對于“寬帶中國”的理解

廣州廣聯數字家庭產業技術研究院 中國電子科技集團公司第五十四研究所中國工程院 院士 孫 玉

對于“寬帶中國”的理解

廣州廣聯數字家庭產業技術研究院 中國電子科技集團公司第五十四研究所中國工程院 院士 孫 玉

針對國務院發布的《國務院關于促進信息消費擴大內需的若干意見》，從電信技術角度，針對信息消費、“寬帶中國”戰略、三網融合、數字家庭、物聯網、信息安全等技術問題提出了個人觀點與看法，同時，也提出了信息產業將面臨嚴峻的挑戰。

寬帶中國；數字家庭；物聯網；信息消費

2013年8月8日，國務院發布了國發[2013]32號文件《國務院關于促進信息消費擴大內需的若干意見》（下文簡稱《文件》），提出了“寬帶中國”概念，這個概念立即得到了全國電信界的普遍關注。本文從電信技術角度，談談筆者對于“寬帶中國”的理解。

“寬帶中國”的提出

1 信息消費概念

關于信息消費的概念在32號文件發布之后，出現了很多解釋文件，使得文件基本概念很快得以成形，筆者歸納為以下幾點：1）信息消費是以信息產品和信息服務為對象的消費活動；2）信息消費的知識基礎是多種多樣的信息系統；3）信息消費系統支持信息消費構成了信息消費產業。

2 信息消費分類

如圖1所示是信息消費的產業結構，信息消費的基礎是多種多樣的信息系統，它支持兩類服務，一類是通信類信息服務消費，另一類是物聯網類信息服務消費，它們構成了信息服務。而信息系統設施、網絡基本設備等電信網絡設施就構成了信息產品的組成部分，另一部分就是千家萬戶手中的用戶終端和物聯網系統設備一起，形成信息產品。信息產品和信息服務構成信息消費。圖1所示的模型大體上把文件三條基本概念聯系起來。

3 信息消費發展的主要目標

圖1 信息消費產業結構

信息消費發展的總體目標是：信息消費規模快速增長、信息基礎設施顯著改善、信息消費市場健康活躍。具體的目標是“十二五”后三年，我國信息消費規模年增長20%以上，到2015年，我國信息消費規模將超過3.2萬億元。

對于如何保障實現主要目標，工業和信息化部部長苗圩做了簡明概述，針對三個問題實行三方面的政策：第一，針對信息消費市場不規范，營造激勵信息消費的政策環境；第二，針對信息基礎設施建設落后，支持加快提升信息基礎設施；第三，針對數字內容產業發展滯后，支持積極開發信息應用系統。

4 對于“寬帶中國”的認識

1）提升信息基礎設施是實現消息消費目標的保障和基礎；2）“寬帶中國”戰略是國家提升信息基礎設施的現實綱領；3）“寬帶中國”的主體包括核心網絡、接入網絡和用戶駐地網；4）“寬帶中國”必須面對的現實問題包括：三網融合、物聯網、智慧城市、網絡安全等問題。這些問題通常都超出了信息基礎設施范圍。本文將就上述問題談談筆者的理解。

“寬帶中國”的接入網絡

1“寬帶中國”接入網絡的發展目標

1）“寬帶中國”戰略特別突出推薦光纖入戶，到2015年城市家庭寬帶接入能力基本達到20Mbit/s，部分城市達到100Mbit/s，農村家庭寬帶接入能力達到4Mbit/s。

2）發展目標是提升用戶接入速率，“光纖入戶”是提升接入速率的技術方法的統稱。具體技術實現可能存在多種配置。

2 寬帶接入網絡實現技術

2.1 光纖到戶（FTTH）

無源光網絡是國際公認的接入技術，國家已經公布了光纖到戶的國家標準。這種方案適合大戶型家庭，如圖2所示。

2.2 光纖到配電屏（FTTP）

在樓房內的配電屏里，光纖與到各個家庭的電力線耦合，利用電力線傳輸系統實現用戶信號接入。這種方案適用于小戶型家庭，如圖3所示。

2.3 光纖到電話線交接箱

在樓房外的電話線交接箱里，光纖與到各個家庭的電話線耦合，利用VDSL傳輸系統，實現用戶信號接入。這種方案能夠延續電話線應用，如圖4所示。

“寬帶中國”的用戶駐地網

1 用戶駐地網

1）與核心網絡、接入網絡對應的用戶駐地網，泛指與用戶相關的各種邊緣基層電信網絡，例如家庭、辦公室、車間、指揮所、車輛等內部電信網絡。家庭網絡是一種典型的用戶駐地網。

2）《文件》專門提到支持數字家庭智能終端研發及產業化；大力推進數字家庭示范應用和數字家庭產業基地建設。

2 數字家庭概念

我國在2005年就提出了數字家庭的概念，由廣東省發改委等6部門組織實施了“數字家庭行動計劃”。當時的理解是，數字家庭是利用數字技術裝備家庭。2009年，工信部在廣州市成立了第一個國家數字家庭應用示范產業基地。從廣義上理解，數字家庭是利用數字技術裝備人類活動的基本空間。因為從信息化的角度來看，人們在家庭、辦公室、倉庫、車間甚至部隊指揮所遇到的問題和解決問題的辦法都是類似的。而城市是人類活動空間的集合，所以說，數字家庭就是數字城市的基本結構。

3 數字家庭的層次結構

數字家庭研究的內容從網絡平臺的角度，可以分為小區網絡平臺、家庭網絡平臺和家居物聯網平臺。支持兩類應用系統，一類是通信類信息系統，一類支持物聯網信息系統。如圖5所示，家庭就是一個多級局域網，就提供了所有典型的接口設備，把家里的各個網絡都連起來。因此，數字家庭由電信網絡平臺和應用系統組成，所以說，數字家庭是一類信息系統。

4 數字家庭在信息消費產業結構中的位置

在信息消費產業結構中，除了核心網，都屬于數字家庭范圍。數字家庭支持兩類信息系統，一類是人與人之間應用的通信系統，另一類是物與物之間應用的信息系統，如圖6所示。可見，數字家庭在信息消費領域中起到重要的作用。

圖2 光纖到戶示意圖

圖3 光纖到配電屏示意圖

圖4 光纖到電話線交接箱示意圖

圖5 數字家庭支持的應用系統

圖6 數字家庭在信息消費產業結構中的位置

5 數字家庭應用主流

數字家庭近期應用主流從原來很多分立的應用系統逐漸平移到統一的網絡平臺之上。主要有小區可視對講、小區安防、小區照明控制、小區管理便民服務、家居環境監測、家居安防、家居水電氣監測、家居電器操控、家居照明操控、家居通風遮光操控、網絡購物、電子郵件、信息查詢與瀏覽、短消息和微信、網絡聊天、游戲娛樂、玩微博、遠程教育、健康醫療信息服務等。

數字家庭遠期發展趨勢主要是研發和應用家居物聯網平臺及其支持的家居物聯網應用系統。在不同的應用環境中，需要使用不同的家居物聯網平臺，例如基于ZigBee、基于WiFi、基于五類線、基于低速電貓的家居物聯網平臺等；物聯網應用系統都是由客戶機—服務器系統組成的，比如監控類、監測類、互動類、操控類、感知類和信息服務類物聯網應用系統等。

“寬帶中國”的核心網絡

核心網絡是電信網絡的主體，1996年以前的核心網絡形態是PSTN、CATV、Internet三網分立，如圖7所示。1996年以后，核心網的中間部分實現了網絡融合（B-ISDN）；核心網的邊緣部分仍然保留三種網絡形態（PSTN、CATV、Internet），如圖8所示。

圖7 1996年以前的核心網示意圖

圖8 1996年以后的核心網示意圖

1）現實核心網絡的層次結構：

（1）公用核心網絡（S-ISDN）；

（2）公用交換電話網（PSTN）；

（3）公用廣播電視網（CATV）；

（4）公用互聯網（Internet）；

（5）公用移動電話系統（UMTS）。

2）發展中的核心網絡的層次結構：

發展中的核心網絡的層次將逐漸增加。例如：專用應急通信系統，專用無線定位導航網絡，專用衛星移動通信系統。

核心網絡支持的應用系統因核心網絡的層次增加而擴展。例如：海上與邊遠地區移動通信系統，廣域物聯網系統，衛星導航定位系統。如圖9所示，隨著信息系統產業結構的深入，應用的平臺會越來越多，這是一個發展過程。

關于全面推進三網融合

我國實現“三網融合”包含兩種含義不同的概念：三網運營融合和三網技術融合。關于《文件》中全面推進三網融合，重點討論的是三網運營融合，目標是建立競爭運營機制。因為不解決運營機制問題就無法解決因為壟斷運營而引入的任何弊端。比如說平均接入速率，美國是5.0Mbit/s，全球平均是1.8Mbit/s，而中國是0.8Mbit/s，再看固定寬度價格指數，美國為0.6，日本為1.1，中國卻是3.1。

三網技術融合方面，核心網的網絡融合問題1996年已經解決，現在說的三網融合是指在接入網和用戶駐地網環境中綜合利用PSTN、CATV、Inter?net三類技術體系的潛在效能，以期最大限度地簡化電信網絡，如圖10所示。

圖10 三網融合示意圖

目前，三網技術融合的實現技術已經成熟，但是推廣應用需要時間。主要是因為受到了網絡電視（IPTV/ OTTTV）的沖擊。網絡電視不僅沖擊了傳統電視領域（CATV），對整個電信領域沖擊也非常大。比如說，支持傳統電視，小區網絡必須采用波分復用；支持網絡電視，小區網絡就不必采用波分復用，因而，僅僅ONU價格就降低了900元。

支持CATV的三網融合方案與僅考慮網絡電視的三網融合方案復雜程度差別很大，參見圖11。

圖11 三網融合示例

物聯網

《文件》中專門提到了開展物聯網重大應用示范。筆者認為，信息系統可以按應用分為：

1）用于人與人之間的信息系統傳統稱為通信系統；

2）用于人與物之間的信息系統傳統稱為遙控系統；

3）用于物與人之間的信息系統傳統稱為遙測系統；

4）用于物與物之間的信息系統現在稱為物聯網。

可見，物聯網是一類信息系統。有時，把前3種與人相關的統稱為通信類信息系統；把后3種與物相關的，統稱為物聯網類信息系統。可見，通信類信息系統與物聯網類信息系統之間，存在模糊地帶。

物聯網是我國戰略性新興產業的重要組成部分，2013年2月5日發布了《國務院關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》，9月20日發表了《物聯網發展專項行動計劃》，其中包括頂層設計專項行動計劃、標準制定專項行動計劃、技術研發專項行動計劃、應用推廣專項行動計劃、產業支撐專項行動計劃、商業模式專項行動計劃、安全保障專項行動計劃、政府扶持措施專項行動計劃、法律法規保障專項行動計劃和人才培養專項行動計劃等，可見國家對物聯網的重視程度。

關于物聯網的發展問題，大家都說物聯網具有廣泛的應用領域和使用價值，然而物聯網具體選題卻遇到了普遍困難。這不難理解，物聯網是國民經濟發展過程的產物，因而物聯網推廣應用必然受到現實經濟基礎的限制。而國民經濟各個領域發展是不平衡的，甚至可以說很不平衡，在某個領域能夠成功應用物聯網，但在另一個領域卻未必現實，這很正常。作為例外，這幾年家居物聯網出現6類20種典型應用，物聯網專家說，物聯網很可能在數字家庭里得到推廣應用。

家居物聯網體系結構如圖12所示，物聯網服務器門禁系統如圖13所示。

加快智慧城市建設

關于加快智慧城市建設，《文件》中專門提到，有條件的城市開展智慧城市試點建設，鼓勵各類市場主體共同參與智慧城市建設。據網絡報道，有人說截至2012年底，中國有154個城市規劃投入1.5萬億元建設智慧城市，但真正體現智慧城市內涵的目前一個也沒看到；于是，有記者就此事發表文章《智慧城市難產，1.5萬億打水漂》。對此，筆者認為國家發動和鼓勵智慧城市建設時，應該及時澄清智慧城市的概念。

圖12 家居物聯網體系結構

圖13 物聯網服務器門禁系統

網絡也有報道，稱智慧城市是一種具有綜合性、整體性和區域信息化發展的過程。筆者同意這種看法。例如，高速公路收費現在同時存在人工收費、刷卡、ETC三種方式，代表城市的智慧化程度越來越高。如果有一天，車不需要降速，就可以進行高速公路收費，就更智能了。可見，智慧城市需要有一個提高智慧的過程，智慧城市是城市信息化發展過程的產物，而國民經濟信息化是一個艱難的建設過程。

“寬帶中國”的網絡安全問題

關于加強信息消費環境建設，《文件》中多處提到信息安全問題，卻未提出網絡安全問題。目前我國電信網絡騷擾、欺詐、竊聽、病毒、偷用層出不窮。試問：這是誰之過？應當誰來管？應當如何管？是信息安全問題還是網絡安全問題？

眾所周知，ITU關于“電信”有明確的定義：電信是利用電磁方法傳遞承載消息的信號。其中，電磁相當于道路；信號相當于車輛；消息相當于貨物。保護貨物、保護信息，稱為信息安全。保護道路和車輛、保護電信網絡，稱為網絡安全。可見，信息安全與網絡安全不是一回事，它們分屬不同專業，各有各的任務。

1 信息消費市場

不規范問題

《文件》提出的3個問題之一是信息消費市場不規范。但是在解決這些問題的目標和措施方面差距甚遠：提升信息基礎設施有明確目標，規范信息消費市場卻相當模糊。是否值得沿著《文件》精神進一步明確？例如：國家完善電信立法和提高執法力度；規范電信公司誠信運營，強制采取措施解決現實問題；規范電信用戶的自律與依法管制等都需要進一步明確。

2 國家安全問題

如果把現實信息領域的安全問題看作國家安全問題，建議參考美國白宮2003《Cyberspace安全的國家戰略》執行概要（直譯如下）：

美國的關鍵基礎設施涉及農業、食品、供水、公共衛生、應急服務、政府、國防工業基地、信息電信、能源、運輸、銀行金融、化工和危險品以及郵政和航運。Cyberspace是他們的神經系統——美國的控制系統。Cyberspace由幾十萬臺互連的計算機、服務器、路由器、交換機和光纜組成，使得美國的關鍵基礎設施得以運轉。因此，Cyber?space的健康運行對美國的經濟和國家安全至關重要。

這一段簡明的文字至少可以說明2個問題：

1）Cyberspace的定義：與ITU的“信息基礎設施”的定義一致；第一類信息基礎設施是由電信網絡構成的。所以，把Cyberspace翻譯成“網絡空間”可取。在2005年美國總統信咨委《Cyber安全：急中之急》把Cyber翻譯成“網絡”，翻譯一致。

2）信息基礎設施（電信網絡）安全的重要性：信息基礎設施支持著各類關鍵國家基礎設施，信息基礎設施使得這些關鍵基礎設施得以運轉。信息基礎設施是他們的神經系統即國家的控制系統。因此，信息基礎設施（電信網絡）安全對國民經濟和國家安全至關重要。

小結

筆者基于電信網絡知識，對于《國務院關于促進信息消費擴大內需的若干意見》中幾個技術問題表達了一些看法。總體而言，針對信息基礎設施建設落后，提出“寬帶中國”策略，以提升我國信息基礎設施，令人鼓舞。

這些年來，國家從各個角度撬動信息產業這個龐然大物，2013年陸續發布了《國務院關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》、《國務院關于促進信息消費擴大內需的若干意見》、《物聯網發展專項行動計劃》、《2014—2016年國家物聯網重大應用示范工程區域試點工作的通知》，這無疑是信息產業發展的難得機遇，也是嚴峻挑戰。各位準備做出哪些貢獻？路漫漫其修遠兮，愿諸君上下而求索。

TN915

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【本文獻信息】孫玉.對于“寬帶中國”的理解[J].電視技術，2014，38（2）.