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撰文／Russell Deeks｜譯者／高英哲｜插圖／Andrew Lyons
轉載自《BBC知識》2016年4月第56期
布里斯托曾是英國貿易興旺的商港，如今即將成為全世界第一座「軟體定義網路」的城市。政府與大學共同成立的公司整合了光纖、4G和5G，打算更聰明地管理城市的交通、環境和能源。
布里斯托正在轉變。名叫「Bristol is Open」的網絡將使得這座英國大城市躋身世界先進「智慧城市」之列。這得多虧有線電視在英國始終沒有真正普及。
布里斯托的光纖網絡路徑。
10年前，有線電視公司「麗的呼聲」（Rediffusion）砸下重金，在市街下建造管道系統，用來安裝電視網絡的纜線。當這家公司倒閉時，布里斯托市議會的幾個智多星（他們的名字看來已隨著漫漫時光而消逝）發現這套管線系統可能很有用，因此出錢把它買下來。接下來這幾年，這套管線系統用來連接城市各處的市議會辦公室，以及讓B-Open資料共享網絡提供Wi-Fi熱點和互動式公共藝術裝置。不過如今整套系統配上了超快速的144芯光纖纜線，與布里斯托大學先進運算研究中心的BlueCrystal超級電腦連線。
「Bristol is Open」總經理Paul Wilson讓這個故事繼續發展下去。「大約在五年前，英國文化媒體暨體育部（DCMS）發起資助方案『連結城市』（Connected Cities）。這項計畫野心很大，但結果大多變成英國的寬頻網路。不過布里斯托還是想要做些創新之舉，因此建造了軟體定義網路（SDN）。由於布里斯托擁有這套管線系統，我們就可以做些其他城市沒辦法做的事。」
穹頂的影音饗宴
「Bristol is Open」是由好幾個互相連結、合作的元素所構成。首先是前述的光纖網絡，此外還有沿著人行道「布魯內爾哩」（Brunel Mile，連接布里斯托寺院草原火車站﹝Temple Meads﹞和碼頭區）建構的無線網路。按照Wilson的說法，這條人行道如今已經配置了「各種無線網路，3G、4G LTE、連實驗中的新玩意『5G』都有。我們甚至在試用Li-Fi，也就是用光來取代無線電波的無線網路。」
At-Bristol科學博物館扮演資料視覺化設施的角色。（圖片來源：@T BRISTOL. CATAPULT.）
除此之外，全市還有1,500盞路燈配有各種感測器，它們透過RF4無線電頻網絡連接，構成「網狀」網絡。這三種網絡（有線、無線與網狀網絡）都連接BlueCrystal超級電腦以及At-Bristol科學博物館的天文館。天文館的新任務是將資料化成影像，配備升級到雙源4K 3D投影系統，每秒可將16億像素投射在曲面天花板上，還有7.1聲道環繞音響，也許是全世界最先進的這類設施。
At-Bristol執行長Phil Winfield解釋，「這是英國唯一的立體主動式3D天文館。就我所知，這也是英國唯一達到4K解析度的天文館；歐洲是有幾座，不過我相信英國只此一家。這也是全世界唯一與超級電腦連線，將資料視覺化的天文館。」
這些似乎都是非常了不起的技術，但究竟有什麼用呢？
靈活掌握城市動態
首先，我們把「Bristol is Open」不能做到的事情列出幾項，也許比較容易。比方說，它無法讓市內每個家庭都擁有超快速的網路，也無法讓市民的智慧型手機效能更好。你也不用擔心市政府能夠用它取得當地市民的海量資訊（見左欄）。
「若從消費者的角度來看『Bristol is Open』，會覺得這是何必呢。」Wilson承認，「比方說我們這個網絡並沒有連上網際網路，因為它志不在此。它所提供的是可以大展身手的場所，推動打造下一版的網際網路。」
我們確實應該把「Bristol is Open」當成某種技術沙盒，也就是讓工程師或建築師等人試驗新方法，以連接全世界的研發設施與試驗台。它將產生新的網路方法與協定，而布里斯托將可率先蒙受其利。
首先上線的網絡將是天文館的穹頂。《BBC知識》的讀者應該多半都有用過Google地球或Google街景服務，那麼現在請想像一下：我們能飛掠3D繪製的市景，拉近特定建築就能叫出藍圖、配線圖和水管圖，或是點擊某條街道就能看到3D繪製的資訊動畫圖，敘述這條街的人口、空氣品質、犯罪率或每日平均人潮流量。「Bristol is Open」和資料穹頂所能提供的就是這樣非常直覺的「資料視覺化」先進服務。天文館的3D秀從2015年4月起就讓觀眾驚嘆連連，11月18日則首度公開展示資料視覺化的功能。
At-Bristol科學博物館的設備可將這張城市交通地圖等各種資料化為影像。（圖片來源：Bristol is Open）
這套系統最終能將外部來源的資料即時繪成3D圖像，使各式各樣的資料以易於理解的形式呈現。系統的第一個媒體伺服器系統是為天文館設計的Digistar 5，第二個則是使用開放原始碼軟體，與Unity遊戲引擎等熱門工具相容，盡量確保想要利用這套系統的人都能夠取用。
這座穹頂也提供給公司租借來進行商業展演，例如展示新產品的3D原型影像。客戶名單仍是機密，不過勞斯萊斯已經來借場地，我們也知道博物館有在跟至少一家英國主要建商洽談。這類合作關係將為「Bristol is Open」提供寶貴的收入來源，穹頂白天展出天文秀，然後當市議會用不著時，晚上就能出借做為資料穹頂。
布里斯托將成為測試無人駕駛汽車的英國城市。
「接下來要做的就是網狀網絡。」Wilson說，「網狀網絡將在2016年4月啟動，到時候你帶來的裝置會連上網絡，小至手機或健康追蹤手環，大到無人駕駛汽車都行。這會非常有用，因為許多公司都在致力研發物聯網，這是眼下科技進展的關鍵領域。比方說你是智慧空調的製造商，布里斯托大概有一萬台這種裝置，目前我們讓約四台連上網絡。你若想測試一萬台智慧空調連成網絡能夠如何共同運作，我們可以幫你一把。」
從市政角度來看網狀網絡，還有路燈感測器可用。「我們會在2016年啟動計畫，與布里斯托的社區合作，詢問他們覺得當地有哪些環境問題。」Wilson說，「我們還不知道會問到哪些狀況，目前還在諮詢階段，不過可能會是空氣品質、噪音汙染之類的事。我們可以在路燈裡放置感測器，即時監控全市的狀況。」
「垃圾桶是另一個例子。」他補充說，「我們可以讓每個垃圾桶都變成智慧垃圾桶，這麼一來垃圾桶一滿，清潔隊員就會知道。」
擺脫僵化的硬體
（圖片來源：iStock）
展望未來，Wilson說他能想到「Bristol is Open」網絡的各種用途，像是把路燈的攝影機跟市內的消防車以及救護車連線，如此甚至能夠在有人撥打119之前，就出動前往意外現場；或是管理交通，關照獨居老人的健康狀況，監控汙染程度、碳排放量、能源消耗量等等（見左欄）。「Bristol is Open」的口號是：「為本市打造作業系統」。平心而論這還言之過早，不過這些言之過早的願景，未來可能成為向前邁進的一大步。
「我們這套系統真正聰明之處，在於它的管理及控制方式。」Wilson說，「我們所做的關鍵突破就在這兒，剩下來就只是把東西插進地底、塞進路燈罷了！目前網絡的所有連結都是與硬體結合，所以倘若你要換個網路供應商（ISP），就得有人到你家把路由器拿走，換上新的網路供應商提供、看起來一模一樣的路由器。但是我們改用軟體來做這件事，這麼一來你就有了技術不受限的網絡，只要點擊滑鼠，就能重新設定網絡，讓某些事情自動搞定。所以不管是什麼場合和用途，我們提供的連線都可以隨選隨用。」
「今日網絡的建構方式從來就不是為了物聯網所設計，而且已經開始不堪使用。」他繼續說道，「首先我們有實體的電腦網絡，後來透過電話撥接，再來換成寬頻和手機。但這些都是以十分線性的思維建構而成，讓人老是疲於應付層出不窮的科技發展。所以我們在做的就是從基礎重新思考，打造給未來世界使用的網絡；那將是龐大的物聯網，讓你以全然不同的嶄新方式建構並管理這個網絡。我們在布里斯托推動的智慧城市，就是大量應用這種網絡的示範。
(本文由教育部補助「AI報報─AI科普推廣計畫」取得網路轉載授權)