展望下一代網(wǎng)的核心技術：用于電信目的的IP網(wǎng)
李卉
2004/02/13
對業(yè)務多樣化的綜合要求和為降低運營成本、簡化運營體系的要求是導致電信網(wǎng)向下一代網(wǎng)發(fā)展的根本原因。長期以來，電信專家一直致力于對電信業(yè)務的綜合，期望通過業(yè)務的綜合來簡化運營網(wǎng)，降低運營成本，促進電信業(yè)發(fā)展。在此過程中，基于ATM技術的嘗試，因其復雜性、缺乏現(xiàn)實的業(yè)務以及沒有進一步的標準化而逐漸淡出，IP技術則日益被看好。
基于ATM技術的嘗試
上世紀90年代初，專家認定基于分組交換的數(shù)字通信技術可以實現(xiàn)業(yè)務綜合，實現(xiàn)長期以來電信界的理想，并認定基于分組交換的數(shù)字通信技術將是下一代網(wǎng)的核心技術，提出了以ATM為核心的B-ISDN的說法。
上世紀80年代至90年代中期，ATM曾經(jīng)有過輝煌的歷史，絕大部分電信專家認為ATM可以一統(tǒng)天下。事實上，在技術層面ATM也的確做到了實時業(yè)務和非實時業(yè)務、寬帶業(yè)務和窄帶業(yè)務的完全綜合(至少在實驗網(wǎng)的范疇內)。應該說ATM技術是成功的，如果繼續(xù)沿著這條路走下去，且外界不產(chǎn)生一些突發(fā)因素的話，ATM原本是有可能成功的，當然ATM核心網(wǎng)的設計可能要作較大的變動。
但是電信歷史的發(fā)展并不以人們的意志為轉移，ATM在其發(fā)展過程中，外部環(huán)境發(fā)生了突變，使得它賴以發(fā)展的條件(ATM發(fā)展的必要條件是：傳輸資源緊缺，傳輸資源價格昂貴，用提高節(jié)點設備ATM交換機的復雜度來克服傳輸帶寬不足的問題)已不復存在。隨著光纖通信技術的發(fā)展特別是DWDM技術的出現(xiàn)，傳輸資源已不再稀缺，也不再昂貴，因而為了節(jié)省這些傳輸資源而使節(jié)點設備(ATM交換機)極大地復雜化，顯然是得不償失的，這是ATM從全盛走向衰亡的一個十分重要的原因，也是導致ATM不能成為下一代網(wǎng)核心技術的主要原因之一。當然ATM商業(yè)運作的失敗，業(yè)務起點選擇過高，ATM業(yè)務無法快速推廣，以多媒體業(yè)務作為其核心業(yè)務不符合電信的商業(yè)模式，也是ATM從全盛走向衰亡的原因。
近年來，由于IP技術進展不力，特別是幾個關鍵技術沒有突破性進展，ATM在電信網(wǎng)和在大型企業(yè)網(wǎng)中再一次得到重視，ATM交換機的銷售出現(xiàn)了一個新的高潮。于是，ATM將是下一代網(wǎng)的核心技術之說又有相當程度的抬頭。
必須指出，近年來ATM交換機出現(xiàn)銷售高潮的主要原因是：IP網(wǎng)在安全、服務質量方面存在嚴重缺陷，而業(yè)務的發(fā)展又對IP網(wǎng)的安全、服務質量提出了更高的要求。IP網(wǎng)技術支持業(yè)務的能力和現(xiàn)實業(yè)務需求之間有著巨大的差距。在不能改進IP網(wǎng)技術的情況下，為了滿足業(yè)務發(fā)展對網(wǎng)絡的要求，設備開發(fā)商和系統(tǒng)集成商提出了“2層+3層”的IP網(wǎng)過渡性結構體系，即用ATM的PVC組成若干個資源獨立的虛擬專網(wǎng)(VPN)。一旦IP網(wǎng)將上述問題解決，ATM將無存在必要。從技術層面來講，這種設計是不合理的，造成功能的重復和設備上的重疊，傳輸和處理的開銷加大。另一方面，世界各大標準化組織沒有一個繼續(xù)進行ATM的標準化工作，ATM目前廣泛使用的只是PVC，只是在提供數(shù)字專線服務，在運營商級的大網(wǎng)中沒有實現(xiàn)SVC。因此，運營商級的大網(wǎng)中完全使用SVC后，是否能保證每一對端到端業(yè)務的服務質量在技術上是存在疑問的。
可以得出這樣的結論：目前ATM技術的升溫，是為了回避IP網(wǎng)中棘手問題而出現(xiàn)的跡象，是一種權宜之計。在傳輸資源不再稀缺的情況下，ATM的復雜性，ATM沒有現(xiàn)實的業(yè)務，ATM沒有進一步標準化的工作已決定ATM技術不可能成為下一代網(wǎng)的核心技術。
下一代網(wǎng)的核心技術
既然ATM技術不可能成為下一代網(wǎng)的核心技術，那么分組交換技術中的另一個重要分支IP技術就可能成為下一代網(wǎng)的核心技術，這的確是上世紀末和本世紀初絕大多數(shù)電信專家的看法。
IP技術與ATM技術都是基于分組交換的數(shù)字通信技術，它們的主要區(qū)別在于IP技術是采用不面向連接的方式工作，而ATM技術則是采用面向連接的方式工作。由于IP技術采用不面向連接的工作方式，無須通過信令為端到端的業(yè)務通信建立連接，省去了信令就意味著大大簡化了節(jié)點設備的復雜度。網(wǎng)絡節(jié)點設備復雜性的下降，帶來的問題是不能以最有效的辦法來確保端到端業(yè)務的服務質量。但是光纖通信技術的發(fā)展，特別是DWDM的廣泛商用，使傳輸資源不是問題，從通信網(wǎng)的綜合成本來考慮，采用降低傳輸資源的使用效率來達到降低網(wǎng)絡節(jié)點設備的復雜度，以此來達到降低通信網(wǎng)的綜合成本，是一種十分合理的選擇，這一點正是決定IP技術是下一代網(wǎng)核心技術的關鍵所在。當然對電信商業(yè)網(wǎng)來說，絕不能只顧網(wǎng)絡系統(tǒng)價格便宜，而不顧作為商業(yè)網(wǎng)必須考慮的問題，如保證業(yè)務的服務質量(QoS)問題、網(wǎng)絡的安全性和可信任性問題等，這些問題是必須考慮并予以解決的。
Internet因為Web的成功迅速發(fā)展成為足以和電信網(wǎng)抗衡的全球性大網(wǎng)，非實時業(yè)務的成功及網(wǎng)絡規(guī)模的迅速擴大，使得電信業(yè)務成為Internet謀求發(fā)展的業(yè)務。電信業(yè)務中的最大贏利點——電話業(yè)務更成為Internet謀求發(fā)展的重中之重。結果，VoIP設備被迅速制造出來，并立刻進入了商用。實際測試結果表明，只要IP網(wǎng)設計合理，IP電話的質量完全可以達到傳統(tǒng)電話的質量。至此，電信網(wǎng)中的最關鍵業(yè)務被IP技術突破，其結果是：上世紀末至本世紀初，國內電信界的絕大多數(shù)專家認為基于IP分組的數(shù)字通信技術將會是下一代網(wǎng)的核心技術，下一代網(wǎng)將會是IP網(wǎng)。
根據(jù)電信業(yè)務的要求，電信專家指出，IP網(wǎng)在服務質量(QoS)及網(wǎng)絡安全性能方面是存在嚴重問題的，必須下決心去解決。當時，電信界的專家是充滿信心的，認為這些問題將在2～3年內克服。但3～4年過去了，IP技術沒有發(fā)生根本變化，電信專家的期望沒有實現(xiàn)。3～4年前IP網(wǎng)存在的問題，3～4年后的IP網(wǎng)依然存在。在此期間，IT界一直在努力改進IP網(wǎng)，相應標準不斷制訂出來，相應設備也不斷制造出來，但一切努力都沒有使問題發(fā)生本質上的改觀，這又使得電信專家對自己在3～4年前所下的結論開始懷疑了，懷疑IP技術的能力，懷疑IP技術用于電信網(wǎng)的可能性。
問題出在哪里？安全問題、服務質量問題真是IP技術的克星？這些問題真是不可逾越的障礙嗎？答案當然是否定的。反復研究表明，IP技術在電信業(yè)務中的失敗，問題不是出在IP技術有什么天然的問題，而是出在Internet網(wǎng)的設計理念與電信網(wǎng)設計理念之間存在的巨大差距。Internet是以用戶自律為基礎的非營利性網(wǎng)絡，沒有中心無需管理，網(wǎng)絡的運營者不負責網(wǎng)絡的安全，也不負責業(yè)務的贏利。Internet最初僅用于軍事，網(wǎng)絡的運營者不負責網(wǎng)絡的安全，也不負責業(yè)務，直到Web獲得巨大成功，才將它推向商用，正因為如此，Internet在商用上是有先天缺陷的。電信網(wǎng)則一開始就是以商業(yè)經(jīng)營為目的的網(wǎng)絡，它必須具有商業(yè)經(jīng)營必備的全部屬性。這二者的巨大差異決定了從Internet到用于電信目的的IP網(wǎng)，不會是一個簡單的借用過程，在設計上必須發(fā)生質的改變。很可惜，這一觀點直到3～4年后才被認識到。
到目前為止，所謂電信級IP設備或電信級IP網(wǎng)還只是簡單地將Internet模式搬過來，沒有實質性的變化，只是在設備冗余和可靠性方面接近電信網(wǎng)節(jié)點的水平。這是近3～4年用于電信業(yè)務網(wǎng)目的的IP技術沒有取得進展的關鍵原因所在。
從目前的現(xiàn)實情況看，企業(yè)網(wǎng)中(無論大型企業(yè)或中小型企業(yè)網(wǎng))的業(yè)務幾乎100%是IP業(yè)務；電信網(wǎng)上的業(yè)務也有快速IP化的趨勢，目前電信業(yè)務主要有3類：一類是電話業(yè)務，迄今為止TDM電話仍占著統(tǒng)治地位，特別是在本地網(wǎng)上，但IP電話在中國的成功，從理論上和實踐上都已證實IP電話可供商用，在技術上并不存在不可逾越的困難，IP電話有迅速擴展使用的趨勢。第二類是數(shù)據(jù)承載網(wǎng)業(yè)務，電信網(wǎng)目前能提供的數(shù)據(jù)承載網(wǎng)業(yè)務有兩個，一個是X.25業(yè)務，這是真正可以實現(xiàn)端到端尋址的數(shù)據(jù)業(yè)務，由于技術已落后，業(yè)務量也已很少，已不列入發(fā)展之列。另一個是IP業(yè)務，在電信數(shù)據(jù)業(yè)務中，IP業(yè)務已占95%以上，可以說數(shù)據(jù)承載網(wǎng)業(yè)務已基本IP化。第三類是專線業(yè)務，無論是DDN業(yè)務、幀中繼業(yè)務還是ATM業(yè)務，這些專線都是租給企業(yè)用戶的，而企業(yè)用戶的業(yè)務量100%都是IP業(yè)務，間接地算，專線網(wǎng)上主要也是IP業(yè)務。近來視訊業(yè)務有很大的發(fā)展，目前視訊業(yè)務的絕大部分也是IP業(yè)務�？梢钥闯�，目前電信網(wǎng)中的業(yè)務除了電話業(yè)務外都是IP業(yè)務，而在可預見的未來，IP電話將逐步取代傳統(tǒng)電話，最終電話業(yè)務將完全IP化。
從理論上講，分組交換技術能夠綜合實時業(yè)務與非實時業(yè)務、寬帶與窄帶業(yè)務，是實現(xiàn)電信業(yè)務綜合的最佳技術。IP技術采用不面向連接的工作方式，簡化了信令，克服了節(jié)點設備復雜化問題，光纖通信技術發(fā)展，DWDM的大量商用，使得傳輸資源不再緊缺和昂貴，IP技術與傳送網(wǎng)技術的發(fā)展是匹配的。因此，基于IP技術的分組數(shù)據(jù)通信技術應該是下一代網(wǎng)的核心技術。
近3～4年電信業(yè)務及電信網(wǎng)的IP化之所以沒有取得預期的效果，其根本原因是電信界的專家盲從于Internet模式，將基于Internet設計理念的IP網(wǎng)不加改變地搬來，試圖在其上加載電信業(yè)務，來實現(xiàn)電信網(wǎng)的過渡，而不考慮二者之間巨大的設計理念的差異和Internet在設計上的固有缺陷。既然要將IP技術用于電信網(wǎng)，就不能不考慮電信網(wǎng)的特點、電信網(wǎng)的要求與其商業(yè)目的，就不能不對Internet與電信網(wǎng)在設計理念上的差異進行深入研究�？紤]電信網(wǎng)的設計理念，以此來改造IP網(wǎng)，使之成為真正能用于電信目的的IP網(wǎng)，這就是下一代網(wǎng)的方向。
中國信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)(www.cnii.com.cn)