全球電信業(yè)向下一代轉型艱難的技術性分析

　　1　互聯(lián)網(wǎng)的核心思想

　　與傳統(tǒng)電話和廣播電視等信息網(wǎng)絡的用戶一般只能被動接受服務不同，互聯(lián)網(wǎng)在其發(fā)展歷程中，一直秉承著“人人參與”的理念，即人人都能夠參與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和創(chuàng)新?；ヂ?lián)網(wǎng)的每個用戶既可以是信息消費者，也可以是信息提供者。為了實現(xiàn)這一理念，互聯(lián)網(wǎng)采用了“端到端透明性”的核心設計原則，即用戶可以利用計算機、手機等終端的智能性隨意產(chǎn)生各種信息，網(wǎng)絡只是簡單、“盡力而為”地傳遞信息而不做任何控制。這種俗稱為“智能終端傻網(wǎng)絡”的體系架構(如圖 1)簡化了網(wǎng)絡的功能，把信息處理和控制的復雜性最大限度地交給終端節(jié)點(包括服務器和用戶)，從根本上提供了每個人參與互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新和發(fā)展的機會。

圖1

　　為此，國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(ISOC)將互聯(lián)網(wǎng)所追求的精神理念隋些顯然還沒有實現(xiàn))概括如下：

　　·連接能力。端到端透明的體系架構是互聯(lián)網(wǎng)提供創(chuàng)新和商業(yè)平臺機會的核心。

　　·表達能力?；ヂ?lián)網(wǎng)是一個能夠讓個人自由表達心聲的強大的大眾媒體。

　　·創(chuàng)新能力。互聯(lián)網(wǎng)的快速增長和應用類型的無限發(fā)展，是基于互聯(lián)網(wǎng)的連接能力和標準。任何個人、組織或企業(yè)都可以自行開發(fā)和向任何人提供新的互聯(lián)網(wǎng)應用。

　　·共享能力?；ヂ?lián)網(wǎng)多到多的通信方式使其成為一個強大的共享、教育和協(xié)作工具。

　　·選擇能力。用戶擁有自主選擇終端、接入、應用和內容的權力。選擇權促使服務提供者提供了更新的、更好的、更便宜或更具創(chuàng)新性的服務。

　　·可信能力。以上5條能力的實現(xiàn)有賴于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)際互聯(lián)時的可信能力，即保證服務的安全性、可靠性、穩(wěn)定性，以及適應不斷增長的關鍵和普遍應用和業(yè)務。

　　2　NGN的核心思想

　　從上面的介紹不難發(fā)現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)是以用戶為中心設計的。下一代網(wǎng)絡(NGN)則不同，繼承了傳統(tǒng)話音通信時代的服務理念，是以運營商為中心設計的，用戶只是服務的消費者而不能成為提供者。NGN希望業(yè)務提供者可以為用戶(信息消費者)提供比互聯(lián)網(wǎng)服務更安全、更可靠的融合業(yè)務。NGN的架構如圖 2，二者的主要差異性比較如圖1所示?？偟膩砜?，NGN與互聯(lián)網(wǎng)在核心思想和架構方面的最大差異體現(xiàn)在開放度方面，包括開放什么(What)、向誰開放 (Who)和如何開放(How)等。事物總是辯證的，互聯(lián)網(wǎng)良好的開放性在帶來了互聯(lián)網(wǎng)繁榮的同時，也帶來了安全、質量保證和商業(yè)模型等長期難以解決的互聯(lián)網(wǎng)頑癥。

　　互聯(lián)網(wǎng)以用戶為中心的思想，必須解決好端到端透明的體系架構所帶來的網(wǎng)絡“過度”開放的問題。比如在安全保證方面，互聯(lián)網(wǎng)的架構使得所有安全責任都是用戶的，網(wǎng)絡不承擔任何安全職責，這顯然對用戶是不合理的要求。而目前的NGN，雖然開放性已經(jīng)比傳統(tǒng)的電信網(wǎng)前進了一大步，但還遠遠不夠。互聯(lián)網(wǎng)和NGN二者的理念和架構必將相互學習，繼續(xù)走向融合(表1)。

表1　NGN與互聯(lián)網(wǎng)的主要區(qū)別

　　3　面向連接與無連接的關系

　　通信網(wǎng)絡技術大致分為三類：面向連接的電路交換(co-cs)、面向連接的包交換(co-ps)1以及無連接的包交換(cl-ps)。無論是互聯(lián)網(wǎng)還是NGN/3G，都主張業(yè)務與承載分離，都主張基于包交換技術，業(yè)界的主要分歧在于采用面向連接還是無連接的包交換技術，或者二者的特點兼而有之。但是，在討論面向連接還是無連接時有2個明顯的“遺漏”：1)很少明確區(qū)分是業(yè)務還是承載網(wǎng)的“連接”屬性；2)沒有深入討論業(yè)務與承載網(wǎng)之間的連接/無連接的相互關系和所帶來的影響。

　　當業(yè)務與承載分離時，如果明確了是在討論業(yè)務還是承載網(wǎng)的，則連接和無連接之間存在一些“辯證”關系。如果承載網(wǎng)是面向連接的，那么業(yè)務結點之間在某個時間段最多只能有一條連接(不考慮并發(fā)鏈路等具體的技術細節(jié))；但如果承載網(wǎng)絡是無連接的，則意味著所有業(yè)務節(jié)點之間在任何時刻都是全連接的。

　　承載網(wǎng)的面向連接意味著業(yè)務層只能有一條連接，承載網(wǎng)的無連接則意味著業(yè)務層節(jié)點之間是全連接的。簡言之，(承載網(wǎng))連接就成了一個(業(yè)務)連接，(承載網(wǎng))無連接成了(業(yè)務)全連接。在電信業(yè)務IP化的過程中，IP技術所具有的“無連接就是全連接”的特點，對業(yè)務網(wǎng)的合理設計具有決定性的影響。

　　如果上面的分析和觀點成立，那么在NGN/IMS/3G等的融合型業(yè)務架構的一些基本設計假設，比如(本地)雙機備份、99.999％的可靠性等就存在疑問或需要發(fā)展了。比如：面向連接的時分復用(TDM)網(wǎng)絡中業(yè)務節(jié)點之間必須做本地雙機備份，因為異地雙機備份會無端增加一條專用長途鏈路的成本；而在無連接的IP承載網(wǎng)中，業(yè)務節(jié)點的本地雙機備份可能根本就沒什么必要了，因為IP是無連接的，不需要專門的鏈路，可以異地、多個業(yè)務節(jié)點互為備份，根本不需要增加鏈路的成本!筆者把這稱為“異地全備份”機制：在無連接的網(wǎng)絡中，某個業(yè)務節(jié)點都可以為其它所有業(yè)務節(jié)點做備份，而某個業(yè)務 節(jié)點都可以讓其它所有節(jié)點做備份。

　　4　摩爾定律與QoS

　　電信業(yè)務需要“電信級”的服務，這是業(yè)界的共識。在電信業(yè)務IP化時代，研究和實現(xiàn)各種服務質量(QoS)保證機制，也是希望能夠保證業(yè)務的質量。但在環(huán)境已經(jīng)出現(xiàn)巨大變化的情況下仍然這樣要求和這樣做，就很值得深入探討了。

　　傳統(tǒng)電信網(wǎng)業(yè)務與承載不分離，只有一種話音業(yè)務。而在新的環(huán)境下，業(yè)務種類繁多，并非每個業(yè)務都是“電信”業(yè)務，或者至少可以說并非每種業(yè)務都需要“電信級”的可靠性。如果承載網(wǎng)因為極少數(shù)“電信級”業(yè)務/流量的高可靠性需求，而內置復雜的QoS保證機制，很可能是得不償失的。另外，這也違反了通信網(wǎng)最基本的分層原理：共性的功能設計在下層，個性的功能設計在上層。當某些特殊的應用需要質量保證時，或許應該把可靠性和QoS保證機制更多的內置在應用層。比如，Skype的可靠性很多都利用了P2P等技術，IPTV應用中也有一些糾錯等可靠性機制。因此，在討論可靠性問題時，同樣需要明確區(qū)別是對承載層的還是業(yè)務層的要求，因為在無連接的網(wǎng)絡中，即使承載網(wǎng)不是電信級的，也絕不等于用戶所感受到的最終服務也將一定無法達到5個9的可靠性!

　　另外，摩爾定律告訴我們：計算、存儲和傳輸資源，每18個月翻一番，價格降低一半。而吉爾德定律告訴我們，網(wǎng)絡的帶寬需求每6個月增長一倍，其增長速度是摩爾定律的3倍。由此，QoS保證問題首先不是一個技術問題而是一個經(jīng)濟問題，是一個QoS機制的成本和增加網(wǎng)絡資源的成本的比較問題。QoS 機制一旦實現(xiàn)和部署完成，它的運營成本將是基本固定甚至增加的；而網(wǎng)絡資源成本的下降速度，是符合摩爾定律的，也就是每3年左右，同樣的價格成本，可以增加的資源是3年前的4倍，6年前的16倍。如果QoS機制的部署和運營成本帶來的效益，比增加網(wǎng)絡資源沒有數(shù)量級上的明顯差別，并且是可持續(xù)的，那么成本較高的QoS保證技術就基本沒什么實際應用的價值。即使計劃部署QoS保證機制，也一定要是簡單、低成本的才行。

　　5　IPv6缺乏經(jīng)濟驅動力

　　互聯(lián)網(wǎng)最初是用于教育科研環(huán)境的，因此其體系架構和技術路線也一直是由“學院派”主導的。后來隨著互聯(lián)網(wǎng)的商用化進程不斷加深，商業(yè)性的力量越來越多地滲透到甚至開始主導互聯(lián)網(wǎng)的技術發(fā)展路線了，從而導致了經(jīng)典的“學院派”的互聯(lián)網(wǎng)體系架構被“破壞”。學術上正確的方向不一定在商業(yè)上就是正確的，IPv6就是這樣一個典型的學術上正確而商業(yè)上“失敗”的案例。

　　IPv6是在20世紀90年代初互聯(lián)網(wǎng)還沒有商用時設計成形的，當時互聯(lián)網(wǎng)面臨的最大問題是地址短缺和路由爆炸，而端到端透明性的體系架構所帶來和即將帶來的優(yōu)點非常明顯，相反給商用化時的安全和服務質量等所可能帶來的問題還未暴露出來，所以IPv6繼續(xù)沿用了IPv4的體系架構，以擴大地址空間為核心設計目標。

　　最初，IPv6被選擇成為下一代互聯(lián)網(wǎng)(NGI)的核心協(xié)議后，很多人就把IPv6等同于下一代互聯(lián)網(wǎng)的全部，認為可以一攬子解決地址短缺、安全、質量和移動支持等互聯(lián)網(wǎng)所面臨的核心問題?，F(xiàn)在這種觀點退后了一大步，認為IPv6最核心的優(yōu)點就是解決地址短缺問題。但實際上，隨著IPv4相關技術的發(fā)展，IPv6最核心價值和優(yōu)勢甚至也已經(jīng)不在于解決地址短缺問題了，因為IPv4的網(wǎng)絡地址翻譯(NAT)技術也能夠解決地址短缺問題!

　　兩種解決方案的核心區(qū)別在于，NAT是以破壞互聯(lián)網(wǎng)端到端透明性為代價來解決地址短缺的，而IPv6則是希望以恢復互聯(lián)網(wǎng)“端到端透明性”的方式來解決地址短缺問題。因此，IPv6的核心價值在于可以簡化互聯(lián)網(wǎng)的體系架構，降低研發(fā)和運營成本!現(xiàn)在看來，IPv6技術、標準、產(chǎn)品、軟件和實驗等都已經(jīng)基本準備好了，但目前最缺乏的是經(jīng)濟驅動力。從長遠看,NAT地址解決方案以及所伴隨的NAT穿越機制將日趨復雜，成本逐步上升，最終會超過 IPv6這種更為簡單的地址解決方案的成本，到那時才是IPv6大規(guī)模部署的時候，但顯然不是現(xiàn)在！

　　6　結語

　　電信轉型最困惑的可能就是尋找能夠和話音業(yè)務媲美的“殺手應用(Killer Application)”了。而困惑了NGN、3G、IPv6等技術發(fā)展多年的，也是一直找不到“殺手應用”，或者找到的答案基本上就是互聯(lián)網(wǎng)已有的應用!而與此同時，互聯(lián)網(wǎng)所擁有的創(chuàng)新能力，卻令人眼花繚亂。P2P、博客、播客、威客、維基百科、社會化網(wǎng)絡等的興起，就是互聯(lián)網(wǎng)用戶參與創(chuàng)新和服務的最好例子。

　　互聯(lián)網(wǎng)設計之初，沒有也不可能預料到我們今天看到和使用的絕大多數(shù)應用。“授人以魚，不如授人以漁”。互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的成功經(jīng)驗表明，與其尋求 “殺手應用”，不如去構建良好的產(chǎn)生“殺手應用”的“殺手環(huán)境”：(1)降低創(chuàng)建新應用的技術和經(jīng)濟門檻；(2)降低提供新應用服務準人的技術、政策和經(jīng)濟門檻。(3)降低運 營新應用的技術、經(jīng)濟和政策門檻。

　　不要刻意去尋找“殺手應用”，以合作共贏的態(tài)度，像互聯(lián)網(wǎng)那樣，提供良好的創(chuàng)新環(huán)境，發(fā)動群眾積極參與創(chuàng)新和服務提供，這可能才是電信業(yè)轉型未來的希望所在。

　　和諧社會是當前中國社會的主題，而和諧的基礎是以人為本，也就是要做到所有人都可以平等共同享有社會資源。在通信行業(yè)，隨著信息通信技術的高速發(fā)展，信息通信已成為日常生活必備的組成部分。但是殘疾人、兒童和老年人卻由于個人能力的限制，缺乏某些操作或者感知能力，很難象正常人一樣使用普通通信終端，故此，通信終端需要針對性的通信終端信息無障礙設計，來滿足這些不同能力受限人群的需要。

　　顧名思義，通信終端信息無障礙設計就是通過輔助手段或者設備來輔助能力受限人群完成信息通信。但在現(xiàn)實生活中，能力受限者的受限類型和程度大不相同，所需要的輔助技術或者設備也大相徑庭。另外，信息通信技術和設備種類繁多，如何綜合以上情況來設計無障礙的通信終端是目前對通信終端考慮的一個重點。