下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略
下一代交換網(wǎng)采用重疊方式引入
軟交換和IMS都屬于下一代交換網(wǎng)的范疇,都遵循NGN的基本思路和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),均采用承載與控制分離的思想,均基于IP承載,設(shè)計(jì)理念一脈相承,屬于向NGN演進(jìn)的不同階段。韋樂平指出,在部署策略上,可以采用重疊方式引入。
對(duì)于電話業(yè)務(wù)依然增長的國家,軟交換的發(fā)展階段難以跨越,我國的幾大運(yùn)營商都已經(jīng)或正在大規(guī)模部署軟交換網(wǎng)。從業(yè)務(wù)角度看,軟交換是傳統(tǒng)電路域語音網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn),側(cè)重PSTN相關(guān)業(yè)務(wù),外加少量的SIP業(yè)務(wù)。而IMS是分組域網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn),旨在為新的SIP終端提供多媒體業(yè)務(wù),目前尚不能完全支持PSTN業(yè)務(wù),短期內(nèi)還難以取代軟交換,兩者將長期共存。從長遠(yuǎn)看,當(dāng)IMS從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可以完全替代PSTN或軟交換提供電信級(jí)的語音業(yè)務(wù)后,其將可能最終融合軟交換,成為統(tǒng)一的會(huì)話類業(yè)務(wù)的融合平臺(tái)。
部署軟交換的驅(qū)動(dòng)力在于,它是目前階段PSTN網(wǎng)擴(kuò)容的唯一現(xiàn)實(shí)可靠的選擇,是退網(wǎng)PTSN交換機(jī)的替代。軟交換采用開放、分布、簡化、扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可進(jìn)行跨網(wǎng)業(yè)務(wù)的提供,是對(duì)網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)和更新升級(jí)的簡化。而且,軟交換能夠降低網(wǎng)絡(luò)初始成本和運(yùn)營成本,提供引入新業(yè)務(wù)新應(yīng)用的機(jī)會(huì),也是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的需要。
引入IMS的驅(qū)動(dòng)力,來自多方面的現(xiàn)實(shí)需求。主要包括:其一,增強(qiáng)在IP環(huán)境下對(duì)多媒體業(yè)務(wù)的管控運(yùn)營能力;其二,提供各種新業(yè)務(wù)和融合業(yè)務(wù)的機(jī)遇,包括移動(dòng)和固定,乃至電信與非電信之間的融合業(yè)務(wù);其三,借助多業(yè)務(wù)捆綁和融合降低離網(wǎng)率;其四,減少網(wǎng)絡(luò)的CAPEX/OPEX;其五,長遠(yuǎn)融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的建設(shè),促進(jìn)從管道運(yùn)營商向全業(yè)務(wù)綜合信息服務(wù)提供商的全面轉(zhuǎn)型;最后,替代現(xiàn)有TDM網(wǎng)絡(luò)和軟交換網(wǎng)絡(luò)。
IMS源于移動(dòng),最初的驅(qū)動(dòng)力是發(fā)展移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)。后來,IMS應(yīng)用于固網(wǎng),成為統(tǒng)一的融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。IMS之所以會(huì)成為統(tǒng)一的融合平臺(tái),在于其作為全球首個(gè)統(tǒng)一的核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),得到了廣泛的支持,不僅在電信業(yè)內(nèi)得到了不同陣營(包括CDMA陣營)的支持,而且也得到其他行業(yè)的支持。IMS實(shí)現(xiàn)了核心網(wǎng)與接入無關(guān),具有很強(qiáng)的業(yè)務(wù)能力:用SIP信令作呼叫控制,業(yè)務(wù)控制能力強(qiáng),業(yè)務(wù)層和控制層分離,便于生成統(tǒng)一業(yè)務(wù)邏輯;開放性好,標(biāo)準(zhǔn)化高,各種有線無線業(yè)務(wù)具有統(tǒng)一核心網(wǎng)、統(tǒng)一會(huì)話控制、統(tǒng)一業(yè)務(wù)和應(yīng)用平臺(tái),統(tǒng)一集中用戶數(shù)據(jù)庫、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和業(yè)務(wù)認(rèn)證架構(gòu)以及自動(dòng)的全球漫游能力。需要注意的是,由于IMS目前尚缺乏吸引人的業(yè)務(wù),而且大范圍的互操作性測試還未進(jìn)行,因此用于固定網(wǎng)絡(luò)尚不成熟。
IMS作為融合的長遠(yuǎn)目標(biāo),既給我們帶來了希望和機(jī)遇,也同樣帶來了極大的壓力和挑戰(zhàn)。
在技術(shù)方面,IMS需要穩(wěn)定的2/3層網(wǎng)絡(luò)支撐,才可能提供諸如IP路由、DNS和DHCP等關(guān)鍵IMS網(wǎng)絡(luò)服務(wù);需要確保SIP信令的安全;需要應(yīng)對(duì)來自移動(dòng)網(wǎng)和WLAN之間的雙模業(yè)務(wù)(DMS)的挑戰(zhàn);需要妥善解決網(wǎng)間互聯(lián)互通的問題。
在終端方面,解決好IMS客戶端的統(tǒng)一規(guī)范、互操作和業(yè)務(wù)互通是IMS發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)。目前,標(biāo)準(zhǔn)中并沒有關(guān)于客戶端的統(tǒng)一定義和規(guī)范,更談不上互操作性測試。IMS客戶端必須支持IMS的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),才能為用戶提供一系列IMS服務(wù),因而其客戶端的功能和性能要比一般的SIP客戶端強(qiáng)得多,自然也要復(fù)雜得多。例如,需要支持SIP擴(kuò)展、IPSec加密、認(rèn)證、IPv4/IPv6雙棧、ISIM卡、語音呼叫連接性等一系列新功能。
引入IMS,必然會(huì)對(duì)組織架構(gòu)和流程提出更高的要求。這是因?yàn)?,融合業(yè)務(wù)需要跨越不同應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、SBC或防火墻、普通網(wǎng)元,因而需要傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和IT人員間的順利交互,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和IT組織架構(gòu)上的融合無法避免。更進(jìn)一步來看,歷史上傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和IT組織有很多完全不同的業(yè)務(wù)流程和管理標(biāo)準(zhǔn),需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一。從總體上來看,IMS的引入將影響到包括技術(shù)、規(guī)劃、市場、運(yùn)維、IT、計(jì)費(fèi)等幾乎所有部門,開發(fā)和規(guī)范部門間的業(yè)務(wù)流程接口和責(zé)任以及高層管理的介入是成功的關(guān)鍵。
由于IMS的分布特性,IMS的引入將從根本上改變運(yùn)營商運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)的方式方法。大量的IMS流量將跨越不同的網(wǎng)絡(luò),因而確保服務(wù)質(zhì)量需要跨技術(shù)領(lǐng)域(有線、無線、IP、交換、IT……)、跨部門組織乃至跨運(yùn)營商的協(xié)調(diào)、合作。與此同時(shí),管理的重點(diǎn)也將從網(wǎng)元轉(zhuǎn)向用戶應(yīng)用和業(yè)務(wù),才能最終確保端到端IMS應(yīng)用的性能質(zhì)量。
總而言之,IMS確有不少潛在的優(yōu)勢,是目前可以看得到的最現(xiàn)實(shí)的下一代交換網(wǎng)的核心技術(shù)。同時(shí),也不應(yīng)盲目夸大IMS的作用和優(yōu)勢,IMS更不是包治百病的藥方。
下一代移動(dòng)網(wǎng)技術(shù)升級(jí)加速寬帶化
移動(dòng)寬帶化和寬帶移動(dòng)化,是當(dāng)前發(fā)展的主要趨勢。韋樂平指出,移動(dòng)技術(shù)的升級(jí)和演進(jìn),正在加速寬帶化進(jìn)程。
在傳統(tǒng)的移動(dòng)通信領(lǐng)域,技術(shù)的發(fā)展有著“1G-2G-2.5G-2.75G-3G-3.5G-3.75G-B3G/4G”的清晰路標(biāo)。其中,3.5G為HSPA,要求HSDPA下行數(shù)據(jù)傳輸速率為14.4Mbps,目前商用已經(jīng)達(dá)到3.6Mbps;HUSPA上行傳輸速率達(dá)到1.5Mbps。3.75G為LTE和AIE計(jì)劃,提前采用了OFDMA和MIMO等4G的無線技術(shù)等。值得注意的是,此處的“E”事實(shí)上已經(jīng)不是演進(jìn)而是革命。LTE的目標(biāo)是在20MHz帶寬下提供100Mbps的下行和50Mbps的上行速率,頻譜效率分別是HSDPA和HSUPA的4倍和3倍。LTE則很有可能替代3GPP2的AIE而成為統(tǒng)一的3.75G標(biāo)準(zhǔn)。
在CDMA2000EV-DO方面,由于技術(shù)演進(jìn)路線更加平滑,技術(shù)進(jìn)展也很快,2006年年底開始實(shí)施的Rev.A不僅可以提供3.1Mbps的下行速率和1.8Mbps的上行速率,具有QoS能力,而且移動(dòng)到移動(dòng)的延時(shí)也降到與電路域相當(dāng)?shù)乃?,能提供與CDMA1X大致相當(dāng)?shù)腣oIP語音質(zhì)量,且在容量上明顯提升。目前采用線性干擾消除技術(shù)明顯改進(jìn)了下行容量,已經(jīng)可以同時(shí)提供大約55個(gè)用戶/扇區(qū)的VoIP業(yè)務(wù),即便在35個(gè)VoIP用戶條件下,也至少有50%的數(shù)據(jù)容量可用。
從Rev.A的后續(xù)發(fā)展看,依照常規(guī)是Rev.B和Rev.C(UMB)??紤]到無論哪種技術(shù)都將從CDMA轉(zhuǎn)向OFDM,因而,包括Verizon在內(nèi)的主導(dǎo)CDMA運(yùn)營商趨向直接轉(zhuǎn)向主流的LTE而非AIE,而核心網(wǎng)則直接轉(zhuǎn)向IMS,也非MMD。
我國主導(dǎo)的TDD制式TD-SCDMA由于得到政府的強(qiáng)有力支持以及采用了N頻點(diǎn)等新技術(shù),也取得了突破性進(jìn)展并提出長期演進(jìn)路標(biāo),實(shí)現(xiàn)了HSDPA能力,規(guī)劃了基于TDD方式的LTE,但商用化進(jìn)程明顯落后于WCDMA和CDMA2000。
B3G/4G是ITU提出的目標(biāo),計(jì)劃在2008年開始制訂標(biāo)準(zhǔn),預(yù)計(jì)2012年全面完成標(biāo)準(zhǔn),2015年實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用。開發(fā)B3G/4G的基本目標(biāo)是希望在功能和性能兩個(gè)方面都比3G有明顯提高。標(biāo)志性目標(biāo)是在高速移動(dòng)環(huán)境下支持高達(dá)100Mbps的下行數(shù)據(jù)速率,在室內(nèi)和靜止環(huán)境下支持高達(dá)1Gbps的下行數(shù)據(jù)傳輸速率,希望頻譜效率比3G(R99版)提高10~15倍,而每比特的成本可望降到十分之一。
歷史上,從模擬到數(shù)字到3G已經(jīng)充分利用了頻譜效率的提高來實(shí)現(xiàn)容量擴(kuò)大的目標(biāo)。事實(shí)上,HSPA、Rev.A、WiMax等現(xiàn)有的最新移動(dòng)技術(shù)的鏈路層已經(jīng)很理想了,頻譜效率都已經(jīng)非常接近香農(nóng)定理所設(shè)定的極限,相差不過2~3dB而已,再往下鏈路層已經(jīng)沒有多少改進(jìn)空間了,要付出的代價(jià)卻越來越高(主要反映在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端的復(fù)雜性上),主要的出路似乎是采用更寬的頻帶。事實(shí)上,所有無線移動(dòng)技術(shù)(UMTS、CDMA、WiMAX),只要采用類似的技術(shù),其所能達(dá)到的頻譜效率應(yīng)該是相近的,不應(yīng)有很大的差別。
在移動(dòng)領(lǐng)域,一個(gè)最令人困惑的問題是,由多種不同標(biāo)準(zhǔn)組織開發(fā)的各種無線接入技術(shù)幾乎都試圖趨向同一目標(biāo),即寬帶加移動(dòng),從而導(dǎo)致本來比較清晰的各自不同定位變得模糊乃至重疊,正在形成競爭多于互補(bǔ)的復(fù)雜局面。而1Gbps的速率究竟用來提供什么業(yè)務(wù)?付出的代價(jià)是否值得?這是演進(jìn)道路上的第二個(gè)困惑。這些問題可能都需要市場來回答和抉擇,而不單純由實(shí)驗(yàn)室決定。
由于全球移動(dòng)用戶數(shù)和數(shù)據(jù)傳輸速率的持續(xù)攀升,移動(dòng)網(wǎng)的容量在不斷擴(kuò)大。從理論上看,可以有多種技術(shù)手段進(jìn)行擴(kuò)容,唯一受限程度最小、擴(kuò)容效率最高的手段是不斷縮小小區(qū)半徑,從而達(dá)到更高頻率再用的目的。在這一思路下,移動(dòng)基站不斷演進(jìn):從宏蜂窩到微蜂窩,再到微微蜂窩,乃至有朝一日可以演進(jìn)到毫微微蜂窩或飛蜂窩。
飛蜂窩是一種低成本的室內(nèi)覆蓋基站,利用有線寬帶互聯(lián)網(wǎng)作為回傳信道,將無線蜂窩呼叫信號(hào)連接到移動(dòng)核心網(wǎng)。其主要優(yōu)勢有:不再需要GSM/Wi-Fi雙模手機(jī),只利用傳統(tǒng)手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)融合業(yè)務(wù),降低了成本,擴(kuò)大了用戶群,強(qiáng)化了用戶的黏性;無需建立一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),只是將現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)延伸到家庭;也無需對(duì)付不同的頻譜、無線技術(shù)和協(xié)議,規(guī)避了2.4GHz頻段的干擾和噪聲;將業(yè)務(wù)量從移動(dòng)網(wǎng)的宏小區(qū)分流到有線寬帶互聯(lián)網(wǎng),節(jié)約了移動(dòng)網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)維成本,還擴(kuò)大了移動(dòng)網(wǎng)的容量;速率高、覆蓋好,數(shù)據(jù)支持能力優(yōu)于宏小區(qū),便于提供新業(yè)務(wù);上行A接口是一個(gè)封閉的接口,運(yùn)營上繞不開運(yùn)營商,為運(yùn)營商主導(dǎo)提供了技術(shù)保障。對(duì)于移動(dòng)運(yùn)營商來說,飛蜂窩的大規(guī)模應(yīng)用可能成為UMA的終結(jié)者,也勢必進(jìn)一步加快移動(dòng)替代固網(wǎng)(FMS)的進(jìn)程。
下一代傳送網(wǎng)能力與效率齊頭并進(jìn)
超高速WDM系統(tǒng)、自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)和電信級(jí)以太網(wǎng)是下一代傳送網(wǎng)的三個(gè)主要發(fā)展方向。韋樂平強(qiáng)調(diào),下一代傳送網(wǎng)將兼顧能力和效率而實(shí)現(xiàn)齊頭并進(jìn)。
近幾年來,由于以P2P為代表的新的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及使IP流量快速持續(xù)增加,目前以10G為基礎(chǔ)的長途W(wǎng)DM網(wǎng)已經(jīng)呈現(xiàn)出力不從心的狀態(tài),有些段落80×10G的容量已經(jīng)用完,以40G為基礎(chǔ)的WDM系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)提到日程上來。其主要優(yōu)勢是:頻譜效率較高;傳輸成本較低;OAM成本低,復(fù)雜性以及備件數(shù)量少;可以有效減少IP鏈路數(shù)目、提高節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)擴(kuò)展性,改進(jìn)核心網(wǎng)的效率和功能。
除了市場因素外,影響40G應(yīng)用的主要因素是技術(shù)、價(jià)格和光纜線路的極化模色散(PMD)。首先,從技術(shù)上看,40G系統(tǒng)經(jīng)過了這么多年的持續(xù)改進(jìn),在技術(shù)上已經(jīng)有了長足的進(jìn)步。可以應(yīng)用于不同場景的多種調(diào)制技術(shù)已經(jīng)商用或接近商用。各種有源和無源器件已經(jīng)大量問世,成本快速下降。各種器件的功率平坦度、非線性、色度色散、極化模色散性能明顯改進(jìn),使系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功率余度要求可以適度放寬。特別是DQPSK/DP-QPSK調(diào)制技術(shù)、電子色散補(bǔ)償和超級(jí)帶外FEC編碼等一系列新技術(shù)的突破和成熟,為長途應(yīng)用的性價(jià)比改進(jìn)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
其次,從成本上看,整個(gè)40G系統(tǒng)的成本已經(jīng)降到10G系統(tǒng)的3.5~4.5倍,盡管離規(guī)模應(yīng)用的2.5倍門限值還有差距,但是已經(jīng)處于可以啟動(dòng)的階段。
最后,就光纜的極化模色散特性而言,近期在中國電信進(jìn)行的實(shí)際研究結(jié)果表明,我國京廣線以東地區(qū)敷設(shè)的多數(shù)光纜的極化模色散性能可以基本滿足40G傳輸?shù)囊?,因此光纜的極化模色散性能也不再是主要的應(yīng)用障礙。
可見,無論是市場需求,還是技術(shù)進(jìn)步、成本約束、光纜PMD限制都證明,以40G為基礎(chǔ)的WDM系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)迫在眉睫了。然而具體應(yīng)用上還存在彩光口和白光口之爭,目前雖然還沒有最后定論,但是從世界和我國的主導(dǎo)運(yùn)營商的實(shí)踐和觀點(diǎn)來看,40G彩光口主要適用于城域網(wǎng)領(lǐng)域且已經(jīng)成熟可用,而40G白光口主要適用于長途網(wǎng)領(lǐng)域,也已經(jīng)趨于成熟。
然而,普通點(diǎn)到點(diǎn)波分復(fù)用系統(tǒng)只提供了原始的傳輸帶寬,要有靈活的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)高效的靈活組網(wǎng)能力,一個(gè)靈活動(dòng)態(tài)的光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是不可或缺的,最新發(fā)展趨勢是引入自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)。
ASON所帶來的主要好處有:簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu),允許將網(wǎng)絡(luò)資源動(dòng)態(tài)分配給路由,優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)資源分配,降低了建網(wǎng)初始成本;實(shí)現(xiàn)了規(guī)劃、業(yè)務(wù)指配和維護(hù)的自動(dòng)化,降低了運(yùn)維成本,避免了資源擱置;快速的業(yè)務(wù)提供和拓展;減少了運(yùn)行支持系統(tǒng)軟件的需要,減少了人工出錯(cuò)機(jī)會(huì);可以引入新的業(yè)務(wù),諸如按需帶寬業(yè)務(wù)、分級(jí)的差異化帶寬業(yè)務(wù)、波長出租、光層虛擬專用網(wǎng)等。
市場需求和網(wǎng)絡(luò)條件的雙具備,推動(dòng)了ASON在我國部署的步伐。經(jīng)過了前期的技術(shù)預(yù)研、示范網(wǎng)建設(shè)、體制標(biāo)準(zhǔn)研究、總體規(guī)劃研究、實(shí)驗(yàn)室測試和現(xiàn)場試驗(yàn)后,ASON將進(jìn)入商用化階段,時(shí)間跨度為2008年一直到2010年以后。ASON的商用將先基于SDH,而后可能再基于OTN乃至全光OXC。
從更長遠(yuǎn)的視角來看,隨著IP業(yè)務(wù)量的持續(xù)大幅度攀升,目前一代的基于光/電/光變換的光交叉設(shè)備將不能滿足發(fā)展的需要。而基于光/光/光的全光交叉設(shè)備將可能在未來5年~15年逐漸成為干線網(wǎng)上的關(guān)鍵核心節(jié)點(diǎn)。這種全光節(jié)點(diǎn)可以徹底消除光/電/光設(shè)備導(dǎo)致的帶寬瓶頸,保證網(wǎng)絡(luò)容量的持續(xù)擴(kuò)展性;實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對(duì)客戶層信號(hào)的透明性;加快高速電路的指配和業(yè)務(wù)供給速度;實(shí)現(xiàn)波長級(jí)靈活組網(wǎng)的目的;提供靈活高效的組網(wǎng)能力和對(duì)付大物理層故障的快速恢復(fù)能力。鑒于光層聯(lián)網(wǎng)具有上述潛在的巨大優(yōu)勢,從電聯(lián)網(wǎng)逐漸走向光聯(lián)網(wǎng)將是歷史的必然,電聯(lián)網(wǎng)將逐步撤退到網(wǎng)絡(luò)的邊緣。
核心網(wǎng)問題解決后,城域網(wǎng)成為全網(wǎng)的帶寬和業(yè)務(wù)提供瓶頸。解決此問題可以利用多種技術(shù)手段,而各種方案爭論的實(shí)質(zhì)是核心網(wǎng)技術(shù)與用戶駐地網(wǎng)技術(shù)在城域網(wǎng)領(lǐng)域的競爭??梢灶A(yù)料到的基本趨勢是:電信級(jí)以太網(wǎng)技術(shù)將會(huì)大量侵蝕傳統(tǒng)SDH和路由器在城域網(wǎng)接入?yún)R聚層的市場,而MPLS技術(shù)也將隨著VPN和IPTV等新業(yè)務(wù)的開展向城域網(wǎng)邊緣拓展,同時(shí),兩者結(jié)合的解決方案也在不斷出現(xiàn),最典型的就是虛擬專用局域網(wǎng)業(yè)務(wù)(VPLS)技術(shù)和傳送MPLS(T-MPLS)技術(shù)。
幾十年的數(shù)據(jù)網(wǎng)發(fā)展歷史證明,以太網(wǎng)總是能不斷改進(jìn),突破困難,戰(zhàn)勝多個(gè)競爭對(duì)手,目前正在向城域網(wǎng)推進(jìn)。作為城域網(wǎng)的解決方案,電信級(jí)以太網(wǎng)的主要優(yōu)勢有:其一,開放的標(biāo)準(zhǔn)獲得最廣泛的業(yè)界支持;其二,始終保持前向兼容發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)可平滑升級(jí),上層應(yīng)用不變;其三,結(jié)構(gòu)簡單,管理方便,成本低廉;最后,技術(shù)能與時(shí)俱進(jìn),適應(yīng)發(fā)展。盡管作為電信級(jí)以太網(wǎng)的具體技術(shù)解決方案有多種,但是目前正在向VPLS技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)提供商骨干傳送(PBT)技術(shù)以及T-MPLS技術(shù)三者聚焦。
下一代接入網(wǎng)選擇最合適的技術(shù)
當(dāng)前,寬帶接入已經(jīng)成為中國電信業(yè)務(wù)增長的第一驅(qū)動(dòng)力。放眼未來,采取何種向下一代接入網(wǎng)的演進(jìn)策略以確保優(yōu)勢領(lǐng)域的競爭力?韋樂平表示,在寬帶接入網(wǎng)的不同演進(jìn)階段,能否正確選擇合適的技術(shù),決定了演進(jìn)的效率和成果。
寬帶接入,正在中國市場上散發(fā)出旺盛的生命力。事實(shí)上,寬帶接入已經(jīng)成為中國電信業(yè)務(wù)增長的第一驅(qū)動(dòng)力。但是,拉動(dòng)收入增長的主要還是接入費(fèi),寬帶應(yīng)用的收入還很小,因而還有更為廣闊的發(fā)展空間,例如IPTV就是一個(gè)戰(zhàn)略性的增長領(lǐng)域。特別是近來我國視頻監(jiān)管政策上的突破,將從理論上掃除其發(fā)展障礙,從而可能推動(dòng)我國寬帶接入網(wǎng)的新一輪發(fā)展。
從銅纜接入看,現(xiàn)有ADSL仍在不斷改進(jìn),ADSL2/ADSL2+在傳輸速率和覆蓋范圍方面有明顯提高。此外,各種新技術(shù)仍然在不斷涌現(xiàn),下面是幾種最有希望的新型寬帶接入技術(shù)。
VDSL2在速率、傳輸距離以及后向兼容性方面均取得了突破性進(jìn)展。此外,充分吸取了DSL技術(shù)和維護(hù)優(yōu)勢的LAN技術(shù)也煥發(fā)了新的活力,采用同一廠家接入網(wǎng)和LAN設(shè)備或者兩者集成,已經(jīng)可以大體滿足運(yùn)行維護(hù)的基本要求,但是成本更低??紤]到大多數(shù)運(yùn)營商在未來5年的業(yè)務(wù)帶寬需求以及對(duì)巨大的銅纜線路投資的保護(hù),結(jié)合光纖FTTx的ADSL2+/LAN/VDSL2技術(shù)將可能成為最有希望的寬帶接入技術(shù)之一。
在FTTx中,無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)呈現(xiàn)了一系列有源光網(wǎng)絡(luò)所不具備的優(yōu)勢,主要有:純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)避免了電磁干擾和雷電影響,減少了故障,節(jié)省了維護(hù)成本;透明性好,帶寬較寬,可適用于任何制式和速率的信號(hào);局端設(shè)備和光纖由用戶共享,因而光纖線路長度短,收發(fā)設(shè)備數(shù)量較少,相應(yīng)成本較低;PON技術(shù)容量大,傳輸距離遠(yuǎn),可以簡化城域接入網(wǎng)的層次架構(gòu)。這些理由使PON技術(shù)日益受到運(yùn)營商的青睞,正逐漸成為寬帶接入網(wǎng)的主要發(fā)展方向。
在具體網(wǎng)絡(luò)的部署策略上,依據(jù)我國的網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況,近期,在城市銅纜網(wǎng)改造區(qū)域,主要適合采用FTTN+ADSL2+方式;在城市新建區(qū)域,可以優(yōu)先采用FTTB+LAN/ADSL2+方式;在商務(wù)區(qū)和高檔住宅區(qū)則可根據(jù)需求積極采用FTTO/FTTH;在農(nóng)村新建區(qū),主要采用FTTN+ADSL2+方式。在中期,接入網(wǎng)應(yīng)能提供超過20Mbps下行帶寬,遠(yuǎn)期為50Mbps~100Mbps下行帶寬。在城市銅纜網(wǎng)改造區(qū)域,主要適合采用FTTB+VDSL2方式;在城市新建區(qū)域,主要適合采用FTTB+LAN/VDSL2方式;在商務(wù)區(qū)和高檔住宅區(qū)積極采用FTTO/FTTH;在農(nóng)村新建區(qū),繼續(xù)采用FTTN+ADSL2+方式。
在具體的技術(shù)選擇上,EPON已經(jīng)成熟,價(jià)格開始明顯下降,已經(jīng)具備規(guī)模商用的條件。中國電信率先在國際上實(shí)現(xiàn)了EPON設(shè)備的芯片級(jí)和系統(tǒng)級(jí)互通,推動(dòng)了其成熟。然而,GPON具有更好的質(zhì)量、管理和多業(yè)務(wù)能力,速率高、性能好,具備多業(yè)務(wù)能力(特別是支持TDM和SAN的能力)和電信級(jí)管理能力。但是,目前GPON尚不夠成熟,缺少芯片,成本還偏高,多廠家設(shè)備的互操作性還不行,還需要在實(shí)際應(yīng)用中逐步解決??傮w來看,兩者都有其生存和發(fā)展的理由,都能基本支持現(xiàn)有大多數(shù)業(yè)務(wù)。但從世界市場的角度看,潛在的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和范圍經(jīng)濟(jì)使未來可能更有利于GPON的發(fā)展。顯然,在當(dāng)前EPON已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展的形勢下做這種判斷是有很大風(fēng)險(xiǎn)的。一種規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的可能對(duì)策就是開發(fā)和應(yīng)用可以兼容兩者的統(tǒng)一平臺(tái),讓市場作出自己的選擇,決定何時(shí)采用何種接口板。
WDM-PON技術(shù)是下一代PON技術(shù),具有一系列優(yōu)勢,研究工作十分活躍。但是,在關(guān)鍵光器件沒有本質(zhì)性突破前,還只能處于研究開發(fā)階段,而其潛在的優(yōu)勢已經(jīng)吸引了業(yè)界的注意力和興趣。
除了有線接入技術(shù)外,寬帶無線接入技術(shù)發(fā)展很快,最矚目的就是基于802.16e的WiMAX技術(shù)。移動(dòng)WiMAX系統(tǒng)在2007年取得了顯著進(jìn)展,其優(yōu)勢和進(jìn)展主要體現(xiàn)在:OFDMA、MIMO等關(guān)鍵技術(shù)確實(shí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化;網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了扁平化和全I(xiàn)P化;系統(tǒng)的移動(dòng)性管理功能明顯改善,個(gè)別廠商已實(shí)現(xiàn)時(shí)延在50ms內(nèi)的無損切換;系統(tǒng)已具備業(yè)務(wù)提供的QoS功能。然而,目前WiMAX還存在以下主要問題:漫游和系統(tǒng)互操作問題尚未解決,不具備大規(guī)模組網(wǎng)能力;目前僅支持異頻組網(wǎng);終端芯片進(jìn)展緩慢,系統(tǒng)兼容性差;OFDMA帶來的高功耗問題尚未有效解決,導(dǎo)致手持終端待機(jī)時(shí)間短;目前尚未采用IP頭壓縮技術(shù),因此開銷大,VoIP容量小,比3G網(wǎng)少50%;WiMAX的鏈路預(yù)算由于TDD方式、無軟切換和靈敏度差導(dǎo)致比3G至少少6dB,因此上行覆蓋小,所需基站數(shù)多出好幾倍,導(dǎo)致組網(wǎng)成本高,不適合廣域連續(xù)覆蓋。上述問題有些將在802.16m版本中才能解決,目前移動(dòng)WiMAX技術(shù)仍然應(yīng)該主要定位于移動(dòng)寬帶應(yīng)用,而不是廣域移動(dòng)通信技術(shù),這才是WiMAX與3G相得益彰的最佳定位。
下一代互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建差異化的良性運(yùn)營模式
面對(duì)寬帶業(yè)務(wù)流量爆炸式增長,韋樂平表示,由于在網(wǎng)絡(luò)體系、QoS保證、擴(kuò)展性限制、可靠性可用性、安全性、地址空間限制以及可管理可控制等方面的不足,IP承載網(wǎng)已經(jīng)成為發(fā)展新業(yè)務(wù)新應(yīng)用的不可逾越的最大障礙,迫切需要基于技術(shù)的創(chuàng)新而實(shí)現(xiàn)良性運(yùn)營。
為了解決IP承載網(wǎng)存在的諸多問題,中國電信啟動(dòng)了CN2工程。對(duì)于原先普通的互聯(lián)網(wǎng)而言,要想提供差異化的業(yè)務(wù)是力不從心的。其一,差異化業(yè)務(wù)需要提供客戶群區(qū)分、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量區(qū)分、應(yīng)用區(qū)分以及服務(wù)區(qū)分,原有承載網(wǎng)根本無法滿足這些需求;其二,3G、軟交換、IMS、大客戶等業(yè)務(wù)需要高質(zhì)量的承載網(wǎng)絡(luò)。為此,中國電信提出了“普通互聯(lián)網(wǎng)+優(yōu)質(zhì)互聯(lián)網(wǎng)”的“雙網(wǎng)差異化運(yùn)行”理念,CN2由此誕生。CN2是中國電信從簡單管道型業(yè)務(wù)向高價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的探索實(shí)踐,提出了六項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)要求:輕載,放松QoS要求;核心層采用MPLSFRR,使業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間控制在50ms以內(nèi);全網(wǎng)采用快速路由收斂,使收斂時(shí)間小于1秒;支持基于6PE的IPv6;具備差分服務(wù)、全網(wǎng)組播、BFD功能等;簡化的業(yè)務(wù)策略,主要提供4類業(yè)務(wù),即大客戶接入、3G中繼、軟交換中繼以及重要的互聯(lián)星空業(yè)務(wù)。CN2是一個(gè)基于IP/MPLS混合技術(shù)的網(wǎng)絡(luò),利用IP技術(shù)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用層業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)層的分離,而利用MPLS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)層鏈接業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)層的分離,從而實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的雙重分離,成為一個(gè)可擴(kuò)展、高可用、具備一定QoS和安全性的融合的業(yè)務(wù)承載平臺(tái)。
簡言之,CN2不僅成為探索技術(shù)創(chuàng)新和業(yè)務(wù)創(chuàng)新的案例,也成為規(guī)避“網(wǎng)絡(luò)中立”監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)的唯一現(xiàn)實(shí)出路。
從NGN的目標(biāo)來看,IPv6是下一代互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。采用IPv6最基本的原因是它從根本上解決了IPv4存在的地址限制問題。盡管IPv4采用網(wǎng)絡(luò)地址翻譯(NAT)也能夠暫時(shí)緩解地址短缺問題,但是NAT破壞了網(wǎng)絡(luò)端到端的透明性,限制了端到端的通信。另外,為了支持各種應(yīng)用層協(xié)議的NAT穿越需要開發(fā)和部署大量設(shè)備,增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。采用IPv6后,首先徹底消除了互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的地址壁壘及其相應(yīng)問題,解決了網(wǎng)絡(luò)層端到端的尋址和呼叫,有利于運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)向企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和家庭網(wǎng)絡(luò)的延伸;其次,IPv6協(xié)議已經(jīng)內(nèi)置移動(dòng)IPv6協(xié)議,可以使移動(dòng)終端在不改變自身IP地址的前提下實(shí)現(xiàn)在不同接入媒質(zhì)之間的自由移動(dòng),為3G、WLAN、WiMAX等的無縫使用創(chuàng)造了條件;第三,IPv6內(nèi)置IPSec并結(jié)合發(fā)送設(shè)備的永久性IP地址,不僅可以實(shí)現(xiàn)端到端的加密,而且解決了網(wǎng)絡(luò)層溯源問題;最后,采用IPv6后可以開發(fā)很多新的熱點(diǎn)應(yīng)用,特別是P2P業(yè)務(wù),應(yīng)用創(chuàng)新將更富有活力。
然而,目前IPv6的發(fā)展速度相對(duì)比較緩慢。這主要是因?yàn)閷?shí)施IPv6幾乎涉及網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備,耗時(shí)費(fèi)力,必然要經(jīng)歷一個(gè)漫長的過程;此外,IPv6應(yīng)用工具和應(yīng)用軟件還很少,用戶缺乏應(yīng)用IPv6的原動(dòng)力。但是,當(dāng)前全球還剩下大概6億多個(gè)IPv4地址,按照目前每年消耗2億個(gè)的使用速度計(jì)算,經(jīng)過3年左右的時(shí)間,全球互聯(lián)網(wǎng)公用地址將全部耗盡??紤]中國的特殊發(fā)展階段和十分有限的可用地址,則地址缺口更大,將可能提前出現(xiàn)麻煩。因此,我國IPv6的部署已經(jīng)不是遙遠(yuǎn)的未來,而是需要立即策劃考慮、積極引入的事情了。
建立新的QoS架構(gòu),也是下一代互聯(lián)網(wǎng)需要重點(diǎn)考慮的問題。近來,隨著IPTV、家庭網(wǎng)絡(luò)、VoIP等高質(zhì)量業(yè)務(wù)的規(guī)模化開展,單靠網(wǎng)絡(luò)輕載或相對(duì)QoS保證已不能滿足要求,網(wǎng)絡(luò)需要建立新的QoS架構(gòu),ITU提出的資源和準(zhǔn)入控制系統(tǒng)(RACS)應(yīng)運(yùn)而生。RACS為我們提供了一種能有效控制網(wǎng)絡(luò)資源,使網(wǎng)絡(luò)資源的分配與業(yè)務(wù)層的QoS要求相適應(yīng)的手段。RACS在NGN架構(gòu)中充當(dāng)業(yè)務(wù)層和傳送層之間的資源仲裁,使傳送網(wǎng)不再只是透明管道,而是能夠支持基于資源使用和服務(wù)質(zhì)量的商業(yè)模式。而且,RACS定義的功能框架與部署位置和具體傳送技術(shù)無關(guān),使RACS的實(shí)施具有很大的靈活性。簡言之,RACS的實(shí)施有可能使互聯(lián)網(wǎng)最終擺脫無序、無質(zhì)量保證和免費(fèi)的狀態(tài),進(jìn)入可運(yùn)營、可控制和可管理的良性運(yùn)營模式,是下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要方向。
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