——"人民邮电"报高级顾问、电信情报所所长雷震洲纵论世界通信技术大趋势
世纪之交,全球因特网的浪潮冲击着信息产业的每一个角落,推动了通信技术的进步,使数字化、光纤化、分组化以及逐渐向IP协议的会聚成为下一步通信网络发展的主导趋向,网络的业务将向以IP业务为中心的方向融合。那么,在迅猛发展的通信技术领域,什么是热点,什么是冷门,下一步的发展方向是什么?在本报日前举办的“世界电信发展研讨会”上,本报高级顾问、电信情报所所长雷震洲综合了学术界专家们的重要观点,从通信技术的各个方面详细地向我们描述了世界通信技术发展的大趋势。现整理成篇,以飨读者。
1.电信网从传统的电路交换网向对IP业务优化的宽带分组网过渡。
为了适应以IP业务为代表的数据业务的迅猛发展(在下世纪初其业务量将超过或大大超过话音)、为了适应客户机/服务器应用方式引起的网络流量分布大变化以及IP业务特有的自相似性和收发不对称性,目前世界各国都在探索与试验可持续发展的新一代公用网。新一代公用网最基本的特征是对IP业务优化的宽带分组网,因此,电信网现正在向这一方向过渡,但这一过渡是一个长期的过程,在此漫长的过程中将出现多网并存与混合的局面。
2.IP组网的网络层数越来越少,速率和效率越来越高。
随着高性能的高速路由器的推出,IP组网的网络层数越来越少,速率和效率则越来越高。网络层数从开始的IP/ATM/SDH/WDM到IP/SDH/WDM,现又发展到IP/WDM,取消了中间的ATM与SDH层。换句话说,网络层数正从分组、信元、时隙和波长的四层简化为分组和波长两层。它们现在各有自己的定位和适用地方,主要表现在“速率颗粒度”和QoS上。但IP over DWDM代表着网络体系结构未来的发展方向。
3.网络的智能正在从网络核心向网络边缘外移。
下一代网络的网络智能将从网络核心移向边缘,并从边缘路由器中提出,移入边缘服务器,在边缘形成一个智能层或服务层,提供新的增值宽带业务,并在端口密度、性能、可靠性和QoS方面得到明显改善。边缘服务器可以多种多样,如用策略服务器处理业务提供服务,计费服务器处理计费。随着智能从网络核心向网络边缘外移,网络核心的传送网将成为一个独立于业务和应用的容量大、动态灵活、安全可靠和低成本的基础平台,专职于信息比特流的传送。业务网将演变成提供不同服务质量、适应不同需求、与应用无关的网,如IP网、ATM网、帧中继网等。而在此基础上的应用层内,人们可以尽情地开发满足社会各界需求、千姿百态的大量应用。
4.网络安全越来越受到重视,不仅考虑系统安全还要考虑信息安全。
随着上网单位和网上信息的日益增多,随着竞争的加剧以及政治斗争的需要,网络安全问题越来越显得突出了。网络安全不仅关系到系统的安全,而且更重要的是关系到信息的安全。网络的可靠性、抗毁性和生存性一直是不断在研究的课题,在物理层、链路层和网络层都要采取相应的安全措施。然而,下一世纪,信息安全保障能力将是国家的综合国力、经济竞争实力和生存能力的重要组成部分,是世纪之交世界各国在奋力攀登的制高点。现在在网络安全方面,分别在网络硬件、网络操作系统、网络中的应用程序、数据安全和用户安全五个层面上开展研究,目的是确保信息的可用性、保密性、完整性、不可否认性和可控性。
5.网络管理走向综合管理和基于策略的管理。
电信网络管理的国际标准是国际电联(ITU)的TMN。经过二十多年的发展,电信网的网络管理正在趋近TMN的目标,并向智能TMN发展,向开发式平台、开发式结构和互操作性发展。
IP网的引入使网络管理更加趋于复杂,现在提出了基于策略的网络管理,其基本概念是让网络管理者能够把事业策略映射到网络策略中去,由后者来控制网络行为,包括多种服务质量类别、流量过滤、安全策略需求、计费和IP多播等。网络管理还必须适应网络技术的频繁变化,要有很好的可扩展性来支持新的网络协议、硬件升级等。为此现在又提出了一种叫做CORBA的标准,它非常适用于可扩展、开放的分布式网络管理系统。
6.交换技术与选路技术走向结合,看好MPLS。
很长一段时间,人们争论未来骨干网核心究竟是交换技术还是选路技术。目前的趋势是将选路和交换相结合,形成所谓的交换式路由器,它将选路和交换集成在同一芯片上,工作在第四层(传送层),不仅把交换机的高速转发性能与路由器的广播控制性能结合起来,而且还能对不同数据流实施不同的控制策略,为关键应用程序打开“快车道”,确保高优先级流量先转发。交换式路由器实际上把二、三、四层的功能融为一体。其中,交换和路由之间运行的是标签分配协议,所以又被称为基于标签交换的解决方案,现在最看好的是IETF的多协议标签交换(MPLS)。MPLS技术被评为1999年十大热门通信技术之一,MPLS的价值在于能够在一个无连接的网络中引入连接模式的特性。目前,AT&T、MCI WorldCom和Uunet这些大公司都在试验MPLS。
7.高速传输技术仍以光纤通信为主,并向更高的速率、更灵活的组网方向发展。
高速传输技术在下一世纪仍将以光纤通信为主,并向更高的速率、更灵活的组网方向发展。10Gb/s的系统已开始在网上大量商用,全球已铺设了两千多个网元。下一步的发展是40Gb/s系统,目前这一技术尚处于实验室阶段,估计近一两年内可商用。
波分复用(DWDM)系统已成为大容量系统的主导发展方向,实用化系统的最大容量已达160Gb/s,Tb级的DWDM系统也将于近两年进入商用。目前实用化的DWDM系统基本上是以点到点通信为基础的系统,其灵活性和可靠性还不理想,而具有分插复用功能和交叉连接功能的WDM光联网将是今后的发展方向。目前,发达国家投入了大量人力、物力和财力对其进行研究。
光孤子传输是一个极具潜力的高速光传输技术,但目前由于各种技术的限制,近期还难以进入商用,不过人们仍在进行积极的探索。如MCI、法国电信的CNET研究中心以及其它一些公司及研究机构都在进行此项研究,并取得了初步进展。
8.宽带接入技术仍八仙过海、各显神通,首先解决IP接入问题。
目前,全球范围内接入网的发展趋势是宽带化和无线化。近期最为突出的特点是宽带化,采用光纤接入或对现有铜线网进行升级改造。从业务角度讲,接入网的发展趋势是建立综合接入系统,以满足用户对不同业务的需求。
光纤接入网是接入网的发展趋势,光纤到户(FTTH)是接入网发展的目标。但由于目前FTTH的建设成本太高,世界各国都是分阶段逐步实现光纤到户的目标。现阶段各国广泛采用光纤到大楼/光纤到路边(FTTB/FTTC)来扩展接入网的容量。
在各种光纤接入系统中,无源光网(PON)由于技术比较成熟、建设初期投资小而被认为是一种有前途的光纤接入技术。目前,日本、欧洲和美国都已经开始在光接入网中采用PON。电信运营公司为了利用现有的铜线资源,积极开发宽带用户线技术,包括ADSL、HDSL和VDSL等,统称xDSL技术。xDSL已陆续投入商用,美国、新加坡等许多国家和地区已经开始大规模使用ADSL。简化的ADSL和HDSL2已成为当前的热门。
有线电视公司一般采用HFC技术为用户提供交互式宽带业务。目前Cable modem在有线电视网比较发达的北美地区发展迅速,年增长率达到100%。综合利用FTTB/FTTC和HFC优点的SDV系统可作为向FTTH过渡过程中的宽带用户接入方案。
吉比特以太网是接入网的一个重要发展方向。其标准IEEE802.1p、IEEE802.3u已于1998年下半年出台,促使吉比特以太网成为市场的主流。
9.第三代移动通信系统处于商用前夕,与IP走向结合。
第三代移动通信标准制订进展顺利。今年6月在北京召开的TG8/1第17次会议全面确定了第三代移动通信无线接口最终规范的详细框架。1999年11月,ITU-R TG8/1最后一次会议将最终完成第三代移动通信无线接口标准的制订工作。明年,ITU将完成第三代移动通信网络部分标准的制订。
另外对IMT-2000以后的技术(也称为第四代移动通信技术)的研究也被提到日程。这些新的研究课题将在今年11月举行的ITU-R第8研究组会议上进行讨论。
另一趋势是第三代系统开始转向IP。最近由AT&T、爱立信、朗讯、诺基亚等九大公司宣布成立一个新的组织,专门研究开发基于采用第三代移动通信技术的无线网络的IP协议,这个组织被命名为3G.IP。
10.无线接入在发挥普遍服务作用的同时走向宽带。
无线本地环路(WLL)系统是典型的低成本无线接入技术,是解决普遍服务、为广大农村地区提供基本电话业务的重要手段之一,尤其适用于发展中国家,目前在市场上已得到了广泛应用。无线接入在普遍服务中发挥作用的同时又开始走向宽带。发达国家现在对宽带无线接入技术非常重视,目前开发的方向主要有本地多点分配系统(LMDS)、移动宽带系统(MBS)、无线LAN和无线ATM。这些技术在不久的将来会在无线接入市场上扮演主要角色。
11.卫星通信向移动和宽带发展。作为地面通信的延伸和有力补充,90年代以来卫星通信也向全面满足个人通信和宽带通信需求的方向发展。
在商业卫星领域,出现了两种发展趋势。一种趋势是发展地球同步轨道卫星系统;另一趋势是发展中低轨道卫星系统,卫星越来越小,中低轨道卫星定位系统、中低轨道全球移动电话系统已提供商用,面向高速交互式业务和广播业务的低轨道全球宽带系统正在积极研制之中。
12.光交换是未来全光网的关键技术,作为长远目标仍在继续发展。高速、海量的全光网是未来通信网的发展方向。作为全光网核心的光交换机,其开发研制工作尚未取得决定性的进展。不久后能推出的光交换设备是波长到波长的转换,基于这种技术的光交换机或波长路由器能使网络配置更灵活,能使运营者在光骨干网中方便地提供OC-1到光波长的业务,可以把选路定位在波长上而不是光纤上,在故障情况下可以自动恢复工作。它们使运营者能够建一个扁平的网,没有ATM交换机、SONET ADM和数字交叉连接器等设备,大大简化网络结构。例如,建一个光因特网,网内只需波长路由器、IP高速路由器和DWDM终端。
13.用户终端向智能化、移动化和多媒体化方向发展,用户界面趋近拟人化。用户对个性化通信的需求必然使用户终端向智能化、移动化和多媒体化方向发展,在给用户提供一系列复杂而不同但容易使用的服务的同时,用户界面将越来越趋近拟人化,使人与机器之间的交互动作变得更加自然。
最后,雷震洲以“什么热,什么不热,什么是下一个?”这个生动的话题对上述通信技术发展大趋势作了精彩总结。
——在电信领域:放松管制、引入竞争、加快技术进步热,双边贸易体制下形成的结算费不热,开放的全球市场是下一个;
——在因特网领域:MPLS(多协议标签交换)热,“尽力而为(best-effort)”的服务方式不热,有区别的、能区分的联网服务是下一个;
——在交换与选路领域:太比特热,SMDS(多兆比特交换)不热,全光网是下一个;
——在因特网接入领域:xDSL、G.lite、卫星、cable modem热,模拟modem不热,FTTH(光纤到户)是下一个;
——在传输与分配领域:DWDM热,PDH不热,超级DWDM是下一个;
——在无线数据领域:短消息服务、WAP热,寻呼不热,移动因特网是下一个;
——在网络管理领域:智能的界面、基于策略的管理、互操作性的管理热,专有的网管系统不热,CORBA标准是下一个;
——在移动通信领域:CDMA热,模拟不热,第三代移动通信系统是下一个;
——在Customer Care领域:CTI(智能呼叫中心)热,人工操作不热,网站管理、浏览器管理是下一个;
——在计费领域:个性化的打包服务、单一账单、提供多种折扣热,分开的账单不热,基于网站的计费和交费是下一个。
(摘自"人民