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internet的發(fā)展與存在的問題 internet技術起源于60年代末期美國軍方研究的arpa網(wǎng),，經(jīng)過大學、研究所的無償使用,、開發(fā)和完善,，系統(tǒng)得到培育，初步形成規(guī)模,。1983年,，internet正式交付民間使用，系統(tǒng)進入迅速發(fā)展階段,，聯(lián)入internet的用戶數(shù)每10個月左右翻一番,，干線上的信息傳輸量每6～9個月翻一番，盡管有人不斷預言,，internet會由于發(fā)展太快,，造成信息擁塞，使系統(tǒng)失去控制而崩潰,，而實際上通過一次又一次地增加干線網(wǎng)絡的帶寬,，使internet一直保持高速發(fā)展的勢頭。 早期的internet主要提供電子郵件（e－mail）,、遠程登錄（telnet）和文件傳輸（ftp）的功能,，90年代初期出現(xiàn)www服務之后，使得internet提供的服務向多元化發(fā)展,，出現(xiàn)了各式各樣的網(wǎng)站,，吸引了大量的用戶。90年代后期出現(xiàn)internet電話，在服務領域上向傳統(tǒng)的以話音服務為主的電信網(wǎng)發(fā)起挑戰(zhàn),。有人驚呼全世界近十萬億美元建設起來的電信網(wǎng)可能被取代,。ip電話只是internet提供實時多媒體業(yè)務的開端，ip電視已經(jīng)開始出現(xiàn),，計算機網(wǎng),、電信網(wǎng)、有線電視三網(wǎng)融合的呼聲日益高漲,，信息領域正處在大變革的年代,。怎樣的理解比較正確，什么樣的策略更切實可行一些,，各方面的管理人員和專家都對于下一代的internet（ngi）給予很多關切,。 ngi初現(xiàn)倪端 美國國家自然科學基金會（nsf）1995年開始建設甚高性能骨干服務網(wǎng)vbns（very high performance backbone network service），這個網(wǎng)絡橫貫美國大陸,，采用ip over atm體制,。1998年美國副總統(tǒng)戈爾宣布實施abilene計劃，建設寬帶ip網(wǎng)絡,，采用ip over sdh體制,。1998年2月加拿大提出建設世界上第一個光internet，采用ip over wdm體制,。美國麻省理工學院研究下一代internet,，也是使用波分復用的光纖網(wǎng)絡。我國1998年在863計劃中開始對ngi的ip交換設備進行研究,，1999年國家自然科學基金會立項在北京市內(nèi)幾所大學和研究所之間開展ngi試驗性研究,，同年，中國科學院,、中國廣電總局,、鐵道部、上海市籌資組建中國網(wǎng)通公司,，在中國東部地區(qū)17個城市范圍進行ngi應用性試驗,。這些試驗的主要目標在于尋求新技術解決目前internet網(wǎng)上擁擠問題，實時服務的質(zhì)量問題,。通過典范性的試驗來取得實際經(jīng)驗,，在傳輸帶寬增加100～1000倍的這種高帶寬的條件下，開發(fā)面向領域的革新性的應用,，來研究,、開發(fā)和培植ngi。ngi正在孕育之中,，它的某些性能還在演變,，但它在交換和傳輸，網(wǎng)絡接入，以及提供的業(yè)務等方面的基本特征已經(jīng)初現(xiàn)倪端,。ngi可以劃分為三個邏輯層次：一是高速傳輸和交換的核心網(wǎng),，也稱為骨干網(wǎng)；二是提供與核心網(wǎng)的連接,，為用戶業(yè)務提供適配的接入網(wǎng),；三是為用戶提供各種服務的業(yè)務網(wǎng)（見圖1）。無論在哪一個層次上都能兼容現(xiàn)在internet所提供的功能,，它們表現(xiàn)出目前internet所達不到的功能都是以寬帶為基礎的,，所以ngi也可以通俗稱為寬帶ip網(wǎng)。  圖1 1.ngi的核心網(wǎng) 核心網(wǎng)的功能是對ip分組進行高速傳輸和交換,，傳輸速度在1000mb/s以上,，交換容量在幾十gb/s到幾千gb/s之間，從接入網(wǎng)的觀點看,，它是一個傳輸子網(wǎng)。核心網(wǎng)由分組交換設備和傳輸線路組成,。傳輸線路主要是光纖,，它用于核心網(wǎng)內(nèi)交換設備之間的連接，以及接入網(wǎng)到核心交換設備的連接,。核心網(wǎng)內(nèi)交換設備正在演變過程中,，1995年的試驗網(wǎng)中，用的是atm設備,，采用ip over atm體制,。把ip包拆成atm信元進行交換，把atm的信元封存在sdh幀格式中,，通過光纖進行傳輸,。隨后的試驗中使用ip交換機替代atm，采用ip over sdh體制,，以ip分組為單位進行交換,，以ip分組封存在sdh分組中，在光纖上傳輸,，再后面的試驗采用ip over wdm,，將ip分組直接在波分復用的光纖上傳輸。atm采用等長的53字節(jié)的信元作為交換和傳輸單位,，在交換結(jié)點中的緩沖處理有方便之處,，atm有一整套保證服務質(zhì)量的措施，但對于ip提供的業(yè)務來說,，把ip分組拆成atm信元,，再組合成ip分組都是額外的工作，atm信元頭也是額外的帶寬開銷。sdh幀格式中有完善的運行和維護信息,，對解決網(wǎng)絡的自愈和網(wǎng)絡管理有好處,，但sdh基本幀重復周期為8khz適應電話采樣頻率，sdh支持同步復接,，對時延抖動限額要求較高,，這些特征對ip業(yè)務意義不大，采用ip over wdm體制可以期望把設備做得更廉價,，這是一個大體的演進趨勢,。 光通路的分插復用設備（oadm）已經(jīng)用于光波復用系統(tǒng)中，光交叉連接設備（oxc）也在實驗室環(huán)境下研制成功,，它可以避免在傳輸過程中的光電轉(zhuǎn)換的瓶頸,，這些技術都會在核心網(wǎng)內(nèi)得到應用，然而要實現(xiàn)真正的光交換,，對信號的速率,、格式在光領域進行處理，還有很多問題有待研究,。 2.ngi的接入網(wǎng) 接入網(wǎng)的功能是對各種業(yè)務提供支撐的手段,，使它們適配到核心網(wǎng)上。由于業(yè)務的多樣性,、業(yè)務的擴張性使得接入網(wǎng)的形態(tài)呈現(xiàn)多樣性,。目前主要有以下幾種。 1)隨著核心網(wǎng)采用ip over sdh和ip over wdh的體制,，現(xiàn)存的atm系統(tǒng)逐漸地進入接入網(wǎng)的范疇,，它可以滿足一些特定業(yè)務質(zhì)量要求的業(yè)務。 2)各種形態(tài)的路由器,，特別是有千兆光纖接口的交換路由器是與寬帶核心網(wǎng)配合很好的接入設備,，它與寬帶核心網(wǎng)連接，不需要做協(xié)議的轉(zhuǎn)換,，它能夠支撐多種業(yè)務,，特別適合光纖到大樓、光纖到路邊,、光纖到辦公室的環(huán)境,。 3)各數(shù)字用戶環(huán)路adsl、hdsl,、vdsl,、idsl都在發(fā)展之中，這些用戶環(huán)主要用于社區(qū)內(nèi)最后一公里的接入,，經(jīng)過匯集之后再接入核心網(wǎng)絡,。 4)光纖銅纜混合接入（hfc）是近兩年呼聲甚高的接入手段,，利用有線電視的電纜傳輸數(shù)字信號，利用電話線路作上行信道或者對原有的電纜作雙向傳輸?shù)母脑靵韺崿F(xiàn)internet 的接入,。 5)無線的本地多點分布系統(tǒng)（lmds）采用20～40ghz頻段提供按需分配的帶寬，傳輸容量可以達到155mb/s,，適合于中小企業(yè)及家庭的接入,。 6)電力上的internet接入系統(tǒng)目前有所突破，傳輸速率可以達到1mb/s,。 每一種接入方式都有各自的長處和局限性,，有特定的適應范圍。所有的接入方式都有ip的承載能力,。而對ip之上的業(yè)務的支持能力是各不相同的,。 atm和路由器都支持綜合業(yè)務，atm的質(zhì)量保證更完善,，但系統(tǒng)相對復雜,，價格昂貴，各種數(shù)字用戶環(huán)路都考慮了電話業(yè)務和internet業(yè)務的兼容,，而hfc更多考慮廣播電視業(yè)務與internet業(yè)務的兼容,，lmds和電力線上的接入都在研究之中，lmds還有頻譜資源的分配問題有待協(xié)調(diào),。 接入網(wǎng)是一個形態(tài)多樣，技術繁雜,、變化多端的領域,。為了支持各種業(yè)務滿足各種業(yè)務的特定要求，除了必要的協(xié)議轉(zhuǎn)換,、地址轉(zhuǎn)換技術之外,，還發(fā)展了各種應用的技術。例如,，為了支持電視廣播,、電視會議，發(fā)展了多播技術,，當相同的信息傳給很多人要經(jīng)過同一段網(wǎng)絡時沒有必要傳送很多份,。為了防止信息的丟失、惡意攻擊,，研制出各種類型的防火墻,。為了防止信息在傳輸過程中失密，各種加密,、解密算法被放到接入設備中,。目前黑客猖獗,，將來在管理系統(tǒng)中除了目前已有的常規(guī)管理之外，會增加監(jiān)察,、反黑客偵探的功能,。 3.ngi的業(yè)務網(wǎng) 在通常的概念中，每一種業(yè)務有一個網(wǎng)絡來支持它,，例如電話網(wǎng)提供了話音業(yè)務,，有線電視網(wǎng)提供電視廣播業(yè)務，x.25數(shù)據(jù)網(wǎng)提供了數(shù)據(jù)業(yè)務,，internet提供計算機互聯(lián)的業(yè)務,，隨著各種網(wǎng)絡業(yè)務的擴張，網(wǎng)絡承載技術的融合,，各種網(wǎng)絡之間的界限越來越模糊,，當internet向?qū)拵Щ^渡之后，從用戶的觀點來看,，包括核心網(wǎng)在內(nèi)的寬帶接入網(wǎng)就是一個各種業(yè)務的承載網(wǎng),，各種業(yè)務網(wǎng)都可以疊加在這個接入網(wǎng)之上。這些業(yè)務也處在不斷地發(fā)展和演變之中,，有一些業(yè)務是目前網(wǎng)絡難以支持的業(yè)務,，而有一些目前網(wǎng)絡已能支持的業(yè)務在寬帶ip網(wǎng)的環(huán)境下也有新的特征。 首先我們來看遠程教學,。要使得影像信息通過目前的網(wǎng)絡,，實現(xiàn)真實意義下的遠程教學，實際上很難辦到,?；蛘呶覀儫o法獲得這樣的帶寬，或者無法支付昂貴的電路費用,。這樣的系統(tǒng)在目前環(huán)境下只是一個演示系統(tǒng),，而當寬帶ip網(wǎng)建成之后，帶寬資源足夠豐富,，遠程教學才是一個實際使用的系統(tǒng),。 其次是電視會議。目前我們開電視會議要事先申請電路,，在特定的場所使用昂貴的設備才能進行,，在寬帶ip網(wǎng)絡環(huán)境，電視會議只是一種很普通的業(yè)務,，只要事先通知與會者,，按時出現(xiàn)在自己的終端前就行了。 第三,，協(xié)同設計,。我們今天為了共同做一個項目,，通常都在一個辦公地點上班，以便彼此的協(xié)商,，而有寬帶ip環(huán)境后,，可以通過網(wǎng)絡將設計者彼此連在一起。 第四,，虛擬網(wǎng)絡,。目前虛擬網(wǎng)絡還沒有廣泛使用，而在寬帶ip網(wǎng)環(huán)境下,，虛擬網(wǎng)是一種業(yè)務,，任何用戶集團可以設定虛擬網(wǎng)絡，使得這個集團在特定的業(yè)務下與外界隔離,，這種虛擬專用網(wǎng)絡可以達到目前各種專用網(wǎng)一樣的效果,，而成本卻低廉得多。 第五,，電子商務,。目前的電子商務還處在早期階段，借助于網(wǎng)站提供各種信息,，可以使一些票據(jù)變成電子化,，而在未來的寬帶ip網(wǎng)絡環(huán)境下，可以實現(xiàn)實時處理商務活動,。這將大幅度減少流通環(huán)節(jié),，增加流通領域的透明性，電子商務將會非常廣泛地應用在商業(yè)活動領域,。 第六,，數(shù)字電視會在寬帶ip網(wǎng)上進行。在一個1000mb/s的線路上可以傳遞200個頻道的廣播電視,，通過多播技術將特定頻道上的節(jié)目送到相應的用戶組,。對于點播的節(jié)目將會有實時和非實時之分,，對非實時的音像節(jié)目,，卸載是非常廉價的服務。 最后來看看ip電話,，目前ip電話質(zhì)量不夠理想,，價格也不夠低廉，因為目前ip電話在多數(shù)情況下還要經(jīng)過普通的電話網(wǎng),，要支付這部分普通電話的費用,，長途部分用ip分組傳送，而這段電路中的帶寬又難以保證,。在將來寬帶ip網(wǎng)絡的環(huán)境下,，話音占用的帶寬只是線路帶寬中很少的一部分,，通過優(yōu)先級保證話音先行，這時話音的質(zhì)量可以保證,，長途電話與本地電話在費用方面沒有太多差別,。 ngi帶來的影響 無論是在中國還是在西方國家，傳統(tǒng)電信網(wǎng)和有線電視網(wǎng)都是由政府部門管理,，而且走過一段壟斷經(jīng)營的歷程,，而internet沒有特定管理部門，internet發(fā)展的速度最快,。寬帶ip網(wǎng)絡將會蠶食傳統(tǒng)電信網(wǎng)的業(yè)務,，ip電話將會使傳統(tǒng)電話業(yè)務分流，特別是長途電話和國際電話相當?shù)臉I(yè)務量將由ip電話來完成,。寬帶ip網(wǎng)對有線電視網(wǎng)絡體制產(chǎn)生影響,，未來的數(shù)字電視可能由寬帶ip網(wǎng)來提供。來自vint-cerf-mci的美國電信市場分析報告指出,，數(shù)據(jù)業(yè)務正以200％的速度增長,，話音業(yè)務以5％的速度增長，預計在2005年數(shù)據(jù)業(yè)務將超過話音業(yè)務,，根據(jù)lucent對中國市場的調(diào)查,，數(shù)據(jù)業(yè)務以180％的速度增長，話音業(yè)務以14％的速度增長,，在未來的幾年里,，全世界數(shù)據(jù)業(yè)務總量將超過話音總量，以話音為主的電信網(wǎng)絡將逐步演變?yōu)橹С侄喾N業(yè)務的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡是歷史的必然,。 寬帶ip可以支持計算機通信業(yè)務,、傳統(tǒng)電信業(yè)務和有線電視業(yè)務，隨著中國進入wto,，會加速業(yè)務融合的過程,，甚至在國外沒有充分發(fā)展的新技術都可能在中國這塊土地上先行，因為西方電信的運行效率比中國電信運行效率高,，同一種新技術在中國這塊土地上競爭力比在西方國家更強,。這種環(huán)境逼迫我們主動采用新技術，采用新體制,，提高運行速率,。 目前的internet是在租用現(xiàn)有電信部門的線路基礎上發(fā)展的，相對陳舊的技術體制和低效的管理運行方式,，使得internet的成本比較高,，影響internet的發(fā)展速度和應用領域。而下一代internet新的技術體制和新設備將大幅度降低系統(tǒng)造價,，若能打破壟斷的管理體制,，提高運行效率,，按單位信息量所要支付的費用計算，下一代internet費用只有現(xiàn)在的1/10～1/100?，F(xiàn)在許多不可思議的事情,，都將在ngi環(huán)境下變成現(xiàn)實。 |
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