世界通信技术发展趋势

韩国舞族

　　20世纪90年代中期，因特网的浪潮冲击着信息产业的每一个角落，推动了技术的进步，刺激了人们对信息的需求，加快了电信改革的进程，加剧了市场的竞争，使信息产业中三大信息网——电信网、计算机网和有线电视网出现了融合的大趋势。数字化、光纤化、分组化等，特别是逐渐向IP协议的会聚已成为21世纪的主导发展趋向。网络上的业务将向以IP业务为中心的方向融合。网络逐渐向着最有利于IP业务的分组化网演进和融合。PDH正逐步让位给SDH和WDM全光联网；电路交换机将逐步让位给ATM交换机和千兆比路由器；常规光纤将在干线上让位给新一代非零色散光纤，在城域网将让位给新一代全波光纤；模拟电视机将逐步让位给数字电视机，电视机将逐步计算机化，而计算机将逐步电视化。

　　1.电信网向分组化网络转移

　　为了适应以IP业务为代表的数据业务迅猛发展，为了适应客户一服务器应用方式引起的网络流量分布大变化以及IP业务特有的自相似性和收发不对称性，目前世界各国都在探索与试验可持续发展的新一代公用网。新一代公用网最基本的特征是基于IP分组和信元，它能够以更便宜和更有效的方式处理数据、视像和话音业务。其主要特点是采用统一的通信协议并具有巨大的网络容量，能支持一切已有和将有的业务与应用，能够最优地适应IP业务的发展。因此，电信网现正在从传统的电路交换网向基于IP分组和基于信元的分组化网转移，但这一转移是一个长期的过程，在此漫长的过程中将出现多网并存与混合的局面。

　　2. IP组网的体系结构简化、速率提高

　　随着高性能高速路由器的推出，IP组网的体系结构越来越简化，速率和效率则越来越高。体系结构从最开始的IP/ATM/SDW/WDM到IP/SDH/WDM，现又发展到IP/WDM，取消了中间的ATM与SDH层。它们现在各有自己的定位和适用范围，主要表现在“速率颗粒度”和QOS上。在IP over WDM中，没有低于STM-16的颗粒，IP ove Sonet/SDH的颗粒在STM－1到STM－16之间，而IPOA的颗粒可以更小，一般用于STM一1以下的网络。从QoS看，目前是IPOA最好。IP over Sonet/SDH和IP over WDM的QoS完全依赖于路由器性能的提高，取决于将来多协议标记交换（MPLS）、DiffServ等协议的引人。但IPoveDWDM代表着网络体系结构未来的发展方向。

　　3.网络管能正在向网络边缘外移

　　下—代网络的网络智能将从网络核心移向边缘，并从边缘路由器中提出移入边缘服务器，在边缘形成一个智能层或服务层，提供新的增值宽带业务，并在端口密度、性能、可靠性和QOS方面得到明显改善。边缘服务器可以多种多样，如用策略服务器处理业务提供问题，用计费服务器处理计费。随着智能从网络核心向网络边缘外移，网络核心的传送将成为一个独立于业务和应用的容量大、动态灵活、安全可靠和低成本的基础平台，专职于信息比特流的传送。业务网将演变成提供不同服务质量、适应不同需求、与应用无关的网，如IP网、ATM网、帧中继网等。而在此基础上的应用层内，人们可尽情地开发满足社会各界、千姿百态的多种应用。

　　4.网络安全及信息安全受到重视

　　随着上网人数和网上信息的日益增多，以及市场竞争的加剧和政治斗争的需要，网络安全问题越来越突出了。网络安全不仅关系到系统的安全，更重要的是关系到信息的安全。

　　网络的可靠性、抗毁性和生存性是一直在研究的课题，在物理层、链路层和网络层都要采取相应的安全措施。然而，在21世纪，信息安全保障能力将是一个国家的综合国力、经济竞争实力和生存能力的重要组成部分，是世纪之交世界各国在奋力攀登的制高点。现在，已分别在网络硬件、网络操作系统、网络中的应用程序、数据安全和用户安全等五个层面上进行网络安全研究，目的是确保信息的可用性、保密性、完整性、不可否认性与可控制性。

　　5.网络管理更加趋于复杂

　　电信网的网络管理国际标准是ITU的TMN.TMN分为网元层、网元管理层、网络管理层、业务管理层和事业管理层。它的管理功能包括故障管理、性能管理、安全管理、帐务管理和配置管理。经过20多年的发展，电信网的网络管理已从分散控制走向分级控制与集中监控；管理水平从简单的报警和故障监控发展到网络性能管理、帐务管理和配置管理，正在趋近TMN的目标。IP网的引入使网络管理更加趋于复杂，现已提出基于策略的网络管理新概念。即在管理中还要考虑多种服务质量类别、流量过滤、复杂安全策略需求和IP多播等问题。

　　6.交换与选路技术结合，MPLS被看好

　　关于未来骨干网的核心究竟是交换技术还是选路技术人们已经争论了很长一段时间。

　　目前的趋势是将选路与交换技术相结合，形成所谓的交换式路由器，它将选路和交换集成在同一芯片上，工作在第四层（传送层），不仅把交换机的高速转发性能与路由器的广播控制性能结合起来，而且还能对不同数据流实施不同的控制策略，为关键应用程序打开“快车道”，确保高优先级流量先转发。交换式路由器实际上把二、三、四层的功能融为一体。其中，交换和路由之间运行的是标记分配协议，所以又被称为基于标记交换的解决方案，现在最被看好的是IETF提出的MPLS.

　　MPLS技术被评为1999年十大热门通信技术之一，它的价值在于能够在一个无连接的网络中引入连接模式的特性。其主要优点是减少网络复杂性，能够降低50％的网络成本，在向用户提供IP业务时能确保QoS和安全性，减少网络拥塞和提供更好的端到端服务，将对因特网产生巨大的影响。

　　7.高速传输技术从点到点走向全光联网

　　高速传输技术在21世纪仍将以光纤通信为主，并从点到点走向全光联网。10 Gbit/s的光纤通信系统已开始在网上大量商用，全球已敷设了2000多个网元。40 Gbit/s系统目前尚处于实验阶段，估计近一两年内可以商用。

　　由于近几年技术上的重大突破和受IP业务市场的驱动，WDM系统已成为大容量系统的主导发展方向，实用化系统的最大容量已达160 Gbit/s， 太比级的DWDM系统也将于近两年进入商用。目前实用化的DWDM系统基本上是以点到点通信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不理想，而具有分插复用功能和交叉连接功能的WDM全光联网将是今后的发展方向。目前，发达国家投入了大量人力、物力和财力进行这方面的研究。全光联网已经成为继SDH以后的又一次新的光通信发展高潮，其标准化工作按计划于1999年基本完成，商用化时间将在2001年左右。

　　光孤子传输是一种极其潜力的高速光传输技术，但尚不成熟，近期还难于商用，不过人们仍在积极探索，并取得了初步进展。

　　8.宽带接入技术首先要解决IP接入问题

　　全球范围内接入网的发展趋势是宽带化和无线化。近期最为突出的特点是宽带化，采用光纤接入或对现有铜线网进行升级改造。从业务角度讲，接入网的发展趋势是建立综合接入系统，以满足用户对不同业务的需求。

　　光纤接入网是接入网的发展趋势。由于光纤到家的建设成本太高，并且宽带业务市场还有许多不确定因素，因此目前世界各国都是分阶段逐步实现光纤到家目标，现阶段广泛采用光纤到大楼、光纤到路边将光纤延伸到离用户尽可能近的地方，既可满足近期对带宽的需求，又有利于向光纤到家过渡。在各种光纤接入系统中，无源光网由于技术比较成熟，建设初期投资小而被认为是一种有前途的光纤接入技术。

　　电信运营公司为了利用现有的铜线资源，积极开发各种宽带用户线技术，包括ADSL，HDSL和VDSL等，统称xDSL技术，可在普通用户线上提供几兆比每秒到几十兆比每秒的带宽，为用户提供高速Internemt接入、LAN接入、视像业务以及电子商务、居家办公和远程教学等在线数据通信业务。xDSL已陆续投入商用。

　　有线电视公司一般采用混合光纤同轴电缆（HFC）技术为用户提供交互式宽带业务。除了有线电视外，还可以提供数据及其它业务。目前Cable modem在有线电视网比较发达的北美地区发展迅速，年增长率达到100％。美国已有20%的有线电视网改造为HFC双向传送网，预计在未来的5年内HFC将继续保持高增长势头，对传统窄带电信网形成强大压力。

　　SDV系统则综合利用光纤到大楼、光纤到路边和HFC的优点，传输质量好，容易升级，可作为向光纤到家过渡过程中的宽带用户接入方案，在国外被作为接入网的发展方向之一。

　　但是，SDV主要采用ATM交换设备，成本较高。

　　9.第三代移动通信系统处于商用前夕并向IP靠拢

　　第三代移动通信标准制定进展顺利。1999年6月在北京召开的TG8/1第17次会议全面确定了第三代移动通信无线接口最终规范的详细框架，进～步推动了两种宽带CDMA技术和CD MA TDD技术的融合。中国提出的TD－SCDMA方案得到了越来越多的组织和厂商的支持，第三代移动通信系统的TDD方案也越来越受到运营商们的重视。1999年10月，ITU－R TG8/1最后～次会议最终完成第三代移动通信无线接口标准的制订工作。2000年，ITU将完成第三代移动通信网络部分标准的制订。对IMT-2000以后的技术（称为第四代移动通信技术）的研究也已提出应着手进行研究。这方面的新研究课题将在2000年11月举行的ITU-R第8研究组会议上进行讨论。

　　另一趋势是第三代系统开始转向IP.最近，AT&T、爱立信、朗讯科技、诺基亚等九大公司宣布成立一个新的组织，专门研究开发基于采用第三代移动通信技术的无线网络的IP协议，这个组织被命名为3G.IP.这些公司支持基于全IP网络结构的下一代无线业务。这种全IP网络结构采用基于通用分组无线系统（GPRS）的通用核心网络。3G.IP将采用CDMA技术和EDGE宽带接口为第三代移动通信技术发展一种基于IP的系统。

　　10.无线接入在普遍服务中发挥作用的同时走向宽带

　　无线接入在普遍服务中发挥作用的同时又开始走向宽带。基于宏蜂窝、无绳电话等技术的无线本地环路系统在市场上已得到广泛应用。宽带无线接入技术目前开发的方向主要有本地多点分配系统（LMDS）。移动宽带系统（MBS）、无线局域网和无线ATM.这些技术在不久的将来会在无线接入市场上扮演主要角色。

　　LMDS在超高频段工作，提供综合的双路话音、视频和数据业务，由于其具有可用频带宽（1 GHz）、速率高（普通1.544Mbit/s或2Mbit/s，专线高达155Mbit/s、建设成本和维护费用低等优点，有能力替代有线电视成为应用广泛的高速接入技术，用于局域网互联、组建校园网、充当ATM和SDH之间的媒介。

　　MBS工作于60GHz频段附近，结合了FDMA和TDMA，是通用、多功能、移动、高速的数字系统，其基本要求是能够提供2－155 Mbit/s的速率。

　　无线局域网的应用针对数据通信，较少涉及话音和视频业务。无线局域网工作于2.4 GHz频段，覆盖范围是几十米，支持2－50Mbit/s数据速率，是有线局域网的延伸或替代。

　　无线局域网是较成熟技术，目前的研发重点是实现无线局域网的快速连接和支持更高的数据速率。

　　无线ATM（WATM）提供宽带本地接入，为用户提供优质的端到瑞连接。但该技术尚未成熟，标准有可能在1999年完成，产品可能会在随后不久推出。

　　11.卫星通信向移动和宽带方向发展

　　90年代以来卫星通信也向全面满足个人通信和宽带通信需求的方向发展。在商业卫星领域，出现了两种发展趋势。一种趋势是发展地球同步轨道卫星系统，卫星的体积不断增大，提供更多的带宽和更大的功率，满足卫星直播业务及宽带业务的需求。目前地球同步轨道商业卫星的重量已达5t.Ku波段卫星在提供卫星直播电视及卫星数据广播、高速IP业务方面在欧美日很为成功，并正在迅速向其他地区扩展。另一趋势是发展中、低轨道卫星系统，卫星越来越小，中、低轨道卫星定位系统与中、低轨道全球移动电话系统已提供商用，面向高速交互式业务和广播业务的低轨道全球宽带系统正在积极研制之中。

　　12.光交换是未来全先网的关键技术

　　高速、海量的全光网是未来通信网的发展方向。作为全光网核心的光交换机，其开发研制工作尚未取得决定性的进展。

　　光交换有光空分交换、光时分交换、光波分交换和光ATM等四种实现方法，这四种方法都有希望实现大容量和超大容量的光交换系统。总的看来，光被分交换具有更大的现实意义，因为它相对容易实现，并且具有便于与波分复用传输系统相配合的优势。