雷震洲：下一代网络将是IP、光、无线的世界
雷震洲 2002/05/28
。。现在，全世界都在探讨和发展下一代网。下一代网好比一个新生儿，我们知道它一定会成长起来，但我们并不清楚最终它会长成什么样，因为在它的成长过程中必然会遇到这样和那样的问题，有些意料得到，有些意料不到。但我们可以肯定的是，不管下一代网如何发展，在下一代网中我们一定能够看到三个世界，即从服务层面上，我们将看到一个IP世界；从传送层面上，我们将看到一个光的世界；从接入层面上，我们将看到一个无线的世界。
1．IP世界
。。21世纪将把人类带入信息时代，人们要通过信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。在这个以信息为核心的时代中，信息网络化是发展大趋势，大多数国家网上的数据业务量将超过话音业务量。这是因为可以通过网络传递的信息都存放在服务器或数据库里。现实与趋势表明，以IP为代表的数据业务不仅会超过话音业务，而且仍将继续高速增长。据美国麦肯锡公司最新报告，美国总的长途业务量1999年仅为每月90Petabyte（1015，千兆兆），2004年将增长到每月950Petabyte。在总的业务量中，IP所占的比重将越来越大，从1999年的20％，将增长到2004年的78％。IP业务量的复合年增长率为110％，是各种业务中增长最快的一部分。
。。预计在今后若干年内世界其它地方也会出现这一趋势。然而，我们的服务器和数据库90％以上都挂在基于以太网技术的局域网上或校园网上，最适合于这种环境的技术恰恰就是IP技术。所以说，21世纪出现一个IP世界是毫不奇怪的。业界不少分析家都预期，在21世纪第一个10年结束之前IP将统治网络，从核心网一直到用户设备。这些年来主要的技术发展可以说都是围绕IP的。现在不少公司正设法在它们的IP网中引入越来越多的服务和功能。还有许多公司正在从固定电话机开始开发基于IP的用户设备，包括汽车的仪表板、建筑物的空调系统以及家用电器，从音响设备和电冰箱到调光开关和电咖啡壶。将来所有这些设备都挂在网上，可以在家里接入或从远端接入，对它们进行控制。
。。在这个领域里，特别需要一提的是下一代互联网协议IPv6。IPv6的提出最初是为了扩大IP地址空间。因为随着互联网的迅速发展，IPv4定义的有限地址空间眼看就要不够用了，势必妨碍互联网的继续发展。实际上，IPv4除了在地址空间方面有很大的局限性，成为互联网发展的最大障碍外，IPv4在服务质量、传送速度、安全性、支持移动性和多播等方面也存在着局限性。这些局限性同样妨碍着互联网的进一步发展，使许多服务与应用难以在互联网上开展。因此，在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题。IPv6相对于IPv4的主要优势是：扩大了地址空间、提高了网络的整体吞吐量、服务质量得到很大改善、安全性有了更好的保证、支持即插即用和移动性、更好地实现了多播功能。
。。由上可见，IPv6实际上改变了互联网的核心，将使目前的互联网变成一个性能更高、成本更低的全球互联网，彻底结束拨号上网时代。当然，要实现这一目标并非易事，由IPv6一步取代IPv4既不可能也无必要，过渡将是长期的，肯定会有困难和痛苦，成本也是高的。但从长远看，改变后会引入许多新的服务与应用，使互联网转向新的能盈利的商业模式，更有利于互联网的持续长久发展。
。。对我国而言，IPv6也是一个契机。作为一个互联网和移动通信大国，应在下一代互联网标准和资源分配中力争更大的发言权。IPv6既是我们解决地址匮乏问题的关键，也是我们在互联网领域施展身手、赶超先进国家的重大机遇。从全局观点看，IPv6也许是比3G更为重要的一次机遇。我们要利用这次机遇，建立起强大的互联网产业；以IPv6为核心，推动网络的融合，让网络更好地为我们服务。
2．光的世界
。。21世纪我们需要更高的速率、更大的容量，但到目前为止我们能够看到的，并能实现的最理想的传送媒介仍然是光。因为只有利用光谱才能带给我们充裕的带宽。自从20世纪80年代以来，全光网和光纤到家（FTTH）一直是人们的梦想。全世界的电信公司一直不断地用光纤在构筑它们的核心网。高速传输技术在21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。目前光纤高速传输技术正沿着扩大单一波长传输容量、超长距离传输和波分复用（DWDM）系统三个方向在发展。单一波长传输容量已做到40Gb／s，超长距离传输达到了数千公里无再生，波分复用实验室最高水平已做到273个波长、每波长40Gb／s的10．9Tb／s系统（日本NEC）。
。。在组网方面，现正从具有分插复用和交叉连接功能的光联网向利用光交换机构成的智能光网发展；从环形网向网状网发展；从光－电－光交换向全光交换发展。智能光网能在容量灵活性、成本有效性、网络可扩展性、业务提供灵活性、用户自助性、覆盖性和可靠性等方面比点到点传输系统和光联网带来更多的好处。
。。光通信现已渗入网络的各个层面，从广域网、城域网，一直到局域网；从长途网、本地网、接入网，一直到用户驻地网。特别需要一提的是，光纤到家（FTTH）现在正在悄然兴起，它能支持Gb／s的速率，而且成本不久可降到与DSL和HFC网相当。尤其是美国在这方面加快了步子，计划到2006年，装有FTTH的家庭数将从2001年的89000户增加到265万户，复合年增长率（CAGR）为63％。为了宣传、推动和加速FTTH的发展，美国新成立了FTTH协会（FTTHCouncil），各社区都在采取行动为在社区内安装FTTH做好准备。在管制和税收方面已经或正在推出一些有利于促进在全国范围安装宽带设施和在农村地区开展服务的政策，并且要求采用以太网无源光网（EPON）技术来实施FTTH。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内来传送的一种PON。考虑到现在95％的LAN都使用以太网，选择以太网作为对IP数据最优的接入网是十分合乎逻辑的。
。。光纤在我们的网络中正在发挥着越来越重要的作用，总有一天，全光网的梦想，甚至全光纤地球的梦想都会变成现实。21世纪必将形成一个光的世界。
无线的世界
。。无线使人摆脱金属铜线的束缚，可以不受地理位置的限制随时随地地获得通信与信息服务，当然受人欢迎，是我们一直为之奋斗的目标。移动通信在全球的大发展向我们充分显示，在新世纪里，无线宽带技术，不管是固定接入还是移动接入，将逐渐占领传统有线网的中心舞台，把网络从地上移至空中。
。。移动通信自20世纪90年代以来进入了大发展阶段，全球用户数每20个月翻一番，目前全球用户数已经超过10亿。美国的移动用户数在2000年7月26日突破了1亿大关，这仅用了17年的时间，而美国的固定电话经历了漫长的91年才达到1亿用户。我国移动用户更是高速增长，从发展之初到1千万户，用了10年时间。今年1季度成为突破1亿大关的第二个国家，从1千万户到1亿户，只用了不到4年时间，创下了世界之最。截至2002年3月15日，我国移动用户数已多达1．6亿，位居全球第一。据国际电信联盟（ITU）预测，全球移动用户总数在2001年到2007年之间的某个时候将超过固定用户总数。
。。在技术上，移动通信经历了第一代（1G）和第二代（2G），完成了从模拟技术向数字技术的过渡，现正在向第三代（3G）过渡和走向更远的第四代（4G），以把移动通信从窄带推向宽带。第一代移动通信的主要贡献是引入了蜂窝的概念，从而通过采用频率再用技术使容量大大提高。但话音业务是第一代的唯一业务。第二代虽然仍基于话音业务，但开始引入数据业务。更重要的是引入了数字技术，并在欧洲形成了统一标准，国际漫游的范围大大扩大。第三代基于多媒体IP业务，传输容量更大，灵活性更高，形成了家族式的世界单一标准，并将引入新的商业模式。第四代将基于宽带多媒体业务，使用更高的频带，使传输容量再上一个台阶。在不同网络间可无缝提供服务，网络可以自行组织，终端可以重新配置和随身佩带，是一个包括卫星通信在内的端到端的IP系统，与其它技术共享一个IP核心网。
。。移动电话随着不断地更新换代变得越来越有用。在芯片、存储器、电池和软件技术方面的进步，使手机越来越小，特点和应用却越来越多。不少移动电话制造商还在不断开发新的产品，试图：改善文字输入系统，方便人们把信息输入话机；利用话音识别取代键盘；用新的显示技术把手机屏幕变成彩色的，而且既能显示静止图像，又能显示活动图像；采用更好的电池材料，如锂聚合物等，把整个话机外壳都变成电源。移动电话正在成为人类的网络伴侣。
。。随着移动通信的大发展，无线通信日益受到重视，其地位变得越来越重要，其应用也越来越广泛。大到卫星网，小到无线个人域网（WPAN），中间除了蜂窝移动通信外，还有本地多点分配业务（LMDS）系统、无线局域网（WLAN）、自由空间光（FSO）系统、平流层气球通信等宽带系统。它们各有各的定位，各有各的用武之地，各有各的市场空间。
。。在2000年的悉尼奥运会上无线通信已经大显身手，起到了顶梁柱的作用。由于澳大利亚移动电话的普及率高（约44％），奥运会期间估计在奥林匹克公园和悉尼大约各有15万和50万人要使用移动电话，其中包括来自海外的参观者各自所带的GSM或CDMA手机。为了满足参观者的需要，澳大利亚Telstra公司花费了1．5亿澳元，建设了GSM和CDMA两个重叠的蜂窝网。主要蜂窝网采用了双频GSM，并利用特大宏小区、宏小区、微小区和微微小区在悉尼奥林匹克公园布设了多层GSM900／1800覆盖。移动电话的大量使用大大减少了在各体育场馆布设的公用电话。
。。Telstra还采用了可以放在拖车中的移动基站，这种拖车专门配有发电机、无线天线和作为回送中继的微波传输设备。它们可以在临时性或一次性的场合（如环城自行车赛）提供几个小时的蜂窝覆盖以及对未曾预料到的热门项目地区提供应急的覆盖能力。
。。除了蜂窝移动网外，Telstra还采用了集群系统，用于操作、交通、安全和应急服务。还利用路灯电杆、座位底下的漏泄同轴电缆和移动网络节点建设了一个先进的无线网络，能够对忙时超载的小区和盲点提供完好的覆盖。
。。通往世界的网关是位于城外OxfordFalls的悉尼卫星地球站。监视火炬接力运动员的警队利用移动卫星通信设备进行通信，固定人员用Inmarsat终端，流动人员用Globalstar手机。值得一提的是，在悉尼奥运会上，首次使用了自由空间光系统来连接国际广播中心和奥运水上中心，用光束来代替传统的光纤或微波。所以，在悉尼奥运会上我们已经看到了无线世界的一个缩影。
。。无疑，在21世纪，我们在新的信息网络中将看到一个IP世界、一个光的世界、一个无线世界，让人们尽情享用丰足的带宽、智能化的个性服务、数不胜数的应用、无缝覆盖的移动性！
人民邮电报