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【朝花夕拾】“大智物移云”时代来临
2017-06-12 17:06
来源:中国战略新兴产业 卜文娟
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  中国工程院院士 邬贺铨
  我们现在进入一个“大智物移云”——大数据、智能化、物联网、移动互联网、云计算——的时代,一个计算无处不在、软件定义一切、网络包容万物、连接随手可及、宽带永无止境、智慧点亮未来的时代。
  2016 年是计算机应用60 年、人工智能提出60 年、光纤通信发明50 年、摩尔定律提出50 年、蜂窝移动通信应用40 年、互联网WEB 技术发明25 年。上述技术的融合发展,使人类来到了一个换代发展的新起点。
  首先,在ICT 技术方面,集成电路正在走向后摩尔时代。石墨烯等碳基材料有望取代硅基材料成为颠覆性技术。软件的发展也走到了云平台。美国现在有一个平台,不需要用户写程序,只要写上需求,就能自动绘出APP 程序。不过,软件技术的颠覆性创新还没有出现。
  其次,在无线宽带技术方面,5G 相比于4G,用户体验提高10 倍,移动性提高3 倍,可以支持高铁,无线接口延时减少90%,支持大规模物联网,能效提高100 倍。2016 年7 月,美国在5G 应用上先行一步,开放24GHz 以上频率用于移动宽带。同年11 月,欧盟也发布了5G 频率,甚至倡议将广播、电视用的频率为移动通信让道。而中国目前只安排了3.4GHz 到3.6GHz 频段,只有200 兆,还很窄,未来面临很大挑战。
  高空同步轨道卫星距地面3.6 万公里,不可能用手机来接收信号。但是最近发展了Ka 频段卫星,增益大而天线小,地面上可以用手持终端接收。而且Ka 频段容量大,是C 频段Ku 频段卫星的几十倍,地面终端也可以做到宽带化,同时降低了成本。
  最后,在网络技术方面,光纤通信容量在最近20 年增长1 万倍。中国生产了全世界一半的光纤光缆,也消耗了全世界一半的光纤光缆,光纤宽带渗透率达到80%,同期OECD 不到20%。美国干脆放弃了光纤到户,准备用5G 代替作为固定宽带无线接入。
  未来,云会大量应用在通信网。还有一些边缘技术,如IBM 提出的“雾计算”,将数据处理和应用程序放在网络边缘的设备中,而非全部保存在云中,减少了核心网的压力和路径延时,尤其是在不允许高延时的车联网中极有应用前景。
  值得一提的是窄带物联网。物联网从2008 年提出到现在应用不尽如人意,60% 是低速率应用,用光纤、3G4G 等不经济,用蓝牙等不可靠,所以连到运营商的终端物联网只有6%。窄带物联网有4 大特点:广覆盖、高增益、大连接、低成本。覆盖面积扩大100 倍,能覆盖到现在移动通信不能渗透的地下车库等,比移动通信扇区的能力高50-100 倍。窄带物联网为物联网应用打开了新窗口,2016 年已经通过了新的国际窄带物联网标准。
  【窄带物联网】基于蜂窝的窄带物联网(NarrowBand Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT 构建于蜂窝网络, 只消耗大约180KHz 的带宽,可直接部署于GSM 网络、UMTS 网络或LTE 网络,以降低部署成本、实现平滑升级。聚焦于低功耗广覆盖物联网市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。
  另一个值得注意的技术是区块链。区块链是由密码关联的区块串组成的分布式数据库,其验证和共识机制具有高度的防篡改性,也可以应用在物联网上。比如,公安局和交通委的摄像头不一定能互通,通过区块链的加密技术能解决信任问题,保证数据和支付安全。《麻省理工科技评论》评选的2017 全球十大突破性技术中,最耸人听闻的就是僵尸物联网,会导致大规模网络瘫痪。区块链可以验证登陆到物联网设备人的身份,避免物联网DDOS 攻击。
  总的来说,“大智物移云”成为了ICT 的创新平台,人工智能、区块链等新技术正在兴起,5G 代表了无线技术的发展方向,Ka 卫星开辟了大通量卫星的发展前景,通信网络的IT 化、云化以及软件定义成为新的演进趋势。
  【ICT】ICT 是信息、通信和技术三个英文单词的词头组合(InformationCommunications Technology, 简称ICT)。它是信息技术与通信技术相融合而形成的一个新的概念和新的技术领域。ICT 行业范围很广,所涉及的技术基本上涵盖了人类科技的大部分内容。
  摘自:《中国科学报》
  

 

  

  

 

  

 

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