(中科院院士、上海交通大学)
“信息高速公路”(Information Superhighway)和“个人通信业务”(Personal Communication Service,PCS),是当今人们谈论很多的热门话题。这两个话题虽不完全是一回事,但都标志今后信息和通信的重要发展方向,此文试图按本人的粗浅理解,对这两个名词的涵义作一些初步的解释,备供大家参考和讨论。
(一)
对于信息高速公路,粗略地说,它是传送高速信息数据的干线和通信网,使信息业务普遍地为各行各业和家家户户广泛充分利用。按传输信号的媒体而言,信息高速公路生要依靠光纤光缆,特别是长波长单模光纤,也可能结合使用铜线电缆。它是以有线通信为主,尤其以光波传输为主。按各种信息媒体而言,信息高速公路应能传送话音、图像和数据,而图像信息包括静止图像、活动图像电视及高清晰电视(HDTV),所有这些信息,都先经过数字化,其中宽频带电视信号又经过更有效的压缩编码,将它们的数字信号综合一起传输和交换,故称宽带综合业务数字网(B-ISDN),使用信息业务的人常常需要同时得到多种不同的信息媒体,称为多媒体通信(multimedia)。信息高速公路的作用,就是聚集大量信息,成为很高速率的数字数据群,其量级达Gb/s以上。所以它的名称表明高速,也包含传输宽带。
信息高速公路既包括全国普遍密布的公用长途通信网和市内通信网,即所谓B-ISDN;又包括企业、工商业、机关单位自己拥有的各种各样专用网,包括在一幢大楼范围的局域网(LAN)、跨越街道较大地区的城域网(MAN),甚至遍及一省或一国的广域网(WAN),它们有些是以传送数据为主,另一些是综合业务。当然,还有其它形式的信息网,如“供公用的专用网”,一个实例是智能大楼,其中驻有许多客户的商务办公室,由大楼的信息库向各客户提供随时需要的各种信息,又让客户得到使用国内外通信的快速方便,这就必定是星形网,传送数据或综合业务。又如“供专用网同享的公用网”,一个实例是小天线终端(VSAT)卫星通信网,向企业的广域网(WAN)开放,让它们共享同一中央控制地面站(hub),减轻每一专用网的投资。
信息高速公路应该包括每一城市的有线电视网(CATV)。市有线电视台与各区电视分台之间的星形网,和每一区分台与各街道电视分配点之间的星形网都被称为骨干网,使用光纤光缆。而每一街道点与其所管的用户之间的树枝形网,则是分配网,暂时使用铜线电缆。信息高速公路又应包括公用移动通信的蜂窝网(cellular),车载移动机与其所在区(cell)的基台保持无线电联系,而各区基台与同一蜂窝网的交换局(MTSO)间,则依靠有线光纤网。步行手持机与其所在微区(microcell)的天线点保持无线电联系,而各微区天线点与同一区的基台间,则依靠有线光纤网。这样无线与有线相结合,构成每一城市的公用移动通信网。当然,蜂窝网专为移动通信设置的MTSO,必然有光纤光缆连接公用市内通信的交换局(CO),以便移动手持机得以随时与固定地点用户电话机连接通信。
信息高速公路既然是高速和宽带的全国公用通信网,就必须依靠光纤光缆,利用其巨大的潜在传输容量。为此,全国有必要建立统一的同步光纤网(SONET),采用同步数字系列(SDH),数字速率155 Mb/s、622 Mb/s、2.5 Gb/s、10 Gb/s等等。并且,为了使各种不同类型的数字化信息能够高效率地复接和交换,采用快速分组交换,称为异步转移方式(ATM),其固定长度的分组(cell)有53个字节。在一定规模的宽带专用网,也将利用ATM技术。所有通信网的程控交换局,除了计算机和处理器速率加快、存储器容量加大外,软件也将明显革新,趋向于构成智能网(IN)。实际上,新技术的不断采用,智能化的逐步实现,正是信息高速公路的重要特征和发展动力。
信息高速公路需要通信的计算机互相密切配合,而且计算机处于主宰地位,就是说,如果没有广泛使用计算机硬件和软件装备,各种信息业务是兴办不起来的,光纤的巨大传输容量也是无法发挥作用的。而构成通信系统的许多设备,和计算机一样紧紧依靠集成电路芯片工艺技术的革新,包括芯片的集成度加大和运行速率加快。电子技术向光电子技术引伸,微电子技术向纳米电子技术进化,是信息时代欣欣向荣的决定性因素。在这样的基础上,通信技术本身近年有显著的进展和扩大。例如数据通信盛行电子邮箱(E-mail)、电子单证互换(EDI)、集成芯片信用卡,交互通信有丰富的数据信息库,可以应答用户需求的信息(audiotex),又可提供可视图文(Videotex)。传真通信可利用传真卡插入PC机代替G3传真机。图像通信有几个国际标准起重要促进作用,压缩编码技术不仅在静止图像和会议电视的数字化得到有效利用,而且结合运动补偿技术,对电视和高清晰电视也取得实质性效果,这就可以指望数字电视在宽带通信、无线及有线电视广播,在不久的将来能够真正普遍实际应用。
信息高速公路的名词和轮廓,是近年美国总统倡议的,其目的显然是企图充分利用信息时代即将来临的大好机遇,加以大胆设想和周密规划,组织全国信息有关技术研究、开发、制造、销售、服务等各行各业,推广至方方面面的工商业单位和家庭居民用户,大量生产和普遍应用,其最终目的无非是振兴国内经济、增加就业机会、挽救衰退现象和遏止进一步恶性循环,这确实对美国是至关重要的良药妙计。诚然,信息范围的产业,牵涉面极为广泛,包括通信产业、电视广播产业、计算机及软件产业、微电子和光电子产业、信息库和信息服务行业等等。通信产业又包括各种通信运转经营企业,各种通信线路、元器件、终端设备制造工业和安装施工及维修行业,不胜枚举。这些众多信息产业的经济产值总加,在全国经济中占相当大的比重,它们中参加工作的员工总数,在全国从业人员中也占相当大的比重。而且,信息产业和业务的兴旺发达,促使其它产业行业提高生产服务效率,增加经济产值,影响广泛和深远。这就是为什么这一宏伟设想一经提出,立即得到世界各国热烈响应的原因。说穿了,现代一切高新技术得到重视和加快发展,主要是因为它们能够有效地提高生产力,促进经济繁荣,改善人民生活。当今信息技术受到大家欢迎,就是因为它能够达到这样重大的目的。鉴于我国现在正以飞跃速度发展社会主义经济建设,自应抓住机遇,十分重视我们自己国家“信息高速公路”的规划和建设。
(二)
个人通信业务,一般是指全球性的个人通信。它是各人携带通信机各有指定的号码,而不是像传统那样把通信机安装在固定地点各有指定的号码。由此,任何个人随身携带袖珍通信机,不论位于何处,可以与全世界任何其它地点的个人随时取得通信联系。怎样完善这种个人通信的技术,正是当今工业发达国家的热门研究课题,估计这是符合未来信息时代许多人们需要的一种重要业务。
个人通信必然与移动通信相牵连,尽管个人需要使用通信业务时并不一定在步行走动,也不一定在车辆内驶行,但地点是任意改变的,不一定在工作场所,也不一定在住家,没有预先确定。所以,个人通信与移动通信一样需要无线接入(wireless access)至通信网,相应地,像移动通信的蜂窝网那样在陆地上设置为数众多的小型无线电台,以便个人通信随时随地能够连通。任何小型电台把它附近的个人叫话接入通信网,这通信网可以是传统的固定公用市内通信网和长途通信网,能够把个人叫话传送至任何固定地点的对方用户,或者,接出通信网连至小型电台,接通移动地点的对方个人,实现相互通信。如果个人通信叫话要接的对方是远距离,那么按照上述经过陆地固定的光纤或电缆通信网,转接局数多,过程太繁复,宜于利用高空与地球同步的卫星通信较为直捷。这意味着,为了实现全球性个人通信,尽量利用卫星是上策。近年美国大公司大量投资,积极研究发送离地几百公里的低轨道(LEO)#星数十颗,显然是针对全球性个人通信和移动通信设计的新型有利方式。由此可见,个人通信和移动通信将主要利用无线传输,尤其要开发微波频谱,提供更多的通信频和保证可靠的电波传播。这就是最近国际上盛传无线电通信将要重新大发展的原由。在蜂窝网,对个人步行的移动通信设立微区(microcell),则需要光纤光缆的基础设施,连接交换控制局。在大楼内部设立微微区(picocell),有可能利用红外光或无线传输。个人通信随身携带的通信机,必须做成重量轻、体积小、功耗低、辐射小。在这样的情况下,未来近期的个人通信业务,将以声码器(vocoder)数字电话、计算机传真、简单图文和低速计算机数据为主,近期不大可能是高速数据和宽带电视。
上面已扼要叙述了当今信息和通信的两个重要发展方向,它们之间有一定的关系,但两者有各自的用途和独特的表征,相互间有鲜明的区别。现列表小结并作对比。如有不妥之处,请同行读者们惠予指正。
以上是根据个人体会,对“信息高速公路”作了简单介绍,我还想概括地说说自己的感想,请同行们指正:
1. 当前国际上热烈谈论“信息高速公路”对我们应该有所触动,要求结合国情制订我国的近期和长远规划,首先是鼓励大企业和金融及外贸等单位,加快加多对信息技术的充分利用,提高生产和工作效率,有利于改革开放,在国际上有参与竞争的能力,应该借此机遇,带动一大批与信息有关的产业,包括中外合资企业,组集雄厚实力,妥善协调分工。不仅分期建设高速通信线路和智能交换网,而且大大地扩大信息服务的品种和范围,真正达到振兴国民经济和推动社会发展的宏伟目的。2. 本文又介绍了“个人通信业务”,这是一种从全国延伸至全球、令人向往的信息业务。把它和“信息高速公路”相提并论,可以看出鲜明的对比。粗略地说:“信息高速公路”更多地利用光纤有线通信,而“个人通信业务”则宜于充分利用卫星无线通信。“信息高速公路”着重于广泛推行信息服务,聚集为高速数据传输;而“个人通信业务”则着重于个人自由活动,在全球范围随时随地按需要实现个人互相通信,目前不在乎高速或宽带。这些方面有了了解,人们对于信息时代就有较全面的认识。