网络演进发展带来的机遇和挑战以及各国应对策略.ppt

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1、网络演进发展带来的机遇和挑战以及各国应对策略,刘韵洁 2009821,提 纲,第二部分 网络融合已成为业界共识,第三部分 未来网络发展的前景,（一）网络融合的背景（二）国内外网络融合的发展概况 承载网的融合 控制与业务的融合 移动与固网的融合（FMC）三网融合,第一部分 网络发展面临的形势,（一）社会对网络的依赖将无处不在（二）流量需求的增长远远高于业务收入的增长（三）IP网络中存在的问题日益突出,（一）社会对网络的依赖将无处不在,问题的提出：,IBM于2009年提出“智慧地球”的概念 从“互联网”到“物联网”，让科技真正更深刻的渗透并融入经济生活、社会生活的主体中来，提供可持续发展的可能，能

2、而有慧，让智慧引导地球，就是“智慧地球”的主旨。,智慧社会的实施将是全球信息化的一个里程碑,智慧社会将使得网络就像人体的血管、神经将延伸到社会的每个细胞，对网络的可扩展性、安全性、可靠性以及服务质量等将提出更高的要求。,（二）网络流量的增长越来越快，利润空间越来越小,Sources:RCBG Consulting,MIT Communications Futures Program,Juniper Analysis,Heavy Reading,互联网流量以每年80%速度增长流量需求的增长远远高于业务收入的增长,*1,视频应用驱动互联网流量发展2012年视频流量将占总流量的50%,2007-20

3、12年复合增长率达41%,Source:Cisco Visual Networking Index Forecast,2007-2012,Source:Cisco Visual Networking Index Forecast,2007-2012,移动互联网创造新的商业模式,移动互联网催生出越来越多的手机应用类型，而这些应用也越来越多的使用网络,结合了互联网内容和移动网络位置信息的交友网络是极为典型的移动互联网应用,大量的互联网应用被移植到无线互联网(终端)上，并融合了无线、移动特色个人应用:基于位置的社交网络，移动在线视频,1）域间路由收敛变慢，网络稳定性下降根据APNIC提供的数据：BG

4、P（边界网关协议）更新频率平均达到6次/s，一天累计50万次以上。2）网络设备成本增加2006年11月，IAB（因特网架构委员会）在阿姆斯特丹召开的会议上上认为：路由增长速度已超过硬件性能的提升速度。3）设备能耗增加过快互联网能耗已占全球耗电量5.4%，且每年8%10%的增长。4)IPv6的部署将使问题更加严重，预计IPv4将于2012年耗尽,1.IP网络的可扩展性问题,IPv4 BGP路由数量增长曲线,带来的问题：,每秒更新和撤消前缀路由速率,（来源：http:/www.cidr-report.org/）,（来源：http:/,（三）网络中的问题越来越严重,据统计，由于网络安全问题（恶意攻击

5、、病毒等），造成的损失全球每年约1800亿。现有的IP协议安全性差，源接入地址不真实，源数据难标识和验证。目前互联网的安全不是一个系统性的解决方案，基本处于被动应对状态。美国成立白宫网络安全办公室，五角大楼成立了网络司令部。英国随即宣布成立网络安全办公室和网络安全行动中心，开始组建“网络兵团”。,2.安全性问题,路由器技术的问题,不能测试，不能感知网络实时状态路由器间不能交换网络实时状态信息IP网的开放最短路径 OSPF 算法只根据网络的静态拓扑结构数据库进行即：没有流量工程 TE（Traffic Engineering）及没有操作维护管理 OAM（Operation Administrati

6、on Management）及资源管理功能,3.不可控、不可管、QoS问题,TE&OAM,解决思路(1)：在路由器中增加TE、OAM和MPLS资源管理功能掌握网络资源情况：中继电路带宽、各节点端口及交换容量、优先队列数据和网络拓扑确定的路径等在网络运行过程中发生故障和拥塞或新的资源呼叫时，对网络资源进行及时调整的功能通过增强的 DS-TE 技术，实现对承载的每一类业务分配相应的资源，实现了在一个LSP中可以定义不同的业务等级,路由器改造的技术方案已开始被业界接受在路由器上增加 TE/OAM 功能的技术方案，现已被 CISCO、JUNIPER 等行业的大公司所采纳2005年,两公司联合向 IET

7、F 提交的双向失效检测 BFD 标准就是TE/OAM的重要内容（右图所示）行业对此方案已有广泛的认同。华为 也在按此思路改造其设备,以上技术思路已成为设备制造商的解决方案,解决思路（2）重叠网络是一种运行在一个或多个已存在网络之上的网络，提供特定的附加功能。其将在一个或多个方面改变下层网络的性能、功能或特性。,解决组播、安全、QoS等问题,这种“打补丁”的方式还能维持多久？目前南北两网长期拥塞严重，如何保证智慧社会以及工业化与信息化融合战略的实施？建议在各个省会城市直接互联，负载超过容量的70时无条件扩容。中国的互联网是全球第一大网，为何还是要向美国互联网结算？而美国8个互联网之间互不结算。,

8、反思与建议,美国有家Global Tier 1 互联网服务提供商,美国的Global Tier 1 ISP之间都是免费对等互联的AT&TLevel3SprintVerizonAbovenet（AS6461）Global Crossing(AS3549)Savvis(AS3561)Teleglobe（AS6453）等根据ATT、Level3、Sprint和Verizon等运营商提供的数据，以及www.Renesys.Com 公布的数据，美国Global Tier 1 ISP之间网络是免费对等的（Settlement-Free Private Peering）。,规模差距比较,提 纲,第二部分 网

9、络融合已成为业界共识,第三部分 未来网络发展的前景,（一）网络融合的背景（二）国内外网络融合的发展概况 承载网的融合 控制与业务的融合 移动与固网的融合（FMC）三网融合（三）我们的机遇,第一部分 网络发展面临的形势,（一）社会对网络的依赖将无处不在（二）流量需求的增长远远高于业务收入的增长（三）IP网络中存在的问题日益突出,(一)网络融合的背景,分组技术 多业务 功能分离服务质量 平等接入 广泛的移动性,电信界、IT界几十年探索网络融合的历程,电信运营商的困扰：复杂的网络 高昂的成本,网络的重叠：多个无线网络，GSM，CDMA，3G；PSTN和HFC接入，多个数据网络不同的设备商超过数千个网

10、络节点数十个网络、业务平台,网络融合是业界长期追求的目标，也是个长期的过程网络融合的动力是降低成本，增加利润，同时也是用户的需求、业务发展的需求网络融合涉及网络承载网、业务控制、终端、应用等各个领域,网络融合成为全球业界的共识,著名咨询公司 Yankee Group 2004年咨询报告中指出：全球20家收入最大的电信公司中有17家也开始采用IP/MPLS技术作为网络融合的解决方案。,（二）承载网的融合,网络融合案例1AT&T,大型全业务运营商；数据业务遍布全球150个左右国家。历经多次公司并购(Cingular,SBC,BellSouth,)，曾拥有数量庞大的网络。其网络融合效果良好，经验值得

11、借鉴。,单业务、叠加网络的模式被融合的统一网络架构所取代 节省了数十亿投资,IP NGN(IP/MPLS),Site 1,Site 2,Site 4,Site 6,Site 3,Site 5,多张物理网一个业务一张网,一张物理网,多个逻辑网(边缘),同时支撑新老业务,AT&T CBB&NTB整合,MIS,MOW AVPN,Metro-E,CBB,Lightspeed,NTB,Mobility,Wireline,Verizon Business 3+Year VisionIP Backbone Evolution*,Near term:Evolve to a dual backbone fram

12、ework using software logical routers,Long term:-Evolve to an MPLS Unified Backbone,using hardware logical routers for separation between public and private traffic,Strategy:converge the physical network and maintain logical networks based on class of service sets rather than build individual service

13、 backbones,allowing for significant savings,*Note:(VZ public domain)Stanford Nov 2007.,?,讨论中,WDN,ATM,PSTN,EVDO/1X DataCDMA Data,POTS,OA&M/NSS,EDN,STORE APPS,ENTERPRISE APPS,MPLS,IT,20082009 VzW网络整合,TDM IMTs,2008/09,BT（英国电信）21CN 演进,从多个单业务网络到单个多业务网络更少的网络设备简化网络管理快速服务提供,BT骨干网经济性分析,中华电信网络 8 3 1阶段整合计划,现有网

14、络,中华电信网络 8 3 1阶段整合计划,中华电信网络 8 3 1阶段整合计划,在一个统一的网络平台上通过设计多个逻辑虚拟专网实现多业务 每个虚拟专网根据对应的业务确立自己的QoS级别及路由表 虚拟专网之间互相隔离，解决了网络可靠性问题 实现了电信网、计算机网和视频网的业务融合，为网络融合提供了一条可行的技术途径,率先在全国330个城市实现语音、视频、互联网、数据和 CDMA1X 等网络融合,在一个物理网络平台上如何同时运行多个业务网,（三）控制与业务的融合,解决业务体系垂直独立，实现彻底的分层融合,垂直独立的业务体系,IMS,统一资源：共享数据、单一用户属性、完整的用户体验,统一汇话控制,接

15、入独立 消除多中业务解决方案支持全球漫游 业务的连贯性和持续性,简化、汇聚应用 不同网络，同一应用 应用与网络独立 降低开发和实现成本,LAN,WiFi,RAN,Device,PTTServer,AnyPathMessagingServer,ContentServer,CommonMediaServer,AppSpecificData,AppSpecificData,AppSpecificData,Client,Access,User Profile Data,Applications,MRFC,CSCF,CGF,CommonBillingSystem,IP Core,Common,Prese

16、nceServer,LocationServer,Common Session Control,Transport,CSCFCall Session Control FunctionMRFCMedia Resource Function ControlCGFCharging Gateway FunctionHSSHome Subscriber System,Separation of signaling from bearer trafficAccess-independent support for multi-media communicationComponentized archite

17、cture enables extreme flexibilityEasy to introduce new services,Parlay/OSAMediation,Parlay App Server,AppSpecificData,IntelligentServicesGateway,Outside Operators Network,New Converged Applications-IMS融合的业务模式,AT&T IMS Projects,U-Verse2007年12月开通应用：基本VoIP、点击拨号(Web Portal and IPTV),U-verse Web Portal,I

18、PTV Caller ID优势：更可靠的网络体验，更高的网络容量U-Verse TV目前达130万户家庭2010年底，目标300万用户 IMS 控制下的 Video-share:2007年6月开通应用：P2P Video share，live streaming video2010年底，目标30万用户,阶段 1:固网/宽带/移动业务捆绑在“IT glue”,阶段 2:互动性固网/宽带/移动业务通过业务平台实现互联互通,阶段 3:无缝固网/宽带/移动业务通过多模终端和共享接入方式实现,通过IMS 架构 整合IT和网络,Mobistar F/Mbundles BusinessEverywhere

19、1 Family Talk,BusinessEverywhere 2Unified Voice MailLivecomOne Portal,UnikHome Zone,基于 IMS 融合业务,IT基础设施融合,业务平台融合,接入使能的融合,网络融合,FT（法国电信）全业务运营的基础：网络融合,分阶段按计划实施网络融合是FT全业务运营战略的基本保障,FT（法国电信）网络融合的技术选择：IMS,06年FT招标IMS，实施网络融合计划,SFR利用全业务运营对抗FT,SFR系法国传媒巨头Vivendi与Vodafone合资公司，vivendi控股56%，技术上依赖于vodafone2007年7月，SF

20、R并购Tele2 350,000 broadband customers 2.3 million fixed-line customersSFR通过收购完成对Neuf的整合2005年，SFR控制Neuf 28%股份，Neuf与Cegetel合并2006 Q2-Q3,SFR增持Neuf Cegetel股份至40%2007-12，SFR收购LD拥有的28%Neuf Cegetel股份，交易完成后SFR增持到67.95%,随后SFR将发出收购要约收购其余公众股以完全控股。,通过收购Tele2、Neuf补齐固网，开展全业务运营，与FT全面竞争,SFR 融合业务的技术选择：IMS,通过IMS整合移动和固

21、定网络通过IMS降低TCO通过IMS推出固定、移动融合的创新型业务进一步提升市场竞争能力,SFR通过并购Tele2、Neuf成 为可以挑战FT的综合运营商，同时面临着更大的竞争压力,通过IMS实现网络融合，提供融合业务，降低TCO，提高竞争力,德电（匈牙利）：IMS提供丰富的业务,IMS based IPTV IMS based ICT HSDPA based IMS services Community service,（四）移动与固网的融合（FMC）,有线带宽是无限的：从80年代以来，光纤通信的带宽平均每5年提高10倍，价格平均每3年下降一半。潜力非常巨大！无线带宽是有限的，但应用是无限的

22、：可用的无线频谱资源有限，无线资源将更加紧张。,3G无线宽带建设成本分析,FMC 的目标与阶段,室内环境将成为无线宽带的主战场,移动网络对固定网络的渗透,多媒体数据业务逐步增长,3G网络业务以室内为主,固定网络呈下降趋势 用户选择更多地偏向移动网络 用户希望得到更好的室内无线覆盖,数据业务处于主体地位 手机电视、电影、游戏下载等业务将持续增长 数据业务的增长对网络容量提出了更高的要求,50%70%的数据业务发生在室内环境 高频率无线信号的穿透能力不理想,固定网络和移动网络逐步增长,无线数据业务应用不广,2G网络业务以室外为主,2G时代,3G时代,2001 10.3亿线固定用户 9.6亿线移动用

23、户 2006:12.7亿线固定用户 27.1亿线移动用户,SMS是主要的数据类应用 数据业务占整体收入的不足20%,大部分业务发生在室外环境,NokiaMotorolaLGSamsung,相关技术实现,UMA免执照移动接入,UMA技术在无执照频段提供GSM语音和GPRS数据服务，在WLAN或Bluetooth的接入点和UMA的网络控制器（UNC）之间建立一个宽带IP连接，允许用户在GSM和WLAN或Bluetooth网络间切换业务。UMAN包含三部分网元：WLAN或Bluetooth，宽带接入和UNC，UMA实现方案优点在于：能100%利用现有核心网资源，增加设备只有UNC，无需部署IMS 成

24、熟的标准，获得业界的广泛支持，已成为3GPP标准，未来IMS支持UMA接入，可平衡现网和演进核心网的投资，低成本实现FMC 可运营控制（OSS,Billing,），支持无缝切换，改善用户体验，并能支持多种业务（双模，固定 VoIP，Femtocells）,本质上是通过UNC来仿真BSC,Kineto WirelessNokiaAlcatelEricssonMotorola,目前的应用与未来的发展,UMA免执照移动接入,UMA未来能与IMS兼容,目前的应用,FemtoCell 着眼网络融合，有效提升网络覆盖质量,室内无线信号质量不高,通过HNodeB单一设备将固定、移动、宽带业务综合在一起，开创

25、网络及业务融合之路基于HNodeB的业务捆绑增值服务，采取基于Home的优惠资费政策，降低离网率，提高MOU和ARPU值提供更好的通信质量，手持设备、家用设备方便接入互联网,FemtoCell 在网络运营成本上优势明显,随着用户话务量的逐步增长，宏基站的扩容及维护成本逐步上升，Femto却可以保持一个比较平稳的运维成本Femto可以大幅降低网络因负荷增加所带来的CAPEX和OPEX,（五）三网融合,国务院批转发展改革委关于2009年深化经济体制改革工作意见的通知 落实国家相关规定，实现广电和电信企业的双向进入，推动“三网融合”取得实质性进展（工业和信息化部、广电总局、发展改革委、财政部负责）二

26、九年五月十九日三网融合的实施阶段第一阶段解决广电、电信在网络和业务层面互相准入，以提高网络资源利用率、提高投资回报率、丰富服务内容、提高服务质量，促进行业技术发展。第二阶段根据下一代网络技术演进的方向，电信、广电的网络经过改进提升，分别提供综合的多种业务，真正实现网络和业务的融合。,提 纲,第二部分 网络融合已成为业界共识,第三部分 未来网络发展的前景,（一）网络融合的背景（二）国内外网络融合的发展概况 承载网的融合 控制与业务的融合 移动与固网的融合（FMC）三网融合（三）我们的机遇,第一部分 网络发展面临的形势,（一）社会对网络的依赖将无处不在（二）流量需求的增长远远高于业务收入的增长（三

27、）IP网络中存在的问题日益突出,下一代互联网的挑战,互联网是一个巨大的成功，但是以增量式改进当今设计的方法，我们能够满足明天的需求吗?10到15年以后，全球网络的需求是什么，那个网络是什么样?构想未来的目的是帮助我们看得比今天更远如果能够从零开始，我们今天如何重新构想明天的全球网络?不是为了变革而变革，目的是解放思想,引自:David Clark 麻省理工学院,改变未来互联网的社会和经济因素,审视未来互联网的经济、社会和规章因素经济学家、政策制定者、社会学家和技术人员需要审视广泛的因素互联网越来越大的驱动创新、领导经济增长和社会和谐的作用挑战不仅有来自技术上的制约，更越来越多地涉及到经济和社会

28、因素,引自:美国自然科学基金/经济协作开发组织 研讨会,2007年1月31日,技术驱动力,引自:David Clark 麻省理工学院,新的网络技术新的计算技术互联网是在个人计算机时代成长起来的蜂窝通信工业在独立的发展明天:传感器,移动电话,嵌入式处理器,一百美元的便携式电脑 丰富的业务和服务器设计的变化将极大地影响个人的选择，控制和创新,以内容为核心的联网从通道变为平台旧的互联网:为发布数据而提供通信通道未来的互联网:建立协作的平台和业务通信通道将成为信息和业务平台的有机组成部分网际基础设施和下一代互联网将合二为一将可能对新的经营模式产生重大影响,引自:Van Jacobson,从通道变为平台

29、,解决思路：从头再来（clean slate）,任何技术体系都有它的生命周期 IP网络体系结构在设计的时候并没有充分考虑到当前网络应用的复杂性，演进方式难以从根本上解决Internet面临的问题 从头再来：不受IP限制，构建全新的网络体系结构,美欧日相关项目介绍,美国FIND，GENI欧洲FP7：FIRE日本NWGN，AKARI,GENI项目:前瞻和实施,一个共享设施，以便同时探索广泛的实验网络和分布式业务实验网络之间以及与互联网之间的互连真正的用户来使用实验业务观察、测量和记载实验结果新的路由器体系结构正在开发之中将成为美国的第三个研究和教育网络,引自:美国自然科学基金 Peter Free

30、man,GENI(Global Environment for Network Investigation 全球网络研究环境),GENI(Global Environment for Network Investigation，全球网络研究环境)行动计划由美国NSF(国家科学基金会)制订并提供支持，2005年8月22日正式公布，2007年6月正式启动行动计划，现有众多著名企业、高校和科研院所参与其中。GENI包括两大部分：一个是研究计划，一个是全球实验设施。这个设施就是为了确保计划的完成设置的平台，主要是用来有规模性地开发新的网络体系结构的平台。GENI计划是一个开源的计划，广泛征求各方意见和

31、设计思想，参考其他下一代网络研究项目并开展多项合作，目前在未来网络设计与构架方面的研究处于世界领先地位，占据绝对优势。GENI的骨干网络研究部分的体系结构分成三个层次，表示为：物理底层、GMC(GENI Management Core，GENI的管理核心)和用户服务。如图所示：,GENI参考CABO项目思想，认为未来网络的ISP将由两个独立的实体组成：基础设施供应商和服务提供商。服务提供商根据不同的用户要求提供不同的slices，并租赁设施供应商的物理基础设施。设施供应商的Physical Substrate要可编程升级来支持这些slices，能够为服务提供商的每个slice提供支持slice

32、自己需求的网络体系结构，和与其他的slices不同的命名方式、处理、转发、路由、安全、管理等等功能。实现E2E的网络虚拟化。,GENI设施的概念设计,网络分割为切片,网络虚拟化,可编程,引自:美国自然科学基金 Peter Freeman,欧盟未来互联网项目的网络和业务基础设施,网络和业务基础设施是经济发展和我们的社会进步的支撑点目前商业运营的移动终端有20亿个，互联网有10亿个用户，另外还有4亿个可以通过互联网操作的设备这成为所有领域经营开发的决定因素不断增长和变化的需求用户控制的素材和业务网络、业务和设备的融合现有技术能够，也必须极大地改进支持更大的规模、更多的灵活性、更安全可靠,引自:欧盟

33、-加拿大研讨会 Fabrizio Sestini,欧盟未来互联网项目FIRE,协调和支持FIREworksPARADISO基于实验的研究OPNEX，ECODE，NANODATACENTERS，PERIMETER，N4C，Self-NET，SMART-Net，RESUMENET实验平台PII，OneLab2，VITAL+，WISEBED,日本NWGN（New Generation Network）&AKARI,目标：重新设计网络体系结构photonic switchinglocator-identifier splitself-organizing controlnetwork virtualization实验床：JGN2plus,AKARI计划中Post-NGN研究规划,AKARI architecture,国外项目的共同策略,支持多方面、开放性的未来网络技术研究同步建设基于网络虚拟化技术的大规模实验平台通过实验和实际应用逐步发展出未来的网络体系结构 发展成为未来运营性网络的基础,