IP技术和电信技术发展展望.ppt

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1、IP技术和电信技术发展展望,2023年2月27日星期一11时18分7秒,2,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,2023年2月27日星期一11时18分7秒,3,一、引言,IP traffic is expected to increase 400-800%per year.IP业务增长超过CPU的摩尔定律（CPU每1.5年速度翻一翻）。IP everywhere.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&Datacom Covergence,3C网络

2、?,2023年2月27日星期一11时18分7秒,4,二、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；,2023年2月27日星期一11时18分7秒,5,1、IP技术和电信技术特点,2023年2月27日星期一11时18分7秒,6,2、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

3、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）。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,7,2、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。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,8,2、IP技术面临的问题(续2）,4）网络扩展能

4、力 OSPF AREA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OSPF AREA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（Time To Live）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）。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,9,3、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

5、求；IP包需要重新封装或转变，增加技术难度和成本。IP Everywhere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（IEEE P802.3 HSSG)，并将LAN，WAN考虑进去；3）新技术、新协议的出现,2023年2月27日星期一11时18分7秒,10,三、新技术、新协议、新应用的发展,新技术:1、芯片技术：IC，A

6、SIC，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,dont care”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10G Ethernet.WDM,可充分利用光纤资源，使带宽成倍发展；Muti-Level Analog Signal,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 Wireless LAN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

7、移动；ADSL，Cable Modem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(Packet over SDH)；,2023年2月27日星期一11时18分7秒,11,三、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 802.1dSPAN TREE;802.1q/1p以太网的QOS；802.3ad,Trunk-Link Aggregation，可提供带宽加倍和链路备份；2、IP方面：RTP/RSVP；IP Diffserv-RFC2474,2475;力争实现IP网上的QOS保证。Mobile IP(RFC2002,2003,2

8、005etc.)；让IP移动起来；VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，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；IP multicast: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。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,12,三、新技术、新协议、新应用的发展（续2）,新应用:1、新型WWW访问，音频

9、、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。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,13,三、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

10、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。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,14,四、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?

11、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,2023年2月27日星期一11时18分7秒,15,讨论1:本质区别,传统电信技术：TDM 1、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：PACKET ATM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。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,16,讨论2：技术发展的辨证法

12、几种有趣的现象,导致：电信传输技术 物理电路PDHSDH 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,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？,2023年2月27日星期一11时18分7秒,17,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,

13、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！,2023年2月27日

14、星期一11时18分7秒,18,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！,2023年2月27日星

15、期一11时18分7秒,19,讨论3：交换设备与组网技术的演进,设备演变：,2023年2月27日星期一11时18分7秒,20,讨论3：交换设备与组网技术的演进（续）,网络拓扑：,人的因素：自由化作风在IP网络中得到体现.,发展趋势：互补？无级网络，分层管理,2023年2月27日星期一11时18分7秒,21,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

16、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（IP everywhere)均跑在IP之上，而IP又可以直接跑在SDH 或FIBRE上，则IP就已

17、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”。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,22,讨论5：骨干IP网是hop-by-hop还是short-cut?,1、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（TCP，UDP端口号，源/目的IP地址等）。路由器划分有两种：1）将所有用户群的约定保留，形成一个QOS表，然后通过硬件查找，也就是基于IP地址的Hop-by-hop方式；2）将业务归类-FEC，根据不同的FE

18、C贴上不同的标签Label，各路由器LSR通过标签交换（标签的hop-by-hop方式）形成一条path(short-cut)，就可完成包的传送，3、可以看出，IP地址的hop-by-hop方式，需要每个路由器进行硬件IP地址路由查找和QOS表查找。作为骨干网，该表显然很大；且该方法成本高，性能又受查找速度影响。所以，骨干IP网采用类似MPLS的short-cut方式，性能更好，管理更方便，成本更低。4、边缘路由器LER需要采用 基于IP地址的hop-by-hop方式，并完成FEC功能。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,23,讨论6：IP网的自愈能力和出路,1、IP网络要想成为真正

19、意义上的电信网络，必须要解决网络的 快速自愈问题；2、靠OSPF，BGP-4自身的运算速度提高不能根本解决问题。（路由的计算与网络拓扑的复杂程度、CPU处理速度密切相关，但仍是较上层的运算，须结合低层的链路状态和协议，使第二、三层的自愈恢复能力紧密配合。3、CISCO 动态包传输DPT技术私有、仍采用SDH帧格式封装，成本较高。不是最佳的解决办法。,出路：1、采用SDH的自愈方法，但能将低层的自愈/电路信息及时反馈到上层，而上层须能依据已有的各种选路表迅速作出当前的判断；实现起来最好将SDH设备和IP设备结合为一体。该方法从技术发展角度来看，不是最优的方法，但考虑到已有的SDH网络，不失为是近

20、期的一个解决方案。2、重新定义一种包/帧封装格式，借助MPLS的标签，采用类似ATM中的SVC方法，实现电路的快速自愈。该方法本质上是将MPLS作为IP的数据链路层使用，并紧密结合IP自身的路由协议。（可以看成是一种变长信元/包的ATM技术，但该信元/包最适合IP包的封装）。该方法理论上可行，若ATM-F 和 IETF，IEEE紧密合作，相信是最佳的解决办法。ITU-T在该方面的作用？跟紧些！,2023年2月27日星期一11时18分7秒,24,讨论7：IP的最佳伴侣？,前提：1）IP是各种应用的基础；2）应用宽带化、实时化；3）目前，互连网上平均数据包的大小为50-100Byte；80%以上为

21、300Byte以下。已有技术如何适应该种IP数据包？三种高速网络技术：ATM、POS、Ethernet如何？将来？,2023年2月27日星期一11时18分7秒,25,讨论7：IP的最佳伴侣？(续）,Classical IP,LANE,MPOA,甚至正在开发和定义中的MPLS，这些方法的数据包封装方法均基于RFC1483协议，见上图示。该方法除了ATM CELL 的信元头开销外，还有变长的IP包定位到定长CELL中需要填充部分字节的开销PAD。对于未考虑ATM封装特点的桌面应用（基于Ethernet),短的IP包将会造成很大的开销。为了完成以上工作，在ATM接入设备中，必须配置专门的分组/重装硬

22、件（ATM SAR芯片），从而增加了设备的成本。,1.ATM,2023年2月27日星期一11时18分7秒,26,讨论7：IP的最佳伴侣？(续）,2.POS,该技术利用PPP/HDLC来直接传送IP数据包，硬件上可将PPP以下各层封装在一个POS物理接口芯片中，相当于ATM PHY芯片（从SDH帧中提取出ATM 信元）。与ATM封装IP包的方式相比，开销少（效率达95%，而ATM最高为80%左右），同时，也不需要昂贵的ATM-SAR 芯片，从而可减少硬件芯片数和成本；同时，由于POS接口不需ATM方面复杂的信令，故还可节省软件开发成本。提供该种接口的交换机，通常叫IP 交换机，核心是基于包的交换

23、。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,27,讨论7：IP的最佳伴侣？(续）,3.Ethernet,Ethernet技术将IP包直接封装到以太网帧中，是目前与IP配合最好的协议，以变长帧的方式传送变长IP包。可以说，除了拨号用户外，Internet网上的IP流量主要来源于以太网。,4.IP over Fiber/optical 该技术本质来源于1000M以后的以太网技术，采用类似以太网中的电路编码方式将IP包直接加载到物理线路中。该标准正在制定过程中，目前并无实用的产品。估计会以Gigabit,10Gigabit等以太网技术出现。IP的最佳伴侣是Ethernet或自身，还有待技术的进一

24、步发展！,2023年2月27日星期一11时18分7秒,28,讨论8：最后1公里/100米接入技术,1.双绞线：1)PSTN 拨号Modem方式，56Kbps，已走到尽头，估计还有2-5年的市场；2)ADSL，8M/640K bps，可作为宽带Internet接入，但因受串扰、增加局端机房供电等因素的约束，不能为每个用户提供接入；同时，其带宽8M已达理论值，不能满足将来的宽带视频应用。估计有3-5年的市场，建议 依据业务需要稳步发展ADSL接入；3)VDSL，25M/2Mbps，1KM，FTTC方式，被看作是将来宽带接入的主要手段之一；建议抓住时机，大力发展。4)Ethernet，10/100/

25、1000M均有，100-200米距离，适合FTTB方式。很适合企业/公司，写字楼，新型城市建筑用户的接入；将与VDSL一起迈向将来宽带接入；建议从现在起就开始推广，并发展宽带应用。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,29,讨论8：最后1公里/100米接入技术（续）,2.HFC，CABLE 30M/10Mbps，是FTTC，FTTB方式的主要接入技术，SHARE方式。将会与VDSL，Ethernet接入竞争部分业务；3.PLC（POWER LINE COMMUNICATION）电力线通信方式，目前接入速率达1Mbps，SHARE方式，目前处于实验阶段。从应用不断向宽带化、实时化、移动化

26、发展的趋势来看，它对前面几种接入不会产生大的冲击。4.Wireless LAN/MAN，W-CDMA 最高已可达16Mbps下行速率，是网络和应用移动化的基础；与宽带固定网相结合，可建成另一类型的全球性移动网。,作为电信部门，宜大力推广Ethernet,无线LAN/MAN，VDSL等技术的接入。谁拥有宽带用户和移动用户的接入，谁就拥有明天的电信网络！,2023年2月27日星期一11时18分7秒,30,1、WAN和MAN1）采用Gbit,Tbit 路由交换机进行组网；2）支持MPLS类协议；3）MAN主要以IP/OPTICAL为主，如Gigabit;4）WAN以IP/SDH，IP/OPTICAL

27、，IP/WDM互为补充。,讨论9：新型电信网络（1）,MAN,WAN,MAN,2023年2月27日星期一11时18分7秒,31,讨论8：新型电信网络（2）,2、宽带接入和无线接入,1、网络无处不在；三网统一到 高速IP网络上；2、提供各种宽带应用：VOD,HDTV,PHONE,OFFICE;3、桌面均采用10/100M交换式以太网技术；,2023年2月27日星期一11时18分7秒,32,讨论8：新型电信网络（3）,3、与传统电信网络的兼容,1.传统网络DDN，F/R，PSTN/ISDN，甚至ATM，向网络边缘推进，作为用户的接入手段之一；2.对以上网络的建设，原则上不宜推广，而需依据业务需要逐

28、步发展。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,33,技术融合的结论：,1.一方面，电信网已将IP作为一个主要的业务来推广，并根据自己的需求，对IP技术提出了新的要求；另一方面，IP技术在应用、市场和各种技术的推动下，不断完善自己，力争成为新一代的电信网基本技术；从目前形势发展来看（IP方面的协议不断改进和完善，新技术不断出现），IP作为新一代网络的基本技术已成趋势，三网合一到IP网上的日子已经不远。IP技术成为B-ISDN的事实标准！2.电信网在向宽带化、移动化、应用化发展，服务器、存贮器、主机在电信业务中将起着愈来愈重要的地位；3.ATM技术和POS技术均不是统一网络的最优/最终技术

29、；但在过渡期（采用MPLS）中，POS技术的效率较ATM高，端口成本较少，前途较ATM好；MPLS，WDM，Gb/Tb等是技术发展的潮流；4.Ethernet技术不仅在接入网中出现，而且会在骨干网（MAN，WAN）中出现，前景不容小视!5.移动LAN/MAN技术是移动网络/立体网络的主要技术之一,需足够重视！,2023年2月27日星期一11时18分7秒,34,五、电信网络发展策略,1.依据业务的实际需要发展网络，不追求最新的技术，也不应有一步到位的想法；建设网络可吸取IP技术的发展经验，随业务的发展和需要，加进新的功能，开始时不要考虑太复杂(这世界变化快)。1）最新的技术不代表是最成熟、最好的

30、技术；2）采用当前最可靠和最有效的技术建网；3）根据业务的真正需要发展网络规模；4）有时要有粗的概念，不要考虑太细，先将用户引进网。如QOS、计费等可粗略考虑。5）关键要实事求是！,2023年2月27日星期一11时18分7秒,35,五、电信网络发展策略（续1）,2.摔开传统电信的包袱，发展新型电信网络，保证新型网络在竞争中处于有利地位；采用最有效和最可靠的技术！1）以建设高性能IP网络作为发展新型电信网络的重点和出发点；2）传统的技术（ATM、F/R、DDN、PSTN）应根据业务需要作适当发展，不宜超前/大规模投资，并要逐步向接入层推进;3）移动数据网的建设：现在就开始大力发展移动LAN/MA

31、N的建设；并将移动的LAN/MAN网络和固定的宽带网相结合，建设成新一带的移动通信网。4）大力开拓Ethernet,VDSL等方式的宽带用户接入，首先发展公司/企业，园区等可能先上网用户。实现网络的全面宽带化。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,36,五、电信网络发展策略（续2）,3.将IP技术看作是一种新的电信网络技术，而IP之上的各种应用则是一次大的发展机遇（当然伴有挑战）。1）大力开拓IP网上各种应用和服务，尤其是宽带应用，以应用带动市场和技术，实现三网合一到新型电信网络。2）主机、服务器、存贮器是提供各种新型电信应用的电信网组成元素，而不要仅仅看作是业务本身；从而建成真正意义上的综合电信网络。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,37,五、电信网络发展策略（续3）,4.解放思想、打移动战；1）不要固守已有技术和业务；不可能的事换个角度常常容易办到！2）拓展移动LAN/MAN，让固定网移动起来！3）采取灵活的业务策略，服务和质量永远是用户最关心的事！4）大力发展宽带业务（不要受窄带束缚），引导用户消费！5.网络设计、规划、测试方面，要有自己高素质的支持队伍；厂家需要卖出更多的产品，而运营部门需要最有效的、最简单的、最合理的方案。,2023年2月27日星期一11时18分7秒,38,谢 谢！,