IP技术和电信技术发展展望

IP技术和电信技术发展展望内容提要一、引言二、IP技术和电信技术面临的问题三、新技术、新应用、新协议的发展四、IP技术和电信技术融合的讨论五、电信网发展策略一、引言•IPtrafficisexpectedtoincrease400-800%peryear.IP业务增长超过CPU的摩尔定律（CPU每1.5年速度翻一翻）。•IPeverywhere.•电信网如何面对IP，挑战、机遇、包容？•IP技术如何做得更好，升级为电信级？•Telecom&DatacomCovergence,3C网络?二、IP技术和电信技术面临的问题1、两种技术的特点比较2、IP技术面临的问题；3、电信技术面临的问题；1、IP技术和电信技术特点特点电信技术IP技术特色稳定、可靠，有业务质量保证简单、有效、‘重来’来源传统通信业计算机应用广，主要是电话广，主要是数据/互联网层次主要是：传输和交换，L2，L1和Physical面向应用数据，L3基础TDM,独占电路Packet，统计复用2、IP技术面临的问题1)无QOS保证IP包的定义格式中仅有TOS/COS字段（8个优先等级），且一般的数据包/路由器并不区分；IP协议的精神：Hop-by-Hop，无全网的流量控制机制；发生拥塞时，需要‘重来’，导致全网性的传送效率差。（此时，数据包头的开销便成为次要矛盾）。传统的路由器包转发能力较弱，端口速率不能达到100%；‘带宽足够论’在WAN上不成立；（趋势：流量和应用在向WAN移动，而带宽和应用是互相促进的一对矛盾）。2、IP技术面临的问题(续1）2)自愈恢复能力差IP网络依靠RIP，OSPF，BGP-4等协议进行路由的重新计算和链路恢复。恢复时间以‘秒’计。依靠低层电路的自愈能力（如SDH，ATM）可部分解决，但不是根本上解决问题。3)安全和可管理性IP包是面向应用层的协议，很容易被捕获，需要各种加密手段；由于IP技术的起源问题，对可管理性要求不高。2、IP技术面临的问题(续2）4）网络扩展能力OSPFAREA内路由器数量的最优值限制，而为了使路由收敛较快，IP地址的分配常与OSPFAREA的划分相关联，导致网络扩展时，IP地址也要跟随调整；IP协议中的TTL（TimeToLive）值问题。仅提供最多255跳，全互联网规模扩大，路由器数量增多时，如何面对？（在骨干路由器中TTL值须不减‘1’，该方面协议MPLS正在考虑和制定）。5）IP地址和编号问题IP4的地址资源；编号（传统电话网编号与IP地址的对应问题）。3、电信技术面临的问题1)互联网和多媒体应用以TDM技术为基础的电信网，是否能胜任对带宽要求越来越多的应用要求；IP包需要重新封装或转变，增加技术难度和成本。IPEverywhere如何面对？通信的业务已不仅仅是语音通信。IP网上可以开展语音、视频、数据等各种应用；LAN上流量和应用向WAN移动（80：20——20：80）；2）LAN技术向MAN、WAN逼近10/100M以太网技术已占领LAN和桌面；1000M技术已经成熟，并且也可以走的更远（40KM-60KM）；10Gigabit标准开始制定（IEEEP802.3HSSG)，并将LAN，WAN考虑进去；3）新技术、新协议的出现三、新技术、新协议、新应用的发展新技术:1、芯片技术：IC，ASIC，CPU，0.25-0.18uM,速度更快、集成度更高，功能和性能更好，可设计出更先进的通信设备。硬件查找技术的突破（如，CAM芯片，“0,1,don’tcare”三种状态查找）。2、器件和信号处理技术SiGe带宽达25GHz，可用于将来的10GEthernet.WDM,可充分利用光纤资源，使带宽成倍发展；Muti-LevelAnalogSignal,利用2.5G的带宽传送10G速率（类似QAM，但更简单，依赖于光纤信号的高质量）。3、网络通信技术WirelessLAN和W-CDMA技术，使IP真正移动起来；以太网的不断发展，10/100/1000/10000M,并向WAN移动；ADSL，CableModem已开始应用，而VDSL的逐渐成熟，将成为最后1KM的主要接入手段；POS接口的出现(PacketoverSDH)；三、新技术、新协议、新应用的发展（续1）新协议/标准:1、以太网方面的协议802.1d—SPANTREE;802.1q/1p—以太网的QOS；802.3ad,Trunk-LinkAggregation，可提供带宽加倍和链路备份；2、IP方面：RTP/RSVP；IPDiffserv-RFC2474,2475;力争实现IP网上的QOS保证。MobileIP(RFC2002,2003,2005etc.)；让IP移动起来；VRRP（VirtualRouterRedundancyProtocol，RFC2338)与OSPF，BGP-4等协议结合，可提供更可靠的路由保证；虚拟主机服务器（反向代理）协议的使用，使Web服务能力成倍增长；IPmulticast:为IP网络支持广播业务铺平道路；IPV6,下一代的IP网络协议。3、MPLS虽然现在还处于draft阶段，但已有厂家推出产品。IP要想真正作为全业务网络的通信基础，必须采用MPLS这类的协议。三、新技术、新协议、新应用的发展（续2）新应用:1、新型访问，音频、视频、图片集成其中；2、IP-PHONE，需要网络能优先对待；3、VPN，要求更安全，更有保障；4、电子商务，要求网络更安全、全24小时可靠运行；5、Web-Office，将会在Web-mail基础上产生质的飞跃，出现类似电子商场式的电子（虚拟）写字楼；（电信网要提供服务器和存贮空间）;另一方面，信息家电类产品，也需要一个后台仓库(信息存贮转移到WAN）。6、虚拟现实的完善和发展；7、IP上视频的应用：可视电话、数字电视、高清晰电视等，将对带宽提出更多要求，‘老百姓’的应用要求。三、新技术、新协议、新应用的发展（续3）发展的结果将会导致：技术的进步使超速率带宽成为可能；整个网络以‘包’作为基本单位成为可能；技术+市场+应用的推动，使IP技术取代TDM技术成为新型电信网的基本技术成为可能；LAN上应用和流量向WAN流动，对骨干带宽、服务种类、服务质量提出挑战；并使电信网不再限于传输和交换，而向更高层发展；真正的3C网络统一在IP技术之上成为趋势和可能。网络宽带化、移动化成为趋势和可能。四、IP技术和电信技术融合讨论IP技术和传统电信技术的本质区别；几种有趣的现象；交换设备及组网技术的演进；IP是统一的网络平台还是应用平台？骨干IP网是hop-by-hop还是short-cut?IP网的自愈能力和出路？IP的最佳伴侣是谁，ATM/SDH/WDM/Fibre？最后1KM/100M接入技术？新型电信网模式1，2，3？技术融合的几个结论讨论1:本质区别传统电信技术：TDM1、传输PDH，SDH均以TDM为基础；2、交换TDM方式的时隙交换ATM技术：CELL（定长PACKET）IP技术：PACKETATM本可以大力发展，但未能到达桌面前，市场已先被IP占领。就存在如何以‘CELL’去适应‘PACKET’的问题，需要转换，也就增加了成本和复杂性。讨论2：技术发展的辨证法—几种有趣的现象导致：电信传输技术物理电路—PDH—SDH—ATM—Packet—Message?交换技术人工半自动程控交换包交换信息交换1）通信手段的演化Message信号、狼烟Analog电线TDM数字化Packet数组化Message信息通信技术由低级到高级的演变可以看出，向包交换甚至信息交换过渡是技术发展的必然；而以传输和交换为主的电信网，是不是需要提高运营层次？讨论2：技术发展的辨证法—几种有趣的现象2）从技术发展史来看，技术总是向最优的性价比方向发展；以下两对矛盾也适用于IP网络的发展：技术和市场：新的技术产生新的市场，而新市场的发展，也推动技术的不断发展；二者互为动力；（ATM，POS，Gigabit,WDM）带宽和应用：互相推动；新的多媒体应用需要IP网络向更高的带宽方向发展；而已有的带宽又会产生更高带宽要求的应用。（互连网初期仅用于一些突发的数据传送，网上音乐、视频的出现，IP-Phone的实用，网上会议电视、可视电话的出现，IP上的有线电视、高清晰电视等的不断发展，均与带宽互动）。3）极限理论的应用：从低层看，数字信号通过交换设备时，都是HOP-BY-HOP方式，但上层看是Short-Cut一条直达电路；那么，数据包的HOP-BY-HOP方式，处理速度足够时，是否也可认为Short-Cut方式？所以，HOP-BY-HOP并非总是不好，关键在于是否有效和快速！讨论2：技术发展的辨证法—几种有趣的现象5）“改革”路线问题：由上层至下层或下层至上层？ATM曾想到达桌面（从低层向上层走），现在看来力不从心；那么，IP由上层往下层走是否可轻松一些？(理论上可去掉ATM，SDH等中间层，采用IP-OVER-FIBER模式）6）‘近朱者赤’原理：IP从LAN走来，带动LAN上的流量和业务进入WAN（20：80趋势），对电信业务发展是一个机遇；另一方面，与IP紧密结合的以太网技术也开始不安定于LAN环境，它在向WAN进军！该点对传统电信技术则是一个挑战。可以成功吗？理论上可以，但要看它是否比其它技术更‘快’！讨论3：交换设备与组网技术的演进设备演变：物理线路PSTN交换机/ATM交换机SDH/PDH设备传统电信业务1.传统电信网络物理线路PSTN交换机/ATM交换机SDH/PDH设备路由器支持IP业务2.传统电信网络上IP支持方案物理线路IP交换机（POS，ATM）SDH/PDH设备3.正在演变中的IP支持方案物理线路(光纤、双绞线）IP交换机4.电信网络发展趋势语音、视频、图象、数据讨论3：交换设备与组网技术的演进（续）网络拓扑：顶层（C1）C2C3C4C4C3C4C4C2分级网络，集中分层管理1）传统电信网人的因素：自由化作风在IP网络中得到体现.2）IP网络无级网络，分布管理DNSDNSPC1PC2AS2AS1AS3AS4发展趋势：互补？无级网络，分层管理讨论4：IP是统一的网络平台还是应用平台？1、在IP上开展语音、视频等实时业务得到验证后，IP作为将来统一的应用平台已基本上没有争论；2、谁是统一的网络平台：ATM,POS,Ethernet,IP？1）理论上来讲，IP和ATM双方均可承担统一的网络平台，但由于IP与桌面网络Ethernet结合紧密，并且在市场上已抢先几步，IP更有优势；2）目前来说，POS技术在WAN上承载IP业务更有效，但长远来看，由于IP包仍需适配到以TDM为基础的SDH帧中，仍需要增加硬件和成本，同时，还带进了SDH的开销。POS不是最佳承载IP业务的传输技术。3）Ethernet地址缺少层次性，在WAN上不方便使用。4）技术发展和市场现实以及‘改革’路线说明，IP成为统一的网络平台技术上没有问题，‘人心’上也是大势所趋。关键是看IP如何做得更好！（需有MPLS这样的协议配合才行。）3、从应用的角度来看，若所有应用（IPeverywhere)均跑在IP之上，而IP又可以直接跑在SDH或FIBRE上，则IP就已经是一个统一的网络平台。4、近期内IP将逐步过渡为统一的应用平台;随着技术的发展，它将成为统一的网络平台，成为“双料冠军”。讨论5：骨干IP网是hop-by-hop还是short-cut?LERPC12PC11PC21PC22PC32PC31LERLERLSRLSRSubnetCSubnetAFEC（业务等价类）：ForwardingEquivalenceClassLabel（标签）Labelswapping（标签交换）LER:LabelEdgeRouterLSR:LabelSwitchRouter1、骨干网需要QOS，进行流量控制和整形；2、IP包本身只能提供部分应用等级的标志，不能根据用户群/种类划分QOS；必须由路由器进行基于策略的划分（TC