下一代网的核心技术
2004/02/12
对业务多样化的综合要求和为降低运营成本、简化运营体系的要求是导致电信网向下一代网发展的根本原因。长期以来，电信专家一直致力于对电信业务的综合，期望通过业务的综合来简化运营网，降低运营成本，促进电信业发展。在此过程中，基于ATM技术的尝试，因其复杂性、缺乏现实的业务以及没有进一步的标准化而逐渐淡出，IP技术则日益被看好。
——编者
基于ATM技术的尝试
上世纪90年代初，专家认定基于分组交换的数字通信技术可以实现业务综合，实现长期以来电信界的理想，并认定基于分组交换的数字通信技术将是下一代网的核心技术，提出了以ATM为核心的B－ISDN的说法。
上世纪80年代至90年代中期，ATM曾经有过辉煌的历史，绝大部分电信专家认为ATM可以一统天下。事实上，在技术层面ATM也的确做到了实时业务和非实时业务、宽带业务和窄带业务的完全综合（至少在实验网的范畴内）。应该说ATM技术是成功的，如果继续沿着这条路走下去，且外界不产生一些突发因素的话，ATM原本是有可能成功的，当然ATM核心网的设计可能要作较大的变动。
但是电信历史的发展并不以人们的意志为转移，ATM在其发展过程中，外部环境发生了突变，使得它赖以发展的条件（ATM发展的必要条件是：传输资源紧缺，传输资源价格昂贵，用提高节点设备ATM交换机的复杂度来克服传输带宽不足的问题）已不复存在。随着光纤通信技术的发展特别是DWDM技术的出现，传输资源已不再稀缺，也不再昂贵，因而为了节省这些传输资源而使节点设备（ATM交换机）极大地复杂化，显然是得不偿失的，这是ATM从全盛走向衰亡的一个十分重要的原因，也是导致ATM不能成为下一代网核心技术的主要原因之一。当然ATM商业运作的失败，业务起点选择过高，ATM业务无法快速推广，以多媒体业务作为其核心业务不符合电信的商业模式，也是ATM从全盛走向衰亡的原因。
近年来，由于IP技术进展不力，特别是几个关键技术没有突破性进展，ATM在电信网和在大型企业网中再一次得到重视，ATM交换机的销售出现了一个新的高潮。于是，ATM将是下一代网的核心技术之说又有相当程度的抬头。
必须指出，近年来ATM交换机出现销售高潮的主要原因是：IP网在安全、服务质量方面存在严重缺陷，而业务的发展又对IP网的安全、服务质量提出了更高的要求。IP网技术支持业务的能力和现实业务需求之间有着巨大的差距。在不能改进IP网技术的情况下，为了满足业务发展对网络的要求，设备开发商和系统集成商提出了“2层＋3层”的IP网过渡性结构体系，即用ATM的PVC组成若干个资源独立的虚拟专网（VPN）。一旦IP网将上述问题解决，ATM将无存在必要。从技术层面来讲，这种设计是不合理的，造成功能的重复和设备上的重叠，传输和处理的开销加大。另一方面，世界各大标准化组织没有一个继续进行ATM的标准化工作，ATM目前广泛使用的只是PVC，只是在提供数字专线服务，在运营商级的大网中没有实现SVC。因此，运营商级的大网中完全使用SVC后，是否能保证每一对端到端业务的服务质量在技术上是存在疑问的。
可以得出这样的结论：目前ATM技术的升温，是为了回避IP网中棘手问题而出现的迹象，是一种权宜之计。在传输资源不再稀缺的情况下，ATM的复杂性，ATM没有现实的业务，ATM没有进一步标准化的工作已决定ATM技术不可能成为下一代网的核心技术。
下一代网的核心技术
既然ATM技术不可能成为下一代网的核心技术，那么分组交换技术中的另一个重要分支IP技术就可能成为下一代网的核心技术，这的确是上世纪末和本世纪初绝大多数电信专家的看法。
IP技术与ATM技术都是基于分组交换的数字通信技术，它们的主要区别在于IP技术是采用不面向连接的方式工作，而ATM技术则是采用面向连接的方式工作。由于IP技术采用不面向连接的工作方式，无须通过信令为端到端的业务通信建立连接，省去了信令就意味着大大简化了节点设备的复杂度。网络节点设备复杂性的下降，带来的问题是不能以最有效的办法来确保端到端业务的服务质量。但是光纤通信技术的发展，特别是DWDM的广泛商用，使传输资源不是问题，从通信网的综合成本来考虑，采用降低传输资源的使用效率来达到降低网络节点设备的复杂度，以此来达到降低通信网的综合成本，是一种十分合理的选择，这一点正是决定IP技术是下一代网核心技术的关键所在。当然对电信商业网来说，绝不能只顾网络系统价格便宜，而不顾作为商业网必须考虑的问题，如保证业务的服务质量（QoS）问题、网络的安全性和可信任性问题等，这些问题是必须考虑并予以解决的。
Internet因为Web的成功迅速发展成为足以和电信网抗衡的全球性大网，非实时业务的成功及网络规模的迅速扩大，使得电信业务成为Internet谋求发展的业务。电信业务中的最大赢利点——电话业务更成为Internet谋求发展的重中之重。结果，VoIP设备被迅速制造出来，并立刻进入了商用。实际测试结果表明，只要IP网设计合理，IP电话的质量完全可以达到传统电话的质量。至此，电信网中的最关键业务被IP技术突破，其结果是：上世纪末至本世纪初，国内电信界的绝大多数专家认为基于IP分组的数字通信技术将会是下一代网的核心技术，下一代网将会是IP网。
根据电信业务的要求，电信专家指出，IP网在服务质量（QoS）及网络安全性能方面是存在严重问题的，必须下决心去解决。当时，电信界的专家是充满信心的，认为这些问题将在2～3年内克服。但3～4年过去了，IP技术没有发生根本变化，电信专家的期望没有实现。3～4年前IP网存在的问题，3～4年后的IP网依然存在。在此期间，IT界一直在努力改进IP网，相应标准不断制订出来，相应设备也不断制造出来，但一切努力都没有使问题发生本质上的改观，这又使得电信专家对自己在3～4年前所下的结论开始怀疑了，怀疑IP技术的能力，怀疑IP技术用于电信网的可能性。
问题出在哪里？安全问题、服务质量问题真是IP技术的克星？这些问题真是不可逾越的障碍吗？答案当然是否定的。反复研究表明，IP技术在电信业务中的失败，问题不是出在IP技术有什么天然的问题，而是出在Internet网的设计理念与电信网设计理念之间存在的巨大差距。Internet是以用户自律为基础的非营利性网络，没有中心无需管理，网络的运营者不负责网络的安全，也不负责业务的赢利。Internet最初仅用于军事，网络的运营者不负责网络的安全，也不负责业务，直到Web获得巨大成功，才将它推向商用，正因为如此，Internet在商用上是有先天缺陷的。电信网则一开始就是以商业经营为目的的网络，它必须具有商业经营必备的全部属性。这二者的巨大差异决定了从Internet到用于电信目的的IP网，不会是一个简单的借用过程，在设计上必须发生质的改变。很可惜，这一观点直到3～4年后才被认识到。
到目前为止，所谓电信级IP设备或电信级IP网还只是简单地将Internet模式搬过来，没有实质性的变化，只是在设备冗余和可靠性方面接近电信网节点的水平。这是近3～4年用于电信业务网目的的IP技术没有取得进展的关键原因所在。
从目前的现实情况看，企业网中（无论大型企业或中小型企业网）的业务几乎100％是IP业务；电信网上的业务也有快速IP化的趋势，目前电信业务主要有3类：一类是电话业务，迄今为止TDM电话仍占着统治地位，特别是在本地网上，但IP电话在中国的成功，从理论上和实践上都已证实IP电话可供商用，在技术上并不存在不可逾越的困难，IP电话有迅速扩展使用的趋势。第二类是数据承载网业务，电信网目前能提供的数据承载网业务有两个，一个是X.25业务，这是真正可以实现端到端寻址的数据业务，由于技术已落后，业务量也已很少，已不列入发展之列。另一个是IP业务，在电信数据业务中，IP业务已占95％以上，可以说数据承载网业务已基本IP化。第三类是专线业务，无论是DDN业务、帧中继业务还是ATM业务，这些专线都是租给企业用户的，而企业用户的业务量100％都是IP业务，间接地算，专线网上主要也是IP业务。近来视讯业务有很大的发展，目前视讯业务的绝大部分也是IP业务。可以看出，目前电信网中的业务除了电话业务外都是IP业务，而在可预见的未来，IP电话将逐步取代传统电话，最终电话业务将完全IP化。
从理论上讲，分组交换技术能够综合实时业务与非实时业务、宽带与窄带业务，是实现电信业务综合的最佳技术。IP技术采用不面向连接的工作方式，简化了信令，克服了节点设备复杂化问题，光纤通信技术发展，DWDM的大量商用，使得传输资源不再紧缺和昂贵，IP技术与传送网技术的发展是匹配的。因此，基于IP技术的分组数据通信技术应该是下一代网的核心技术。
近3～4年电信业务及电信网的IP化之所以没有取得预期的效果，其根本原因是电信界的专家盲从于Internet模式，将基于Internet设计理念的IP网不加改变地搬来，试图在其上加载电信业务，来实现电信网的过渡，而不考虑二者之间巨大的设计理念的差异和Internet在设计上的固有缺陷。既然要将IP技术用于电信网，就不能不考虑电信网的特点、电信网的要求与其商业目的，就不能不对Internet与电信网在设计理念上的差异进行深入研究。考虑电信网的设计理念，以此来改造IP网，使之成为真正能用于电信目的的IP网，这就是下一代网的方向。
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