通信信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢和方向
鄔賀銓 2008/04/08
各位代表早上好！
我今天講的是“NGN的十年” 。
1998年，3GPP、1GPP2相繼成立，中國在98年也開始了IPv6的研究，所以NGN10年前就開始了。當(dāng)然了，在2001年，ITU-T啟動了NGN的研究組，2004年ITU-T啟動了NGN的第一個建議Y.2001，同時2004CNGI項目啟動。美國比較慢一點，05年的工業(yè)技術(shù)委員會成立了專門的研究組。到現(xiàn)在，2008年ETSI開發(fā)了一系列的NGN的標(biāo)準(zhǔn)，ITU NGN-GSI這個聯(lián)合的組織開發(fā)出了NGN的標(biāo)準(zhǔn)。
這10年，全球的固定電話普及率開始下降，全球的互聯(lián)網(wǎng)的普及率已經(jīng)趕上了固定電話的普及率。中國的固定電話普及率遠(yuǎn)高于全球，但是中國的互聯(lián)網(wǎng)普及率低于全球，中國的移動電話的普及率是相當(dāng)高的，但是比全球低了一些。
這是回顧10年，互聯(lián)網(wǎng)在10年前，全世界的普及率是2%，現(xiàn)在是19.1%，固定電話10年前是13.66%，現(xiàn)在是19.46%，移動電話當(dāng)年是1.68%，現(xiàn)在是48%�；ヂ�(lián)網(wǎng)在98年中國就是0.05%，今年年初已經(jīng)接近了16%了，固定電話10年前是5.62%，現(xiàn)在是27.8%，移動電話當(dāng)時只有1%，現(xiàn)在是41.6%。所以，可以看出10年發(fā)生了非常大的變化。
那么，全球的互聯(lián)網(wǎng)增加了5.55倍，而中國增加了300多倍。移動電話全球增加了15倍，而中國增加了40倍。
那么，98年電話的普及率遠(yuǎn)高于移動，而03年固定和移動各占一半，而98年移動已經(jīng)超過了固定。在長途通話時長里面，你可以看到當(dāng)時移動的比例很低，也沒有VoIP，可是在03年移動和VoIP各占三分天下，但是現(xiàn)在移動遠(yuǎn)大于固定了。
接下來是互聯(lián)網(wǎng)的接入普及率，以前都是窄帶，那么到了03年有一些寬帶了，到了現(xiàn)在寬帶超過了窄帶。
那么，移動電話無論從用戶普及率、本地和國內(nèi)長途通話時長均超過了固定電話。那么互聯(lián)網(wǎng)的寬帶已經(jīng)超過了窄帶。這是我們互聯(lián)網(wǎng)用戶紅色的是寬帶接入，黃色的是局域網(wǎng)，綠的是撥號。另外這個是互聯(lián)網(wǎng)的帶寬，按中國電信的估計，高帶寬的用戶超過了50%，而業(yè)務(wù)量的增長超過了200%。
美國有一個《網(wǎng)絡(luò)世界》的報告，到了2010年，20個典型的業(yè)務(wù)的家庭，它產(chǎn)生了帶寬比1995年全球的互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)量都多。這個話至少給大家一個印象，從95年到現(xiàn)在就是10多年，20個家庭的業(yè)務(wù)量等于當(dāng)時全球的業(yè)務(wù)量。
那么這是移動通信的寬帶的圖，大家已經(jīng)很熟悉了，到了4G接入的速率是100兆到1000兆。
這里面的圖，一個圖是國內(nèi)長途累計呼叫時長，你可以看到紅線超過了藍(lán)線。右上角是平均到了每個用戶，每個用戶用手機打長途和用固定電話打長途的這個呼叫的累計數(shù)字是相等的。那么，左下角的圖是MOU，移動的MOU已經(jīng)超過了固定。右下角的是ARPU，移動高過了固定，所以可以看出移動的話務(wù)量比固定多。所以，拿著手機的打電話的人，70%的不是在路上，也不是在別的地方，而是在房間里面。
那么，本地話音里面紅線的是移動電話的比例是20%的水平，藍(lán)線的是33%中國跟附近的地區(qū)是相當(dāng)?shù)��？墒窃?4年，移動電話已經(jīng)占了本地的呼出話音的55%，05年60.7%，06年68%，07年是75%。
07年中國有27.4%的移動用戶使用移動分組的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
大家可以看這個圖，話音、高速數(shù)據(jù)與視頻業(yè)務(wù)要融合在一起。這些原來都是分散的業(yè)務(wù)，下面都是融合到手機里面了。當(dāng)然了，手機不會這么簡單，像現(xiàn)在的iPhone一樣，很多的東西都集成到了手上。但是現(xiàn)在iPhone是很多的年輕人都很喜歡的，可能是因為蘋果公司的原因，所以跟我們運營商有一個很好的建設(shè)的渠道。
另外這是流媒體化，這里面的綠色的部分是中國的情況，灰色的部分是美國的情況，無論是視頻節(jié)目、音樂還是游戲，中國的網(wǎng)民使用這些手段在網(wǎng)上觀看和下載的比例，遠(yuǎn)高于美國的網(wǎng)民。美國在網(wǎng)上看視頻的是45%，中國到了60%了。網(wǎng)上的下載音樂是30%，而中國是70%了，美國在網(wǎng)上玩游戲的是30%多，而中國是接近50%了。而且，你可以看到，從網(wǎng)民的統(tǒng)計，將近78%的網(wǎng)民是在網(wǎng)上看電視的，而他們靠電視機來看電視的只有60.59%。所以，即便家里面有電視機、有網(wǎng)，這些人大部分是用網(wǎng)絡(luò)來看，而不是用電視機。
無論是國際輸出、國際輸入口、運營商之間的接口、基站網(wǎng)的出口和入口都超過了50%，最低的是40%。05年，中國的網(wǎng)民將近1/3使用P2P業(yè)務(wù)，那么P2P業(yè)務(wù)已經(jīng)成為了消耗帶寬的應(yīng)用。高清的帶寬大概是35000倍的HTTP的帶寬，所以，流媒體化、寬帶化極大地推動。
下面講一下NGI的概念與實踐。我這里用了一幅圖，就是網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用超越初衷。大家看一下自行車，當(dāng)時的互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計就是傳數(shù)據(jù)，但是沒有想到它的作用會發(fā)生變化，自行車變成了貓的椅子了，然后變成了水上的器械，變成了空中的器械，變成了雜技團用的東西，還有中國的這個圖。你可以發(fā)現(xiàn)，一個東西出來之后原來是干什么用的，想得很簡單。但是，越來越多樣性了，現(xiàn)在是話音、數(shù)據(jù)、流媒體什么都到互聯(lián)網(wǎng)上去了。
所以，有一個報告。它說“自互聯(lián)網(wǎng)發(fā)明30多年來，伴隨著企業(yè)的完全商業(yè)應(yīng)用，新的使用和濫用將互聯(lián)網(wǎng)推到既是其原始設(shè)計沒有預(yù)期的也是其難以承受的應(yīng)用領(lǐng)域”�；ヂ�(lián)網(wǎng)已經(jīng)不可能繼續(xù)入她以前那樣的基本設(shè)計方式來發(fā)展，作為Web流量控制設(shè)備的路由器太復(fù)雜了，大網(wǎng)絡(luò)的運行來越難且不經(jīng)濟。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)施發(fā)展的十字路口，又一次提出革命還是改良的問題。
我個人理解，互聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)是典型的工程技術(shù)走在理論里面的例子。當(dāng)然，我們很多的理論技術(shù)的發(fā)展是指導(dǎo)了工程的技術(shù)，但是有一些工程技術(shù)也走在了理論技術(shù)理論前來�；ヂ�(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)是缺乏支柱，面對三方面的問題是怎么測量、分析和建模？過去的電話網(wǎng)，經(jīng)過了歷史經(jīng)驗的證明，話音的流量可以有分布規(guī)律，而互聯(lián)網(wǎng)的流量沒有分布規(guī)律，既然你沒有辦法找出分布規(guī)律，那么就帶來了難以測量和分析。那么，目前的研究是通過試驗驗證新的網(wǎng)絡(luò)體系，一般都不是新理論分析，而是先試驗驗證。但是，很小規(guī)模情況下，很難代表大網(wǎng)絡(luò)的行為。
當(dāng)然了，國際上研究互聯(lián)網(wǎng)的，也差不多10年前。美國是97、98年開始，intenrnet本部和GTRN，那么有NGN、GENI、GEANT2、APAN、FIND、UNS等。反正有各種各樣的項目，中國有新NGN和啟動的新一代的網(wǎng)絡(luò)。總之，這些研究來講，有一些是比較明朗的，有的開始的口號是革命的。但是，現(xiàn)在看來也沒有真正地走到革命的路上。那么，以GEIG為例，它原來的題目是最革命的，以創(chuàng)造新的網(wǎng)絡(luò)和分布系統(tǒng)體系為使命。支持安全與魯棒性、具有移動性的普適計算，跨越物理與Cyber空間，自治連網(wǎng)。在現(xiàn)有數(shù)據(jù)報、分組和電路交換范例之外，設(shè)計新的命名、尋址和識別體系以及新的網(wǎng)絡(luò)管理范例。但是，實際上我發(fā)現(xiàn)它實際做起來還是比較實際的。傳染其系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、未來的連網(wǎng)。
那么，我們現(xiàn)在研究一下FIND，它是端到端的網(wǎng)絡(luò)體系和分布設(shè)計，而不是單項技術(shù)或子網(wǎng)，它也不受現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)的限制。當(dāng)然，它的口號是創(chuàng)造你所希望的10多15年后的互聯(lián)網(wǎng)。
但是，它具體做是怎么做呢？它目前提出的方法，是要把網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)切片化、虛擬化、可編程。就是說把這個系統(tǒng)路由器、主機分別來管理，在一個實體上用虛擬的辦法分成一片一片，電路交換是電路交換，用不同的網(wǎng)絡(luò)資源來支持不同的建構(gòu)�？雌饋聿皇呛芨锩臇|西，但是這是可以試驗看看的。
歐洲也有一個FIRE，這是未來的互聯(lián)網(wǎng)的研究和試驗。但是它具體的研究方式差不多，也是一種虛擬化的技術(shù)。所以，我細(xì)節(jié)就不講了。
那么按應(yīng)用分類的多層核心網(wǎng)，有的是按數(shù)據(jù)層往上走，那么有的也是不同的層面，那么不同的層實現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)。那么，中國電信是把原有的網(wǎng)絡(luò)用于一般的業(yè)務(wù)，包括P2P，而新建一個CN2來支撐VPN的業(yè)務(wù)。所以，過去我們希望什么東西都集中在一個網(wǎng)上，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)現(xiàn)與其這樣不如分成兩個。一個原有的互聯(lián)網(wǎng)是一般的老百姓用的，還有一個互聯(lián)網(wǎng)是作為VPN用的。那么，網(wǎng)通有兩個這樣的互聯(lián)網(wǎng)，那么中國移動也有兩個互聯(lián)網(wǎng)。
那么這個圖上，可以發(fā)現(xiàn)IP的位置變了。過去IP是作為召喚、選路的核心，而現(xiàn)在ATM是召喚。原來IP是召喚的核心，但是現(xiàn)在變成了MPLS代用了。所以，IP所占的位置，有可能被替換。那么，中國在IPv6上面做的，大家說的是可管理的有地址身份的網(wǎng)絡(luò)。
總之，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展未來是兩條路線，一個是修補�；ヂ�(lián)網(wǎng)原來只做數(shù)據(jù)，現(xiàn)在把流媒體、話音都做了，是摸著石頭過河，你增加一種應(yīng)用，我就增加一種修補的能力。實際上大家說互聯(lián)網(wǎng)的體系已經(jīng)硬化了，互聯(lián)網(wǎng)的修補無濟于事，所以大家說互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)走到頭了。
但是，現(xiàn)在有一種觀點認(rèn)為互聯(lián)網(wǎng)無非是青春期的煩惱，有什么關(guān)系�。亢芸炀涂梢钥朔恕５�，也有人認(rèn)為，可以用不同的體系和協(xié)議的組合來解決現(xiàn)在出現(xiàn)的問題。不少的人還希望用革命的辦法，想當(dāng)年互聯(lián)網(wǎng)既然能革傳統(tǒng)電信網(wǎng)的命，為什么現(xiàn)在不能開發(fā)一種新的體系，來替換現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)呢？像NewArch GENI口號是這樣提的，但是我們發(fā)現(xiàn)是不可能的。
互聯(lián)網(wǎng)很龐大，現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的問題發(fā)現(xiàn)，好像在飛行中要換引擎一樣。我們可以做到在飛機的飛行中加油，但是從來沒有聽說過在飛行中可以更換引擎的。所以，現(xiàn)在人們擔(dān)心對于互聯(lián)網(wǎng)的這種變化是不是有足夠的穩(wěn)定性？能夠使這個網(wǎng)絡(luò)可以足夠地穩(wěn)定運行。
實際上，前面講的互聯(lián)網(wǎng)，對于NGI是這樣，那么對于NGN也是這樣的。那么，下面我講一下NGN的概念與實踐。
NGN的概念I(lǐng)TU有一個很好的定義，基于分組的網(wǎng)絡(luò)，有QoS保證，業(yè)務(wù)有關(guān)功能與底層的傳送技術(shù)不關(guān)聯(lián)。不受限的接入，有通用移動性。我們希望NGN解決安全的問題，但是看來很難。道高一尺磨高一丈的東西很難。而且QoS能夠保證什么呢？它是把QoS放到了船龍技術(shù)上，而不是端到端的傳送技術(shù)。所以，這按我的理解，目標(biāo)上也很難解決端到端的QoS。
這是ETSI的NGN定義，我之所以把它比較，你可以看到，ETSI寫得比ITU更明朗。NGN是基于與互聯(lián)網(wǎng)同樣的體系，全IP的NGN網(wǎng)的核心是IMS，采用3GPP基于SIP協(xié)議，使用WLAN、3G互通概念。ITU沒有講用什么樣的協(xié)議，而ETSI把協(xié)議明朗化了，而這個協(xié)議基本上是往3GPP上面靠攏。
這是美國的TIA的NGN描述它不像ITU和ETSI這么明白。就是無縫的提供話音、數(shù)據(jù)、視象和其他復(fù)合的多媒體業(yè)務(wù)，這些融合的NGN和全球NGN由數(shù)字化、分組化、高速傳送、IP技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)感知單元和其他增強功能所驅(qū)動�，F(xiàn)在看來是通信網(wǎng)和計算機的融合，也包括了技術(shù)的融合，實際上是從多種技術(shù)的方面來看NGN的技術(shù)。
所以，和我以前的想法一樣，過去總認(rèn)為NGN是一種革命的、全新的、萬能的網(wǎng)絡(luò)�，F(xiàn)在看來，逐漸逐漸回歸到比較現(xiàn)實的東西。也就是說，不太可能一下子解決一個完全理想化的網(wǎng)絡(luò)，如果是這樣的話，那么網(wǎng)絡(luò)就沒有進步了。
那么ITU、ETSI基本上是運作這個體系的。那么，我理解的NGN從IP的觀點，就是IMS和IP的承載，下面是一個NGN的承載網(wǎng)絡(luò)，希望可以做到融合的寬帶化，多種業(yè)務(wù)和多種網(wǎng)絡(luò)都可以接入。而上層是IMS基于系統(tǒng)的IMS，是可管理的業(yè)務(wù)。
那么，NGN的IMS是從3GPP過來的，它是的IMS體系。那么，NGN是怎么樣的IMS體系呢？開始可能是與傳統(tǒng)的照搬，但是實際上發(fā)現(xiàn)它的應(yīng)用和3GPP實際上不一樣，所以實際上它是把它融合在一起變成了一個信令路由器，上面支持NGN的應(yīng)用，還有媒體的網(wǎng)關(guān)和媒體的服務(wù)器等等。
這里面，IMS是NGN網(wǎng)絡(luò)的實體業(yè)務(wù)，是用于支持基于SIP的業(yè)務(wù)，支持用戶和中彈在網(wǎng)絡(luò)中某個地點進行注冊，支持認(rèn)證和其他安全措施，使用基于SIP的控制，支持多媒體會話和一些會話業(yè)務(wù)。
盡管固定接入看上去比移動接入簡單，但是移動接入是需要信令卡，需要身份驗證，而固定接入是沒有信令卡的。我們通常的路由器是在第三層選路，如果信令加上去，數(shù)據(jù)的選路是第三層，但是信令的選路可能要跑到第五層上面去了。實際上，信令的選路是在第五層上面做的。也就是說，除了第三層要對數(shù)據(jù)信號進行選路以外，信令的選路需要在第五層建立一個通道。為什么NGN上面要講信令呢？通常話音的網(wǎng)絡(luò)是不需要信令的，我們打VoIP電話實際上跟這個一樣，但是為了保證質(zhì)量，所以在這個網(wǎng)上提供保證。
實際上，我們現(xiàn)在的業(yè)務(wù)有一些是SIP的，有一些是非系統(tǒng)的，你可以看到VoIP等等是SIP，但是我們大量是基于非SIP的。像P2P、VoD、流媒體等等。那么，IMS是對SIP優(yōu)化，而不是非SIP優(yōu)化。所以，IMS如果是NGN的核心，那么我們就面臨一個怎么樣處理非SIP的業(yè)務(wù)分析問題。當(dāng)然了，有一些處理的例子。紅色的就是基于IMS的業(yè)務(wù)那么綠色的就是普通的互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)。那么，粉色的是基于非SIP的業(yè)務(wù)。那么，這個時候非SIP的業(yè)務(wù)是不通過IMS的。所以，可能NGN還需要考慮支持非SIP的一些功能。
另外，在NGN的定義里面，是沒有明朗IPv6，可是在Y.2051里面，它有一句話，IPv6要發(fā)展成NGN的基礎(chǔ)，就是在IPv6的階段，就是從基礎(chǔ)的NGN到IPv6的里面。那么，NGN里面有三個功能，就是端用戶功能與傳送層關(guān)系，允許靈活使用各種接入設(shè)施，例如多歸屬與移動性，在網(wǎng)間且含時，用戶中彈通過一個或多個接入接口，能夠處理多個異構(gòu)接入接口和多個IPv6地址。在端用戶功能與應(yīng)用的關(guān)系，是具有IPv6能力的端用戶功能可從應(yīng)用層獲得信息以支持安全和可靠的IPv6傳送。
那么，多歸屬方面，過去用IPv6跟普通的比，你可以達(dá)到多歸屬。你可以在第一個終端到第二個終端之間建立一個連接，也可以同時建立多個連接，另外，也可以找多個連接，實際上也可以走多個傳送。
首先，SIP電話發(fā)起一個呼叫，到呼叫服務(wù)器，然后呼叫服務(wù)器傳送VoIP的請求，到NACF，然后到RACF把決策分下去，跟我們接入層的服務(wù)器、路由器交互。然后，確定QoS的安裝，確定一定的保障。然后，NACF再回應(yīng)給呼叫服務(wù)器，然后它會向被叫服務(wù)器發(fā)送啟動請求。然后，建立一個主叫與被叫之間的連接。這是說明了NACF在控制被叫的能力，在控制QoS的作用。
但是，我感覺雖然有這些考慮，但是NGN的QoS是相當(dāng)復(fù)雜的，一個網(wǎng)絡(luò)用戶感受的QoS是端到端的，但是前面我講的NGN的QoS是做不到端到端的。它的定義是傳送技術(shù)上的QoS，那么中間可能是多個運營商，那么中間使用的QoS的傳輸技術(shù)是不一樣的，不同的對象不同的需求。所以，要企圖NGN解決QoS的所有問題，那是不可能的。
除了IMS以外，NGN的主要的概念是IP的承載網(wǎng)，這個圖是說承載的技術(shù)是ADM、DXCs、GFP、VCAT、PBT等等的演進的過程。那么，現(xiàn)在傳送的技術(shù)也在轉(zhuǎn)換。那么，這是一個簡化的傳送層。
那么，最后是NGN的標(biāo)準(zhǔn)化的方向，實際上現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化的努力，還是在寬帶，還有寬帶的可管理的IP。當(dāng)然，這其中包括了FBC、RFID、IPTV等等的方面。那么，NGN別看它定義得這么復(fù)雜，實際上它等于Broadband可管理的寬帶網(wǎng)。
最后，NGN從概念的提出到現(xiàn)在已經(jīng)走過了10年，NGN與NGI都是基于IP的承載網(wǎng)。NGN明確其核心網(wǎng)是使用IMS的，而且或者將IMS作為核心網(wǎng)之一�，F(xiàn)在，是否依賴SIP信令是NGN與NGI的主要區(qū)別。從目前NGI的實踐來看，跟現(xiàn)有的網(wǎng)相比，NGI主要還是改進，NGN目前的實踐也基本上是改進。ITU和ETSI都開發(fā)了一系列的NGN標(biāo)準(zhǔn)，但更多的是原則和要求，與指導(dǎo)NGN的實現(xiàn)所需來看，還有很大的定義。標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)工作還在繼續(xù)。移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)是NGI和NGN都關(guān)注的重點，中國在進行NGI和NGN的試驗，NGN對于中國來講有很大的探索的創(chuàng)新空間。我的發(fā)言到這里，不對的地方希望批評指正，謝謝各位！
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