頭圖由豆包生成,提示詞:富士山 拍攝
走出大阪關西機場,立即感受到了日本世博會(2025年4月13日到10月13日)的熱潮。“輝煌的未來”是本屆世博會的主題之一。
出了關西機場海關,人們能立即看到的是NTT(日本電報電話公司)展示的IOWN(Innovative Optical & Wireless Network,創新光學與無線網絡)。
日本也有5G技術,但基本只能在機場或者輕軌車站使用,截止到2024年,僅有31萬個基站(中國同年有四百多萬個,占了全世界基站總量的60%以上)。
5G方面的落后,是日本IT革命落后的結果,也制約著日本的下一步技術革新。只有發展IOWN才能在通訊方面重新獲得技術上的優勢地位,為日本在通訊領域爭取到新的未來。這切合了世博會的主題。
在關西機場,前來接機的住友電工貿易(深圳)公司光通信產品部經理高橋達彥,帶筆者走到了NTT展板前,這里有個屏幕直接聯系著世博會會場,筆者在機場,和25公里外世博會會場上的人視頻通話。高清晰的圖像、現場感十足的音頻,讓人感覺如同面對面地在和對方交流。
“日本開發的IOWN新通訊技術,在改變著以往的時空概念,通過現場的這個體驗,便能充分表現出來。”高橋說。住友電工的光纖技術就用在了IOWN技術中。
目前使用的光通訊技術,將電腦等的電信號轉變成光信號后,通過光纖進行通訊,傳輸到對方后需要再將光信號轉變成電信號,這樣對方的電腦才能夠識別信息。但反復的轉換,不僅出現了傳播信息時的延遲,還需要使用大量的電力。
IOWN一開始便使用光進行通訊,省電的同時減少了信息傳播中的延遲現象。
在5G普及不是很順利的時候,日本能否用IOWN來彌補基站不足,解決通訊中需要大量消費電力的問題,實現新的通訊革命?筆者來做一些分析。
使用IOWN后,手機一年充一次電
IOWN技術的開發者是NTT副總裁川添雄彥。
2025年4月8日,川添對日本媒體說:“使用了IOWN技術后,手機一年只需要充一次電,下載一萬部每部時長為兩個小時的電影,也只需0.3秒。”
新技術具有低延遲、大容量及節電特點,與現行的5G技術有著巨大的不同。
“2018年前后,我們一直在想,后互聯網時代的技術革新在哪里?在想該如何讓互聯網通訊更加便利?網絡使用量愈發增加后,通訊上的遲延、卡網等現象成為我們關注的課題。”川添說。
使用光進行傳導與使用電進行傳導有著很大的不同。同樣的信息從A地點傳導到B地點,距離越長,使用的電力也就越大,而光通過反射進行傳導,幾乎不需要增加電力。
NTT在20世紀60年代已經開始研究光傳導相關技術,2018年開始再度重視光傳導技術后,2019年5月便正式公布了IOWN技術構想。
當然不是NTT一家開發相關技術,住友電工等150家左右的日本企業都參加到了這個技術的開發中。
參與IOWN技術研發的主要企業包括:
1、贊助企業
諾基亞,埃森哲,博報堂,喜雅納,日本高通,鎧俠,富士通,思科系統,法國電信(Orange),KDDI,古河電氣工業,戴爾技術,普華永道(日本),住友電工,瑞穗銀行,得捷電子,中華電信,紅帽,索尼集團,三菱電機,愛立信,三星電子,德勤,三菱UFJ銀行,英特爾,SK海力士,豐田汽車,樂天手機,微軟,SK電訊,日本電氣,情報通信研究機構,威睿,NTT,等等。
2、普通會員
智邦,AGC,日商電子,AMD,EXEO Group,日鐵化學材料,安華高科技,SCSK,日東紡織,康普,沖電氣工業,NGK Insulators,DriveNets,OPTAGE,日本惠普,英飛朗,奧林巴斯,NetApp,IP infusion,KEL,Net One Systems,Juniper NETWORKS,京瓷,白山,Keysight Technologies,圣德科,Peers,英偉達,JX金屬,東日本旅客鐵道,未爾科技,JSR,日立制作所,高通,信越化學工業,藤倉,扇港元器件,新光電氣工業,Preferred Networks,西班牙電信,SKY Perfect JSAT,本多通信工業,VIAVI Solutions,住友化學,三井化學,緯創,住友商事九州,三井情報,AIO Core,住友BAKELITE,三菱化學持股,愛信,Sompo持股,三菱重工業,I-PEX,大成建設,三菱商事,味之素,大日本印刷,三菱綜合研究所,愛德萬測試,電通集團,MIRISE TECHNOLOGIES,APRESIA Systems,東京海上日動火災保險,MIRAIT ONE,安藤·間,東芝,村田制作所,安立,東洋油墨,矢崎總業,e-solutions,凸版印刷,UNIADEX,伊藤忠技術解決方案,日揮,理光,揖斐電,日產化學,瑞薩電子,等等。
3、學術及研發會員
產業技術綜合研究所,宇宙航空研究開發機構,臺灣資通產業標準協會,東京大學,臺灣云端物聯網產業協會,防災科學技術研究院,SBI工學院大學,東北大學,電力中央研究院,國力情報學研究所,大阪大學,名古屋大學,資訊工業策進會,光電子融合基盤技術研究所,慶應義塾大學,廣島大學,工業技術研究所,光電科技工業協進會,滋賀大學,等等。
從上面筆者整理的目錄可以看出,NTT拉了一個很大的企業合作圈,將日本及部分韓國、中國臺灣地區的企業召集到了這個圈子里,從技術研發、使用場景、金融等各個方面,準備將IOWN新技術做出來。
筆者近三十年前在日本使用過NTT開發出來的i-mode手機,當時聽說“i”是指interactive(交互)、information(信息)及internet(互聯網)。日本的手機在那個時候已經做到了這些,但“i”現在只存在美國蘋果“iPhone”一詞中,幾乎不見日企使用了。
NTT希望通過IOWN挽回一局,但這次的“I”已經不再使用小寫的“i”了,而是要對通訊技術進行創新(Innovative)。
|IOWN全光網絡與傳統電信網絡的差異。上圖根據相關資料由筆者制作。
通訊方面的可持續發展
從NTT公開的相關資料看,IOWN概念和“beyond Internet”(超越互聯網)或者“beyond 5G”(超越5G)一起談的時候較多。問日本通訊方面的專家,這是不是6G,但專家并未明確回復,似乎和6G還有一段距離。
筆者認為,以下幾個方面關系著IOWN今后的的發展方向。
第一,通過光傳導的方式,減少電力的使用量,可解決數據經濟發展帶來的電力需求急劇增加的問題。
從NTT方面公開的資料看,IT行業的發展帶來了電力使用量迅速增加的問題。2006年的通信量(traffic)為637Gbps,但到了2025年則上升了190倍,達到121Tbps。從用電量看,2006年為470億kWh,2025年則上升到了2400億kWh,增加了5倍,按這個發展速度擴展的話,2050年將到達5500億kWh,為2006年的12倍。
日本給出另外一組數字是,數據量在2010年以后從2ZB增加到了2024年175ZB,增加了大約90倍。數據經濟發展越快,就越需要使用電力。讓通信方式從使用電轉為使用光,在節電方面無疑是個不錯的解決方案。
第二,解決數據在大量傳輸過程中的耗時問題。
目前大容量數據需要存儲在數據中心,而將數據輸送到數據中心,需要一定的時間。IOWN解決了數據瞬間就能夠傳輸的問題,這一方面緩解了數據中心的壓力,另一方面能夠讓存儲器分散在不同地區,按照需求保存相關數據。在某個地方發生數據差錯時,也能瞬間實現數據恢復。
第三,需要開發新的光芯片及光電融合裝置。
從日本公開的資料看,2024年1月,日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)宣布采用IOWN推進的光芯片、光電融合裝置的研發項目,這為今后智能手機能夠用上相關產品提供了基礎。
NTT在研發光電轉換裝置,相關的開發需要有CPU基板、GPU基板及存儲基板,如果企業做不出這些產品,研發也就成了無米之炊。
之所以要拉個巨大的企業圈,主要是希望能夠盡早讓其他企業知道NTT的需求,及時開發今后需要使用的產品。
日本在光纖通信方面有一定的技術,但在芯片制造上已經落后世界很多。近些年企業很少在日本國內投資,技術革新的需求不高,經濟處于失落狀態。IOWN能否成為新的進取目標,讓企業加大研發及投資的力度,這需要持續關注。
日本國家政策尚未押寶IOWN
從經濟產業省在2025年5月30日對外公開的資料“半導體·數字產業戰略的現狀及今后”看,盡管在后5G信息通訊系統方面有較多的政策,重視光通訊傳送容量等領域的研發,但IOWN并未成為政策的重點。
經產省相當重視“開放RAN”(Open Radio Access Network),在推進“整體控制的效率化及能夠大幅度減少使用能源的研究開發”,談開放RAN比較多,而未提及IOWN。
石破茂內閣十分重視和美國的同盟關系,在加強與美國的經濟合作,在和美國總統特朗普的會談中,特別強調了日美兩國在開放RAN方面的合作及共同提升高質量信息社會基礎方面的投資。
日本企業在IOWN之外的領域,特別在公開RAN方面建設了將中國排除在外的合作圈。NTTdocomo與菲律賓Smart公司、卡塔爾Ooredoo公司、新加坡StarHub公司等建立了合作關系;電商企業樂天與菲律賓NOW電話公司、肯尼亞通訊公司、科威特的通訊企業簽訂了合作備忘錄。不過,從經產省公開的資料中,還找不到日企與歐洲企業建立合作關系的信息。
IOWN及公開RAN等技術均屬于支持6G發展的重要技術,但日本目前尚未決定到底將主要政策支持及研發資源放在哪里。IOWN節能優勢明顯,可降低數據中心能耗,契合碳中和目標,但需徹底替換現有基礎設施,成本高昂,而且日企在光電融合元件小型化產品方面尚不成熟。
筆者問日企相關人員,他們認為,最終完成開發、量產相關產品要等到2030年前后,以日本目前的研發態勢,提前完成的可能性不大。
更為重要的是,日本不少媒體認為,IOWN也在組建“排擠中國”的技術聯盟。經產省在制定半導體·數據方面的產業政策時,特別強調與中國之外的國家合作,視中國為競爭對手。這樣一來,中國研發6G愈發需要走自主路線,特別重視不同于IOWN的毫米波和衛星通信技術。
中國在6G方面的專利占比已經居世界首位,5G則在國內外保有技術及成本優勢,在基站總量、國際市場占比方面地位不可撼動,這是發展6G的重要基礎。
如果IOWN作為中國研發6G的補充技術,今后也許會有一定的普及機會,但過分強調通過這項技術排擠中國,主動放棄與中國企業合作的機會,IOWN可能前途未卜。
No.6407
原創
首發
文章|作者 陳言
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