【大家】数字家庭是信息消费的基础——孙玉院士访谈
卫星与网络
原文刊登于《卫星与网络》杂志2014年7月
在2013年8月8日，国务院发布了《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》。所谓消费、内需，显然是和老百姓直接相关的。那么普通人如何参与到促进信息消费、扩大内需的进程中去呢，就此，本刊采访了孙玉院士。
什么是信息消费产业？
孙院士说，《若干意见》发布之后，网上立即出现了很多解释文件，使文件基本概念很快得以澄清。首先，信息消费是以信息产品和信息服务为对象的消费活动。而信息消费的支持基础是多种多样的信息系统。而信息系统支持信息消费，就构成了信息消费产业。
说到信息消费的分类，孙院士解释说，信息消费分为两大类：信息产品消费和信息服务消费。前者又分为信息基础设施消费和用户信息终端消费。后者分为通信类信息服务消费和物联网类信息服务消费。
按照国家的规划，信息消费发展的主要目标包括信息消费规模快速增长、信息基础设施显著改善、信息消费市场健康活跃。具体目标是：“十二五”后三年，我国信息消费规模年增长20%以上；到2015年，我国信息消费规模将超过3.2万亿元。如何保障实现主要目标呢？工业信息部苗部长做了简明概述：①针对信息消费市场不规范，营造激励信息消费的政策环境；②针对信息基础设施建设落后，支持加快提升信息基础设施；③针对数字内容产业发展滞后，支持积极开发信息应用系统。
什么是数字家庭?
那么，数字家庭又是什么呢。孙院士说，按照狭义理解，数字家庭是利用数字技术装备家庭，即应用于家庭环境中的信息系统或者基于家庭网络的信息系统。按广义理解，数字家庭是利用数字技术装备人类活动的基本空间，即应用人类活动的基本空间的信息系统或者基于用户驻地网的信息系统。考虑到城市是人类活动空间的集合，所以，数字家庭是数字城市的基本结构。
数字家庭的层次结构可以从三个角度来谈。从平台角度，可以认为有三类电信网络平台、信息基础设施，包括小区网络平台、家庭网络平台、家居物联网平台。从应用系统角度，可以分为通信类应用系统和物联网类应用系统。数字家庭就是由电信网络平台和应用系统组成。所以说，数字家庭总体上是一种信息系统。
城市是人类活动基本空间的集合。数字家庭是数字城市的基础。数字城市是智慧城市的基础。
宽带中国
要想实现数字家庭，就必须为每个家庭提供充足的通信带宽。这也就是“加快提升信息基础设施”的内涵。
关于加快信息基础设施演进升级，2013年8月17日，国务院发布了《宽带中国》战略。“宽带中国”战略提出，到2015年中国城市和农村家庭宽带接入能力基本达到20Mbit/s和4Mbit/s，部分发达城市达到100Mbit/s；到2020年，城市和农村家庭宽带接入能力分别达到50Mbit/s和12Mbit/s，发达城市部分家庭用户可达1Gbit/s。
孙院士认为，“宽带中国”能提升信息基础设施，是实现消息消费目标的保障和基础；是国家提升信息基础设施的现实纲领。而宽带中国的主体包括核心网络、接入网络和用户驻地网。宽带接入是提升信息基础设施的重要举措。但是，宽带接入不能代表提升信息基础设施的全部内涵。信息基础设施提升包括两个基本方面，首先是深入，例如在公用信息基础设施上，叠加专用信息基础设施。其次是扩展，例如从核心网向用户驻地网扩展；从中心城市向边远地区扩展。《宽带中国》必须面对的现实问题包括：三网融合、物联网、智慧城市、网络安全等问题。而这些问题通常都超出了信息基础设施范围。
孙院士特别指出，“宽带中国”的发展目标是提升用户接入速率，而其中谈到的“光纤入户”是提升接入速率的技术方法的统称，具体技术实现可能存在多种配置。
谈及关于全面推进三网融合，孙院士指出，我国现实“三网融合”包括两种含义不同的概念，分别是三网运营融合和三网技术融合。而当下比较困难的问题是是三网运营融合，目标是建立运营竞争机制。因为不解决运营机制问题，无法解决因垄断运营而引入的任何弊端。例如：平均接入速率与固定宽带价格指数关系问题，服务质量问题，网络安全问题等。至于三网技术融合概念，国际核心网的网络融合问题1996年已经解决，对中国也不存在困难。现实中国的“三网技术融合”是指在接入网和用户驻地网环境中，综合利用（PSTN、CATV、Internet）三类技术体系的潜在效能，以期最大限度简化电信网络。
目前，三网技术融合的实现技术已经成熟。但是，推广应用需要时间。问题出自网络电视（IPTV/OTTTV）的冲击。它不但，强烈冲击传统电视（CATV），而且强烈影响电信网络的三网技术融合。例如要支持互动电视，小区网络必须采用波分复用；而支持网络电视，小区网络不必采用波分复用，因而，仅仅光网络单元（ONU）价格就降低1000元左右。
三网融合的进程主要取决于何时解决网络电视质量问题；何时明确广播电视管理体制问题。
数字家庭研究内容
孙院士说，当前数字家庭的研究分两大领域。首先是三类网络平台：即小区网络平台和家庭网络平台，以及家居物联网平台。其次是两类应用系统，包括通信类信息系统和物联网类信息系统。
数字家庭近期应用的主流是把成熟的通信类信息服务系统平移到小区和家庭网络平台上来。例如：小区可视对讲、小区安防、小区照明控制、小区管理便民服务、家居环境监测、家居安防、家居水电气监测、家居电器操控、家居照明操控、家居通风遮光操控、网络购物、电子邮件、信息查询与浏览、短消息和微信、网络聊天、游戏娱乐、撰写微博、远程教育、健康医疗信息服务，等等。
数字家庭近期发展趋势主要是研发和试用家居物联网平台及其支持的家居物联网应用系统。首先是研制适应不同环境的多种家居物联网平台。物联网应用系统要支持不同功能的“客户机-服务器系统”，例如监控类应用系统、监测类应用系统、互动类应用系统、操控类应用系统、感知类应用系统、信息服务类应用系统。
具体到居民家庭，数字家庭意指利用数字技术，把电话机、电视机、计算机、家用电器等设备在家庭网络上连接起来，以便简明有效地支持更为完善的家庭服务，是利用电子和信息技术装备人类活动的基本空间。
从信息化的角度来看，在家庭、办公室、指挥所、车间和车辆中，遇到的问题和解决问题的方法都是类似的。
孙院士介绍说，目前国内数字家庭产业链逐步形成，2009年国家工信部在广东省广州市支持建立了第一个“国家数字家庭应用示范产业基地”。2013国家工信部在浙江省杭州市支持建立了第二个“国家数字家庭应用示范产业基地”。第三个“国家数字家庭应用示范产业基地”在武汉成立。
家庭网络平台研制进展
孙院士指出，当前烟筒式的家居信息系统迅速发展，多种系统分立，设施复杂、成本过高、使用不便。于是出现了简化家居系统设备的需求。2010年，孙院士指导下，提出了“家庭网络和多业务平台”概念，建立统一的家庭网络平台，支持各种业务平台，进而支持所有的业务系统。
而无源光网络技术取得突破性进展，用户驻地网（家庭网络）成了科技研发重点。
家庭网络支持的信息业务平台包括：①互动电视机信息业务平台;②网络电视机信息业务平台;③计算机业务平台;④固定电话机业务平台;⑤移动手机业务平台;⑥视频终端业务平台。
至于家居物联网，孙院士介绍说，2011年以来，国家把物联网作为重点课题予以支持。但目前物联网技术产业遇到普遍性困难，主要是如何选择有现实意义的课题，存在着困难。不过家居物联网发展比较快，推广应用前景比较明朗。所以，专家预测，物联网很可能在家庭网络基础上得到推广应用。
广州国家基地和广联研究院取得了国家专项“智能家居无线物联网设备研发与验证”课题。例如可以基于家居物联网开展抄表类应用系统研制，基于ZigBee网络或电源线网络开展电表、水表、汽表抄表系统的研制，也可以基于五类线、也就是常见的网线网络开展电表、水表抄表系统研制。另外，还可以开展安防类应用系统研制并推广成果，例如采用低速传感器，可以感知门磁、窗磁、烟感、温感、红外、漏水和震动等，构造室内安防应用系统；采用采用高速传感器、监视器和视频设备等，可以构造室内安防应用系统；同时采用低速和高速传感器，例如对讲机和监视器等，可以构造室外安防应用系统。
我国已经出现多种物联网应用系统，主要工作是把它们移到物联网平台之上。但当前的成果普遍缺乏创造性。
数字家庭系统集成和应用试点
孙院士说，目前国家的数字家庭系统集成和应用试点已经铺开。在试点方面，国家用专项投入的方式，实施了三万户应用试点准备。广州国家基地开展了数字家庭展览馆体验系统建设。试点目的是为推广应用准备基本定型方案。
试点方案总体工程设计必须达到目前国家先进水平。因此，试点系统的各个分系统或设备开放选型，选用目前国内技术先进、设备成熟和成本低廉的产品。国家专项应用试点、国家基地系统争取采用同样基本方案。
数字家庭应用试点内容包括：①小区网络平台及其支持的典型应用系统，例如小区可视对讲系统、小区视频监视系统；②家庭网络平台及其支持的典型信息类应用系统，例如电视机支持的应用系统、计算机支持的应用系统、电话机支持的应用系统、视频终端支持的应用系统；④家居物联网平台支持的典型物联网类应用系统，例如遥测类应用系统、遥控类应用系统。
孙玉，中国电子科技集团公司第54研究所首席科学家，研究员。孙玉长期从事战略兵器试验系统及军事战略通信系统研制工作。作为技术负责人或总设计师主持了超远程散射数字传输系统研制、我国第一代程控交换技术攻关、我国第一代ISDN试验/试用网总体设计、三峡工程通信网总体设计、军事战略通信总体设计和发展规划。发表论文和撰写报告100余篇；出版《数字复接技术》等专著10部。1995年当选为中国工程院院士。
中国最高水准虚拟现实与增强现实国际会将于2015年9月6日-9日在北京举行。
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