雷震洲：下一代網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)。下一代網(wǎng)好比一個(gè)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?yàn)樵谒某砷L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(wǎng)如何發(fā)展，在下一代網(wǎng)中我們一定能夠看到三個(gè)世界，即從服務(wù)層面上，我們將看到一個(gè)IP世界；從傳送層面上，我們將看到一個(gè)光的世界；從接入層面上，我們將看到一個(gè)無線的世界。

1．IP世界

。。21世紀(jì)將把人類帶入信息時(shí)代，人們要通過信息化開創(chuàng)新的工作方式、管理方式、商貿(mào)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(fèi)與生活方式。在這個(gè)以信息為核心的時(shí)代中，信息網(wǎng)絡(luò)化是發(fā)展大趨勢，大多數(shù)國家網(wǎng)上的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量將超過話音業(yè)務(wù)量。這是因?yàn)榭梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)傳遞的信息都存放在服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫里�，F(xiàn)實(shí)與趨勢表明，以IP為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不僅會超過話音業(yè)務(wù)，而且仍將繼續(xù)高速增長。據(jù)美國麥肯錫公司最新報(bào)告，美國總的長途業(yè)務(wù)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(wù)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(wù)量的復(fù)合年增長率為110％，是各種業(yè)務(wù)中增長最快的一部分。

。。預(yù)計(jì)在今后若干年內(nèi)世界其它地方也會出現(xiàn)這一趨勢。然而，我們的服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫90％以上都掛在基于以太網(wǎng)技術(shù)的局域網(wǎng)上或校園網(wǎng)上，最適合于這種環(huán)境的技術(shù)恰恰就是IP技術(shù)。所以說，21世紀(jì)出現(xiàn)一個(gè)IP世界是毫不奇怪的。業(yè)界不少分析家都預(yù)期，在21世紀(jì)第一個(gè)10年結(jié)束之前IP將統(tǒng)治網(wǎng)絡(luò)，從核心網(wǎng)一直到用戶設(shè)備。這些年來主要的技術(shù)發(fā)展可以說都是圍繞IP的。現(xiàn)在不少公司正設(shè)法在它們的IP網(wǎng)中引入越來越多的服務(wù)和功能。還有許多公司正在從固定電話機(jī)開始開發(fā)基于IP的用戶設(shè)備，包括汽車的儀表板、建筑物的空調(diào)系統(tǒng)以及家用電器，從音響設(shè)備和電冰箱到調(diào)光開關(guān)和電咖啡壺。將來所有這些設(shè)備都掛在網(wǎng)上，可以在家里接入或從遠(yuǎn)端接入，對它們進(jìn)行控制。

。。在這個(gè)領(lǐng)域里，特別需要一提的是下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6。IPv6的提出最初是為了擴(kuò)大IP地址空間。因?yàn)殡S著互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)的繼續(xù)發(fā)展。實(shí)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(wǎng)發(fā)展的最大障礙外，IPv4在服務(wù)質(zhì)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(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，使許多服務(wù)與應(yīng)用難以在互聯(lián)網(wǎng)上開展。因此，在IPv6的設(shè)計(jì)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(kuò)大了地址空間、提高了網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量、服務(wù)質(zhì)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(shí)現(xiàn)了多播功能。

。。由上可見，IPv6實(shí)際上改變了互聯(lián)網(wǎng)的核心，將使目前的互聯(lián)網(wǎng)變成一個(gè)性能更高、成本更低的全球互聯(lián)網(wǎng)，徹底結(jié)束撥號上網(wǎng)時(shí)代。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)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(yuǎn)看，改變后會引入許多新的服務(wù)與應(yīng)用，使互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)向新的能盈利的商業(yè)模式，更有利于互聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)長久發(fā)展。

。。對我國而言，IPv6也是一個(gè)契機(jī)。作為一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)和移動通信大國，應(yīng)在下一代互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和資源分配中力爭更大的發(fā)言權(quán)。IPv6既是我們解決地址匱乏問題的關(guān)鍵，也是我們在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域施展身手、趕超先進(jìn)國家的重大機(jī)遇。從全局觀點(diǎn)看，IPv6也許是比3G更為重要的一次機(jī)遇。我們要利用這次機(jī)遇，建立起強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)；以IPv6為核心，推動網(wǎng)絡(luò)的融合，讓網(wǎng)絡(luò)更好地為我們服務(wù)。

2．光的世界

。。21世紀(jì)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(shí)現(xiàn)的最理想的傳送媒介仍然是光。因?yàn)橹挥欣霉庾V才能帶給我們充裕的帶寬。自從20世紀(jì)80年代以來，全光網(wǎng)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(gòu)筑它們的核心網(wǎng)。高速傳輸技術(shù)在21世紀(jì)仍將以光纖通信為主，并向更高的速率、更靈活的組網(wǎng)方向發(fā)展。目前光纖高速傳輸技術(shù)正沿著擴(kuò)大單一波長傳輸容量、超長距離傳輸和波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)三個(gè)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(dá)到了數(shù)千公里無再生，波分復(fù)用實(shí)驗(yàn)室最高水平已做到273個(gè)波長、每波長40Gb／s的10．9Tb／s系統(tǒng)（日本NEC）。

。。在組網(wǎng)方面，現(xiàn)正從具有分插復(fù)用和交叉連接功能的光聯(lián)網(wǎng)向利用光交換機(jī)構(gòu)成的智能光網(wǎng)發(fā)展；從環(huán)形網(wǎng)向網(wǎng)狀網(wǎng)發(fā)展；從光－電－光交換向全光交換發(fā)展。智能光網(wǎng)能在容量靈活性、成本有效性、網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性、業(yè)務(wù)提供靈活性、用戶自助性、覆蓋性和可靠性等方面比點(diǎn)到點(diǎn)傳輸系統(tǒng)和光聯(lián)網(wǎng)帶來更多的好處。

。。光通信現(xiàn)已滲入網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層面，從廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)，一直到局域網(wǎng)；從長途網(wǎng)、本地網(wǎng)、接入網(wǎng)，一直到用戶駐地網(wǎng)。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(wǎng)相當(dāng)。尤其是美國在這方面加快了步子，計(jì)劃到2006年，裝有FTTH的家庭數(shù)將從2001年的89000戶增加到265萬戶，復(fù)合年增長率（CAGR）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(nèi)安裝FTTH做好準(zhǔn)備。在管制和稅收方面已經(jīng)或正在推出一些有利于促進(jìn)在全國范圍安裝寬帶設(shè)施和在農(nóng)村地區(qū)開展服務(wù)的政策，并且要求采用以太網(wǎng)無源光網(wǎng)（EPON）技術(shù)來實(shí)施FTTH。所謂EPON就是把全部數(shù)據(jù)裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)來傳送的一種PON。考慮到現(xiàn)在95％的LAN都使用以太網(wǎng)，選擇以太網(wǎng)作為對IP數(shù)據(jù)最優(yōu)的接入網(wǎng)是十分合乎邏輯的。

。。光纖在我們的網(wǎng)絡(luò)中正在發(fā)揮著越來越重要的作用，總有一天，全光網(wǎng)的夢想，甚至全光纖地球的夢想都會變成現(xiàn)實(shí)。21世紀(jì)必將形成一個(gè)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(shí)隨地地獲得通信與信息服務(wù)，當(dāng)然受人歡迎，是我們一直為之奮斗的目標(biāo)。移動通信在全球的大發(fā)展向我們充分顯示，在新世紀(jì)里，無線寬帶技術(shù)，不管是固定接入還是移動接入，將逐漸占領(lǐng)傳統(tǒng)有線網(wǎng)的中心舞臺，把網(wǎng)絡(luò)從地上移至空中。

。。移動通信自20世紀(jì)90年代以來進(jìn)入了大發(fā)展階段，全球用戶數(shù)每20個(gè)月翻一番，目前全球用戶數(shù)已經(jīng)超過10億。美國的移動用戶數(shù)在2000年7月26日突破了1億大關(guān)，這僅用了17年的時(shí)間，而美國的固定電話經(jīng)歷了漫長的91年才達(dá)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(shí)間。今年1季度成為突破1億大關(guān)的第二個(gè)國家，從1千萬戶到1億戶，只用了不到4年時(shí)間，創(chuàng)下了世界之最。截至2002年3月15日，我國移動用戶數(shù)已多達(dá)1．6億，位居全球第一。據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）預(yù)測，全球移動用戶總數(shù)在2001年到2007年之間的某個(gè)時(shí)候?qū)⒊^固定用戶總數(shù)。

。。在技術(shù)上，移動通信經(jīng)歷了第一代（1G）和第二代（2G），完成了從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的過渡，現(xiàn)正在向第三代（3G）過渡和走向更遠(yuǎn)的第四代（4G），以把移動通信從窄帶推向?qū)拵�。第一代移動通信的主要貢獻(xiàn)是引入了蜂窩的概念，從而通過采用頻率再用技術(shù)使容量大大提高。但話音業(yè)務(wù)是第一代的唯一業(yè)務(wù)。第二代雖然仍基于話音業(yè)務(wù)，但開始引入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。更重要的是引入了數(shù)字技術(shù)，并在歐洲形成了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，國際漫游的范圍大大擴(kuò)大。第三代基于多媒體IP業(yè)務(wù)，傳輸容量更大，靈活性更高，形成了家族式的世界單一標(biāo)準(zhǔn)，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(wù)，使用更高的頻帶，使傳輸容量再上一個(gè)臺階。在不同網(wǎng)絡(luò)間可無縫提供服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)可以自行組織，終端可以重新配置和隨身佩帶，是一個(gè)包括衛(wèi)星通信在內(nèi)的端到端的IP系統(tǒng)，與其它技術(shù)共享一個(gè)IP核心網(wǎng)。

。。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(shù)方面的進(jìn)步，使手機(jī)越來越小，特點(diǎn)和應(yīng)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(chǎn)品，試圖：改善文字輸入系統(tǒng)，方便人們把信息輸入話機(jī)；利用話音識別取代鍵盤；用新的顯示技術(shù)把手機(jī)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(gè)話機(jī)外殼都變成電源。移動電話正在成為人類的網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用也越來越廣泛。大到衛(wèi)星網(wǎng)，小到無線個(gè)人域網(wǎng)（WPAN），中間除了蜂窩移動通信外，還有本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)（LMDS）系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)（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(yùn)會上無線通信已經(jīng)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(yùn)會期間估計(jì)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(jī)。為了滿足參觀者的需要，澳大利亞Telstra公司花費(fèi)了1．5億澳元，建設(shè)了GSM和CDMA兩個(gè)重疊的蜂窩網(wǎng)。主要蜂窩網(wǎng)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(shè)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(shè)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(jī)、無線天線和作為回送中繼的微波傳輸設(shè)備。它們可以在臨時(shí)性或一次性的場合（如環(huán)城自行車賽）提供幾個(gè)小時(shí)的蜂窩覆蓋以及對未曾預(yù)料到的熱門項(xiàng)目地區(qū)提供應(yīng)急的覆蓋能力。

。。除了蜂窩移動網(wǎng)外，Telstra還采用了集群系統(tǒng)，用于操作、交通、安全和應(yīng)急服務(wù)。還利用路燈電桿、座位底下的漏泄同軸電纜和移動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)建設(shè)了一個(gè)先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)γr(shí)超載的小區(qū)和盲點(diǎn)提供完好的覆蓋。

。。通往世界的網(wǎng)關(guān)是位于城外OxfordFalls的悉尼衛(wèi)星地球站。監(jiān)視火炬接力運(yùn)動員的警隊(duì)利用移動衛(wèi)星通信設(shè)備進(jìn)行通信，固定人員用Inmarsat終端，流動人員用Globalstar手機(jī)。值得一提的是，在悉尼奧運(yùn)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(yùn)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(yùn)會上我們已經(jīng)看到了無線世界的一個(gè)縮影。

。。無疑，在21世紀(jì)，我們在新的信息網(wǎng)絡(luò)中將看到一個(gè)IP世界、一個(gè)光的世界、一個(gè)無線世界，讓人們盡情享用豐足的帶寬、智能化的個(gè)性服務(wù)、數(shù)不勝數(shù)的應(yīng)用、無縫覆蓋的移動性！

人民郵電報(bào)