数据通信发展趋势(对外宣传)

通信网络总的发展趋势•分组交换技术将最终取代电路交换技术：分组交换网•数据通信网向着综合、高速、智能和个人化方向发展•网络仍采用分层的网络体系结构：接入—边缘—核心•整个网络的发展将是演进的（evalution），不是革命性的（revalution）•核心网络技术专一化，基于ATM或/和GSR构成核心网络平台•目前和最近的将来将以IP业务为主•寻求ATM和IP的最佳结合方式：MPLS等•ATM和Ethernet（包括FE和GE）会在较长的时间内共存和互通•业务控制分离化和软件系统开放的体系结构•统一的网络管理平台和标准网管接口电路交换网向分组化网络的转换*电路交换网：—复杂的多级TDM结构—主要为电话业务设计—固定电路的占用导致网络资源的浪费—高交换成本—复杂的信令、计费和网管—64Kb/s带宽恒定—业务质量有保证—呼叫成本基于距离和时间—适合于对称连续业务—将在10—15年内逐步淡出。AT&T、MCI、BT已经宣布不再新建电路交换机*分组化网：—无TDM复用结构—主要为数据业务设计—有信息请求才占用网络资源—低交换成本—简单的信令、计费和网管—带宽不定—业务质量较难保证—成本基于带宽，非距离和时间—适合于非对称突发业务—以ATM和IP为主的分组交换将逐步取代电路交换网。几乎所有大厂家都有ATM和IP产品。话音与数据业务关系的演变网络业务量数据年增40%电话年增10%电话主业将逐渐成为副业，2020年电话业务只占1%！19982008ITU-T的全面转向•面对IP的挑战，网络运营者，制造商和软件/应用提供者都在重新考虑各自的业务方向，网络结构以及产品结构•ITUTSAG要求各研究组调整工作方向与重点，全面开始与IP有关的研究工作•ITU的优势在大型公用网的网络结构，网络互通与网络演进；IETF的优势在协议和应用领域；两者优势互补目前的通信网现状•目前的网络种类：电话网、传统数据网、CATV网、ATM网和移动网等•各个网络基本上是独立运行和操作维护的，使用和管理性差•不能方便有效地引入各种新业务和开展综合业务用户需求和技术推动•用户对业务的需求：—业务丰富：话音、数据、视频、多媒体业务等—服务质量：电信级的QOS网络保证—经济可靠：希望通过业务综合和网络融合实现—将来的业务主要有IP（协议）来承载•技术推动：—光纤（通信）技术—微电子技术—软件工程技术—数字化技术—存储器技术—网络技术—TCP/IP技术对通信网络的总要求•业务综合化：提供话音、数据、图象等，并便于引进新业务•业务数据化：数据业务比话音业务的增长速率越来越大•网络一体化：尽量基于一种（ATM或GSR）网络核心技术•网络分组化：分组化网络更适合数据业务的传送，并最终将取代电路交换网络•网络宽带化：不断增加网络容量，满足业务的性能•网络光纤化：核心传送网络将采用SDH/WDM光纤网络•网络IP化：Intenet的迅速发展将使IP可能承载所有业务数据通信网络的结构模型•分层结构：接入—边缘—核心数据通信网络的演变结构电话网网关数据核心网IP/ATM/SDH/Optical接入服务器Internet大企事业居民接入服务器RRATMSW无线网接入服务器数据通信网络中的主要技术•核心网络技术：ATM、GSR（IP）—ATM：IPoverATM、VoiceTelephonyoverATM（VTOA）—GSR：IPoverSDH/WDM/Optical、VoiceoverIP（VOIP）—ATM与IP的融合：MPLS•接入网络技术：—LAN（Ethernet、FE、GE等）—xDSL（ADSL、HDSL、VDSL等）—HFC—PON—LMDS•网关技术：媒体（话音、数据）网关和信令网关•控制技术：控制平面分离化，便于功能和性能扩展•网管技术：统一网络管理接口和标准华为公司的数据通信网络结构SDH/WDM/Optical网络技术发展IPoverSDH/WDM/Optical技术•IPoverSDH/WDM/Optical的基本结构话音图像数据IPATMSDH/SONET光层（WDM）IPoverSDH技术•主要思想：将IP分组通过点到点协议（PPP）经HDLC直接映射到SDH帧，省去中间的ATM层•以GSR为核心组成IP骨干网络•技术定位：以IP业务为主的公司或IP骨干网•主要特点：—保留IP的无连接特性，简化了体系结构—比IP/ATM/SDH效率高—利用了已有的庞大且性能稳定的SDH传送网—具有SDH保护切换和自愈实现高可靠性—网络流量和拥塞控制能力差，大规模网络时的路由表复杂，无多优先级QOS保证，尚不适合于多业务平台•MCI、Qwest和IP网络营运商已采用了IPoverSDH技术IPoverWDM/Optical技术•基本思想：省去ATM层和SDH层，简化了层次和减少了网络设备。不必采用SDH时分复用，将复用的多个信道改为波分复用•在光纤上直接用Ethernet帧格式运行IP数据包•采用TSR/GSR进行路由交换，称为“IP优化光学网络”•技术定位：城域网、大容量普通IP业务或未来大型IP骨干网的核心汇聚•主要特点：—无昂贵的ATM交换机和SDH复用设备，简化了网管，采用WDM，成本降低可达1-2个量级—开销最低，传输效率最高—业务量工程设计必须在IP层，可依靠MPLS—目前可采用GE接口（长距离传输、性能监视、故障定位、广播等问题）—需规范一种新的IP对光信号的适配功能，即开发全新的线路接口ATM网络和技术的发展•ATM主要是作为B-ISDN（电信网）的基础•目前主要定位在“多业务统一交换平台”•ATM网络本身仍采用分层结构：核心骨干—边缘—接入•还将提供GE接口（第二层）•提供POS和基于MPLS的IP接口（第三层）•开发大容量可扩充电信级ATM交换系统•不断提供更加先进的业务量控制技术，发挥ATM技术特长•已有成熟的ATMASIC硬件芯片和软件包逐渐趋于标准和通用化•对IP业务的支持技术和标准已经相当的成熟和标准•世界上几乎所有的电信和数据通信厂家都已拥有自己的全系列ATM产品•ATM交换产品已大量地应用在世界主要的电信营运网络中。ATM交换机产品的使用情况ATM网络技术的主要特征•是“面向连接（connection-orinted）”的网络技术•统计/动态时分复用和带宽的“按需分配”技术•信息单元采用固定的和短的分组长度•采用基于“标头”的硬件“快速分组交换”技术•通过对不同业务的不同适配方式支持几乎所有业务•基于ISO的OSI的分层思想•主要由三层组成：物理层（PHY）、ATM层和ATM适配层（AAL）•基本上是属于OSI的最底两层ATM交换系统基本结构•由三大部分组成：数据传送、控制系统、网络管理•数据传送部分由线路接口、交换网络和控制系统硬件组成•控制系统主要执行相关的ATM信令、协议、业务适配处理等•网络管理部分实施对整个交换机的配置、性能、故障、维护等线路接口线路接口线路接口ATM交换网络控制系统网络管理数据传送系统网络管理系统控制系统ATM支持IP的主要方式•通过面向连接的ATM网络来传送无连接的IP业务•综合ATM的快速、交换容量大、多业务支持的能力和IP的简单、灵活、易扩充和统一性的特点，达到优势互补的目的•技术定位：经营多业务的电信营运公司•主要方式：重叠式（overlay）和集成式（integrated）ATM/IP融合方式重叠式集成式LANECIPOAIPSwitchingTagSwitchingMPOANHRPMPLS高层IPCIPOA/LANE/MPOAUNI信令/PNNIPHYATMQ.SAALIPSwitchingTagSwitchingMPLS高层IPPHYATMIP/ATM重叠模型•主要方式：CIPOA、LANE、MPOA•主要结构：客户机和服务器的配置结构•主要特点：IP和ATM各自定义自己的地址和路由协议，ATM端系统需分配IP地址和ATM地址，需地址解析协议（ARP）。重复的地址和路由协议，传送IP的效率相对较低。•技术定位：具有多种协议环境的局域（企业/园区）网应用•CIPOA和LANE：—IP到ATM（CIPOA）和IP到MAC再到ATM（LANE）的地址翻译—不同逻辑子网之间无法建立直接的ATM虚连接，需要路由器转接—无法利用ATM网络所提供的服务质量（QOS）特性•MPOA：—基本思想是将数据传送功能（客户机）和路由控制功能（服务器）分开—基本上是“LANE+NHRP”组成，地址解析过程与LANE或CIPOA相似—引入了“虚拟路由器”的概念，解决逻辑子网间的路由瓶颈问题—可将网络层协议直接映射到ATM层，两者的QOS相对应IP/ATM集成模型•基本思想：IP选路和ATM交换“一体化”，让IP选路直接控制VC的建立和拆除，不需要ATM地址解析协议，非“客户机/服务器”模式。•主要方式：流（flow）驱动和拓扑（topology）驱动•流驱动方式：IPSwitching（Ipsilon公司）—由ATM交换机和IP交换控制器组成，之间运行标准的控制协议—对进入的流根据TCP或UDP信头中的端口号进行分类：长流和短流—短流仍采用传统路由器转发，长流建立ATM连接高速转发—市场定位：小规模的企业/园区网•拓扑驱动方式：TagSwitching（Cisco公司）—由标记边缘路由器（LER）、标记交换机（LSR）和标记分布协议（LDP）组成—LER和LSR通过标记映射和交换表（含输出端口，基于拓扑预先建立的）运行，LDP在拓扑结构变化时才发送信息—具有VCMerge功能，整个网络扩充性好—可以利用IP网中的标准广播协议和ATM交换机的多点广播功能—通过不同标记不同排队和缓冲等方法提供QOS保证多协议标签交换：MPLS•拓扑驱动方式：MPLS（IETF标准）—TagSwitching的优化和成为IETF的标准—市场定位：IP广域骨干网路由器路由器ATM交换机ATM网络路由器路由器MPLS网络LERLSRATM支持话音的主要方式•AAL1：•CBR•无语音压缩与静音抑制功能•支持多路话音通道复用但不支持交换•ISDN与ATM网络互通时基本功能(I.580)•AAL2：•VBR-rt•支持语音压缩与静音抑制•支持多路通道复用和交换(微信元），灵活性强•无线3G地面接入网中使用，有可能在PSTN核心网中使用ATM网络的基本结构•ATM网络本身仍采用分层的结构：核心骨干—边缘接入—低速复用•骨干交换提供高容量、高性能、业务透明的网络传送平台。中短期作为ATMDXC提供PVC，最终将提供SVC业务和先进的业务量控制技术。是面向硬件的大型设备（40—160Gb/s）；在实现MPLS功能是将作为标签交换路由器（LSR）。•边缘/接入交换提供接入集中和复用，经济有效地扩展骨干网的范围。是面向软件的小型设备（2.5—10Gb/s）；在实现MPLS功能是将作为标签边缘路由器（LER）。•业务复用交换提供多业务接入（适配和互通）功能。有大范围的接口和协议，适合于作为企事业用户的多业务平台，也可做接入交换。是面向软件的小型设备（小于2.5Gb/s）ATM技术面临的主要挑战•在LAN环境中，GigabitEthernet的出现•在WAN环境中，IP协议族的扩展和GSR（POS）的出现•对话音业务，VOIP对VTOA的挑战•对数据业务而言，IPoverATM在QOS和扩展性方面受到POS的冲击•在QOS保证方面，承载IP协议的CLIP、LANE根本不支持QOS，MPOA带有QOS的部分支持；在IPQOS方面，出现了IntServ、RSVP、diffserv等QOS的QOS协议•在承载IP协议时的带宽利用上，IP/ATM已不如POS的效率高•ATM目前的主要任务：最优先、用户化和向市场渗透ATM与IP的主要区别特征ATMIP信息类型呼叫（call）流（flow）连接类型面向连接无连接分组长度固定长度分组可变分组长度协议发送端发起Q.2931接收端发起RSVP组成硬件软件（GSR除外）业务类型至少5类“尽力而为”IP电话和电路交换电话的比较IP电话