下一代網(wǎng)的核心技術(shù)

2004/02/12

　　對(duì)業(yè)務(wù)多樣化的綜合要求和為降低運(yùn)營成本、簡(jiǎn)化運(yùn)營體系的要求是導(dǎo)致電信網(wǎng)向下一代網(wǎng)發(fā)展的根本原因。長(zhǎng)期以來，電信專家一直致力于對(duì)電信業(yè)務(wù)的綜合，期望通過業(yè)務(wù)的綜合來簡(jiǎn)化運(yùn)營網(wǎng)，降低運(yùn)營成本，促進(jìn)電信業(yè)發(fā)展。在此過程中，基于ATM技術(shù)的嘗試，因其復(fù)雜性、缺乏現(xiàn)實(shí)的業(yè)務(wù)以及沒有進(jìn)一步的標(biāo)準(zhǔn)化而逐漸淡出，IP技術(shù)則日益被看好。

——編者

基于ATM技術(shù)的嘗試

　　上世紀(jì)90年代初，專家認(rèn)定基于分組交換的數(shù)字通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)綜合，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期以來電信界的理想，并認(rèn)定基于分組交換的數(shù)字通信技術(shù)將是下一代網(wǎng)的核心技術(shù)，提出了以ATM為核心的B－ISDN的說法。

　　上世紀(jì)80年代至90年代中期，ATM曾經(jīng)有過輝煌的歷史，絕大部分電信專家認(rèn)為ATM可以一統(tǒng)天下。事實(shí)上，在技術(shù)層面ATM也的確做到了實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、寬帶業(yè)務(wù)和窄帶業(yè)務(wù)的完全綜合（至少在實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的范疇內(nèi)）。應(yīng)該說ATM技術(shù)是成功的，如果繼續(xù)沿著這條路走下去，且外界不產(chǎn)生一些突發(fā)因素的話，ATM原本是有可能成功的，當(dāng)然ATM核心網(wǎng)的設(shè)計(jì)可能要作較大的變動(dòng)。

　　但是電信歷史的發(fā)展并不以人們的意志為轉(zhuǎn)移，ATM在其發(fā)展過程中，外部環(huán)境發(fā)生了突變，使得它賴以發(fā)展的條件（ATM發(fā)展的必要條件是：傳輸資源緊缺，傳輸資源價(jià)格昂貴，用提高節(jié)點(diǎn)設(shè)備ATM交換機(jī)的復(fù)雜度來克服傳輸帶寬不足的問題）已不復(fù)存在。隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展特別是DWDM技術(shù)的出現(xiàn)，傳輸資源已不再稀缺，也不再昂貴，因而為了節(jié)省這些傳輸資源而使節(jié)點(diǎn)設(shè)備（ATM交換機(jī)）極大地復(fù)雜化，顯然是得不償失的，這是ATM從全盛走向衰亡的一個(gè)十分重要的原因，也是導(dǎo)致ATM不能成為下一代網(wǎng)核心技術(shù)的主要原因之一。當(dāng)然ATM商業(yè)運(yùn)作的失敗，業(yè)務(wù)起點(diǎn)選擇過高，ATM業(yè)務(wù)無法快速推廣，以多媒體業(yè)務(wù)作為其核心業(yè)務(wù)不符合電信的商業(yè)模式，也是ATM從全盛走向衰亡的原因。

　　近年來，由于IP技術(shù)進(jìn)展不力，特別是幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)沒有突破性進(jìn)展，ATM在電信網(wǎng)和在大型企業(yè)網(wǎng)中再一次得到重視，ATM交換機(jī)的銷售出現(xiàn)了一個(gè)新的高潮。于是，ATM將是下一代網(wǎng)的核心技術(shù)之說又有相當(dāng)程度的抬頭。

　　必須指出，近年來ATM交換機(jī)出現(xiàn)銷售高潮的主要原因是：IP網(wǎng)在安全、服務(wù)質(zhì)量方面存在嚴(yán)重缺陷，而業(yè)務(wù)的發(fā)展又對(duì)IP網(wǎng)的安全、服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求。IP網(wǎng)技術(shù)支持業(yè)務(wù)的能力和現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)需求之間有著巨大的差距。在不能改進(jìn)IP網(wǎng)技術(shù)的情況下，為了滿足業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求，設(shè)備開發(fā)商和系統(tǒng)集成商提出了“2層＋3層”的IP網(wǎng)過渡性結(jié)構(gòu)體系，即用ATM的PVC組成若干個(gè)資源獨(dú)立的虛擬專網(wǎng)（VPN）。一旦IP網(wǎng)將上述問題解決，ATM將無存在必要。從技術(shù)層面來講，這種設(shè)計(jì)是不合理的，造成功能的重復(fù)和設(shè)備上的重疊，傳輸和處理的開銷加大。另一方面，世界各大標(biāo)準(zhǔn)化組織沒有一個(gè)繼續(xù)進(jìn)行ATM的標(biāo)準(zhǔn)化工作，ATM目前廣泛使用的只是PVC，只是在提供數(shù)字專線服務(wù)，在運(yùn)營商級(jí)的大網(wǎng)中沒有實(shí)現(xiàn)SVC。因此，運(yùn)營商級(jí)的大網(wǎng)中完全使用SVC后，是否能保證每一對(duì)端到端業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量在技術(shù)上是存在疑問的。

　　可以得出這樣的結(jié)論：目前ATM技術(shù)的升溫，是為了回避IP網(wǎng)中棘手問題而出現(xiàn)的跡象，是一種權(quán)宜之計(jì)。在傳輸資源不再稀缺的情況下，ATM的復(fù)雜性，ATM沒有現(xiàn)實(shí)的業(yè)務(wù)，ATM沒有進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化的工作已決定ATM技術(shù)不可能成為下一代網(wǎng)的核心技術(shù)。

下一代網(wǎng)的核心技術(shù)

　　既然ATM技術(shù)不可能成為下一代網(wǎng)的核心技術(shù)，那么分組交換技術(shù)中的另一個(gè)重要分支IP技術(shù)就可能成為下一代網(wǎng)的核心技術(shù)，這的確是上世紀(jì)末和本世紀(jì)初絕大多數(shù)電信專家的看法。

　　IP技術(shù)與ATM技術(shù)都是基于分組交換的數(shù)字通信技術(shù)，它們的主要區(qū)別在于IP技術(shù)是采用不面向連接的方式工作，而ATM技術(shù)則是采用面向連接的方式工作。由于IP技術(shù)采用不面向連接的工作方式，無須通過信令為端到端的業(yè)務(wù)通信建立連接，省去了信令就意味著大大簡(jiǎn)化了節(jié)點(diǎn)設(shè)備的復(fù)雜度。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備復(fù)雜性的下降，帶來的問題是不能以最有效的辦法來確保端到端業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。但是光纖通信技術(shù)的發(fā)展，特別是DWDM的廣泛商用，使傳輸資源不是問題，從通信網(wǎng)的綜合成本來考慮，采用降低傳輸資源的使用效率來達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的復(fù)雜度，以此來達(dá)到降低通信網(wǎng)的綜合成本，是一種十分合理的選擇，這一點(diǎn)正是決定IP技術(shù)是下一代網(wǎng)核心技術(shù)的關(guān)鍵所在。當(dāng)然對(duì)電信商業(yè)網(wǎng)來說，絕不能只顧網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)價(jià)格便宜，而不顧作為商業(yè)網(wǎng)必須考慮的問題，如保證業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）問題、網(wǎng)絡(luò)的安全性和可信任性問題等，這些問題是必須考慮并予以解決的。

　　Internet因?yàn)閃eb的成功迅速發(fā)展成為足以和電信網(wǎng)抗衡的全球性大網(wǎng)，非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的成功及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，使得電信業(yè)務(wù)成為Internet謀求發(fā)展的業(yè)務(wù)。電信業(yè)務(wù)中的最大贏利點(diǎn)——電話業(yè)務(wù)更成為Internet謀求發(fā)展的重中之重。結(jié)果，VoIP設(shè)備被迅速制造出來，并立刻進(jìn)入了商用。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，只要IP網(wǎng)設(shè)計(jì)合理，IP電話的質(zhì)量完全可以達(dá)到傳統(tǒng)電話的質(zhì)量。至此，電信網(wǎng)中的最關(guān)鍵業(yè)務(wù)被IP技術(shù)突破，其結(jié)果是：上世紀(jì)末至本世紀(jì)初，國內(nèi)電信界的絕大多數(shù)專家認(rèn)為基于IP分組的數(shù)字通信技術(shù)將會(huì)是下一代網(wǎng)的核心技術(shù)，下一代網(wǎng)將會(huì)是IP網(wǎng)。

　　根據(jù)電信業(yè)務(wù)的要求，電信專家指出，IP網(wǎng)在服務(wù)質(zhì)量（QoS）及網(wǎng)絡(luò)安全性能方面是存在嚴(yán)重問題的，必須下決心去解決。當(dāng)時(shí)，電信界的專家是充滿信心的，認(rèn)為這些問題將在2～3年內(nèi)克服。但3～4年過去了，IP技術(shù)沒有發(fā)生根本變化，電信專家的期望沒有實(shí)現(xiàn)。3～4年前IP網(wǎng)存在的問題，3～4年后的IP網(wǎng)依然存在。在此期間，IT界一直在努力改進(jìn)IP網(wǎng)，相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)不斷制訂出來，相應(yīng)設(shè)備也不斷制造出來，但一切努力都沒有使問題發(fā)生本質(zhì)上的改觀，這又使得電信專家對(duì)自己在3～4年前所下的結(jié)論開始懷疑了，懷疑IP技術(shù)的能力，懷疑IP技術(shù)用于電信網(wǎng)的可能性。

　　問題出在哪里？安全問題、服務(wù)質(zhì)量問題真是IP技術(shù)的克星？這些問題真是不可逾越的障礙嗎？答案當(dāng)然是否定的。反復(fù)研究表明，IP技術(shù)在電信業(yè)務(wù)中的失敗，問題不是出在IP技術(shù)有什么天然的問題，而是出在Internet網(wǎng)的設(shè)計(jì)理念與電信網(wǎng)設(shè)計(jì)理念之間存在的巨大差距。Internet是以用戶自律為基礎(chǔ)的非營利性網(wǎng)絡(luò)，沒有中心無需管理，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營者不負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的安全，也不負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的贏利。Internet最初僅用于軍事，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營者不負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的安全，也不負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)，直到Web獲得巨大成功，才將它推向商用，正因?yàn)槿绱耍琁nternet在商用上是有先天缺陷的。電信網(wǎng)則一開始就是以商業(yè)經(jīng)營為目的的網(wǎng)絡(luò)，它必須具有商業(yè)經(jīng)營必備的全部屬性。這二者的巨大差異決定了從Internet到用于電信目的的IP網(wǎng)，不會(huì)是一個(gè)簡(jiǎn)單的借用過程，在設(shè)計(jì)上必須發(fā)生質(zhì)的改變。很可惜，這一觀點(diǎn)直到3～4年后才被認(rèn)識(shí)到。

　　到目前為止，所謂電信級(jí)IP設(shè)備或電信級(jí)IP網(wǎng)還只是簡(jiǎn)單地將Internet模式搬過來，沒有實(shí)質(zhì)性的變化，只是在設(shè)備冗余和可靠性方面接近電信網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的水平。這是近3～4年用于電信業(yè)務(wù)網(wǎng)目的的IP技術(shù)沒有取得進(jìn)展的關(guān)鍵原因所在。

　　從目前的現(xiàn)實(shí)情況看，企業(yè)網(wǎng)中（無論大型企業(yè)或中小型企業(yè)網(wǎng)）的業(yè)務(wù)幾乎100％是IP業(yè)務(wù)；電信網(wǎng)上的業(yè)務(wù)也有快速IP化的趨勢(shì)，目前電信業(yè)務(wù)主要有3類：一類是電話業(yè)務(wù)，迄今為止TDM電話仍占著統(tǒng)治地位，特別是在本地網(wǎng)上，但I(xiàn)P電話在中國的成功，從理論上和實(shí)踐上都已證實(shí)IP電話可供商用，在技術(shù)上并不存在不可逾越的困難，IP電話有迅速擴(kuò)展使用的趨勢(shì)。第二類是數(shù)據(jù)承載網(wǎng)業(yè)務(wù)，電信網(wǎng)目前能提供的數(shù)據(jù)承載網(wǎng)業(yè)務(wù)有兩個(gè)，一個(gè)是X.25業(yè)務(wù)，這是真正可以實(shí)現(xiàn)端到端尋址的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，由于技術(shù)已落后，業(yè)務(wù)量也已很少，已不列入發(fā)展之列。另一個(gè)是IP業(yè)務(wù)，在電信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，IP業(yè)務(wù)已占95％以上，可以說數(shù)據(jù)承載網(wǎng)業(yè)務(wù)已基本IP化。第三類是專線業(yè)務(wù)，無論是DDN業(yè)務(wù)、幀中繼業(yè)務(wù)還是ATM業(yè)務(wù)，這些專線都是租給企業(yè)用戶的，而企業(yè)用戶的業(yè)務(wù)量100％都是IP業(yè)務(wù)，間接地算，專線網(wǎng)上主要也是IP業(yè)務(wù)。近來視訊業(yè)務(wù)有很大的發(fā)展，目前視訊業(yè)務(wù)的絕大部分也是IP業(yè)務(wù)�？梢钥闯�，目前電信網(wǎng)中的業(yè)務(wù)除了電話業(yè)務(wù)外都是IP業(yè)務(wù)，而在可預(yù)見的未來，IP電話將逐步取代傳統(tǒng)電話，最終電話業(yè)務(wù)將完全I(xiàn)P化。

　　從理論上講，分組交換技術(shù)能夠綜合實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)與非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、寬帶與窄帶業(yè)務(wù)，是實(shí)現(xiàn)電信業(yè)務(wù)綜合的最佳技術(shù)。IP技術(shù)采用不面向連接的工作方式，簡(jiǎn)化了信令，克服了節(jié)點(diǎn)設(shè)備復(fù)雜化問題，光纖通信技術(shù)發(fā)展，DWDM的大量商用，使得傳輸資源不再緊缺和昂貴，IP技術(shù)與傳送網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展是匹配的。因此，基于IP技術(shù)的分組數(shù)據(jù)通信技術(shù)應(yīng)該是下一代網(wǎng)的核心技術(shù)。

　　近3～4年電信業(yè)務(wù)及電信網(wǎng)的IP化之所以沒有取得預(yù)期的效果，其根本原因是電信界的專家盲從于Internet模式，將基于Internet設(shè)計(jì)理念的IP網(wǎng)不加改變地搬來，試圖在其上加載電信業(yè)務(wù)，來實(shí)現(xiàn)電信網(wǎng)的過渡，而不考慮二者之間巨大的設(shè)計(jì)理念的差異和Internet在設(shè)計(jì)上的固有缺陷。既然要將IP技術(shù)用于電信網(wǎng)，就不能不考慮電信網(wǎng)的特點(diǎn)、電信網(wǎng)的要求與其商業(yè)目的，就不能不對(duì)Internet與電信網(wǎng)在設(shè)計(jì)理念上的差異進(jìn)行深入研究。考慮電信網(wǎng)的設(shè)計(jì)理念，以此來改造IP網(wǎng)，使之成為真正能用于電信目的的IP網(wǎng)，這就是下一代網(wǎng)的方向。

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