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通信十大热门技术

通信十大热门技术

2005年十大热门通信技术评述

2005年十大热门通信技术评述

雷震洲

摘要 :与2004年十大热门通信技术主要是运营商正在开发或试验的技术不同,2005年的十大热门技术是能够适应电信业向NGN过渡的技术,包括:空中升级(OTA)、铜线对捆绑(copper pair bonding)、IP多媒体子系统(IMS)、智能分界设备(intelligent demarks)、PWE3/Dry Martini、正交频分复用(OFDM)、会话初始化协议(SIP)、Web服务(Web service)、千兆以太网(GigE)和高速下行链路分组接入(HSDPA)。

关键词 :技术预测,OTA,铜线对捆绑,千兆以太网,HSDPA

  2004年,美国《Telecommunications》杂志评出的十大热门通信技术主要是那些正在开发或试验中的技术,即运营商在今后一二年中要使用的技术。当前,电信业正处在向下一代网络(NGN)过渡的转型时期,2005年评出的十大热门通信技术必然是能够适应这一转型的技术,而不仅仅是为了让运营商获得眼前利益的技术。这十大热门技术分别是:空中升级(OTA)、铜线对捆绑(copper pair bonding)、IP多媒体子系统(IMS)、智能分界设备(intelligent demarks)、PWE3/Dry Martini、正交频分复用(OFDM)、会话初始化协议(SIP)、Web服务(Web service)、千兆以太网(GigE)和高速下行链路分组接入(HSDPA)。

一、OTA

  虽然电话仍是现今无线网上的主要应用,但我们已经看到,无线网应用不再只是打电话,运营商推出了一系列令人眼花缭乱的新业务,其中就包括直达手机的数据业务和视频业务。由于复杂的数据业务和融合业务日益增多,确保手机能够正常工作和接入这些业务是十分重要的。

  为了做到这一点,最近国外推出了OTA无线技术。OTA技术能使无线运营商和它的手机合作伙伴通过无线网络为最新的应用自动完成升级,甚至可以修复在设备制造过程中潜伏的故障。一些新兴的OTA供应商,包括Bitfone、Innopath、Intellsync和Red Bend Software,都在积极开拓这一新的商机。

  应该说,OTA技术对手机制造商和无线运营商都是有利的。目前,大多数手机制造商都与OTA供应商签署了合同。许多大的手机制造商(如LG、摩托罗拉、索尼爱立信和西门子)已经开始把OTA功能集成到它们的新款手机中。由于终端趋于复杂以及对安全性的考虑和3G商用等因素的推动,欧洲和美国的一些运营商,如Sprint和Orange也开始把OTA用作一种差异化服务手段,不少运营商现正在广泛试验OTA技术。例如,Sprint PCS正在把OTA技术用于大众市场手机的升级以及针对企业用户的可管理移动性服务。参与试验的有各种企业用户,利用OTA技术能使运营商在建设EV-DO网络的同时,对企业用户使用的每一部手机提供端到端的管理,管理内容包括安全性、配置、供应和计费等。

二、铜线对捆绑

  在数字用户线(DSL)发展之初,有一种流行的说法:“DSL将把铜变成金”。为此,人们在往后的日子里不断提高DSL的速率并扩大它的传输距离。铜线对捆绑是目前正在被推行的一种提高速率的技术。ITU与电信行业解决方案联盟(ATIS)在2004年末一起批准了G.998系列G.BOND标准。该标准系列规定的数据速率随被捆绑的线对数正比增加,它适用于所有的DSL技术,故允许业务提供商把在多条链路上通过ATM(G.998.1)、以太网(G.998.2)或TDM(G.998.3)传送的各种数据流用捆绑技术复用在一起。捆绑后的线路速率(包括上行和下行)将成倍增加。实质上,铜线对捆绑是一种空分复用技术。

  除了G.BOND以外,还有一个有关线对捆绑技术的标准是VDSL2。VDSL2与VDSL、ADSL2+和ADSL一样,也采用离散多音线路码,但它把频谱从12 MHz扩展到30 MHz,并采用了线对捆绑技术,能提供的最高下行速率高达100 Mbit/s,同时还克服了过去VDSL环路长度短的缺点。不仅如此,现在人们还想把在802.16/WiMAX和 4G中要使用的多进多出(MIMO)技术作为一个附加特点纳入VDSL2标准。在VDSL2中使用MIMO技术主要是为了减少干扰,包括近端串扰和远端串扰,从而进一步增加速率和传输距离。最近,Actelis、Hatteras和Aktino等新兴公司都在从事VDSL/VDSL2和其他捆绑技术的研究。诸如Broadcom、Texas Instruments、Centillium、Globespan Conexant和Ikanos Communications等芯片制造商也都在这方面做了积极的投入。

  在过去的10年中,DSL技术取得了长足进步,但捆绑技术和MIMO是两个新的突破,在VDSL2中得到了应用。所以,虽然在今后2年内ADSL2+也许仍是DSL的主流技术,但可以预计VDSL2将是未来的DSL技术。现今,不少运营商为了传送视像已经引入了光纤到邻里/光纤到路边(FTTN/FTTC),这样的网络结构更加有利于VDSL2这一标准的推广使用。目前,铜线对捆绑的主要问题是国际标准还不完备。

三、IMS

  按3GPP/3GPP2的定义,IMS是一个IP多媒体与电话核心网。它定义了三层结构,即应用层、传送层和控制层,层与层之间具有开放的接口。IMS体系结构在这三层中除了保持用户轮廓以外,还包含了会话控制、连接控制和应用服务框架等功能。IMS体系结构的关键是使用SIP协议。基于SIP,IMS不受制于接入方式,支持固定网和802.11、802.15、802.16、CDMA或GSM等无线网上的任何类型的会话,允许业务提供商向用户提供一系列话音与数据融合的多媒体业务,包括VoIP、一键通(push-to-talk)、即时消息、视频与多媒体消息等。IMS符合NGN把呼叫控制与传送分离的要求,是软交换的延伸,在软交换的基础上对控制功能作进一步分离。IMS的目的是形成一个高度灵活的通信平台,不仅可以实现人到内容(端到客户机/服务器)的多媒体通信,而且还可以实现人到人(端到端)的IP多媒体通信。IMS兼有两个基本点,一是技术融合的汇聚点——IP,另一个是业务融合的汇聚点——多媒体。

  因此,虽然IMS是下一代无线网的基础,但是现在日益被固定网所接纳。诸如ITU、ETSI、ATIS和多业务交换论坛(MSF)等组织都在制订围绕IMS的技术框架。IMS的标准化工作一直在往前推进,设备商、运营商相继宣布基于IMS的策略和纷纷联合开展各种试验。有些传统运营商正在推出一些初期的融合业务。IMS的第二阶段工作将主要集中在与PSTN、非IMS网络以及3GPP2为CDMA网定义的核心网之间的互通能力上。

  IMS最引人注目的一点是它把用户放在“驾驶员”的位置。在IMS中,用户(而不是网络或设备)是中心,网络将服从于用户。当某一用户作出与另一用户通话、聊天或视频会议的会话发起时,全部由网络来判断该用户在哪里以及他(她)在完成会话中的优先选择。IMS使我们离真正的个人通信更近了,用户不论是在固定环境中,还是在移动环境中都能享受到相同的服务,获得相同的应用。 


四、智能分界设备

  在传统的TDM网络中,分界设备指的是用户与运营商网络之间的参考点,可以是位于用户住家旁边的把用户线连接到端局的白盒子,也可以是提供帧中继业务的通道服务单元/数据服务单元(CSU/DSU)。但这里说的是以太网智能分界设备。它与前者的不同之处在于,在以太网环境中,有两种分界功能:一是以太网运行、管理、维护与供应(OAM&P)功能,由以太网网络接口设备(NID)完成;二是业务管辖和定义功能,由用户网络接口(UNI)完成。这种智能分界设备的推出与两个标准有关,一个是第一英里以太网标准IEEE 803.ah,另一个是与以太网线路(E-Line)业务和以太网局域网(E-LAN)业务相关的城域以太网论坛(MEF)的标准。在IEEE 802.3ah和MEF的组织下,参与制订以太网业务运行、管理和维护(OAM)标准的有两个团组。MEF和ITU联合制订业务层OAM功能,而IEEE 802.1制订连接层OAM功能,802.3ah制订接入链路层OAM功能。以太网分界设备对运营商而言有多种用途,它们既能完成插入式端口级测试,又能完成非插入式环回测试和链路完整性测试。此外,这种分界设备还能完成光纤或铜线上的端到端服务水平协定(SLA)管理。

  由于以太网业务出现上升势头,以太网智能分界设备将形成一个重要的市场,因此吸引了不少美国新(ADVA、Covaro、Metrobility、MRV和Aurora Networks)老(Canoga Perkins、IMC)设备供应商,它们开发的智能分界设备除了采用802.3ah和MEF标准以外,还增加了各种新的功能,如逻辑业务环回、固件下载、插入式接口和连接性能分析器等。运营商认为,智能分界设备能使它们提供可管理的话音级以太网业务。

五、PWE3/Dry Martini

  网络IP化以及基于IP的融合趋势已经十分明显,是每一个运营商的最终目标,但这是一个长期发展的过程。目前面临的一个挑战是,网络在向IP过渡的同时,每一个运营商,尤其是传统运营商都有一系列面向企业、能赢利的基于电路交换的业务,如ATM、帧中继和专线等。许多企业和单位目前仍依靠这些业务来支持它们的事业所需。那么如何在保持这些可赢利业务的同时向IP/MPLS骨干网过渡,并且还能够满足基于IP的新业务需要?

  IETF提出的边缘到边缘伪线仿真(PWE3)机理可能是上述问题的一个答案。PWE3的前身叫Martini Draft(由Lucca Martini提出的一个草案),最初设计用来在MPLS上模仿以太网。而PWE3则把这种仿真能力延伸到分组交换网上的任何业务,即在IP/MPLS上可以模仿帧中继、ATM或以太网业务。PWE3可以封装一个业务特定的协议数据单元(PDU),单元中包括模仿此特定业务所必需的数据和控制信息。此外,PWE3还可以作为虚拟专用LAN和虚拟专线业务的基础。

  PWE3对IP/MPLS而言虽然是一种非常有效的机理,但问题是并非所有网络都是基于IP的。所以,后来又提出了Dry Martini,它允许运营商把PWE3延伸到这些非IP网络上,而无需在每两个节点之间安装IP/MPLS层。除了模仿上面提到的这些业务外,PWE3和Dry Martini还能用在无线回传、光纤到小区(FTTX)和数字用户线接入复用设备(DSLAM)回传上。

  PWE3和Dry Martini目前尚处在发展初期,在走向融合的长远过渡期中,它们是一种非常有效的机理,有利于网络与业务的发展,肯定会受到日益广泛的欢迎。现在越来越多的公司,包括阿尔卡特、Axerra、思科、Hammerhead、Juniper、Mangrove和Overture等都在开发能拓展这一萌芽市场的解决方案。

六、OFDM

  OFDM是利用调制技术将载波分成若干个子载波来分担负荷的一种技术,具有较高的频谱利用率,在抵抗多径衰落和窄带干扰上具有明显优势,可以提高系统的非视距传播能力。在无线通信中,OFDM现在越来越受青睐,在3.5 GHz和5.8 GHz无线接入产品中,在无线局域网IEEE 802.11a和IEEE 802.11g标准中,在ADSL中都得到了应用。所以,OFDM技术对各种无线通信、网络运营商、设备供应商和企业用户都十分重要。无线通信技术方面的佼佼者——高通公司也接纳了这一技术,进一步说明了它的重要性。现在,OFDM已经建立了自己的一个联合会,即OFDM论坛。该论坛目前正致力于为高速无线通信制订一个统一标准。

  OFDM有多种实现方法,Flarion公司的Flash-OFDM是其中比较出名的一个。Flarion现在正和美国Nextel、日本Vodafone KK、澳大利亚Telstra及荷兰T-Mobile等运营商一起试验OFDM技术。T-Mobil从2003年以来就一直将Flash-OFDM作为移动宽带数据解决方案进行试验,现在正在搜集统计使用数据和用户行为。Nextel在美国Raleigh-Durham地区进行的试验已经开始接受付费用户。下一步的工作将是在无线网和移动网中推广使用OFDM,使OFDM技术得到持续发展。

  无线运营商在未来几年中估计仍将使用目前已经掌握的EV-DO和HSDPA技术,但应该看到OFDM技术并不遥远。作为运营商必须关注OFDM,紧密跟踪OFDM的发展,包括其不同的实现方法、设备商的动态以及能支持的子载波数量等。OFDM不仅能使802.11和802.16产品的价格明显下降,而且是下一代无线技术中十分关键的一个,不管在超3G(Super 3G),还是在其他系统中都会得到应用。所以,运营商只有密切关注OFDM,才能跟上未来的技术步伐和制定正确的发展策略。既不要把OFDM看作一种万能药,也不要只看到它在底层(无线接入层)的作用。总的来说,OFDM真正用于网络设备还有一段路要走。在制定规划时,运营商至少要知道OFDM这一技术是否已经成本有效,能否满足它们的需要,与它们的网络发展步伐是否合拍。
七、SIP

  SIP是IETF制定的多媒体通信系统框架协议之一,是一个基于文本的应用层控制协议,独立于底层协议,用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话。SIP协议与其他协议相配合,支持话音、视频、数据、E-mail、即时消息、聊天、游戏等业务。

  SIP已经成为当前的核心使能技术之一,在推动诸如VoIP之类的关键业务方面起到了十分重要的作用。SIP标准虽然尚不完善,但它能够使运营商采用来自多家设备供应商的设备来提供基于IP的通信业务。SIP将为分组网提供移动业务和固定业务给出一个框架,在发展视频业务和推动无线/固定融合方面也将发挥关键的作用,但SIP也会在身份管理、信任程度以及传统业务牵涉不多的各个方面带来新的问题。所以网络设备供应商和运营商对SIP一直非常关注,政府主管部门对SIP也很关注,因为SIP在管制方面也将带来新的挑战。

  对企业用户而言,不应把SIP看作能为企业增加收入的一种技术,而应把它看作一种能控制和降低成本的有用工具,虽然降低成本与产生收入的最终效果是一样的。通过SIP用普通话机来提供VoIP业务,对办公地点需要经常变动的中小企业来讲尤其有用,因为使用IP电话以后,办公地点搬家、扩大或改变布局就不必重新布线,可以节省不少成本。

  像所有的标准一样,互操作问题是目前推广使用SIP的一个障碍。由于设备供应商在按照标准开发设备时,往往会加入一些专用的东西或特点,以区分于其他设备供应商。这给运营商在互操作方面带来很大麻烦,运营商必须先解决互操作问题才得以在它们不断扩展的网络中采用不同供应商的设备。SIP存在于端点设备(即用户驻地设备)和运营商网络设备(如服务器)。一般情况下,其中80%左右是标准化的,还有20%是根据客户想增加的特点来设计的。

八、Web服务

  Web服务是在Web越来越多地用于应用至应用通信的情况下应运而生的一种实用界面,形成IP和互联网的应用层。Web服务的基本定义是由某一公司的服务器为Web用户提供的服务,所生成的服务必须容易找到和使用。Web服务需要面向服务的体系结构(SOA),一般涉及平台、置入服务可获性、交换数据的方法、标准的数据格式等,能使构建服务更快、更经济,并可加入安全性、可靠性、信任度和身份等互联网本身不能提供的东西。有人认为,Web服务代表不久后互联网上的服务方式,甚至能取代传统的TCP/IP应用界面。

  迄今,多数运营商的主要业务是传送业务(即出售带宽),与此同时再提供一些增值业务。今后,运营商要想继续生存发展,必须改变策略,不能过多依靠传送业务,不管其速率有多快以及承载的是什么,而必须对Web服务付诸更多的关注。由于Web服务能够使运营商更方便地给消费者提供分布式服务,故很可能是运营商的一条赢利途径。对于想要开展Web服务的运营商,必须要有相应的使能设备。网络设备公司思科和Juniper已经开始提供相关设备,并带动了其他公司。与此同时,微软和IBM等计算机公司也围绕Web服务的各个方面开展了若干工作。上述公司的工作主要集中在SOA方面,定义SOA中的各个实体如何工作,彼此如何交互作用。迄今,SOA最常用的实现方法是基于简单目标接入协议(SOAP)的Web服务。当然,公司的IT部门和运营商两者都需要评估和分析主要的设备供应商在Web服务方面所采取的技术路线。因为这些路线将影响今后整个市场的发展。了解了这些供应商的起跑方向,才可以看到它们的终点。

九、千兆以太网

  近10年,高速以太网技术迅速发展,并进入了城域网领域。千兆以太网如今已经成为支持在分散的用户驻地之间传送大业务量数据的关键组网技术,从局域网延伸至城域网。就像其他以太网业务一样,千兆以太网业务也吸引了企业用户,因为它不仅速率高,而且简单、易于使用,不需要费钱费时地学习培训。千兆以太网将帮助企业把各个分开的LAN和WAN合并成一个较小的实体,从而降低企业运行成本。对每年都需要多个T1或1个T3线路的企业用户来讲,现在恐怕应该着手准备从TDM链路逐渐平稳地过渡到以太网上。

  运营商和设备供应商已经对几种传送方法进行了大量研究工作,研究如何在目前和已规划网络(包括SONET、DWDM和CWDM)上传送千兆以太网业务。在传送网上灵活有效处理千兆以太网业务的方案包括链路容量调整方案(LCAS)和通用成帧程序(GFP)。LCAS能使网络运营商恰如其分地利用带宽的特点,也就是能够把带宽容量上下调整得正好。GFP是把数据业务映射到SONET中的一种常用方法。另外在接口上人们也开展了大量研发工作,目的是使这种接口能够支持把千兆以太网方便经济地延伸至更大的城域距离,突破目前10 km以内的限制。设备供应商不仅把目光集中在千兆以太网,而且还在探索万兆以太网的延伸能力。

十、HSDPA

  HSDPA是为了适应未来分组数据业务快速增长的需要而提出的,是3G标准往前演进的一个步骤。其主要目标是把WCDMA对“尽力而为”分组数据业务的下行链路峰值传送速率提高到大约14 Mbit/s,远远超过IMT-2000要求的2 Mbit/s。与此同时,在时延方面还将得到改善。为了实现这一目标,采用了高阶调制与快速链路自适应、快速自动请求重发(ARQ)、快速调度、快速小区选择、MIMO天线等多种技术。

  目前,包括Cingular在内的一些美国移动运营商都在与设备供应商联合进行HSDPA试验。设备供应商主要包括摩托罗拉、爱立信、朗讯、西门子、北电和阿尔卡特。移动运营商十分重视HSDPA,已经建有WCDMA网络的运营商需要用HSDPA来增强竞争力,在WCDMA网络建设上行动缓慢的运营商则有可能直接跳入HSDPA。WiMAX的出现对移动运营商发起了挑战,进一步加速了HSDPA的进程。而设备供应商则希望通过HSDPA来增加它们的3G设备销售收入。

  预计HSDPA将成为被许多美国企业采用的一种数据接入方式,因为HSDPA提供的应用能使企业用户很快增强现场销售能力和方便获取随时变化的重要客户数据。此外,利用HSDPA还可以更快地更新信息,可以使诸如库存管理等流程变得更加有效。所有这一切都有助于企业用户产生新的收入流。所以,HSDPA已经成为当前美国无线市场的主要驱动力。在所有的无线基础设施技术之中,移动运营商和设备供应商目前最看好HSDPA,甚至位于IMS应用以及无线与有线融合诸热点之上。
长见识!!有各级都没听说过!
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