大数据背景下的光纤与卫星应当共同发展——访中国互联网协会理事长邬贺铨院士

+ 贺鹏梓

+刘进军

大数据背景下的光纤与卫星应当共同发展
——访中国互联网协会理事长邬贺铨院士

+ 贺鹏梓

邬贺铨院士是著名的光纤通信技术专家，曾经主持研制了多种先进的光纤通信系统。作为中国互联网协会理事长，邬贺铨院士的目光不仅关注着通信技术的发展，更投向了大数据的应用。

在一个华灯初上的傍晚，本刊采访组来到院士的办公室，就大数据和宽带通信问题对邬贺铨院士进行了采访。

大数据反映了事物的客观规律

邬贺铨院士认为，对大数据的关心，是随着网络现代化、用户数增长和数据量爆炸而自然展开的。2016年9月，平均每个移动通信用户（以号码计算）的月流量是850MB，估计到2016年底，将超过1GB。虽然在宽带时代，这个数字的绝对值看上去不是特别大，但是相对去年同期已经增长了一倍，而且这种成倍增长会在今后几年持续下去。实际上，中国的移动用户流量在全世界还不算高，韩国就比中国高5-10倍。固定通信网络的流量增长就更快、量也更大。

以上仅仅是公众通信网络上产生的数据。其他信息系统同样在不断产生大量的数据。邬贺铨院士举例说，如今视频监控已经覆盖了大街小巷。一个8Mbps的高清摄像头一小时能产生3.6GB数据，北京有几十万个摄像头，一小时所产生的数据就达到EB量级。而且摄像头的数据一般可能会保存3个月，这也是大数据的来源之一。

邬贺铨院士指出，目前来看，大数据是个客观存在的东西。对大数据的重视，并不是说需要增加多少网络流量来适应它，更重要的是这些数据反映了一些客观规律。如果能很好地利用这些数据，就能很好地掌握很多事物的客观规律。

过去的科学研究，很多时候是从发现一个公式开始的。比如说牛顿发现万有引力定律，后来的许多研究、计算乃至计算机仿真，都是遵循这个定律的。但实际上，很多自然现象的规律已经很难像牛顿定律这样容易发现。怎样来总结这些自然现象呢？要从它发生发展的规律上来找，这就是大数据。例如李时珍的《本草纲目》实际上也是大数据，是一项统计出来的成果。但李时珍的时代没有科学的手段，数据也比较少。而现在数据量足够大，人们也有足够的科学手段去加以分析。加上人工智能等技术的发展，就可以找出客观事物的规律。找出规律，就能更好地指导人们的很多工作。比如说北京PM2.5比较严重，需要收集大量的数据来分析究竟是什么原因产生的；北京每天交通拥堵，要通过大数据分析才能知道究竟怎么才能在现有的交通设施情况下进行优化。所以麦肯锡说大数据本身是一种资源，它的价值堪比石油。

之所以出现大数据热，是因为人们现在不但有了数据，相应的分析方法也发展起来了，所以要充分利用它。

邬贺铨院士给出了一个很有趣的案例。如今，人们在进入地铁的过程中，先后会被拍到三张照片。上海地铁运营方通过照片来分析，发现总有一些人早上地铁一开门就进去，到晚上地铁快关门时才出来。排除地铁工作人员后，发现全上海有上百人有这样的行为。这些人滞留地铁的原因多种多样，除了乞讨、卖艺等人员，还有一些从事快递中转的人员。于是上海地铁运营方改变了票务规则，一张票的有效时间限定在两个小时。

只要进行统计，就会发现规律。如今医疗部门正在推行精准医疗。通过对全国大量病人、病例的统计和医师经验的统计，找出一些有效的方法。过去医生靠个人的经验来积累数据，如今可以通过网络来积累数据，更好地把握规律、找出治疗方法。邬贺铨院士曾经到北京中医研究院调研，发现中医科学界按照大数据思路，把所有名中医的处方都收集起来。统计后发现，名中医针对某种病症所用的中药处方里，主要的几味是不变的，只是根据病人的具体情况对其他几味做增减。这样一来，培训中医就容易得多了。传统模式下，一个中医学生跟着一位老中医学习，大数据模式下相当于同时求学于很多位老中医，效果非常显著。

宽带与大数据创造新的经济社会模式

大数据的应用也为人们揭示了一些有趣的现象。根据腾讯对用户群的统计，全国有几十万人自称是清华毕业生。然而自庚子赔款后清华大学创建至今，清华一共也没有培养过这么多学生。进一步的分析发现，许多自称“清华毕业”的人，朋友圈的教育水平都不高。那么这些人的“清华学历”可信度是不高的。因此，大数据可以通过朋友圈等方式，为人们揭示社交和社会关系上的很多规律。但是这些数据的应用是否涉及隐私，应当如何通过立法来规范对大数据的应用，是一个紧迫而且无法回避的问题。

宽带和大数据的发展也能为个人带来全新的生活方式。在互联网发展之初，人们使用普通电话线和调制解调器来上网，速度只有几十Kbps。如今在发达城市，普通的入户光纤速度也达到了50Mbps。此前因为带宽困扰而无法开展的很多业务，如今已经畅通无阻，例如电子商务、视频点播、高速下载，等等。但是新的应用还将推动人们继续追求更高的带宽。邬贺铨院士举例说，当8k视频标准普及开来，对带宽的需求会比现在提高一倍。三维视频、虚拟现实、增强现实的应用，会进一步提高对带宽的需求。如果实现完全网络化的实时虚拟现实电子竞技，每个用户需要大约20Gbps的带宽才能有很好的体验。以上这些新的生活和娱乐方式，将与宽带发展相辅相成，共同推动经济社会的进步。

另外，人类社会发展至今，越来越多的人从野外劳动转入室内劳动。为了保持健康的体魄和健康的生活方式，人们发明了健身房、体感游戏机之类的产品。不过总体来说还是有些枯燥单调。那么，有没有可能发明一些基于宽带的应用，让人在室内的运动也变得生动有趣呢？邬贺铨院士认为，这是完全可以实现的。因为健身房的场景相对枯燥一些，有些人宁可在马路上或走或跑。人们在虚拟现实条件下运动，感受到的是山川、海边场景，就可以减缓枯燥感。人们甚至还可以和不在同一个健身房内的朋友交流感受。通过虚拟现实、宽带网络，可以让每一项运动都有身临其境的感觉，自由选择不同的环境，而这样的应用实际上不需要20Gbps的带宽，能够支持视频应用的带宽就完全能够满足要求了。

宽带发展需求广阔，光纤和卫星应共同发展

在大数据和宽带的广阔应用前景下，卫星界应当如何找到自己的位置呢？

邬贺铨院士说，中国的在轨卫星并不算少，但通信卫星的数量并不多，还需要大力发展。

他认为，天通一号卫星有很大的意义。这颗卫星虽然不是宽带星，但它可以用地面手持终端接收，这样一来就成为一种可以直接面向消费者的业务。虽然在有移动通信和光纤覆盖的区域，天通一号未必能发挥很大作用，但在中国大约还有40%的国土面积是没有移动通信信号覆盖的，按照传统移动通信运营商的经营模式，在这些地区无法取得经济效益，而移动通信卫星正好适用于这种空白区。

另外，传统的国内通信网只覆盖本土陆地和近海。而现在人们普遍认识到，国家利益到哪里，通信网络就要覆盖到哪里。这其中既包括境外，也包括东海、南海等遥远海区。传统的通信手段无法覆盖这些区域，所以卫星有不可替代的作用。为了满足这些要求，宽带卫星必须采用点波束、频分复用等办法，来适应需要。因此，宽带卫星的出现弥补了光纤网络的不足，更适应了“一带一路”战略的需求。

邬贺铨，中国工程院院士，光纤传送网和宽带信息网著名专家。曾任中国工程院副院长、电信科学技术研究院副院长兼总工、大唐电信产业集团副总裁、国家863计划通信技术主题专家组组长。现任国家信息化专家咨询委员会副主任委员、国家新一代宽带无线移动通信科技重大专项总师、中国下一代互联网示范工程专家委员会主任、国家互联网+专家委员会主任、中国互联网协会理事长、中国通信标准化协会理事长。

从成本的角度来看，光纤很适合中国城市地区的情况。中国的城市居住相对集中，人们往往生活在小区的大楼里。只要光纤进小区、进大楼，就可以服务于几百户甚至上千用户家庭，所以光纤网的相对成本就很低。而美国光纤到户的成本比中国高得多。在这种得天独厚的发展环境下，中国的光纤光缆产业发展迅速，每年要生产全世界一半的光纤光缆，消耗量也是全世界的一半。光纤的价格从十年前的1千米2000元，降到了40元。邬贺铨院士开玩笑说，光纤按单位长度算比面条还要便宜。

但是光纤本身有局限性，它不容易翻山越岭，从经济性考虑也很难抵达边远地区和人口稀少地区。卫星则不存在这样的困难。卫星的发射成本是相对固定的，当单星容量大幅度上升的时候，单位带宽成本就会大幅度下降。新一代Ka频段宽带卫星在这些特殊地区的单用户成本会比光纤更低。

邬贺铨院士还提到了另外一种场景。一般情况下，人口密集的城市靠移动通信、光纤就可以解决通信问题。但是在某些情况下，需要把当地的信号直接连到很远的地方。这时候卫星就可以发挥优势，用一跳来实现直接通信。而地面网络需要经过多次转接。如果申请专线，需要提前办理租用手续，由地面运营商一段一段接续，不如卫星方便。

在互联网应用方面，卫星互联网是必然趋势。虽然地面互联网、移动互联网发展很快，但航空飞行中如何联网还是个问题。有些机构提出了地对空通信，也就是在飞机腹部安装天线，连接到地面。但地面移动通信基站的天线是向水平方向发射的，机腹天线未必能连接到地面移动网。因此，更多航空公司倾向于用卫星接入互联网。未来还有很多无人机之类的应用，都不能完全依靠地面手段来解决通信，必须考虑卫星。

邬贺铨院士最后强调，过去，卫星通信的信号只能落到地面站，再通过光纤把带宽租用给电信运营商和广电服务商，也就是说卫星通信企业只能是一个中间商。而宽带卫星能直接接入用户终端，就成为真正面向用户的运营商了。这将是卫星通信企业值得努力的一个方向。

2016年世界航天发射纪录

+刘进军

这是来自天边的纪录！

每一次火箭发射都是一次荣耀,也可能带来悲伤；每一颗卫星都是科技的结晶，也可能变成太空碎片。2016年，世界航天界发射了一些重要航天器，发生了一些重大事件，让人欢喜让人忧，主要呈现出10大特点。

“阿丽亚娜-5”火箭飞入太空

1.世界航天发射：最好纪录

按各国发射次数统计

按火箭分类统计

1月10日，中国“长征-3B”火箭首发白俄罗斯的“贝林特-1”号通信卫星，打响新一年太空发射竞赛的发令枪。12月28日，中国从太原卫星发射中心发最后发射“长征-2D”号火箭，2016年的太空发射竞赛鸣金收兵。

2016年，世界各国共进行了85次运载火箭发射，比2015年87次少了2次；其中85次发射，83次成功（两次部分成功），2次失败。在世界航天85次发射中，中国22次，占26%；美国22次，占26%；俄罗斯19次，占22%；欧空局9次，占11%；印度7次，占8%；日本4次，占5%；以色列1次，占1%；朝鲜1次，占1%。

2016年，世界航天发射成功率为97.6%，高于2015年的94.3%的水平。2016年，是世界航天60年历史上发射成功率最高，成就最大的一年，值得庆贺。2015年，中国航天发射19次，全部成功，成功率100%。2016年，中国一次发射失败，成功率为95%。俄罗斯一次发射失败，成功率低于95%。按照运载火箭的发射数量和成功率，俄罗斯火箭的可靠性和安全性大大降低。

2. 火箭发射次数：中国第二

2016年，中国发射火箭22次，一举超过2015年冠军俄罗斯,第一次荣登世界航天发射年度纪录的亚军宝座。尽管中国遭遇一次火箭发射失败，一次部分失败,但不影响亚军的地位和纪录。中国在世界航天发射榜创造的年度纪录，意义重大，影响深远。

2 0 1 6年底，中国“长征”系列运载火箭已完成2 4 5次发射任务。

3.发射卫星数量：中国第二

2016年，全球各国共计发射218颗卫星等航天器：美国91颗，中国37颗，日本16颗，俄罗斯15颗，印度12颗，欧空局10颗，国际通信卫星组织3颗，欧洲通信卫星组织3颗，加拿大3颗，德国2颗，意大利2颗，乌拉圭2颗，印度尼西亚2颗，阿尔及利亚2颗，巴西2颗；白俄罗斯、朝鲜、卢森堡、法国、菲律宾、丹麦、比利时、泰国、西班牙、以色列、秘鲁、澳大利亚、土耳其各1颗；美国与法国、阿尔及利亚与英国、新加坡与日本合作研制的各1颗。中国超越俄罗斯,第一次成为世界航天发射卫星的年度亚军 。

“德尔塔-4 M+ 4.2”火箭发射

4. 多型火箭：成功首飞

2016年，美国“德尔塔-4M+ 5.2”、“德尔塔-4M+ 4.2”、“安塔瑞斯-230”，俄罗斯“联盟-2-1a/伏尔加”、“质子-M/微风-M PH4”，中国“长征-7/远征-1A”、“长征-5/远征-2”，日本“艾普斯龙-2”新型火箭先后发射,全部成功，为航天增添了新的力量。

5.“长征-5”号：跨入世界大型火箭行列

中国“长征-5”号火箭箭体长度56.97米，起飞质量879吨，起飞推力10524千牛，拥有低轨道25吨级运载能力，同步轨道25吨级运载能力，属于大型运载火箭。2016年11月3日，“长征-5”号火箭从海南文昌卫星发射中心发射成功。标志着中国火箭跨入世界大型火箭行列。

“长征-5”号火箭

6.火箭回收: 重要里程碑

2016年4月8日，“猎鹰-9”号火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。这是“猎鹰-9”号第23次飞行，将“龙”号货运飞船送上太空，为国际空间站运送补充物资。美国太空探索技术公司希望火箭发射成功后，再降落在海上平台上，回收火箭。

发射升空大约10分钟后，“龙”飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。第一级火箭自动从天而降，尾部朝下，伸出四个富有弹性的爪子。这次着陆精度要求在10米以内。最后一秒钟，火箭喷射火焰，垂直降落，稳稳地软着陆在平台上，而且几乎降落在平台正中心。“猎鹰-9”号火箭回收成功：偏差不到1米。

“猎鹰-9”号火箭降落平台

“猎鹰-9”号火箭平稳降落，安全回收。

“猎鹰-9”号火箭回收成功：2个支架超出黄线一点点。

“猎鹰-9”号成功回收，意味着廉价航天时代的开启。 “猎鹰-9”号为可重复使用的火箭开辟了光明的前景。火箭回收，是世界航天的一个重要里程碑，意义重大。火箭回收，也将给其他火箭商业发射带来沉重打击。

7.多星发射：印度刷新亚洲纪录

太空竞争，激烈异常，原有记录随时可能被刷新。2015年9月20日，“长征-6”号首发，将20颗中国微小卫星送上太空，创下一箭多星发射全球第三、亚洲第一的纪录。2016年6月22日，印度从萨迪什·达万航天中心发射“极轨卫星火箭-XL”火箭，将“绘图-2C”测绘卫星等各国21颗卫星送入太空，夺得多星发射亚洲第一的桂冠。2016年3月23日，美国在肯尼迪航天中心发射“宇宙神-5”号将31颗卫星送入太空，夺得本年度多星发射冠军。

8.中俄火箭：毁于一旦

航天发射既是一场饕餮盛宴，有时也会成为一杯难以下咽的苦酒。2016年8月31日，中国从太原卫星发射中心发射“长征-4C”火箭，准备将 “高分-10”号卫星送入太空。不久，火箭发射失败，残骸坠落在陕西商洛山阳县境内。

2016年12月1日，俄罗斯新型货运飞船——“进步-MS 4”号，搭乘“联盟-U”火箭从拜科努尔航天中心发射升空。382 秒后，火箭从190 千米高度下降，在俄罗斯图瓦共和国上空的地球大气层燃烧。这次失败损失惨重，让俄罗斯王牌火箭——“联盟-U”的光辉形象蒙上一层阴影。

“进步-MS 4”号货运飞船

9. 军事卫星：新奇特

2016年，美国国防部发射了7颗军事卫星。中国发射了“北斗”导航卫星、“尖兵-6”等5颗军事卫星。俄罗斯国防部发射了4颗军事卫星。印度国防部发射了4颗“水手”导航卫星和“绘图”测绘卫星。以色列发射1颗“地平线”成像侦察卫星。土耳其1颗“蓝突厥”光学侦察卫星。在这些军事卫星中，美国的“未来成像建筑师”雷达侦察卫星、“急行军”太空侦察卫星和“猎户座-9”电子侦察卫星最引人注目。

10. “天宫-2”号：闪耀太空

2016年9月15日，“天宫-2”号空间实验室从酒泉卫星发射中心，搭乘“长征-2F/T”火箭发射升空。10月19日3时31分“神舟-11”号飞船与“天宫-2”号自动交会对接成功。航天员景海鹏、陈冬进入“天宫-2”号，开展为期1个月的太空实验。“天宫-2”号空间实验室为中国迈向世界航天强国走出了坚实的一步，对世界航天、人类太空探索具有重大贡献和历史意义。

“天宫-2”号空间站

（注：后附《2016年世界航天发射记录表》）