冯玉岷-通信产业的发展与新技术展望.ppt

通信产业的发展前景与新技术展望 一 新世纪以来通信业的寒窗二 我国通信产业的发展状况三 现代通信新技术的发展状况四 通信产业发展前景 一 新世纪通信业的寒窗 1 电信业疯狂裁员2 全球电信业面临困境辨析 1 电信业疯狂裁员 自去年以来 全球部分知名公司纷纷公布裁员计划 全球著名的电信巨人朗讯在全球裁员1 6万 相当于员工总数的15 世界第二大移动电话生产商摩托罗拉公司已经裁减1 2万名员工 连一向以 终身雇佣制 为特色的日本企业为了应对经济低迷的局势也采取了裁员的措施 在国内以联想为代表的IT企业也期待通过裁员 痩身 增效 促进发展 实现联想战略 裁员不幸成为全球最流行的企业行为 从美洲 欧洲到亚洲 从IT业到制造业 从知名企业到名不见经传的小企业 无不在这个经济处于低潮的年代做出了裁员的决策 部分电信公司宣布的裁员人数 2 全球电信业面临困境辨析 1 现时电信的有限市场 夸张信息的作用 对市场期望值过高 一拥而上 求大求洋 酿成泡沫 一味强化网络 业务发展不力 2 泡沫与虚报收益失去投资信任 3 债台高筑在金融证券业内声名狼籍 GlobalCrossing 世界通信 Qwest 朗讯 AOL时代华纳公司等债务额 2万亿 4 继续使用落后而失效的商业模式 究竟社会需要什么 需求多大量 价格 数量 质量 未来需求一时搞不出来 多余通信资源受到冷遇 5 对自由化 竞争 缺乏有效约束与引导 从南北500条光纤看问题 爆炸的信息 什么人有多少用 用什么信息 6 新业务 高速 综合 多媒体 智能 小型 低价业务终端没有搞出来 二 我国通信产业的发展状况 1 中国通信网络规模容量跃居世界第一 网络 技术先进 业务齐全 覆盖全国 通达世界 进入世界先进行列 传输 全部数字化 交换程控化 高效率 大容量 安全可靠 规模 光纤长度 209万km 南北500条光纤 互联若干网的网间带宽100Mb s 国际出入口速率1Gb s 传输 SDH DWDM 1600Gb s ATM主干 IP及多媒体 接入 城域宽带网大面积铺设 2 我国成为世界最大规模电话用户国 电话用户突破4亿 2002年12月止 年增近亿户 固定电话 2 1442亿用户 年增3405万户 移动电话 2 0662亿用户 年增6139万户 电话普及率 33 7 固话 16 8 移动 16 19 3 大力开展增值信息服务 智能交换网 300 600 700 800 移动可视电话 多媒体信息 交互游戏 IP 移动 流媒体IP业务 移动位置服务 端 端 移动支付 4 大城市开始启动高清晰地面数字电视广播 地面数字电视传输信息量大 支持包括高清电视的多媒体广播服务并且与现有模拟广播电视频道兼容 有利于频率规划具有灵活性 可扩展性 5 大力发展软件产业软件产业是信息产业的核心和灵魂 是决定21世纪国家竞争力的战略性先导产业 面对经济全球化和全球信息化的形势 如何把我国软件产业做强 做大 是当前信息产业急需解决的重大课题 我国软件产业已具备较好发展基础 近十多年来 我国的软件产业始终保持了持续快速的发展态势 1992年我国的软件产业销售额仅为43亿元 2001年我国的软件产业销售额达796亿元 其中软件产品销售额为330亿元 软件服务收入为406亿元 软件出口额为7 2亿美元 到2002年8月 我国通过认定的软件企业为4200家 销售额超亿元的有十几家 登记的软件产品达9830个 共有各类软件从业人员近50万 软件产业已形成一定的规模 我国软件产业的发展环境也已经形成 近几年来 为了推进我国软件产业的发展 国家相继出台了 鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策 振兴软件产业行动纲要 2002年至2005年 等一系列措施 营造了一个较好的外部环境 根据我国软件产业发展的目标 到2005年软件市场销售额达到2500亿元 其中国产软件和服务的国内市场占有率达到60 软件出口达到50亿美元 形成若干销售额超过50亿元的软件骨干企业 现代通信的发展状况宽带网接入网第三代移动通信若干具有生命力的新技术 1 宽带网技术 现有的电信网是基于电路交换的窄带PSTN ISDN和基于分组 信元 面向连接的宽带ATM网 它将日趋宽带化 宽带网的业务特点是 速率跨度大 业务突发性强 对差错敏感程度不同 对时延敏感程度不同 多播 multicast 和广播 broadcast 2 接入网技术 AccessNetwork AN 接入网是在公用电信网中连接核心网与用户或用户驻地网的桥梁 是本地交换机到用户终端的实施系统 它通过V5接口与交换设备连接 主要完成传输 复用 交叉连接 采用ATM以支持多业务接入 电话 数据 视像和多媒体业务等 接入网分为有线接入和无线接入 主要技术有 XDSL OAN HFC SDV 宽带无线接入 1 XDSL XDSL技术 是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造 使之承载宽带业务 X A H S V ADSL 非对称DSL 是其中的代表 ADSL的上行和下行速率不对称 适于支持Internet VOD和远程LAN业务 同时能在保证原POTS业务的前提下 不改动原有铜缆设施就能提供宽带业务 因此ADSL在北美和欧洲有很好的推广应用 我国也正在发展应用中 2 光纤接入网 OAN OAN是在接入网中采用光纤作为主要传输媒质 实现接入网功能的技术 它具有带宽宽 不需要中继器 传输质量好 市场看好等特点 OAN技术由于其性能和带宽的优势 将在宽带接入中发挥主要作用 3 无线接入 无线接入 指从业务节点接口到用户终端部分或全部采用无线方式 目前无线接入网所能传送的业务主要是电话 传真和短消息 对数字视频和因特网浏览等数据业务的支持正处于积极研究阶段 并已有相关产品问世 如WAP手机 掌上电脑 3 第三代移动通信 与第二代移动通信的区别主要技术 1 第三代移动通信与第二代的区别主要是业务上的区别第二代移动通信系统是数字语音移动通信 它是采用TDMA或CDMA为主的数字蜂窝系统 如GSM DCS1800 IS136 IS 95等 其容量和功能都比模拟系统有了很大的提高 第二代数字移动通信系统的业务种类主要限于话音和低速数据 9 6kbit s 而社会的发展对通信业务种类和数量的剧增 人们已不再满足于第二代系统 于是 一种支持多媒体业务且有足够容量的第三代移动通信系统就应运而生 第三代移动通信 3G 的优点是 用户容量大服务性能较好 频谱利用率较高 用户终端小巧 电池使用时间长 辐射小等 2G是为话音业务所设计 3G则支持移动多媒体业务 具有高保密性 为全球范围无缝漫游系统 目前我国移动通信处于第二代向第三代过渡时期 3G将更支持数据和多媒体业务 支持IP的移动接入 码分多址和分组传送是3GRTT的公认发展趋势 3G核心网也将向IP ATM技术相结合的方向发展 2 第三代移动通信的主要技术 1 多载波技术多载波MC CDMA是第三代移动通信系统中使用的一种新技术 多载波传输原理是将串行传送的数据分成若干个数据流 分别调制到不同的载波上进行并行传输 目前 多载波CDMA技术的研究内容大致有两类 一是用给定的扩频码来扩展原始数据 然后用每个码片来调制不同的载波 这是在频域内的扩展 MC CDMA 或者OFDM CDMA 即属于此种类型 另一种是用扩频码来扩展已经进行了串并变换后的数据流 然后用每个数据流来调制不同的载波 这是在时间域的扩展 即类似于通常的直接序列扩频DS CDMA 2 智能天线技术智能天线技术是基于自适应天线原理的一种适合于第三代移动通信系统的新技术 它利用天线阵列的波束会成和指向 而产生多个独立的波束 以自适应地调整其方向图以跟踪信号的变化 同时对干扰方向调零以减少甚至抵消干扰信号 以提高接收信号的载于比 增加系统的容量和频谱效率 智能天线的特点是能够以较低的代价换得无线覆盖范围 系统容量 业务质量 抗阻塞和掉后等性能的提高 3 多用户检测技术在CDMA系统中 由于码间不正交 会引起多址干扰 MAI 多址干扰限制了系统的容量 为消除多址干扰的影响 人们提出了利用其它用户的已知信息去消除多址干扰的多用户检测技术 多用户检测技术分为两大类 线性多用户检测和相减去干扰检测 在线性多用户检测中 对传统的解码相关器软输出的信号进行一种线性的映射 变换 以产生新的一组有希望提供更好性能的输出 在相减去干扰检测中 产生对干扰的预测并减去 4 Turbo码1993年Berrou等人提出的Turbocode实际上是前人工作的巧妙综合和发展 最初的报告成果表明其译码性能可以接近香农理论值 如利用两个码率为1 2的卷积码并行级联而成的Turbocode 在信噪比为0 7dB时 误比特率可达 但由于当时主要是数值模拟的结果 缺乏理论分析 因此最初人们的反应是怀疑 但以后几年各方面的研究不仅重复了上述结果 而且有很多理论和实际应用的发展 表明Turbocode确实提供了构造好码的途径 因此 Turbocode很快成为国际信息论和编码理论界的研究热点 并试图应用到各种通信系统 5 OFDM OrthogonalFrequencyDivisionMultiplex FDM为多载波调制 MCM 的一种方式 它是把数据流串并为N路速率较低的子数据流 并用它们分别调制N路子载波后并行传输 优点 1 对抗频率选择性衰落或窄带干扰 2 可以有效地对抗信号波形间的干扰 适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输 3 通过各个子载波的联合编码 具有很强的抗衰落能力 4 OFDM技术抗窄带干扰性很强 5 信道利用率很高 当子载波个数很大时 系统的频谱利用率趋于2Baud Hz 4 若干具有生命力的新技术 WLAN软交换IP网络新技术 WLAN 无线局域网 1 1背景无线局域网 WLAN 是对传统有线局域网在接入方式上的扩展 WLAN一个灵活的数据通信系统 其数据传输速率现在已经能够达到11Mbps 传输距离在20km以上 利用射频 RF 技术 无需架设线缆 WLAN就可以通过空气 穿越墙壁 屋顶甚至水泥结构建筑物来发送和接收数据 WLAN具有像以太网和令牌环这样的传统局域网技术的所有特性和优势 而且不受电缆连接的限制 从而成为有线连网方式的一种补充和扩展 使网上的计算机具有可移动性 实现了更大的自由和灵活性 1 2发展趋势 WLAN 无线局域网 受到关注的原因有二个 一是我国运营商 如中国电信 中国网通 中国移动等 纷纷介入WLAN领域 分别在各大城市的热点地区开通WLAN接入服务 二是在2003年开始 随着计算机工业界将WLAN变成便携电脑的标配和价格的下降 以及移动运营商利用现有2G与3G移动通信基础设施 如认证 计费等 为企业的商务旅行者提供便利的漫游和结算 WLAN的用户与使用将会在2003年兴起与增长 1 3WLAN的应用 1 独立的WLAN这是指整个网络都使用无线通信的情形 在这种方式下可以使用AP 也可以不使用AP 在不使用AP时 各个用户之间通过无线直接互连 但缺点是各用户之间的通信距离较近 且当用户数量较多时 性能较差 2 非独立的WLAN在大多数情况下 无线通信是作为有线通信的一种补充和扩展 我们把这种情况称为非独立的WLAN 在这种配置下 多个AP通过线缆连接在有线网络上 以使无线用户即能够访问网络的各个部分 遵照的无线技术规范及标准 遵守802 11 802 11b 802 11a 802 11g国际标准 完整的产品线提供2Mbps 11Mbps 54Mbps高速无线传输产品 工作在ISM2 4G 5 8G频段 全球范围内自由使用 无需牌照 采用直序扩展频谱 DSSS 无线通信技术 IEEE802 11国际标准组织成员 国际组织 无线以太网兼容联合会 WECA 朗通环球已经成为WECA的会员 Wi FiTM认证 由WECA对全球符合802 11标准的无线局域网产品授予的兼容性认证 已有100多个成员 最大的覆盖范围 业界已知的最大覆盖范围的无线设备 无线网卡不带天线和功率放大器的覆盖范围是550米 2 4GHz和5 8GHz应用 WS WS WS DualradioAP 2000 2 4GHzradio 5 8GHzradio 典型应用一 多台计算机组成独立无线网络 不需要AP设备 即可达到数据共享 互联距离可以达到500米最大可互联计算机数目 255传输速率 11Mbps可以灵活的在AP连接方式和PtoP连接方式间切换 保证协作人在任何时间地点都可以交换数据 典型应用二 多用户共享上网 适用于20 50人的中小型公司提供64位加密和128位加密 确保数据通讯安全可以与有线网络结合使用 适用于会议室 休息室和接待处支持ADSL CableModem 以太网 一线通 ISDN 等多种接口 安装快捷 方便具有NAT和DHCP功能 节省一台路由器和一台服务器的投资 典型应用三 楼内无线局域网 Office AP 每个AP最大可以支持255个用户同时使用网络 每个AP的覆盖范围可达550米用户可以在各AP之间移动 漫游 无缝切换 供64位加密和128位加密 确保数据通讯安全 可平滑过渡到下一代无线局域网技术 典型应用四 干线节点到最终用户 室外中央路由器 网络中心 接入企业局域网 室外远区路由器 互联网 最大传输距离26公里单路由器最大传输带宽22M可以支持多达32个远端接入点特别的PtMP点到多点协议根据距离远近 有5种天线模式可供选择7 10 12 14 24dB天线可以置于室内外可以升级AP到OutdoorRouter支持UTP远端供电支持静态路由和RIPv1支持SNMP Telnet管理 2 软交换技术软交换技术是目前解决统一平台上提供多业务应用的一个重要发展方向 软交换是下一代网络的控制功能实体 为下一代网络 NGN 具有实时性要求的业务的提供呼叫控制和连接控制功能 是下一代网络呼叫与控制的核心 2 1现阶段的软交换的基本特点 集成分组网世界和电路交换网世界 具备汇接局和端局能力 呼叫控制与媒体层和业务层分离 2 2软交换的软件功能 1 媒体网关接入功能该功能可以认为是一种适配功能 软交换可以连接各种媒体网关 如PSTN ISDNIP中继媒体网关 ATM媒体网关 用户媒体网关 无线媒体网关和综合接入网关等 支持H 248媒体网关控制协议或MGCP协议来实现对媒体网关的控制 接入和管理 2 呼叫控制功能呼叫控制功能是软交换的重要功能之一 实现基本呼叫的建立 维持和释放 包括呼叫处理 连接控制 智能呼叫触发检出和资源控制等 3 业务提供功能在网络从电路交换向分组交换的演进中 对终端用户而言 业务应当具有完全的继承性 因此软交换必须能够实现PSTN ISDN交换机提供的全部业务 包括基本业务和补充业务 以及与现有智能网配合提供智能网业务 4 互连互通功能下一代网络并不是一个孤立的网络 尤其是在现有网络向NGN的发展演进中 不可避免的要实现与现有多个网络的互联互通 包括PSTN网 VoIP网 智能网 其它软交换网等 因此需要软交换设备支持相应的信令与协议 例如中国ISUP INAP PRI V5 2 MAP 从而完成与上述网络之间的互联互通 2 4软交换的应用 分组中继 本地接入 多媒体业务 3G核心网 1 分组中继 针对用户数增加对汇接局 长途局容量需求激增以及传输带宽增加的情况 通过采用软交换技术构建分组中继叠加网络 利用媒体网关直接提供高速的分组数据接口 大大减少传输网络中低速交叉连接设备的数量 对语音进行静音抑制和话音压缩以及AAL2 ATM的可变速率适配 降低了网络传输成本和带宽需求 可以节省近60 的传输资源 从而满足对现有的长途局和汇接局的扩容要求 2 本地接入 在多种多样的接入方式条件下 例如DSL 以太网 Cable WLAN 双绞线等 采用软交换技术实现分组话音的本地接入 从某种意义上讲 它不仅完成了Class5端局的替代或新建 而且为终端用户提供了数据和语音的综合业务 3 多媒体业务 针对用户多媒体业务的需求 利用软交换技术 将各种应用服务器上的新业务 在软交换设备的集中呼叫控制下 通过各种网关设备最终提供给广大终端用户 其中软交换直接控制着各种新业务的发放与实施 保证了业务在全网开展的及时性 4 3G核心网 软交换技术不仅适用于固定网络 同样 在3GPPR4定义的3G无线核心网中 也采用软交换技术 实现呼叫控制与媒体承载的分离 2 5发展趋势 首先 新型运营商一般都倾向于同时提供数据 话音及图像业务 这时Softswitch是最佳的选择 阻碍其应用的惟一因素是产品的成熟性 其次 传统固网运营商的新建网络还需考虑与现有网络的融合问题 应用模式上也会和新型运营商有所区别 最后 移动运营商布设3G网络时的核心网最终会采用Softswitch架构 3 IP网络新技术 IPv6随着IP业务的迅速增长 IP网络上应用的不断增加 原有的IP网越来越显得力不从心 IP网络正在向下一代网络演进 其网络协议也产生重大变化 IPv6就应运而生了 它有如下特点 1 IPv6拥有十分丰富的地址资源 2 IPv6对安全性有周密的考虑 3 IPv6对移动IP也有比较好的解决方向 IP网络监控它使用标准的InternetTCP IP协议族 可以运行在大多数的操作系统环境 采用的是一种标准的WEB服务器的形式 具有很强的开放性和兼容性 可以通过多种方式接入MIS网 采用的图像压缩标准为JPEG M JPEG 图像存储的格式为JPEG 图像清晰度高 IP监控系统示例 四 通信产业发展前景 从两个不同的角度来讨论下一代网络的发展和新的趋势 一种是倾向于从纯IP的角度来考虑 二则侧重以现有电信网络为出发点考虑 发展趋势之一 抓住机遇建立IP新网络 现代通信新技术快速发展令人眼花缭乱 再加上一些厂商的商业性宣传更增加了人们的困惑 实际上我们只要抓住通信体制正在从电路交换转向包交换这一主旋律 就能够把握住当前通信技术发展的脉搏 纵观现代通信发展的历史 可