电信业和电信技术发展的趋势和挑战(中国电信总工韦乐平2010重庆邮电大学校庆专家报告)

2020/5/101中国电信集团公司韦乐平重庆邮电大学60周年校庆讲座电信业和电信技术发展的趋势和挑战2020/5/102内容一、电信业的过去、现在和未来二、电信业的转型与“去电信化大趋势”三、电信网络技术发展的大趋势－核心网－互联网－移动网－传送网－接入网四、三网融合的机遇与挑战五、物联网的发展与挑战五、我对Gartner曲线的注解2020/5/10310年前预测的大趋势10年前本人在”电信科学”第一期”电信网发展的战略趋势“一文中曾预测：1.网络业务的数据化2.网络的宽带化3.网络的光纤化4.网络接入的无线化5.网络的分组化6.网络的融合化这些在当时看来是十分激进难以接受的看法，现在多数已实现、或接近实现、或即将实现2020/5/10410年后的回顾和检查业务数据化：1998年互联网用户数不到固话1％，骨干网流量中IP占比极小到现在占99％网络宽带化：1998年宽带接入用户数几乎为0到现在8343万,占总用户数24.5％网络光纤化：由干线到城域、馈线、配线接入无线化：1998年移动/固话用户数比为0.27倍激增到现在的1.88倍(扣除小灵通为2.3倍)网络分组化：1998年核心网几乎全部是TDM到现在路由器绝对主导，电话网中软交换占30％以上网络融合化：1998年几乎不存在任何融合到现在网络各个层面都在进行融合，三网融合也已启动2020/5/105下一个10年的发展大趋势作为信息科学基础的通信技术在过去几十年里经历了一系列重大的变化，主要体现在以数字化、智能化、移动化和分组化为特征的技术演进历程。而当前，由于社会转型和技术进步的步伐加快，通信学科技术正在以前所未有的速度向着多维度多层面的方向发展，展现了以融合化、宽带化、泛在化和绿色化为主要特征的新的发展历程2020/5/106传统电信业的特征100多年来，电信业长期处于垄断,基本特征：－贵族行业：资本密集，进入资本技术门槛很高－一个系统、一类业务、一种政策，电话中心－网络容量与话务容量高度一致(话路本位)－业务和网络呈低速稳定增长,高资费－不同网络支撑不同业务，技术=业务，大量烟囱－业务收入正比于流量、速度、业务种类－IT属于后台系统，与网络是松耦合关系－网络采用专用封闭设计，垂直一体化,如交换机－以不同信息业务分割不同市场、行业和监管－经营风险技术风险小,是高利润、低风险行业2020/5/107过渡期电信业的特征90年代后期以来，电信业经历着巨大的动荡－技术更新加快，建网成本大幅下降－业务主体发生历史性变化：移动和宽带成主角－竞争范围扩大，力度加大（ICP和终端制造商）－传统电信商务模式在互联网冲击下失效－IT走向前台，成为客户体验与网络的纽带－行业结构日趋不稳，技术差别趋向消失（ICT）－技术、竞争、监管推动各种层面和形式的融合－ICP崛起，电信运营商低值化、管道化－“低成本和业务转型”成为运营商两个主要对策－从低风险高利润行业走向高风险低利润行业2020/5/108未来电信业的特征经历动荡、重组、兼并，大浪淘沙后的电信业－话音业务变为一种应用，全业务＋全IP化－融合是主旋律：含电信网自身各层面；IT与电信网；三网三业融合；IT、通信和传感技术融合（泛在网），ICT基础设施与物理基础设施融合－运营业和制造业重返寡头垄断－基本矛盾待解决：技术进步与监管，流量、成本和收入关系的畸变，产业链关系的失衡等－抛弃失效过时商业模式，重建新商业模式电信运营商继续以管道为主，兼营其他；ICP和终端制造商主导应用，制造业兼并并向服务业延伸2020/5/109“去电信化大趋势”（1）未来发展的最大趋势是“去电信化趋势”，主要反映在：观念上：由贵族化的、资金密集型的、高门槛的垄断行业走向开放的、竞争性行业。从产业链的主导控制方转变为平民化的产业链参与者视野上：从封闭的，一切以本地网为基础的传统固话公司走向开放的，市场化的，全局全网为基础的多业务全业务公司经营领域上：由传统电信领域向信息服务业、娱乐业乃至物理基础设施领域延伸，涉及本身基因上的改良和优化，外部基因的引入2020/5/1010“去电信化大趋势”（2）网络业务IP化（主要是P2P化和视频化）传统电话流量已经降到1％，电话业务收入也降到50％以下，IP流量已占骨干网99％；IP化的主趋势是P2P和基于PC的视频化，5年各占30％网络架构的扁平化和分布化现有分层网络导致了那么多层面、网络、设备、接口，协议。别人不来搞，自己就把自己搞死了业务平台的融合化和水平集成化现有至少17类大的业务平台，成千上万个大小业务平台，怎么管理运营？怎么提供全网统一的业务，特别是融合业务？2020/5/1011网络管理的简单化那么多网管功能用了多少？网管的简单化是建立在智能化的基础上，现有路由器网管的告警只有0.01％是有意义的，缺乏智能的相关性分析网络设备的低成本化摩尔定律揭示了两个发展方向:高性能和低成本，电信业看重前者，而IT业更看重后者，30多年来以存储器为代表的IT成本降了7－8个量级，而电信网成本降了3个量级，电信业务成本降的更少。可见，未来相当长一段时间内我国乃至全球网络设备的发展方向是低成本为主，高性能为辅“去电信化大趋势”（3）2020/5/1012网络硬件的IT化遵循摩尔定律低成本路线的、开放的、标准化的IT平台可以有效改变遵循高性能路线的电信设备的成本、功耗、开发时间、开发难度、运维成本网络质量的合理化“电信级”标志是50ms保护时间、5个9可用性和一系列硬QoS,源自何处？说不清，但代价很高。例如传送网保护时间从50ms放松到100ms(98年)，能否放宽到250ms?(视频由于解码器再同步会导致1－4秒的图像中断)。这些根深蒂固的“电信级”指标已经束缚了电信业的发展和竞争力“去电信化大趋势”（4）2020/5/1013UNINNINNIUNICPN:用户驻地网MAN:城域网或城域接入网UNI:用户网络接口NNI（SNI）:网络节点接口电信网网络结构(水平视图)CPN接入网核心网城域网接入网CPN城域网公用电信网：两个UNI之间部分接入网：分为馈线段，配线段和引入线核心网：分为省际干线（即一级干线），省内干线（即二级干线）和局间中继网（即城域网）2020/5/1014电信网网络结构(垂直视图)传送网业务网应用层.多媒体会议电视文件传送远程教育....通道层物理层电话网移动网数据网其他支撑网业务承载网2020/5/1015下一代传送网：40/100GOTN/ASON全光网PTN/CE下一代互联网：基于IPv6的可控可管可信可扩的NGI下一代核心网：IMSEPC……下一代移动网：LTE（3.9G）4GNGN伞下一代接入网：xPON/FTTxIPTV/DTV其他融合技术形态下一代业务平台或业务网下一代信息网络的主要方向2020/5/1016引入IMS的驱动力引入IMS的主要驱动力：最根本的驱动力是加强对于IP网络和IP环境下多媒体业务的管控能力，这是目前所知唯一的比较成熟的可管可控手段（最后的稻草？）提供各种新业务和融合业务的机遇（包括移动和固定，乃至电信与非电信业间的融合业务）借助多业务捆绑和融合减少离网率简化网络和业务扩展，减少网络的CAPEX/OPEX长远融合网络架构的建设，促进从管道运营商向全业务综合信息服务提供商的全面转型最终替代现有TDM网络和软交换网络2020/5/1017IMS的引入策略思考IMS的引入方式：－业务驱动方式：以业务平台的方式引入特色业务和增值业务，特别是多媒体业务和融合类业务。目标明确，效率高，操作容易－网络驱动方式：作为一个统一的网络架构构筑下一代融合的网络平台。目标明确，一步到位，但影响面大，操作困难对CTC而言：应以业务驱动为主线，结合移动多媒体业务和FMC业务的开展引入IMS平台，随着用户数和业务种类的扩展，网络逐步扩容和扩展成一个统一的融合的网络架构2020/5/1018TDMf核心网的演进步骤SSmSSfTDMmSSmSSfTDMfIMSIMSIMSIMSSSm？SSfSS2020/5/1019中国网络业务量变化的趋势骨干网IP带宽是话音100多倍，占总带宽99％过去4年骨干网带宽的年平均增长率100％，未来5年增长率56％－80％，即10－20倍各类数据业务均下降，唯互联网业务继续高速增长，两个主要增长点是P2P和网络视频，IPTV增长率高，但绝对量不是主导因素我国干线确知P2P流量已达55％，东部有些城域网的P2P流量白天已占50％－70％，晚上占70％－90％。3－5年？确知P2P中UDP占65%，TCP占35%，与2年前相反2020/5/1020IP承载网成为最脆弱的层面主要问题：－网络体系（面向连接、融合、安全等）－QoS保证和差异化业务－扩展性限制（Tb到数十Tb乃至数百Tb）－可靠性可用性（3个9到5个9）－安全性（信任机制等多种措施）－可用地址空间和频谱限制（IPv6和新频谱）－可管可控可信任（赢利的商务模式，安全）成为发展新业务新应用的不可逾越的最大障碍（MPLSVPN,SS/IMS，3G，视频业务等等）2020/5/1021互联网的扩展性依然是瓶颈容量扩展性：初期可行方法多机箱组合技术－目前单机箱交换容量1.28T，最大多机箱组合交换容量据称可达92T，实际受限于VSCEL可靠性,MTBF仅6天,按现有技术其容量难以超30T－从技术、成本和可靠性角度，容量扩展性?近期出路互联网骨干架构扁平化，中期出路综合考虑传送层旁路作用。长远出路引入光路交换层（容量达Pb/s，功耗比OEO至少小100倍）地址扩展性：IPv6；提高IPv4利用率（如私有）路由扩展性：路由聚合；IP地址的标识和位置分离，IP地址只承载位置信息，减少路由器表项2020/5/1022我国将在2011年出现地址缺口IANA对于IPv4地址分配结束大约在：2010年底APNIC分配结束大约在：2012年3月乃至2011年底中国电信预计在2011年底前后出现明显地址缺口：－宽带用户数将达到8600万，IP地址要增加到6.6个A；－移动互联网用户2000万，IP地址预计达1A；－IPTV用户630万，IP地址至少需要0.48A。总地址需求达8A，比2008年底多4A，按照前几年平均数，预计能申请到3A，缺口1A，近1700万2020/5/1023商业化过渡的重要性和紧迫性CNGI示范工程项目在世界上产生了重要影响，对于中国运营商的过渡工作也有一定推动作用。但是没有，也不可能解决商业化应用所需要解决的更多更复杂的问题（端到端网络，业务网，应用系统，终端，支撑系统，网站……）正如互联网的蓬勃发展得益于从纯学术和军用转向公众商用网一样，向下一代互联网的过渡也需要尽快从学术网和试验网转向公众商用网才能实现实质性推进。起步越早，需要过渡的网络和终端规模越少，代价和难度也越低。“未雨绸缪，越早越好”2020/5/1024向IPv6过渡的整体战略部署试商用阶段（2010-2011年）：启动网络和平台支持IPv6的改造，完成IPv6地址资源申请、确定网络及业务过渡方案、现网商业化试点和骨干人才准备，基本具备引入IPv6业务的网络条件；规模商用阶段（2012-2015年）：IPv4/IPv6网络和业务共存，网络和平台规模改造，业务逐步迁移，新型应用和用户规模持续扩大；全面商用阶段（2015年以后）：新型应用占据主导，IPv4网络和业务平台逐步退出。预期2020年后可能基本演进到纯IPv6环境2020/5/1025向IPv6过渡的现状和条件（1）标准：核心标准已成熟，IPv4与IPv6翻译，IPv6组播，物联网标准等尚未完成，但不是发展瓶颈产业链：－网络设备：路由器：骨干网，除个别厂家或个别板卡外，多数硬件支持，但软件需升级；城域网较复杂，BRAS多数硬件可以，但软件不支持，特别是PPPoE拨号功能。SR少数硬件要升级，约50%需软件升级。CR硬件没问题，约50%需软件升级；移动分组的PDSN硬件没有问题，但不少设备需软件升级。