上海世博會的通信新技術(shù)對于通信行業(yè)的意義

文｜上海世博會事務(wù)協(xié)調(diào)局信息化部 周 平 程大章

世博會歷來是展示各種先進(jìn)科技和技術(shù)的一個全球性大舞臺，它不僅僅體現(xiàn)在展館內(nèi)所呈現(xiàn)的新技術(shù)、新理念、新產(chǎn)品和新科技，在世博會的建設(shè)、運(yùn)行過程中，同樣蘊(yùn)含著豐富的新技術(shù)。2010年中國上海世博會的信息化呈現(xiàn)了豐富多彩的技術(shù)亮點(diǎn)，其中有些讓觀眾們體會到了新鮮，有些讓參展方和組織者感受到了方便，也有些默默地為本屆世博會做著貢獻(xiàn)。本文通過展示通信新技術(shù)和亮點(diǎn)，并分析這些技術(shù)對于我國通信行業(yè)的發(fā)展以及其技術(shù)的重要意義。

1 “綠色機(jī)房，低碳世博”

中國移動通信集團(tuán)近幾年致力于“綠色行動”，在本屆世博會，按照世博局的要求，提出了“綠色機(jī)房”的概念。采用了成熟措施和創(chuàng)新技術(shù)相結(jié)合的方式，對世博園區(qū)通信宏基站建設(shè)全面采用節(jié)能環(huán)保技術(shù)，建設(shè)一批節(jié)能減排的綠色機(jī)房。機(jī)房內(nèi)使用了諸如管塔抽風(fēng)、燃料電池等創(chuàng)新措施，重點(diǎn)展示代表節(jié)能前沿科技的相關(guān)技術(shù)措施：如風(fēng)光互補(bǔ)、燃料電池、地源熱泵、LED照明燈具等。選取部分自建基站作為基站節(jié)能減排實(shí)施的重點(diǎn)，除了采用智能載波關(guān)斷、高效開關(guān)電源、集中環(huán)境監(jiān)控等常規(guī)措施外，對于建站配套建設(shè)，還需針對不同環(huán)境選用合適節(jié)能方案。

綠色機(jī)房概念的提出為我國通信技術(shù)行業(yè)的工程建設(shè)做出了范例。在全球都在低碳節(jié)能的風(fēng)氣下，我國通信技術(shù)行業(yè)作為能源使用的大戶必須在行業(yè)內(nèi)要有綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的意識。因此，世博會上成功采用的綠色機(jī)房，這將帶動我國其他省市的機(jī)房建設(shè)。除了環(huán)境保護(hù)的重大意義外，綠色機(jī)房也為企業(yè)節(jié)省了大量的運(yùn)行和維護(hù)成本，其經(jīng)濟(jì)意義顯而易見。

2 世博歷史的突破——網(wǎng)上世博會

網(wǎng)上世博會是國際展覽局長期以來一直研究的課題，直到上海世博會才真正得以實(shí)現(xiàn)。

網(wǎng)上世博會是世界博覽會歷史上一項(xiàng)革命性的創(chuàng)舉，而且如此大規(guī)模的全三維網(wǎng)站在全球也是首創(chuàng)。在主推3DVia Player等國際先進(jìn)技術(shù)的同時，網(wǎng)上世博會還選用并推出了一些具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)先進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)3D技術(shù)。其三大創(chuàng)新如下：

（1）展覽展示方式的創(chuàng)新：第一次以三維方式展示實(shí)體世博內(nèi)容。

（2）三維技術(shù)應(yīng)用的創(chuàng)新：第一次大規(guī)模的采用三維技術(shù)進(jìn)行內(nèi)容展示。

（3）項(xiàng)目管理模式的創(chuàng)新：規(guī)模最大的共建項(xiàng)目，包括200多家參展方一起參與建設(shè)的項(xiàng)目。

國際展覽局秘書長洛塞泰斯先生高度評價(jià)，“網(wǎng)上世博會是世博會歷史上的革命性創(chuàng)舉”。網(wǎng)上世博會于2009年11月12日在北京召開的2009年世博論壇上，由國務(wù)院副總理王岐山啟動正式上線，國際展覽局主席藍(lán)峰、秘書長洛塞泰斯出席儀式，上海世博會執(zhí)委會執(zhí)行主任、上海市市長韓正主持了儀式。2010年5月1日，網(wǎng)上世博會將隨實(shí)體世博會開幕全面開放，展示內(nèi)容包括園區(qū)內(nèi)152個獨(dú)立建筑的三維外觀、200多個由組織方建設(shè)的瀏覽型展館內(nèi)景、100多個由參展方自行建設(shè)的體驗(yàn)性展館內(nèi)景，以及“一軸四館”等13個組織方展館。

網(wǎng)上世博會是我國互聯(lián)網(wǎng)3D技術(shù)的一次嘗試，對于我國互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)以及通信行業(yè)普遍性運(yùn)用也是非常大的一個特色。而且通過無障礙改造項(xiàng)目，網(wǎng)上世博會還可以給盲人展示世博的精彩風(fēng)貌，這對于通信行業(yè)普遍使用性，消除人與人之間的數(shù)字鴻溝，是符合國際電信日的精神和主旨的。

3 全球首創(chuàng)——世博手機(jī)票

各種尖端科技和創(chuàng)新產(chǎn)品的亮相歷來是各屆世博會的熱點(diǎn)，而門票作為世博會的參觀憑證也在經(jīng)歷著制作工藝和科技內(nèi)涵的演變。在日本愛知世博會上，首次嘗試在門票中集成微型芯片，以便增加門票的防偽能力并更好地為參觀者提供高效服務(wù)。在2010年中國上海世博會上，除了采用更安全的芯片門票外，更是創(chuàng)新性地推出了世博手機(jī)票，突破了傳統(tǒng)意義的門票載體形式，成為2010上海世博會的一大亮點(diǎn)。

（1）手機(jī)票的技術(shù)

世博手機(jī)票與含芯片的實(shí)體門票類似，都是將世博門票所包含的票種、日期等數(shù)據(jù)信息以電子化的方式存儲在微型芯片內(nèi)，區(qū)別在于實(shí)體門票的芯片被封裝在紙質(zhì)的票面內(nèi)，而手機(jī)票的芯片被先進(jìn)的工藝植入到SIM卡中，稱之為RFID-SIM卡，如圖1所示。

RFID-SIM卡從外觀上和普通SIM卡基本一樣，不同之處在于卡片內(nèi)部包含了支持多個功能實(shí)體的芯片：

◆ 安全主控芯片，提供支付功能和其他增值服務(wù)功能，以及射頻芯片的控制功能，同時提供SIM卡芯片和用戶終端的物理通道；

◆ 2.4G射頻芯片，受主控芯片控制，提供RFID-SIM卡讀寫器的射頻通信通道；

◆ SIM卡芯片，提供電信功能。

圖1 RFID-SIM卡示意圖

推出世博手機(jī)票有三個方面的目的：第一是展現(xiàn)最新技術(shù)成果，提升2010上海世博會的科技含量。手機(jī)票采用的2.4G RFIDSIM技術(shù)是行業(yè)首創(chuàng)的非接觸技術(shù)方案，首次將SIM卡技術(shù)與非接觸技術(shù)相結(jié)合并用于世博會，將有助于提升本屆世博會的國際影響力。第二是為游客提供便捷服務(wù)，完善游園體驗(yàn)。世博手機(jī)票可以在任何時間任何地方自助購買，空中下載門票，為游客提供便利。在游園過程中，手機(jī)票可以為游客提供各方面的世博信息，更可以通過手機(jī)進(jìn)行互動，參與各類主題活動。第三是世博手機(jī)票完全采用電子發(fā)行的方式，節(jié)省傳統(tǒng)門票的物流成本，符合綠色環(huán)保的理念。

（2）手機(jī)票的推出充分展現(xiàn)了“綠色環(huán)保、科技時尚、便捷優(yōu)惠”的亮點(diǎn)，并具有個三方面的意義

①全球首創(chuàng)，是世博會史上一大科技創(chuàng)新亮點(diǎn)，彰顯世博主題

基于2.4G RFID SIM卡技術(shù)開發(fā)世博通應(yīng)用屬于全球首創(chuàng)，也是世博會歷史上的一大創(chuàng)新，它成為2010年上海世博會的亮點(diǎn)，方便了市民及外地游客，給游客帶來了更好參觀體驗(yàn)，彰顯了 “城市，讓生活更美好”的世博主題。

②依托上海世博會，加快提升城市管理和社會服務(wù)的信息化水平

世博手機(jī)票以RFID-SIM卡為載體，除門票功能外可以實(shí)現(xiàn)“一卡多用”，同時提供手機(jī)支付、申通地鐵等公共交通應(yīng)用，將有助于提升上海城市信息化應(yīng)用水平和城市管理水平。通過手機(jī)票及相關(guān)應(yīng)用在世博會期間為游客提供的便捷服務(wù)，進(jìn)一步提升2010年上海世博會的服務(wù)水準(zhǔn)和國際影響力。

③推動非接觸產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，催生移動電子商務(wù)時代的到來

世博手機(jī)票的面世將帶動非接觸應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈的整體發(fā)展，通過手機(jī)買門票、坐地鐵將逐漸成為人們新的生活方式，催生移動電子商務(wù)時代的到來。

（3）蘊(yùn)含了多種最新科技的世博手機(jī)票具備了多項(xiàng)創(chuàng)新

①技術(shù)創(chuàng)新

世博手機(jī)票運(yùn)用了多種新技術(shù)，其中2.4G RFID-SIM技術(shù)是最為核心的技術(shù)之一。由于門票數(shù)據(jù)需要一個安全可靠的載體，因此SIM卡成為了一個非常理想的選擇，借助2.4G RFID-SIM技術(shù)，SIM卡也具備了非接觸感應(yīng)的能力，從而可以像公交一卡通一樣“一刷而過”。2.4G高頻信號則可以將手機(jī)內(nèi)部SIM卡發(fā)出的信號突破電池、外殼等部件的層層遮蓋，與識讀設(shè)備建立可靠的通信。

②形式創(chuàng)新

世博手機(jī)票創(chuàng)新性，改變了傳統(tǒng)門票的載體形式，用戶不再需要購買、保管、攜帶一張實(shí)體的世博門票，只需在手機(jī)票菜單上進(jìn)行自助操作，就可以完成門票的選擇、票款支付、門票下載等全過程，足不出戶輕松購票。其他的購票方式還包括了12580電話購票和www網(wǎng)上購票等電子渠道方式。用戶在入園當(dāng)天，只要帶好手機(jī)就可以在檢票口“刷機(jī)入園”，輕松便捷。

③服務(wù)創(chuàng)新

世博手機(jī)票的優(yōu)點(diǎn)還在于購票者可以借助手機(jī)強(qiáng)大的多媒體服務(wù)能力，享受到世博會相關(guān)的信息服務(wù)。在參觀過程中，持手機(jī)票的游客可以第一時間通過短信、彩信等通信方式獲得熱門場館、客流導(dǎo)引、現(xiàn)場活動、氣象服務(wù)等信息，從而更好地安排自己的行程，充分感受世博會的魅力。

世博手機(jī)票的推出開辟了一片全新的手機(jī)應(yīng)用前景，隨著技術(shù)的日新月異，手機(jī)本身已經(jīng)具備了強(qiáng)大的處理能力和豐富的多媒體功能。而RFID-SIM卡為各類敏感數(shù)據(jù)提供了非常安全的存儲環(huán)境，并具備了非接觸的感應(yīng)能力。在世博會后，手機(jī)票的概念可以延伸到電影票、演藝票、體育賽事門票等各種票務(wù)，更可以用于門禁、考勤等特殊用途領(lǐng)域，小小的SIM卡片將為未來生活增添更多的色彩。如同短信服務(wù)改變了很多人的表達(dá)方式一樣，世博手機(jī)票的推出也會使非接觸應(yīng)用逐漸融入生活，改變生活。

4 第四代無線通信技術(shù)——TD-LTE

在世博園區(qū)首次使用了TD-LTE示范網(wǎng)，其中包括16個宏站和8個重要場館的室內(nèi)站。將TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋到橫跨浦江的整個世博園區(qū)以及中國館、世博文化中心、美國館等9個重點(diǎn)場館，提供移動高清會議、移動高清視頻監(jiān)控、移動高清視頻點(diǎn)播、便攜視傳、高速上網(wǎng)卡、天線海寶等近十項(xiàng)TD-LTE前沿應(yīng)用。

（1）TD-LTE技術(shù)

TD-LTE即TD-SCDMA Long Term Evolution作為一種先進(jìn)的技術(shù)，LTE需要系統(tǒng)在提高峰值數(shù)據(jù)速率、小區(qū)邊緣速率、頻譜利用率，并著眼于降低運(yùn)營和建網(wǎng)成本方面進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，同時為使用戶能夠獲得“Always Online”的體驗(yàn)，需要降低控制和用戶平面的時延。該系統(tǒng)必須能夠和現(xiàn)有系統(tǒng)（2G/2.5G/3G）共存。

在無線接入網(wǎng)（RAN）側(cè)，將由CDMA技術(shù)改變?yōu)槟軌蚋行箤拵到y(tǒng)多徑干擾的 OFDM（正交頻分調(diào)制）技術(shù)。OFDM技術(shù)具有抗多徑干擾、實(shí)現(xiàn)簡單、靈活支持不同帶寬、頻譜利用率高支持高效自適應(yīng)調(diào)度等優(yōu)點(diǎn)，是公認(rèn)的未來4G儲備技術(shù)。

為進(jìn)一步提高頻譜效率，MIMO（多輸入/多輸出）技術(shù)也成為LTE的必選技術(shù)。MIMO技術(shù)利用多天線系統(tǒng)的空間信道特性，能同時傳輸多個數(shù)據(jù)流，從而有效提高數(shù)據(jù)速率和頻譜效率。

為了降低控制和用戶平面的時延，滿足低時延（控制面延遲小于100ms，用戶面時延小于5ms）的要求，目前的NodeBRNC-CN的結(jié)構(gòu)必須得到簡化，RNC作為物理實(shí)體將不復(fù)存在，NodeB將具有RNC的部分功能，成為eNodeB，eNodeB間通過X2接口進(jìn)行網(wǎng)狀互聯(lián)，接入到CN中。這種系統(tǒng)的變化必將影響到網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的改變，SAE（系統(tǒng)架構(gòu)的演進(jìn)）也在進(jìn)行中，3GPP同時也在為RAN/CN的平滑演進(jìn)進(jìn)行規(guī)劃。

世博園區(qū)的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)由七家國內(nèi)外系統(tǒng)設(shè)備商建設(shè)部署，部分場館備有主用/備用兩套設(shè)備，參與的終端、芯片廠商持續(xù)增加進(jìn)來，對TD-LTE進(jìn)行充分展示。基于TD-LTE部署的先發(fā)優(yōu)勢，上海擬定申請?jiān)谑啦笃诩尤隩D-LTE試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)城市之一。

（2）TD-LTE的應(yīng)用

TD-LTE本屆世博會的示范應(yīng)用項(xiàng)目包括以下內(nèi)容：

①基于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)承載的移動高清視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，通過車載、船載、游牧和單兵等接入途徑，實(shí)時提供園區(qū)公交車輛、渡船、交通干道、人群聚集區(qū)域的情況，保障“平安世博”。

②基于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)承載的高清視圖呈現(xiàn)，通過船載大屏幕向游船上的參觀者提供園區(qū)展館活動、航道周邊情況，通過演示車提供高清視頻對話、以及園區(qū)展館活動。

③基于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)承載的高速上網(wǎng)，使組織者和媒體可以使用LTE USB數(shù)據(jù)卡接入高速移動互聯(lián)網(wǎng)，及時訪問互聯(lián)網(wǎng)、發(fā)送郵件，通過TD-LTE 高清視頻即攝即傳設(shè)備，將攝像機(jī)所拍攝的內(nèi)容通過LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)時傳送到后臺，進(jìn)行直播。

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)是3G的后續(xù)演進(jìn)，融合了多種先進(jìn)的通信技術(shù)，如OFDMA、MIMO等。建設(shè)TD-LTE的演示網(wǎng)可以加快相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，特別是終端的開發(fā)，推動整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，體現(xiàn)中國在通信技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢。TDLTE世博演示應(yīng)用面向世博組織者、媒體記者、游客，通過全程覆蓋園區(qū)室外路面、黃浦江水面及“一軸四館”、非洲館、信息通信館等重要場館的無線信號，提供包括移動高清視頻監(jiān)控、高清視圖呈現(xiàn)、高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)在內(nèi)的演示服務(wù)平臺，使相關(guān)用戶能夠輕松、直觀、全方位的了解上海世博會展館周邊環(huán)境的真實(shí)內(nèi)容。

（3）TD-LTE的意義

TD-LTE世博演示的意義在于：一方面，結(jié)合中國申請的4G標(biāo)準(zhǔn)TD-LTEAdvanced，將TD-LTE乃至整體TD發(fā)展成果通過世博會這一窗口予以展現(xiàn)，使中國從通信大國開始了通信強(qiáng)國之路；另一方面，TD-LTE是由中國產(chǎn)業(yè)界主導(dǎo)，國際產(chǎn)業(yè)界共同推動的技術(shù)，TD-LTE產(chǎn)業(yè)成熟將為中國企業(yè)在金融危機(jī)中的進(jìn)一步復(fù)蘇注入強(qiáng)心劑，拉動中國企業(yè)進(jìn)入發(fā)展的新時代。

新技術(shù)給人們帶來了不同以往的便捷和享受，同樣也是未來城市信息化建設(shè)的方向。1876年，貝爾發(fā)明的電話在費(fèi)城世博會誕生，影響了幾個世紀(jì)。2010年，全球第一個TDLTE規(guī)模演示網(wǎng)絡(luò)亮相上海世博會，這一歷史性的舉措的深遠(yuǎn)意義可能在若干年后更能體現(xiàn)。我們希望這屆世博會通信技術(shù)和亮點(diǎn)，能夠沉淀和積累下來，為上海、為中國，為全世界的生活創(chuàng)造更美好的明天。