“十四五”時期的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

尊敬的艾市長、各位專家、各位來賓，早上好！很高興來參加高交會開幕論壇，我的報告題目是《“十四五”時期的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》。從第一次科技革命1687年開始，到1915年愛因斯坦提出相對論開始第二次科技革命。這中間對應(yīng)著三次工業(yè)革命，第一次工業(yè)革命是機(jī)械化為代表，第二次工業(yè)革命是電氣化為代表，第三次工業(yè)革命是信息化。信息化對應(yīng)的技術(shù)，現(xiàn)在是實(shí)時通信技術(shù)。為什么從1990年算起呢？這時候是互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行商用，也是中國全功能接入互聯(lián)網(wǎng)的時候。大家關(guān)心的是現(xiàn)在信息化能持續(xù)多久，按照前面的是100年，所以推測信息化可能會延續(xù)到本世紀(jì)，當(dāng)然不僅僅是信息通信，也許會信息跟生物技術(shù)結(jié)合。科技革命帶動經(jīng)濟(jì)的變化，我們從農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)走向工業(yè)經(jīng)濟(jì)，現(xiàn)在是數(shù)字經(jīng)濟(jì)，實(shí)際上也是工業(yè)經(jīng)濟(jì)時代的特征。新技術(shù)首先從摩爾定律集成電路開始，集成電路經(jīng)過這么多年的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，集成電路基本上還是沿著摩爾定律發(fā)展，集成電路器件包括晶體管數(shù)密度的變化，我們以華為5G手機(jī)為例，2018年9月是麒麟780，2019年9月是麒麟990，今年9月是麒麟9000，在5納米的工藝上每平方毫米有1.71億個晶體管。我認(rèn)為集成電路的技術(shù)進(jìn)步在4G之前是計算機(jī)驅(qū)動的，5G極大引領(lǐng)了集成電路工藝技術(shù)的進(jìn)步。如果說今年手機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了5納米，到2025年有可能會用1納米的。目前CPU的能力已經(jīng)做到跟老鼠腦子的水平差不多，有望2030年達(dá)到人腦的水平。全球超算50強(qiáng)，前三名是日本、美國，中國排第四、第五，但是在全球500強(qiáng)里面，中國占了45%，是最多的。計算能力還需要有很大發(fā)展，從2012年到2019年，人工智能所需要的計算能力增長了30萬倍，但是并不一定都要由超算來計算人工智能，人工智能目前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并不需要那么高的精度和指令集，也許專為人工智能設(shè)計專用計算機(jī)比通用的更有效。人工智能的算法目前還是基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，分出來是什么東西機(jī)器不見得是知道什么東西，這時候要人告訴它，這叫有監(jiān)督學(xué)習(xí)。當(dāng)然如果進(jìn)來的帶有文字，也許不需要人告訴它，它就知道分類是什么。經(jīng)過分完類，我們可以進(jìn)行測試。貓、狗這些是很形象的，工業(yè)上用收集的數(shù)據(jù)不能眼睛一看就知道是什么，必須要標(biāo)注和清洗。人工智能的發(fā)展，第一代還是基于專家系統(tǒng)靠推理，第二代主要是靠數(shù)據(jù)驅(qū)動做感知，都還有片面性，未來需要有知識與數(shù)據(jù)的融合，要解決現(xiàn)在人工智能穩(wěn)定性、可解釋性還不夠的問題。所有網(wǎng)絡(luò)發(fā)展都需要通信，現(xiàn)在以光纖為例，單波長可以支持多個信道，另外可以波分負(fù)用，還可以有X偏振、Y偏振，還有載波復(fù)用，光的技術(shù)也在不斷演進(jìn)。原來單膜光纖只傳一個膜，現(xiàn)在利用信號處理技術(shù)，一根光纖可以傳出多膜，也就相當(dāng)于當(dāng)幾根光纖使用。我們通過多重維度提高光纖的容量，并且光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在發(fā)展，光接入技術(shù)也在從普通的撥號上網(wǎng)到ADSL到現(xiàn)在的百G-PON，5G也會對傳輸技術(shù)提出新的要求?？傊?，單光纖的容量20年提高了1萬倍。未來干線的單波長可以做到T比特，單纖可以做到P比特，長距離也能做到100T，到目前為止還沒有把光纖理論上的容量能夠達(dá)到，還有一個很大的空間。我們走過的第一代移動通信是模擬的，蜂窩小區(qū)依靠頻率的不同區(qū)分用戶。2G是數(shù)字的，它靠時序的不同區(qū)分用戶，3G是以碼道的不同區(qū)分用戶，4G把頻率和碼道幾重因素用上去，4G可以做到峰值速率100M，5G的多址方式是4G的改進(jìn)，峰值繼續(xù)提升。這里面相同的是它們都是十年一代，每一代峰值速率提高了1000倍。以5G為例，它主要還是依據(jù)通信的香濃定理，首先把基站做得更密、把天線做得更多、把頻率展得更寬、物理層的改進(jìn)，做到了增強(qiáng)移動寬帶高可靠、低時延長、廣覆蓋、大聯(lián)接。同時還要利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，云化、虛擬化、軟件定義、網(wǎng)絡(luò)切片，使得5G和4G比在多項性能上有1-2個數(shù)量級的提升。但是5G畢竟是無線傳輸技術(shù)，為什么會起這么大的作用呢？是因為它高寬帶、高可靠、低時延、大聯(lián)接。它把云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)緊密地融合在一起，打通了數(shù)據(jù)從采集、處理、分析、決策的全過程，發(fā)揮了數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)要素的作用，所以它是集成了新一代信息技術(shù)，當(dāng)然未來還會往6G進(jìn)一步發(fā)展。我們再看互聯(lián)網(wǎng)。互聯(lián)網(wǎng)到現(xiàn)在有50余年的歷史，前50年基本上是美國國防部的網(wǎng)絡(luò)和科學(xué)基金委的網(wǎng)絡(luò)，更多是為學(xué)術(shù)研究用。從90年代開始互聯(lián)網(wǎng)商用，這十幾年時間互聯(lián)網(wǎng)基本上中外出現(xiàn)了一大批互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)?，F(xiàn)在進(jìn)入了移動互聯(lián)網(wǎng)時代，人工智能、大數(shù)據(jù)這些技術(shù)也凸顯。隨著5G的商用，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、可信互聯(lián)網(wǎng)和價值互聯(lián)網(wǎng)。業(yè)界一直在探討網(wǎng)絡(luò)新的顛覆性的技術(shù)，但是應(yīng)該說現(xiàn)在還沒有可信的、可用的技術(shù)，現(xiàn)在回過頭來看IPV6，我們現(xiàn)在把地址更進(jìn)一步利用，傳統(tǒng)的IP地址不知道IP包上承載什么業(yè)務(wù)，現(xiàn)在我們在IPV6上定義IP包，用戶的身份，APP的身份，業(yè)務(wù)的需求，對信道帶寬、抖動、時延、丟包率有什么要求，就可以知道是什么業(yè)務(wù)，可以針對性服務(wù)?，F(xiàn)在我們在IPV6里面，根據(jù)傳輸過程中的誤碼發(fā)現(xiàn)丟包率，并且加入時間標(biāo)簽可以發(fā)現(xiàn)傳送的延時。我們還通過分段陸游，比如我們計算出這個路由，然后下發(fā)給第一個路由器，在第一個路由器得到IPV6的指令，中間的路由器就沒必要進(jìn)行思考了，直接可以建立一條路由。一旦里出了故障馬上上報重新修改這個路由?？梢詫?shí)現(xiàn)快速倒換，可以預(yù)先針對故障應(yīng)該往哪倒，甚至可以為同一個人的同一個目的地的業(yè)務(wù)，我們可以同時安排4條路由，這樣保證高可靠。而且通過軟件定義，我們可以區(qū)別正常選這條路，如果要求低時延可以給你選低時延的路，如果你需要高帶寬可以給你選高帶寬的路。IPV6使得網(wǎng)絡(luò)可以更能感知網(wǎng)絡(luò)，更能提供有針對性的服務(wù)。5G畢竟還驅(qū)動了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，2016年通過了窄帶物聯(lián)網(wǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在5G實(shí)現(xiàn)了高寬帶、大連接并且智能聯(lián)網(wǎng)。什么叫智能聯(lián)網(wǎng)？我們甚至可以把人工智能的芯片、人工智能的操作系統(tǒng)嵌入到物聯(lián)網(wǎng)終端，這樣就組成一個前端具有智能處理的物聯(lián)網(wǎng)終端智聯(lián)網(wǎng)。更進(jìn)一步我們可以把區(qū)塊鏈也嵌入到物聯(lián)網(wǎng)上。未來不單是上網(wǎng)上云上鏈，不僅是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，數(shù)據(jù)互聯(lián)，價值互聯(lián)，我們從物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到智聯(lián)網(wǎng)、信聯(lián)網(wǎng)，從萬物互聯(lián)到萬物智聯(lián)，到萬物信聯(lián)。5G的出現(xiàn)使得我們的計算能力分配有很大的不一樣，一種是終端計算驗算，云端的遷移，終端不需要賦予那么大的計算能力，通過5G網(wǎng)絡(luò)，高帶寬、高可靠，第一時間獲得云端的能力，所以終端可以簡化，即插即用。另外一種是把云端的能力一部分下沉到邊緣云，這樣便于實(shí)時性處理那些對時延敏感的業(yè)務(wù)。云邊端都有計算能力，需要很好的協(xié)同。比如城市視頻有很大的攝像頭，前端攝像頭做視頻編碼，邊緣計算做特征提取，中心云做聯(lián)合優(yōu)化。我們現(xiàn)在推動的虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸式運(yùn)用，手機(jī)做視頻全景編碼，邊緣計算做全景壓縮，中心云做背景渲染，這樣把各方面的能力充分調(diào)動?，F(xiàn)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)會成為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主場，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接海量的數(shù)據(jù)，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺支持各種APP的應(yīng)用。平臺里面包括了邊緣層以及IaaS，這里面有各種各樣的基礎(chǔ)設(shè)施。更重要的是PaaS層，以及SaaS提供工控軟件和工業(yè)APP，估計到2025年工業(yè)PaaS有望標(biāo)準(zhǔn)化?！笆奈濉边€會有更大的發(fā)展，雖然現(xiàn)在5G商用了，但還有很多我們意想不到的東西。我們回顧一下歷史，2G是1991年商用的，中國是1994年開始的，1992年有了短信，2003年有了手機(jī)QQ，2004年有了支付寶。3G是2001年商用的，中國是2007年開始使用的，3G出現(xiàn)以后有了智能手機(jī)、移動電子商務(wù)、微博、美團(tuán)、微信，中國的微信是在3G商用4年以后才出現(xiàn)的，可以說在3G商用之初我們根本不知道會有這些東西。4G是2010年商用的，中國是2013年開始的，得益于寬帶能力，4G之后有了支付寶、網(wǎng)約車、拼多多、頭條、快手、抖音，這些也是4G商用之初沒有想到的。中國的5G跟發(fā)達(dá)國家同步，得益于云端智能融合能力，可以支撐超清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)、智聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)，但這些就是5G的全部嗎？不是的，移動通信新業(yè)態(tài)是網(wǎng)絡(luò)能力具備以后催生的，5G一定會催生出現(xiàn)在還想象不到的新應(yīng)用。我們說5G會滲透到各行各業(yè)，我們可以回顧2G網(wǎng)上銀行，3G出現(xiàn)手機(jī)銀行，4G有數(shù)字銀行，5G將來會推動智慧銀行。整個數(shù)字經(jīng)濟(jì)會有更多的新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)出現(xiàn)。5G有機(jī)構(gòu)預(yù)測，2035年會增加13.2萬億美元產(chǎn)出，對應(yīng)的GDP增加是7%，對應(yīng)的全球是3.6萬億美元，中國是1.1萬億美元。麥肯錫預(yù)測，2030年AI為全球GDP增加1.2個百分點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)增加13萬億美元。埃森哲預(yù)測2035年AI使全球利潤率提高38%，相當(dāng)于經(jīng)濟(jì)增長14萬億美元。埃森哲預(yù)測，到2030年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能為全球經(jīng)濟(jì)帶來14.2萬億美元的經(jīng)濟(jì)增長。我們說人工智能、5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三者，有些是2030年，有些是2035年，我們保守點(diǎn)都算到2035年，這三者之間會有一些重疊，可以預(yù)計到2035年人工智能、5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)使全球經(jīng)濟(jì)增加40萬億美元。中國信通院做了對國內(nèi)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的預(yù)測，去年數(shù)字產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的直接貢獻(xiàn)占GDP的7.2%，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化這些技術(shù)在傳統(tǒng)領(lǐng)域里面的附加值占GDP的29%，兩者加起來超過了GDP的1/3。我們現(xiàn)在處于信息技術(shù)的時代，還將持續(xù)一個很長的周期，“十四五”仍然是信息技術(shù)發(fā)展的黃金時期。在“十四五”，5G與IPV6、光纖通信、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智