寬帶中國與4G移動通信展望

當今世界新技術、新產業的迅猛發展，孕育了新一輪產業革命，新興產業正在成為引領未來經濟社會發展的重要力量。值此新年來臨之際，我刊榮邀南京郵電大學校長楊震就寬帶中國與4G移動通信發表觀點。

楊震校長認為寬帶中國戰略將對信息產業的發展發揮巨大的推動作用，它不僅可以帶動網速的提升和IT企業收入的增長，還將拉動光纖制造、網絡設備、計算機和家電等相關制造業的發展，形成很強的產業鏈延伸與帶動效應。

楊震校長指出云計算、物聯網、大數據以及各類網絡信息的應用引致的信息消費有可能成為新一輪拉動經濟的熱點。目前的技術應更多關注4G通信終端產品，它也將逐步深入到人們的日常工作和生活中，根本改變人們的工作和生活方式。

信息通信科技的進步成就了現代社會的繁榮，各種信息通信設施已經成為了社會賴以生存和發展的基礎設施，推動社會和經濟快速發展。2008年世界金融危機之后，復雜多變的宏觀形勢要求中國加快經濟發展方式的轉型升級，而擴大消費已成為促進經濟轉型升級的關鍵。從消費環境看，隨著信息技術的不斷升級，新的信息產品和服務不斷涌現：從移動互聯網、物聯網、云計算等商務應用到遠程教育、網絡社區、電子商務、游戲娛樂等個性化多維虛擬現實平臺，網絡催生的信息消費熱點不斷興起，社會信息化進程的穩步推進，將極大豐富各類信息資源，進而拉動信息消費的快速增長。

未來的十年將是一個“大數據（Big Data）”引領的智慧科技的時代。谷歌公司執行總裁Eric Schmidt說：“從世界誕生之日到2003年，人類一共創造了5 EB數據，現在我們每兩天就創造這樣多的數據”。信息消費的高速增長和網絡應用的極速普及，迅速帶動了通信帶寬的市場需求。與此同時，智能終端的廣泛應用，視頻業務和3D場景乃至全景式感受的通信需求（如新興的可穿戴計算、觸覺通信Haptic Communication等一系列新技術）已使傳感與通信終端融為一體，移動通信業務量也將呈幾何級數增長。

大數據離不開寬帶傳輸管道和網絡，寬帶既促成了大數據時代的到來，同時又承載大數據的基礎設施—大管道。我們既需要為按摩爾定律增長的信息量提供通道，又需要為信息消費可能拉動的經濟做好鋪墊。寬帶中國的戰略是未來美好中國的基礎。

1 信息消費——經濟增長的強勁動力

當今世界新技術、新產業迅猛發展，孕育著新一輪產業革命，新興產業正在成為引領未來經濟社會發展的重要力量，世界主要國家紛紛調整發展戰略，大力培育新興產業，搶占未來經濟科技競爭的制高點。2012年上半年，國務院討論通過了《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》，提出重點發展的戰略性新興產業，并以新一代信息技術作為重要方向，同時明確了寬帶中國工程的具體目標：到2015年，要實現寬帶接入用戶達2.5億，在寬帶接入能力上，城市家庭平均達到20 Mbit/s以上，農村平均達到4 Mbit/s以上。

戰略性新興產業的設定，是為了給經濟增長裝上強勁動力。預計“十二五”期間的新一代信息技術產業銷售收入年增長將在20%以上，這只是信息消費中的基礎產業（新一代信息網絡產業、電子核心基礎產業）增幅，而信息消費涉及的物聯網、云計算、大數據等商務應用以及遠程教育、網絡社區、電子商務、游戲娛樂等個性化應用服務將會帶來更為可觀的經濟拉動。

我們可以想象這樣一個場景，當你向手中蘋果終端中的Siri軟件用語音提問：“附近最有情調的餐館在哪？”后，短短1-2秒內就能得到答案。看似簡單的操作后面，隱藏著復雜的計算：涉及到語音識別、內容分析、信息傳遞、用戶定位、資料檢索、存取、數據交換等一系列動作。當成千上萬人群同時享受類似的信息服務時，這一系列操作如果沒有高帶寬提供的信息接入，如果沒有高帶寬提供的信息傳輸，如果沒有強大計算能力的云服務，是不可能完成的。而深層次的信息消費，信息的維度更大，結構更復雜。現階段，計算機處理的大多是結構化數據（可用二維表結構來邏輯表達實現的數據），這些結構化數據只占未來網絡上流動信息的10%左右。網上90%的數據是非結構化數據，記錄公眾視、聽、感全景式感受的信息。可以說，信息消費和寬帶密不可分，沒有寬帶的信息高速路，就不可能進入信息消費真正的應用時代。

不計其數的終端設備，尤其是移動設備，包括智能手機、平板電腦、筆記本、甚至是馬路上飛馳的汽車，他們可能會在同時訪問同一個數據中心。讓我們再看一個信息消費的現實場景：鐵道部2011年底推出的在線訂票系統，當幾億人同時訪問的時候，網站陷入癱瘓，引致一片責備聲。可以認定，大數據時代信息消費帶來的數據中心壓力是前所未有的。隨著全球經濟一體化的發展，未來任何一個數據中心要面臨的都不僅是一個地區或一個國家的訪問量，更多的是面向全球的高并發數的訪問量。此時，如何布局帶寬戰略及應對日益激增的信息消費需求就成為每一個國家確保經濟強勁增長不可逾越的話題。

帶寬的不斷提升，極大地便利了社會生活。對于個人而言，隨手拍、隨手查已經成為一種生活習慣；對于企業而言，以往更多企業內部的商業數據來自于企業資源計劃（ERP）建設、客戶關系管理（CRM）建設以及相關的生產應用，但隨著帶寬和移動通信終端的發展，企業可能更倚重于外部數據，比如來自社交網站、手機、傳感器等。我們來看剛剛發生在我們身邊的一個場景：2012年11月11日，天貓商城1111購物狂歡節一天的交易額是191億元，在交易的第一個小時訪問流量已到1.8 TB！這些更依賴高帶寬傳輸的信息消費加快了大數據時代的到來。根據互聯網數據中心（IDC）的研究結果顯示，2011年全球創造的信息數量達到1 800 EB，并且還在以每年60%的速度高速增長，預計到2020年，全球每年信息消費產生的數字信息將達到35 ZB。

2 寬帶中國——未來中國的基礎設施

信息消費就是對信息資源的利用，包括與信息收集、保存、傳輸等有關的產品和服務的消費。隨著信息傳播、處理速度和信息存儲能力呈幾何級數增長，信息消費已滲透到社會各個領域，信息技術不僅改善了人們處理問題的能力，而且改變了人們的工作模式和生活方式，進而影響了人們的思維方式和社會形態，可以說人們已經進入了信息時代。信息時代最突出的特點可以概括為：信息載體多樣化、信息覆蓋泛在化、信息應用全息化，這體現了任何時間、任何方式、任何地點、任何信息的信息、通信和技術（ICT）服務發展理念；信息技術發展面向高帶寬、大數據、協同處理；消費方式趨于即時化、移動化、便捷化。

這樣美好愿景的前提是通暢的信息流，然而我們信息的跑道究竟如何？近年來中國寬帶網速國際排名不容樂觀。來自權威內容分發網絡（CDN）服務提供商Akamai的最新數字表明，2011年年底，中國互聯網接入速率為1.4 Mbit/s（通信企協最新數據表明，2012年9月底網速提高到2.31Mbit/s），國際排名降到了第90位。而網絡測速機構Speedtes的數據顯示，2010年上半年中國寬帶網絡實際下載能力居全球第79位，不到全球平均水平的一半。一方面，中國寬帶人口普及率僅11.7%，與發達國家的普及率差距從2005年的10個百分點已經擴大到了13.4個百分點。另一方面，中國在網速、網絡質量方面與全球平均水平的差異，在網絡覆蓋率方面與發達國家的差距都在急劇拉大。這與我們作為全球經濟第二大國、電信用戶和網絡用戶第一大國的國際地位形成了巨大的落差。

差距是現實，而需求也是現實。截至2012年6月底，中國網民數達5.38億，互聯網普及率再上臺階，達39.9%，手機網民首次超越臺式電腦網民數達3.88億，手機已成為中國網民第一大上網終端。其中手機即時通信、搜索、微博、視頻、網絡支付都呈快速增長態勢。同時，在云計算、物聯網等技術的帶動下，中國移動互聯網流量近些年急劇增加，過去短短的18個月，中國移動互聯網流量增加了10倍。

“寬帶中國”戰略應運而生。寬帶網絡作為國家新一代信息技術的基礎設施，隨著網絡業務流量的爆炸式增長，正朝著寬帶化、智能化、融合化、集成化的方向演進。寬帶中國戰略帶來的不僅是網速的提升和IT企業收入的增長，還將拉動光纖制造、網絡設備、計算機和家電等相關制造業，形成很強的產業鏈延伸與帶動效應。研究表明，寬帶建設對GDP增長的拉動作用明顯。如對歐盟國家GDP增長的貢獻率達到0.71%。同時，寬帶建設對就業的促進作用突出，寬帶普及率每增加1%，就業率上升0.2～0.3%。另一方面，每個寬帶制造業崗位將帶來2.91個其他新工作崗位，每個寬帶服務業崗位將帶來2.52個其他崗位。寬帶產業對上下游的就業拉動作用是傳統行業的1.17倍。

寬帶中國戰略的實施，提出了把握信息技術升級換代和產業融合發展機遇，加快建設寬帶、融合、安全、泛在的下一代信息網絡，明確要求在構建的下一代國家信息基礎設施中，需要統籌寬帶接入、新一代移動通信、下一代互聯網、下一代廣播電視網絡建設。

寬帶中國戰略將對信息產業的發展發揮巨大的推動作用，可以預見，光纖寬帶升級，信網、廣播電視網、互聯網向寬帶通信網、數字電視網、下一代互聯網演進，都大大加快了不同網絡融合的實施進程。網絡的融合，不是物理合一，而是高層業務應用的融合，它帶來的是廣泛的融合應用，遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居等多個領域。我們需要關注高帶寬網絡融合中的用于全息（圖文聲像感）數字信號的編碼、傳輸、交換、選路、處理等基礎數字技術，解決巨大容量、快速流量和高服務質量的光通信技術，并面向多功能、個性化和復雜業務的智能軟件技術，應對綜合資源調度、集成應用、互連互通的IP技術，以及適應物聯網、云計算和大數據處理的網絡架構技術，當然還有面向融合的各類豐富的應用業務開發。

寬帶中國戰略的核心在于提升用戶的入戶帶寬，實現寬帶的真正提速。從早期的數字用戶線路（DSL）到光纖接入（FTTx），還有靈活性和適應性強的無線接入，從目前三大運營商的現網部署來看，廣纖到戶（FTTH）和寬帶無線接入已漸成為主流的接入模式。隨著FTTH和無線局域網絡（WLAN）的規模普及，家庭網絡已經成為運營商布局的重心所在。從網絡接入延伸到家庭組網、從業務承載聚焦到應用呈現，以智能終端為牽引，圍繞數字家庭網絡的應用日漸繁多，智能家居、交互式網絡電視（IPTV）以及多樣化的多媒體應用都成為運營商下一步主推的業務內容，這些基于終端之上的豐富業務和用戶體驗將是運營商的競爭核心。

所有技術的發展都不可能在一夜之間實現，從全球移動通信系統（GSM）、通用分組無線服務技術（GPRS）、EAGE、3G、LTE再到4G、B4G，都是需要不斷演進，而且這些技術可以同時存在。4G開發具有明確的目標性：提高移動裝置無線訪問互聯網的速度。B3G的發展一直在IEEE和3GPP之間展開，IEEE 802.16m以及全球微波互聯接入（WiMAX）在北美大行其道，而LTE-Advanced（包括FDD和TDD兩種模式）經國際電信聯盟審議，已于2012年1月和WirelessMAN-Advanced共同成為4G（IMT-Advanced）國際標準。第四代移動通信系統主要是以正交頻分復用（OFDM）和多輸入多輸出（MIMO）為技術核心，為了充分利用4G通信給人們帶來的先進服務，人們還必須借助各種各樣的4G終端才能實現。我們目前的技術應更多關注4G通信終端產品，例如生產具有高速分組通信功能的小型終端、生產對應配備攝像機的可視電話以及電影電視的影像發送服務的終端，或者是生產與計算機相匹配的卡式數據通信專用終端。有了這些通信終端后，人們手機用戶就可以隨心所欲漫游，隨時隨地享受高質量的通信了。

網絡安全實質就是網絡上的信息安全，從硬件、軟件到傳輸、數據、內容，安全不僅從一般性的防衛而是一種非常普通的防范。網絡安全體系需要關注：網絡安全來源于安全策略與技術的多樣化，如果采用一種統一的技術和策略也就不安全了；網絡的安全機制與技術要不斷地演進和變化；隨著網絡在社會各方面的延伸，接入網絡的手段也越來越多，因此，網絡安全技術是一個十分復雜的系統工程；同時網絡作為一種文化，安全還涉及內容和網絡輿情。為此構建網絡安全體系，除了技術因素，還需要國家政策和法規的支持，同時網絡安全產業也將是一個隨著新技術發展而蓬勃發展的產業。

3 4G移動通信——產業鏈的盛宴

目前全世界手機用戶已達45億，移動通信不僅實現了人與人的互聯，并正在實現人與互聯網的互聯。2012年6月，中國手機網民首次超越臺式電腦網民數，而3G用戶數也超過了1.8億，智能手機更將迎來人與物、物與物之間互聯的物聯網時代。據全球移動通信系統協會預測，15年后將有500億件物品被移動互聯，未來的移動通信“隨時、隨地、無所不在”將成為基本特征。開發手機新用途將是未來競爭的焦點。工信部部長苗圩近期首度明確：“大約在一年之內發放4G牌照”，伴隨著4G腳步的漸行漸近，一場關乎通信產業的饕餮盛宴即將開始。

運營商作為產業鏈的主導，首先是最大的受益者。從2012年下半年開始，中國移動已全面啟動4G網絡建設，中國移動的這一投資總額將達到約1 800億元。中國電信和中國聯通也將加快推進4G網絡的商用進程，目前已宣布在上海等地進行4G網絡規模測試和各項商用測試。運營商的動作，已預示中國在1-2年內將提前跨入4G時代。

4G的提速首先將拉動整個移動通信產業鏈的投資，可以預測直接拉動的投資市場規模在5 000億元左右，網絡正式商用后，還將帶動終端制造和軟件等上下游行業，產業鏈投資規模有望突破萬億元大關。

從2009年3G的巨額投資帶來中國通信行業相關上市公司業績的快速增長，可以預期，相比3G網絡，由于2 GHz以下無線頻譜資源的緊缺，4G網絡將工作在更高的頻率上（中國剛剛頒布規定，將2.5～2.69 GHz的190 MHz帶寬分配給4G系統），信號覆蓋范圍更小，基站建設數量更多，對于主設備廠商、射頻器件廠商、網絡優化和網絡維護廠商來說，形成了有力的需求支撐。同時，4G采用多輸入多輸出（MIMO）技術來提高網絡的頻譜效率，對基站天線、終端天線廠商的天線需求量和天線性能提出了更高要求，將直接帶動天線生產廠家的投資收益。基于4G的數據通信速率將是3G速率的幾十倍以上，為滿足需求，4G基站數量勢必增加，從而引致的大規模建設將帶動光通信設備商的投資收益。隨著基站建設的完成，網絡優化服務需求將隨著基站數量、用戶數量、流量的增長而增長，這將帶動網絡優化以及SP增值服務廠商的投資收益。

云計算、物聯網、大數據以及各類網絡信息的應用引致的信息消費有可能成為新一輪拉動經濟的熱點。以4G移動通信寬帶建設投入為主的網絡信息基礎設施的建設投資每年將數以千億元計，它帶動的電子信息類產品的銷售在中國每年將數以萬億元計，應用將有可能達到10萬億元。

讓我們用一個可以預期的前景來結束展望：未來的手機我們可以想象為“指尖上”的教室、銀行、影院、商店，還可以為您提供定位服務，當您抵達目的地后，可以導航購物，提供購物中心各樓層、各柜臺的實時信息和優惠信息（優惠券等），您可以選擇所需的柜臺直接購物，您甚至可以遠程指揮家中的洗衣機和微波爐，因為汽車、冰箱、微波爐等等都可以嵌入SIM卡，成為移動通信網的一個終端。醫療設備也可以大量嵌入SIM卡，手機還能用于醫療保健，進行遠程疾病診斷、健康監測和報警。手機還可以代替銀行卡，進行移動支付。我們的手機（應該改稱智能終端）已經不僅僅是一個通信工具，它已經深入到日常工作和生活中，根本改變人們的工作和生活方式。

楊震，南京郵電大學校長、教授、博士生導師，第十、十一屆全國人大代表，中國農工民主黨中央副主席，中國通信學會副理事長和學術工作委員會主任，工業和信息化部電信經濟專家委員會副理事長，中國通信企業協會常務理事，江蘇省通信學會理事長，亞太通信會議APCC Steering Committee主席，《電子學報》、《通信學報》等刊物編委；長期從事信號與信息處理、通信理論與技術的教學科研工作；主持和參加完成了國家科技支撐計劃、國家“863”、國家自然科學基金、省部級等科研項目20多個；在全球學術刊物和會議上發表學術論文近200篇；目前研究興趣包括無線通信網絡、物聯網和傳感網、基于網絡的分布式信號處理等。