电信网和IP

1、引言

  近年来,以因特网为代表的新技术革命正在深刻地改变传统的电信概念和体系,其迅猛发展的速度是人类历史上所有工业中最快的。目前,北美骨干网上的业务量已达到了约6~9个月左右就翻一番的地步,比著名的CPU性能进展的摩尔定律(约18个月左右翻一番)还要快2~3倍。

  从网络的角度看,传统的以电话业务为基础的电信网无论从业务量设计、容量、组网方式,还是从交换方式上来讲都已无法适应这一新的发展趋势,因而开发新一代的可持续发展的网络已成为网络界的共同心愿。各大公司都在设计构思未来网络的蓝图,诸如可持续发展的网络、一体化网络、下一代网络和新的公用网等等。但其基本思路都是共同的,即具有统一的TCP/IP通信协议和巨大的传输容量,能以最经济的成本灵活可靠持续地支持一切已有的和将有的业务和信号。显然,这样的新一代电信网只可能是以ATM/IP特别是IP为基础的分组化网。

2、网络业务的数据化趋势

  100年以来直至今天,电信网的主要业务一直是电话业务,因而电信网一般称为电话网。近10年来,全世界电话用户的年增长率平均为5%~10%左右。然而,近年来,由于计算机的广泛应用和普及,数据业务正呈现指数式增长态势,平均年增长率达25%~40%,远高于电话业务,特别是IP业务正呈现爆炸式增长。显然,按这种指数增长趋势,用不了几年,网上的数据业务将会超过电话业务。在北美,有些网络(诸如太平洋贝尔)上的数据业务已经超过电话业务,即便像AT&T这样的老牌电信公司的网络,数据业务也将在2001年左右超过电话业务。从全世界范围看,估计在未来10年内,包括中国电信网在内的世界主要网络的数据业务量都将先后超过电话业务量。最终,电信网的业务将主要由数据构成而非电话,100年来的可视电话主业将最终变成副业,网络的业务构成将发生根本性的变化。

3、网络的IP化趋势

  具有100年历史的电路交换技术尽管有其不可磨灭的历史功勋和内在的高质量、严管理优势,但其基本设计思想是以恒定的对称的话务量为中心的,采用了复杂的分等级的时分复用方法,语音编码和交换速率为64kb/s。其对于未来以突发性数据为主的业务而言,尽管采取种种措施后也可以传输,但效率较低,传输成本和交换成本较高,而且浪费网络资源,还必须采用复杂的信令、计费和网管。当数据业务量不大时,这种状态 还可以容忍,而当网络的业务量以数据为主时,这种低效率状态将变得不可容忍,因而建设新的对数据业务最佳的新一代网络将势在必行。显然,这样的新一代网络只可能是以ATM/IP特别是IP为基础的分组化网。分组化网有着传统电话交换网所无法具备的优势,诸如无复杂的时分复用结构,有信息才占用网络资源,效率高、成本低,信令、计费和网管简单,可适应非对称的突发数据业务等。显然,随着网络中数据业务量成为主导后,从传统的电路交换技术逐步转向以数据特别是IP为基础的电信新框架将是历史的必然。当然这种转变不是一朝一夕就能完成的,在我国可能需要10~15年时间,但其对电信业的影响却是100年来最重大和最深刻的一次,因而在未来10~15年内电信公司的主要任务是同时支持两种网络,解决两网之间的互通以及各自业务和应用之间的互操作性,从而最终完成由传统电路交换为基础的电信网向分组化的以ATM/IP为基础的数据网的平滑过渡。

  需要特别指出的是,所谓分组化趋势,目前主要是指IP化。进入90年代中期以来,因特网业务量的增长已构成数据业务的主要增长因素,到2000年用户数将可能达到3亿~5年左右。1990年到2000年这10年间,用户数增长了大约2个量级。除了用户数量的指数式增长外,业务带宽也呈现了指数式增长态势。例如在1990年左右,主要业务是E-mail,带宽仅1kb/s左右;到了1995年,主要业务成为Web浏览,所用的带宽已增长到大约50kb/s;到2000年左右,活动图像将成为重要业务,所占用的带宽可达5Mb/s。10年间,业务带宽的增长可达4个量级。两者的结合使IP所需的网络带宽急剧增长,形成了新时期网络带宽的主要驱动力量。因而,未来网络的分组化实质上主要指IP化,即能最佳地支持IP业务的分组化网。

4、因特网业务对电信网的影响和冲击

  因特网业务对现有电信网有两个主要冲击因素,一是长保持时间,二是独立呼叫。

  普通的电话呼叫平均时间仅3~5min,忙时9min。而因特网的上网时间可以长达30~50min,而且呈持续上升趋势。按传统话务量设计,交换机容量按高峰期9min/线设计,如果15%家庭使用因特网,保持时间60min,相当100%的用户在同一时间内拨打9min的电话,则容量需求相当于增加100%,全世界的电路交换网容量必须增加一倍才行,这显然是不经济的。现实的解决方法是将因特网业务量从普通电话网旁路到数据网上去,这方面已有多种解决方法,主要有交换机前和交换后两种。显然,采用交换机前插入接入服务器旁路因特网业务量的方法是一种更彻底的解决方法,可以完全消除因特网业务量对电话网的影响。

  由于因特网的长占时特点,严重影响了普通电话的使用,从而推动了第2条电话线的需求,据估计到2000年美国将有一半家庭拥有第2条电话线。显然这也将直接促进ISDN和ADSL等技术的发展。其中ADSL特别是简化的ADSL(又称通用ADSL),在电话不变的前提下,可以具有高达6Mb/s和1.5Mb/s(通用ADSL)的下行传输速率,很有吸引力。

 

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