通信信息产业的发展趋势和方向_电信_NGN及软交换

通信信息产业的发展趋势和方向

邬贺铨 2008/04/08

各位代表早上好！

　　我今天讲的是“NGN的十年” 。

　　1998年，3GPP、1GPP2相继成立，中国在98年也开始了IPv6的研究，所以NGN10年前就开始了。当然了，在2001年，ITU-T启动了NGN的研究组，2004年ITU-T启动了NGN的第一个建议Y.2001，同时2004CNGI项目启动。美国比较慢一点，05年的工业技术委员会成立了专门的研究组。到现在，2008年ETSI开发了一系列的NGN的标准，ITU NGN-GSI这个联合的组织开发出了NGN的标准。

　　这10年，全球的固定电话普及率开始下降，全球的互联网的普及率已经赶上了固定电话的普及率。中国的固定电话普及率远高于全球，但是中国的互联网普及率低于全球，中国的移动电话的普及率是相当高的，但是比全球低了一些。

　　这是回顾10年，互联网在10年前，全世界的普及率是2%，现在是19.1%，固定电话10年前是13.66%，现在是19.46%，移动电话当年是1.68%，现在是48%。互联网在98年中国就是0.05%，今年年初已经接近了16%了，固定电话10年前是5.62%，现在是27.8%，移动电话当时只有1%，现在是41.6%。所以，可以看出10年发生了非常大的变化。

　　那么，全球的互联网增加了5.55倍，而中国增加了300多倍。移动电话全球增加了15倍，而中国增加了40倍。

　　那么，98年电话的普及率远高于移动，而03年固定和移动各占一半，而98年移动已经超过了固定。在长途通话时长里面，你可以看到当时移动的比例很低，也没有VoIP，可是在03年移动和VoIP各占三分天下，但是现在移动远大于固定了。

　　接下来是互联网的接入普及率，以前都是窄带，那么到了03年有一些宽带了，到了现在宽带超过了窄带。

　　那么，移动电话无论从用户普及率、本地和国内长途通话时长均超过了固定电话。那么互联网的宽带已经超过了窄带。这是我们互联网用户红色的是宽带接入，黄色的是局域网，绿的是拨号。另外这个是互联网的带宽，按中国电信的估计，高带宽的用户超过了50%，而业务量的增长超过了200%。

　　美国有一个《网络世界》的报告，到了2010年，20个典型的业务的家庭，它产生了带宽比1995年全球的互联网的业务量都多。这个话至少给大家一个印象，从95年到现在就是10多年，20个家庭的业务量等于当时全球的业务量。

　　那么这是移动通信的宽带的图，大家已经很熟悉了，到了4G接入的速率是100兆到1000兆。

　　这里面的图，一个图是国内长途累计呼叫时长，你可以看到红线超过了蓝线。右上角是平均到了每个用户，每个用户用手机打长途和用固定电话打长途的这个呼叫的累计数字是相等的。那么，左下角的图是MOU，移动的MOU已经超过了固定。右下角的是ARPU，移动高过了固定，所以可以看出移动的话务量比固定多。所以，拿着手机的打电话的人，70%的不是在路上，也不是在别的地方，而是在房间里面。

　　那么，本地话音里面红线的是移动电话的比例是20%的水平，蓝线的是33%中国跟附近的地区是相当的。可是在04年，移动电话已经占了本地的呼出话音的55%，05年60.7%，06年68%，07年是75%。

　　07年中国有27.4%的移动用户使用移动分组的数据业务。

　　大家可以看这个图，话音、高速数据与视频业务要融合在一起。这些原来都是分散的业务，下面都是融合到手机里面了。当然了，手机不会这么简单，像现在的iPhone一样，很多的东西都集成到了手上。但是现在iPhone是很多的年轻人都很喜欢的，可能是因为苹果公司的原因，所以跟我们运营商有一个很好的建设的渠道。

　　另外这是流媒体化，这里面的绿色的部分是中国的情况，灰色的部分是美国的情况，无论是视频节目、音乐还是游戏，中国的网民使用这些手段在网上观看和下载的比例，远高于美国的网民。美国在网上看视频的是45%，中国到了60%了。网上的下载音乐是30%，而中国是70%了，美国在网上玩游戏的是30%多，而中国是接近50%了。而且，你可以看到，从网民的统计，将近78%的网民是在网上看电视的，而他们靠电视机来看电视的只有60.59%。所以，即便家里面有电视机、有网，这些人大部分是用网络来看，而不是用电视机。

　　无论是国际输出、国际输入口、运营商之间的接口、基站网的出口和入口都超过了50%，最低的是40%。05年，中国的网民将近1/3使用P2P业务，那么P2P业务已经成为了消耗带宽的应用。高清的带宽大概是35000倍的HTTP的带宽，所以，流媒体化、宽带化极大地推动。

　　下面讲一下NGI的概念与实践。我这里用了一幅图，就是网络的应用超越初衷。大家看一下自行车，当时的互联网的设计就是传数据，但是没有想到它的作用会发生变化，自行车变成了猫的椅子了，然后变成了水上的器械，变成了空中的器械，变成了杂技团用的东西，还有中国的这个图。你可以发现，一个东西出来之后原来是干什么用的，想得很简单。但是，越来越多样性了，现在是话音、数据、流媒体什么都到互联网上去了。

　　所以，有一个报告。它说“自互联网发明30多年来，伴随着企业的完全商业应用，新的使用和滥用将互联网推到既是其原始设计没有预期的也是其难以承受的应用领域”。互联网已经不可能继续入她以前那样的基本设计方式来发展，作为Web流量控制设备的路由器太复杂了，大网络的运行来越难且不经济。在网络设施发展的十字路口，又一次提出革命还是改良的问题。

　　我个人理解，互联网的开发是典型的工程技术走在理论里面的例子。当然，我们很多的理论技术的发展是指导了工程的技术，但是有一些工程技术也走在了理论技术理论前来。互联网的挑战是缺乏支柱，面对三方面的问题是怎么测量、分析和建模？过去的电话网，经过了历史经验的证明，话音的流量可以有分布规律，而互联网的流量没有分布规律，既然你没有办法找出分布规律，那么就带来了难以测量和分析。那么，目前的研究是通过试验验证新的网络体系，一般都不是新理论分析，而是先试验验证。但是，很小规模情况下，很难代表大网络的行为。

　　当然了，国际上研究互联网的，也差不多10年前。美国是97、98年开始，intenrnet本部和GTRN，那么有NGN、GENI、GEANT2、APAN、FIND、UNS等。反正有各种各样的项目，中国有新NGN和启动的新一代的网络。总之，这些研究来讲，有一些是比较明朗的，有的开始的口号是革命的。但是，现在看来也没有真正地走到革命的路上。那么，以GEIG为例，它原来的题目是最革命的，以创造新的网络和分布系统体系为使命。支持安全与鲁棒性、具有移动性的普适计算，跨越物理与Cyber空间，自治连网。在现有数据报、分组和电路交换范例之外，设计新的命名、寻址和识别体系以及新的网络管理范例。但是，实际上我发现它实际做起来还是比较实际的。传染其系统网络、未来的连网。

　　那么，我们现在研究一下FIND，它是端到端的网络体系和分布设计，而不是单项技术或子网，它也不受现在的互联网的限制。当然，它的口号是创造你所希望的10多15年后的互联网。

　　但是，它具体做是怎么做呢？它目前提出的方法，是要把网络系统切片化、虚拟化、可编程。就是说把这个系统路由器、主机分别来管理，在一个实体上用虚拟的办法分成一片一片，电路交换是电路交换，用不同的网络资源来支持不同的建构。看起来不是很革命的东西，但是这是可以试验看看的。

　　欧洲也有一个FIRE，这是未来的互联网的研究和试验。但是它具体的研究方式差不多，也是一种虚拟化的技术。所以，我细节就不讲了。

　　那么按应用分类的多层核心网，有的是按数据层往上走，那么有的也是不同的层面，那么不同的层实现不同的业务。那么，中国电信是把原有的网络用于一般的业务，包括P2P，而新建一个CN2来支撑VPN的业务。所以，过去我们希望什么东西都集中在一个网上，互联网发现与其这样不如分成两个。一个原有的互联网是一般的老百姓用的，还有一个互联网是作为VPN用的。那么，网通有两个这样的互联网，那么中国移动也有两个互联网。

　　那么这个图上，可以发现IP的位置变了。过去IP是作为召唤、选路的核心，而现在ATM是召唤。原来IP是召唤的核心，但是现在变成了MPLS代用了。所以，IP所占的位置，有可能被替换。那么，中国在IPv6上面做的，大家说的是可管理的有地址身份的网络。

　　总之，互联网的发展未来是两条路线，一个是修补。互联网原来只做数据，现在把流媒体、话音都做了，是摸着石头过河，你增加一种应用，我就增加一种修补的能力。实际上大家说互联网的体系已经硬化了，互联网的修补无济于事，所以大家说互联网已经走到头了。

　　但是，现在有一种观点认为互联网无非是青春期的烦恼，有什么关系啊？很快就可以克服了。但是，也有人认为，可以用不同的体系和协议的组合来解决现在出现的问题。不少的人还希望用革命的办法，想当年互联网既然能革传统电信网的命，为什么现在不能开发一种新的体系，来替换现有的互联网呢？像NewArch GENI口号是这样提的，但是我们发现是不可能的。

　　互联网很庞大，现在互联网的问题发现，好像在飞行中要换引擎一样。我们可以做到在飞机的飞行中加油，但是从来没有听说过在飞行中可以更换引擎的。所以，现在人们担心对于互联网的这种变化是不是有足够的稳定性？能够使这个网络可以足够地稳定运行。

　　实际上，前面讲的互联网，对于NGI是这样，那么对于NGN也是这样的。那么，下面我讲一下NGN的概念与实践。

　　NGN的概念ITU有一个很好的定义，基于分组的网络，有QoS保证，业务有关功能与底层的传送技术不关联。不受限的接入，有通用移动性。我们希望NGN解决安全的问题，但是看来很难。道高一尺磨高一丈的东西很难。而且QoS能够保证什么呢？它是把QoS放到了船龙技术上，而不是端到端的传送技术。所以，这按我的理解，目标上也很难解决端到端的QoS。

　　这是ETSI的NGN定义，我之所以把它比较，你可以看到，ETSI写得比ITU更明朗。NGN是基于与互联网同样的体系，全IP的NGN网的核心是IMS，采用3GPP基于SIP协议，使用WLAN、3G互通概念。ITU没有讲用什么样的协议，而ETSI把协议明朗化了，而这个协议基本上是往3GPP上面靠拢。

　　这是美国的TIA的NGN描述它不像ITU和ETSI这么明白。就是无缝的提供话音、数据、视象和其他复合的多媒体业务，这些融合的NGN和全球NGN由数字化、分组化、高速传送、IP技术、网络感知单元和其他增强功能所驱动。现在看来是通信网和计算机的融合，也包括了技术的融合，实际上是从多种技术的方面来看NGN的技术。

　　所以，和我以前的想法一样，过去总认为NGN是一种革命的、全新的、万能的网络。现在看来，逐渐逐渐回归到比较现实的东西。也就是说，不太可能一下子解决一个完全理想化的网络，如果是这样的话，那么网络就没有进步了。

　　那么ITU、ETSI基本上是运作这个体系的。那么，我理解的NGN从IP的观点，就是IMS和IP的承载，下面是一个NGN的承载网络，希望可以做到融合的宽带化，多种业务和多种网络都可以接入。而上层是IMS基于系统的IMS，是可管理的业务。

　　那么，NGN的IMS是从3GPP过来的，它是的IMS体系。那么，NGN是怎么样的IMS体系呢？开始可能是与传统的照搬，但是实际上发现它的应用和3GPP实际上不一样，所以实际上它是把它融合在一起变成了一个信令路由器，上面支持NGN的应用，还有媒体的网关和媒体的服务器等等。

　　这里面，IMS是NGN网络的实体业务，是用于支持基于SIP的业务，支持用户和中弹在网络中某个地点进行注册，支持认证和其他安全措施，使用基于SIP的控制，支持多媒体会话和一些会话业务。

　　尽管固定接入看上去比移动接入简单，但是移动接入是需要信令卡，需要身份验证，而固定接入是没有信令卡的。我们通常的路由器是在第三层选路，如果信令加上去，数据的选路是第三层，但是信令的选路可能要跑到第五层上面去了。实际上，信令的选路是在第五层上面做的。也就是说，除了第三层要对数据信号进行选路以外，信令的选路需要在第五层建立一个通道。为什么NGN上面要讲信令呢？通常话音的网络是不需要信令的，我们打VoIP电话实际上跟这个一样，但是为了保证质量，所以在这个网上提供保证。

　　实际上，我们现在的业务有一些是SIP的，有一些是非系统的，你可以看到VoIP等等是SIP，但是我们大量是基于非SIP的。像P2P、VoD、流媒体等等。那么，IMS是对SIP优化，而不是非SIP优化。所以，IMS如果是NGN的核心，那么我们就面临一个怎么样处理非SIP的业务分析问题。当然了，有一些处理的例子。红色的就是基于IMS的业务那么绿色的就是普通的互联网的业务。那么，粉色的是基于非SIP的业务。那么，这个时候非SIP的业务是不通过IMS的。所以，可能NGN还需要考虑支持非SIP的一些功能。

　　另外，在NGN的定义里面，是没有明朗IPv6，可是在Y.2051里面，它有一句话，IPv6要发展成NGN的基础，就是在IPv6的阶段，就是从基础的NGN到IPv6的里面。那么，NGN里面有三个功能，就是端用户功能与传送层关系，允许灵活使用各种接入设施，例如多归属与移动性，在网间且含时，用户中弹通过一个或多个接入接口，能够处理多个异构接入接口和多个IPv6地址。在端用户功能与应用的关系，是具有IPv6能力的端用户功能可从应用层获得信息以支持安全和可靠的IPv6传送。
　　
　　那么，多归属方面，过去用IPv6跟普通的比，你可以达到多归属。你可以在第一个终端到第二个终端之间建立一个连接，也可以同时建立多个连接，另外，也可以找多个连接，实际上也可以走多个传送。

　　首先，SIP电话发起一个呼叫，到呼叫服务器，然后呼叫服务器传送VoIP的请求，到NACF，然后到RACF把决策分下去，跟我们接入层的服务器、路由器交互。然后，确定QoS的安装，确定一定的保障。然后，NACF再回应给呼叫服务器，然后它会向被叫服务器发送启动请求。然后，建立一个主叫与被叫之间的连接。这是说明了NACF在控制被叫的能力，在控制QoS的作用。

　　但是，我感觉虽然有这些考虑，但是NGN的QoS是相当复杂的，一个网络用户感受的QoS是端到端的，但是前面我讲的NGN的QoS是做不到端到端的。它的定义是传送技术上的QoS，那么中间可能是多个运营商，那么中间使用的QoS的传输技术是不一样的，不同的对象不同的需求。所以，要企图NGN解决QoS的所有问题，那是不可能的。

　　除了IMS以外，NGN的主要的概念是IP的承载网，这个图是说承载的技术是ADM、DXCs、GFP、VCAT、PBT等等的演进的过程。那么，现在传送的技术也在转换。那么，这是一个简化的传送层。

　　那么，最后是NGN的标准化的方向，实际上现在标准化的努力，还是在宽带，还有宽带的可管理的IP。当然，这其中包括了FBC、RFID、IPTV等等的方面。那么，NGN别看它定义得这么复杂，实际上它等于Broadband可管理的宽带网。

　　最后，NGN从概念的提出到现在已经走过了10年，NGN与NGI都是基于IP的承载网。NGN明确其核心网是使用IMS的，而且或者将IMS作为核心网之一。现在，是否依赖SIP信令是NGN与NGI的主要区别。从目前NGI的实践来看，跟现有的网相比，NGI主要还是改进，NGN目前的实践也基本上是改进。ITU和ETSI都开发了一系列的NGN标准，但更多的是原则和要求，与指导NGN的实现所需来看，还有很大的定义。标准的开发工作还在继续。移动互联网的业务是NGI和NGN都关注的重点，中国在进行NGI和NGN的试验，NGN对于中国来讲有很大的探索的创新空间。我的发言到这里，不对的地方希望批评指正，谢谢各位！

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