邬贺铨院士：大数据时代光网络的机遇

由内蒙古自治区党委政府、中国通信学会光通信委员会、中国光学学会纤维光学与集成光学专业委员会等共同主办的“2012国际光纤通信论坛”于内蒙古呼和浩特隆重召开，论坛以“宽带中国·迎接光纤通信发展第二春”为主题。中国科学院和中国工程院两院院士及工业和信息化部、国家发改委、国家科技部、中国电信、中国移动、中国联通、国家电网、广电总局以及国内外通信行业资深专家出席会议并演讲，以促进我国光纤通信系统与世界同行的交流与合作，推动我国“光进铜退”、“新一代信息技术”的发展。

下面由中国工程院院士邬贺铨演讲，题目是“大数据时代光网络的机遇”。

尊敬的各位领导、各位院士、各位专家：

早上好！我的报告题目是“大数据时代光网络的机遇”。

主要讲三个方面的内容：宽带内容、大数据的基础；两化融合大数据的应用；光纤网络大数据的支撑。

70多年前发明了电视机、60多年前发明了计算机、50多年前发明了IC，20多年前发明了网络，30多年前发明了3G。早年我们是以计算机为中心的DOS和通信用户界面为主流的PC时代，现在进入到以WEB为中心，现在进入到了以服务为中心的云计算时代，现在我们在谈论以应用为中心的物联网时代，进一步发展会进入以用户为中心的新的时代。总之可以看到从网络共享、信息共享、服务共享现在要走向资源共享。现在的发展会进入到一个新时代，前年开始进入了数字化时代，今年开始进入了移动互联网时代。不出十年会进入后摩尔时代、云计算和物联网时代，也就是我们现在面临一个信息技术换代的时期。

移动互联网、云计算、物联网以及它们的结合，包括智慧城市这些奠定了我们发展的一些技术基础。现在很多地方都在谈论智慧城市，这得益于移动互联网、云计算和物联网这些技术应用的结合。美国华尔街日报网站2012年2月22号发表文章，讲了三大技术变革，包括大数据时代、智能化生产和无线网络革命。这三种技术会催生新世纪的技术变革。我们已经注意到近年来随着互联网业务的增长，特别是互联网里视频业务的主导，视频业务武装成为互联网的主流，四科认为2013年互联网消费业务90%以上是视频，YOUTUBE目前占全球视频流量的43.8%，去年相当于全世界一个人会看过这个网站140次，其中没有中国。我们国家网络占比流量也在提升，从前年的23%提高到45%。美国互联网流量P2P占44%，互联网视频占25%，IPTv占6.2%，所以互联网视频内容占主导。如果说2000年美国传播互联网干线是1亿，那么YOUTUBE2008年等于美国全网互联网流量的一倍。

视频业务成为主流：现在电视传输方式有多种方式，有卫星直播的电视，有地面广播电视、有手机网电视，现在大部分城市里都是有线电视。现在电信运营商在管理网上基于IPTV，很多网民通过网上互联网进行收看。电视十年来发生了很多变化，从无线到有线，从广播到电波、从标志情况到高清、从2D到3D，从食频道多媒体，从终端到云端，发生了很大的变化。我们现在看电视基本都是有线的，家里打电话基本是无线的。

现在国家进一步部分提高三网融合，这些业务会更快的发展。视频业务的发展也给互联网的网络带来了流量很大的压力。另外，现在网上的视频很多是网民创造的。如果说过去网民是一个消费者，网上的内容是专业人员产生的。可是现在网民本身成为视频生产者，可以看到中国一线城市微博渗透率超过了广播和电影。访问网站量可以看到谷歌和微软访问最大，可是增长率是YOUTUBE这些，这些内容是网民所贡献的。在年轻网民里，很多年轻网民很多时候看的内容是用户所产生的。比如说博客、微博所帖出来的内容，而这些内容里很多内容也是视频。

再看手机的发展，手机本来只能听和讲，现在能看和写，可以触摸，可以感知，人机界面发生了很大的变化。如果说2000年手机引用MP3，02年可以带照相机、03年可以录音、05年可以内置游戏，10年可以当PC用，今年有四核的手机，有语音翻译、光线感应、语音搜索等等。手机功能已经智能了很多，老人手机可以由陀螺仪，如果你摔了，你到医院的时候医院可以通过手机定位救护车就会开过来。比如像我，我眼睛花了，那么白天手机可以发亮，现在的手机也可以达到，比如你给美国一个朋友打电话，你按一个键，你这边讲中文，他那边一个键就可以听英文。所以手机已经变成了个人的数据中心，因此它的流量会很快的大大的增长。现在大量出现的智能手机本身具有独立的操作系统，可以由用户安装游戏等第三方软件。传统的手机上网比例是5%左右，智能手机用户上网比例达到50%左右。苹果公司新任CEO库克是个人电脑已经不是人们个人数字世界的中心，个人更喜欢比PC更容易使用的手机。iPad上市不到一个卖到100万，iPhone不到两个月卖到了100万。

我们的互联网用户，桌面互联网用44月从44万用户发展到7500万，而移动互联网14个月用户数增长了100万，用户数仅仅是苹果手机和安卓手机的用户数。桌面互联网2000年3月到10月走了十个月达到了44万，移动互联网只用了14个月用户就增长100万。

普通用户上网流量是10兆，而智能手机是100兆。移动的老总王建宙曾经对腾讯的马化腾说，能不能把你的QQ优化一下，你消耗了我40%的流量。移动互联网的流量会带来一个特点，就是短报长展现，不仅用户负载加大，而且加大了网络的新负载。移动通讯早年GSM只有10K，然后到3G出来了到了10兆，现在LTE可以达到100兆。

未来移动网上视频流量也会是主流，而且最大的流量产生会来自于平板电脑，这方面流量贡献最大的是亚太地区。可以看到目前移动互联网流量已经占到全部互联网流量的10%，而且年增幅会达到100%。将来整个移动互联网流量占整个互联网流量很快会达到20%。

这是美国固定互联网和移动互联网流量增长的情况（演讲ppt的图显示），可以看到这两者上下的关联。现在固定互联网的流量达到的规模可以预期8年后在移动互联网上也会出现。现在物联网发展很快，我们国家很多地方，比如武汉用传感器监控机场，有没有翻进去。很多地方用视频监控过路的人有没有什么嫌疑人，或者监控一些安全事件。所有的道路，比如一些大城市都是50万个摄象头，北京差不多安了差不多80万个摄象头。北京去年8月份规定，所有超市有食品架的要安高清视频摄象头，以便防止有人投毒。武汉有的中学，可以监测你的小孩子什么时候到学校。物联网应用增加了很大的互联网流量的需求。

(08年资料)可以看到美国的一个医院一年产生的数据量是500TB，所以医疗信息化也会对我们宽带提出很高的要求。这些业务的增长带来了增个干线的增长，这是8月9号我在网上下载日本东京到大板的流量，过去十多天前，历史统计是在不断递增的，流量的增长差不多是10年1000倍。美国说东欧、印度、包括日本、中国增长差不多超过了100%。全球增长了62%，10年流量增长1000倍，意味着TBPS到PBPS。前年全世界互联网流量美国占全球31%，韩国占全球的10%，中国占全世界6.3%，我们中国网民是全世界最高的，中国互联网带宽比较窄，所以我们流量占的比例并不高，人均互联网流量最高的国家是韩国，人均互联网流量中国排名第82位。

这些带来的结果是数据量很大，现在推特上每有2亿条微博占个TB，全球数据2000年800TB、2020年会达到35个ZB，去年4月份美国国会图书馆一个月收集了35个TB数据，全球数据总量每两年会翻一番。

第二块，两化融合大数据的应用。

早年我们都在谈企业形式化，财务管理、人事管理、购销管理、成本和。供应链管理、价值链管理。从单个管理到最后的行业信息化，从供需的集成、包括供应链管理、客户关系管理，这些都是企业里现在经常使用的一些企业管理软件。除了这个软件以外，我们可以看到现在覆盖到物流管理、人事管理、财务价值管理等等。信息化不仅仅表现在后台方面，我们的制造业从早年的生产到自动化、呼机套讲出“灵活制造、及及集成制造等等。其实网络技术广泛应用不敦推动生产方式发生变化，肉刑制造、网络制造、绿色制造智能制造、全球制造日益生产生产方式变革的放”。这些制造的发展得益于宽带网络这个平台的支撑。

现在我们都在谈进一步深化两化融合。早年我们工厂用两维绘图，后来改成三维建模。然后是数字样机，然后到了数字化制造，这里包括了一些数字流程和产品数据的管理，进一步到知识的获取。现在我们停留到三维建模阶段，纯数字化制造还不够。国外发展到，制造完了机器没有出，我能感受到用户用这个机器有什么感受，就是把用户的感受体下出来。我们现在离这个还有很大的距离。

数字化制造：所谓数字化制造是全生命周期生产工作的管理及涉及到工程设计、厂房布局，也就是不是一台制造设备的控制，而是整个工厂的供应链，包括销售等等环节全部整个的管理所以这叫数字话制造，我们现在离这个还是有一定的差距。

现在发展到了智能装备制造。智能制造是装备具有感知、分析、推理、决策、控制功能的制造装备，是先进制造技术、信息技术和智能技术的集尘和深度融合。数字化制造程序控制有反馈，能够使制造工艺适应制造环境的变化达到实时优化。这里需要运用到很多计算和和信息化的技术。

我们过去做材料，比如做一个发动机的材料要耐高温高压，我们知道它是多种核心，但是我们不知道它的基因是什么，我们现在希望从计算机上分析每一个数字和原子的结构，预测合成以后会得到什么样的性能，不一定非要把核心做出来，这种叫材料基因组织工程。现在为什么会重视大数据呢，因为大数据会带来很多收益，华尔街市场收集了300多亿的微博帐户，可以通过微博看用户的情绪，高兴还是焦虑，然后通过这个分析结果，公司决定买股票还是卖股票，因此它的收益总是比别人好。我们对信息的掌握怎么才能有用?我到山东寿光看到上面写着黄瓜北京3块一斤，当今1块，我说你运到北京卖吧，他说不行，这样大家都运去，黄瓜会更便宜，我说信息化对你没有用了，他说只有对我有用的信息才有用。

世界经济论坛去年发布报告，说大数据是新财富，价值堪比嗜爱，麦肯锡说数据就是资源。麦肯锡预测美国大数据用在保健上会产生3000亿美元的效益，欧洲把大数据用在公共管理上会产生2500欧元的效益。把大数据用在服务业上可以获得6000亿美元的收益，用在零售商上会有60%的利润增加，把大数据用在制造业设备装备上会减少50%的成本。关键看你能不能挖掘大数据的潜力。

最后一点光纤网络：大数据的支撑。

大数据是指无法再一定时间内对常规软件工具对其内容进行抓取，管理和处理的数据集合。大数据是数据很大，速度很快，品种很多，有结构性的、半结构的，很多大数据是垃圾数据，怎么从垃圾里“收取”黄金？大数据从常规的不好分析，需要有大数据平台、数据库、通过企业集成传统和新的机制获取来源。通过工具软件建立一个大数据平台所有的内容。最终要表现为可视化。首先最重要的就是云计算，“云计算”这个词是近年来提的，早年我们都提数据库，后来提到IDC，现在提到云计算，实际上真正的是云服务。未来发展是什么，现在还不清楚云计算底层必须也宽带网络，上层有一个平台，上面有数据中心及服务，然后平台及服务、软件及服务。数据库、数据中心是云计算需要的组成部分，但它绝对不等于云计算。现在很多地方建云计算顶多算云计算中心，腾讯和百度可以用中国电信的数据库，这仅仅是云计算最基础的服务。云计算要提供开发环境，就是企业使用你的开发工具可以生产我的需要的软件，再一个是我甚至可以可以开发好提供你，租给你使用。比如每个企业规定你必须使用金蝶软件，我们企业买不起，租，这就是软件及服务，计算机也可以租这叫平台及服务，如果我没有人干这个工作，整个都可以外包，这就是云服务。

比如企业没有自己建数据中心，随着数据越来越大，自己建成本很高，这时候可以用公共的第三方公共云，租用公共资源。有些企业比较大，像中国移动、中国电信，自己可以建自己的虚拟云，可以跟外面发生关系，还有一些企业不想自己建一个私有云，也不想把自己的东西放到公有云上，那么可以建虚拟的私有云，物理上的数据放到公有云上，所有控制管理企业自己去做。云计算本身公有云并不是都放在一起，也可能是分布。因此分布中有很多光缆技术的联系，云计算本身不能代替独立的IDC为了冗余也需要大量的光系统连接。云计算给光传输系统带来了很大的机遇。

光通信现在40G系统1997年开始研发，2004年开始部署但采用的技术变化太快，缺乏标准化。现在100G系统已经可以用，未来向400G演进。核心网络传送技术的发展：从电路传送到现在的IPOVER，到OPO包装到ODU，保障成OTU，最后成了OCH，整个包装里可以看到有各种各样的不同层次的，当然要通过ODU和OH，也要加很大的字节。随着比特率越来越高，光纤系统要保持足够的终极距离，性价比比较低的时候只有通过误码纠错可以实现。

现在放是能在光层上做绝不在电层上，凡是能在电层上做绝不在IP层上做，所以IP层的量比较少了，我们从三层交换过渡到了光的交换。过去我们找人谈是从客户到服务器，后来因为终端能力提高了，我们就谈我们的模式是P2P，现在是Server到Sever，这是因为用户的搜索和查询涉及到多个服务器，服务器之间的交换，远多于客户到服务之间的交互，现在是服务器与服务器之间的交换，现在网络本身要从体系结构转到Sever到Sever。城域网传输技术现在受到更大的关注，这包括IP/MPLS，直接过来的，也有无连接技术，现在更多的是MLPLS上到TP，就是传统的互联网上进行改进，增加一些面向连接的TP。现在结构网，我们说宽带中国，首先表现在宽带结构上的光纤到路边，光纤到小区，光纤到用户，支撑这个技术主要还是PON，现在基本还是GPON和EPON，这些还是作为结构网的主要技术。

移动网对光纤也提出了很多挑战。现在出来把蜂窝的半径缩小，基站加密，基站数急剧增长，另外要适应大量密集的小基站或Femto-Cell，基站往往需要通过光纤连接到交换机或严禁的分组核心网，基站数据增加意味着需要大量光纤传输系统。移动通信基站传统的从传统的BTS到SDH/五ATM，汇集到SDH/ATM。现在基站还面临一个问题，我们有很多蜂窝小区，但是不见得每个蜂窝小区同样时间都忙，同样时间都闲，比如北京回龙观住了很多人，晚上这个小区基站很忙，话务量很忙，其他地方办公室人走空了，没有人打电话，而白天回龙观小区的人上班去了，白天基站又很闲了，整个移动通信基站忙闲不均新一代基站希望把数据处理集中，这样一集中是射频传输，因此光纤网要改成直接传输射频技术。现在移动通信发展已经想尽办法把能力提高，靠近基站可以直接从基站获取，原理的可以室内中继，还有到家里异构中继续，异构的应用是增加对光纤的需求。未来移动通信基础，包括多点协作，所有基站之间协同，中期也要有光传输系统，和异构网。

为了吸引未来大数据时代合乎产业发展十二五规划指出了要加快融合国家信息基础设施下一代信息网络宽带介入、下一代网络，包括宽带中国、物联网工程、三网融合项目，这些都会对光传输网络提出很高的要求。国务院非常重视推动宽带化。去年12月国务院通过了关于发展下一代宽带的建议，今年3月份七部委联合下发通知，今年5月7号工信部发布了通信业十二五规划，这些都意味着2012年中国进入光纤大发展的时期。

以视频为主的宽带业务和物联网及移动互联网应用奠定了大数据的基础，以智能制造为标志的量化融合提升了大数据的价值，大数据加速了对网络宽带化的需求，大时代加速了光网络发展的机遇。

我的报告就到这里，谢谢！