下一代通信网络技术

1下一代通信网络技术1、世界范围内电信业的发展期待振兴目前，全世界电话用户大约22亿多，固定电话和移动电话各占一半，移动电话略多；因特网用户数（包括无线互联网用户数）5亿；预计，电话用户数发展速度：移动通信用户即将超过固定电话用户；预计互联网用户数在4－5年时间后，将超过固定电话用户数；历来，网络的发展对于运营商影响极大，因为运营商几乎所有的业务都是依靠网络进行的。这些影响是：原有网络能否满足用户的需要，是运营商能否取得稳定收入的决定性因素；新的网络的诞生，将从老的网络中抢走大量用户，使得运营商的利润大量转移。例如移动网络的诞生和发展，使得固话用户流失，收入下降。小灵通对于移动通信也有极大的影响，在老的网络上开展新的业务或者增值业务，将使得运营商增加大量的业务和利润。网络业务发展停滞，运营商就将“下课”。2、最近的两个动向：（1）美国宽带发展提速：2002年，美国宽带用户增加了640万户，达到1740万户.其中仅Comcast公司cablemodem用户就增加了120万户；预测至2005年，宽带用户将超过窄带用户，至2007年，宽带用户将达到4900万户。图1：图1美国宽带发展提速（2）光纤到户（FTTH）启动，美、日走向实用目前的最新进展，表明，网络的干线在向全光网络发展，接入网则向光纤到家庭（FTTH）发展。图2：10504030202001200720062005200420032002DSLCable美国宽带用户增长率预测3.62Comcast2.61TimeWarner1.41Cox1.18Charter0.77CabelVision0.61Adelphia0.49Advance/Newhouse0.19RCN0.16Mediacom0.14CableOne0.08Insight2002年新增电缆用户数2图2FTTH-EPON实验网光器件价格不断下降，使FTTH如约到来：据介绍，今年以来，FTTH用的激光器和收发器价格，VCSEL(850nm)3-5US$/只，收发器（850nm）40US$/只，用户对于FTTH的承受能力：估记在300US$，（据了解，目前中国电信ADSL的建设费用约180US$。）根据资料介绍，美国和日本的FTTH最近有较大的发展：*美国加快光纤到户的部署据FTTH协会估计，美国已经有20个州的70个社区，72000个用户铺设了光纤到户的网络，可以为用户提供话音、视频和互联网服务；预计到2004年传统运营商将开始全面铺设和提供FTTH服务。据分析和预测，至今年年底，美国的FTTH用户可达31.5万户，2004年底可达80万户；图3：3图3美国加速光纤到户的部署*日本数据业务的情况：年代无线CableModemADSLFTTx总计02年16万323万481万97万917万03年41万388万749万335万1513万04年65万417万722万593万1797万05年80万429万695万773万1977万*我国接入网技术发展及应用情况的预测：Modem2003年－2005年为主流ADSL2003年－2005年为主流LAN2005年－2007年为主流无线接入2005年－为主流HFC(CableModem)2004年－2007年为主流FTTH2007年－为主流尽管数据业务发展很快，然而其投资、消耗带宽与收入不成比例；不是小区内的居民同时都需要FTTH。4FTTH的需求刺激运营商对于骨干网络的扩容（即使每户的带宽为10MHz，一个节点也需要10Gbps的设备）。为了降低成本，运营商必然采取逐步扩容，逐步逼近FTTH的办法。这对于运营商是头疼的事情；3、电信业面临新的形势：电信业的发展受到影响，世界范围内运营商业务总量增加甚微，许多运营商收入和利润下降，电信业超高速度发展，高利润的时代结束；*1994年－2002年美国网络200强收入情况；美国网络200强总收入由2001年的8900亿美元下降到2002年的7850亿美元；总亏损由2001年的650亿美元增加至2002年的1540亿美元；不过，其中有两点：一是统计口径，美国国会要求上市公司及时勾销亏损，而不是以往那样，在若干年内分摊。二是AOLTimeWarner一家公司即亏损近1000亿美元。此外，AT&T公司亏损130亿美元，Qwest公司亏损360亿美元，VeriSign公司亏损49亿美元；但是，200强中，赢利的公司也在增加，由2001年的62家增加到69家公司。电信运营行业由于投资过热和需求不足，仍然没有能够走出低谷：比较好的如Verizon收入达到690亿美元，比AT&T高出300亿美元，成为运营商的排头兵；但是，总体看来，运营商的日子仍然难过：如Lucent收入下滑42％，仅仅为120亿美元排19名（1999年390亿美元，排第5）。*亚洲电信运营行业的情况：特点：日本固话运营商的收入仍然高于移动通信运营商；中国：六大运营商的情况：上半年通信业务收入同比增加14.2%，超过全国工业增加值（12.3％），更高于全国GDP的增加值7.9％；六大运营商，移动居第一，电信第二，固话与移动大体相当；2002年：前四位运营商－中国移动、中国电信、中国网通和中国联通业务之和为4056.4亿元，合491.1美元，其中：运营商2002年业务量（RMB）同比增长占市场份额分拆时市场份额中国移动1509亿元12.1%36.7%36.6％中国电信1363亿元7.6%33.1%33.8％中国网通676亿元10.2%16.4%17.2％中国联通508亿元33.7%12.4%11.3％中国铁通51亿元36.0%共1.5％共1.1％中国卫通8.6亿元59.6%目前中国有电话用户5.5亿，移动和固话基本上各占50％，目前是固话略微多一点，但是移动很快就将超过固话用户。*与国际相比：国家运营商2002年业务量同比增长2002年利润员工数美国：Verizon676.25亿美元1％40.79亿美元23万人SBC431.38亿美元－6％56.53亿美元17.54万人ATT378.27亿美元－10％－130.82亿美元7.2万人Sprint266.34亿美元4％6.3亿美元7.22万人BellSouth224.4亿美元－7％14.23亿美元7.7万人5AT&TWirelessServices156.31亿美元15％－23.24亿美元3.2万人德国德国电信537.0亿欧元11.2%－246亿欧元25.6万人英国英国电信246.42亿英镑－17％9.95亿英镑10.86万人法国法国电信466.3亿法郎8.38％－207.36亿欧元24.4万人英国Vodafone228.45亿英镑52.3％－161.55亿英镑6.72万人日本NTT109200亿日元－0.9％2334亿日元21.3万人NTTDoCoMo48091亿日元3.2％2125亿日元1.97万人KDDI28337亿日元25％129.79亿日元1.36万人J－Phone7118亿日元4.6％1298亿日元日本电信（固话）1742亿日元2.8％49亿日元韩国SKTelecom86340亿韩元38.7％15113亿韩元.4095万人KT117090亿韩元1.7％19640亿韩元4、电信业界期待开发出适应人们需要的、能刺激电信业发展的新业务和应用需求，例如移动电话、因特网业务、图象通信等；电信业务和技术处于十字路口，电信网期待突破；*当前网络的情况：网络模型：图4，图5：运营支撑系统业务层路由交换层承载层传输层骨干网城域网接入网驻地网图4网络模型6公共视讯交换网VC网VoIP/FoIP1791x网CDMA-1X承载电子商务/IP传统业务内部信息网IDC专线用户虚拟专网VPN专线用户虚拟专网VPNCES(DDNATMFRIP网ATM+IP交换长途传输网城域传输网用户接入网165网VoIP承载网第三层交换MPLS图5数据和固定业务、互联网业务体系传统电信网络按照长途网、本地网、接入网来划分。目前逐步过渡到核心网、城域网、接入网和用户住地网来分割；宽带城域网，图6，图7，图8：图6宽带城域网结构模型7图7宽带城域网一般结构图8宽带城域网综合实例当前网络的特点是：首先是按照业务建网，例如电话网、数据网等；上世纪八十年代设想建立综合业务数字网，但是“一线通”的业务并不理想；8在IP的基础上，依托现有的传输网络SDH建立IP的、又是面向连接的分组网络；形成了图一和图二的目前的网络结构；由此产生了网络结构的复杂、效率低和难以控制、难以接入新的业务、难以管理等等缺点；通信网络的建设和发展，经历了从网络适应信号——在同一个网络中传输各种信号——信号适应网络，这三个阶段完全是由于通信网络在技术内涵、指导思想等方面不断革新的结果。*网络发展对于运营商的影响目前，全世界电话用户大约22亿多，固定电话和移动电话各占一半，移动电话略多；因特网用户数（包括无线互联网用户数）5亿；预计，电话用户数发展速度：移动通信用户即将超过固定电话用户；预计互联网用户数在4－5年时间后，将超过固定电话用户数；网络的发展对于运营商影响极大，因为运营商几乎所有的业务都是依靠网络进行的。这些影响是：原有网络能否满足用户的需要，是运营商能否取得稳定收入的决定性因素；新的网络的诞生，将从老的网络中抢走大量用户，使得运营商的利润大量转移。例如移动网络的诞生和发展，使得固话用户流失，收入下降。小灵通对于移动通信也有极大的影响。在老的网络上开展新的业务或者增值业务，将使得运营商增加大量的业务和利润。网络业务发展停滞，运营商就将“下课”。5、下一代网络产生的背景：现有的电路交换网络对于话音的服务，安全并且有很好的质量保证，技术和应用也很成熟，缺点是不能满足数据通信的需要；互联网是数据通信的很好的网络平台，但是其安全和质量均缺乏保证，并且是从免费的午餐开始的，缺乏电信业务所需要的质量指标、计费模式，效益很低；光纤传输技术的发展：DWDM（密集波分复用技术）的应用，使得信息的传输速度加快，通道增加，成本降低，但是与此同时，固话运营商的利润大大下降；IP网络电话将对固定电话产生新的冲击，虽然IP电话的质量不能使人满意，但是IP网络的巨大能力，使得电信工作者和广大用户对于IP网络寄予极大的希望。目前，IP网络电话已经开始分流了固话业务，特别是利润较高的国际长途，影响很大；电子邮件的发展，形成了免费的午餐，对于电话的话务量打击很大；移动通信技术的发展，使得固话网络的用户ARPU值呈下降趋势，有较多的分流，但是目前的因特网缺乏在不同的接入网络业务的可携带性，移动的IP能力尚不足；下一代通信网络是集话音、数据、传真和图像通信（视频业务）为一身、能够满足人们各种需求的多功能通信网络。能够完成和实现这一需求的网络技术，从目前看来，是以软交换为核心的下一代网络（NGN）技术。这是由于：在IP技术比较好地解决了各种不同特性的信号在网络上以共性进行传输的技术问题后，IP技术作为今后通信技术的核心，已经被业内的专业技术人员公认，并为实践所证明。因此，全球通信业务和数据联网协议正在快速的向IP汇聚，在整个电信行业，基于IP技术的电信业务在整个电信业务中所占的比重在逐步上升，并且最终将取代电路交换技术成为通信技术的主流。9在这种形势下，底层的传输技术必将向最佳支持IP技术的方向融合，这是通信技术发展的一个必然的趋势。在光纤上直接传输IP数据包的方法，按照目前的传统作法，仍然是对于IP数据包采取分成若干帧结构的方法。这需要确定相应的帧结构。现在已经采用的帧结构有两种：SDH帧结构（IP/SDH/WDM）和以太网帧结构（IP/Ethernet/WDM），这也是当前宽带网网络接入的两种重要形式。为了实现IP分组SDH上的传输，实现宽带交换，在SDH上又疊加了完成交换功能的ATM层。尽管目前电信行业力推的宽带网接入是ADSL这样一种在传统的双绞线上进行改造的技术，但是建立在主干网络上的、与网络的发展方向趋同的SDH和以太网这样两种在光纤上直接传输IP数据包的方法，无疑是最具发展前途的。尤其是采用以太网帧结构的技术，由于网络的