计算机网络通信技术的现状与发展趋势

计算机网络通信新技术的现状与发展趋势随着现代社会的日异发展，网络的新技术也进入一个飞速发展的时期。网格的变化，可谓日新月异，相应的网格的标准、框架、实施和相应应用也飞速向前发展。现在，网格计算的应用情形也正如web服务的早期情况，又或者是XML，表面上看来是缓慢发展，但是，一旦出现统一的标准和工具，将会出现爆炸式的发展。在国家信息基础设施的建设中，大容量、高速率的通信网是主干，国家信息基础设施的目标在很大程度上依靠通信网实现，因此通信网的发展备受瞩目。通信网技术的发展，制约着计算机网络的发展，制约着政治、经济、军事、文化等各行各业的发展，及时了解和掌握现代通信网新技术及发展趋势，并将之应用于军事装备的设计和规划中，对于提高军事发展水平有重要意义。“三网”发展现状和趋势1．通信网的发展趋势是宽带化、智能化、个人化和综合化，能够支持各类窄带和宽带、实时非实时、恒定速率和可变速率，尤其是多媒体业务。目前规模最大的三大网是电信网、有线电视网（CATV）、计算机网，它们都各有自己的优点和不足。2计算机网络虽能很好地支持数据业务，但实时性（QoS，服务质量）差，宽带性不够，不支持电话和实时图像业务，网络管理的安全性不够。3．电话网虽可高质量地支持话音业务，但带宽不够，所有的程控交换机均按传输话音的带宽设计(64kbit/s)。同时智能不够，虽有部分智能网业务（如800），但目前还达不到计算机网络的智能。有线电视网虽然实时性和宽带能力均很好，但不能双向通信，无交换和网络管理。三种网都在逐步演变，使自己具备其他两网的优点。电信网通过采用光纤、xDSL、以太网和ATM，提供Internet的高速接入和交互多媒体业务；CATV铺设光缆，以更换同轴电缆，采用HFC技术进行双向化改造；网络公司围绕Internet技术建网，力争在同一个网上支持全业务。目前靠单一网络的发展，难以实现通信网的发展要求，因此提出“三网融合”的概念。“三网融合”不是指三网在物理上的兼并合一，而是指高层业务应用的融合，即技术上互相渗透，网络层上实现互通，应用层上使用相同的协议，但运行和管理是分开的。三网将在GII（全球信息基础结构）概念下，共同存在，向互通融合的趋势发展。“三网融合”有利于最大程度地共享现有资源，为推动“三网融合”，ITU（国际电信联盟）提出了GII概念，其目标是通过三网资源的无缝融合，构成一个具有统一接入和应用界面的高效网络，满足用户在任何时间、任何地点，以可接收的质量和费用，安全地享受多种业务（声音、数据、图像、影像等）。下一代网络中软交换、能动网和分布式面向对象的网络结构（DONA）将是新的发展思路。在现代通信新技术中，这里主要介绍宽带网核心技术（IP与ATM）、接入网技术、光纤接入技术、第三代移动通信技术及蓝牙、超宽带等无线通信技术。宽带网核心技术现有的电信网是基于电路交换的窄带PSTN/ISDM和基于分组（信元）面向连接的宽带ATM网，它将日趋宽带化。宽带网的业务特点是：速率跨度大、业务突发性强、对差错敏感程度不同、对时延敏感程度不同、多播(multicast)和广播(broadcast)。*电路交换与分组交换电路交换虽然时延小、通信质量有保证、控制简单，但呼叫建立需要时间、带宽固定，不能适应不同速率的业务和突发业务，因而不适于宽带业务。分组交换带宽可变、统计复用资源利用率高，但时延大、协议复杂。部分适用于宽带业务。X.25是传统的分组交换，帧中继、ATM等均属于分组交换。目前，帧中继在国内外仍广泛应用，速率可达100Mbit/s，但由于端到端的传输时延发生变化，只适用于非实时多媒体业务，且网络功能不够简单，差错控制有限。ATM是一种面向连接的快速分组交换，属于异步传递模式。在这种模式中，信息被分成信元来传递，而包含同一用户信息的信元不需要在传输链路上周期性地出现；它不进行逐段链路差错和流量控制，面向连接，信头功能简单，信元长度小而固定，用户信息透明地穿过网络。ATM具有光纤的速率，误码率低，既支持局域网、城域网和广域网等固定网，又支持移动网、卫星网等无线网；既支持核心网，又支持接入网。ATM与IP的比较ATM是宽带综合业务数字网（B-ISDN）的传递方式，支持不同速率、不同突发性、不同实时性的任何业务。通过统计复用技术能有效利用网络资源，可实现单一通信网（B-ISDN）。ATM网具有电信级QoS，具有新型网络结构应达到的性能。IP网目前还做不到这一点。IP是Internet协议，是面向无连接的，主要用于数据业务，解决不同网络间的通信。影响IP网发展的关键因素是：地址空间、服务质量、安全性移动管理、计费带宽等。发展趋势ATM最大的优势是与光纤连用，我国光纤的发展与SDH有关，现用的ATM均是基于光纤的。现阶段ATM最广泛的应用是利用其高速率大、容量和支持多业务的优势，作为传送数据业务平台，完成链路层功能，但效率低。ATM支持各种业务，理论上可行，实际应用中仍面临许多问题，目前尚难以与IP桌面应用竞争。IP和ATM结合：IPOverATM，已广泛用于骨干网，但带宽管理、QoS机制尚不成熟。ATM将向MPLS演进，形成MPLS与传统ATM混合的网络结构，在未来的通信网中，扮演多业务接入的角色；卫星通信ATM将成为下一代卫星网络的标准；基于ATM的宽带光接入网ATM-PON（无源光网络）设备的开发，将在宽带接入中有重要作用IP将成为电信网的主导通信协议，可同时支持现有电路交换网、ATM网、以太网和宽带IP网，最终将是以IP为基础的无缝融合网。接入网（AccessNetwork，AN）接入网是在公用电信网中连接核心网与用户或用户驻本地网的桥梁，是本地交换机到用户终端的实施系统，它通过V5接口与交换设备连接，无交换功能，主要完成传输、复用、交叉连接；AN采用ATM以支持多业务接入（电话、数据、视像和多媒体业务等）。接入网分为有线接入和无线接入，主要技术有：xDSL、OAN、HFC、SDV、宽带无线接入。xDSL（数字用户线路）技术：是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使之承载宽带业务。DSL即DigitalSubscriberLine（数字用户线），x=A，H，S，V；ADSL（非对称DSL）是其中的代表，ADSL的上行和下行速率不对称，适于支持Internet、VOD和远程LAN业务，同时能在保证原POT业务的前提下，不改动原有铜缆设施就能提供宽带业务，因此ADSL在北美和欧洲有限好的推广应用，我国也正在发展应用中光纤接入网（OAN）：是在接入网中采用光纤作为主要传输媒质，实现接入网功能的技术，它具有带宽宽、不需要中继器、传输质量好、市场看好等特点；OAN技术由于其性能和带宽的优势，将在宽带接入中发挥主要作用。“最后一公里”：即从用户家庭到电话网端局的用户线长度。我国实际用户线的平均长度为3.38km，比一公里要大。目前电信网中，传输网和交换网已分别实现宽带化、数字化和程控化，而用户接入网中以铜线为主的“最后一公里”发展缓慢，成为影响通信网发展的瓶颈。“最后一公里”采用何种技术，是接入网需要解决的问题。FTTX（FiberToThe“x”）：光纤到“x”，指“最后一公里”的解决方案，x=大楼（building）、路边（curb）、家（home）、小区（zone）。美国前几年已实行FTTC战略，通过光纤到远端模块或电节点再经铜线分配至用户的FTTR方式，有源双星结构的ADS-FTTC方式和PON实现。对于FTTH计划的实施，采用AON、PON、WDM与路由器相结合的PON方案进行；美国有线电视网非常发达，对有线电视网的改造采用“电话和电视（模拟）HFC方案”，综合HFC方案（即信令、数字电话、模拟和数字电视）以及“宽带接入HFC方案”。北京、上海等城市正在进行FTTZ的建设，部分高校内采用FTTB建立自己的吉比特局域网，中国电信将在3-5年内，建成适合全业务要求的灵活可靠的宽带接入网，通过统一接入平台，满足不同速率、不同类型、不同服务质量的要求，到2005年，使宽带用户到2000万以上；中国网通宽带接入网的建设，将以IP为切入点，以实现各类电信业务的融合为方向。无线接入：指从业务节点接口到用户终端部分或全部采用无线方式。目前无线接入网所能传送的业务主要是电话、传真和短消息，对数字视频和因特网浏览等数字业务的支持正处于积极研究阶段，并已有相关产品问世，如WAP手机、掌上电脑。目前的接入网与业务节点：PSTN、CATV、ATM分别有各自的SNI接口，未来的接入网与业务节点的接口仅需一个SNI接口。未来宽带接入网中，有线和无线共存，光纤接入是主流，无线接入因其组网方便、使用灵活和成本低等特点也将占有一席之地。随着现代社会的日异发展，网络的新技术也进入一个飞速发展的时期。网格的变化，可谓日新月异，相应的网格的标准、框架、实施和相应应用也飞速向前发展。现在，网格计算的应用情形也正如web服务的早期情况，又或者是XML，表面上看来是缓慢发展，但是，一旦出现统一的标准和工具，将会出现爆炸式的发展。在国家信息基础设施的建设中，大容量、高速率的通信网是主干，国家信息基础设施的目标在很大程度上依靠通信网实现，因此通信网的发展备受瞩目。通信网技术的发展，制约着计算机网络的发展，制约着政治、经济、军事、文化等各行各业的发展，及时了解和掌握现代通信网新技术及发展趋势，并将之应用于军事装备的设计和规划中，对于提高军事发展水平有重要意义。“三网”发展现状和趋势1．通信网的发展趋势是宽带化、智能化、个人化和综合化，能够支持各类窄带和宽带、实时非实时、恒定速率和可变速率，尤其是多媒体业务。目前规模最大的三大网是电信网、有线电视网（CATV）、计算机网，它们都各有自己的优点和不足。2计算机网络虽能很好地支持数据业务，但实时性（QoS，服务质量）差，宽带性不够，不支持电话和实时图像业务，网络管理的安全性不够。3．电话网虽可高质量地支持话音业务，但带宽不够，所有的程控交换机均按传输话音的带宽设计(64kbit/s)。同时智能不够，虽有部分智能网业务（如800），但目前还达不到计算机网络的智能。有线电视网虽然实时性和宽带能力均很好，但不能双向通信，无交换和网络管理。三种网都在逐步演变，使自己具备其他两网的优点。电信网通过采用光纤、xDSL、以太网和ATM，提供Internet的高速接入和交互多媒体业务；CATV铺设光缆，以更换同轴电缆，采用HFC技术进行双向化改造；网络公司围绕Internet技术建网，力争在同一个网上支持全业务。目前靠单一网络的发展，难以实现通信网的发展要求，因此提出“三网融合”的概念。“三网融合”不是指三网在物理上的兼并合一，而是指高层业务应用的融合，即技术上互相渗透，网络层上实现互通，应用层上使用相同的协议，但运行和管理是分开的。三网将在GII（全球信息基础结构）概念下，共同存在，向互通融合的趋势发展。“三网融合”有利于最大程度地共享现有资源，为推动“三网融合”，ITU（国际电信联盟）提出了GII概念，其目标是通过三网资源的无缝融合，构成一个具有统一接入和应用界面的高效网络，满足用户在任何时间、任何地点，以可接收的质量和费用，安全地享受多种业务（声音、数据、图像、影像等）。下一代网络中软交换、能动网和分布式面向对象的网络结构（DONA）将是新的发展思路。在现代通信新技术中，这里主要介绍宽带网核心技术（IP与ATM）、接入网技术、光纤接入技术、第三代移动通信技术及蓝牙、超宽带等无线通信技术。宽带网核心技术现有的电信网是基于电路交换的窄带PSTN/ISDM和基于分组（信元）面向连接的宽带ATM网，它将日趋宽带化。宽带网的业务特点是：速率跨度大、业务突发性强、对差错敏感程度不同、对时延敏感程度不同、多播(multicast)和广播(broadcast)。*电路交换与分组交换电路交换虽然时延小、通信质量有保证、控制简单，但呼叫建立需要时间、带宽固定，不能适应不同速率的业务和突发业务，因而不适于宽带业务。分组交换带宽可变、统计复用资源利用率高，但时延大、协议复杂。部