HLM
HeterogeneousLANManagement--異機種區域網路管理
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一、引言
網路融合是一個大趨勢,也是一個熱門話題。融合的目的主要是為了儘量簡化網路環境,降低運營維護的複雜度和運維成本,這是所有運營商所期望的。近幾年,業界一直在談論融合問題,那么為何融合,如何融合,什麼能融合,什麼不能融合,融合的技術基礎是什麼,這些都是需要研究的問題。大體上來說,目前主要有兩類融合問題。一類是固網和移動網的融合,目前簡稱為FMC;另一類是電信網、計算機網(網際網路)和有線電視網的融合,即通常所說的“三網融合”。下面擬分別予以探討。
二、固網和移動網的融合(FMC)
從電信網角度看,移動網與固定網的融合是技術發展和商業運作共同驅動的必然結果。移動網與固定網技術大多是共源的,或是通過相互借鑑產生的,技術上的差異愈來愈小。電信的商業運作要求以最小的投入,得到最大的回報,對全業務運營商來說,要求網路走向融合是必然的選擇。
對移動網與固定網的融合最為關切、要求最為強烈的是固話業務網運營商,即PSTN電話運營商。PSTN有過非常輝煌的時期,在相當長一段時間內,PSTN電話網的普及率是衡量一個國家電信化程度的標誌。網際網路的出現,IP電話的大量發展,強烈地衝擊了PSTN在固網話音方面的壟斷地位,使得PSTN輝煌不再。移動通信的高速發展,更使PSTN雪上加霜。
PSTN只能提供單純的話音業務,業務單一,業務的可取代性強,業務的可擴展能力很差。除了在電話業務基礎上的一些諸如來電顯示、呼叫轉移等電話補充業務外,還可以進行的業務是“話帶數據業務”和在話帶數據的基礎上開數據信息服務的增值業務,但話帶數據速率較低,無法適應信息社會發展的需要。網際網路業務、電信寬頻業務和移動通信的發展,使PSTN的“話帶數據業務”也處於被替代的境地。不僅行動電話可以取代固網電話,寬頻語音業務(VoIP)同樣是固網電話強有力的競爭者,這種趨勢是無法阻擋的。
對PSTN電話運營商來說,其出路是技術轉型。由於移動網與固定網技術大多是共源的,或是通過相互借鑑產生的,技術上的差異本來就不大,融合應該是一件很自然的事情。融合什麼,如何融合,怎樣融合才最有利於產業的發展,這些都是需要深入研究的。
世界各國的固定網都擁有規模巨大的PSTN,這是一筆巨大的資產,一般來說是不會輕易拋棄的。由於移動網與固定網技術大多是共源性的,固網運營商率先想到並提出了固網和移動網融合(FMC)的要求。基本上,實現FMC有兩條技術路線。第一條技術路線是充分發揮固網資源的能力,在已有固網的基礎上,增加移動的能力,以維持固網的發展趨勢及其已有的生存空間。第二條技術路線是,固網向全業務運營商發展時,採用FMC技術來建設性能/價格比最高的網路體系架構。
第一條技術路線的做法是,首先使終端的接入無繩化,增加終端的移動能力。其次,增加用戶註冊地資料庫,保證用戶在一定範圍內能得到認證,並在移動地獲得接入的權利。目前,接近一億用戶的“小靈通”走的實際上就是這條技術路線。它是在無繩電話的基礎上,增加用戶註冊地資料庫,保證用戶在一個城市的範圍內能得到認證,並在移動地獲得接入的權利,故目前“小靈通”一般被稱為“無線市話”。從技術角度出發,只要將用戶註冊地資料庫的用戶論證服務擴大,它就可以不局限於一個城市。很顯然,它可以用來延伸PSTN網的壽命,保護已有的電信投資。當然,“小靈通”並不限制採用PHS技術,Wi-Fi技術和B1ue-Tooth技術都可以用相近的思路來實現。從這個意義上說,目前英國電信的Blue-Phone也是“小靈通”思路的延伸,本質上沒有太大的區別。但這是一條典型的技術路線。
第二條技術路線的做法是,在新型業務網的設計中,將固網和移動網的共同部分提取出來,用一套系統去滿足其要求,將差異部分用不同的技術去滿足各自的要求。因此,採用這條技術路線首先要分析兩者的共同點和差異點。移動網與固定網的主要差異性分幾個方面。首先是移動性。固定網中的終端設備在工作時是不移動的,移動網中的終設備是可以移動的。移動終端可以在工作中移動,在移動中工作。其次是接入技術。固定網的終端是通過固定線纜接入到通信網中,由於線纜的固定性與用戶身份等數據的固定性,因而終端一般不具有移動性。移動網的終端一般是靠無線鏈路接入的,由於無線鏈路的非固定性,造成以無線鏈路接入的終端的天然移動性。隨著技術的進步,技術的相互融合,情況發生了變化。固定網的終端也不再不能移動了,它也具有一定的移動功能。漫遊技術使得固定終端也具備移動的能力,終端的無繩化更增加了移動能力。技術的發展使得固定和移動的概念模糊化。目前可以看到的差別是,固定網中的終端是工作時不移動,移動時不工作,而移動網的終端可以邊移動邊工作。
WLAN的發展使得固定網和移動網界限變得模糊了。一般認為,WLAN是固定網的延伸。在WLAN的支持下,固定終端也可以做到邊移動邊工作。隨著技術的進一步發展,移動網與固定網的界限將會更加模糊化,二者將更進一步走向融合,最終兩者的差異將僅在接入手段和接入方法上。
如果把對移動性的認識進一步延伸,把移動看作是一種業務,對固定網和移動網的融合將更加容易理解。移動業務是由若干邏輯功能實體組合來提供的一種業務。任何其它業務網若希望具有移動性,只要在其基本業務系統的基礎上增加提供移動能力的邏輯功能實體,該業務即可具有移動性。移動業務系統可看成是無線接入加上基本業務系統和提供移動能力的邏輯功能實體組合而成的複合業務。如將支持電話業務的邏輯功能實體和支持移動業務的邏輯功能實體組合起來,終端採用無線接入技術即構成行動電話業務系統。從這個概念出發,移動網和固定網的差異將僅體現在接入手段和接入方法上,兩者的融合很容易理解,也是很自然的事情。
移動業務的實現可由三個邏輯功能實體組成,即註冊地邏輯功能實體、訪問地邏輯功能實體和論證與鑒權邏輯功能實體。如其承載網是分組網,且無須考慮計費的區分(如不考慮漫遊費,訪問地費用不分成等),移動業務的實現可由兩個邏輯功能實體來組成,即註冊地邏輯功能實體和論證與鑒權邏輯功能實體。移動功能可以在任何一個層面實現。若想在網路層實現移動性,只要將上述三/二個邏輯功能實體與網路層設備關聯起來,網路層即可具有移動性。目前,IETF提出的MobileIP是網路層的移動技術。要在套用層實現移動性,只要將上述三/二個邏輯功能實體與套用層設備關聯起來,套用層即可具有移動性。目前,移動SIP套用系統和移動H.323套用系統是套用層的移動技術。移動功能固然可在任何一個層面實現,但其效果和用途是不同的。
移動功能的實現與鑒權、計費和商業模型密切相關。在什麼層面上去實現移動,完全取決於商業模型的選擇。若商業模型期望收取網路接入費,需要在網路接入層進行鑒權與計費,支持移動的邏輯功能實體應放在網路層。若商業模型不僅要收取網路接入費,而且還期望收取業務費,需要按業務進行鑒權與計費,則支持移動的邏輯功能實體應放在套用層,採用“粗放”的收費模式,如打包收費或包月收費,支持移動的邏輯功能實體可放在網路層去實現。對需分門別類,按用戶的不同要求提供不同的服務,收取不同費用的“精細”收費的商業模型,支持移動的邏輯功能實體應放在套用層去實現。
上面分析了固定網和移動網融合的有關問題及其技術基礎,通過上面的分析可以看出,FMC是可能的。固定網和移動網畢竟是有差異的,這個差別主要在於工作方式的差別。一般來說,固定網用戶的工作方式是工作時不移動,移動時不工作,工作的環境條件都比較優越,可以開展享受型的通信信息服務。移動網的用戶一般要求能支持邊移動邊工作,甚至要求支持高速移動下能正常工作,工作的環境條件一般,能滿足基本的通信要求或簡單的享受(娛樂)型的通信信息服務。由於固定網和移動網存在這方面的差異,也導致業務網的差異。一般來說,固定網和移動網的業務網系統是不太容易融合的。除了簡單的會話業務,由於所要求的工作環境和工作條件都很低,故固定網和移動網會話業務的融合是可能的。除此之外,為了保持良好的移動性,移動終端的小巧和易攜帶性永遠是必須考慮的。因而,不論發展到什麼階段,其終端的工作顯示屏總是很小的。移動通信的接入技術是無線接入,它受到頻率資源有限的約束,無法達到固網可提供的接入能力。因為其終端的工作顯示屏總是很小,又因為其接入能力受限,因而導致很多業務實際上在移動網中不可能實現。因此,移動網中業務系統的複雜度實際上大大低於固定網中業務系統的複雜度,移動網的業務系統與固定網的業務系統往往很難融合。大多數場合下,移動網的業務往往是固定網業務的簡化和縮略版本。
由上面的分析可看出,固定網和移動網的融合是不能一概而論的。固定網有固定網的特點,移動網有移動網的特點,一般來說,這兩者是一種互補的關係。固定網的優勢是,信道性能穩定、可靠;信道接入能力強,可提供高頻寬接入;能夠支持寬頻業務。固定網的發展方向是積極發展寬頻網和寬頻業務,增加寬頻業務網的移動能力,發展近距離、高頻寬的無線接入技術,作為固網的延伸。移動網的特點是,任何地點、任何場合、任何運動方式下都可以進行通信,用戶使用手持終端即可通信,可用來開展中、低頻寬的娛樂業務和常規通信業務。
一般而言,下一代網的特點是承載網和業務網相分離,固定網業務和移動網業務綜合到同一個承載網上是沒有問題的。對一部分業務網而言,實現固網和移動網的融合也是沒有問題的,如話音業務網。但對於另一部分業務網路來說就不那么容易了,例如信息檢索業務及在固網中用得相當普遍的Web業務,在移動網中很難使用。由於手機的可操作能力較弱,除了少量高檔手機外,大部分手機不能支持Web瀏覽能力,連簡單的超級連結能力都不支持。固網和移動網在信息檢索業務網方面是很難融合的,只能各搞一套。固網和移動網在業務網方面的融合取決於業務要求的環境條件和終端的支持能力,一概而論的FMC實際上是沒有意義的。
IMS及以IMS為藍本的固網下一代會話業務網的發展,導致目前FMC成為熱門話題。但必須清楚地看到,IMS只能是下一代會話業務網的FMC,它沒有能力也不可能導致其它業務網的FMC。
三、三網融合
在現實生活中存在三種網路,它們分別是:
(1)電信網。電信網是以PSTN電話網為基礎逐步發展起來的,包括固定網和移動網,通過交換機與骨幹網相連。電信網的傳送網技術從PDH到SDH再朝著WDM+SDH方向進行演進,進而向智慧型交換光網路發展。電信網的承載網技術從以TDM技術為核心到以ATM交換技術為核心方面發展,在可以預見的將來,承載網技術將向以IP技術,更確切的說,將向以分組承載技術為核心的承載網方向發展。業務網則將根據社會信息化的要求,從目前的單一業務向多業務和多媒體業務方向發展。電信網的特點是具有雙向互動能力,網路可知、可管、可控,是有明確商業目標的網路。
(2)計算機網。計算機網是以實現異機種計算機互聯為目標的網路,以求實現信息資源的廣泛共享。計算機網的初期主要是區域網路,異機種計算機在局域範圍內互聯實現信息共享。網際網路的發展使計算機網發展到了極致,異機種計算機通過在局域範圍內互聯實現信息共享,進而擴展到在廣域網範圍內的信息共享。完備的體系結構和優良的網路擴展能力,使網際網路在短短十年中,發展成可與電信網相抗衡的大網,成了事實上的國際基礎信息設施的重要組成部分。計算機網是以IP技術為其核心技術的網路,這與下一步電信網採用的技術是“同源共宗”的。鑒於目前計算機網擁有的實際能力,它能實現目前電信網能實現的全部業務,唯一的問題是基於網際網路的設計理念和技術路線。它的商業模型是存在嚴重問題的,除非作脫胎換骨的根本性革命,否則將難於獲得進一步的發展。
(3)廣播電視網。廣播電視網是技術發展和技術進步最為緩慢的網路,在相當長的一段時間內停留在模擬的工作方式內。只是在MPEG2研究完成,電視圖像信息的信源編碼問題得到了很好解決後,廣播電視網的數位化才開始獲得了迅速發展。由於廣播電視的業務特點,廣播電視網從本質上來說是一個分配網,即一個點到多點的分配網,是一個樹型的、不具有互動能力的單向網路。這種網路結構簡單,價格低廉,維護方便,非常適用廣播電視業務。這種網路的另一個特點是全程的頻寬是同一的,即從節目的傳送端到用戶的接收端其頻寬的寬度是相同的,這種網路的最佳用途就是廣播業務。有線電視網採用HFC(光纖同軸混合網)結構是由歷史原因造成的,現有的HFC是一個模擬網,其傳送特性完全是按能最佳傳送模擬電視信息來設計的。儘管目前已有CableModem(電纜調製解調)技術和Cab1eModem的商用產品,並可以大規模商業化,但必須對現有的廣播電視網進行雙向改造才能使用。現有廣播電視網的雙向改造是一個脫胎換骨式的改造,其難度不亞於重建一個新網,因為它要改變廣播電視網的原有設計理念。
對於普通用戶來說,看電視要用廣播電視網,打電話要用電信網,上網瀏覽信息要用計算機網,各個網有各個網的特性,有各自的管理辦法,對用戶來說的確是很不方便的。從用戶的角度來看,希望這三個網能合成一個網,從而既方便使用又便於室內布線。從運營者的角度出發,也希望用一個網來支持全部三種業務,從而降低運維成本。當然,這些願望是好的,也是合理的,能做到是最好的。但是,能不能做,做得到做不到,要進行深入分析和研究後才能獲得科學的結論。下面,擬對三網融合問題進行一番探討和分析。
廣義上的三網融合是指電信網、廣播電視網和計算機網在技術、業務提供、傳送資源共用等方面的融合。三網融合將涉及到目前我國不同行業監管、用戶終端、管理運營等方面的問題。
三網融合的本意是傳輸網路資源和接入網路的充分利用,即運營商可使用單一的物理網路運營多種業務,用戶可通過單一的接入方式使用這些業務,這也是最早提出的三網融合概念,本質上是期望“三網合一”。利用電信網、有線電視網和計算機網在傳送方面有共性的特點,採用同樣的物理網路進行傳輸,可實現資源的共享,特別是接入網的單一化,用一條線路進入用戶家庭,可解決電信網、有線電視網和計算機網的用戶接入問題,並明確提出了兩種技術方案。技術方案之一是利用有線電視網的光纖同軸網(HFC),增加Cab1eModem來實現用戶接入網的融合;技術方案之二是光纖到戶(FTTH),大力發展中的PON技術也可以實現用戶接入網的融合。
用戶接入網的融合用單一接入技術來提供業務還存在不少問題,甚至發現根本是不可行的。簡單地說,對技術方案之一的HFC+Cab1eModem方案而言,不但需要對現有網路進行雙向改造,反向噪聲匯聚問題亦難於解決,存在雙向通信速率不對稱等弊端,用於電信網或計算機網存在很多問題,尤其無法適應業務發展,特別是對稱業務發展的需要。技術方案之二是光纖到戶(FTTH),也存在問題。FTTH目前主要採用的技術是無源光網(PON)技術,分配到每一個用戶的速率一般是3O兆比特,這個速率是無法滿足電視廣播的要求的,除非在下行通道中再增加一個光波。一個光波用於電信網或計算機網,另一個光波用於電視廣播。這樣一來,表面上看只要用一條光纖入戶就可以,但技術本質沒什麼改變,還是各行其道。
下面分析電信網、有線電視網和計算機網這“三網”的哪些部分是能夠融合的,哪些部分是不能融合的,如何來實現融合。
首先分析電信網和計算機網的融合問題。從發展的眼光看,電信網和計算機網在技術上將是共源的,它們都是建立在IP技術基礎上的網路。從計算機網的角度來看,計算機網使用IP技術是很成功的。儘管在發展中存在這些或那些問題,有的問題甚至還是十分嚴重的,但那是發展進程中的問題,不可能改變計算機網使用IP技術的方向。從電信網的角度看,新發展的電信業務已全部IP化,電信網賴以生存的主營業務——電話業務也正在IP化,電信網上承載的業務(企業網的業務)也已完全IP化。因此,電信網上業務的全IP趨勢已完全確定。業務趨勢的確定也決定了網路技術的使用,電信網將建立在IP技術的基礎上。兩個網都建立在IP技術的基礎上,業務上相互趨同和相互重疊,發展的必然結果無疑是兩網合一。當然,不會是簡單地合一到目前的網際網路上,而將會合一到下一代的以IP技術為基礎的網路上。如同當年的163網和169網,由於這兩個網路採用的技術相同,業務定位也相同,最後走向合一是必然的。當然,合一僅是未來的方向,還有很多技術問題要解決,還有很長的路要走。
電信網和有線電視網提供的業務在定位上有根本的不同。從這一點上看,其與計算機網的關係有根本的區別。有線電視網是一個分配網,從網路拓撲結構來說,是一個從有線電視台起到用戶端為止的一個簡單的樹狀分配網路。在網路的分配過程中,網路的頻寬是保持不變的,網路主幹的頻寬與網路葉接點(用戶)是相同的。這種網路是很有特點的,全部的電視節目是直接傳送到用戶終端(電視機)的RF輸入口上,這可保證用戶切換電視頻道時快速、有效。有線電視網是一個單向網,它很難提供互動能力。電信網是一個雙向交換網,它具有很好的互動能力。但是,從資源的合理使用角度看,它是一個資源匯聚型的網路,用戶接入頻寬一般較少,越向核心走頻寬越大。這對於電信的互動型業務是很合理的,也是完全能滿足要求的。但將它用於有線電視廣播時,問題就來了。電信網的用戶接入頻寬不足以支持電視廣播,目前在IPTV節目直播中已經暴露出問題,用戶無法忍受過慢的頻道切換反應能力。當然,問題還不止於此,節目分配設備將會大大增加業務系統的成本。電信網和有線電視網特性上的本質不同,不是IP技術可以調和得了的,電信網和有線電視網應該共存互補。
因此,不能用替代的眼光看待三網融合。三網融合的目標和研究重點是,從經濟性看,主要是提高網路資源的使用效率,為用戶使用業務提供多種選擇,融合後的網路具備提供多種綜合業務能力。三網融合不是通過融合使某種網路完全替代目前的某個網路,而是充分利用目前網路的已有能力和特點,在業務層面實現互補和高效運作,以實現用戶接入網的融合。
四、結束語
固定網和移動網的融合是不能一概而論的。固定網有固定網的特點,移動網有移動網的特點,一般來說,這兩者是一種互補的關係。由於技術的趨同性,在一定程度是可以融合的,尤其在承載網上。在業務網方面,在特定的業務上也可融合,但不能無限制地推而廣之,在業務網層面融合是有相當難度的。
三網融合的技術基礎是信息的數位化。IP技術的廣泛使用使三網融合看到了希望,但是由於業務特性的不同和網路特性的不同,網路完全合一是有難度的,理想的結果是共存互補,有效利用資源,構建完整的國家信息基礎設施。