歡迎來到智慧網路城

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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)

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