BIGCHINA：认识元宇宙技术的一个框架( 五 ) 本文摘自《元宇宙漫游指南》

那么怎么才能克服这个问题呢？一个直观的思路就是，在靠近用户或设备一侧安放一个能够进行计算、存储和传输的平台。这个平台一方面可以在终端和云端之间承担起一个中介的作用，另一方面则可以对终端的各种要求作出实时的回应。这个思想，就是所谓边缘计算。由于边缘平台靠近用户，因而其与用户的数据交换就要更加及时，延迟问题就可以得到比较好的破解。研究表明，借助边缘计算，延迟可以降低60%以上。

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边缘计算示意
当然，边缘计算的好处还不止于此。比如，边缘计算的应用还可以更好地保护用户的隐私。相比于传统的互联网，元宇宙将收集比以往任何时候都多的用户数据，其产生的隐私风险也将比以往任何时候都更为严重。现在的云服务大多是被一些互联网巨头掌握的，这些巨头在搜集用户信息方面可谓是不遗余力。这意味着，用户在畅游元宇宙的同时，自己的所有数据、行动轨迹，甚至生物信息都在时时刻刻遭到巨头们的窥视。
相比之下，边缘计算允许在边缘设备上处理和存储数据，就可以给用户隐私提供更好的保护。一方面，边缘服务不仅可以在授权过程中从应用程序中删除高度私密的数据，以保护用户隐私。另一方面，边缘平台还可以更方便地使用“联邦学习”（FederatedLearning）等可以保护用户隐私的算法。这里说到的联邦学习，是一种区别于传统的集中化学习的机器学习算法。它不需要预先采集用
户数据，进行汇总之后再进行分析，而是可以把程序派到本地，直接返回学习的结果。最后，分析者只需要将这些返回的结果汇总，就可以得到最终的分析结论。很显然，在采用这样的算法之后，机器学习就能够不再和隐私发生冲突了。通信技术
元宇宙的使用会产生巨大的数据吞吐，而与此同时，人们对VR和AR的普遍使用则会要求更低的延迟。为了同时满足高吞吐和低延时的要求，就必须使用更高性能的通信技术。
按照通信所需要借助的介质差异，通信可以分为有线通信和无线通信。总体来讲，有线通信的速度要远远高于无线通信。在2021年7月，日本已经将有线通信的记录刷新到了319Tbps ，也就是说每秒可以传输的数据量已经达到了39.9TBytes 。按照这种速度，传输一部10G的高清电影只需要0.0003秒。应该说，以这个传输速度，已经完全可以满足元宇宙的需要了。
但问题是，人们希望能在元宇宙当中自由地活动，而不愿意被束缚在计算机或者某个固定的设备旁边。这样一来，元宇宙的通信就会更多依赖于无线通信。
在无线通信中，光波是最主要的载体。光波的传播速度主要是由其带宽决定的，而带宽的大小则取决于其波动频率。因此，无线通信技术从1G发展到5G ，就是在不断增加光波的波动频率，借以提升其带宽。
或许有人认为，既然如此，那问题不就简单了？只要不断努力提升光的波动频率，不就可以让无线传输的速度无限提升了吗？但问题显然没有这么简单。原因在于，光的波动频率和波长的乘积是一个定值，也就是光速。因此，波动频率越快，对应的波长就越短。而波长一旦短了，就会出现很多问题。例如，它的覆盖率会很短、穿越障碍的能力会很差。
那么，这些问题应该如何解决呢？现在的5G技术对此提出的解决方案是建造更为密集的微基站。不就是信号覆盖小、穿越性差吗？那我把周围都建上基站。当然，这样的基站不能建得很大，只能微型化。幸好，由于无线通信的电线长度需要和波长匹配，因此对于这些波长很短的信号，用的也正是很短的天线。并且，由于每一根天线都很短小，因此每个基站上都可以放上很多天线发送，很多天线接收。这种设计，就是MIMO ，也就是所谓“多入多出”（Multiple-InputMultiple-Output）。