圖①為智慧移動遠端醫療平臺參與診療，圖②為在社群進行物流配送的5G無人配送車，圖③為生產電梯的智慧製造車間。
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製圖：趙偲汝
今年全國兩會期間，“5G”“工業網際網路”“數字經濟”等成為熱詞。《政府工作報告》也明確提出：“要加大5G網路和千兆光網建設力度，豐富應用場景。”以5G為龍頭髮展我國資訊通訊產業受到廣泛關注。
截至2020年，中國已經建成全球最大的5G行動通訊網路。以5G為代表的資訊通訊技術正有力引領科技創新，推動產業轉型升級，助益經濟社會發展。矚目未來，科學研判資訊通訊技術發展前景，戰略謀劃未來通訊新業態，將為我國新發展格局提供強大支撐力量。
通訊的基礎性、帶動性作用日益彰顯，成就經濟發展的支柱產業
古人用語言、圖符、鐘鼓、煙火、竹簡、紙書等傳遞資訊，創造了古老的通訊，為人類文明進步、社會發展奠定重要基礎。現代人將各種資訊透過不同科技手段進行傳輸、交換和處理，通訊網路擴充套件到世界各個角落，整個世界更為緊密地聯絡在一起。可以說，通訊構築了現代資訊社會的“神經系統”。
近百餘年來，隨著電報、電話的發明，電磁波的發現，以及科技產業的不斷髮展，通訊日新月異，其基礎性、帶動性作用日益彰顯。義大利人馬可尼一個多世紀前成功演示越洋無線電報，開啟行動通訊時代；20世紀50年代末，第一顆通訊實驗衛星“斯科爾”號的發射，拉開衛星通訊序幕；70年代初期，第一根低損耗光導纖維的成功製造，使遠距離光纖通訊有了實現可能；70年代後期，第一代蜂窩通訊系統誕生，行動通訊從此走向規模商用；過去幾十年裡，通訊技術推動網際網路問世，支撐網際網路發展，成就今天蓬勃的資訊通訊產業。
現代通訊技術與基礎研究相輔相成。上世紀40年代，《通訊的數學理論》的發表，不僅是資訊理論研究的開端，更為現代通訊技術發展奠定理論基礎。60年代有關光導纖維在通訊上應用的基本原理，揭開光纖通訊序幕。另一方面，資訊通訊技術發展也引領基礎研究。5G通訊技術所要求的高速率和低延遲，帶動第二/三代半導體產業鏈革新；高整合度通訊裝置發展需求，則推動單片微波積體電路的研究進步；為了適應5G終端高頻、高效、靈活、密封等特性，多種液晶聚合物材料出現在天線、高頻電路基板中，推動材料領域的創新。
資訊通訊成就當今社會經濟發展的支柱產業。資訊通訊技術的發展，推動半導體、微波器件、電子資訊材料等基礎支柱產業的最佳化和升級，也為電信運營業、裝置製造業和資訊服務業的快速增長營造良好生態。從我國資訊通訊產業鏈規模來看，無論是上游器件商、中游裝置商還是下游運營商均位居世界前列，大規模的資訊通訊產業鏈在國民經濟各行各業發揮顯著作用。
總體來看，資訊通訊技術現已形成比較完善的理論基礎、技術體系、產業佈局和應用生態，根深、幹粗、枝繁、葉茂，宛若參天大樹。如今的科技創新、經濟社會發展、國家治理體系建設，已離不開這棵參天大樹，它也因此倍受各國重視，成為國際科技競爭的戰略制高點。
5G成為資訊通訊產業發展龍頭，“5G ”業態欣欣向榮
5G是資訊通訊產業發展的龍頭。截至2020年底，我國已完成70餘萬座5G基站建設，約佔全球總數的70%；5G終端連線數突破2億，約佔全球5G連線的87%。我國已經建成全球範圍內覆蓋最廣、基站數目最多的5G無線網路，領跑全球。
5G主要依靠超密集組網，採用大規模天線技術，實現增強移動寬頻、高可靠低時延、大連線。特別是透過與雲計算、人工智慧以及工業網際網路等新一代資訊科技無縫融合，5G成為新技術應用的關鍵基礎設施和新技術發展的催化劑。研究指出，接下來5G的建設重點應放在與各行各業的交融之上，催生新業態，創造新市場，加快5G“出圈”效應，實現以一業帶百業。
“5G 工業網際網路”發展潛力巨大。5G與工業網際網路的融合將有助於推動新型工業化程序，加速數字中國、智慧社會建設，為中國經濟發展注入新動能，為世界經濟創造新的發展機遇。智慧製造、遠端現場操控、工業智慧園區等都是“5G 工業網際網路”的新型應用場景，自動化、無人化和智慧化成為新型製造的標籤。
“5G 衛星”將顯著提升5G網路的廣域及全球服務拓展能力，滿足海外資訊通訊需求，為我國早日打造自主可控的全球網路通訊奠定基礎；“5G 健康”推進發展遠端醫療、影片會診、大資料防疫、AI體溫檢測等新技術，保障人們生命健康；“5G 交通”催生一系列智慧交通方案，自動駕駛車輛的出現為人們的出行帶來新選擇；“5G 物流”將助力發展無人機等新載體物流，實現物品的全流程追蹤……
當然，隨著5G的發展，資訊通訊面臨的挑戰也日益明晰。如網路投入費用和產出效益之間的效費比問題。目前，5G基站功耗大致為4G的3倍多，如果5G達到4G的覆蓋度，運營商每年的電費支出就會鉅額增加，收益率和效費比成為現實問題。再如廣域覆蓋問題。目前技術條件下，在遠離中心地區的偏遠鄉鎮5G覆蓋率較低，很難滿足基本的5G網路需求。挑戰面前，需要更多科學研判和戰略謀劃。在持續推動5G建設好、應用好、發展好的同時，強化技術創新和模式創新，開展發展方向及關鍵技術研究，成為下一步的努力重點。
加強基礎研究、模式創新和智慧融合，實現資訊通訊發展的美好願景
近年來，有關第六代行動通訊(6G)的討論多了起來：如何實現地面無線與衛星通訊整合的全連線世界；6G在資料傳輸速率、時延、資訊覆蓋率等方面能達到何種優勢；6G會給網際網路帶來什麼影響……以6G為代表的研究和探索，承載著人們對未來資訊通訊更加美好的期待。
期待建立更豐富的理論體系，支撐未來長遠發展。未來的萬物互聯時代將產生新的系列應用場景，促進通訊功能從單純的資訊互聯拓展為人機物的大規模組織。應用場景、應用需求的變化，將對資訊通訊理論研究和基礎研究提出新的要求。去年華為公司提出十大數學挑戰問題，引發學術界和科技界熱議，其中諸如“大規模通訊網路的最優控制問題”等挑戰就涉及通訊、網路等基礎難題，有待從理論上加強研究。可以預見，未來的資訊通訊理論將與計算機科學、資料科學、經濟學理論等交叉融合，形成更為豐富的基礎理論體系。
期待更繁榮的技術生態，創新發展模式。天地一體化網路是未來資訊通訊系統的重要基礎設施，由多種功能的衛星網路、深空網路、地面有線和無線網路設施組成。天地一體化網路可充分發揮天、地資訊科技的各自優勢，提供實時、可靠、按需服務；進一步透過聚焦動態業務，適應業務時空分佈的不均勻性，大幅提升資源利用率，解決全球廣域覆蓋和網路效費比等問題。另一方面，隨著網路設施、終端規模大幅增長，也需要發展模式的創新，從面向人的網路設計走向服務機器通訊的網路資訊體系；透過硬體模組化和軟體元件化等革新，實現開放共享的技術架構，網路功能及能力可透過模組/元件升級實現平滑增長。
期待更全面的智慧滲透，塑造智慧資訊通訊。智慧科技融入資訊通訊發展，將變革一些不合理的高投入高消耗模式，實現至簡至優的系統設計。人工智慧與資訊通訊網路結合，有助於提升系統安全的智慧化水平，構築行動網路的內生安全。在智慧資訊通訊時代，物流、能流、資金流與資訊流深度融合，人機物實時互動、反饋、協商，將大大提升生產生活效率，助益社會資源組織、利用與執行方式的變革創新。
中國通訊的發展離不開世界，世界通訊技術的發展也越來越離不開中國力量。中國經濟發展所表現出的韌性和耐力，為中國通訊技術發展提供廣闊土壤；全面推進鄉村振興的宏偉目標，廣大地區對資訊暢達、萬物互聯的迫切需要，為中國通訊技術發展提供豐厚養分；中國的制度優勢，更為中國通訊技術發展提供重要條件。我們相信，資訊通訊這棵常青樹未來會更加枝繁葉茂，發揮更大作用!
(作者為中國科學院院士、清華大學電子工程系教授)
推薦讀物：
1.《人工智慧》：李開復、王詠剛著；文化發展出版社出版。
2.《科技史與方法論》：梁洪亮編著；清華大學出版社出版。
3.《5G ：5G如何改變社會》：李正茂、王曉雲、張同須等著；中信出版集團出版。
《 人民日報 》( 2021年03月23日 20 版)