【正文】 士 隨著業(yè)務(wù)和技術(shù)的發(fā)展，一百多年來電信網(wǎng)絡(luò)體系經(jīng)歷了重要的歷史演變。 一、下一代網(wǎng)的產(chǎn)生背景 現(xiàn)在的電信網(wǎng)對(duì)電話業(yè)務(wù)是相當(dāng)成熟和有效的，但以電話網(wǎng)來傳數(shù)據(jù)信息難以適應(yīng)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)日益增長的要求，以電路交換方式來傳送分組交換的數(shù)據(jù) 效率很低?！鄙鲜龌\統(tǒng)提法沒有給出 NGN 與現(xiàn)有網(wǎng)不同的特征，與 其說定義不如說反映了人們的愿望。媒體網(wǎng)關(guān)之間的分組網(wǎng)目前仍用路由器或 ATM 交 換機(jī)作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，它本身與業(yè)務(wù)無關(guān)，但卻能夠受控靈活提供各種業(yè)務(wù)所需的不同的帶寬，起到了交換矩陣的作用。利用光分插復(fù)用器 (OADM)和光交叉連接設(shè)備（ OXC）可提供快速和靈活的光層保護(hù)與恢復(fù)功能，在最近這幾年可以做到的是將多協(xié)議標(biāo)簽交換 (MPLS)技術(shù)與波長路由結(jié)合實(shí)現(xiàn)光路由器，這也 是傳輸節(jié)點(diǎn)與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的綜合，突破了傳統(tǒng)電信網(wǎng)傳輸與交換完全分離的界線，如果能夠?qū)⒐芾砻娴膶?duì)網(wǎng)絡(luò)容量調(diào)度和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)配置功能移交給控制面，利用信令來控制網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)的配置，就可構(gòu)造實(shí)時(shí)響應(yīng)的傳送網(wǎng)，對(duì)電信網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。計(jì)算機(jī)網(wǎng)中應(yīng)用的城域網(wǎng)概念在電信網(wǎng)中進(jìn)一步擴(kuò)展，這是一個(gè)適于發(fā)揮千兆以太網(wǎng)和萬兆以太網(wǎng)技術(shù)的場合。 TDSCDMA 則基于時(shí)分雙工 (TDD)方式， 信道，低碼片速率 ()，在同一頻段內(nèi)依靠按需動(dòng)態(tài)分配時(shí)隙來適應(yīng)上、下行信號(hào)的帶寬需求，這一方式不僅節(jié)省頻帶而且能靈活匹配寬帶信號(hào)天然的上、下行不對(duì)稱性。不過 3G 高效的頻譜利用率不僅對(duì)寬帶業(yè)務(wù)就是對(duì)話音仍然十分有吸引力，大城市頻譜緊張的局面期待 3G 來緩解，而且隨時(shí)隨地高速上網(wǎng)和視頻流媒體將會(huì)有可觀的市場前景，總之對(duì) 3G 既要有信心還要有耐心。因此向更大容量 (源和目的地地址各有 16 字節(jié) )的 IPv6 地址方案的過渡勢在必行。交換和選路功能從網(wǎng)絡(luò)層延伸到物理層、網(wǎng)絡(luò)的智能從核心移到邊緣、從 IP over everything 發(fā)展到 IP under everything、作為多業(yè)務(wù)平臺(tái)其業(yè)務(wù)控制與承載資源分 離，控制面和管理面界限將淡化。其原因是：由于當(dāng)時(shí)工藝水平的限制，還沒有生產(chǎn)出芯徑較細(xì)的單模光纖，而只能生產(chǎn)芯徑較粗的多模光纖。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)調(diào)制速率為 xGbps（微波量級(jí)）時(shí)， FP 型激光器的波長不穩(wěn)定，出現(xiàn)所謂“模分配噪聲”，嚴(yán)重破壞傳輸效果。 2020 年由于通信市場有泡沫，經(jīng)濟(jì)萎縮，技術(shù)進(jìn)步不大。最關(guān)鍵的是光放大器的開發(fā)。于是就開發(fā)了所謂非 0 色散位移光纖 NZDSF（ ）和色散補(bǔ)償光纖 DCF。 偏振模色散隨環(huán)境的變化會(huì)使信號(hào)發(fā)生隨機(jī)起伏的噪聲，幸而這些起 伏是慢變化的，所以可以用電子偏振控制器去克服。所謂全光網(wǎng)，即這些設(shè)備中沒有光 電 光變換，特別是 OXC 中，采 用了光開關(guān)，而不是電子開關(guān)。特別是，目前光纖的價(jià)格比電線還低。日本大力發(fā)展 FTTH。發(fā)展 FTTH已經(jīng)提到日程上來了，作者猜想 3~4 年后， FTTH 會(huì)成為接入網(wǎng)建設(shè)的主流。 C， L 波段的 Raman放大已經(jīng)工程應(yīng)用，正在開發(fā)跨 S， C， L 波段的 Raman 放大。 SOA 半導(dǎo)體光放大器 —— 其優(yōu)點(diǎn)是體積小，可集成?？梢岳?Polymer 的溫度特性構(gòu)成溫控的波長選擇光濾波器。中國光纖通信產(chǎn)品的水平以試驗(yàn)工程為標(biāo)志如下表： 中國大規(guī)模推廣光纖通信是在 1988 年后，因?yàn)閱文９饫w生產(chǎn)和工程應(yīng)用已經(jīng)解決，光纖通信在容量和傳輸距離均可超過當(dāng)時(shí)使用的 1800 路的電纜通信。 一般認(rèn)為中國的光纖通信產(chǎn)品比發(fā)達(dá)國家落后 3 年，科研技術(shù)水平落后 5~6 年。從話音和數(shù)據(jù)的融合（包括承載的融合到邊緣設(shè)備的融合）到有線和無線的融合 (包括核心網(wǎng)和邊緣的融合到管理計(jì)費(fèi)認(rèn)證的融合乃至不同無線制式技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的融合 )，從傳送網(wǎng)和各種業(yè)務(wù)網(wǎng)的融合（包括控制融合和設(shè)備融合）到最終實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)的融合都將成為下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。 二、下一代網(wǎng)絡(luò)的概念和特征 所謂下一代網(wǎng)（ NGN）是在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量和電信外部環(huán)境幾乎同時(shí)發(fā)生巨大變化的前提下，電信業(yè)試圖利用最新技術(shù)發(fā)展成果適應(yīng)發(fā)展、變革和競爭需要而提出的下一步網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的總體設(shè)想和思路，迄 今并沒有什么嚴(yán)格的定義。如果涉及業(yè)務(wù)網(wǎng)層面，則下一代網(wǎng)指 下一代業(yè)務(wù)網(wǎng)（例如對(duì)于交換網(wǎng)，則下一代網(wǎng)指軟交換系統(tǒng)；對(duì)于數(shù)據(jù)網(wǎng)，則下一代網(wǎng)指下一代互聯(lián)網(wǎng) NGI；而對(duì)于移動(dòng)網(wǎng)，則下一代網(wǎng)指 3G網(wǎng)）。其次，采用軟交換后，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)的融合，簡化了網(wǎng)絡(luò)層次和結(jié)構(gòu)以及跨越不同網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)配置，避免了建設(shè)維護(hù)多個(gè)分離業(yè)務(wù)網(wǎng)所帶來的高成本。然而，由于全球經(jīng)濟(jì)的低迷， 3G牌照拍賣導(dǎo)致的巨額債務(wù)，使 3G 的發(fā)展一再推遲。然而， TDSCDMA 是由我國提出并擁有物理層的主要專利，這種制式結(jié)合應(yīng)用了時(shí)分、碼分和空分三種多址技術(shù)以及智能天線、聯(lián)合檢測和上行同步等一系列新技術(shù)， 在頻譜 效 率 和 頻譜 靈活性方面 具 有 天然 優(yōu)勢 ，可以與 WCDMA 制式實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，混合組網(wǎng)，重點(diǎn)覆蓋熱點(diǎn)地 18 區(qū)和支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)，捆綁應(yīng)用方式也使其漫游能力大大加強(qiáng)。 采用 IPv6 最基本的原因是從根本上解決了 IPv4 存在的地址限制和龐大路由表問題以及支持移動(dòng)接入。 隨著 3G 的商用化開始， 具有更高速率、更高頻譜效率、更好覆蓋和更強(qiáng)業(yè)務(wù)支撐能力的超3G 或 4G 技術(shù)也開始進(jìn)入預(yù)研階段，計(jì)劃在 2020－ 2020 年間投入應(yīng)用 。近期 cdma2020 在市場上領(lǐng)先，遠(yuǎn)期由于 WCDMA 有更廣泛的設(shè)備廠家、芯片開發(fā)商和業(yè)務(wù)應(yīng)用開發(fā)商支持 ， 以及全球漫游能力等優(yōu)勢，將可能逐漸成為主導(dǎo)應(yīng)用制式。 采用軟交換的主要缺點(diǎn)是技術(shù)尚不成熟，缺乏大規(guī)?，F(xiàn)場應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，特別是多廠家互操作問題，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的 QoS保障問題，網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一有效管理問題以及業(yè)務(wù)生成和業(yè)務(wù)應(yīng)用收入能力等。 三、 向以軟交換為核心的下一代交換網(wǎng)演 傳統(tǒng)電路交換機(jī)將傳送交換硬件、呼叫控制和交換以及業(yè)務(wù)和應(yīng)用功能結(jié)合進(jìn)單個(gè)昂貴的交換機(jī)設(shè)備內(nèi)，是一種垂直集成的、封閉和單廠家專用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，新業(yè)務(wù)的開發(fā)也是以專用 設(shè)備和專用軟件為載體，導(dǎo)致開發(fā)成本高、時(shí)間長、無法適應(yīng)今天快速變化的市場環(huán)境和多樣化的用戶需求。另一方面， NGN的出現(xiàn)與發(fā)展不是革命，而是演進(jìn)，即在繼承現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的平滑過渡。 對(duì)新形勢的認(rèn)識(shí) 2020 年以來，由于網(wǎng)絡(luò)泡末的破滅、政府監(jiān)管的缺位導(dǎo)致的過度競爭以及資本市場強(qiáng)加在電信行業(yè)上的“高速發(fā)展規(guī)律”使世界電信業(yè)陷入了空前的困境，電路過剩，股價(jià)暴跌，大批電信公司倒閉，僅北美的 2020 家電信公司中就有 1900 家倒閉。 業(yè)務(wù)量組成的根本性變化 100 多年來，電信網(wǎng)的業(yè)務(wù)量一直是以電話業(yè)務(wù)量為主的，因而以電路交換網(wǎng)為中心的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在支撐這種業(yè)務(wù)時(shí)是基本勝任的。由于中國國土的特點(diǎn)， 中國擁有世界最長的架空光纜線路；擁有世界最高的光纜線路（青藏光纜線路），其工程技術(shù)要求高，難度大。 四、中國光纖通信的發(fā)展 在 20 世紀(jì) 70 年代初，中國開始研究光纖通信， 80 年代初工程應(yīng)用。 PLC（ Plenary Light Circuit）平面光線路 —— 如同電子線路的印刷電路板那樣，選擇波長透明的材料，制作平面光波導(dǎo)板，把許多光器件安裝在上面，構(gòu)成復(fù)雜光學(xué)功能的組件。目前幾十個(gè)波長的 AWG 已經(jīng)商用。典型如下： Raman 放大 —— 為了進(jìn)一步提光纖通信系統(tǒng)的性能，特別是高超大容量超長距離系統(tǒng)，正在發(fā)展 Raman 放大。T 認(rèn)為 FTTH 目前無需要，是 20~50 年以后的事情。話要說回來，不管采用什么技術(shù)，只要擴(kuò)容，需要的投資基本相同的。 光接入網(wǎng)向光纖到家庭 FTTH 發(fā)展 —— 光纖到家庭 FTTH 可提供最高的帶寬，一直被認(rèn)為是理想的接入技術(shù)。 干線向全光網(wǎng)發(fā)展 —— 現(xiàn)在 DWDM 大容量的光纖傳輸系統(tǒng)已經(jīng)廣泛使用。 由于電子的進(jìn)步，現(xiàn)在單個(gè)波長的調(diào)制速率可達(dá) 40Gbps。因?yàn)榧词褂辛诉@些關(guān)鍵器件，在光纖線路上還有許多問題要解決 。實(shí)際上， 1310nm 和 1550nm 的粗波分復(fù)用早已使用，而在 1550nm 或 1310nm 內(nèi)的密集波分復(fù)用技術(shù)有許多問題要解決。 MCI的試驗(yàn)線路，從 San Luis 到支加哥， 365 英里，容量為 4x10Gbps，用于市民通信，有商業(yè)價(jià)值。不久，波長為 微米的激光器也 研制成功，在該波長上，光纖的損失低達(dá) ，中繼距離達(dá)百公里。 t。盡管如此，但 IPv6 并沒有從根本上解決 QoS、選路和安全性問題，為了得到端到端的安全性，采用 IPsec 等 VPN 的安全性措施仍然需要，對(duì)重要文件傳送還需要考慮加密手段?？梢栽?IPv4 中采用無類域間路由 (CIDR)技術(shù)，即以幾個(gè)連續(xù)的 C類地址 (即相同的前綴 )取代一個(gè)單獨(dú)的 B 類地址的方式來解決 B類地址的匱乏問題，這稱為“路由表聚類”。 TDSCDMA 不及 前兩種方式之處主要是可承受的終端運(yùn)動(dòng)速度， ITU規(guī)定 TDD 方式應(yīng)能支持 120km/h， FDD 方式應(yīng)能支持 500km/h。隨著光纖到小區(qū)或到大樓，所謂“最后一公里”實(shí)際上只有數(shù)百米，但接入網(wǎng)的復(fù)雜性和多樣性并沒有降低，其作為多業(yè)務(wù)接入瓶頸的重要性更加突出，寬帶化、資源動(dòng)態(tài)分 配和安全性管理也是下一代接入網(wǎng)的主要特征。 ASON 的按需帶寬分配和快速動(dòng)態(tài)選路能力為競爭環(huán)境下的運(yùn)營商所看好，將它視作 NGN 的傳送平臺(tái)。因此軟交換體系適用于寬窄帶各種業(yè)務(wù)，在容量和功能等方面都具有可擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)了過去智能網(wǎng)不能真正做到的按需快速生成 新業(yè)務(wù)的功能。不過也有人認(rèn)為若用 QOS來改造 IP，則可能又回到類似 ATM 的老路，因此 NGN 的 QOS 要求及其在 IP 基礎(chǔ)上的實(shí)現(xiàn)方式是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，但目前除了 IntServ(綜合服務(wù) )， DiffServ (區(qū)別服務(wù) )和 MPLS(多協(xié)議標(biāo)簽交換 )外還沒有更有效的方法。 什么是下一代網(wǎng)呢 ?目前僅有 ETSI 對(duì) NGN 給出定義，“ NGN 是一 種規(guī)范和布署網(wǎng)絡(luò)的概念，通過使用分層、分面和開放接口的方式，給業(yè)務(wù)提供者和運(yùn)營者提供一個(gè)平臺(tái)，借助這一平臺(tái)逐步演進(jìn)以生成、布署和管理新的業(yè)務(wù)。這種業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)演變的趨勢在中國也不例外。 最根本的挑戰(zhàn)還在于發(fā)展。各公司基礎(chǔ)不同，提供業(yè)務(wù)的側(cè)重點(diǎn)也會(huì)有所不同。 技術(shù)、業(yè)務(wù)與市場的融合必然導(dǎo)致政策和管理上的融合。隨著 ICT的進(jìn)步，三大信息技術(shù)正在向著同一個(gè)方向發(fā)展，即：都要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、光纜化、寬帶化和多媒體化。為此，我國和世界各國都在致力于研究、開發(fā)新一代的公共網(wǎng)絡(luò)（ NGN），這種網(wǎng)絡(luò)很可能在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)電信網(wǎng)的設(shè)計(jì)理念（可管理性、質(zhì)量保障和信息安全等）有機(jī)結(jié)合的過程中發(fā)展形成。這種局面只有當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)有質(zhì)的變革時(shí)才有可能改變。 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的說法是隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而流行起來的。上述電子信息產(chǎn)品制造業(yè)、通信業(yè)和軟件業(yè)（在我國統(tǒng)稱為信息產(chǎn)業(yè)）就是為各部門、各行業(yè)實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)的。 要推進(jìn)信息網(wǎng)絡(luò)化，首先，必須振興電子信息產(chǎn)品制造業(yè)，為建設(shè)和使用信息網(wǎng)絡(luò)，提供性能先進(jìn)、不斷完善的信息技術(shù)裝 備，包括計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備、通信及終端設(shè)備等。 什么叫“信息網(wǎng)絡(luò)”？這里說的信息網(wǎng)絡(luò)是指基于 ICT技術(shù)的，用于傳遞交流，并能加工處理信息的各種電子通信網(wǎng)絡(luò)。在政府主導(dǎo)下多 發(fā)揮市場的作用。 （五）服務(wù)業(yè)中，要加強(qiáng)綜合集成，產(chǎn)業(yè)鏈重組，關(guān)鍵是政府要建立切實(shí)有效的法規(guī)和監(jiān)管體系，這方面我們還相當(dāng)薄弱。市場經(jīng)濟(jì)不到位，電子商務(wù)很難搞起來。關(guān)于城鎮(zhèn)化有兩種不同的看法，一種意見是發(fā)展小鎮(zhèn)，一種意見是要發(fā)展城市，還是傾向于人口集中，因?yàn)橛幸粋€(gè)規(guī)模經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)建設(shè)的問題。這種情況還會(huì)持續(xù)下去，但要完全脫離經(jīng)濟(jì)水平是不太可能的。五是缺乏自主產(chǎn)品，盡監(jiān)管造業(yè)有了較大的發(fā)展，我們可以做億萬次的大型計(jì)算機(jī)，但微型計(jì)算機(jī)核心的部分都是國外的技術(shù)。一是內(nèi)容貧乏，這個(gè)問題全世界都存在，但我們更嚴(yán)重一些。而我們搞遠(yuǎn)程教育首先是建網(wǎng)，大量的資金用在建網(wǎng)，而不是用于教育本身上。還有一些人，尤其是婦女反對(duì)電子商務(wù)，認(rèn)為逛商店是一種樂趣，而電子商務(wù)剝奪了人們的這種樂趣。 應(yīng)用的具體內(nèi)容主要有幾個(gè)方面：一是電子政務(wù)，國信辦將電子政務(wù)作為一個(gè)最主要的領(lǐng)域，到底能做到什么程度值得研究。軟件 2020 年是 750 億元，其中一半是產(chǎn)品，一半是咨詢集成。第二是市場拉動(dòng)。 三、中國信息化的現(xiàn)狀。美國也有數(shù)字鴻溝。三是虛擬化，就是通過網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)虛擬公司等。二是由于信息技術(shù)的催生，出現(xiàn)了許多新的產(chǎn)業(yè)。我們的目的是要搞現(xiàn)代化。僅僅建立硬件系統(tǒng)是比較容易的，只要有錢都可以建。在文化方面的滲透，除了影視文化以外，還有網(wǎng)絡(luò)文化，網(wǎng)絡(luò)文化有很多新的規(guī)律，人們還沒有掌握，正在研究。當(dāng)然，還有輿論手段、大眾媒介，包括網(wǎng)絡(luò)傳播（第四媒體）等，大大提高了政治民主化的程度。第二，在服務(wù)業(yè)里邊，過去的通信業(yè)完全是傳送，通信業(yè)是不管內(nèi)容的。咨詢集成業(yè)在國外發(fā)展得非?？?，也非常大。信息技術(shù)發(fā)展以后，形成了很大的信息產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)中占有非常重要的地位。 ── 編者 試論我國信息化之路 朱高峰 中國工程院院士 信息化在我國經(jīng)歷了將近二十年的歷程，正式提出 信息化的概念也有近十