前言

随着我国信息网络体系建设的推进，用户对信息的依赖程度不断增加，对作为信息主要载体的通信网络系统所能够提供的服务需求也在不断发生变化。传统的通信网络架构已经难以承担起互联多样化的异构网络、提供泛在的信息服务，以及满足多样化和全方位的网络业务等工作，更加难以保证高质量的通信效果、信息交互的安全可信性、有效的网络管理与控制等日益复杂的网络需求。

此外，当前传统通信网络所采用的以数据交换为核心的体系结构，通过“尽力而为”的服务模型承载所有业务，导致其无法有效地满足多变的用户业务需求。这种僵化的体系架构造成了通信网络的效率低下，无法从根本上保证泛在、互联、融合、异构、可信、可管和可扩展等更高等级的需求。为解决上述问题，业界提出了弹性通信网络的概念。

弹性通信网络能借助环境感知、自主决策和网络重构等手段提升自身的适变能力，使网络从静态工作模式发展到动态自适应工作模式。

弹性通信网络应能满足下述需求。

（1）天空地立体化广域覆盖需求

能实现机动通信网络与固定网络融合、天基信息网络与地面通信网络融合，具备构建高动态、长距离、全移动的天空地立体化通信网络的能力，逐步实现连续稳定的网络全覆盖，满足远距离、大容量信息传输要求。

（2）可信可控弹性组网需求

具备自配置、自恢复、自优化和自保护能力的通信网络，为各类信息系统提供可信、可控和灵活的统一承载平台，实现网络的柔性重组和自主重构。

（3）人机物泛在互联需求

能实现传感器、系统平台和传统用户等要素的按需网络接入和可信互联，提升人到物及物到物的互联能力，满足有人/无人平台、智能终端之间协同交互信息保障要求。

（4）抗干扰大容量传输需求

能确保在复杂电磁环境和强对抗条件下信息的自适应抗干扰传输，大幅提升无线宽带传输及认知适变能力，解决通信设施在山地、丛林、低空和城市等环境下无线传输的可通率和大容量传输问题。

（5）智能化应用场景服务提供需求

具备网络感知、实时分发和分布式协作等特点的复杂网络服务体系，形成一体化分布式的网络服务平台，按需提供计算存储、融合通信、网络传输等服务，解决恶劣环境下网络服务抗毁、高可用与移动部署的问题。

（6）自主化运维管控需求

具有统一、灵敏的认知控制平面，能够根据通信任务流量特征实时监测和动态管理网络，支持网络资源和网络功能的虚拟化调度，构建纵向贯通、横向协作的网络运维协同机制，实现通信网络无配置、零规划开通运行。

为应对上述需求，弹性通信网络针对网络可用资源分布高度不均衡、资源短缺和浪费共存、使用方式不能根据需求和环境变化快速调整等问题，对现场环境、网络环境和用户环境进行多域感知。现场环境一般是指外部安全攻击、物理摧毁、电磁干扰等；网络环境一般是指网络拓扑、节点/链路状态、流量等；用户环境一般是指通信调度、上层应用、业务服务质量等。在感知的基础上以一定的策略准则进行自主决策控制，并借助重构手段动态改变其自身行为，使网络从静态工作模式发展到动态自适应工作模式，以适应系统、设备、协议、应用程序、服务或内容等不断变化的需求，从而形成多域认知。同时，采用立体化广域覆盖弹性组网，将分散于天、空、地各层的人机物各类要素有机连通并汇聚在一起，实现各级用户与天、空、地各类信息系统、终端平台间高效互联、互通和互操作，提升空天地多层次、分布式、全方位和立体覆盖的全域信息保障能力，以及通信网络在物理损坏和来自网电空间“软杀伤”下的自配置、自恢复、自优化和自保护等能力，适应场地样式、场地任务、环境和信息技术发展的变化需求。

弹性通信网络具备自配置、自恢复、自优化和自保护等能力，即具备根据外界环境的刺激自动设定和重新调整系统参数并进行自主资源配置，能够自主发现运行过程中潜在的故障，并能够通过自身的调整从故障中恢复，能够在过往运行经验的基础上，对当前或之后所执行任务的性能进行优化，以确保整体的安全性和完整性。总而言之，弹性通信网络具备 “环境可感知、容量可伸缩、属性可变化、能力可调整、万物可互联” 等基本特征。

环境可感知：能够建立由现场环境、网络环境和用户环境等构成的统一的网络多域认知模型，实现多域认知信息的海量摄入、传递融合，以及挖掘利用，有效反映网络所存在的内、外部客观环境及其动态变化。

容量可伸缩：可根据用户业务需要，快速、动态地增、减网络规模和传输能力，按需提供信息传输服务；能在网络大规模故障情况下，动态重构网络，降低网络容量，最低限度地保障网络的持续运行。

属性可变化：可根据现场环境、网络环境和用户环境的变化情况，自动设定和重新调整网络属性参数，具备网络拓扑即时变更、业务传输过程中传输路径随机跳变等能力。

能力可调整：可根据外部环境变化或网络管理的需要，以人工或自动方式重新配置网络节点，实现网络功能的动态重组、网络服务的按需配置及网络部署方式的动态调整等。

万物可互联：可实现人、机、物各类端节点随遇接入网络，支持“人到人”“人到物”和“物到物”等类型的信息交互方式。

本书的撰写得到了中国电子科技集团公司第五十四研究所领导和同事的大力支持和帮助，在此向他们表示深深的谢意，也向本书引用的参考文献的作者们表示诚挚的敬意。

由于弹性通信网络技术是一门新兴技术，许多问题还有待进一步深入研究与探讨，加上作者水平和经验有限，书中难免存在错误和不当之处，期盼广大专家、读者批评指正。

编著者