信息高速公路

定义

信息高速公路的正式名称是国家信息基础设施，英文为 National Information Infrastructure，缩写 NII。它是一个能给用户提供大量信息的完备系统，由通信网络、计算机、数据库以及电子产品组成，也可译作国家信息基础结构^[3]。从构成上看，它包含通信平台、各类信息服务设备、相关软件与工具以及信息资源 4 个部分，以强大的通信网为基础，把面向全社会的信息集成在一起^[4]。

另一种表述把信息高速公路概括为数字化大容量光纤通信网络，用于把政府机构、企业、大学、科研机构和家庭的计算机联成一体^[3]。它与互联网的关系常被描述为：互联网是信息高速公路的雏形，而信息高速公路是互联网进一步发展的结果^[5]。

原理

信息高速公路在物理层依托高速传输与交换技术构建。主干网使用光纤、卫星和微波等广域通信技术，接入网则通过光纤、同轴电缆、铜线和无线电把用户与主干网相连^[4]。交换环节采用异步转移模式(ATM)等宽带技术，以承载数据、语音、图像等不同类型的业务^[2]。

在设备与软件层面，系统一端是提供信息服务的超级计算机、服务器和小型机，另一端是个人计算机、掌上设备和智能终端；中间由操作系统、网络协议、用户界面和数据库管理系统等软件支撑，并有中间件等工具帮助用户在网络中获取信息^[4]。信息资源覆盖经济、科技、教育、文化、法律等领域，以数据库、知识库等有序形式或零散资料的形式存在^[4]。

发展历程

这一构想与美国州际高速公路网存在直接的历史关联。1955 年，田纳西州参议员阿尔伯特·戈尔在国会提出建立州际高速公路的法案，促成了覆盖全美的高速公路网^[4]。1991 年，其子阿尔·戈尔提出建立国家信息高速公路网络的立法动议，同年美国颁布《高性能计算法案》，启动国家信息基础设施计划^[6]。

1993 年 9 月，克林顿政府正式推出国家信息基础设施工程计划，即通常所说的信息高速公路计划，并成立由副总统戈尔领导的国家信息基础设施顾问委员会^[7]。1994 年 1 月 11 日，戈尔在加州大学洛杉矶分校召开第一次信息高速公路计划峰会，参会者超过 1800 人，会议向全美直播^[6]。同年 9 月，美国进一步提出全球信息基础设施(GII)倡议，目标是实现全球网络的无缝连接和端到端的互操作^[8]。

该计划公布后引发各国响应。日本、英国、法国、加拿大、韩国、新加坡以及欧共体等相继提出各自的信息基础设施建设方案^[4]。在中国，截至 1998 年底，一个格状光纤骨干网已基本建成，覆盖大部分城市^[8]。

应用

美国信息高速公路计划的核心内容包含 5 个方面：建设覆盖全国的宽带高速信息网，开发和利用信息资源，发展以微电子技术为基础的信息设备，研究开发电信与信息系统软件和应用软件及技术标准，培养信息人才^[5]。计划设想的服务涵盖远程银行业务、远程教学、电子购物、纳税、电视会议、视频点播和医疗诊断等。

教育信息化这一概念正是在 20 世纪 90 年代伴随信息高速公路的兴建而提出，其思路是把信息技术广泛应用于社会各领域，并把在教育中的应用作为面向 21 世纪教育改革的重要途径^[9]。这一轮建设还带动了一批新技术的落地，例如集群技术为构建大规模数据中心提供了性价比更优的方案，RAID 存储技术支撑了网络视频和网络存储等应用^[6]。

局限

信息高速公路的建设周期长、投入巨大，单靠政府资金难以支撑。在美国的方案中，政府投入的启动资金只有数十亿美元，而工程总投资规模达数千亿美元，其余部分需由民间企业界承担^[8]。

网络实现层面也存在技术瓶颈。有研究指出，接入环节的瓶颈、新型业务的扩充等问题在当时尚未解决，三网互通以及把异步转移模式交换与高速 IP 交换结合为一体，都是需要攻克的技术难题^[8]。另有分析指出，承载信息的基础设施遵循尽力而为的转发原则，对用户端到端的服务质量缺乏保障，当负载达到临界点后性能会明显下降^[6]。

作为早期参照的互联网本身也暴露出带宽有限、保密性不够、服务费用偏高等问题，需要新一代网络加以改进^[5]。此外，政府管制曾是推进障碍之一，美国通过 1996 年电信法案放宽限制、允许电话公司与有线电视公司互相进入对方业务领域，以促进市场竞争^[2]。

参见

• 国家信息基础设施 —— 信息高速公路的正式名称与政策载体

• 互联网 —— 被视为信息高速公路的雏形与前期形态

• 光纤通信 —— 信息高速公路主干网的主要传输技术

• 异步转移模式 —— 计划中用于承载多业务的高速交换技术

• 全球信息基础设施 —— 由 NII 延伸出的全球网络互联倡议

• 三网融合 —— 电信网、计算机网与有线电视网互通的建设方向