賽智時(shí)代趙剛：第5代信息高速公路加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型

賽智時(shí)代趙剛：第5代信息高速公路加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型5月17日，是世界電信和信息社會(huì)日。2021年，國(guó)際電信聯(lián)盟確定的世界電信和信息社會(huì)日的主題是：“在充滿挑戰(zhàn)的時(shí)代加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型”，特發(fā)此文紀(jì)念世界電信日，本文主要節(jié)選自《數(shù)據(jù)要素：全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新動(dòng)力》。數(shù)據(jù)傳輸是數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值的基礎(chǔ)。香農(nóng)公式C=Wlog21、邁入第5代走向第6代的固定寬帶通信網(wǎng)絡(luò)固定寬度通信網(wǎng)絡(luò)是由導(dǎo)向媒體進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。從固定寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程來(lái)看，共經(jīng)歷了五代：第一代是以公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（PSTN）或綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）技術(shù)為代表的窄帶時(shí)代，帶寬64Kbps，采用電話線接入；第二代是以非對(duì)稱數(shù)字用戶線路（ADSL）技術(shù)為代表的寬帶時(shí)代，帶寬10Mbps，采用銅線接入；第三代是以超高速數(shù)字用戶線路（VDSL）技術(shù)為代表的超寬帶時(shí)代，帶寬30~200Mbps，采用銅線接入；第四代是以以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)為代表的超百兆時(shí)代，主要包括IEEE的GPON和ITU的EPON技術(shù)，帶寬100~500Mbps，采用光纖接入。第五代是以10GPON技術(shù)為代表的第五代固定網(wǎng)絡(luò)（F5G）的千兆時(shí)代，帶寬是1000Mbps，采用光纖接入。隨著“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略的實(shí)施，我國(guó)已建成覆蓋全國(guó)的光纖入戶（FTTH）網(wǎng)絡(luò)。工信部數(shù)據(jù)顯示，截至2020年6月末，中國(guó)三家電信運(yùn)營(yíng)商的光纖接入（FTTH/O）用戶達(dá)到4.34億戶，占固定互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶總數(shù)的93.2%，其中，100Mbps及以上接入速率用戶達(dá)4.04億戶，占比超8成，數(shù)量持續(xù)提升；1000Mbps及以上接入速率用戶達(dá)267萬(wàn)戶，比上年末（87萬(wàn)戶）凈增180萬(wàn)戶。巴特爾定律（Butter’sLaw）提出，從一根光纖中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)量，每9個(gè)月就會(huì)翻一倍，這也意味著在光纖網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸成本每9個(gè)月的時(shí)間就會(huì)下降一半。隨著4K/8K視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)等大數(shù)據(jù)流量業(yè)務(wù)的發(fā)展，用戶對(duì)帶寬的需求持續(xù)增長(zhǎng)，固定寬帶逐步進(jìn)入了F5G千兆時(shí)代。當(dāng)前，固定網(wǎng)絡(luò)主要采用的是基于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)的光纖網(wǎng)絡(luò)。10GPON技術(shù)將成為F5G千兆時(shí)代的PON網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。10GPON千兆寬帶網(wǎng)絡(luò)在帶寬、傳輸距離、互通性、用戶體驗(yàn)和聯(lián)接容量等方面均有飛躍式發(fā)展，例如10GPON千兆寬帶網(wǎng)絡(luò)的上下行速率將高達(dá)10Gbps，時(shí)延降低到100μs；最大能夠完成20km的傳輸距離；與原有PON網(wǎng)絡(luò)有良好的互通性和兼容性等。10GPON結(jié)合WiFi-6、200G/400G光模塊、光業(yè)務(wù)單元（OSU）、光傳送網(wǎng)（OTN）等共同形成了第五代固定網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能為企業(yè)、家庭用戶真正提供千兆到桌面的體驗(yàn)。F5G的愿景是“光聯(lián)萬(wàn)物”，主要支撐4K/8K高清視像、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR/VR）、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用。2018年，ITU-T又通過(guò)了50GPON的立項(xiàng)，作為再下一代PON網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，將開啟未來(lái)萬(wàn)兆寬帶建設(shè)和應(yīng)用。2、邁入第5代走向第6代的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，也經(jīng)歷了五代的發(fā)展。第一代移動(dòng)通信技術(shù)（1G）是模擬制式的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。第二代移動(dòng)通信技術(shù)（2G）可分為兩種，一種是基于TDMA（時(shí)分多址）所發(fā)展出來(lái)的以GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）為代表的2G，另一種則是以CDMA（碼分多址）標(biāo)準(zhǔn)為代表的2G。第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3G）是將移動(dòng)通信與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的移動(dòng)通信系統(tǒng)，包括CDMA2000、WCDMA（寬帶碼分多址）、TD-SCDMA（時(shí)分同步碼分多址）等標(biāo)準(zhǔn)。第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4G），集3G與無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）于一體，并能夠快速傳輸高質(zhì)量聲音、圖像、視頻等數(shù)據(jù)，4G有TDD-LTE（時(shí)分雙工長(zhǎng)期演進(jìn)）和FDD-LTE（頻分雙工長(zhǎng)期演進(jìn)）兩種制式。第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G），采用毫米波、全頻譜接入、超密集組網(wǎng)、全雙工、新型多址等關(guān)鍵新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高帶寬、廣連接和低時(shí)延的數(shù)據(jù)傳輸。工信部數(shù)據(jù)顯示，截至2020年6月，我國(guó)第四代移動(dòng)通信（4G）用戶數(shù)為12.83億戶，在移動(dòng)電話用戶總數(shù)中占比為80.4%。但是，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車等應(yīng)用逐步啟動(dòng)，4G已經(jīng)不能滿足應(yīng)用需求。第五代移動(dòng)通信（5G）商用在2020年全面啟動(dòng)。5G網(wǎng)絡(luò)將具備10Gbit/s~20Gbit/s的峰值速率，100Mbit/s~1Gbit/s的用戶體驗(yàn)速率，每平方公里100萬(wàn)的連接數(shù)密度，1ms的時(shí)延，速度為500km/h高速行駛中的移動(dòng)通信支持等關(guān)鍵性能指標(biāo)。在應(yīng)用場(chǎng)景方面，5G系統(tǒng)將支持增強(qiáng)的移動(dòng)寬帶（eMBB）、具有高可靠性和超低延遲的通信（uRLLC）以及大規(guī)模機(jī)器間通信（mMTC）三大類主要應(yīng)用場(chǎng)景。第六代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（6G）目前還是一個(gè)概念性的移動(dòng)通信技術(shù)，主要技術(shù)思路是將地面無(wú)線移動(dòng)通信與衛(wèi)星通信集成，實(shí)現(xiàn)的全連接、全覆蓋的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。2018年，中國(guó)啟動(dòng)6G概念研究。2019年11月，中國(guó)召開了6G技術(shù)研發(fā)工作啟動(dòng)會(huì)，宣布成立了國(guó)家6G技術(shù)研發(fā)推進(jìn)工作組、國(guó)家6G技術(shù)研發(fā)總體專家組。6G將邁入頻率更高的太赫茲頻段（即亞毫米波的頻段）。2019年3月，美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)（FCC）投票通過(guò)開放“太赫茲波”頻譜，太赫茲波有望被用于6G服務(wù)。預(yù)計(jì)6G網(wǎng)絡(luò)的速度將比5G快100倍，幾乎能達(dá)每秒1TB。6G時(shí)代，沙漠、無(wú)人區(qū)、海洋等現(xiàn)有移動(dòng)通信的“盲區(qū)”有望實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋，6G將會(huì)被用于空間