已成为产业高质量发展的核心底座。在5月17日湖北武汉举办的2026世界电信和信息社会日大会上,中国工程院院士、武汉大学教授、国家卫星定位系统工程技术研究中心主任刘经南发表主旨演讲时指出,传统不确定性网络已无法满足未来产业需求,融合北斗精准时空能力的确定性网络,将成为增强数字世界复原力、支撑未来产业发展的关键基础设施,推动虚拟信息网络向时空统一、精准可控的信息物理网络跃迁。
确定性网络升级已成大势所趋
未来产业是发展新质生产力、实现高质量发展的核心推动力。未来产业包括未来制造、未来空间、未来信息、未来材料、未来能源、未来健康等重点方向,刘经南表示,这些领域均对网络基础设施提出了“大带宽、高实时、高可靠、广域协同”的刚性需求。
随着云计算、物联网、人工智能与算力网络的深度融合,网络流量呈爆炸式增长,高带宽、高实时、高可靠的应用需求全面涌现。刘经南直言,当前广泛应用的5G移动互联网、传统物联网等,本质上均属于不确定性网络,在应对大规模数据传输、实时通信、跨域计算协同等场景时,存在难以逾越的瓶颈。“这些网络缺乏对时延、抖动的严格边界控制,拓扑结构、连接状态、传输性能都具有随机性,无法满足未来产业信息'必达、可控、可溯源'的核心诉求。”
会上,他进一步剖析了不确定性网络的底层特征:传统IP网络采用统计复用机制,节点与链路的连接存在概率分布,传输延时、丢包率均无稳定保障,本质是“概念性连接”的虚拟网络。“不确定的互联网存在网络丢包等各种问题,远程医疗、工业控制、自动驾驶等场景,更无法容忍这种不确定性。”刘经南院士强调,从不确定性网络向确定性网络升级,已成为科技突破与产业演进的必然趋势,是支撑未来产业发展的必要前提。
北斗+网络构建确定性数字底座
所谓确定性网络,是具备端到端通信质量量化上限保障的全新网络服务范式。该网络可对数据流传输过程中的带宽、时延、抖动、丢包率等核心指标作出明确约束与可靠承诺,真正实现数据准时、精准、稳定传输。依托确定性网络构建的业务服务体系,能够严格兑现用户通信需求,做到数据可信可达、传输时延可精准预判,同时可将全网丢包率控制在十亿分之一的极低水平。
刘经南介绍,确定性网络具备四大核心特征:可承诺的带宽上限/下限、最坏情况保证的低时延、极低的抖动(时延变化)以及10⁻⁹级别的超低丢包率。可应用服务于工业互联网、智能工厂的广域闭环控制、广域活动机器人、远程手术、车联网、算力网、自动驾驶、低空经济等场景。
面向传统网络向确定性网络转型的难题,刘经南给出了清晰的技术路径:将通信网络与北斗等全球导航卫星系统(GNSS)深度融合,为网络赋予精准的时间与空间坐标,把虚拟信息网络改造为时空统一的信息物理融合网络。他指出,未来世界的所有问题,都必须建立在精准位置与精准时间的基础上才能解决,而北斗系统正是提供这种基础能力的核心支撑。
“当前通信网络的时间同步能力多在毫秒级,而北斗系统通过天地增强,可将时间同步精度提升至纳秒级,位置精度达到厘米级甚至毫米级。”刘经南介绍,这种量级的跨越,从根本上改变了网络的运行逻辑。通过为网络中的每一个基站、交换机、服务器加载北斗授时定位模块,就能为全网所有节点、链路、数据赋予唯一的时空标签,实现网络状态的全维度可测量、可控制、可追溯。
同时,针对“北斗信号易被遮挡”的行业顾虑,刘经南表示,技术层面已有成熟解决方案。通过地基增强、室内定位、多源融合等技术,可实现北斗时空服务的全域覆盖,即使在地下空间、高楼密集区等复杂场景,也能保障精准时空信息的稳定供给。他强调,5G-A、工业互联网等新型网络,与北斗时空能力融合后,将彻底突破传统网络的性能瓶颈,构建起具备极致确定性的新一代数字底座。
确定性网络实现三大核心突破
刘经南强调,基于多年研究与实践,其团队已完成多项确定性网络融合北斗技术的验证实验,取得了突破性成果。他在现场展示的实测数据显示,通过加装功耗仅为2毫瓦的微型北斗时空模块,网络传输的时间精度便可实现质的飞跃:22米网线的传输延时仅为114纳秒,经过交换机的延时约7万纳秒,路由器约6.9万纳秒,全网可实现纳秒级的精准时延控制与测量。
刘经南表示,这些突破为网络产业带来了多样化的应用价值。依托纳秒级精准时延测算能力,可实现精准甄别各类网络硬件设备运行性能,清晰划分不同设备时延运行区间,精准评判网络设备生产制造质量。
不仅如此,该技术还可精准测算计算机单条指令运行耗时,精准排查系统运行漏洞。刘经南表示,团队此前便依托时延异常波动,精准定位了编译软件错误引发的运行故障。
在网络安全防护层面,这套时空精准管控体系同样作用突出。正常运行的服务器、计算机设备指令运行耗时固定统一,一旦设备植入木马程序、恶意病毒,数据传输链路发生分流,设备运行时延便会出现明显异常波动。工作人员可依托时延波动形成的运行特征,精准捕捉恶意程序运行痕迹,形成专属网络安全“时空指纹”,快速筛查、定位全网恶意攻击行为,全面筑牢网络运行安全防线,最终建成具备可量测、可防伪、可认证多重能力的新一代确定性通信网络。
面向未来,需要信息通信、卫星导航、工业制造、人工智能等多领域协同发力,加快标准制定、技术验证与场景落地,让北斗与确定性网络的深度融合真正成为增强数字世界复原力、支撑新质生产力发展的坚固底座。
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作者丨张琪玮 编辑丨邱江勇 美编丨马利亚 监制丨赵晨
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