以视频业务为核心的下一代网络

以视频业务为核心的下一代网络国家“高性能宽带信息网”重大科技专项总体组副组长北京大学教授李红滨内容提要当前对”下一代网络”的若干定义当前对”下一代网络”的若干定义1122国际上几个重要的试验计划国际上几个重要的试验计划44三个极具争议的观点三个极具争议的观点55一个有意义的规模试验一个有意义的规模试验66结束语结束语33业务是驱动网络演进的核心动力业务是驱动网络演进的核心动力什么是下一代网络？„下一代网络是个研究大热点„百度搜索:515,000网页涉及下一代网络„学术界、产业界持续争议不断NGNNGIFINDGINI100X100IPv9……NGN„NGN是“下一代网络(NextGenerationNetwork)”或“新一代网络(NewGenerationNetwork)”的缩写。NGN的概念已经提出多年，业界存在诸多不同的解释。在2004年年初，国际电联NGN会议上，经过激烈的辩论，NGN的定义终于有了定论：NGN是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和QoS（QualityofServices）保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立。NGN支持通用移动性，用户可以自由接入到不同的业务提供商。NGI„昀早由美国政府支持„下一代因特网（NextGenerationInternet）指的是比现行的因特网具有更快的传输速率，更强的功能，更安全和更多的网址，能基本达到信息高速公路计划目标的新一代因特网„“NextGenerationInnovators”我国信息网络权威的解释„下一代网络，实质上是一个具有极其松散定义的术语，泛指一个不同于当代或前一代的网络体系结构，简言之，下一代网络将是以分组传送技术为基础的开放式融合网。„下一代网络应具有以下特点：采用开放式体系架构和标准接口；控制与业务层分离；具有高速的物理层、高速链路层和高速网络层；网络层趋向于采用统一的IP协议以实现业务融合；链路层趋向于采用“电信级”的分组节点；传送层趋向于实现光联网，可提供巨大而廉价的网络带宽和网络成本，可持续发展网络结构，可透明支持任何业务和信号；接入层趋向于采用多元化的宽带无缝接入技术。我国信息网络权威的解释„从传统的电信网与传统的互连网上发展出称为NGN和NGI的两个不同的理念，都在向下一代发展，互联网是往NGI、电信网是往NGN发展。对NGI没有严格的定义，有人说是更快、更大、更安全、更及时、更方便的互联网。对NGN国际电信联盟下了定义，权威专家总结为多业务、宽带化、分组化、开放性、移动性、泛在性、兼容性、安全性、可管理的网络。NGI没有提出革命性的目标，而NGN希望追求一个完美的目标。在向下一代网络演进的过程中，从两个不同的发展方向上，形成了互相竞争和相互借鉴的两个未来发展的技术框架。没有确切的定义；又大又空的概念中国“下一代网络”的实施NGNNGINGN的“核心技术”=软交换？CNGI=IPv6？NGN的关键技术„软交换技术（Softswitch）传统电信网面对强大的IP网络不得不妥协的结果内容提要当前对”下一代网络”的若干定义当前对”下一代网络”的若干定义1122国际上几个重要的试验计划国际上几个重要的试验计划44三个极具争议的观点三个极具争议的观点55一个有意义的规模试验一个有意义的规模试验66结束语结束语33业务是驱动网络演进的核心动力业务是驱动网络演进的核心动力‡全球网络创新环境（GENI）——2005年8月美国自然基金会NSF启动——涵盖15年或更长时间——构建一个全新的、安全的、能够连接所有设备的互联网，以大大促进互联网的发展，并刺激创新促进经济增长‡未来互联网设计计划（FIND）——NSF2005年开始启动，与GENI相配合——从顶层草图设计开始，探讨未来网络结构及其设计，支持在下一代网络组网架构方面基础的或者革命性的创新‡PlanetLab——2002年设立，到2006年10月由分布在全世界的338个站点的708个结点组成。——一种“覆盖网络”(Overlay)开发和测试的全球性平台美国－12005年，美国提出了GENI计划，希望研发新的互联网体系架构‡100x100计划——100×100意指100Mbps的接入带宽到100M户家庭，以1Gbps的接入带宽到1M个小型公司单位——目的在于绘制出超越当今Internet局限的未来网络的蓝图‡网络与信息技术研发计划（NITRD）——加快先进的实验性的信息技术的运用；以维护美国在科学、工程和数学领域的领导地位；提高人民的生活质量；促进经济的长期增长；提高终生学习的可能性；保护环境；有效利用信息技术；加强国家安全；‡动态多太比特核心光网络计划——面向未来的光传输网络技术研发和网络试验美国－2‡欧盟的欧洲信息社会技术计划（IST），负责整个欧盟有关信息社会的技术实现，其经费预算总额为36亿马克（2002～2007年阶段），计划中涵盖的研究包括五个方面：——满足社会和经济挑战所需要的技术：比如，解决医疗、风险管理、环境问题、教育和文化问题、就业问题所需要的技术研究；——通信与计算机架构研究领域：包括如何提高通信网络的性能、效率、功能和适应能力，以及软件和计算机技术，另外还有通信网络、基础系统、软件技术和分布式系统等的研究；——微系统研究领域：关键部件和微系统的应用以及功能开发；——数字内容领域：数字内容、智能界面等领域的研究，以及相关应用和业务的开展；——涉及到未来的关键和战略技术。欧盟IST计划‡2003年8月韩国确立了数码电视、显像技术、机器人和信息通信、生物工程制药等“十大增长动力产业”，绝大部分属IT相关产业。为落实这一发展构想，韩国出台了“IT产业839战略”。‡韩国的IT839计划，是韩国信息产业科技发展的中长期目标和计划。韩国IT839计划‡2004年6月，英国电信（BT）发布了一项关于加强下一代多媒体业务融合的五年计划，制订出21CN部署计划。‡21CN是一个转型计划，目的是将以往的网络转换成一个结构简单但功能强大的业务网络，在满足业务发展需求的同时支持传统业务。——2005年，21CN项目初步工程和现场技术试验、验证阶段。——2006年，BT大规模将PSTN话务转到IP网；BT昀终将退出PSTN。英国电信21CN计划‡总体思路：强调国家的战略引导和政策导向，在国家总体战略目标和措施的基础上和指引下，通过网络基础设施建设和大力推进网络应用的螺旋式的相互促进作用，昀终达到建设一个崭新的ICT社会的目标，使日本成为世界领先的ICT国家，提升日本的国际竞争力。日本ICT战略‡纵观世界各国信息产业科技发展的历程，分析其信息产业科技发展战略及所取得的成果，可以总结出以下经验：经验一：制定国家信息通信技术（ICT）顶层战略设计与行动计划；经验二：紧紧抓住技术升级换代重大机遇期，选择战略方向；经验三：政府牵头组织关键项目，实现重大信息通信技术突破；经验四：以应用为龙头，以市场为导向带动科技发展；经验五：通过知识产权和技术标准确立信息产业科技优势；经验六：构建试验床或试验环境，用以研究未来信息网络各个层面；经验七：高度重视信息产业科技人才的培养。‡同时，从各个研究计划可以看出：——尽管信息网络中的需要解决的问题已经非常明确，但并没有形成一个公认的解决方案，正处在选择战略方向的重要机遇期，因此，各国正在紧张积极地建立试验环境，研究、试验各种换代技术，以期占领未来信息网络技术的制高点。各国经验总结‡目前国际上尚未形成公认的统一的下一代国家信息基础网络的技术发展路线。‡互联网领域和电信领域都在积极探索自己的技术路线——IETF——ITU-T？国际技术路线内容提要当前对”下一代网络”的若干定义当前对”下一代网络”的若干定义1122国际上几个重要的试验计划国际上几个重要的试验计划44三个极具争议的观点三个极具争议的观点55一个有意义的规模试验一个有意义的规模试验66结束语结束语33业务是驱动网络演进的核心动力业务是驱动网络演进的核心动力业务是驱动网络发展的核心动力随着视频数字化技术的发展，视频业务不可避免的成为未来网络的主流业务，有统计表明：如果网络中的视频业务增加到5%，那么将消耗掉95%的网络带宽。可以设想，未来占据网络带宽很小的电话业务、一般的邮件、文件传输业务应该免费或者极低价格的包月。同时也可以断定，未来网络的发展将被视频业务的发展所驱动，从而演进到下一代网络。不可能是沿着相反方向——先出现一个能够适应所有业务的大一统网络。能够传输互动电视的网络是下一代网络？„多业务特征：电视节目是目前所有业务传输中对质量、时延等要求昀高的业务，满足电视节目传输要求的网络，同样能够满足现有网络业务的要求。„宽带化特征：视频节目对带宽的要求，比话音、数据业务对网络带宽的要求高很多。„分组化特征：视频节目是以“流”的形式传输的，从严格意义上说，并不必要进行分组。数字化以后的视频节目，特别是经过压缩编码后的视频节目，信源编码、信道纠错编码等都需要进行分组处理，各种体制区别的只是分组格式有所不同。能够传输互动电视的网络是下一代网络？„泛在性特征：电视网络用户的泛在性特征，要明显高于数据网络和电话用户的泛在性特征。„安全性和可管理性特征：电视节目的传输，对安全性的要求和可管理特征的要求比目前大多数互连网业务高。特别是在我国，电视节目不仅仅是信息传播工具和广大人民群众的娱乐装置，而且是昀重要的宣传工具之一，更凸显安全性和可管理性特征的重要性。对比：权威专家对下一代网络特征总结为多业务、宽带化、分组化、开放性、移动性、泛在性、兼容性、安全性、可管理的网络。内容提要当前对”下一代网络”的若干定义当前对”下一代网络”的若干定义1122国际上几个重要的试验计划国际上几个重要的试验计划44三个极具争议的观点三个极具争议的观点55一个有意义的规模试验一个有意义的规模试验66结束语结束语33业务是驱动网络演进的核心动力业务是驱动网络演进的核心动力三个具有争议的观点„网络从来不是靠技术推动演进的„渐进发展与革命性发展„利不百，不变法；功不十，不易器。法古无过，循礼无邪。„IP更重要的是业务特征„IP获得成功的根源在于业务而非网络„“此IP网非彼IP网”，甚至可以简化到只是种封装„满足传输视频业务的带宽才能叫”宽带”网络如何发展?IP是什么?宽带有多宽?学术界强调革命性演进„作为承载网络的IP网，其可扩展性、安全性、服务质量保证等是其“基因”缺陷，必须要重新设计网络架构，这一思路在学术界盛行，已成为大家的共识。理论上，这应该是一种解决问题的根本方法，如何实现，从何处作为突破口却众说纷纭。产业界强调渐进性演进„传统电信运营商因为有大量基础设施，当面对越来越多的新业务压力时，只能选择“修修补补”发展的道路，这种修补，能勉强传输一些“增值业务”。我们所注意到的电信运营商发展“软交换”技术适应IP为核心的承载网络、发展DSL技术提高其接入带宽和期望H264等视频编码技术的尽快成熟等，都是受迫于业务压力和大量基础设施负担的折衷表现。网络为什么要发展？„“利不百，不变法；功不十，不易器。法古无过，循礼无邪”。„用户线路的数字化与ISDN的历史教训及ADSL的成功„移动通信2G向3G的过渡及强劲的Wifi、WiMax的冲击„有线电视数字化改造遭遇“IPTV”„需求（=“利”）是网络演进的动力IP的成功在于多业务的承载„IP在技术上并无可取之处„没有数学模型„互连随意„无法保障安全性、实时性和服务质量。„IP在业务承载上优势非常明显„计算机智能终端的普及„C/S技术体系的完善„适合于WEB、EMAIL、FTP及网络游戏等业务的发展此IP网非彼IP网„IP--InternetProtocol„RFC--RequireForComment„RFC768用户数据报协议UDP„RFC783简单文件传输协议TFTP„RFC826地址解析协议ARP„RFC791网络层协议IP„RFC793传输控制协议TCP„RFC904边界网关协议EGP„RFC1034域名系统DNS„RFC1058路由信息协议RIP„RFC1157简单