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1、信息化与宽带化,邬贺铨中国工程院2008.12.02,信息化与宽带化,信息化的应用宽带化的发展宽带化的挑战,信息化的应用,信息化的应用,工业信息化内涵,产品功能数字化嵌入数字技术使产品增值产品设计数字化CAD、智能设计技术、虚拟设计技术、产品数据交换标准与零件库标准、产品数据管理（PDM)技术、并行工程等制造装备数字化例如数控加工生产过程数字化过程控制的自动化和智能化企业管理数字化信息和内外部资源集成，市场供销服务的管理数字化,产品功能数字化,产品设计数字化,生产过程数字化,制造装备数字化,企业管理数字化,企业信息化,从企业信息化到行业信息化,1965年 财务管理1970年 人事管理1975年
2、 购销管理1980年 成本核算1985年 MRP，MRP1993年 ERP1998年 供应链管理2001年 价值链管理,企业信息化,行业信息化,制造技术,制造技术的发展,绿色制造,劳动密集,技能密集,投资密集,技术密集,虚拟装配,虚拟装配,导航-GPS/惯性导航.基于预测信息的路由指南-小型传感器模块,嵌入信息技术使产品增值及提高效率,汽车电子技术的应用,汽车电子占轿车成本30%，在高档车还达到60%！,8,无线通信-3G/4G 路边设备 DMB 遥控,汽车 PC-客户服务器系统 软件与硬件平台 嵌入软件 三维显示 话音识别/TTS SoC,安全-E911-事故检测 睡意检测 碰撞检测 跟踪被
3、偷汽车,欧盟认为嵌入式电子对新产品贡献2040的价值,IT业务外包市场,Source:neoIT,2008年仅在全球计算机用户电话服务中心领域，就将为印度提供110万个就业岗位和价值210亿至240亿美元的服务收入。,利用ICT实现节能减排,“全球电子可持续发展倡议组织（GeSI）”2008年7月发表的节能化2020年：在信息时代推动低碳经济报告:将信息技术用于主要行业节能减排，可减排78亿吨CO2，即2020年ICT可助全球CO2排放量减少15，所节约的能源总价值达9000亿美元(其中建筑业、物流业、电网和工业分别节约3400亿、3266亿、1246亿和1072亿美元)。ITU估计ICT能帮
4、助全球减少排放1540。美国总统科技顾问委员会在“面向21世纪的联邦能源研究与发展规划”中指出，工业无线技术的应用将使工业生产效率提高10，并使排放和污染降低25。,在建筑物中安装2万个传感器并使用IPv6连网，节约运行能耗30,ICT技术在节能降耗中的应用,Wiring the sensor nodes,Temperature Node,Hiroshi ESAKI,Ph.DUniv.of Tokyo,30%,Telefonic研究得出典型办公室利用ICT优化照明和空调管理可年节能27,12,RFID(射频标签）,US Health Expenditures:increasing share
5、of GDP,电子保健（e-Healthcare）,美国2004年“A New Generation of American Innovation”计划氢燃料技术目标是五年使氢和燃料电池技术从实验室到商品电子医疗记录与信息交换目标是十年内大多数美国人都有电子医疗记录宽带化从2001年到2007年美国宽带普及率将提高440%。,年度保健消费（2003）,OECD国家平均占GDP 9.2%,改进医疗服务的标准，提供快速医疗服务以病人为中心，容易接入各种保健数据，提供客户化专业服务降低医疗服务成本,医疗图像需要高带宽,14,Slide courtesy of Arthur Toga(UCLA),IC
6、T在科学研究中作用高能与核物理研究(HENP),在瑞士的CERN实验室每次实验产生Terabytes的数据要求网络支持:海量数据转送和视频会议（组播和低延迟/抖动）,强子对撞机,16,ICT在科学研究中作用射电望远镜,天文学家从地球站天线收集星球的数据从位于地球各地的多个天线发送1Gb/s的数据,要求网络支持:长持续的数据流分布数据存储、实时动态检索和分布处理,Cosmic ray air-shower array detector China-Japan Collaboration Yangbajing,Tibet 4300m a.s.l.,视频会议,宽带化的发展,宽带化的发展,中国宽带用户
7、占互联网用户比例,宽带接入用户占互联网用户比例平均每月增加一个百分点,按照2008年6月的统计,我国互联网用户中71%和 84.5%分别在线下载视频和音乐节目.,Source:;www.pewinternet.org;,网民中使用流媒体的比例,按照DCCI2007 年调查,中国有77.95 的网民在网上看电视，而通过广电网收看电视的仅有 60.59。,To watch and listen on line,P2P 业务已成消耗网络带宽的主流,P2P,HTTP,UDP,Interactiveservice,Streaming,Source:statistic of China Telecom a
8、t end of 2006,中国互联网国际干线带宽,中国互联网国际干线的带宽从1997年末的18.64Mb/s发展到2007年的312Gb/s，十年增长了1.68万倍，年均增加249。这一数字比同期互联网用户的年均增长率106高一倍多。中国互联网国际干线带宽在2008年中相比2007年同期增加58.1%.,(Mb/s),中国内地每个网民可用的国际带宽2008年中为 1.95kbps，而2007年底香港为24.5kbps.,22,10年 5833 倍!,美国IP骨干网流量,YouTube有600万个容量为10MByte节目，每天接受1.5亿次下载，即每天发出1.5PByte,相当于美国互联网20
9、00年全部流量，亦即目前的10流量，每天的带宽费用为100万美元到2010年一个美国典型家庭每月将产生1.1TByte流量，20户家庭产生的流量将多于1995年整个Internet骨干网的流量,23,Source:Netflow iTAS.Average Quarterly traffic,日本互联网干线流量十年增加1000倍！,光纤传送系统宽带化,Speed Mbit/s Fiber Length km,Transmission Performance,F,-,1,0,0,M,F,-,4,0,0,M,F,-,1,.,6,G,3,2,M,1,0,0,M,4,0,0,M,F,-,3,2,M,1,
10、0,0,M,8,0,0,M,2G,1.8G,445M,10G,2,0,G,F,A,-,1,0,G,2,.,5,G,1,0,G,1,0,0,G,10,9,10,10,160G19Ch,100G10Ch,Single Mode Fiber,Experimental demonstrationSystem in operation,2.5G48Ch,(Year),Optical Connector,WDM,TDM,AWG,DFB Laser,11,10,100G10Ch,85G40Ch,Optical Amplifier,170G8Ch,10G80Ch,PSKMulti-Level,PSK:Phas
11、e-Shift Keying,WDM:Wavelength-Division-Multiplexing,TDM:Time-Division-Multiplexing,160G160Ch,111G140Ch,40G40Ch,111G134Ch,CoherentOFDM,IP网的宽带化,NGI：美国的GENI和FIND项目，提出了切片化、虚拟化、可编程的设计思想。NGN特点：传送面与控制面分离，加强控制面功能和网络集中管理，目标是建设可管理的IP网。FMC驱动IMS成为NGN重要的组成部分。CNGI是目前世界上规模最大的IPv6试验网。出现重叠网和建设第二个互联网的趋势。,26,移动通信峰值速率平
12、均每年加倍,10 Kbps,100 Kbps,1 Mbps,10 Mbps,100 Mbps,1000 Mbps,2000,2001,2002,2003,2004,2005,2006,2007,2008,2009,2010,WiMax,CDMA 2000,GSM,GPRS,1xRTT,EDGE,UMTS,HSDPA,EVDO Rev0,EVDORevA,HSUPA,LTE,Today,Voice,Web Browsing,Streaming Video,Email,Broadcast Video,Voip/Video Conferencing,Mobile Broadband,Source:M
13、organ Stanley Research&Company estimates,Peak rate doubles every year,TD-SCDMA,宽带化的挑战,宽带化的挑战,1/1/2010,1/1/2007,1/1/2000,IPv4 地址将于2012年耗尽,频谱资源问题,中国的移动通信普及率还略低于世界平均水平，仍有很大的发展空间，今年新增移动用户半数来自农村2008年1-9月与去年同期相比，移动通信用户增加14%,收入增长15.7%，移动本地通话量增加30.1，移动长途电话通话时长增长28.9%。移动业务量增长远高于用户数增长，中国的移动通信网处于新一轮扩容高潮（北京移动20
14、07年扩容量为存量的一半）移动分组数据用户占移动用户38%,移动互联网用户占移动用户比例为1/4左右，非话业务占收入1/4，在城市已占新增收入的一半中国城市人口密度大，移动话务密度高，频谱资源紧张，蜂窝小区半径小，对网络优化与室内覆盖有高要求.,宽带化普及率、接入速率与价格Assessing Broadband in America:OECD and ITIF Broadband Rankings(April 2007)，http:/www.itif.org/index.php?id=57/,中国网民平均国际干线接入速度不到2kbps，与国际先进水平有很大差距,宽带化与三网融合,宽带IP化为业
15、务融合提供了技术基础，电信运营商的转型期待固定与移动融合并进而三网融合，用户对方便易用、无缝移动的需求也驱动业务融合。宽带化重要业务是视频。基于可管理IP网的IPTV其优势并不在传送传统广播式的电视节目，而是个性化点播和与视频相关的交互业务及增值服务，与广电现有节目可实现互补。但目前体制问题限制了IPTV的发展。手机电视的发展需要电信与广电的合作。,宽带化与业务管理及商业模式,互联网用户既是网络内容的消费者也是内容的产生者，加强对用户产生的视频内容的引导和管理是保证宽带化健康发展的关键。宽带流量优化管理和合理的资费模式是宽带持续发展的关键（美国5的网民消耗全网50的带宽，而其中90是非法下载）
16、,网络作为平台,Consumer,Prosumer,Professional,Prosumer=producer(或professional)consumer，代表乐于购买高品质产品，并且精于为我所用的人群,宽带化与政府主导,日本政府拥有NTT 34%股权，要求NTT不管盈利与否都布署FTTH，NTT已为此投资2000亿美元。政府给予加快折旧政策，并通过无息贷款支持，政府的津贴达到农村布署FTTH成本的1/3。E-Europe战略重点建设更快速的互联网，以竞争价格提供广泛可用的宽带接入瑞典政府在20012007年已通过补助和税收激励提供了8.2亿美元鼓励宽带网建设，2008年再提供5亿美元用于
17、农村网络，相当于50的成本。美国国家宽带发展战略-2010年实现一亿家庭用100Mb/s上网，将来可扩展到1Gbps。“宽带应当是本世纪国家的需要，就像在上世纪将人送上月球那样重要”。美国宽带化估计城市每户需250美元，农村每户需1100美元，美国有1.15亿户，目前还有9700万户未达此目标，未来几年需要数百亿美元投资，美国ITIF建议联邦政府、州政府和运营商各出1/3。,宽带化与能源消耗,ICT产业已经成为全球第5大耗能产业，ICT设备的CO2排放占全球22.5（其中电信约占1/4，固网与移动是3：2），与全球航空运输业相当。尽管相对于ICT对全球GDP的贡献7还不算大，但今后几年ICT能
18、耗将年增5。ICT设备占英国能源账单的10，其能耗相当于四个核反应堆。美国ICT产品的能耗占全美能耗的8，占电力消耗的15。Google公司在美国Oregon的数据中心每天的耗电与日内瓦市相当。宽带化驱动绿色节能通信产品开发和对网络体系的优化。,2008年思科公司的大容量路由器CRS-1 容量为1.2Tb/s 功耗15kW,920Tb/s 10MW,2018年互联网容量将较2008年增加800倍,若全国需要100个大容量路由器，其总功耗,一个核电站容量,X800,X100,10000MW,结束语,工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化驱动宽带化宽带化促进业务融合宽带化推进下一代网络发展对宽带化的需求要有足够的认识对宽带化的挑战要有足够的准备对宽带化作为拉动内需的重要因素要有足够的重视需要有国家宽带发展战略宽带化期待体制改革来开路,THANK YOU,谢谢！,
