2010年通信技术盘点

　通信技术发展加速“转方式”
通信网络长期以来发展的主线是带宽能力的提升，即以容量、速率为关键参数的“指标游戏”。进入信息通信时代，丰富的个性化需求和信息消费按需定制的要求，在很大程度上弱化了技术指标的威力。此外，通信业的全程全网特性，以及逐步演进的规律，决定了带宽能力的提升也是个渐进过程。岁末年初，如果我们回顾过去一年通信技术的热点，不难发现，通信业的技术进步也开始“转方式”，一方面通过精耕细作，实现内涵式发展；另一方面通过融合创新，实现外延式发展。
通信业近来的主要技术引擎是宽带和移动。在宽带领域，骨干网上的100G传输技术和接入网上的10G无源光网络技术在未来若干年的规模商用后，技术上和市场上的空间已经不大；在市场更大的移动领域，纵观点到点的无线链路传输技术，在时、频、码、空4个域上的研究工作都取得了长足的进步，其频谱利用率已经接近理论限值；在4G标准即IMT-Advanced之后，还没有权威机构提出B4G的概念。如果通信理论和材料科学没有实现大的突破，基于光学、电子学、无线电等的现代通信技术似乎已经可以依稀看到尽头。不过，看到尽头并不意味着已经走到尽头，接下来的10年时间里通信技术前行的惯性依然存在，10年后，或许一些现在尚处在萌芽阶段的新科技会带给我们新的惊喜。
过去电信业务和网络密切相关，呈现“烟囱形结构”，这种垂直模式对应着每项技术、每个网络、每项业务。互联网的普及，推动电信业务不断丰富，各种增值应用层出不穷，大大增强了通信业务对用户的吸引力，在刺激网络使用量的同时，也逐渐成为新的收入增长点。与此同时，传统通道类的通信业务加速萎缩，电信业价值链的重心向内容和应用层面转移。在新的信息通信时代，随着运营商网络平台和业务开发环境的开放，应用技术获得了更大的发展空间。
尽管未来5年甚至10年传统通信网的发展潜力清晰可见，尽管精耕细作会带来更加稳定的收益，但是毕竟无法让通信业开辟新的高利润业务区。反观信息化的需求极为旺盛，互联网的创新层出不穷，通信业要想迈入蓝海市场，就要大胆创新，寻求差异化优势。下一轮电信市场增长的主阵地是信息通信业，其关键在于通信技术在各行各业工作流程、在千家万户的信息消费、在每个人的信息娱乐上的渗透力，这意味着通信技术必然更加主动地与相关技术进行一定程度的融合。
云计算就是电信与IT融合创新的产物。计算机的核心是信息与知识的存储和处理，通信网的核心是信息与知识的传输。计算和通信应该成为一个整体，遗憾的是很长一段时间，计算与通信是相对独立的两个技术体系和行业。云计算的出现为两个领域的深度融合提供了理论上的可能。云计算，意味着未来用户可以像使用自来水、电一样使用信息。云计算有很多层次，综合起来看，要想让用信息像用水一样方便，就是要把计算、存储、网络、软件等资源“池化”，而实现这一切的技术基础是虚拟化，即把物理上的资源逻辑化，把散落在不同设备、不同地区的同一种信息资源像自来水厂的水池一样收集起来，然后根据每个用户的用量进行推送。电信网历经多年发展，光纤入户和4G技术基本已经实现有线和无线带宽资源“够用”，电信级IP技术的成熟意味着每个比特的传送可以像每个水分子流动一样灵活。未来，电信网络甚至可以让每一个CPU的计算能力、每块硬盘的存储能力，再加上原来每个基站、光端机、路由器的比特传送能力统一调度使用，并通过网络灵活地出租给每个用户。
物联网则是通信网从人与人通信向物与物通信延伸的必然结果，在交通物流、工业控制、环境监控、智能安防等行业领域，物联网大有用武之地。目前，ICT领域正从以无线局域网为代表的短距离通信网，以及公众蜂窝移动通信网这两个方向，向传感器延伸。前者重点突破口是路由、拓扑控制、数据管理、数据融合，以及定位和时间同步等支撑技术，值得一提的是，对于物联网应用的重点领域，行业机构不惜花费很大精力制定细化的行业标准；后者也在不断通过末端通信网络的优化创新，进一步提高实际的无线网络性能，与传感网实现更好的接轨。
2010年，通信技术进步的“转方式”已经初露端倪，来年必然更精彩。（王兵）
『 融 』
“融合”不仅是全球电信业的发展趋势，也当仁不让地成为2010年中国电信业的一大亮点。除了我们熟知的三网融合，“融合”正在渗入网络、业务、终端等多个层面。不仅有移动和固定网络的融合，移动、数据、宽带、电视等业务的融合，还有代表更为宽泛融合的物联网。
网络的融合不仅包括电信网、互联网、广播电视网的三网融合，还包括移动和固定的融合。2010年6月，三网融合试点城市方案的公布，被认为是中国三网融合破茧而出的重要时刻。而移动和固定网络的融合（FMC），作为运营商全业务运营的有效途径，也作为应对激烈市场竞争的有力手段，正受到运营商的青睐，2010年中国运营商纷纷加快了FMC的步伐，为将来的网络运营和业务创新打下基础。
在网络融合需求的推动下，通信技术和设备也正在朝着融合的方向演进。目前，业界的设备商都纷纷推出了各自的“融合型”产品和解决方案。其中，华为在2010年提出了SingleRAN@Broad整体解决方案，这一解决方案不仅包括基站侧、无线网络接入侧的融合，还包括了配套、网管、传输等网络侧的融合。由此可见，网络融合的需求正在带动技术和设备的进一步融合。
网络融合的真正目的是为了实现业务的融合。业务的融合表现为用户能够从一个运营商获取多重的业务，这些业务既包括现有业务也包括新业务。“融合”正在使得这些业务相互渗透、趋同和统一。2010年，用户能够享受到的不再只是捆绑业务这样的初级融合业务，而是融合了话音、数据、宽带、移动等多重业务的新型业务，尤其是3G网络的快速发展，也为这些业务的发展提供了良好的支撑，手机支付、手机电视、手机游戏等业务在2010年实现了突破性的发展，而IPTV、互联网电视等三网融合业务也正在走入寻常百姓家。
网络的融合也在催生终端的融合。2010年，集合了电视和互联网特性的互联网电视受到了关注，而集合了手机和笔记本电脑功能的平板电脑更是走红全球，这些新型的“融合型”终端的出现，使得手机、电脑、电视等传统终端之间的界限越来越模糊。尤其值得一提的是，2010年绝对称得上是“平板电脑年”，从年初苹果推出iPad之后，平板电脑这一原本身份“尴尬”的终端竟然迅速蹿红，而它之所以受到广大用户的热捧，不仅是因为它与众不同的设计，更是因为它融合了手机和笔记本电脑的部分特性，给用户带来不同以往的新奇体验。这不仅让人感觉到“融合”的蔓延，也让人体验到“融合”的魅力。[!--empirenews.page--]
作为一种更为宽泛的融合，融合了更多网络、更多技术、更多业务的物联网也在2010年实现了发展。2009年8月，温总理在江苏无锡提出“感知中国”，而2010年，物联网的概念就已经深入人心，并且，物联网还在一些省市和地区的试点实现了“开花结果”。可以说，2010年的物联网正在由理想变成实践。
其实，除了前面说到“融合”，电信业还有着太多的“融合”，这些“融合”不仅改变了技术、改变了网络、改变了业务、改变了终端，更为重要的是，这些“融合”还将改变我们的生活，而正是为了追求这一目标，未来还将涌现更多的“融合”。
『 云 』
云技术可以说是今年最受关注和追捧的技术，也是发展较为迅速的技术之一。
作为一种服务方式，云计算早已存在，但今年迅速成为技术热点得益于支撑云计算发展的相关技术的日益成熟，包括虚拟化技术、存储技术、网络技术、软件技术、安全技术等等。在业界众多厂商的共同努力下，让人们看到云计算正在逐步从理想走向现实。一系列云计算战略以及解决方案的推出是云计算技术走向成熟的重要标志。今年，IBM整合资源，推出了全新的云服务供应商平台等全面的云计算解决方案；英特尔发布了CloudBuilder计划；华为发布了云发展战略和解决方案；思科展示了基于虚拟计算环境联盟（VCE）整体方案的城市云平台等等。
值得人们关注的是，作为新一代信息技术变革的重要组成部分，云计算不仅代表着未来信息通信技术和信息服务提供方式重要的发展方向，而且可以有效地降低能耗，符合绿色节能的总体发展趋势。我国政府今年确定在北京、上海、杭州和广东深圳、江苏无锡5个城市先行开展云计算服务创新发展试点示范工作，推进我国云计算产业的建设和发展。我国电信运营商同样高度重视云计算的发展，三家电信运营企业都提出了自己的云计算发展战略，他们认为云计算有利于提升信息化服务能力，有利于促进移动互联网的发展，有利于提高IT系统效率、降低成本，能够加速业务的创新和部署。目前，中国电信已经在广东成立了云计算研究院，并寻求和国际知名IT企业如英特尔等公司的合作；中国移动主导开发的“大云”计算平台已经开始提供测试，还与微软签署了战略合作备忘录；中国联通则推出了DIOS分布式智能开放系统，其目标是通过云网络整合统一资源，形成按需弹性扩展的能力。运营商提供云服务的潜力受到业界前所未有的重视。
此外，开放合作也是今年云计算技术发展的一个重要特点。在云计算领域，不仅电信运营商高度重视开放和合作，不同的技术厂商也一致倡导通过开放合作促进云计算发展的理念。华为认为，开放、合作是云产业未来最重要的标志，是云计算领域中的核心理念；IBM倡导构建一个健康的云计算生态圈，通过系统中各方的资源共享和协作交流，促进中国云计算产业化发展；英特尔帮助创建了“开放式数据中心联盟”，支持基于开放标准的创新，并促进具有开放性、互操作性及安全的云服务的快速发展等等。
我们应当看到，云计算成为今年技术发展亮点的同时，也面临着许多严峻的挑战。尽管云计算未来将深刻改变信息通信产业的面貌，但云计算应用的普及还需要解决商业模式的不断创新、技术标准的不断完善和统一、网络安全水平的进一步提高、社会认知的增强等方方面面的问题。云计算，任重而道远！（刘春辉）
『 绿 』
从少开一天车，到垃圾分类；从新能源的积极开发和应用，到环境保护产业的蓬勃发展，“低碳、绿色”不仅是国家的大政方针，也是人们日常行为的新准则。在通信技术领域，“绿色”也同样深入人心，已经成为贯穿于技术、产品开发整个流程的基本理念之一。因此，在回顾2010年通信技术发展时，我们用“绿”作为其中的一个主题词。目前，通信网络规模越来越大，装备的设备越来越多，要实现“绿色通信”的目标，不能只靠一两个技术的突破，而是要通过多种技术的综合运用。
随着网络能耗的不断增加，绿色通信已经成为信息通信行业面临的新课题。例如在英国，信息设备能耗已经占到英国能源账单的10%，其能耗相当于4个核反应堆；美国信息产品的能耗占全美能耗的8%，占电力消耗的15%。中国三大运营商的总能耗也非常可观，每年仅电费一项的支出就超过120亿元。基站、路由器和数据中心成为目前能耗的3个大户。而随着3G和互联网的发展，基站、路由器和数据中心的数量与规模会进一步拓展，从而带来更高的能耗。
第一，为了降低能耗，网络技术演进的思路也在不断调整。比如，传统的电信网分等级，现在的趋势是扁平化，但从能源效率来看，分等级的架构更有优势，电路交换的能耗就低于分组交换，因此，电路交换的生命周期有可能延长。再比如，在网络分层的过程中，目前主流的做法是把所有的流量全部转移到IP层，交给路由器，这就带来了能耗的激增，而如果把一些流量交给底层，功耗就会显著降低。另外，在实际的网络运行中，通过对业务量的实时感知和控制，使网络在业务量较低时实现局部休眠，也可以减少功耗。在移动通信领域，也可以考虑通过中继技术来降低基站的发射频率，从而降低网络的功耗。
第二，在设备层面，大量的新兴技术不断涌现也使设备能耗不断下降。例如在基站方面，多载波功放技术的使用能够显著降低每载频的能耗，单模块内支持6个载频的能耗就比传统的单模双载频能耗降低40%以上。此外，分布式基站实现了基带与射频单元之间的光纤传输，使馈线损耗降为零，而且占地面积小、安装快捷，降低了选址的难度。围绕节能的目标，网络规划技术也不断发展，通过网络规划水平的提升，可以在不影响用户通话质量、增加覆盖的前提下最大限度地减少基站数量，最多能够减少30%～50%的站点数量，节能效果十分明显。近年来，设备商正在努力开发无空调基站，目前包括华为、中兴、爱立信、诺基亚西门子通信的基站工作温度能够达到40℃～60℃。按照统计，如果将工作温度从24℃提高到28℃，就可以实现8%左右的节能，如果到40℃，利用现有基站设备能够最高节约30%的能耗。除此之外，很多公司也推出了绿色节能综合配套解决方案，比如机房高效液冷门解决方案、机房热管理解决方案、户外一体化解决方案等。
总之，2010年，“绿色”已经成为通信技术创新的重要驱动力。2010年11月，华为公司与工信部签订节能自愿协议，华为将以2009年发货产品单位业务量的平均能耗为基准，到2012年12月底实现发货产品单位业务量的平均能耗下降35%，为下一步围绕节能减排开展的标准研究制订以及新技术、新工艺、新产品的开发拉开了序幕。（木公）[!--empirenews.page--]
『 宽 』
如果把以P2P为代表的各种数据业务看做一辆辆汽车，那么当这些车全都跑起来时，无疑需要一条足够宽阔的道路。信息网络就是这样一条道路。回顾2010年，为了进一步拓宽能够承载大容量数据流的信息网络，宽带技术的发展日新月异。在这些令人激动不已的宽带技术中，LTE、大容量传输系统和10GPON技术当之无愧地成为其中的亮点。
3G、3G增强型技术以及智能终端的逐渐普及，极大地带动了用户对移动宽带业务的需求，3G网络传输速率的提升也促进了视频、下载等移动互联网业务的普及。然而，数据流量的快速增长也对现有移动网络形成了巨大的挑战，这意味着运营商必须通过网络升级来大幅提高移动网络接入带宽，因此，移动数据业务发展较快的3G运营商都已经将LTE网络部署提上日程，以满足用户不断增长的移动宽带业务需求。LTE作为新一代移动宽带技术的主导地位已经确立，爱立信展示的数据传输速率高达160Mbps，传输一个300Mb的邮件只需10秒钟时间。爱立信计划2013年将LTE的数据传输速率提高至1Gbps。诺西展示的LTE峰值传输速率达到173Mbps，TD-LTE在上海世博会上演示的峰值速率也达到下行100Mbps、上行50Mbps，是3G速率的10到20倍，可以同时传送16路高清数字电视节目。事实上，LTE已经在部分国家的热点地区投入商用。据预测，到2010年年底，有22个LTE网络交付使用，到2012年年底预计将达45个。预计LTE的全球规模商用将在2015年后开始进入大规模部署阶段。
在骨干传输网上，随着100GE标准的确立，100Gbps的高速传输技术成为业界关注的下一个高速率平台。100GE的标准已经于2010年6月17日正式通过，国内外很多厂家都宣称有100GWDM的解决方案，近年来全球各大运营商也对此表现出极大的兴趣，开展了各种现场试验。随着100GE标准在今年6月正式确定，100GWDM长距传输的需求后续会逐步出现，主要满足100G信号在省际和省内干线层面的1000公里以内甚至更长距离的传输需求。但是在干线网络上，由于目前基于40Gbps速率的路由器和传输系统已经大规模部署，部分解决了端口容量和端口数量的问题，预计基于100Gbps的长距传送在2～3年内将有望获得规模商用，骨干网100GWDM时代即将来临。
宽带接入网技术的突破也颇为引人注目。在1Gbps速率的PON技术逐渐成熟后，IEEE和FSAN/ITU-T从2008年开始启动10GPON的研究，意味着PON技术进入10Gbps时代。在带宽需求升级和市场竞争的驱动下，10GPON技术最快将在明年开始进入小规模商用阶段。就目前实际测试的情况来看，10GEPON整个产业链仍有待成熟，核心芯片尚未ASIC化；预计到2011年年中，将有2～3家芯片厂商拥有整套ASIC芯片解决方案的能力。在欧美和中国运营商的关注下，已有不少顶级运营商组织进行了10GGPON的技术摸底测试。目前，10GGPON系统设备已有实验室样机，核心芯片采用FPGA实现，符合光功率预算大于30dBm标准的10G/2.5G光模块已经出现。但整体来看，10GGPON产业链还不够成熟。国内三网融合政策的推出，将使宽带接入市场的竞争加剧，运营商的光纤接入网络建设和升级改造也将提速，100Mb带宽入户有望早日成为现实。