ICT演进与创新

我们已进入“大智物移云”时代，这是一个计算无处不在、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。随着新技术不断融合发展，现在已到了换代发展的新起点。

ICT技术新时代

首先，集成电路已有60年历史，目前来看，通过片上系统，及SoC、SiP两者结合，集成电路技术走向后摩尔时代。 石墨烯技术还在发挥作用，但石墨烯等碳基材料有可能成为对硅基材料的颠覆性技术。 2015年，IBM发布了由片级石墨烯材料做的集成电路，实现了速度更快、能效更低、成本更低的集成电路。

其次，经历早期在计算机平台上支撑平台应用和开发环境到后来在互联网平台或云平台上来支撑的发展过程，软件也在适应云上的运算和存储能力的动态变化。软件的上层（开发应用系统和开发环境）不断完善，可以用云平台上的开发工具，在线开发、异地开发、协同开发，可以通过云来实现知识积累、软件复用。软件内容通过云平台可以有SaaS、PaaS等。 软件开发，从面向模块到面向数据、面向事件、面向用户、面向对象、面向硬件衔接，向着构建化、语义化、智能化、服务化的方向发展。

再说人工智能，目前人工智能还不能够超过已有专家。深度学习是当前最热的人工智能研究领域。利用GPU可以模拟超大型人工神经网络，效果也在不断地提升。另外，深度学习能够更加匹配我们的需求。尽管深度学习理论机制还不清晰，但基于深度学习的语音、图象识别率已提升至95%。

另一个值得关注的技术是区块链。区块链是由密码关联的区块串组成的一个分布式数据库（也称为分布式账本）。假设有一些交易发生，那么这些交易需要使用加密和计算，谁能计算出来谁就获得发布权，发布完之后由所有节点来验证，产生新的区块加入并与前一个区块关联。因此，一旦信息经过验证并添加到区块链，就会永久地存储，所有当前参与的节点来共同维护这个交易用户的数据，因此区块链的稳定性和可靠性很高。 当然，区块链不仅仅是底层有加密、数字签名，它提供了不对称的加密技术，公钥是公开发布的（即用户名），私钥是密码，通过解Hash函数来检查数据有没有错误并验证数字签名，所以它不需要中介方，可通过密码学方式进行验证。基于区块链可实现智能合约，应用于公正、验证、仲裁、审计、股市、保险、支付、清算、保荐、供应链等领域。

现在发展较快的还有虚拟机和容器。公有云服务于很多企业，每个企业间可利用虚拟机或容器技术实现隔离。目前较火的容器技术通过对进程隔离、操作系统共享的方式实现轻量化和秒级启动。当然，容器的安全性可能没有虚拟机隔离得那么好，但是目前技术也在发展，还是可用的。

无线宽带新技术

5G来了，相比4G用户体验提高10倍，频谱效率提高3倍，移动性提高3倍，无线接口延时减少90%，连接密度提高10倍。5G支持大规模物联网，能效提高100倍、流量密度提高100倍、峰值速率提高30倍。5G性能为何能提高这么多？根据香农定理，要提高网络容量，无非是增加基站数（蜂窝变密）、天线数（空分复用），增加带宽（更多的带宽资源）、增加信噪比。

首先，大规模的天线是支撑5G的主要技术，使5G容量大幅提升；其次，要同頻同时全双工最大的问题是自干扰，解决办法是在发送端通过调整时延和衰减来抵消掉串扰，从而提升容量。

此外，通过高密集组网、分布式多天线等进行联合的数据发送，可以将其他基站的干扰变成有用信号，提升单用户的吞吐率和系统的频谱效率。当然，5G要用到很多带宽，这么高的峰值，带宽频谱需要很宽。因此TDD是5G的主要模式，其在天线、业务、频谱、网络上都显示出优点，并且上行下行都是使用同一频率的信道。

另外，5G要低频谱接入。目前，中国只安排了3.4GHz到3.6GHz，国内5G面临频率方面较大的挑战。 除5G外，现在需要在卫星上应用。过去我们高空同步轨道的卫星数量可以比较少，低轨卫星需要数量比较多。同步轨道的卫星离地面3.6万公里（基本上是不可能用手机来接收的），但最近发展了Ka频段卫星，其工作频段是26到40GHz，比现在常规用的C频段和Ka、Ku频段都要高。频段高的好处是，天线可以做到小，而增益做到比较大。卫星上的天线增益大了，地面上接收的天线就可以做小。因此，地面上可以用手持终端接收，而且Ka频段本身容量大，这样地面终端也可以做到宽带化。

此外，发射Ka卫星和C频段卫星成本一样，但Ka容量大，平均到每兆的发射成本大大降低。

网络技术新进展

通过提高单波长比特率、增加波长数、增加调制的多电频数、增加芯数和模式等方式，光通信在最近20年增长1万倍，目前最高记录是单波长400G、单纤100T。 中国的光纤光缆发展很快，我们现在生产了全世界一半的光纤、光缆，而国内市场也消耗了全世界一半的光纤、光缆，光纤价格下降很快。中国的光纤宽带渗透率达80%，同期OECD不到20%。

另外，我们现在大量应用云，在传输网上有接入的云，边缘有弹性的城域网的边缘云，核心网有中心云。我们移动通信，接入有接入云、转发有转发云、控制平面有控制平面的云。比如说，过去我们很多基站都要通过基站解调以后，把基带信号通过光纤传送网送至后台。现在，我们把所有基带处理都集中起来，每个基站只负责射频，这样我们的光纤传送网改成内部射频的光纤传送网，实现集中的无线接入网。所以，云会在通信网上大量应用。 另外，除了云计算，我们现在还有边缘技术。不是什么东西都送到云才最好，如果我们的VR、AR所有的视频都要送到云，这样一方面加大了核心网宽带的压力，另一方面送到云端增加了路径的延时。特别是，车联网需要高速反应，这个时候不允许高延时。所以现在提出，有些计算是放到云上，有些计算是放到雾上（IBM叫雾计算），因为雾比云要矮一点。 当然，甚至还可以把这个计算能力放到靠近基站的地方，我把它叫霾计算，比雾还要更靠近地面。也就是说，云计算、雾计算和霾计算，可以根据不同的应用领域来使用。

传统路由器的转发面和控制面是一起的，每个路由器只根据IP地址实现最短路径优先，找到相邻的路由器，实际上就是不考虑全网优化了。在大数据时代，这样做是不经济的，所以现在提出来SDN（软件定义网络），把控制面功能集合起来变成网络操作系统，把应用提出来集成应用，通过网络操作系统来实现全网的路由控制，适应我们大数据时代的不规则性。

另外值得一提的是窄带物联网，物联网从2008年提出到现在已有八九年时间，应用不尽人意。大量物联网就像金字塔，60%是低速率的。用普通的光纤不经济，用3G、4G也不经济，用蓝牙等也不是很可靠。所以，连到运营商的终端物联网只有6%。去年在韩国釜山，通过了一个新的窄带物联网标准，它占用GSM的一个载波200kB，通过OFDN的办法产生出很多个子载波。它有四大特点：一是广覆盖；二是网络增益能高20个DB；三是大连接，一个扇区能支持10万个连接，比通常的移动通信扇区的能力高50～100倍； 四是低功耗，一个电池可以工作十年。窄带物联网避免了物联网的碎片化，可用在智慧城市、智慧工厂、能源监控、物流管理、环境监测、安全监管等领域。实际上，区块链也可应用于物联网。因为物联网终端有时可能是恶意的，而区块链的验证和共识机制，有助于隐私和安全。总之，大数据、智能化、移动互联网与云计算、物联网结合的“大智物移云”已成为ICT融合的创新平台。

（本文根据邬贺铨院士在“2017中国IT市场年会”上的演讲整理而成，未经本人确认。）