下一代互联网与云接入(光电子进展)

1、报告人：刘德明华中科技大学下一代互联网接入系统国家工程实验室下一代互联网与云接入技术华中科技大学教授，下一代互联网接入系统国家工程实验室主任。中国下一代互联网专家委员会专家、中国宇航学会光电子专业委员会常务委员、中国电子商会物联网技术专业委员会副秘书长、中国国际光电博览会主席团副秘书长、武汉中国光谷物联网产业技术创新联盟秘书长。主持和承担完成50余项国家和省部级项目，获国家技术发明奖二等奖1项、国家发明三等奖1项、湖北省技术发明一等奖1项、教育部自然科学一等奖1项，其它省部级二等奖4项；有30多项科技成果通过省部级鉴定，国家发明专利50余项，发表100余篇学术论文，出版教材和专著4部。报告人简

2、介报告内容 下一代互联网（NGI）一 三网融合及光接入技术二 云计算与云接入技术四 物联网感知接入技术三 NGIA国家工程实验室五一、下一代互联网（NGI）互联网发展面临重大挑战互联网是现代社会最重要的信息基础设施之一，对世界政治、经济、文化、科技、军事、社会生活和国家安全等方面产生着重大影响。互联网发展水平已成为衡量一个国家综合实力的重要标志。2011年2月3日， 国际互联网名称和编号分配机构(ICANN)公布了一条可以载入互联网史册的新闻：“最后一批IPv4地址今天分配完毕，IPv4地址总库已经枯竭。”此消息意味着从2011年开始，全球都将面临由于IPv4地址短缺而造成的发展受限问题IPv

3、4地址即将耗尽，促进了各国对基于IPv6的下一代互联网的研究、发展和应用下一代互联网（NGI）“下一代互联网”是指在目前互联网技术优势的基础上创新解决互联网所面临重大技术挑战的新一代互联网网络地址资源足够丰富： IPv4地址空间有232 （43亿）个地址；下一代互联网将有2128个地址空间，是现有互联网的1029倍。如果地球表面铺上一层沙子，那么每一颗沙子都可以拥有一个IP地址。基础设施更加先进：支持100Mbps以上的端到端接入网络更加安全、可信、可控、可管、节能更加智能地实现人与人、物与人、物与物互联主要国家战略布局和规划措施美国IPv6部署计划 拥有IPv6地址数量在全球名列前茅 200

4、8年7月美国行政管理和预算局（OMB)宣布各政府机构网络已经支持IPv62009年5月美国联邦政府CIO委员会发布“美国政府内部向IPv6过渡路线图”，宣布2011年将完成向IPv6的过渡欧洲IPv6部署计划欧盟IPv6工作组2008年5月发布IPv6路线图最新版本计划到2010年，25%的用户、政府部门、TOP100网站采用IPv6协议主要国家战略布局和规划措施日本的IPv6部署计划2007年8月，日本总务省成立“互联网向IPv6过渡调查研究委员会”，提出IPv6过渡计划日本总务省、JPNIC、电信和互联网运营商协会等共同组成“IPv4地址枯竭工作组”，于2009年10月发布IPv6行动计划

5、，几乎所有ISP都加入该计划，并将于2011年4月启动IPv6服务韩国的IPv6部署计划韩国建设了6个下一代互联网交换中心中国的下一代互联网（CNGI）我国于上世纪90年代启动了下一代互联网的研究2003年启动下一代互联网示范工程（CNGI）的建设，覆盖了20个以上的城市，60个节点300多个驻点网，已经建成世界上最大的IPv6骨干网络。我国2008年底启动下一代互联网业务试商用和产业化专项，推动我国下一代互联网从技术试验向试商用转型，实施了一系列的IPv6应用，已在2008年北京奥运会和2010年上海世博会上获得成功应用。在标准方面，到目前为止，我国通信标准化协会已经发布了38项IPv6行业

6、规划，为我国IPv6健康稳定地发展奠定了基础。截止到2011年5月17日，我国拥有的IPv6地址数为美国的2.5%，德国的3.87%，排名全球第16位。差距明显，形势严峻主 任：邬贺铨（工程院）副主任：吴建平（清华大学）钱华林（中科院计算机网络信息中心）云晓春（国家计算机网络应急技术中心）成 员：胡启恒（中国互联网协会）方滨兴（北京邮电大学）于 全（总参61所）杨 杰（中国电信集团公司）沙跃家（中国移动通信集团公司）冯 飞（国务院发展研究中心）毛 伟（中国互联网络信息中心）蒋林涛（工业和信息化部电信研究院）郭云飞（中国人民解放军信息工程大学）尤肖虎（东南大学）张宏科（北京交通大学）李红滨（北京

7、大学）钱德沛（北京航空航天大学）刘德明（华中科技大学）张 凌（华南理工大学）汪文勇（电子科技大学）李忠诚（中科院计算所）唐 晖（中科院声学所）徐 红（中国国际工程咨询公司）刘 东（北京天地互连信息技术有限公司）查 钧（华为技术有限公司）范洪福（中兴通讯股份有限公司）中国下一代互联网（CNGI）专家委路线图和时间表二、三网融合与光接入技术影响之一：广电媒体的传统传输垄断被打破，新兴媒体及渠道迅速崛起；影响之二：加速宽带的普及和推广，加速终端的融合和互联网化；影响之三：通过网络运营商平台提供服务；影响之四：开放平台，内容服务商绕过电信运营商，直接通过互联网向用户提供内容。互联网发展对广电、电信的的

8、巨大影响 三网融合从破冰到发展1997年4月，国务院在深圳召开全国信息化工作会议，首次提出三网的概念广电网、电信网和计算机网的合一国办发【1999】82号文，规定“电信部门不得从事广播电视业务，广播电视部门不得从事通信业务，对此必须坚决贯彻执行”2000年10月，中共中央关于制定国民经济和社会发展第十个五年计划的建议提出“促进电信、电视、计算机三网融合”，三网融合首次写入中共中央的文件2005年10月，中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议提出“加强宽带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息基础设施建设，推进三网融合，健全信息安全保障体系”国办发【2008】1号文提出,加强宽

9、带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息基础设施建设，推进“三网融合” 国办发【2009】26号文提出，落实国家相关规定，实现广电和电信企业的双向进入，推动“三网融合”取得实质性进展2010年1月13日，国务院常务会议通过总体方案（5号文）提出1禁止2推进3“促进”到“加强”网络能力广电部门电信部门骨干网贫弱；大部分地区有线部门没有形成完整的城域网；网络彼此分割三张覆盖全国的网络，互联互通较为通畅服务能力掌握丰富的内容资源，拥有成熟的内容运作经验，缺乏双向业务服务能力缺乏对内容掌控力，拥有多元的业务/服务支撑能力，成熟的客户管理能力市场能力未完全实现企业改制，政企不分，企事不分，管办不分，缺乏

10、市场经营能力完全市场化的运营主体，现代化的企业管理机制、激励机制和决策机制管理体制实施属地化管理，可以获得地方政策支持实行垂直管理，难以获得地方政策优势，但便于调动全国资源广电和电信双方在三网融合中互有优势三网融合使传统广电传输渠道垄断被打破，电信专网、宽带互联网等新媒体载体地位迅速崛起。电信网络、互联网以及移动互联网的媒体载体属性逐渐增强，媒体地位迅速崛起。电信网络IPTV业务（电信专网）互联网、移动互联网视频网站、网络电视、手机电视、微博广电有线网络高清互动数字电视媒体的传统传输垄断被打破加速宽带的普及和推广 2006年2010年，基础电信企业的互联网宽带接入用户分别新增1454.9万户、

11、1561.1万户、1701万户、2034.7万户、2236万户。目前，我国的宽带接入普及率超过10%，发展处于成长期，用户规模仍将迅速增长。 三网融合促进终端融合。手 机通信功能互联网功能视频功能计算机互联网功能通话功能视频功能电视机看电视互联网功能通信功能智能手机智能电视机Pad终端无处不在的电视服务、无处不在的通信服务、无处不在的网络服务加速媒体终端的融合和互联网化加速媒体终端的融合和互联网化智能手机、互联网电视机的发展迅猛20%2010年电视总出货中，有将近20%的电视具备联网功能 1.23亿根据DisplaySearch预测，2014年全球联网电视出货将达到1亿2千3百万台，年增长30

12、% 图一：2009-2014年全球联网电视按区域出货量预测（单位：千台）资料来源: DisplaySearch Quarterly TV Design and Features Report1. 互联网电视机尼尔森最新报告显示，今年5月，美国市场智能手机销量首超功能型手机，两者所占比例分别为55%和45%。2. 智能手机通过网络运营商平台提供服务 内容服务商通过在网络运营商平台上植入客户端或租用频道，进行内容分发运营服务。直接互联开放平台 内容服务商绕过电信、有线电视运营商的业务集成平台，直接通过互联网向用户提供业务和内容服务。如iphone、ipad的ios系统以及Androi系统和互联网电

13、视等。宽带接入：国家战略性新兴产业的基础互联网电信网广电网 物联网宽带接入 我们要在发展新能源汽车以及电信网、广播电视网和互联网三网融合等方面取得实质性进步，并要进一步促进物联网的研发和应用。 国务院总理温家宝政府工作报告 “光纤之父”高琨博士荣获2009年诺贝尔奖光纤通信引起通信技术的一场革命科学美国人评价：如果没有光纤通信，就不会有今天的互联网和通信网络接入瓶颈接入网的机遇和挑战驱动力与机遇： 系统扩容 Bandwidth abundance网络扁平化 Fiber to the X网络融合 Triple-play业务融合 IPTV, video communication, SAN运营竞争

14、 MSO vs Telco / ILEC / CLEC / Muni新政策法规推行 Service unbundling 接入技术挑战：大容量与降低用户成本（ 100+ Mbps per subscriber）高带宽覆盖与降低运维成本全业务服务与低服务成本: voice, data, and video全IP业务平滑升级 (VoIP, IPTV）宽带接入定义：过去： 256 kbps现在：20 Mbps网络的作用：人际互联：P2P, P2MP ,MP2MP物际互联：物联网 移动性需求：语音移动 (手机)数据移动 (无线 PC)视频移动 (3G, 4G)业务融合：三网融合 (voice, dat

15、a, video)家庭网络 (视频安防, 智能家电, 视频电话, 远程医疗, ,）宽带接入业务带宽需求：Voice (3-lines)400 KBPSData5-10 MBPSSDTV (3-Channels)9-12 MBPSHDTV9-19 MBPSTotal23-42 MBPS未来带宽需求预测：大于100Mbps 高清电视, 虚拟现实、高清互动游戏, 互动视频, 数字相册等高带宽业务将要求家庭网络接入带宽：双向对称100 Mbps . 回顾历史，通信业的发展总是得到技术的强有力驱动并不断增强其功能：1840s: 电报1870s: 电话1890s: 无线电通信1920s: 无线电广播195

16、0s: 电视广播 1960s: 卫星通信1970s: 计算机通信1980s: 光纤通信1990s: 互联网与移动通信2000s: FTTx与三网融合回顾历史多种接入技术并存Fiber Optics FTTPCOAX Cable (CATV)Broadband Power LineFixed WirelessWi-FiWiMAXSatellite3 or more3G Cellular NetworksTwisted Copper Pair依据终端用户带宽需求选择接入技术接入网技术演变：网络融合且扁平化、IP化、宽带化交换网络扁平化IP化ADSL2支持带宽提升线路结构保持不变交换网络结构复杂AD

17、SL支持带宽有限配线解决用户接入宽窄带综合化全IP带宽提供能力有飞跃线路结构发生根本变化，光缆越来越靠近用户传统接入网ADSL软交换AGADSL2+PON接入技术接入网的技术演进宽带光接入网的定义宽带光接入网是指由用户网络接口与相关的业务节点接口之间，全程以光纤作为传输媒质，或者以光纤作为主干传输媒质，以金属线或者无线作为用户末端传输媒质，采用各种宽带承载技术的一系列信息传送实体所组成全部设施 光接入技术FTTx 接入技术 有源接入 最后一段用铜线或无线接入 无源接入 主光纤利用分支器分配给多个用户 (3264) 无源接入 每个用户接入一根光纤 有源接入 多级光纤交换机将光纤接入每个用户. F

18、TTP：光纤以太网交换机接入FTTP： 无源光纤接入网FTTNFTTC：光纤到节点/路边交换机Passive Optical Network 无源光网络OLTONUO ptical Line Terminal 光线路终端Optical Network Unit 光网络单元 Passive Optical Splitter 无源分光器ONUONU PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络； PON是无源光网络的简称（Passive Optical Network ）； PON由光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、光网络单元 ONU（ Optical Netwo

19、rk Unit）和无源分光器POS（Passive Optical Splitter）组成。Passive Optical Splitter 无源分光器无源光网络（PON）接入技术PSTNNGNInternetCATV家庭用户10BASE-T TE POWER 政府用户交互式游戏虚拟现实远程办公互联网网络电话网络视频有线电视立体电视高清电视2 层19 层ONU企业用户ONUONU无源光网络：光纤接入的主流技术光纤分配网ODN局端设备OLT用户终端ONU光纤光纤光纤电信局与用户之间由光纤和无源器件构成的光纤接入网无源光网络发展前景每年有超过1000亿元的市场带动数千亿的服务业产值规模国家战略性新

20、兴产业重要发展方向xPON技术TDM-PONB-PONEPON/GEPON/10GEPONGPON/10GPONWDM-PONHPON（Hybrid WDM/TDM PON)RPON（Radio over PON）下行连续信号传输TDM-PON信号传输技术上行突发信号传输下行数据广播发送下行波长为1490nmOLT发送的混合数据通过Splitter到达每个用户的ONU；每个ONU只接收发给自己的数据，丢弃其它数据；上行数据采用时分多址接入方式(TDMA )上行波长为1310nm每个ONU在OLT允许的时间段内向OLT发送数据；无需冲突检测报文不需要分片WDM-PONWDM-PON采用波长作为用

21、户端ONU的标识，利用波分复用技术实现上行接入，能够提供较宽的工作带宽，可以实现真正意义上的对称宽带接入.混合波分时分无源光网络(HPON) WDMTDM楼内布线室内布线1层2层3层射频无源光网络（RPON）楼内光分配网室内光接入点WiFi over FiberRadio over FiberAll-optic Mobile access 单纤接入1024终端，30Mbps/终端高带宽大容量接入 接入距离60100km大范围长距离接入下一代光接入技术：接入扩容与距离延伸1:32单纤接入终端少1020km接入距离：延伸35倍 60100km新器件和新技术接入扩容：多用户分摊成本距离延伸：降低运维

22、成本1:1024接入容量：增大32倍单纤接入1024终端 机房多管线多用户终端1:32城域网 节点低成本的高带宽、大容量、长距离光接入 各国投巨资研究和争夺主导权！基于SOA的无源光网络接入扩容与距离延伸技术2010年度国家技术发明奖二等奖建立国内外首个基于半导体光放大（SOA）的大容量高带宽长距离无源光网络系统，单纤接入用户终端数可增大32倍，接入距离可延长35倍，低成本实现了无源光网络接入扩容与距离延伸，无源光网络综合接入成本降低35%发明了增益钳制波长变换器和基于全光波长变换的混合波分时分复用无源光网络，研制了基于SOA的无源光网络接入扩容与距离延伸器件和系统。获发明专利授权13 项，核

23、心专利技术被国际标准采纳，项目应用已产生重要的经济和社会效益。对于促进我国光纤接入网领域的技术进步、实现“三网融合光纤到户”有积极推动作用。成果总体达国际领先水平。xPON技术发展趋势现有技术发展 EPON：设备互通性完成、产业链已经成熟，下一步将更关注网络的运维管理与业务承载能力； GPON：标准制订完毕，技术成熟，但目前缺少大规模市场应用的检验；技术的演进 EPON：演进方向为10G EPON，可实现与1G EPON在同一个ODN下共存，平滑升级； GPON：演进分成XGPON1和XGPON2两个阶段；WDM PON：随光器件成本的下降将成为趋势，但目前需要标准的制订与推动。PON接入技术

24、的演进路线PON的演进路线明确清晰！下一代无源光网络（NG-PON）10Gbps及以上的传输速率。上下行对称10Gbps或者下行10Gbps上行1Gbps的非对称系统。更高的分路比。下一代PON应支持至少1:64的分光比，光功率预算也包括20dB、24dB甚至28dB等。更强的组网能力。下一代PON主要是面向FTTB/C/N等场景的业务需求，因此在设备形态、功能与性能、业务管控等方面得到显著提升以满足组网的需求。对EPON/GPON的兼容性。考虑到目前已经大量部署的EPON和GPON系统，下一代PON系统应该兼容EPON和GPON，以确保网络的平滑演进，保护既有投资.NG-PON重点解决的三大

25、问题低成本的高速率、大容量、长距离光接入NG-PON的演进方向下一代接入（NGA）小组将NG-PON演变划分两个阶段：NGPON1和NGPON2。 NGPON1是个过渡的演进方案，在兼容现有无源光分配网络的基础上，通过扩展GPON标准过渡到10G GPON。 NGPON2则是基于全新光网络的长期的演进方案，其目标是提供一个独立的下一代光网络接入方案，该方案不再受制于现有的GPON标准和光分配网络。NG-PON发展计划（1）ITU-T在2008年12月为启动NG-PON1标准，它有两个主要的备选架构：XGPON1和XGPON2 。 XGPON1是下行10Gbps上行2.5Gbps的非对称系统；X

26、GPON2是上下行10Gbps的对称系统 。 NG-PON发展计划（2）ITU-T在2008年12月为启动NG-PON1标准，它有两个主要的备选架构：XGPON1和XGPON2。XGPON1是下行10Gbps上行2.5Gbps的非对称系统,它追随ITU定义的GTC层发展 ；XGPON2是上下行10Gbps的对称系统，它会向IEEE 802.3av工作组制定的10G EPON标准靠拢。NG-PON2被赋予了足够的发挥空间 ，目前正在研究诸如DWDM-PON和40Gbps的可选方案 ，它可能会采用备受关注的WDM-PON技术。三网融合背景下FTTx技术发展趋势FTTH将成为新建场景的主流模式10G

27、 EPON将是NG PON的主要技术WDM PON将是中长期发展趋势三网融合为FTTx应用提供了更广阔的发展空间更高速的PON技术将逐步应用针对目前FTTH建设模式，按照1：64分路比计算，EPON每用户保证带宽可达到15Mbps， GPON带宽高于EPON带宽1倍，考虑用户带宽需求每年增长50%80%，只能比EPON多用1年半。为满足高清视频，3D视频等未来高带宽业务的需求，户均接入带宽将跨入100M的水平，而目前的EPON和GPON均不能满足需求。FTTH模式下，由于接入网”大容量，少局所”的要求，对大分光比的追求将十分迫切，1：64，1：128甚至1：256等高分光比应用对PON技术的线

28、路速率要求更高。10GEPON带宽是EPON的10倍，在对称模式下分光比目前可以做到1：256，能够真正满足几年后的带宽需求。综上，2011年开始，以10G EPON为主的更高速的PON技术将逐步应用。-Cost-effective spectral efficiency and chromatic dispersion resilience-Fine-grained, dynamic bandwidth allocation and single-platform support for heterogeneous services, including radio backhaulRef:

29、 N. Cvijetic, D. Qian, T. Wang & S. Weinstein, “OFDM for next-generation optical access networks”, IEEE WCNC Optical-Wireless Workshop, April 18, 2010.OFDM-PON高阶调制格式More Modulation StatesHigher-order modulation formats:Several bits are encoded in one symbolIncrease ofspectral efficiencyHigher data r

30、ates(200G, 400G, 1000G)Fulfillment of future capacity requirementsReduced transmission reachHigher system complexity40 Gb/s0.8 bit/s/Hz10 Gb/s0.2 bit/s/Hz100 Gb/s2.0 bit/s/Hz200 Gb/s4.0 bit/s/Hz10 GHz, 256 subcarriers10.0 bit/s/HzOFDM高阶调制信号的产生Signal generation: Trade-off between electrical and optic

31、al complexityIQ-Modulator based TX with electrical multi-level driving signalsExample Square 16QAM:4-level driving signalsSquare 16QAM高阶调制信号的产生Tx complexity can be shifted from the electrical to the optical domain:Transmitters with binary driving signals possible for any formatExample: Square 16QAM

32、Tx with binary driving signalsHigher number of optical modulators!Binary driving signals!高阶调制信号的相干接收Receiver sensitivity Digital signal processingLaser linewidth requirementsEfficient electrical equalization All-Optical NetworksWDM, Optical amplifiers - high rates, long reach multicastingOptical rou

33、ting and switching - power localization, narrow casting, long reach, high utilizationIncrease in capacities (major difference between fiber bandwidth and link rates) decrease in cost Trade bandwidth utilization for lower cost Only with new architectures!x1001970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 20

34、02 2006 2010 2014 2018 2020 2024Fiber trunksIncreasing line speedsDispersion managede-switched architectureCore optical switching1st disruptive technology - WDM fiber links2nd disruptive technology - optical switching3rd disruptive technology - direct optical access4th disruptive technology - new tr

35、ansport mechanismsElectronic access, PONFlow switching direct optical accessLimit of WDM/optical switching technology ?Optical network revolution and disruptive technologiesComputing1 10 102 103 104 105 106Subscriber costWe can trade bandwidth utilization for lower cost !Massive data ingestion rate,

36、 meta-data processingDistributed large volume data storage for efficiency and redundancyDistributed high speed computing servicesSOA, cloud computing, financial/medical/defense applications.Bursty user demand Flow switching of unscheduled high volume dataLow blocking and latency Need cost effective

37、transportDistributed data processing, storage, Computing and service application Networkas a Service-busData ingestData ingestStorageStorageProcessingStorageProcessingProcessingUserUserBursty, unscheduled, high speed and large volume Optical Flow Switching - OFSWANMANMANDistributionnetworkSchedulers

38、1s2d1d2All-optical, end-to-end flow of large transactions that bypass routersOFS used for 1 s end-to-end transparent transactions - drains heavy tailScheduling prevents collisionsOff-band signaling for reservation, scheduling, setup ( 100ms)Users from MAN multiplex transactions across WAN via dynami

39、c distribution networksWAN channels接入器件：光电集成降成本PIC ChipDataCATVTx LD & PD1310 nmRx PD1490 nmRx PD1550 nmWDMOptical PortMIC ChipLDTIAATCSPDMTxRxVideoTx LD & PD1310 nmRx PD1490 nmWDMOptical PortPIC ChipMIC ChipLDTIAATCSPGNDTxDC powerRxDuplexerTriplexer光电集成技术演进路线图Box LevelPre-packaged devices connected

40、 by fibersPresentSize & CostFunctionality & PerformanceBoard LevelChips and sub-components assembled on silicon bench, and/or metal carriersNextChip LevelChips connected with each other by hybrid or monolithic integrationFuture接入网光纤光缆：抗弯曲FTTH需要弯曲不敏感光纤，光纤的弯曲半径减小到5mm左右光纤弯曲时需要关注的性能一、低的弯曲附加损耗（Bending In

41、duced Loss: BIL）；二、光纤长期处于弯曲状态下的断裂风险，即与使用寿命相关的光纤机械性能可靠性。智能ODN：光纤光缆可控可管光系统的布设必须能够满足25-50年的带宽的增长与升级ODN 光纤网络结构价值体现ODN 建设与运维费用约占到 FTTH 工程的 50%基于光分支器的无源ODN网络性能难监测、故障难定位当前海量光纤的标识、测试和管理方法原始 运维成本非常高、制约FTTH大规模建设进程2. ODN海量光纤标识、监测和诊断的自动化和标准化是减低成本的必由之路自动化是保障光链路可靠性、降低维护成本和提升服务质量的关键标准化是与设备标准化对等的线路标准化，是规模化和成熟化的前提现有

42、技术的问题技术需求保持ODN无源特性 高损耗条件下的大动态范围、高灵敏度、高分辨率 清晰分辨和诊断对等的光分支链路 带外运行，不影响正常业务 支持多级结构（馈线-配线-入户）现有方案PON时域反射计（ONU增加反射光纤光栅）(PON-OTDR) 光分支器处用光开关旁路监测光信号 (OS-OTDR) 宽谱光源 + 光分支器串联光谱取样光栅 (SS-FBG) 现有技术的问题PON-OTDR成本较低但是:用户光纤长度须不等定位能力差（信号减弱、噪声、断点位置光纤长度相同时无法辨认）难以标识各个光纤支路现有技术的问题OSW-OTDR对OTDR要求较低但是:破坏了ODN无源特性，维护成本高不具备标识支路

43、的功能 光开关成本较高 现有技术的问题SS-FBG能够标识和分辨各个支路端口但是:定位能力很差(宽谱光源功率密度非常低)对FBG滤波器要求高，单支路成本增加明显 宽谱光源创新研究思路ODN光域时空二维标识与测量分析理论和技术 单支路（时间标识）和多支路（空间标识）的二维标识理论、方法和器件模型 时空二维特性并行测量与高性能检测方法时间信息和空间信息无冲突定位和诊断方法基于低成本相干检测的超高灵敏度和大动态范围光探测技术低成本多波长光源和光源复用技术ODN自动监测和诊断系统 基于时间标识的传输性能检测和故障定位技术基于空间标识的端口定位和故障诊断技术三、物联网感知接入技术从互联网到物联网随着宽带

44、业务技术的发展，互联网信息容量呈现爆炸式增长，更多、更快、更好、更安全的下一代互联网应运而生。下一代互联网IP地址近乎无穷，可接入世界任何物体，构成“物联网”。美国互联网-II（Internet2）美国100100 计划(CleanState Project)美国GENI欧洲EuroNGI美国FIND中国CNGI中国物联网什么是“物联网”？定义：物际互联的智能信息网络，通过装置在各类物体上的智能传感器（如RFID、光纤传感器、微机械传感器、二维码等），经过接入系统与互联网相连，从而给物体赋予智能，实现人与物、物与物、物与人的沟通和对话。使命：赋予物体智慧生命带给人类美好生活内涵：感知与接入：传

45、感器与智能接入传送与互联：下一代互联网管理与运营：现代信息服务 物联网的架构 物联网：传感接入+传送互联+应用服务物联网带给人们美好生活，使我们的社会更和谐!智能处理可靠传送全面感知物联网的产业链传感器器件 芯片 模块 上游产业-“智能感知”材料 标签智能城市智能家居智能医疗智能环保智能政务智能物流智能商务多业务融合物联网基础建设无线传感网接入设备软件开发泛在网络中游产业-“接入互联”智能城市智能家居智能医疗智能环保智能政务智能物流智能商务下游产业-“应用服务”物联网面临的问题（1）传感器问题 缺乏适合于低成本、大容量、高可靠、长期稳定工作的物联网传感器，特别是面向民生应用的传感器。（2）多传

46、感器的网络接入问题 各种传感器接口及采集信息五花八门，在物联网接入层面，缺乏融合各种异议构传感网络的接入协议。（3）基于信息融合的应用集成问题 由于各种识别和感知技术采集的物体信息各式各样，必需通过信息融合技术对进行综合分析和处理，在此基础上实现对物体的自动化跟踪、监控和管理 (4) 技术标准问题 中国信息技术标准化技术委员会于2006年成立了无线传感器网络标准项目组。但是在世界标准组织缺少中国的声音。物联网接入技术智慧城市创新社会管理物联网 武汉1+8城市圈环境监控物联网充分利用物联网、传感网和云计算等新一代信息技术，在感知、接入、计算和管理四个层面全面提升武汉“1+8”城市圈内环境信息化水

47、平，实现全面感知、智能决策、科学管理和环境治理，构建一个以环境质量持续改善为最终目标的环境监控物联网。 监测“更快捷”、“更智能”！ 监管“更有效”、“更全面”！ 决策“更科学”、“更智慧”！环境监测物联网实施方案水质监测传感器网络开展对水体富营养化程度等的分布式动态实时监测。建立特殊区域重点监测传感网，有助于环境监测部门对太湖等富营养化水体的多项指标做及时的监管和控制，针对应急情况做出快速反应；对避免水危机事件发生、保障饮用水安全具有重要意义。 水质环境监测物联网地质灾害监测预警传感器网络 地质灾害，尤其是山洪泥石流，对基础设施（居民点、电力、通讯、公路等）和人民生命财产安全形成长期持续的威

48、胁，对这类灾害的实时监控、预警和应急处置需求极为迫切。开发基于新一代传感网的山洪泥石流灾害监测预警系统，有助于灾害防控部门对山洪泥石流灾害的发生进行早期监测、预警和有效应急处理，具有重要意义。 地质勘探隧道监测大坝监测滑坡监测地震监测交通监测重大地质灾害监测物联网混合波分时分复用传感无源光网络系统2010年度日内瓦国际发明展览会金奖在国内外首创基于混合时分波分复用技术和分布式光纤振动传感技术设计无源光纤周界防入侵监视网络系统，传感单元接入数量可提高至256个，周界监控距离可延长至160km，配以计算机软件智能识别等技术形成长距离、大范围、无盲区、可靠稳定的新一代光纤传感网络智能管理系统。申请及

49、获授权发明专利4项，通过科技成果鉴定，主要技术指标达到国际先进水平光纤传感物联网分布式光纤围栏周界防入侵技术 应用领域包括民用机场、边境线、社区安防、重点部门和部位安全防范等，拥有数千亿的市场规模。在国际上首次提出并实现“混合波分时分复用传感无源光网络”，构建了国内最大规模的周界防入侵系统，防区容量可达256个, 监测总距离可达100km，响应时间小于1秒。研究成果通过赵梓森院士为主任的专家组鉴定，达到国际先进水平分布式光纤触觉振动传感物联网智能电网的安全监控传感器网络 随着我国统一的坚强智能电网建设的开展，建立基于传感器网络的电力设备/线路/塔杆等智能监控防护、实时动态智能计量、电网与用户智

50、能交互系统等，在提高电网的输、配、变、用等环节的智能化程度、保障电网的稳定性、经济性和安全性、降低损耗等各方面均具有极其重要的意义，是智能电网不可或缺的重要组成部分，具有极其重要的意义。智能电网传感监测物联网四、云计算与云接入技术什么是云计算？“云”通常用来暗喻互联网（Internet）当“云”与“计算”联合起来后，其含义就变得庞杂而模糊了：一些分析师和厂商狭隘的将云计算定义成由虚拟服务器组成的公用/效用计算(Utility computing)的升级版。另一些人则定义的过于宽泛，他们坚持认为任何在防火墙外的操作均可以被视为“在云里计算”。考虑IT的实际需求时，云计算的概念也会逐渐清晰起来：在

51、不增加硬件基础设施投资，无须训练新员工或不购买新软件的前提下，来增加资源容量或提升计算性能的一种方法。云计算包含了所有通过网络实时订购或者按照使用量付费(pay-per-use)的服务模式，扩展了IT行业的现有能力。云计算是信息基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。这种信息、软件、硬件或网络的资源被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。 通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器农场中，企业数据中心的运行将更与互联网相像。这使得企业能够将资源切换到需要

52、的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。 云计算的基本概念云计算的七种应用类型SaaS软件即服务：通过WEB浏览器来向成千上万个用户提供某种单一的软件应用。公用/效用计算：为整个业界提供所需要的存储资源和虚拟化服务器等应用。云计算领域的WEB服务：从分散的商业服务(诸如Strike Iron和Xignite )，到GoogleMaps、ADP薪资处理、美国邮政服务、Bloomberg和常规信用卡处理服务等平台即服务：将开发环境作为服务来提供给用户，用户可以在供应商的基础架构上创建自己的应用软件。管理服务供应商(MSP)：面向的IT管理人员而不是最终用户，例如用于电子邮件的病毒扫描服务，还有应用

53、软件监控服务等。服务商业平台：为用户提供了一种交互性服务平台云计算集成：把多家SaaS供应商联合在一起来为客户提供完整的服务。IBM提出云计算的三种不同商业模式帮助大型企业在其内部建立自己的云计算中心。政府（或其他组织）建立的公共云，为个人和中小企业提供服务。这是一种创新的商业模式，IBM在我国无锡建立的云计算中心就是这种模式。是以云计算中心的模式来提供IT资源，用户为其所调用和使用的IT资源付费，也就是荷兰的iTricity模式。提高业务敏捷性高效满足业务发展需要应用1虚拟存储池虚拟化服务器池应用2应用3虚拟化网络和网络服务虚拟化增强资源利用率，提高伸缩性弹性管理应用和数据需求基于云计算的绿色数据中心大集中和标准化提高资源利用率降低能耗和成本应用1共享存储标准化的服务器群应用3可扩展的数据中心网络 (LAN+SAN)降低基础设施复杂性降低运营费用应用2自动配置随需应变公用化规模化降低成本