雷震洲：下一代網絡將是IP、光、無線的世界
雷震洲 2002/05/28
。。現(xiàn)在，全世界都在探討和發(fā)展下一代網。下一代網好比一個新生兒，我們知道它一定會成長起來，但我們并不清楚最終它會長成什么樣，因為在它的成長過程中必然會遇到這樣和那樣的問題，有些意料得到，有些意料不到。但我們可以肯定的是，不管下一代網如何發(fā)展，在下一代網中我們一定能夠看到三個世界，即從服務層面上，我們將看到一個IP世界；從傳送層面上，我們將看到一個光的世界；從接入層面上，我們將看到一個無線的世界。
1．IP世界
。。21世紀將把人類帶入信息時代，人們要通過信息化開創(chuàng)新的工作方式、管理方式、商貿方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、醫(yī)療保健方式以及消費與生活方式。在這個以信息為核心的時代中，信息網絡化是發(fā)展大趨勢，大多數國家網上的數據業(yè)務量將超過話音業(yè)務量。這是因為可以通過網絡傳遞的信息都存放在服務器或數據庫里。現(xiàn)實與趨勢表明，以IP為代表的數據業(yè)務不僅會超過話音業(yè)務，而且仍將繼續(xù)高速增長。據美國麥肯錫公司最新報告，美國總的長途業(yè)務量1999年僅為每月90Petabyte（1015，千兆兆），2004年將增長到每月950Petabyte。在總的業(yè)務量中，IP所占的比重將越來越大，從1999年的20％，將增長到2004年的78％。IP業(yè)務量的復合年增長率為110％，是各種業(yè)務中增長最快的一部分。
。。預計在今后若干年內世界其它地方也會出現(xiàn)這一趨勢。然而，我們的服務器和數據庫90％以上都掛在基于以太網技術的局域網上或校園網上，最適合于這種環(huán)境的技術恰恰就是IP技術。所以說，21世紀出現(xiàn)一個IP世界是毫不奇怪的。業(yè)界不少分析家都預期，在21世紀第一個10年結束之前IP將統(tǒng)治網絡，從核心網一直到用戶設備。這些年來主要的技術發(fā)展可以說都是圍繞IP的。現(xiàn)在不少公司正設法在它們的IP網中引入越來越多的服務和功能。還有許多公司正在從固定電話機開始開發(fā)基于IP的用戶設備，包括汽車的儀表板、建筑物的空調系統(tǒng)以及家用電器，從音響設備和電冰箱到調光開關和電咖啡壺。將來所有這些設備都掛在網上，可以在家里接入或從遠端接入，對它們進行控制。
。。在這個領域里，特別需要一提的是下一代互聯(lián)網協(xié)議IPv6。IPv6的提出最初是為了擴大IP地址空間。因為隨著互聯(lián)網的迅速發(fā)展，IPv4定義的有限地址空間眼看就要不夠用了，勢必妨礙互聯(lián)網的繼續(xù)發(fā)展。實際上，IPv4除了在地址空間方面有很大的局限性，成為互聯(lián)網發(fā)展的最大障礙外，IPv4在服務質量、傳送速度、安全性、支持移動性和多播等方面也存在著局限性。這些局限性同樣妨礙著互聯(lián)網的進一步發(fā)展，使許多服務與應用難以在互聯(lián)網上開展。因此，在IPv6的設計過程中除了一勞永逸地解決了地址短缺問題以外，還考慮了在IPv4中解決不好的其它問題。IPv6相對于IPv4的主要優(yōu)勢是：擴大了地址空間、提高了網絡的整體吞吐量、服務質量得到很大改善、安全性有了更好的保證、支持即插即用和移動性、更好地實現(xiàn)了多播功能。
。。由上可見，IPv6實際上改變了互聯(lián)網的核心，將使目前的互聯(lián)網變成一個性能更高、成本更低的全球互聯(lián)網，徹底結束撥號上網時代。當然，要實現(xiàn)這一目標并非易事，由IPv6一步取代IPv4既不可能也無必要，過渡將是長期的，肯定會有困難和痛苦，成本也是高的。但從長遠看，改變后會引入許多新的服務與應用，使互聯(lián)網轉向新的能盈利的商業(yè)模式，更有利于互聯(lián)網的持續(xù)長久發(fā)展。
。。對我國而言，IPv6也是一個契機。作為一個互聯(lián)網和移動通信大國，應在下一代互聯(lián)網標準和資源分配中力爭更大的發(fā)言權。IPv6既是我們解決地址匱乏問題的關鍵，也是我們在互聯(lián)網領域施展身手、趕超先進國家的重大機遇。從全局觀點看，IPv6也許是比3G更為重要的一次機遇。我們要利用這次機遇，建立起強大的互聯(lián)網產業(yè)；以IPv6為核心，推動網絡的融合，讓網絡更好地為我們服務。
2．光的世界
。。21世紀我們需要更高的速率、更大的容量，但到目前為止我們能夠看到的，并能實現(xiàn)的最理想的傳送媒介仍然是光。因為只有利用光譜才能帶給我們充裕的帶寬。自從20世紀80年代以來，全光網和光纖到家（FTTH）一直是人們的夢想。全世界的電信公司一直不斷地用光纖在構筑它們的核心網。高速傳輸技術在21世紀仍將以光纖通信為主，并向更高的速率、更靈活的組網方向發(fā)展。目前光纖高速傳輸技術正沿著擴大單一波長傳輸容量、超長距離傳輸和波分復用（DWDM）系統(tǒng)三個方向在發(fā)展。單一波長傳輸容量已做到40Gb／s，超長距離傳輸達到了數千公里無再生，波分復用實驗室最高水平已做到273個波長、每波長40Gb／s的10．9Tb／s系統(tǒng)（日本NEC）。
。。在組網方面，現(xiàn)正從具有分插復用和交叉連接功能的光聯(lián)網向利用光交換機構成的智能光網發(fā)展；從環(huán)形網向網狀網發(fā)展；從光－電－光交換向全光交換發(fā)展。智能光網能在容量靈活性、成本有效性、網絡可擴展性、業(yè)務提供靈活性、用戶自助性、覆蓋性和可靠性等方面比點到點傳輸系統(tǒng)和光聯(lián)網帶來更多的好處。
。。光通信現(xiàn)已滲入網絡的各個層面，從廣域網、城域網，一直到局域網；從長途網、本地網、接入網，一直到用戶駐地網。特別需要一提的是，光纖到家（FTTH）現(xiàn)在正在悄然興起，它能支持Gb／s的速率，而且成本不久可降到與DSL和HFC網相當。尤其是美國在這方面加快了步子，計劃到2006年，裝有FTTH的家庭數將從2001年的89000戶增加到265萬戶，復合年增長率（CAGR）為63％。為了宣傳、推動和加速FTTH的發(fā)展，美國新成立了FTTH協(xié)會（FTTHCouncil），各社區(qū)都在采取行動為在社區(qū)內安裝FTTH做好準備。在管制和稅收方面已經或正在推出一些有利于促進在全國范圍安裝寬帶設施和在農村地區(qū)開展服務的政策，并且要求采用以太網無源光網（EPON）技術來實施FTTH。所謂EPON就是把全部數據裝在以太網幀內來傳送的一種PON�？紤]到現(xiàn)在95％的LAN都使用以太網，選擇以太網作為對IP數據最優(yōu)的接入網是十分合乎邏輯的。
。。光纖在我們的網絡中正在發(fā)揮著越來越重要的作用，總有一天，全光網的夢想，甚至全光纖地球的夢想都會變成現(xiàn)實。21世紀必將形成一個光的世界。
無線的世界
。。無線使人擺脫金屬銅線的束縛，可以不受地理位置的限制隨時隨地地獲得通信與信息服務，當然受人歡迎，是我們一直為之奮斗的目標。移動通信在全球的大發(fā)展向我們充分顯示，在新世紀里，無線寬帶技術，不管是固定接入還是移動接入，將逐漸占領傳統(tǒng)有線網的中心舞臺，把網絡從地上移至空中。
。。移動通信自20世紀90年代以來進入了大發(fā)展階段，全球用戶數每20個月翻一番，目前全球用戶數已經超過10億。美國的移動用戶數在2000年7月26日突破了1億大關，這僅用了17年的時間，而美國的固定電話經歷了漫長的91年才達到1億用戶。我國移動用戶更是高速增長，從發(fā)展之初到1千萬戶，用了10年時間。今年1季度成為突破1億大關的第二個國家，從1千萬戶到1億戶，只用了不到4年時間，創(chuàng)下了世界之最。截至2002年3月15日，我國移動用戶數已多達1．6億，位居全球第一。據國際電信聯(lián)盟（ITU）預測，全球移動用戶總數在2001年到2007年之間的某個時候將超過固定用戶總數。
。。在技術上，移動通信經歷了第一代（1G）和第二代（2G），完成了從模擬技術向數字技術的過渡，現(xiàn)正在向第三代（3G）過渡和走向更遠的第四代（4G），以把移動通信從窄帶推向寬帶。第一代移動通信的主要貢獻是引入了蜂窩的概念，從而通過采用頻率再用技術使容量大大提高。但話音業(yè)務是第一代的唯一業(yè)務。第二代雖然仍基于話音業(yè)務，但開始引入數據業(yè)務。更重要的是引入了數字技術，并在歐洲形成了統(tǒng)一標準，國際漫游的范圍大大擴大。第三代基于多媒體IP業(yè)務，傳輸容量更大，靈活性更高，形成了家族式的世界單一標準，并將引入新的商業(yè)模式。第四代將基于寬帶多媒體業(yè)務，使用更高的頻帶，使傳輸容量再上一個臺階。在不同網絡間可無縫提供服務，網絡可以自行組織，終端可以重新配置和隨身佩帶，是一個包括衛(wèi)星通信在內的端到端的IP系統(tǒng)，與其它技術共享一個IP核心網。
。。移動電話隨著不斷地更新?lián)Q代變得越來越有用。在芯片、存儲器、電池和軟件技術方面的進步，使手機越來越小，特點和應用卻越來越多。不少移動電話制造商還在不斷開發(fā)新的產品，試圖：改善文字輸入系統(tǒng)，方便人們把信息輸入話機；利用話音識別取代鍵盤；用新的顯示技術把手機屏幕變成彩色的，而且既能顯示靜止圖像，又能顯示活動圖像；采用更好的電池材料，如鋰聚合物等，把整個話機外殼都變成電源。移動電話正在成為人類的網絡伴侶。
。。隨著移動通信的大發(fā)展，無線通信日益受到重視，其地位變得越來越重要，其應用也越來越廣泛。大到衛(wèi)星網，小到無線個人域網（WPAN），中間除了蜂窩移動通信外，還有本地多點分配業(yè)務（LMDS）系統(tǒng)、無線局域網（WLAN）、自由空間光（FSO）系統(tǒng)、平流層氣球通信等寬帶系統(tǒng)。它們各有各的定位，各有各的用武之地，各有各的市場空間。
。。在2000年的悉尼奧運會上無線通信已經大顯身手，起到了頂梁柱的作用。由于澳大利亞移動電話的普及率高（約44％），奧運會期間估計在奧林匹克公園和悉尼大約各有15萬和50萬人要使用移動電話，其中包括來自海外的參觀者各自所帶的GSM或CDMA手機。為了滿足參觀者的需要，澳大利亞Telstra公司花費了1．5億澳元，建設了GSM和CDMA兩個重疊的蜂窩網。主要蜂窩網采用了雙頻GSM，并利用特大宏小區(qū)、宏小區(qū)、微小區(qū)和微微小區(qū)在悉尼奧林匹克公園布設了多層GSM900／1800覆蓋。移動電話的大量使用大大減少了在各體育場館布設的公用電話。
。。Telstra還采用了可以放在拖車中的移動基站，這種拖車專門配有發(fā)電機、無線天線和作為回送中繼的微波傳輸設備。它們可以在臨時性或一次性的場合（如環(huán)城自行車賽）提供幾個小時的蜂窩覆蓋以及對未曾預料到的熱門項目地區(qū)提供應急的覆蓋能力。
。。除了蜂窩移動網外，Telstra還采用了集群系統(tǒng)，用于操作、交通、安全和應急服務。還利用路燈電桿、座位底下的漏泄同軸電纜和移動網絡節(jié)點建設了一個先進的無線網絡，能夠對忙時超載的小區(qū)和盲點提供完好的覆蓋。
。。通往世界的網關是位于城外OxfordFalls的悉尼衛(wèi)星地球站。監(jiān)視火炬接力運動員的警隊利用移動衛(wèi)星通信設備進行通信，固定人員用Inmarsat終端，流動人員用Globalstar手機。值得一提的是，在悉尼奧運會上，首次使用了自由空間光系統(tǒng)來連接國際廣播中心和奧運水上中心，用光束來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光纖或微波。所以，在悉尼奧運會上我們已經看到了無線世界的一個縮影。
。。無疑，在21世紀，我們在新的信息網絡中將看到一個IP世界、一個光的世界、一個無線世界，讓人們盡情享用豐足的帶寬、智能化的個性服務、數不勝數的應用、無縫覆蓋的移動性！
人民郵電報