《通信4.0：重新发明通信网》是移动公司的李正茂副总裁在国家提出“互联网+”行动计划和“中国制造2025”发展战略之机。受《工业4.0》的启示，研讨结合自身专业的信息化和新型工业化的发展，思考通信业的未来形成的“通信4.0”的概念，主题是“重新发明通信网”。书中回顾了通信时代的历史，通信2.0时代、3.0时代到通信4.0时代的虚拟化云计算的科技发展，充分实现移动网络的通用化、资源池化、灵活化发展的技术路，提出NovoNet的网络理念，通过“软件化”实现通信网络的降本增效，通过“开放化”实现通信网络的价值提升，全面数字化服务，满足未来“互联网+”、物联网等对通信网络的需求。全书专业理论阐述产业推进与发展，具有一定的前瞻性、探索性。

通信是人类与生俱来的基本需求，千百年来，通信方式的变化一直深刻地影响着人类的生活。李正茂著的《通信4.0：重新发明通信网》根据通信技术的发展历程，首次提出了四个通信发展阶段的理论，过去的通信技术发展属于前三个通信阶段。通信1.0时代的核心特征是模拟化，以电信号为载体来传递语音信号。通信2.0时代的核心特征是数字化，其中很具代表性的是GSM和CDMA。通信3.0时代的核心特征是IP化。本书深刻分析了人类通信需求，首次提出了通信马斯洛需求模型，将人类的通信需求分成五个等级：必要通信、普遍通信、信息消费、感官外延、解放自我。通信3.0时代之前，通信技术的发展可以满足人类必要通信、普遍通信的需求，但难以满足通信马斯洛需求模型第三层次信息消费、第四层次感官外延以及第五层次解放自我的需求。

通信3.0时代之后，通信网正在经历一场划时代的变革，IT和CT的彻底融合将重构整个通信网，进入通信4.0时代。通信4.0以NFV和SDN为基础构建的新型通信网络架构，其核心特征体现在敏捷化、开放化和软件化（虚拟化），敏捷化的特性可以实现快速的网络升级部署，提升市场响应速度；开放化的特性便利了运营商网络能力开放，丰富了通信产业链；软件化的特性使得电信业务开发由复杂的软硬件一体设备变为了通用硬件上的软件功能开发门槛大大降低，开发集成和部署的速度明显加快。同时，通信4.0还可以满足人类通信马斯洛需求模型中第三层次以上的相关需求。

即将到来的通信4.0时代，不仅仅对运营商，其对产业链，以及对工业和社会都有着极为深远的影响。本书首次提出了通信4.0的概念，并系统地阐述了其实质和内涵，为通信业下一步的发展方向给出了答案。

序一 吴基传

序二 邬贺铨

序三 赵厚麟

前言 IT/CT之化学反应

引言 通信网 Vs 乐高玩具

第一章 前世今生

 前通信4.0时代

 进入通信4.0时代

第二章 通信4.0的发展诉求与愿景

 新通信马斯洛需求模型：层次化通信需求决定通信的发展阶段

 “信息泛在”将满足通信需求模型中的第三层次要求

 “感官泛在”将满足通信需求模型中的第四层次要求

 “智能泛在”将满足通信需求模型中的第五层次要求

 通信4.0的发展愿景

第三章 通信4.0的核心要素及构架

 SDN开启“软件定义网络”的新时代

 NFV开启软硬件解耦的新时代

 以NFV/SDN为基础构成了通信4.0新型网络架构

第四章 通信4.0的破冰之旅

 通信4.0带来产业的新博弈：IC和IT深度融合，巨头更替

 通信4.0带来产业的新生态：从产业链发展到生态圈

 通信4.0带来运营的新转变：从产品运营变成服务运营

第五章 通信4.0开启未来的新模式、新空间和新发展

 通信4.0与5G：1+1>2

 通信4.0与“互联网+”：开启无限可能

 通信4.0与“中国制造2025”：助力中国梦

 抓住机遇、迎接挑战、主动变革，推动通信4.0的发展

第六章 通信4.0：机遇与挑战

 再出发，赢得通信4.0时代新红利

 正在发生的未来

 通信4.0时代互利共赢的新思维

 智能化新时代的通信4.0

 智能机器人引领第四次工业革命

结束语

后记

缩略语

参考文献

进入通信4.0时代

一直以来，需求和技术就像两辆疾驰在快车道上的赛车，它们相互较量、你追我赶。一般情况下，需求会领先于技术。当需求与技术的差距达到一定程度的时候，就会带来技术的再次爆发，促使技术加速并最终实现对需求的反超。实际上，在目前通信4.0时代的前夜，我们正在经历这样一个过程。通信4.0时代体现了如下核心特征和发展要求。

一、敏捷化是通信4.0的内在特征

通信4.0时代之前，运营商的网络都是由一个个的软硬件一体化的通信设备组成，它们之间有着复杂的连接关系，每一个设备都有着固定的功能。面对通信网络的每一次更新换代，运营商都需要采购新的通信硬件设备或者是对老的设备进行升级替换，而硬件设备的升级替换或新建是一项庞大的、复杂的系统工程，涉及设备到货、机房环境准备、硬件安装、调测等一系列工作。这导致通信网络的迭代速度特别慢，无法满足差异化、个性化、定制化和碎片化的用户需求。就像某个流行的广告语说的那样——“我想要的，我现在就要”，这就是当前用户需求的真实写照。如果运营商不引入新的技术对网络进行变革，庞大的网络资源就可能成为沉重的负担。所以，某种意义上说，目前已经不是改变不改变的问题了，我们所需要的是思考未来的方向，而通信4.0正是我们要的答案。

通信4.0之后，运营商的网络本质上是在通用硬件服务器上安装的一系列网络功能软件。当运营商的网络需要更新换代的时候，只需要简单地对软件进行升级即可，不需要涉及通信硬件的升级替换，避免了网络设备的无限制膨胀，有利于实现敏捷化的网络功能部署。

由此可见，通信4.0 时代将是通信网络敏捷化的时代。

二、开放化是通信4.0的外在表现

通信4.0时代到来之前，网络是一个相对封闭的系统，我们需要提供各种各样的平台、专用的协议对接指定的应用。但是随着技术的发展，不断丰富的网络功能和日益增加的用户需求促使我们不得不不断提升网络规模和性能。这样必然使得网络结构变得越来越复杂，不论是底层的物理平台还是上层的通信路由和通信协议。为了解决这一问题，我们需要一个结构简化、能力强大、容量弹性的网络架构。通信4.0的到来正好解决了这一问题，它基于NFV和SDN两大核心技术，实现了网络能力的开放，通过提供通用的API（应用程序编程接口）大大降低内容提供商支配网络资源的复杂度。

进入通信4.0时代之后，通信设备将实现软件与硬件的解耦，使得通用的IT硬件、IT虚拟机软件、IT资源管理软件等在运营商网络中的部署成为可能，整个通信产业链从单一的芯片制造商、通信设备制造商向通信设备制造商、芯片制造商、IT硬件设备制造商、IT通用软件提供商等转移，从原有的相互隔离状态转变为相辅相成、相互融合。相较于原有的相互隔离的产业链，这种相辅相成、相互融合的产业链结构能够更好地推进产业链的发展，从而共建美好的通信4.0时代。

所以，通信4.0时代是通信业开放化的时代。

三、软件化（虚拟化）是通信4.0的深刻内涵

通信4.0之前，运营商的网络由大量的通信设备，包括路由器、交换机等构成。这些通信设备的一个重要特征是，功能软件和硬件设备是紧密绑定的。通信设备根据其功能需求的不同表现为形态各异的硬件，并分布在通信网络的各个机房中。部署新的业务功能时，需用新的网络设备逐步替换旧设备，新增一个功能软件一般就意味着新增一个硬件设备。扩充已有网络容量时，需重新购买全套的网络硬件设备，或用新的大容量设备替换旧的小容量设备。硬件设备的不断更替一方面带来了较高的成本投入，包括更换设备的成本、运维的人工成本、新增设备机房成本、新旧设备的电力供应成本等；

另一方面导致运营商对新业务的响应迟缓，因为专有的硬件设备开发周期较软件长，而且更换硬件设备需要考虑前期的需求调研、后期硬件的生产等。一个专有硬件设备的开发周期往往长达2~3年。这样漫长的开发周期，使得传统通信设备的更替速度非常慢，进而导致运营商对新业务的响应迟缓，错过了业务更新的最佳时机。与此同时，可以看到基于软件技术和服务创新的互联网产业迅猛发展，用户对新业务的需求越来越多，互联网企业的响应速度也越来越快，第一时间抓住用户痛点和需求蓝海的企业获得了发展壮大的机会。用户对新业务、新功能的急切需求与运营商对新功能上线的缓慢响应已经成为传统通信网络中的一个关键痛点。

通信4.0之后，通信业总体呈现出“软件化”的发展趋势。通信网络越来越趋于基于通用硬件的软件实现。相对于硬件为主的系统，软件系统使得通信业务的创新和推向市场的方式，由传统的硬件开发集成变为软件开发，开发人员门槛大大降低，开发集成和部署的速度明显加快。网络功能虚拟化能够显著地缩短通信业务的准备周期，加速业务上线速度，提高创新能力。

四、IT产业和CT产业的融合是通信4.0的实质

通信网的发展是不断学习借鉴新技术、不断创新的过程。总体来看，通信4.0之前，通信网络的演进虽然逐步引入了IP化等先进的IT，但从根本上来说，CT和IT还是在并行发展，而且CT产业和IT产业相互介入、交织的领域还不是很广。

“融合”将是通信4.0时代的关键词，IT产业和CT产业的融合将是通信4.0的实质。

首先是IT和CT的深度融合。通信4.0的核心技术是SDN和NFV，这两个关键技术本身就是IT和CT深度融合的产物。SDN源自IT，用于数据中心和承载网的路由配置与调度，后被逐步应用到通信网中。NFV技术则源自云计算等技术，通过创新改造延伸为通信网虚拟化的关键技术。

其次技术的融合也带动了产业的融合，原有的通信业生态与IT产业生态将充分融合。通信4.0将引入更多的IT合作方（如虚拟平台提供商、硬件设备提供商、云管理平台和SDN控制器提供商等）。随着各方竞争和合作的深入，必然造就一个全新的通信4.0生态。

此外，随着产业的融合以及相关人员合作交流的深入，思想的碰撞和融合也将是一种趋势。通信4.0时代的各方产业人员，将不得不充分学习和理解对方产业的交流方式、游戏规则，从而产生通信4.0时代的产业新思维和新合作模式。

通信4.0时代是通信业新10年的发展契机，也是中国通信业改变产业发展方式的最好时机。现在是通信4.0的萌芽期，我们应该抓住这个难得的发展窗口期，迎难赶上、锐意创新、主动变革，助力我国通信业走向自主创新的新征程。

P27-31

从20世纪50年代到现在，现代信息通信技术经历了半导体、个人计算机、互联网三次浪潮，给全球的社会、经济等方面带来了巨大发展，世界因此变得越来越“平”，人类的生产方式、生活方式也在不断地发生着本质变化。我们每个人现在一年接收的信息量可能远超过200年前一个人一生接收的信息量，需求的爆炸和技术的突飞猛进共同推动着通信业加速前进。

相比发达国家，中国的通信业起步较晚。在一代代通信人艰苦卓绝的努力下，中国的通信事业奋起直追，以空间换时间，取得了长足进步。本书将通信的发展历程划分为四个主要时代，这个划分是对过去很好的总结，同时也预示着未来的发展方向。

时至今日，通信的内涵和外延已经有了很大的扩展，甚至通信的主体都将发生本质的变化。以前，人口红利在很大程度上推动了通信的发展和演进，随着人口增长率进入饱和，人口红利逐渐消失，人作为通信主体的时代正在悄悄发生着一些变化。我们应该看到，随着时间的推移，人与人之间的信息交互会逐步延伸到人与物，甚至物与物之间的信息交互。可以想象，更庞大的物物间的信息通信需求将再度引爆通信业，形成新的突破。因此，我相信万物互联的时代将驱动通信业再次发生质变，而适应这种变化的通信网应该是什么样的？对它的要求应该有哪些？相信读者能在本书中找到答案。

当前，以互联网和通信为代表的技术进步正在形成推动技术发展的两大核心基础设施，尤其是通信技术，进入了快速发展轨道。我欣喜地看到，本书对未来通信网的架构和核心要素提出了非常明确的构想，即在模拟化、数字化、IP（互联网协议）化之后，将进入以IT（信息技术）化为核心的通信4.0时代。我相信这是中国在长期技术跟随和积累的基础上，提出的大胆创新，也是对通信业未来发展之路的有效探索。以架构开放、高效敏捷、按需调度为目标的发展思路，体现了中国通信业积极拥抱变化、开放互通的良好心态，有助于形成充满活力、健康共荣的生态系统。

进入通信4.0时代，我想一定会产生一系列深刻的影响和变化。比如，运营商的界限会被打破。现在我们再来审视运营商这个概念，到底什么是运营商？中国只有三家运营商吗？显然不是。随着CT（通信技术）和IT的深度融合，二者之间将不再有明确的界限。在CT时代，原有的上下游供给关系形成的制造商、网络运营商及业务服务商的产业链将发生重大变革，由上下游关系变成相互渗透、相互融合的平面关系。首先，我们要站在当代信息技术快速发展的更高角度去重新审视“运营商”的概念，这些运营商都将在万物互联的时代构成新的运营主体；其次，运营商和制造商的界限也要重新定义。当我们要打造一个构建在通用硬件上的网络，从需求出发重新定义网络，把通信系统软件化，这个时候，运营商自己也会成为集成商，研发和运营一体化将成为未来的常态。

本书的副标题是“重新发明通信网”，有鲜明的时代特征。这种“重新发明”不但会对运营商、制造商本身产生影响，还会对产业链产生深刻的影响。我们从现在看未来，至少可以看到两个趋势正在发生。一方面，由于软件固化技术的发展，众多硬件厂商已变成含有软件功能的通用硬件提供商。随着标准化程度的提高，硬件方面的智能化竞争会更加激烈。另一方面，通信网软件化将搅动软件业的一池春水。软件不仅管控整机的运转，还将深入复杂多变的庞大网络体系中，发挥巨大的管控能力。我相信未来在软件方面很可能会产生几家具有创新思维的伟大公司，必将超越个人电脑时代的微软公司和移动互联网时代的苹果公司。而这一切的变化，都将促使通信业产生前人难以想象的变化，这一变化最终的受益者将是广大用户。

通信4.0时代的构想离不开技术突破，技术突破一定是推动变革的核心力量之一。我一直在倡导，企业才是技术创新的主体，而且中国今后要依靠原创性的创新。原创性的创新并不是说所有的都要我们从起点或零点开始进行创新，但你总是要有所发明，否则你很难在技术领域占据先发优势，很难在竞争激烈的全球市场中提升竞争力。

未来的通信4.0时代给了CT/IT产业链中的企业更多技术创新的机会。对于中国信息社会基础设施的电信业来说，通信4.0的提出顺应了“大众创业、万众创新”的新趋势。通信4.0的实现必将引发产业链的重构和社会分工的重新组织，而这些变革又可以提供更多的发展和创业机会，从而推动中国的产业结构转型，反过来也为推动通信4.0的发展提供了原动力。

吴基传

原邮电部、信息产业部部长

2015年6月，我参加了由中共中央组织部（简称中组部）主办，工业和信息化部（简称工信部）承办的信息化与新型工业化研讨班。除有三天在北大光华管理学院研讨外，大约有三个星期的研讨是在芬兰首都赫尔辛基进行的。研讨班的成员有中组部、工信部的相关领导，部分省市自治区的主管领导和经信委、工信厅领导，以及几位中央企业的领导，这是一次难得的交流学习机会。

此次研讨班正值李克强总理在“两会”的《政府工作报告》中提出“互联网+”行动计划，以及工信部提出“中国制造2025”发展战略之机。因此，“互联网+”和“中国制造2025”成为这次研讨的重点课题。为了做好准备，我在从北京飞往赫尔辛基的航班上，认真阅读了随身携带的《工业4.0》一书。该书由德国人乌尔里希·森德勒（Ulrich SendIer）领导的团队撰写，阐述了即将到来的第四次工业革命。该书甫一出版，便在全球范围内掀起了有关第四次工业革命的讨论热潮，成为德国工业领先的标志读物。

夏日的芬兰，天朗气清、惠风和畅，最突出的特点是昼长夜短，太阳要在晚上10点后才落下，凌晨3点就又升了起来。除了每日紧张的学习、交流、研讨和参观访问，傍晚时分还可以在湖边漫步，或坐下来欣赏落日。十几天下来，结合研讨的内容，特别是对信息化和新型工业化的心得，我开始从自身专业的角度重新审视通信的历史，思考通信的未来。可能是受到了工业4.0这一概念的启发，我逐渐形成了通信4.0的想法，也就是本书所讨论的主题。

回国后，我与中国移动通信研究院的同事们讨论了通信4.0的概念，得到了大家的一致认同。随着讨论的深入，我们发现通信4.0概念的内涵十分丰富，并形成了一套日渐清晰的理论体系。在与业界一些领导和专家的沟通交流之后，大家都认为这是一个非常好的概念和想法，应尽快成书，以便传播和分享。为此，我和中国移动通信研究院的同事们花费了大量的业余时间，写出了《通信4.0：重新发明通信网》一书。

我首先要感谢中国移动研究院院长王晓云、副院长杨志强和一支由年轻的专家组成的团队，他们分别是：段晓东、王帅宇、张吴、杨景、付乔、刘景磊、陆璐、李晨、邓辉、薛海强、王路。他们不仅贡献了杰出的研究成果，还是本书的共同作者。应该说，这本书是大家共同努力的结晶。

我更要感谢我十分尊敬的三位老领导、老专家慷慨为本书作序。第一位是原邮电部、信息产业部部长吴基传先生，他一生从事邮电通信事业，在任部长期间，领导中国通信业从通信1.0时代进入了通信3.0时代，实现了我国通信事业的大跨越。第二位是中国工程院院士、中国互联网协会理事长邬贺铨先生，他活跃在国内外信息通信领域，是一位权威专家。第三位是国际电信联盟的现任秘书长赵厚麟先生，他是第一位担任此职务的中国人，也是在联合国机构担任高级职务的中国人之一。他们在序言中对于通信4.0的意义以及其对整个信息通信业产生的影响均给予了高度评价。

本书的第六章由业界的相关机构和专家撰写的文章组成。作者分别是华为技术有限公司运营商BG总裁邹志磊，惠普公司全球副总裁沃纳.谢弗（Werner Schaefer），网易公司创始人、董事局主席兼-首席执行官丁磊，中国宽带资本基金董事长、亚信科技董事长田溯宁，达闼科技创始人黄晓庆。他们从不同的角度对通信4.0进行了评论，并对通信4.0带来的机遇与挑战表达了他们的看法。在此，致以衷心的感谢。

我还要感谢中国移动通信集团公司的前任董事长王建宙先生、奚国华先生，以及现任董事长尚冰和总裁李跃等领导在工作中给予我的理解和支持。没有他们的理解和支持，我是很难下决心写作本书的。

最后，我还要感谢爱妻向君和爱女青蓝在我构思和写作本书的过程中给予的理解和关心。

掩卷遐思，时光又回到25年前。1990年，我还是电子科大一位年轻的副教授，获得了由原国家教委和国务院学位委员会颁发的“做出突出贡献的中国博士”称号以及中国科学技术协会颁发的第二届中国青年科技奖。那时，我风华正茂，踌躇满志，踏上了赴美国的学术访问之旅。我出席了电气和电子工程师协会（IEEE）举办的学术会议，访问了加州大学圣迭戈分校、加州大学洛杉矶分校、加州大学伯克利分校及斯坦福大学等高校，并受邀讲学或进行学术交流。但最令人难忘的是，当我访问钱学森工作过的加州理工学院喷气推进实验室时，我有一种难以抑制的激动。我决心像钱老一样，为祖国的科技事业做出贡献。

今天，当《通信4.0》摆在我面前时，我在想，是不是历史给了中国一个机会，让一位中国人去提出并阐释未来通信的概念，这预示着中国正由通信大国迈向通信强国，进而实现习近平总书记提出的网络强国的宏伟目标。

若如此，则夕死可矣！

李正茂

2015年12月22日

“+互联网”和“互联网+”发展得如火如荼，把我们带进了万物互联的新时代。数据流量爆炸性的增长，用户需求日新月异的变化，都要求作为互联网基础设施的通信网实现革命性的变革。下一代通信网将是什么样的？这是一项当下许多人热切关心和急于求解的重大课题。《通信4.0》一书的作者凭借深厚的学术素养和丰富的从业经验，对新一代通信网的基础构架、关键技术以及对相关产业的巨大影响提出了清晰的构想。因此，这是一本十分值得希望了解产业发展趋势、思考中国和世界未来的人们一读的好书。

——吴敬琏 国务院发展研究中心研究员、国家信息化专家咨询委员会副主任

通信网是互联网的核心基础，没有通信网就没有互联网。《通信4.0》为我们描述了通信网的未来，以及它将如何影响互联网和物联网的发展，如何改变我们的生产和生活。

——郑新立 中共中央政策研究室原副主任、中国移动通信联合会会长

通信4.0的敏捷化、开放化、软件化的特性，对未来通信网络至关重要。通信4.0必将促进CT和IT的深度融合，是中国在长期技术积累基础上提出的大胆创新，承载着中国通信业做大做强的希望。

——刘韵洁 中国工程院院士

互联网的发展离不开通信网络，但传统的通信网络无法适应互联网日新月异的发展，通信网络需要进行变革。通信4.0预示着新一代通信网络的开始。会给“互联网+”带来新的发展机遇 。

——丁磊 网易公司董事局主席兼首席执行官

通信4.0是迈向产业互联网的基石。抓住这次转型升级机会，使百年行业在人类智能化新时代再建辉煌。

——田溯宁 中国宽带资本基金董事长、亚信科技董事长