邬贺铨：打开 ICT“机遇之门”的四把钥匙

“我国迎来信息技术发展最好的历史机遇期。”中国工程院院士邬贺铨日前在贯彻落实习近平总书记视察中国信科集团重要指示五周年科技创新大会上如是说。那么,信息通信业把握机遇要抓住哪些技术热点?在他看来,IPv6﹢、光纤通信、5G-A(5.5G)、算网协同是开启信息通信业“机遇之门”的四把钥匙。
    “中国在没有走完工业化、城镇化、农业现代化的条件下迎来信息化,现在处于最好的历史机遇期。”邬贺铨表示,数字经济是工业经济的一种表现形式,它把数据上升为主要生产要素。产业数字化是第三次工业革命的核心,数实融合之路是创新发展的新赛道,是网络技术与产业发展的新机遇。
    “以信息化为代表的第三次工业革命以互联网的商用为开端,整个互联网的发展历程就是一部数字化发展史。”邬贺铨表示,现在,互联网进入IPv6主导期,呈现三个发展趋势:从IPv4到IPv6的过渡加速,截至今年3月,中国IPv6的活跃用户数已占网民总数的70%;从双栈向IPv6单栈发展,让IPv6的过渡更彻底、使用更简单;从IPv6向IPv6﹢发展,扩展IPv6更多功能,包括应用感知、随流检测、分段选路、新型组播、确定性网络以及业务链等。“IPv6﹢有广阔的创新空间。”邬贺铨举例说,在数据管理方面,IPv6﹢可以实时确定路由,为数据跨境流动的管理提供有力的技术支持;在工业互联网领域,通过确定性IP,能够控制网络抖动,提高可靠性。
    “所有通信都需要借助带宽,光纤是最好的传输介质,现在我国光纤通信带宽再创新高。”邬贺铨表示,我国单纤容量20年增加了一万倍,目前单波可达400G;干线总容量达32T,接入网可提供50G PON;数据中心光互联(DCI)可以胜任百万量级服务器规模数据中心的互联。对于光通信的发展趋势,他表示,单波速率增长至800G,中国信科已经实现了这一突破;从C80、C120到C﹢L再到C﹢L﹢S,通过扩展频段,光纤有效波长可以得到充分利用;在新光纤方面,将有少模多芯、空芯光纤等产品出现,光纤通信带宽还有很大技术空间有待拓展。
    移动通信的技术创新一直是业内焦点。“移动通信进入5G-A周期。”邬贺铨表示,“5G-A周期位于5G和6G之间,针对用户对5G优势体验不够,面向2025年后的工业与XR等新应用,希望通过5.5G 开发和释放5G网络潜能,同时为6G创新探路。”
    对于5.5G的技术创新,邬贺铨分享了三个热点:一是RIS(可重构智能超表面),将超材料进行数字编码,操控电磁波空间和频谱分布,实现室外小区边缘覆盖提升3~4倍,室内覆盖提升约10dB;二是ELAA(超大孔径阵列),单一天线面板天线振子数从192提升到1000以上,可以在建筑物上部署,显著提升空口带宽;三是UDD(时频统一全双工),通过补充上行增加一个纯上行的载波或增加一个采用TDD互补帧结构的载波来加强上行,实现Gbps级别的单用户上行峰值能力。
    邬贺铨表示,5.5G通过四个方面的优化为工业互联网提供支持。在速率方面,企业网需要很高的上行速率,借助5.5G可以实现1Gbps的上行速率。在时延方面,工业互联网场景需要把端到端时延控制在4毫秒以内,5.5G通过网络扁平化、基站集成核心网部分功能、数据通信本地化等方式来实现低时延。在定位方面,不同于5G的多基站定位,企业网只能依靠单基站,需要通过AP点、设置定位参考点及标志信号等方式来实现精确定位。在可靠性方面,可以在单基站场景下采用多信道冗余、蜂窝小区多AP点等方式,避免各信道性能同质化,对控制信道及高可靠业务预留专用载频或设置永远在线切片,以此满足企业网高可靠、高安全并免运维的需求。
    5.5G拓展了蜂窝物联网应用范围。邬贺铨表示,在大带宽物联网方面,通过激光扫描技术精确快速获取物体表面数据,通过5G/5.5G以千兆速率实时上云生成3D模型并与理论模型对比,从而实现快速精准质检。在中速物联网方面,基于5G﹢高清摄像头或AR的机器视觉在产品质量检测环节应用,还可用于工业、城市及医疗监控等领域。在大连接物联网方面,借助云端大脑,通过5G的低时延来管理大量机器人、AGV和无人机等终端,实现低成本的协同作业。在无源物联网方面,芯片从5G基站信号中获取能源,适用于快消品、物流包裹、产品外包装、仓库货物盘点等应用。
    “人工智能技术会用到5.5G上,在网络规划、空口优化、切片编排等领域都能发挥作用。”邬贺铨表示,在网络规划方面,AI可以辅助智能无线网络规划和边缘计算能力的优化;在空口优化方面,AI能精准获取CSI (信道状态信息)、mMIMO参数,预测最优波束参数;在切片编排方面,AI能实现资源预测与评估、意图理解;在智能运维方面,AI能实现网络健康检查、告警关联、故障定位;在绿色节能方面,能实现基于Al的小区、通道、功放的休眠与唤醒。
    此外,5.5G还关注星地融合。邬贺铨介绍说,全球和中国的移动通信用户普及率都超过100%,但陆地普及率只有20%,海洋没有覆盖,地面移动通信无法以低成本的方式覆盖偏远人少的地方,但卫星可以做到。他表示,卫星互联网作为非地面移动通信网,要和地面网融合在一起,5.5G将提升通感算融合的能力,真正实现星地融合。
    在邬贺铨看来,算网协同将成为数实融合的新基建形态。他表示,算网协同是按业务需求,在云网边端间按需分配和灵活调度计算、存储、网络资源的新型信息基础设施。“ChatGPT的出现带来算力热潮。”邬贺铨表示,“不是每家企业都能或都需要自建算力平台,企业可以作为算力网业务的消费者。”在算网协同的业务中,企业可以通过算力调度平台连接算力网业务提供者,在深度学习和人工智能大模型支持下,通过算力网连接IPv6通信网,再接至互联网数据中心,数据中心不仅提供算力,还通过PaaS﹢SaaS提供算法。有了算力和算法,再结合深度学习框架、人工智能模型,就可以通过大数据、大算力、大模型支持大场景、多对象、多模态的智能分析需求。(作者:本报记者 那什)

(编辑:白玛旦增)