1、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、引言一、引言 IP traffic is expected to increase 400-800%per year.IP业务增长超过业务增长超过CPU的摩尔定律（的摩尔定律（CPU每每1.5年速度翻一翻）。年速度翻一翻）。IP everywhere.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&Datacom Covergence,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
2、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F 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；F 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
3、矛盾）。F 传统的路由器包转发能力较弱，端口速率不能达到100%；F 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 F 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。F 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F 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；F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F OSPF AREA内路由器数量
4、的最优值限制，而为了使路由收敛较快，IP地址的分配常与OSPF AREA的划分相关联，导致网络扩展时，IP地址也要跟随调整；F IP协议中的 TTL（Time To Live）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F IP4的地址资源；F 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。IP Everywhere
5、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（IEEE P802.3 HSSG)，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，C
6、AM芯片，“0,1,dont care”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10G Ethernet.WDM,可充分利用光纤资源，使带宽成倍发展；Muti-Level Analog Signal,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 Wireless LAN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,并向并向WAN移动；移动；ADSL，Cable Modem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
7、(Packet over SDH)；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 802.1dSPAN TREE;802.1q/1p以太网的QOS；802.3ad,Trunk-Link Aggregation，可提供带宽加倍和链路备份；2、IP方面：RTP/RSVP；IP Diffserv-RFC2474,2475;力争实现IP网上的QOS保证。Mobile IP(RFC2002,2003,2005etc.)；让IP移动起来；VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，RFC2338)与OSPF，BGP-4等协议结合，可提供更可
8、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；IP multicast: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WWW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
9、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：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；技术技术+市场市场+应用应用 的推动的推动，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
10、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H IP技术和传统电信技术的本质区别；H 几种有趣的现象；H 交换设备及组网技术的演进；H IP是统一的网络平台还是应用平台？H 骨干IP网是hop-by-hop还是short-cut?H IP网的自愈能力和出路？H IP的最佳伴侣是谁，ATM/SDH/WDM/Fibre？H 最后1KM/100M接入技术？H 新型电信网模式1，2，3？H 技术融合的几个结论讨论1:本质区别F传统电信技术：TDM 1、传输 PDH，SDH均以TD
11、M为基础；2、交换 TDM方式的时隙交换FATM技术：CELL（定长PACKET）F IP 技术：PACKET ATM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PDHSDH ATM Packet Message?交换技术交换技术 人工 半自动 程控交换 包交换 信息交换信号、狼烟电线数字化数组化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
12、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-H
13、OP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
14、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）分级网络，集中分层管理人的
15、因素：自由化作风在IP网络中得到体现.无级网络，分布管理AS2AS3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
16、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（IP everywhere)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?LERPC12PC
17、11PC21PC22PC32PC31LERLERLSRLSRSubnet CSubnet AFEC（业务等价类）：Forwarding Equivalence ClassLabel（标签）Label swapping（标签交换）LER:Label Edge RouterLSR:Label Switch Router1、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（TCP，UDP端口号，源/目的IP地址等）。路由器划分有两种：1）将所有用户群的约定保留，形成一个QOS表，然后通过硬件查找，也就是基于
18、IP地址的Hop-by-hop方式；2）将业务归类-FEC，根据不同的FEC贴上不同的标签Label，各路由器LSR通过标签交换（标签的hop-by-hop方式）形成一条path(short-cut)，就可完成包的传送，3、可以看出，IP地址的hop-by-hop方式，需要每个路由器进行硬件IP地址路由查找和QOS表查找。作为骨干网，该表显然很大；且该方法成本高，性能又受查找速度影响。所以，骨干IP网采用类似MPLS的short-cut方式，性能更好，管理更方便，成本更低。4、边缘路由器LER需要采用 基于IP地址的hop-by-hop方式，并完成FEC功能。讨论6：IP网的自愈能力和出路出路
19、：出路：1、采用SDH的自愈方法，但能将低层的自愈/电路信息及时反馈到上层，而上层须能依据已有的各种选路表迅速作出当前的判断；实现起来最好将SDH设备和IP设备结合为一体。该方法从技术发展角度来看，不是最优的方法，但考虑到已有的SDH网络，不失为是近期的一个解决方案。2、重新定义一种包/帧封装格式，借助MPLS的标签，采用类似ATM中的SVC方法，实现电路的快速自愈。该方法本质上是将MPLS作为IP的数据链路层使用，并紧密结合IP自身的路由协议。（可以看成是一种变长信元/包的ATM技术，但该信元/包最适合IP包的封装）。该方法理论上可行，若ATM-F 和 IETF，IEEE紧密合作，相信是最佳
20、的解决办法。ITU-T在该方面的作用？跟紧些！讨论7：IP的最佳伴侣？讨论7：IP的最佳伴侣？(续）Classical IP,LANE,MPOA,甚至正在开发和定义中的MPLS，这些方法的数据包封装方法均基于RFC1483协议，见上图示。该方法除了ATM CELL 的信元头开销外，还有变长的IP包定位到定长CELL中需要填充部分字节的开销PAD。对于未考虑ATM封装特点的桌面应用（基于Ethernet),短的IP包将会造成很大的开销。为了完成以上工作，在ATM接入设备中，必须配置专门的分组/重装硬件（ATM SAR芯片），从而增加了设备的成本。信元头 信元净荷48BYTE CPCS-PDU 净
21、荷 PAD CPCS-PDU尾 SAR-PDU净荷 SAR-PDU净荷 LLC（RFC1483、RFC1577，LANE等封装）头 LLC净荷 IP HEADER TCP HEADER APPLICATION DATA讨论7：IP的最佳伴侣？(续）2.POS讨论7：IP的最佳伴侣？(续）3.EthernetEthernet技术将IP包直接封装到以太网帧中，是目前与IP配合最好的协议，以变长帧的方式传送变长IP包。可以说，除了拨号用户外，Internet网上的IP流量主要来源于以太网。4.IP over Fiber/optical 该技术本质来源于1000M以后的以太网技术，采用类似以太网中的电
22、路编码方式将IP包直接加载到物理线路中。该标准正在制定过程中，目前并无实用的产品。估计会以Gigabit,10Gigabit等以太网技术出现。IP的最佳伴侣是Ethernet或自身，还有待技术的进一步发展！讨论8：最后1公里/100米接入技术1.双绞线：双绞线：讨论8：最后1公里/100米接入技术（续）2.HFC，CABLE 30M/10Mbps，是FTTC，FTTB方式的主要接入技术，SHARE方式。将会与VDSL，Ethernet接入竞争部分业务；3.PLC（POWER LINE COMMUNICATION）电力线通信方式，目前接入速率达1Mbps，SHARE方式，目前处于实验阶段。从应用
23、不断向宽带化、实时化、移动化发展的趋势来看，它对前面几种接入不会产生大的冲击。4.Wireless LAN/MAN，W-CDMA 最高已可达16Mbps下行速率，是网络和应用移动化的基础；与宽带固定网相结合，可建成另一类型的全球性移动网。讨论9：新型电信网络（1）讨论8：新型电信网络（2）VDSL 应用服务器讨论8：新型电信网络（3）传统路由器传统路由器PSTN/ISDN网关ATMDDN，F/R技术融合的结论：五、电信网络发展策略1.依据业务的实际需要发展网络，不追求最新的技术，也不应有一步到位的想法；建设网络可吸取IP技术的发展经验，随业务的发展和需要，加进新的功能，开始时不要考虑太复杂(这
24、世界变化快)。1）最新的技术不代表是最成熟、最好的技术；2）采用当前最可靠和最有效的技术建网；3）根据业务的真正需要发展网络规模；4）有时要有粗的概念，不要考虑太细，先将用户引进网。如QOS、计费等可粗略考虑。5）关键要实事求是！五、电信网络发展策略（续1）2.摔开传统电信的包袱，发展新型电信网络，保证新型网络在竞争中处于有利地位；采用最有效和最可靠的技术！1）以建设高性能IP网络作为发展新型电信网络的重点和出发点；2）传统的技术（ATM、F/R、DDN、PSTN）应根据业务需要作适当发展，不宜超前/大规模投资，并要逐步向接入层推进;3）移动数据网的建设：现在就开始大力发展移动LAN/MAN的
25、建设；并将移动的LAN/MAN网络和固定的宽带网相结合，建设成新一带的移动通信网。4）大力开拓Ethernet,VDSL等方式的宽带用户接入，首先发展公司/企业，园区等可能先上网用户。实现网络的全面宽带化。五、电信网络发展策略（续2）3.将IP技术看作是一种新的电信网络技术，而IP之上的各种应用则是一次大的发展机遇（当然伴有挑战）。1）大力开拓IP网上各种应用和服务，尤其是宽带应用，以应用带动市场和技术，实现三网合一到新型电信网络。2）主机、服务器、存贮器是提供各种新型电信应用的电信网组成元素，而不要仅仅看作是业务本身；从而建成真正意义上的综合电信网络。五、电信网络发展策略（续3）4.解放思想、打移动战；1）不要固守已有技术和业务；不可能的事换个角度常常容易办到！2）拓展移动LAN/MAN，让固定网移动起来！3）采取灵活的业务策略，服务和质量永远是用户最关心的事！4）大力发展宽带业务（不要受窄带束缚），引导用户消费！5.网络设计、规划、测试方面，要有自己高素质的支持队伍；厂家需要卖出更多的产品，而运营部门需要最有效的、最简单的、最合理的方案。谢谢 谢谢 ！
