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宽带IP技术的新趋势(1)



  信息网的未来是宽带IP网

  由于历史的原因,信息的传输形成了许多专门的网络来提供不同的通信业务,因而各种网络的标准、接口信令、协议不兼容,各种技术不透明,网络的互联互通不理想,因而造成运营者和用户互联的困难和经济效益的不高。宽带IP网络的建设就是要解决历史遗留的问题,为今后信息化建立一个统一的综合业务平台。

  近年来以因特网为代表的新技术革命正在深刻地改变传统电信的概念和体系,其发展的速度是比较独特的。目前北美骨干网上的业务量已达到6~9个月左右就翻一番,我国的情况也不例外,例如浙江的163网从1998年1月开通的杭州至上海的2Mbps的中继电路,其利用率以每月10%的比率递增,到1998年7月已满负荷运转,造成网络拥塞和瓶颈,不得不升级到ATM 34Mbps的中继电路。辽宁163网也大幅度扩容,扩容后的沈阳、大连和锦州核心层节点间将增加传输中继为34Mbps的信道,其他11个市级节点与相应的核心节点间也增加一条2Mbps的中继线路。以上两例说明我国的省级间主干网和省市之间的主干网的通道速率已不能适应高速发展的因特网数据通信的需要。

  由于因特网通信量的快速增长,对电信网的正常通信造成影响和冲击。一是因特网用户长时间占用通信电路,普通电话呼叫平均时间仅3~5分钟,忙时9分钟,而因特网上的用户上网时间长达30~50分钟,而且呈上升趋势。二是独立呼叫,由于因特网用户长时间占用电路而严重影响了普通电话用户的电话通信。

  传统的通信网络是单一媒体的网络,例如电报通信网、电话通信网、有线电视网等。基于实现从单一媒体网络到多媒体网络的转变,基于网络融合的趋势必须建设宽带IP骨干网。

  传统的电路交换网基本设计思想是以恒定的、对称的话务量为中心,采用了复杂的分等级的时分复用方式,语音编码和交换速率为64kbps,这对未来的以突发性数据为主的业务而言,尽管它采取了各种措施后也能传输数据,但这是为应付数据业务的突然发展的过渡措施,这种办法的传输效率低,传输交换的成本高,还必须采用复杂的信令、计费和网管,从而造成资源浪费。因此建设适用于因特网数据通信业务的新一代网络是必然的趋势。

  目前,我国电信业和电信设备制造业,仍然在沿着"电路交换"技术路线发展,已经形成了庞大的通信产业,转向宽带IP网络的新体制将是一个艰难的过程。但是如因循等待,将会丧失信息化和电信变革给我们带来的重大机遇,使我们在下一轮的通信业的国际竞争中陷于被动局面。广电信息港的建设,就是适应了时代发展的产物。

  宽带IP新技术的进展

  当前,通信体制正在发生深刻的变化,以话音业务为主的现代通信体制已在动摇。现代通信正经历着在从信件交换(无连接),发展到电路交换(面向连接),再到包交换(无连接)的螺旋型上升过程。

  因特网自1994年开始商业化以来,其流量几乎是以每半年翻一番的速度快速增长着,照此速度发展下去,两三年内因特网流量将超过话音成为通信业务的主流。未来新的通信网络势必将以IP业务为主进行优化设计,这就是通信体制革命的原动力。今后,以Web应用为代表的新的IP数据通信业务将有快速发展,而且传统电信业务(包括话音、传统数据业务和视频)也将逐步转到IP网上,其中,IP电话将起到推波助澜的作用。最近,ITU也调整了战略方向,注重IP,并与IETF合作发展制定IP网的标准。

  1998年,一些传统大电信公司纷纷进行兼并和战略重组,为今后争夺IP市场创造条件。而以IP业务为主的新的电信运营商则蜂拥而起,仅美国近年来就成立了Qwest等5家。从总体上看,传统电信运营商和一些大设备制造商都明确认识到IP是今后的发展方向。但是由于他们对传统通信网络系统和设备制造技术已经做了大量投资,因而并不急于促进这场体制革命,反之在某种程度上尽量延长过渡时期,以保护其已有投资的利益。而一些处在技术创新前沿的高技术小公司和一些新兴的以IP业务为主的电信运营商则积极推动以IP为基础的新体制。从学术方面看,电信业的学者把传统电信体制的优点看得更重,向新体制过渡更困难;而计算机界的学者对新技术更敏感,更乐于向新体制过渡。

  以通信体制革命为纲,我们就不难对当前通信技术的发展趋势做出分析判断。

  一、IP和ATM、SDH之争

  随着宽带IP技术的发展,在IP网上传输话音、视频等实时业务,保证服务质量等问题正逐步得到解决。目前正在发展多种算法和协议,将话音、视频业务以及传统的数据通信业务转移到IP网上,出现了所谓的"Everything on IP"的局面。B-ISDN的概念正在走向消亡,取代它的将是宽带IP网,通信、广播、计算机三网将融合汇聚到宽带IP网上。

  IP业务即将成为通信业务的主流,但传统电信传输网的基础网是SDH、ATM而不是IP。为此,业界近年发展了多种在这些网上传输IP的方法,如IP over ATM、IP over SDH等,人们概括这种现象为"IP over Everything"。

  既然IP业务已经成为通信业务的主流,为什么不能按照IP业务的需求来重新优化设计电信传输网络呢?这就是说,宽带IP网应该成为基础网。

  限制因特网速度的瓶颈是路由器。传统路由器是利用软件来实现路由计算和包转发的,最高包转发速度不超过1Mpps,不能满足因特网骨干网的需求。为了解决这个问题,人们只能求助于ATM。于是,ATM在90年代中期成为因特网骨干网的主流,并且在校园网、企业网方面发展了MPOA、标记交换(MPLS)等在ATM上运行IP的新方法。我们可以称之为ATM/IP平台,它适用于多协议、多业务环境。

  1997年,新一代吉位线速路由交换机面世。它采用专用硬件ASIC进行包处理,转发速度可以达到40Mpps以上,比传统路由器速度快几十倍,而且结构变化不大。吉位路由交换机一举解决了瓶颈的问题,它的出现向IP over ATM方案提出了有力挑战。首先,在因特网骨干网上,吉位线速度路由交换机取代了ATM交换机,在SDH上甚至直接在光纤(DWDM)上运行IP。这样网络既减少了内部开销,简化了设备,降低了成本,又简化了网管。其次,在城域网、校园网方面,对于以IP业务为主的网络,采用吉位线速路由交换机,直接在光纤上运行吉位以太网,这是构成宽带IP网的非常好的方案。另外,随着IP业务的发展,ATM/IP多协议、多业务平台将逐步过渡到纯IP平台。

  电信网已经装备了大量ATM设备,目前传统数据通信业务也还有很大的市场。因此,ATM/IP多协议、多业务平台会继续存在一个时期。但是,我国由于数据通信业务起步晚,对多协议、多业务的要求不强烈,发展用吉位线速路由交换机构成宽带IP网无疑是非常好的选择。随着通信体制革命的深入发展,ATM将逐渐退出历史舞台,让位给宽带IP网。但是,ATM发展的先进思想和技术已经被宽带IP技术吸收。

 

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