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劉韻潔:三網(wǎng)融合的挑戰(zhàn)與機遇

2006/12/06

  劉韻潔,中國工程院院士,現(xiàn)任中國聯(lián)通科技委主任。劉韻潔曾主持了中國公用數(shù)據(jù)網(wǎng)、計算機互聯(lián)網(wǎng)、高速寬帶網(wǎng)的設計、建設與經(jīng)營工作;主持設計、建設了中國聯(lián)通“多業(yè)務統(tǒng)一網(wǎng)絡平臺”,為三網(wǎng)融合提供了一種可行的解決方案;曾獲得國家科技進步一等獎1項,部級科技進步一等獎兩項,國家發(fā)明專利兩項

  在全球,三網(wǎng)融合是業(yè)界數(shù)十年來的共同追求,代表了技術發(fā)展的趨勢和潮流;在中國,三網(wǎng)融合同時也是構建和諧社會、節(jié)約型社會的內(nèi)在需求和有效手段。然而,三網(wǎng)融合是一個逐步完善的過程,充滿了各個層面的挑戰(zhàn)。相應地,從各個層面入手,以具體的解決方案切實推進三網(wǎng)融合,就成為當前三網(wǎng)融合的重要策略。

  技術發(fā)展、社會進步 呼喚三網(wǎng)融合

  三網(wǎng)融合,并不是將廣電網(wǎng)、電信網(wǎng)簡單地合并為一張網(wǎng)絡運營,而需要一個分階段逐步完成的過程。第一階段,實現(xiàn)廣電、電信在業(yè)務層面的互相準入,即廣電網(wǎng)絡可以提供語音、互聯(lián)網(wǎng)等傳統(tǒng)的電信類業(yè)務;電信網(wǎng)絡可以提供傳統(tǒng)的廣電類業(yè)務,如IPTV等視頻業(yè)務。互相準入,有利于提高網(wǎng)絡資源利用率和投資回報率、豐富服務內(nèi)容、提高服務質(zhì)量、促進行業(yè)技術的發(fā)展。第二階段,根據(jù)下一代網(wǎng)絡技術演進的方向,電信、廣電的網(wǎng)絡經(jīng)過改進提升,分別提供綜合的多種業(yè)務,真正實現(xiàn)網(wǎng)絡和業(yè)務的融合。

  網(wǎng)絡融合,作為技術發(fā)展的趨勢和潮流,在多因素的驅(qū)動下和產(chǎn)業(yè)各方的切實努力下已經(jīng)成為全球共同的方向。在中國,三網(wǎng)融合不僅得到了政府的明確支持,而且成為產(chǎn)業(yè)關注的焦點。國家在“十一五”規(guī)劃中就明確提出:“加強寬帶通信網(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)和下一代互聯(lián)網(wǎng)等信息基礎設施建設,推進三網(wǎng)融合。”這表明,三網(wǎng)融合有著現(xiàn)實的推動力。

  首先,三網(wǎng)融合是構建和諧社會、節(jié)約型社會的需要,能夠帶來資源的大量節(jié)省。目前,80%以上的廣電城域網(wǎng)已經(jīng)實現(xiàn)了光纖到小區(qū),高帶寬使方便地提供所有業(yè)務成為可能。與此同時,截至2006年7月電信網(wǎng)寬帶用戶數(shù)已經(jīng)達到了7700萬,寬帶網(wǎng)絡資源也相當豐富。在此情況下,業(yè)務的互不準入勢必造成網(wǎng)絡資源的巨大浪費,同時也會帶來重復建設的問題。如果制訂相應政策措施,如接入網(wǎng)非綁定政策等,就能夠減少重復投資、提高網(wǎng)絡資源利用率,就能夠助力我國實現(xiàn)構建和諧社會、節(jié)約型社會的目標。

  其次,三網(wǎng)融合能夠滿足用戶不斷增長的需求。從最初的簡單話音服務,到改變?nèi)藗兺ㄐ帕晳T的視頻業(yè)務,再到豐富多彩的多媒體業(yè)務,人們的通信理想在逐步實現(xiàn)。今天,人們希望能夠盡量方便、快捷地使用所有業(yè)務,而且不用面對各種網(wǎng)絡進行復雜的操作。網(wǎng)絡在接入層面和業(yè)務層面的融合,則很好地滿足了用戶的這一需求。從這個意義出發(fā),三網(wǎng)融合是用戶需求、市場需求驅(qū)動的結果。

  最后,三網(wǎng)融合符合技術發(fā)展的方向,是現(xiàn)有網(wǎng)絡向NGN演進的一個很好切入點。事實上,網(wǎng)絡融合是全球的電信運營商、設備制造商乃至最終用戶數(shù)十年來孜孜不倦追求的理想目標。上世紀70年代興起的綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN),其宗旨就是通過一個網(wǎng)絡提供包括語音、視頻在內(nèi)的綜合業(yè)務;80年代涌現(xiàn)的寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN),則基于ATM技術提供網(wǎng)絡融合的解決方案;90年代,通過互聯(lián)網(wǎng)提供所有的電信業(yè)務又成為三網(wǎng)融合領域的一個新嘗試……上述努力,盡管都未達到預期目的,但均體現(xiàn)了網(wǎng)絡融合的目標。今天,從NGN的定義來看,它同樣又將網(wǎng)絡融合作為一個重要的目標。ITU-T從五個方面對NGN進行了定義:NGN基于分組交換技術;提供包括電信業(yè)務在內(nèi)的多種業(yè)務;承載、控制和業(yè)務實現(xiàn)功能分離,并能提供各種寬帶能力和QoS保證的傳送技術;用戶可以任意地選擇不同運營商的不同業(yè)務;支持廣泛的移動性和用戶業(yè)務的一致性。由此可見,從上世紀60年代至今,網(wǎng)絡融合一直是技術發(fā)展和演進中從未放棄的一個重要目標,是潮流所向。

  管理跟進、技術創(chuàng)新 推進三網(wǎng)融合

  來自管理體制和技術兩個領域的挑戰(zhàn),促使三網(wǎng)融合必須找出相應的解決方案。

  隨著技術的不斷發(fā)展和三網(wǎng)融合進程的不斷加快,管理體制也必須與時俱進。目前,很多國家已經(jīng)實現(xiàn)了電信與有線電視的雙向業(yè)務準入,并從法律上予以保證;越來越多的國家把對電信和廣電傳輸?shù)墓苤萍{入統(tǒng)一的綜合管制框架,把內(nèi)容和網(wǎng)絡的管制分離開來。對于中國而言,在充分借鑒海外經(jīng)驗的基礎上,管理首先要一如既往地確保內(nèi)容的安全,有利于國家的安定團結,滿足構建和諧社會的需求;其次,管理要與時俱進,有利于技術的進步和三網(wǎng)融合發(fā)展。由于無論是廣電網(wǎng)絡還是電信網(wǎng)絡,都具有可管理性,能夠確保傳輸內(nèi)容的安全,因此將內(nèi)容的安全與技術的發(fā)展有機統(tǒng)一起來,是管理體制改革切實可行的目標,必將極大地加快三網(wǎng)融合的進程。并非像很多人說的那樣,三網(wǎng)融合僅僅是個管理體制的問題。來自技術領域的挑戰(zhàn),是擺在三網(wǎng)融合面前的又一個重大課題,必須依靠網(wǎng)絡的改造乃至技術的創(chuàng)新來解決。由于三網(wǎng)融合是現(xiàn)有網(wǎng)絡向NGN演進的切入點,因此我們必須把握這一難得的契機。如果僅僅是基于現(xiàn)有多種分離的網(wǎng)絡提供多種業(yè)務,那么只能提供低水平的、重復的業(yè)務。要把握發(fā)展的方向,就必須對現(xiàn)有網(wǎng)絡進行改造。從總體上看,在網(wǎng)絡改造和技術創(chuàng)新的過程中,一個重要原則就是最大限度地發(fā)揮廣電網(wǎng)和電信網(wǎng)各自的優(yōu)勢和特點,做到“有所為、有所不為”,而不是“包打天下、無所不能”。與此同時,新業(yè)務的提供也必須以市場機制為驅(qū)動,即有選擇性地提供業(yè)務,按照市場需求情況推出新業(yè)務。

  三網(wǎng)融合,是一個復雜的系統(tǒng)工程,是光傳輸網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心業(yè)務網(wǎng)以及城域網(wǎng)和接入網(wǎng)等多個層面共同努力的結果。

  第一,光傳輸網(wǎng)的改造完善是三網(wǎng)融合的基礎。三網(wǎng)融合的一個重要目標,就是以一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡提供各種業(yè)務,如語音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務等。當提供視頻業(yè)務,尤其是大量的電視節(jié)目時,網(wǎng)絡所消耗的帶寬是驚人的,是現(xiàn)有的語音業(yè)務無法比擬的,必然要求大帶寬的光傳輸網(wǎng)作為基礎。與此同時,三網(wǎng)融合也對光傳輸網(wǎng)在靈活調(diào)度以及管理能力方面提出了更高的要求。網(wǎng)絡帶寬的急劇增加,要求光傳輸網(wǎng)具備更佳的指揮、調(diào)度功能,以及對故障的定位、診斷、排除功能,例如,需要有更多智能的統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)等,來確保網(wǎng)絡的正常運營和業(yè)務的正常提供。

  第二,承載網(wǎng)的融合是三網(wǎng)融合的關鍵。承載網(wǎng),究竟是一個業(yè)務建一個網(wǎng)、多個業(yè)務建多個網(wǎng),還是由一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡平臺同時提供多種業(yè)務?顯然,我們應該積極利用今天網(wǎng)絡融合的機會為向NGN演進作相應的規(guī)劃和部署。技術的進步,為承載網(wǎng)走出選擇的“十字路口”發(fā)揮了重要的推動作用,在一個物理網(wǎng)絡平臺上同時提供多種業(yè)務成為可能。

  在網(wǎng)絡融合中,為實現(xiàn)從電路交換到分組交換的演進,究竟該選擇何種承載網(wǎng)技術和設備?經(jīng)歷了一個長達十多年的爭論過程,集中于ATM和路由器技術和設備這兩種選擇。首先,ATM技術,由于并不適應IP,因此不具有發(fā)展前途;其次,傳統(tǒng)路由器的設計理念和功能無法提供QoS保證。路由器網(wǎng)絡對于流量工程(TE)、操作維護管理(OAM)以及資源控制管理功能的缺失,使其根本無法保證傳送實時業(yè)務的QoS,更不用說多種業(yè)務同時傳送了。有人曾試圖利用輕載解決QoS問題,即以更大的帶寬傳送相對更少的流量,但被證明是行不通的。由于路由器根本無法感知網(wǎng)絡的實時擁塞、通斷狀況,輕載勢必無法保證QoS。綜上所述,單獨的ATM技術或者路由器技術都無法滿足三網(wǎng)融合的需求,但又不存在第三種選擇,承載網(wǎng)的解決之道究竟在哪里?這曾使承載網(wǎng)一度被困于發(fā)展的“十字路口”。

  現(xiàn)在,業(yè)界已經(jīng)達成了共識,找到了走出“十字路口”的創(chuàng)新解決思路,即在路由器中增加ATM技術中的流量工程以及OAM功能,或者參照ATM技術改造路由器技術,如雙向失效檢測BFD等,從而提供QoS保證。令人可喜的是,在長達十多年的爭論之后,業(yè)界普遍認同了這一思路,并且付出了改造路由器的實際行動,例如思科、Ju-niper、華為、朗訊等知名設備制造商都按照這一思路積極行動著。

  MPLS是公認的實現(xiàn)三網(wǎng)融合、保證QoS的核心技術。通過在路由器中增加MPLS資源控制管理功能,網(wǎng)絡可以掌握資源利用情況;在運行過程中發(fā)生故障、擁塞或新的資源呼叫時,能夠?qū)W(wǎng)絡資源進行及時調(diào)整;通過增強的DS-TE技術,對承載的每一類業(yè)務分配相應的資源,實現(xiàn)在一個LSP中定義不同的業(yè)務等級。但是,僅靠MPLS技術并不能解決承載網(wǎng)的QoS問題,還必須通過路由器的改造使IP網(wǎng)成為可控可管、有QoS保證的網(wǎng)絡。當然,這是一種近期即能看到效果的解決方案,但并不排斥未來通過另外的方案,如網(wǎng)絡架構的變革來解決。

當不同的業(yè)務在一個統(tǒng)一的物理網(wǎng)絡上傳送時,如何保證不同業(yè)務的特點和質(zhì)量呢?通過設計多個邏輯上獨立的虛擬專網(wǎng)來承載不同的業(yè)務,并且每一個邏輯虛擬專網(wǎng)都擁有自己的路由表和QoS級別且彼此隔離,就能夠使該問題迎刃而解了。

  第三,核心業(yè)務網(wǎng)融合是三網(wǎng)融合的引擎。IMS技術架構是解決業(yè)務體系垂直獨立、實現(xiàn)徹底的功能分層結構的理想選擇,目前已經(jīng)被多個國際標準化組織和行業(yè)組織廣泛采用,代表了技術發(fā)展的方向。IMS的優(yōu)勢在于一方面按照NGN的概念,實現(xiàn)了承載與控制、控制與業(yè)務功能的分離;另一方面也實現(xiàn)了控制與接入方式、終端的分離,使用戶使用不同的終端(手機、PDA、固定電話、PC等)在不同的地點(家、辦公室、路上)都可以接入其進行通信并享受豐富的多媒體應用及娛樂服務,創(chuàng)建一個跨越不同終端、不同接入方式、不同網(wǎng)絡,可享受各種應用的和諧網(wǎng)絡應用環(huán)境。IMS的優(yōu)勢,還大量節(jié)省了開發(fā)資源。軟交換盡管實現(xiàn)了承載、控制、業(yè)務的功能分離,但在提供多種業(yè)務方面沒有大的作為。因此,受IMS、HSDPA、HSUPA技術快速發(fā)展的影響,軟交換的生命周期將大大縮短,這是技術進步的必然。

  最后,城域網(wǎng)、接入網(wǎng)的融合是三網(wǎng)融合的保證。目前,城域網(wǎng)正朝著網(wǎng)絡融合的方向發(fā)展,除了已有的技術之外,電信級以太網(wǎng)的發(fā)展非常值得重視。電信級以太網(wǎng)采用了與承載網(wǎng)相同的發(fā)展思路,即引入流量工程、OAM等以保證QoS,從而使電信級以太網(wǎng)名副其實成為可能,并可向城域網(wǎng)方向拓展。

  接入網(wǎng)正在致力于實現(xiàn)固定和移動網(wǎng)絡的融合,即FMC。無牌照移動接入UMA技術的提出,有望加快FMC的進程。

  綜上所述,三網(wǎng)融合帶來了建設、維護成本的降低以及新業(yè)務開發(fā)速度的加快等一系列好處,但必須經(jīng)過網(wǎng)絡、技術進一步變革和完善才能實現(xiàn),需要從傳輸網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心業(yè)務網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)多個層面共同推動。作為現(xiàn)有網(wǎng)絡向NGN演進的切入點,三網(wǎng)融合只要把握好這一機遇,就一定會大有作為。

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