全球電信業(yè)向下一代轉(zhuǎn)型艱難的技術(shù)性分析

　　1　互聯(lián)網(wǎng)的核心思想

　　與傳統(tǒng)電話和廣播電視等信息網(wǎng)絡(luò)的用戶一般只能被動(dòng)接受服務(wù)不同，互聯(lián)網(wǎng)在其發(fā)展歷程中，一直秉承著“人人參與”的理念，即人人都能夠參與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和創(chuàng)新?；ヂ?lián)網(wǎng)的每個(gè)用戶既可以是信息消費(fèi)者，也可以是信息提供者。為了實(shí)現(xiàn)這一理念，互聯(lián)網(wǎng)采用了“端到端透明性”的核心設(shè)計(jì)原則，即用戶可以利用計(jì)算機(jī)、手機(jī)等終端的智能性隨意產(chǎn)生各種信息，網(wǎng)絡(luò)只是簡(jiǎn)單、“盡力而為”地傳遞信息而不做任何控制。這種俗稱為“智能終端傻網(wǎng)絡(luò)”的體系架構(gòu)(如圖 1)簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)的功能，把信息處理和控制的復(fù)雜性最大限度地交給終端節(jié)點(diǎn)(包括服務(wù)器和用戶)，從根本上提供了每個(gè)人參與互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新和發(fā)展的機(jī)會(huì)。

圖1

　　為此，國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)(ISOC)將互聯(lián)網(wǎng)所追求的精神理念隋些顯然還沒有實(shí)現(xiàn))概括如下：

　　·連接能力。端到端透明的體系架構(gòu)是互聯(lián)網(wǎng)提供創(chuàng)新和商業(yè)平臺(tái)機(jī)會(huì)的核心。

　　·表達(dá)能力?；ヂ?lián)網(wǎng)是一個(gè)能夠讓個(gè)人自由表達(dá)心聲的強(qiáng)大的大眾媒體。

　　·創(chuàng)新能力?；ヂ?lián)網(wǎng)的快速增長和應(yīng)用類型的無限發(fā)展，是基于互聯(lián)網(wǎng)的連接能力和標(biāo)準(zhǔn)。任何個(gè)人、組織或企業(yè)都可以自行開發(fā)和向任何人提供新的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

　　·共享能力?；ヂ?lián)網(wǎng)多到多的通信方式使其成為一個(gè)強(qiáng)大的共享、教育和協(xié)作工具。

　　·選擇能力。用戶擁有自主選擇終端、接入、應(yīng)用和內(nèi)容的權(quán)力。選擇權(quán)促使服務(wù)提供者提供了更新的、更好的、更便宜或更具創(chuàng)新性的服務(wù)。

　　·可信能力。以上5條能力的實(shí)現(xiàn)有賴于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)際互聯(lián)時(shí)的可信能力，即保證服務(wù)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性，以及適應(yīng)不斷增長的關(guān)鍵和普遍應(yīng)用和業(yè)務(wù)。

　　2　NGN的核心思想

　　從上面的介紹不難發(fā)現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)是以用戶為中心設(shè)計(jì)的。下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)則不同，繼承了傳統(tǒng)話音通信時(shí)代的服務(wù)理念，是以運(yùn)營商為中心設(shè)計(jì)的，用戶只是服務(wù)的消費(fèi)者而不能成為提供者。NGN希望業(yè)務(wù)提供者可以為用戶(信息消費(fèi)者)提供比互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)更安全、更可靠的融合業(yè)務(wù)。NGN的架構(gòu)如圖 2，二者的主要差異性比較如圖1所示?？偟膩砜?，NGN與互聯(lián)網(wǎng)在核心思想和架構(gòu)方面的最大差異體現(xiàn)在開放度方面，包括開放什么(What)、向誰開放 (Who)和如何開放(How)等。事物總是辯證的，互聯(lián)網(wǎng)良好的開放性在帶來了互聯(lián)網(wǎng)繁榮的同時(shí)，也帶來了安全、質(zhì)量保證和商業(yè)模型等長期難以解決的互聯(lián)網(wǎng)頑癥。

　　互聯(lián)網(wǎng)以用戶為中心的思想，必須解決好端到端透明的體系架構(gòu)所帶來的網(wǎng)絡(luò)“過度”開放的問題。比如在安全保證方面，互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)使得所有安全責(zé)任都是用戶的，網(wǎng)絡(luò)不承擔(dān)任何安全職責(zé)，這顯然對(duì)用戶是不合理的要求。而目前的NGN，雖然開放性已經(jīng)比傳統(tǒng)的電信網(wǎng)前進(jìn)了一大步，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。互聯(lián)網(wǎng)和NGN二者的理念和架構(gòu)必將相互學(xué)習(xí)，繼續(xù)走向融合(表1)。

表1　NGN與互聯(lián)網(wǎng)的主要區(qū)別

　　3　面向連接與無連接的關(guān)系

　　通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大致分為三類：面向連接的電路交換(co-cs)、面向連接的包交換(co-ps)1以及無連接的包交換(cl-ps)。無論是互聯(lián)網(wǎng)還是NGN/3G，都主張業(yè)務(wù)與承載分離，都主張基于包交換技術(shù)，業(yè)界的主要分歧在于采用面向連接還是無連接的包交換技術(shù)，或者二者的特點(diǎn)兼而有之。但是，在討論面向連接還是無連接時(shí)有2個(gè)明顯的“遺漏”：1)很少明確區(qū)分是業(yè)務(wù)還是承載網(wǎng)的“連接”屬性；2)沒有深入討論業(yè)務(wù)與承載網(wǎng)之間的連接/無連接的相互關(guān)系和所帶來的影響。

　　當(dāng)業(yè)務(wù)與承載分離時(shí)，如果明確了是在討論業(yè)務(wù)還是承載網(wǎng)的，則連接和無連接之間存在一些“辯證”關(guān)系。如果承載網(wǎng)是面向連接的，那么業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)之間在某個(gè)時(shí)間段最多只能有一條連接(不考慮并發(fā)鏈路等具體的技術(shù)細(xì)節(jié))；但如果承載網(wǎng)絡(luò)是無連接的，則意味著所有業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間在任何時(shí)刻都是全連接的。

　　承載網(wǎng)的面向連接意味著業(yè)務(wù)層只能有一條連接，承載網(wǎng)的無連接則意味著業(yè)務(wù)層節(jié)點(diǎn)之間是全連接的。簡(jiǎn)言之，(承載網(wǎng))連接就成了一個(gè)(業(yè)務(wù))連接，(承載網(wǎng))無連接成了(業(yè)務(wù))全連接。在電信業(yè)務(wù)IP化的過程中，IP技術(shù)所具有的“無連接就是全連接”的特點(diǎn)，對(duì)業(yè)務(wù)網(wǎng)的合理設(shè)計(jì)具有決定性的影響。

　　如果上面的分析和觀點(diǎn)成立，那么在NGN/IMS/3G等的融合型業(yè)務(wù)架構(gòu)的一些基本設(shè)計(jì)假設(shè)，比如(本地)雙機(jī)備份、99.999％的可靠性等就存在疑問或需要發(fā)展了。比如：面向連接的時(shí)分復(fù)用(TDM)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間必須做本地雙機(jī)備份，因?yàn)楫惖仉p機(jī)備份會(huì)無端增加一條專用長途鏈路的成本；而在無連接的IP承載網(wǎng)中，業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的本地雙機(jī)備份可能根本就沒什么必要了，因?yàn)镮P是無連接的，不需要專門的鏈路，可以異地、多個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)互為備份，根本不需要增加鏈路的成本!筆者把這稱為“異地全備份”機(jī)制：在無連接的網(wǎng)絡(luò)中，某個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)都可以為其它所有業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)做備份，而某個(gè)業(yè)務(wù) 節(jié)點(diǎn)都可以讓其它所有節(jié)點(diǎn)做備份。

　　4　摩爾定律與QoS

　　電信業(yè)務(wù)需要“電信級(jí)”的服務(wù)，這是業(yè)界的共識(shí)。在電信業(yè)務(wù)IP化時(shí)代，研究和實(shí)現(xiàn)各種服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證機(jī)制，也是希望能夠保證業(yè)務(wù)的質(zhì)量。但在環(huán)境已經(jīng)出現(xiàn)巨大變化的情況下仍然這樣要求和這樣做，就很值得深入探討了。

　　傳統(tǒng)電信網(wǎng)業(yè)務(wù)與承載不分離，只有一種話音業(yè)務(wù)。而在新的環(huán)境下，業(yè)務(wù)種類繁多，并非每個(gè)業(yè)務(wù)都是“電信”業(yè)務(wù)，或者至少可以說并非每種業(yè)務(wù)都需要“電信級(jí)”的可靠性。如果承載網(wǎng)因?yàn)闃O少數(shù)“電信級(jí)”業(yè)務(wù)/流量的高可靠性需求，而內(nèi)置復(fù)雜的QoS保證機(jī)制，很可能是得不償失的。另外，這也違反了通信網(wǎng)最基本的分層原理：共性的功能設(shè)計(jì)在下層，個(gè)性的功能設(shè)計(jì)在上層。當(dāng)某些特殊的應(yīng)用需要質(zhì)量保證時(shí)，或許應(yīng)該把可靠性和QoS保證機(jī)制更多的內(nèi)置在應(yīng)用層。比如，Skype的可靠性很多都利用了P2P等技術(shù)，IPTV應(yīng)用中也有一些糾錯(cuò)等可靠性機(jī)制。因此，在討論可靠性問題時(shí)，同樣需要明確區(qū)別是對(duì)承載層的還是業(yè)務(wù)層的要求，因?yàn)樵跓o連接的網(wǎng)絡(luò)中，即使承載網(wǎng)不是電信級(jí)的，也絕不等于用戶所感受到的最終服務(wù)也將一定無法達(dá)到5個(gè)9的可靠性!

　　另外，摩爾定律告訴我們：計(jì)算、存儲(chǔ)和傳輸資源，每18個(gè)月翻一番，價(jià)格降低一半。而吉爾德定律告訴我們，網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求每6個(gè)月增長一倍，其增長速度是摩爾定律的3倍。由此，QoS保證問題首先不是一個(gè)技術(shù)問題而是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題，是一個(gè)QoS機(jī)制的成本和增加網(wǎng)絡(luò)資源的成本的比較問題。QoS 機(jī)制一旦實(shí)現(xiàn)和部署完成，它的運(yùn)營成本將是基本固定甚至增加的；而網(wǎng)絡(luò)資源成本的下降速度，是符合摩爾定律的，也就是每3年左右，同樣的價(jià)格成本，可以增加的資源是3年前的4倍，6年前的16倍。如果QoS機(jī)制的部署和運(yùn)營成本帶來的效益，比增加網(wǎng)絡(luò)資源沒有數(shù)量級(jí)上的明顯差別，并且是可持續(xù)的，那么成本較高的QoS保證技術(shù)就基本沒什么實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值。即使計(jì)劃部署QoS保證機(jī)制，也一定要是簡(jiǎn)單、低成本的才行。

　　5　IPv6缺乏經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力

　　互聯(lián)網(wǎng)最初是用于教育科研環(huán)境的，因此其體系架構(gòu)和技術(shù)路線也一直是由“學(xué)院派”主導(dǎo)的。后來隨著互聯(lián)網(wǎng)的商用化進(jìn)程不斷加深，商業(yè)性的力量越來越多地滲透到甚至開始主導(dǎo)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展路線了，從而導(dǎo)致了經(jīng)典的“學(xué)院派”的互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)被“破壞”。學(xué)術(shù)上正確的方向不一定在商業(yè)上就是正確的，IPv6就是這樣一個(gè)典型的學(xué)術(shù)上正確而商業(yè)上“失敗”的案例。

　　IPv6是在20世紀(jì)90年代初互聯(lián)網(wǎng)還沒有商用時(shí)設(shè)計(jì)成形的，當(dāng)時(shí)互聯(lián)網(wǎng)面臨的最大問題是地址短缺和路由爆炸，而端到端透明性的體系架構(gòu)所帶來和即將帶來的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，相反給商用化時(shí)的安全和服務(wù)質(zhì)量等所可能帶來的問題還未暴露出來，所以IPv6繼續(xù)沿用了IPv4的體系架構(gòu)，以擴(kuò)大地址空間為核心設(shè)計(jì)目標(biāo)。

　　最初，IPv6被選擇成為下一代互聯(lián)網(wǎng)(NGI)的核心協(xié)議后，很多人就把IPv6等同于下一代互聯(lián)網(wǎng)的全部，認(rèn)為可以一攬子解決地址短缺、安全、質(zhì)量和移動(dòng)支持等互聯(lián)網(wǎng)所面臨的核心問題?，F(xiàn)在這種觀點(diǎn)退后了一大步，認(rèn)為IPv6最核心的優(yōu)點(diǎn)就是解決地址短缺問題。但實(shí)際上，隨著IPv4相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，IPv6最核心價(jià)值和優(yōu)勢(shì)甚至也已經(jīng)不在于解決地址短缺問題了，因?yàn)镮Pv4的網(wǎng)絡(luò)地址翻譯(NAT)技術(shù)也能夠解決地址短缺問題!

　　兩種解決方案的核心區(qū)別在于，NAT是以破壞互聯(lián)網(wǎng)端到端透明性為代價(jià)來解決地址短缺的，而IPv6則是希望以恢復(fù)互聯(lián)網(wǎng)“端到端透明性”的方式來解決地址短缺問題。因此，IPv6的核心價(jià)值在于可以簡(jiǎn)化互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)，降低研發(fā)和運(yùn)營成本!現(xiàn)在看來，IPv6技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品、軟件和實(shí)驗(yàn)等都已經(jīng)基本準(zhǔn)備好了，但目前最缺乏的是經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力。從長遠(yuǎn)看,NAT地址解決方案以及所伴隨的NAT穿越機(jī)制將日趨復(fù)雜，成本逐步上升，最終會(huì)超過 IPv6這種更為簡(jiǎn)單的地址解決方案的成本，到那時(shí)才是IPv6大規(guī)模部署的時(shí)候，但顯然不是現(xiàn)在！

　　6　結(jié)語

　　電信轉(zhuǎn)型最困惑的可能就是尋找能夠和話音業(yè)務(wù)媲美的“殺手應(yīng)用(Killer Application)”了。而困惑了NGN、3G、IPv6等技術(shù)發(fā)展多年的，也是一直找不到“殺手應(yīng)用”，或者找到的答案基本上就是互聯(lián)網(wǎng)已有的應(yīng)用!而與此同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)所擁有的創(chuàng)新能力，卻令人眼花繚亂。P2P、博客、播客、威客、維基百科、社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)等的興起，就是互聯(lián)網(wǎng)用戶參與創(chuàng)新和服務(wù)的最好例子。

　　互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)之初，沒有也不可能預(yù)料到我們今天看到和使用的絕大多數(shù)應(yīng)用。“授人以魚，不如授人以漁”?；ヂ?lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)表明，與其尋求 “殺手應(yīng)用”，不如去構(gòu)建良好的產(chǎn)生“殺手應(yīng)用”的“殺手環(huán)境”：(1)降低創(chuàng)建新應(yīng)用的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)門檻；(2)降低提供新應(yīng)用服務(wù)準(zhǔn)人的技術(shù)、政策和經(jīng)濟(jì)門檻。(3)降低運(yùn) 營新應(yīng)用的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和政策門檻。

　　不要刻意去尋找“殺手應(yīng)用”，以合作共贏的態(tài)度，像互聯(lián)網(wǎng)那樣，提供良好的創(chuàng)新環(huán)境，發(fā)動(dòng)群眾積極參與創(chuàng)新和服務(wù)提供，這可能才是電信業(yè)轉(zhuǎn)型未來的希望所在。

　　和諧社會(huì)是當(dāng)前中國社會(huì)的主題，而和諧的基礎(chǔ)是以人為本，也就是要做到所有人都可以平等共同享有社會(huì)資源。在通信行業(yè)，隨著信息通信技術(shù)的高速發(fā)展，信息通信已成為日常生活必備的組成部分。但是殘疾人、兒童和老年人卻由于個(gè)人能力的限制，缺乏某些操作或者感知能力，很難象正常人一樣使用普通通信終端，故此，通信終端需要針對(duì)性的通信終端信息無障礙設(shè)計(jì)，來滿足這些不同能力受限人群的需要。

　　顧名思義，通信終端信息無障礙設(shè)計(jì)就是通過輔助手段或者設(shè)備來輔助能力受限人群完成信息通信。但在現(xiàn)實(shí)生活中，能力受限者的受限類型和程度大不相同，所需要的輔助技術(shù)或者設(shè)備也大相徑庭。另外，信息通信技術(shù)和設(shè)備種類繁多，如何綜合以上情況來設(shè)計(jì)無障礙的通信終端是目前對(duì)通信終端考慮的一個(gè)重點(diǎn)。