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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•IPtrafficisexpectedtoincrease400-800%peryear.IP业务增长超过CPU的摩尔定律(CPU每1.5年速度翻一翻)。•IPeverywhere.•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&DatacomCovergence,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;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矛盾)。传统的路由器包转发能力较弱,端口速率不能达到100%;‘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。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;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OSPFAREA内路由器数量的最优值限制,而为了使路由收敛较快,IP地址的分配常与OSPFAREA的划分相关联,导致网络扩展时,IP地址也要跟随调整;IP协议中的TTL(TimeToLive)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IP4的地址资源;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。IPEverywhere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(IEEEP802.3HSSG),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,CAM芯片,“0,1,don’tcare”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10GEthernet.WDM,可充分利用光纤资源,使带宽成倍发展;Muti-LevelAnalogSignal,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WirelessLAN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WAN移动;ADSL,CableModem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(PacketoverSDH);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802.1d—SPANTREE;802.1q/1p—以太网的QOS;802.3ad,Trunk-LinkAggregation,可提供带宽加倍和链路备份;2、IP方面:RTP/RSVP;IPDiffserv-RFC2474,2475;力争实现IP网上的QOS保证。MobileIP(RFC2002,2003,2005etc.);让IP移动起来;VRRP(VirtualRouterRedundancyProtocol,RFC2338)与OSPF,BGP-4等协议结合,可提供更可靠的路由保证;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;IPmulticast: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: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+市场+应用的推动,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。四、IP技术和电信技术融合讨论IP技术和传统电信技术的本质区别;几种有趣的现象;交换设备及组网技术的演进;IP是统一的网络平台还是应用平台?骨干IP网是hop-by-hop还是short-cut?IP网的自愈能力和出路?IP的最佳伴侣是谁,ATM/SDH/WDM/Fibre?最后1KM/100M接入技术?新型电信网模式1,2,3?技术融合的几个结论讨论1:本质区别传统电信技术:TDM1、传输PDH,SDH均以TDM为基础;2、交换TDM方式的时隙交换ATM技术:CELL(定长PACKET)IP技术:PACKETATM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—PDH—SDH—ATM—Packet—Message?交换技术人工半自动程控交换包交换信息交换1)通信手段的演化Message信号、狼烟Analog电线TDM数字化Packet数组化Message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-HOP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设备演变: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)网络拓扑:顶层(C1)C2C3C4C4C3C4C4C2分级网络,集中分层管理1)传统电信网人的因素:自由化作风在IP网络中得到体现.2)IP网络无级网络,分布管理DNSDNSPC1PC2AS2AS1AS3AS4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(IPeverywhere)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?LERPC12PC11PC21PC22PC32PC31LERLERLSRLSRSubnetCSubnetAFEC(业务等价类):ForwardingEquivalenceClassLabel(标签)Labelswapping(标签交换)LER:LabelEdgeRouterLSR:LabelSwitchRouter1、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(TC
本文标题:IP技术和电信技术发展展望
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