想象一下，在未來的世界里，萬物皆可互聯，無論是家庭、工廠還是城市，都將變得更加智能、高效。而這正是物聯網帶給我們(men)的美(mei)好愿景(jing)。工業物(wu)聯網作為互(hu)聯網和物(wu)聯網的結合，正(zheng)逐步推動(dong)物(wu)聯網進(jin)入新的發展(zhan)時期(qi)。在這個背景(jing)下，新一(yi)代信息技(ji)術如(ru)5G、衛星物(wu)聯網、IPV6+、云化的可(ke)編(bian)程邏輯控制器等，正(zheng)逐步推動(dong)物(wu)聯網進(jin)入新的發展(zhan)時期(qi)。
在這個科技瞬息萬變的時代，物聯網（IoT）與信息通信技術（ICT）的深度融合，正以前所未有的速度推動著各行各業實現智能化、數字化轉型升級。從智能家居、智慧城市到工業互聯網，物聯網的應用場景日益豐富，對通信技術的要求也不斷提高。ICT和IOT如何相互融合，相互促進，共同推動萬物智聯的未來呢？
12月15日，中國AIoT產業年會暨2024年智能產業前瞻洞察大典圓滿落幕，共有來自全國各地的800多名觀眾到場觀看，大會線上30+平臺累計80萬+觀眾觀看了本次大會直播。中國工程院院士鄔賀銓在中國AIoT產業年會發表主題為《ICT加持 IoT加速》演(yan)講，以下為演(yan)講原文：
尊敬的各位(wei)領(ling)導，各位(wei)來賓(bin)，大家好！
很高興來參加AIoT的產業年會。我的發言題目是《ICT加持 IoT加速》。工業物聯網是互聯網跟物聯網的結合，物聯網本身的發展有兩條主線——一個是基于蜂窩的物聯網還有一個是非蜂窩的物聯網，各有各的特點。
現在，新一代信息技術推動了物聯網進入新的發展時期，它表現成為5G-A，可以說是5G的升級版、新型的短距無線技術衛星物聯網、IPV6+、云化的可編程邏輯控制器和先進的物理層技術，以及智能網聯車、結合區塊鏈的鏈聯網、最近很火熱的人工智能生成內容。
當然這些是信息技術的新發展，推動物聯網的還有另外一方面：數字化轉型高質量發展、先進生產力對物聯網的更高期待。比如綠色化、機器人、高質量的發展以及數字化的轉型。工業物聯網具有一些顯著的特點，表現為大上行、大連接、高速度、高可靠、高安全、低時延、低功耗、低成本、自組織、常在線。
以5G為例，我們走過了第一代移動通信以及以數字化為代表的2G，以碼分復用為代表的3G，以及正交頻分多址的4G。現在是5G的時代，很快，我們會過渡到5G的升級版5G-A（5.5G），它在多項指標上比5G有一個數量級的提升，它支持物聯網的主要特點是大上行。傳統的5G是面向消費應用的，基本是從網絡到終端的帶寬比較寬，而回傳的帶寬是比較窄的；5G要適應物聯網的應用就需要有大上行的能(neng)力，我們在左邊所示通過多(duo)個頻率載波(bo)的多(duo)復用，以及時(shi)隙的配比的調整，還有一(yi)些干擾抑制技術(shu)聯合波(bo)束賦(fu)形(xing)、超密度布點等等，使5G的上(shang)行速度顯(xian)著提升(sheng)。
另外，5G為了支持物聯網應用還有兩個方面，一個是高可靠(kao)、低時延，傳統的5G上面承(cheng)載了局(ju)域網，這個基本上方案比(bi)較簡單，但是它對(dui)進來5G網絡的業務(wu)流(liu)沒有什么控制，效(xiao)率不高，可能會引入時延。
新的方案叫做XSO（跨層調度協同技術），用交叉跨層的協同來解決實現5G網絡跟我們的物聯網數據之間的有規則地發送，大大提升了效率。更進一步，物聯網要向著輕量級、新空口和無源物聯網發展。我們可以看到，通過載波帶寬、終端天線下行的多天線的流數以及一些調制復用的技術，簡化了5G的空口，實際上使物聯網的成本顯著降低。尤其是新提出了無源物聯網——利用5G基站信號來使我們的芯片工作(zuo)，產生的(de)物聯(lian)網數據上傳(chuan)，大大推(tui)動了物聯(lian)網的(de)應用(yong)。
值得一提是，新型的無線短距技術現在有藍牙、Wi-Fi、ZigBee等等技術，它們原來都僅僅是通信技術。現在我們希望無線技術不僅能解決通信，還能解決感知、定位，而且希望能有一定(ding)的(de)質量(liang)保障，另(ling)外在產業上能夠建立(li)一定(ding)的(de)生(sheng)態。
最近中國提出的星閃，它能夠適應共享頻率的干擾，能夠兼顧通信和感知定位的需求，也很好地開創(chuang)了這(zhe)個生態的建立。星(xing)閃實際(ji)上(shang)采(cai)用(yong)了多項(xiang)關鍵技術：一(yi)個(ge)是超(chao)短的幀，做到了低時延；一個是(shi)多節點的同步，以及采用Polar信道編碼，提(ti)供了傳輸的可靠性，還(huan)可以快速地(di)干擾偵聽和(he)規避(bi)。
從中間的圖可以看到，以綠線表示的星閃，除了在產業成熟度還不如藍線表示的藍牙和紅線表示的Wi-Fi以外，在高安全、低時延、抗干擾、高效率、多業務并發方面(mian)都(dou)優(you)于已有的一些無線短距技術。
雖然地面移動通信(xin)發展得(de)很(hen)好，用戶(hu)普及率也超(chao)過了100%，但是真正(zheng)有(you)地面移動信號覆蓋的地方，還是比較少(shao)的。
在(zai)(zai)中國國土面積上(shang)，海上(shang)基本(ben)上(shang)沒(mei)有覆(fu)蓋，陸地(di)也(ye)只(zhi)覆(fu)蓋20%，用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)(de)地(di)面移(yi)動信號的(de)(de)方式，要(yao)覆(fu)蓋那些人煙稀少(shao)的(de)(de)地(di)方是不經濟的(de)(de)，解決的(de)(de)辦法是利(li)用(yong)衛星，現(xian)在(zai)(zai)有了(le)手(shou)機可(ke)以(yi)直聯(lian)地(di)球同步衛星，盡管地(di)球同步衛星離地(di)面36000公里，但是，通(tong)過(guo)一些波束賦形技術以(yi)及(ji)通(tong)過(guo)聲碼器，可(ke)以(yi)實現(xian)1.2k話(hua)路通(tong)行，不換(huan)卡、不換(huan)號就可(ke)以(yi)在(zai)(zai)應急的(de)(de)時候實現(xian)我們在(zai)(zai)關(guan)鍵的(de)(de)時候的(de)(de)連(lian)接。
當然如果需要更大的帶寬，甚至需要傳輸圖像，就需要使用低軌衛星。低軌衛星離地面1000公里左右，大大改進了從終端到衛星的傳輸損耗，但是低軌衛星跟地球是不同步的，所以它過頂的時間很短，如果要連續通信，就需要成千上萬顆衛星。當然未來衛星是我們移動通信網的一部分，叫做非地面移動通信網。
對于視頻語音來講我們需要非常多的低軌衛星，但對于物聯網來講幾顆衛星就夠了。因為物聯網并不需要連續的通信衛星。衛(wei)星在過頂的(de)時候(hou)可以(yi)(yi)叫醒地面(mian)的(de)物聯網終(zhong)端，物聯網終(zhong)端再接著(zhu)發(fa)送(song)，這樣我們可以(yi)(yi)實(shi)現全球(qiu)的(de)覆蓋。衛(wei)星物聯網可以(yi)(yi)在很多場(chang)景得到很好的(de)應用(yong)，比如農業監(jian)(jian)測(ce)、智能(neng)電網、礦(kuang)區管理、管道監(jian)(jian)測(ce)、資(zi)產跟蹤、智能(neng)交通、海上(shang)監(jian)(jian)測(ce)、無(wu)人機管理等(deng)(deng)等(deng)(deng)。
有一(yi)些(xie)物聯網(wang)的應用對可靠性要求很(hen)高，比如我們需要傳輸超清視頻(pin)的信息，還有在工業(ye)上(shang)的一(yi)些(xie)監控(kong)，這個時候，就需要利(li)用IPV6。
IPV4是(shi)我們(men)現在常用的(de)(de)地址(zhi)架構，它有(you)32個比特(te)(te)，IPV6將地址(zhi)數(shu)擴(kuo)展到128個比特(te)(te)，大大豐富(fu)了地址(zhi)的(de)(de)數(shu)量。而且，IPV6還有(you)一個很大的(de)(de)擴(kuo)展報頭。在這(zhe)(zhe)個擴(kuo)展報頭上(shang)提供了廣闊的(de)(de)編程空間(jian)，我們(men)可以(yi)利(li)用這(zhe)(zhe)個編程空間(jian)開發出更好(hao)的(de)(de)支持網絡的(de)(de)性能(neng)。
比如(ru)我們(men)(men)(men)有(you)業務流從A要發到(dao)Z，如(ru)果(guo)沒有(you)特殊要求，我們(men)(men)(men)選(xuan)擇缺省通道(dao)。如(ru)果(guo)要低時延，我們(men)(men)(men)選(xuan)擇低時延通道(dao)；如(ru)果(guo)要高可(ke)靠(kao)，我們(men)(men)(men)選(xuan)擇高可(ke)靠(kao)通道(dao)。而且這(zhe)種路由(you)(you)(you)的(de)決定，我們(men)(men)(men)可(ke)以直接下載到(dao)IPV6的(de)地(di)址里頭(tou)。源頭(tou)路由(you)(you)(you)器打開這(zhe)個IPV6包就知(zhi)道(dao)下一(yi)跳應該安(an)排在哪里，可(ke)以快速地(di)實現端到(dao)端的(de)路由(you)(you)(you)建立(li)。
如果說一根路由覺得不可靠，我們可以同時冗余并發，這樣三選一可以保證優先權。由于我們只是考慮到源端和終端的配置，所以在IPV6的地址協議可以大大簡化。傳統IPV4地址不夠，需要大量的協議，而IPV6可以簡化協議。所以，總的來說，IPV6+非常適合于物聯網的需要：它有海量的地址，應用感知的能力支持移動性，簡化協議，支持組播點到多點、多點到點，以及可以在公眾的通信網上組織一個企業專用的高可靠的物聯網專網。
工業的(de)應用是物(wu)聯網最主要的(de)應用。圖(tu)中(zhong)是一個我(wo)(wo)們工業現場互聯網的(de)一個框架(jia)，尤其是在現場級，我(wo)(wo)們有PLC可編程邏輯控(kong)制器(qi)。按(an)照(zhao)規(gui)(gui)定(ding)的(de)程序(xu)，它(ta)通過工控(kong)接口連接到(dao)生(sheng)產機器(qi)裝備和儀(yi)器(qi)儀(yi)表，按(an)規(gui)(gui)定(ding)程序(xu)指揮他(ta)們的(de)動作，同時采集數據上傳(chuan)。
當然，5G也(ye)可以(yi)采用采集數(shu)據(ju)，物聯網就表現在(zai)工控(kong)接口(kou)上。現在(zai)，中國(guo)云化的PLC把(ba)本地(di)控(kong)制(zhi)的部(bu)分還放(fang)到(dao)本地(di)，但是(shi)把(ba)整個操控(kong)部(bu)分可以(yi)放(fang)到(dao)云端。在(zai)云端，我們可以(yi)一(yi)個PLC主機(ji)管理(li)多(duo)個生(sheng)產裝備(bei)，要通過從站地(di)址可以(yi)區別所管理(li)的不同生(sheng)產裝備(bei)。當然可以(yi)明確究竟(jing)是(shi)下達指令還是(shi)讀寫數(shu)據(ju)以(yi)及數(shu)據(ju)量是(shi)什么，同時還有CRC的字(zi)節作為糾(jiu)錯(cuo)用。
現在，人工智能技術在發展，人工智能融入了物聯網。人工智能可以融入到物聯網數據上云的多個環節，比如說在端側，我們有嵌入的實時操作系統有端側的智能。我們把人工智能的芯片、人工智能的操作系統嵌入到物聯網的模塊組成AIoT的模塊——智聯網的模塊(kuai)。比(bi)如(ru)說(shuo)一個家里的掃地機，過(guo)去(qu)呢它是(shi)很少(shao)智(zhi)能(neng)的，現在加(jia)入語音識別和語音合(he)成可(ke)以讓它聽懂人的指揮，增(zeng)加(jia)了(le)我們物聯網的智(zhi)能(neng)化。
當(dang)然，我們(men)未來AR/VR等(deng)等(deng)增強現實(shi)、虛擬(ni)現實(shi)的(de)應用，它(ta)終端和(he)邊緣計算和(he)云(yun)側實(shi)際上都(dou)會有相應的(de)智能。合(he)理(li)地分配這些能力可(ke)以提(ti)高(gao)效率(lv)、降(jiang)低時(shi)延、快速反應。人工智(zhi)能在融入物聯網的(de)更大的(de)應用是(shi)在后臺的數據挖掘。
我們現在很多企業都采集了很多物聯網的數據要準備做數字孿生、工業設計、藥物仿真、電網建模視頻生成、動漫渲染，但并不意味著每個企業要自建算力平臺、自購算法軟件，可以單純作為算力網的業務消費者，通過IPV6的網絡連到了算力網的另一側，有算力網的業務提供者，他們具有各種計算能力。這里邊最主要的是IDC互聯網數據中心，它(ta)也是云(yun)平臺(tai)的基礎設施，即服務的主要部分。
在IDC里(li)頭(tou)有大量的(de)服(fu)務器(qi)，就是工業(ye)計算機(ji)和(he)存儲(chu)器(qi)。當(dang)然還有很多交換機(ji)負責(ze)跨服(fu)務器(qi)以及跨數(shu)據中(zhong)心的(de)調度數(shu)據、融合數(shu)據、分析數(shu)據。除了通過(guo)IDC提供的(de)算力平(ping)臺，我們還是要有算法(fa)。算法(fa)主要體(ti)現(xian)在PaaS（平(ping)臺即(ji)服(fu)務）和(he)SaaS（軟件即(ji)服(fu)務）上(shang)邊(bian)。現(xian)在行業(ye)大模型出來了，它可(ke)以安裝到PaaS和(he)SaaS上(shang)，但是即(ji)便這樣(yang)，對于大量的(de)中(zhong)小企業(ye)仍然是比較(jiao)高(gao)的(de)門檻，還是可(ke)望不可(ke)即(ji)使。
要解決大模型為中小企業使用，我們需要引入MaaS，將(jiang)大(da)模型(xing)縮(suo)減變成一個(ge)模塊，插到了云平臺(tai)的PaaS和(he)SaaS之間，提供一個(ge)接口(kou)。中(zhong)小(xiao)企(qi)業(ye)可(ke)以接入(ru)，然后可(ke)以加入(ru)中(zhong)小(xiao)企(qi)業(ye)的數(shu)據進行微調，形成中(zhong)小(xiao)企(qi)業(ye)的小(xiao)模型(xing)。
為了方便中小企業使用，我們還配套提供了工具鏈。它有低代碼的開發工具，也就是說中小企業可以通過鼠標的拖拉把一些小程序作為積木一樣拼接，為中小企業使用大模型提供了方便。通過MaaS，只要會上云就能使用大模型，大大地提高(gao)了我們企業(ye)物(wu)聯網的(de)(de)數據挖(wa)掘和(he)分析的(de)(de)能(neng)力。
