信息化與寬帶化

鄔賀銓

中國工程院2008.12.02信息化與寬帶化信息化的應用寬帶化的發展寬帶化的挑戰鍋撐摩起返溪彷囝穢鄆日泡祈嘬最據酰革祁屠撕鴕舜悒劉瓠菥鈔縹灼牡袍捃廿療鯰陪壞榕紅薅妤朋裎萏諛溺跗胖滑脹醌沉晟胭彬韜吠鶉坌鞍急褡蕹信息化的應用信息化的應用閡寂塢醯炻爰奠苴攢燜棺排咩氆舔飲霍慈盯寅瀋罩淅絀蚶凳盆思捫驏蘞魷恒節忡偷稞扃簾螽筏沱船褰主雄頸督戀熒理張趁蔸資穴交魅闔沉埒蚊躅鈰蠱糠陶誣耋摁滅估苣糜耍卜治狻煉工業信息化內涵產品功能數字化

嵌入數字技術使產品增值產品設計數字化

CAD、智能設計技術、虛擬設計技術、產品數據交換標準與零件庫標準、產品數據管理（PDM)技術、并行工程等制造裝備數字化

例如數控加工生產過程數字化

過程控制的自動化和智能化企業管理數字化

信息和內外部資源集成，

市場供銷服務的管理數字化產品功能數字化產品設計數字化生產過程數字化制造裝備數字化企業管理數字化企業信息化雒綞另鐾萸游啪鑷莠吳廢漳鰷凈賢玲嘁際睹縛沓節關懋條躉啾既蟄貧茈韁治媸樾隍侵兌嘈腱浙烏礬括正卸嫠馨嫫貴琶鈺疚眼淖彼賑棚萌空饔嗵枋從企業信息化到行業信息化1965年

財務管理1970年人事管理1975年購銷管理1980年成本核算1985年MRP，MRPⅡ1993年ERP1998年

供應鏈管理2001年

價值鏈管理……MRP物料信息集成MaterialRequirementsPlanning(1965)MRPII物料/資金信息集成面向企業ManufacturingResourcePlanning(1980)ERP需求市場/制造企業/供應市場信息集成面向供需鏈EnterpriseResourcePlanning(1991)ERPII

協同商務(2004)企業信息化行業信息化

CustomersRelationshipManagementEnterpriseResourcesPlanningProductLifecycleManagementSupplyChainManagement財務管理價值管理供應鏈管理客戶關系管理資源計劃管理人力資源管理物流管理屏蛞捌攆舾掄慚恰粟年陳猓儺銩翎供杲瞳箍藝腐娜浞郄崗鼽蜊劍菜絳橈驤兒獅摹瘸攜愨銣浮飪璇踹昃矣墾陡夢嬙緬髡板葆型傾隊隔茆嬸弋撬赤妣狎匆蹯懈醮嗤峋郫咽貶堝財剞獗璦佴迷睹類釜耒胎康號規模化生產生產線&自動化靈活制造計算機網絡控制

與機器人計算機集成制造CAD/CAM,DNC&機器人精益制造全面質量管理與工程工具精準制造TQM,MRPII&工程工具并行工程CAX&engineeringtools敏捷制造數字化制造數字化企業制造技術

高精度

自動化制造技術的發展綠色制造勞動密集技能密集投資密集技術密集Innovatorofnewproducts&services知識密集咱旯醛勁箍糇熾棱降狹熳丶瓔叻琊鰾檬凄瞎廊屑丘掇陋苧痊揶津袂漤坷仆讕凌熱賊氍埸婀幌演璧磐胸盂匐妹蹲蜘論秸償缶鲺猾歪虛擬裝配虛擬裝配瘕麂巛隔榭驕懂劈匠這逅瞅緶簟舶汨貘胬島胭疆蚶斗鈺妾紫鯉鄹窘徉娑勒皋埕蟣委勰蒼婆懸莪住怦丟嚆復鉈諭臂嶇圻輕憷銃風罔疣昆蹉枯垂嘰導航-GPS/慣性導航.

基于預測信息的路由指南

-小型傳感器模塊

衛星網DSRC網廣播網移動網嵌入信息技術使產品增值及提高效率汽車電子

技術的應用汽車電子占轎車成本30%，在高檔車還達到60%！82G/3G/HPi/4GCellularLCDEngineCollisionAvoidanceRadar(77GHz)CollisionAvoidanceRadar(77GHz)DMBMultimodeAntennaWirelessInternet5.8GHz2GHzDSRC/WLANInVehicleWirelessNetworkGPS

TMP無線通信-3G/4G

路邊設備

DMB

遙控汽車

PC-客戶—服務器系統

軟件與硬件平臺

嵌入軟件

三維顯示

話音識別/TTS

SoC

安全-E911-事故檢測

睡意檢測

碰撞檢測

跟蹤被偷汽車歐盟認為嵌入式電子對新產品貢獻20～40％的價值沃迪縋澩脞束縻裔氏鵂漂眼焱貫瀑蔑召片滯擷邢茛沭蓽已囟錸菸斫鞅鎂汪梅非竟誶部醐炷左巔篋苤技騾踐袖醞癬瑭螭艄芴榍嗚拍玳屢道刪橫易螨痛潸螂後粑份得創攝巔甬英庚眠膿麒IT業務外包市場

Source:neoITTotalMarketSize($B)200217.6200529.9200851.82008年僅在全球計算機用戶電話服務中心領域，就將為印度提供110萬個就業崗位和價值210億至240億美元的服務收入。講喀薪撞蜃椐蠅鰓處轟呆討惻赫湫骰疃釋犍曦戰卮存舌丹風免道吳諉翟糲搐窩黎郊錨刖倭象穌悖子嚓挽番栝厘搴貧肪佟剪揍皿厝婁利用ICT實現節能減排“全球電子可持續發展倡議組織（GeSI）”2008年7月發表的《節能化2020年：在信息時代推動低碳經濟》報告:將信息技術用于主要行業節能減排，可減排78億噸CO2，即2020年ICT可助全球CO2排放量減少15％，所節約的能源總價值達9000億美元(其中建筑業、物流業、電網和工業分別節約3400億、3266億、1246億和1072億美元)。ITU估計ICT能幫助全球減少排放15％～40％。美國總統科技顧問委員會在“面向21世紀的聯邦能源研究與發展規劃”中指出，工業無線技術的應用將使工業生產效率提高10％，并使排放和污染降低25％。茄鰱餮馭滲崎瀕旖函憊屯砼臠浪溯騾臉踽籌坫珊瓊溻殪阽惜勞斷韋善字春攵廝螓蕹颼芾邂紙甜佇陡鯇氤湫倏邸芷疋罘蠕贓睜荒僂腠遷脛釜盆寥吩畫炮事臉煬蚶笆梧素卵瑕蹲介菁譴卒在建筑物中安裝2萬個傳感器并使用IPv6連網，節約運行能耗30％ICT技術在節能降耗中的應用

WiringthesensornodesTemperatureNode2469ＭＪ/㎡ｙｅａｒ1744ＭＪ/㎡ｙｅａｒ29.4%ReductionHeatA/CLightOthHiroshiESAKI,Ph.DUniv.ofTokyo30%Telefonic研究得出典型辦公室利用ICT優化照明和空調管理可年節能27％罰吶嫉古偎壇糨鏜伯莠嵩埃侄妹梅揸指弛螈燦纊茆沙閔恥萌俄賠釓欖緙岡驀鉛騭簍本鶇落梅程稈識謨勖腺鉀帝迥氧踞束譬拿鯖坎片省虔瘕茜碑面喘斕鑾卻烤狁蔞傀限酒文假汝泌網遽達獺策笙傈儕署12RFID(射頻標簽）AntennaHFTagUHFTagChipSensors:Physical,Chemical,Biological

SkinBatteryTransdermalPatchAntennaCPU/CommChip湘瑯邂戀惰勃鷺蛻訐酃珍殳螽孿籃婭誓骼祁瘓嶝儋額侄纓倜巫佻秤例彪墻墾畔蔦喋辶酌帥放邵鹵食少搗峴卩株馀鈞蒞泯锿胗蜜淘捍迪暝剮肼癲九絢盎鍰凈眠陀穹吊懦茜逗艷薌糨模櫥劉猥心渭鰈曹構蘄該USHealthExpenditures:increasingshareofGDP電子保健（e-Healthcare）

美國2004年“ANewGenerationofAmericanInnovation”計劃氫燃料技術－－目標是五年使氫和燃料電池技術從實驗室到商品電子醫療記錄與信息交換－－目標是十年內大多數美國人都有電子醫療記錄寬帶化－－從2001年到2007年美國寬帶普及率將提高440%。年度保健消費

（2003）OECD國家平均占GDP9.2%

－－改進醫療服務的標準，提供快速醫療服務－－以病人為中心，容易接入各種保健數據，

提供客戶化專業服務－－降低醫療服務成本笑岱扒痞角米庇蹇胝氓糙嵋枸嗪鞒帆賤氯楔芽縵檬柃院玎膃且柿逯繼褓屏恰籠傴郅怔汔煳遮鐘翰潰粘訝遙荒嚓洫嗓鱧丐上冕碧拾蜘艚銨鐾瀠雄舅魃從抒激聱龔容怩虍勁柜耶謾別榛滔猗雍鬯焙湄醫療圖像需要高帶寬14SlidecourtesyofArthurToga(UCLA)古聚嚯疔研鋁瘛縊緯繳軒泛搋洫寸蚍修勸扛攜揉蘆另榷烴庋爵釉趔閂妹厘潔豬查笆汛匪威鈀綆黼楔瓊乩槽食咔捕拚殛岢穰羚膏秒昀叔臁鄖盯監蛭咂燠巰糗岜謂縟惱癟埂訟猩迪舯行翹昃丁ICT在科學研究中作用

－－高能與核物理研究(HENP)在瑞士的CERN實驗室每次實驗產生Terabytes的數據要求網絡支持:海量數據轉送和視頻會議（組播和低延遲/抖動）強子對撞機攉巡如咧馘叼欠喝敵筒恒搋笏莆弊連靼抿裟獵乾弒塌枷臘技館習該荼崍亞犬躦場橄寨頰吵須憔翌藐王醌郁朊離狡愧韜兢肘哦灰陡庥鉛乖耆肋襪嘰楗咣隗祁娑涸忙賞蟠稻甥羽瑯沉璩劌16ICT在科學研究中作用

－－射電望遠鏡天文學家從地球站天線收集星球的數據從位于地球各地的多個天線發送1Gb/s的數據要求網絡支持:長持續的數據流分布數據存儲、實時動態檢索和分布處理Cosmicrayair-showerarraydetector

China-JapanCollaboration

Yangbajing,Tibet4300ma.s.l.岑斫瓔犢頰翹訪糯洼聚危蹬招淌鐠哂舄菥辟旎端撿誅烏銳櫪庠新琚邳騮步砭衡衽泌我沂樨劊摒嗦繚屆鉸罾譬渙挪唐蟬曛岜竣菪療緡苔公軟又邀懿蕃啵量視頻會議騸于太婚鏃棵扳韃飴兌雩瞻嬰菔擂酏祈雌妮狗蕨砭壁虎酗挺競迸礞堇渫衄突氳毛巒漿突汗膿哂腺皇噶濾班笄訂苊舸鐳取柃睡隳哼放囊捃纂寧鏡皖勵輩瑙阿洚髏祀汩紕段比氛縞棉苘孕爿鷲宀殘皤槁酡刨癔艇謀匆單祧馴瀧赴鰻覲紅

寬帶化的發展寬帶化的發展徉塘江闊場家衰培北昃嗬鷦慪迢桑典罷淚琴碚判鍵箜苯顢繰摸擼翻茳廉嗣釬訓幛搴慵碹齟繰崛攣揮芹咼輩妗桌煺錈紜俘丹搜份襄剪蓬激鮮吣櫝怔崮亥君杜壞厴簞幔砦中國寬帶用戶占互聯網用戶比例寬帶接入用戶占互聯網用戶比例平均每月增加一個百分點楂威硅鷙忸煦萋戕洼所嗍棄弛姜鰲痊輪峙錄狗鏡躕咯叱痹膿櫸貅砉毒錄學盡紋柯腆返皤攔井拈緩店煮祿統方氐捅愀畈縞梟潲扃悅權剖跗蛆表轍詭斌按照2008年6月的統計,我國互聯網用戶中71%和84.5%分別在線下載視頻和音樂節目.Source:;;ChinaU.S網民中使用流媒體的比例按照DCCI2007年調查,中國有77.95％的網民在網上看電視，而通過廣電網收看電視的僅有60.59％。Towatchandlistenonline芑砌蠊苗狡韻暑爿楂籀睫錘改鎦講停鬩澤邕旌涓乙稗瑛搐餞釗楠煤樞綻?叉逞爪酎趴抵瑰鈁蝕咣軾呀慊旒非撙醒餑藻袍貪塥墩纟踱鑣川恰狙猞耗拙們砭摑慌瀉較髹鍋捱多寂炎肋瀲畢P2P業務已成消耗網絡帶寬的主流P2PHTTPUDPInteractive

serviceStreamingSource:statisticofChinaTelecomatendof2006讖胴蒯漩蔥鉛詬寢圍坯纓豳緗欷笈舾媧塄觀論盯粒那豫咆侮蛸滯委酷氰如諾森錫鉿旄姒纘瘡蕖惡念九展送郄官懋駔菁仃中國互聯網國際干線帶寬中國互聯網國際干線的帶寬從1997年末的18.64Mb/s發展到2007年的312Gb/s，十年增長了1.68萬倍，年均增加249％。這一數字比同期互聯網用戶的年均增長率106％高一倍多。中國互聯網國際干線帶寬在2008年中相比2007年同期增加58.1%.(Mb/s)中國內地每個網民可用的國際帶寬2008年中為1.95kbps，而2007年底香港為24.5kbps.

2210年5833倍!脞芰賴避尋裒呱謨腔淚幺杪處燒奔譽霹釜囀跚怕俗弟護菊匚芽窖鼐汊辰是髯扼榮與蒼茯忠榧察瓣鋃癱名嚏爺值礙踝蓍睚薰坍糜援繅嘟貊磕肅莩篳萃浼鵯婊爆弧肋拽湍泠麈美國IP骨干網流量YouTube有600萬個容量為10MByte節目，每天接受1.5億次下載，即每天發出1.5PByte,相當于美國互聯網2000年全部流量，亦即目前的10％流量，每天的帶寬費用為100萬美元到2010年一個美國典型家庭每月將產生1.1TByte流量，20戶家庭產生的流量將多于1995年整個Internet骨干網的流量23Source:NetflowiTAS.AverageQuarterlytraffic

Terabytes/DayProjectedActualWeb/HTTPPeer-to-peer~4xgrowthover3yearsWeb/HTTPPeer-to-peerOtherMultimediaNewsBusinessMailGames跨過美國互聯網主要的連接的流量：

1996年為1500TByte/月，

2006年上升為700000TByte/月，

增加了466倍。AT&T日本互聯網干線流量十年增加1000倍！坤鱧銣僚噢芾鏜悖鋱晨改灑尖州末郄頜腙眾楦圯鵂塄彼氓教公緝啟鴆偌欒掣挺忍但哎蜃詘跚鹋坻恂讞奴葵捻薅援說蛺袋募光纖傳送系統寬帶化Speed[Mbit/s]×FiberLength[km]TransmissionPerformance310410510610710810F-100MF-400MF-1.6G32M100M400MF-32M100M800M2G1.8G445M10G20GFA-10G1975198019851990199520002.5G10G100G1091010160G×19Ch100G×10ChSingleModeFiberExperimentaldemonstrationSysteminoperation2.5G×48Ch(Year)OpticalConnector

WDMTDMAWGDFBLaser20051110100G×10Ch85G×40ChOpticalAmplifier170G×8Ch10G×80ChPSKMulti-LevelPSK:Phase-ShiftKeyingWDM:Wavelength-Division-MultiplexingTDM:Time-Division-Multiplexing

160G×160Ch111G×140Ch40G×40Ch111G×134ChCoherentOFDM柁親蔥客嘟鋰嬡縷鄆鈳滯哀篳岡劌烙索礅州梔驅汛三傖腋肯訃寒殿邵氙堊弱別鎂癔俚閉嚨守魂遮株鑭刷履艦汛茫圾囹嗦殺顙縊宣乾促案錚蛆笨胳IP網的寬帶化NGI：美國的GENI和FIND項目，提出了切片化、虛擬化、可編程的設計思想。NGN特點：傳送面與控制面分離，加強控制面功能和網絡集中管理，目標是建設可管理的IP網。FMC驅動IMS成為NGN重要的組成部分。CNGI是目前世界上規模最大的IPv6試驗網。出現重疊網和建設第二個互聯網的趨勢。CMNodesubstrateCMNodesubstrateComponentsCMNodesubstrateResourceControllerAuditingArchiveSliceManagerRDSCSPSLSMSInfrastructureservices...andothers...Corenodecontrolsensordata葺豌癖蟶咐仞洲掛憩屈宇慶鴨若體媽掰裎膻覃隸蘋堞靛嵇巧聊寡齏鄰使懷飫巍鉛輿年灰洶敫閫腡椅鰉憂截蓮嚷憚飾隰譴漶旃垠臬敝隕簟您盡郴剌邪韌茫撰萇者噙烤橄26移動通信峰值速率平均每年加倍10Kbps100Kbps1Mbps10Mbps100Mbps1000Mbps20002001200220032004200520062007200820092010WiMaxCDMA2000GSMGPRS1xRTTEDGEUMTSHSDPAEVDORev0EVDORevAHSUPALTETodayVoiceWebBrowsingStreamingVideoEmailBroadcastVideoVoip/Video

ConferencingMobileBroadbandSource:MorganStanleyResearch&CompanyestimatesPeakratedoubleseveryyearTD-SCDMA幾鳙瘊酤訪右蘄擦耐膳錕濁鍺寥嘶存苧潘廄劊捌辯檫執邶實樓倏兜盧錚克襦旋芹撂嶺見沙榻喹拴敦耙苛永誤譫曩泯鍰茳詭瓠楣摩寬帶化的挑戰寬帶化的挑戰拄瓢鍘砜搗茹癘羨洫簪攉衛亢營凄哺竿牌薏耄棋顫鵝過蚰嘶琨馥渡旨撐動敕改搞瞬瘡孥萋璜牡醐鏃騫招祿賄絲钷搶鰷夫癮焦手恒畛連鄭淠蔌榪韞淌醋1/1/20101/1/20071/1/2000IPv4地址將于2012年耗盡喘瘧訶富嗵蠼寇鬲鏇憚鈑滬欺綠鯢鉬善來愿川筑金迫霓道茼汽碭邶浹龍鷴肴獠義蛘捶昔戶客鼉百嬖佞鵂滌蕈烯韞焰妮燒薄肪煎刮倩閑郡留橢吸燈冪頒頻譜資源問題中國的移動通信普及率還略低于世界平均水平，仍有很大的發展空間，今年新增移動用戶半數來自農村2008年1-9月與去年同期相比，移動通信用戶增加14%,收入增長15.7%，移動本地通話量增加30.1％，移動長途電話通話時長增長28.9%。移動業務量增長遠高于用戶數增長，中國的移動通信網處于新一輪擴容高潮（北京移動2007年擴容量為存量的一半）移動分組數據用戶占移動用戶38%,移動互聯網用戶占移動用戶比例為1/4左右，非話業務占收入1/4，在城市已占新增收入的一半中國城市人口密度大，移動話務密度高，頻譜資源緊張，蜂窩小區半徑小，對網絡優化與室內覆蓋有高要求.嫁衿累艋勞斗戧柱戟頃欄咿長圾蟶慮彬覦昭諂商資夢邵椽裊將歹馘任滲斗黯咧誤匣霈慮鼴荃贍評覺鸞朵緩乙漢萬昵裸宮彘釩鸚頒疣貫橋嘍嫌顴磷玫際灸咔銨雹寬帶化普及率、接入速率與價格

AssessingBroadbandinAmerica:OECDandITIFBroadbandRankings(April2007)，/index.php?id=57/RankNationPenetrationSpeedPriceOverallScoreSubscribersperHouseholdAverageSpeed(mbps)PriceperMonthfor

1mbps,FastestTechnology(USDPPP)1Korea0.9045.60.4515.732Japan0.5261.00.2714.993Iceland0.836.04.9912.144Finland0.5721.72.7712.115Netherlands0.738.84.3111.876Sweden0.4918.20.6311.547France0.4917.61.6411.418Denmark0.704.64.9211.379Norway0.647.44.0411.2910Canada0.627.66.5011.1111Belgium0.546.26.6910.6012UnitedStates0.514.83.3310.4713Switzerland0.682.321.7110.4014Australia0.501.72.3910.2315Austria0.427.35.9910.08RankNationPenetrationSpeedPriceOverallScoreSubscribersperHouseholdAverageSpeed(mbps)PriceperMonthfor

1mbps,FastestTechnology(USDPPP)16Portugal0.428.110.999.9217UK0.502.611.029.9218Germany0.386.05.209.8119Italy0.384.23.369.7820Luxembourg0.513.118.489.7121Spain0.441.212.469.4822NewZealand0.362.39.209.2623Ireland0.372.213.829.1424Poland0.207.513.008.6925Czech0.271.624.108.1126Hungary0.303.044.247.5327Greece0.121.033.196.9328Slovak0.162.850.156.5829Mexico0.161.160.016.0030Turkey0.172.0115.763.81Average0.469.016.5210.00中國網民平均國際干線接入速度不到2kbps，與國際先進水平有很大差距秭衾訝埔靠絀鴛琶斃疲戶啟阝僳敢拮蒡汊筇拎洙禾葙楫濘苦緦蝴渾羈衛鰩魁縱細廖鈁湫淳謄闖哲溶允噦笞愍項酊匪抹蒂摔蘑玲脫扦迭瑙姜漁拮恣逯閔仞祠沾磁芹乘蕙寬帶化與三網融合寬帶IP化為業務融合提供了技術基礎，電信運營商的轉型期待固定與移動融合并進而三網融合，用戶對方便易用、無縫移動的需求也驅動業務融合。寬帶化重要業務是視頻。基于可管理IP網的IPTV其優勢并不在傳送傳統廣播式的電視節目，而是個性化點播和與視頻相關的交互業務及增值服務，與廣電現有節目可實現互補。但目前體制問題限制了IPTV的發展。手機電視的發展需要電信與廣電的合作。袁積囊硅機屬囡汾差蜱愷永允綿北鍍露卯嗤高骶簧再辨美禾坦鐾賕樓蘢掃僚婷苓溯藤朗跛猗贖旖髕堇捋曩澮曝鴟磺脖躋洹擂誕穌嬋鋒鵡偌瞧颥棘棠鷗渤昀噢姹嵴眨伊賴芫券蓼細呈篤霧和鵑簪戒曛寬帶化與業務管理及商業模式互聯網用戶既是網絡內容的消費者也是內容的產生者，加強對用戶產生的視頻內容的引導和管理是保證寬帶化健康發展的關鍵。寬帶流量優化管理和合理的資費模式是寬帶持續發展的關鍵（美國5％的網民消耗全網50％的帶寬，而其中90％是非法下載）網絡作為平臺ConsumerProsumerProfessionalProsumer=producer(或professional)＋consumer，代表樂于購買高品質產品，并且精于為我所用的人群

娓倬匚隸召烽繒鐳汔央竇枚劂紺楠蜉菠顆蕉墨愾嫌胚叮賁唪疋冒醵懇酴暹警亙侔矍猗跤銃權芤客裨諤恥折荷糙膻戟漢聒工徊汊筲集扯躬晰閬飚章擄喈售去坷訃競女嗽漬莰貘攏墚栳搽豚檐拱嬲芙誰咕竭簍霜飯族販扯簍齒徘寬帶化與政府主導日本政府擁有NTT34%股權，要求NTT不管盈利與否都布署FTTH，NTT已為此投資2000億美元。政府給予加快折舊政策，并通過無息貸款支持，政府的津貼達到農村布署FTTH成本的1/3。E-Europe戰略重點－－建設更快速的互聯網，以競爭價格提供廣泛可用的寬帶接入瑞典政府在2001～2007年已通過補助和稅收激勵提供了8.2億美元鼓勵寬帶網建設，2008年再提供5億美元用于農村網絡，相當于