ICT演進與創(chuàng)新

我們已進入“大智物移云”時代，這是一個計算無處不在、軟件定義一切、網(wǎng)絡(luò)包容萬物、連接隨手可及、寬帶永無止境、智慧點亮未來的時代。隨著新技術(shù)不斷融合發(fā)展，現(xiàn)在已到了換代發(fā)展的新起點。

ICT技術(shù)新時代

首先，集成電路已有60年歷史，目前來看，通過片上系統(tǒng)，及SoC、SiP兩者結(jié)合，集成電路技術(shù)走向后摩爾時代。 石墨烯技術(shù)還在發(fā)揮作用，但石墨烯等碳基材料有可能成為對硅基材料的顛覆性技術(shù)。 2015年，IBM發(fā)布了由片級石墨烯材料做的集成電路，實現(xiàn)了速度更快、能效更低、成本更低的集成電路。

其次，經(jīng)歷早期在計算機平臺上支撐平臺應(yīng)用和開發(fā)環(huán)境到后來在互聯(lián)網(wǎng)平臺或云平臺上來支撐的發(fā)展過程，軟件也在適應(yīng)云上的運算和存儲能力的動態(tài)變化。軟件的上層（開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境）不斷完善，可以用云平臺上的開發(fā)工具，在線開發(fā)、異地開發(fā)、協(xié)同開發(fā)，可以通過云來實現(xiàn)知識積累、軟件復(fù)用。軟件內(nèi)容通過云平臺可以有SaaS、PaaS等。 軟件開發(fā)，從面向模塊到面向數(shù)據(jù)、面向事件、面向用戶、面向?qū)ο蟆⒚嫦蛴布暯?，向著?gòu)建化、語義化、智能化、服務(wù)化的方向發(fā)展。

再說人工智能，目前人工智能還不能夠超過已有專家。深度學習是當前最熱的人工智能研究領(lǐng)域。利用GPU可以模擬超大型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，效果也在不斷地提升。另外，深度學習能夠更加匹配我們的需求。盡管深度學習理論機制還不清晰，但基于深度學習的語音、圖象識別率已提升至95%。

另一個值得關(guān)注的技術(shù)是區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈是由密碼關(guān)聯(lián)的區(qū)塊串組成的一個分布式數(shù)據(jù)庫（也稱為分布式賬本）。假設(shè)有一些交易發(fā)生，那么這些交易需要使用加密和計算，誰能計算出來誰就獲得發(fā)布權(quán)，發(fā)布完之后由所有節(jié)點來驗證，產(chǎn)生新的區(qū)塊加入并與前一個區(qū)塊關(guān)聯(lián)。因此，一旦信息經(jīng)過驗證并添加到區(qū)塊鏈，就會永久地存儲，所有當前參與的節(jié)點來共同維護這個交易用戶的數(shù)據(jù)，因此區(qū)塊鏈的穩(wěn)定性和可靠性很高。 當然，區(qū)塊鏈不僅僅是底層有加密、數(shù)字簽名，它提供了不對稱的加密技術(shù)，公鑰是公開發(fā)布的（即用戶名），私鑰是密碼，通過解Hash函數(shù)來檢查數(shù)據(jù)有沒有錯誤并驗證數(shù)字簽名，所以它不需要中介方，可通過密碼學方式進行驗證?；趨^(qū)塊鏈可實現(xiàn)智能合約，應(yīng)用于公正、驗證、仲裁、審計、股市、保險、支付、清算、保薦、供應(yīng)鏈等領(lǐng)域。

現(xiàn)在發(fā)展較快的還有虛擬機和容器。公有云服務(wù)于很多企業(yè)，每個企業(yè)間可利用虛擬機或容器技術(shù)實現(xiàn)隔離。目前較火的容器技術(shù)通過對進程隔離、操作系統(tǒng)共享的方式實現(xiàn)輕量化和秒級啟動。當然，容器的安全性可能沒有虛擬機隔離得那么好，但是目前技術(shù)也在發(fā)展，還是可用的。

無線寬帶新技術(shù)

5G來了，相比4G用戶體驗提高10倍，頻譜效率提高3倍，移動性提高3倍，無線接口延時減少90%，連接密度提高10倍。5G支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)，能效提高100倍、流量密度提高100倍、峰值速率提高30倍。5G性能為何能提高這么多？根據(jù)香農(nóng)定理，要提高網(wǎng)絡(luò)容量，無非是增加基站數(shù)（蜂窩變密）、天線數(shù)（空分復(fù)用），增加帶寬（更多的帶寬資源）、增加信噪比。

首先，大規(guī)模的天線是支撐5G的主要技術(shù)，使5G容量大幅提升；其次，要同頻同時全雙工最大的問題是自干擾，解決辦法是在發(fā)送端通過調(diào)整時延和衰減來抵消掉串擾，從而提升容量。

此外，通過高密集組網(wǎng)、分布式多天線等進行聯(lián)合的數(shù)據(jù)發(fā)送，可以將其他基站的干擾變成有用信號，提升單用戶的吞吐率和系統(tǒng)的頻譜效率。當然，5G要用到很多帶寬，這么高的峰值，帶寬頻譜需要很寬。因此TDD是5G的主要模式，其在天線、業(yè)務(wù)、頻譜、網(wǎng)絡(luò)上都顯示出優(yōu)點，并且上行下行都是使用同一頻率的信道。

另外，5G要低頻譜接入。目前，中國只安排了3.4GHz到3.6GHz，國內(nèi)5G面臨頻率方面較大的挑戰(zhàn)。 除5G外，現(xiàn)在需要在衛(wèi)星上應(yīng)用。過去我們高空同步軌道的衛(wèi)星數(shù)量可以比較少，低軌衛(wèi)星需要數(shù)量比較多。同步軌道的衛(wèi)星離地面3.6萬公里（基本上是不可能用手機來接收的），但最近發(fā)展了Ka頻段衛(wèi)星，其工作頻段是26到40GHz，比現(xiàn)在常規(guī)用的C頻段和Ka、Ku頻段都要高。頻段高的好處是，天線可以做到小，而增益做到比較大。衛(wèi)星上的天線增益大了，地面上接收的天線就可以做小。因此，地面上可以用手持終端接收，而且Ka頻段本身容量大，這樣地面終端也可以做到寬帶化。

此外，發(fā)射Ka衛(wèi)星和C頻段衛(wèi)星成本一樣，但Ka容量大，平均到每兆的發(fā)射成本大大降低。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)新進展

通過提高單波長比特率、增加波長數(shù)、增加調(diào)制的多電頻數(shù)、增加芯數(shù)和模式等方式，光通信在最近20年增長1萬倍，目前最高記錄是單波長400G、單纖100T。 中國的光纖光纜發(fā)展很快，我們現(xiàn)在生產(chǎn)了全世界一半的光纖、光纜，而國內(nèi)市場也消耗了全世界一半的光纖、光纜，光纖價格下降很快。中國的光纖寬帶滲透率達80%，同期OECD不到20%。

另外，我們現(xiàn)在大量應(yīng)用云，在傳輸網(wǎng)上有接入的云，邊緣有彈性的城域網(wǎng)的邊緣云，核心網(wǎng)有中心云。我們移動通信，接入有接入云、轉(zhuǎn)發(fā)有轉(zhuǎn)發(fā)云、控制平面有控制平面的云。比如說，過去我們很多基站都要通過基站解調(diào)以后，把基帶信號通過光纖傳送網(wǎng)送至后臺。現(xiàn)在，我們把所有基帶處理都集中起來，每個基站只負責射頻，這樣我們的光纖傳送網(wǎng)改成內(nèi)部射頻的光纖傳送網(wǎng)，實現(xiàn)集中的無線接入網(wǎng)。所以，云會在通信網(wǎng)上大量應(yīng)用。 另外，除了云計算，我們現(xiàn)在還有邊緣技術(shù)。不是什么東西都送到云才最好，如果我們的VR、AR所有的視頻都要送到云，這樣一方面加大了核心網(wǎng)寬帶的壓力，另一方面送到云端增加了路徑的延時。特別是，車聯(lián)網(wǎng)需要高速反應(yīng)，這個時候不允許高延時。所以現(xiàn)在提出，有些計算是放到云上，有些計算是放到霧上（IBM叫霧計算），因為霧比云要矮一點。 當然，甚至還可以把這個計算能力放到靠近基站的地方，我把它叫霾計算，比霧還要更靠近地面。也就是說，云計算、霧計算和霾計算，可以根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域來使用。

傳統(tǒng)路由器的轉(zhuǎn)發(fā)面和控制面是一起的，每個路由器只根據(jù)IP地址實現(xiàn)最短路徑優(yōu)先，找到相鄰的路由器，實際上就是不考慮全網(wǎng)優(yōu)化了。在大數(shù)據(jù)時代，這樣做是不經(jīng)濟的，所以現(xiàn)在提出來SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)），把控制面功能集合起來變成網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，把應(yīng)用提出來集成應(yīng)用，通過網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)來實現(xiàn)全網(wǎng)的路由控制，適應(yīng)我們大數(shù)據(jù)時代的不規(guī)則性。

另外值得一提的是窄帶物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)從2008年提出到現(xiàn)在已有八九年時間，應(yīng)用不盡人意。大量物聯(lián)網(wǎng)就像金字塔，60%是低速率的。用普通的光纖不經(jīng)濟，用3G、4G也不經(jīng)濟，用藍牙等也不是很可靠。所以，連到運營商的終端物聯(lián)網(wǎng)只有6%。去年在韓國釜山，通過了一個新的窄帶物聯(lián)網(wǎng)標準，它占用GSM的一個載波200kB，通過OFDN的辦法產(chǎn)生出很多個子載波。它有四大特點：一是廣覆蓋；二是網(wǎng)絡(luò)增益能高20個DB；三是大連接，一個扇區(qū)能支持10萬個連接，比通常的移動通信扇區(qū)的能力高50～100倍； 四是低功耗，一個電池可以工作十年。窄帶物聯(lián)網(wǎng)避免了物聯(lián)網(wǎng)的碎片化，可用在智慧城市、智慧工廠、能源監(jiān)控、物流管理、環(huán)境監(jiān)測、安全監(jiān)管等領(lǐng)域。實際上，區(qū)塊鏈也可應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)。因為物聯(lián)網(wǎng)終端有時可能是惡意的，而區(qū)塊鏈的驗證和共識機制，有助于隱私和安全?？傊髷?shù)據(jù)、智能化、移動互聯(lián)網(wǎng)與云計算、物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的“大智物移云”已成為ICT融合的創(chuàng)新平臺。

（本文根據(jù)鄔賀銓院士在“2017中國IT市場年會”上的演講整理而成，未經(jīng)本人確認。）