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兴趣联盟 - 电子与通信工程

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    基于互联网的电信业的艰难转型

    张进 2011-01-15 21:41

    互联网在其发展历程中,一直秉承着“人人参与”的理念,即人人都能够参与互联网的发展和创新。互联网的每个用户既可以是信息消费者,也可以是信息提供者。为了实现这一理念,互联网采用了“端到端透明性”的核心设计原则,即用户可以利用计算机、手机等终端的智能性随意产生各种信息,网络只是简单、“尽力而为”地传递信息而不做任何控制。这种俗称为“智能终端傻网络”的体系架构(如图1)简化了网络的功能,把信息处理和控制的复杂性最大限度地交给终端节点(包括服务器和用户),从根本上提供了每个人参与互联网创新和发展的机会。

    图1 互联网的体系架构

      为此,国际互联网协会(ISOC)将互联网所追求的精神理念隋些显然还没有实现)概括如下:

      ·连接能力。端到端透明的体系架构是互联网提供创新和商业平台机会的核心。

      ·表达能力。互联网是一个能够让个人自由表达心声的强大的大众媒体。

      ·创新能力。互联网的快速增长和应用类型的无限发展,是基于互联网的连接能力和标准。任何个人、组织或企业都可以自行开发和向任何人提供新的互联网应用。

      ·共享能力。互联网多到多的通信方式使其成为一个强大的共享、教育和协作工具。

      ·选择能力。用户拥有自主选择终端、接入、应用和内容的权力。选择权促使服务提供者提供了更新的、更好的、更便宜或更具创新性的服务。

      ·可信能力。以上5条能力的实现有赖于互联网网际互联时的可信能力,即保证服务的安全性、可靠性、稳定性,以及适应不断增长的关键和普遍应用和业务。

    2 NGN的核心思想

      从上面的介绍不难发现,互联网是以用户为中心设计的。下一代网络(NGN)则不同,继承了传统话音通信时代的服务理念,是以运营商为中心设计的,用户只是服务的消费者而不能成为提供者。NGN希望业务提供者可以为用户(信息消费者)提供比互联网服务更安全、更可靠的融合业务。NGN的架构如图2,二者的主要差异性比较如图1所示。总的来看,NGN与互联网在核心思想和架构方面的最大差异体现在开放度方面,包括开放什么(What)、向谁开放(Who)和如何开放(How)等。事物总是辩证的,互联网良好的开放性在带来了互联网繁荣的同时,也带来了安全、质量保证和商业模型等长期难以解决的互联网顽症。

      互联网以用户为中心的思想,必须解决好端到端透明的体系架构所带来的网络“过度”开放的问题。比如在安全保证方面,互联网的架构使得所有安全责任都是用户的,网络不承担任何安全职责,这显然对用户是不合理的要求。而目前的NGN,虽然开放性已经比传统的电信网前进了一大步,但还远远不够。互联网和NGN二者的理念和架构必将相互学习,继续走向融合(表1)。

    表1 NGN与互联网的主要区别

      NGN 互联网
    开放接口 业务与应用层,开发人员 网格层,开发人员和服务提供者
    对外的业务创新空间 有限制的,相对较小 相对很大,但也支持“创新”病毒和有害信息等
    收费的主要层次 业务/应用层 网络层
    是否区分消费者和提供者 严格区分 不区分,二者对等
    收费理念 基本业务收费
    增值业务收费
    基本业务不收费
    增值业务收费
    业务的可管理性 要求网络也是可管理的 不要求网络也是可管理的

    3 面向连接与无连接的关系

      通信网络技术大致分为三类:面向连接的电路交换(co-cs)、面向连接的包交换(co-ps)1以及无连接的包交换(cl-ps)。无论是互联网还是NGN/3G,都主张业务与承载分离,都主张基于包交换技术,业界的主要分歧在于采用面向连接还是无连接的包交换技术,或者二者的特点兼而有之。但是,在讨论面向连接还是无连接时有2个明显的“遗漏”:1)很少明确区分是业务还是承载网的“连接”属性;2)没有深入讨论业务与承载网之间的连接/无连接的相互关系和所带来的影响。

      当业务与承载分离时,如果明确了是在讨论业务还是承载网的,则连接和无连接之间存在一些“辩证”关系。如果承载网是面向连接的,那么业务结点之间在某个时间段最多只能有一条连接(不考虑并发链路等具体的技术细节);但如果承载网络是无连接的,则意味着所有业务节点之间在任何时刻都是全连接的。

      承载网的面向连接意味着业务层只能有一条连接,承载网的无连接则意味着业务层节点之间是全连接的。简言之,(承载网)连接就成了一个(业务)连接,(承载网)无连接成了(业务)全连接。在电信业务IP化的过程中,IP技术所具有的“无连接就是全连接”的特点,对业务网的合理设计具有决定性的影响。

      如果上面的分析和观点成立,那么在NGN/IMS/3G等的融合型业务架构的一些基本设计假设,比如(本地)双机备份、99.999%的可靠性等就存在疑问或需要发展了。比如:面向连接的时分复用(TDM)网络中业务节点之间必须做本地双机备份,因为异地双机备份会无端增加一条专用长途链路的成本;而在无连接的IP承载网中,业务节点的本地双机备份可能根本就没什么必要了,因为IP是无连接的,不需要专门的链路,可以异地、多个业务节点互为备份,根本不需要增加链路的成本!笔者把这称为“异地全备份”机制:在无连接的网络中,某个业务节点都可以为其它所有业务节点做备份,而某个业务节点都可以让其它所有节点做备份。

    4 摩尔定律与QoS

      电信业务需要“电信级”的服务,这是业界的共识。在电信业务IP化时代,研究和实现各种服务质量(QoS)保证机制,也是希望能够保证业务的质量。但在环境已经出现巨大变化的情况下仍然这样要求和这样做,就很值得深入探讨了。

      传统电信网业务与承载不分离,只有一种话音业务。而在新的环境下,业务种类繁多,并非每个业务都是“电信”业务,或者至少可以说并非每种业务都需要“电信级”的可靠性。如果承载网因为极少数“电信级”业务/流量的高可靠性需求,而内置复杂的QoS保证机制,很可能是得不偿失的。另外,这也违反了通信网最基本的分层原理:共性的功能设计在下层,个性的功能设计在上层。当某些特殊的应用需要质量保证时,或许应该把可靠性和QoS保证机制更多的内置在应用层。比如,Skype的可靠性很多都利用了P2P等技术,IPTV应用中也有一些纠错等可靠性机制。因此,在讨论可靠性问题时,同样需要明确区别是对承载层的还是业务层的要求,因为在无连接的网络中,即使承载网不是电信级的,也绝不等于用户所感受到的最终服务也将一定无法达到5个9的可靠性!

      另外,摩尔定律告诉我们:计算、存储和传输资源,每18个月翻一番,价格降低一半。而吉尔德定律告诉我们,网络的带宽需求每6个月增长一倍,其增长速度是摩尔定律的3倍。由此,QoS保证问题首先不是一个技术问题而是一个经济问题,是一个QoS机制的成本和增加网络资源的成本的比较问题。QoS机制一旦实现和部署完成,它的运营成本将是基本固定甚至增加的;而网络资源成本的下降速度,是符合摩尔定律的,也就是每3年左右,同样的价格成本,可以增加的资源是3年前的4倍,6年前的16倍。如果QoS机制的部署和运营成本带来的效益,比增加网络资源没有数量级上的明显差别,并且是可持续的,那么成本较高的QoS保证技术就基本没什么实际应用的价值。即使计划部署QoS保证机制,也一定要是简单、低成本的才行。

    5 IPv6缺乏经济驱动力

      互联网最初是用于教育科研环境的,因此其体系架构和技术路线也一直是由“学院派”主导的。后来随着互联网的商用化进程不断加深,商业性的力量越来越多地渗透到甚至开始主导互联网的技术发展路线了,从而导致了经典的“学院派”的互联网体系架构被“破坏”。学术上正确的方向不一定在商业上就是正确的,IPv6就是这样一个典型的学术上正确而商业上“失败”的案例。

      IPv6是在20世纪90年代初互联网还没有商用时设计成形的,当时互联网面临的最大问题是地址短缺和路由爆炸,而端到端透明性的体系架构所带来和即将带来的优点非常明显,相反给商用化时的安全和服务质量等所可能带来的问题还未暴露出来,所以IPv6继续沿用了IPv4的体系架构,以扩大地址空间为核心设计目标。

      最初,IPv6被选择成为下一代互联网(NGI)的核心协议后,很多人就把IPv6等同于下一代互联网的全部,认为可以一揽子解决地址短缺、安全、质量和移动支持等互联网所面临的核心问题。现在这种观点退后了一大步,认为IPv6最核心的优点就是解决地址短缺问题。但实际上,随着IPv4相关技术的发展,IPv6最核心价值和优势甚至也已经不在于解决地址短缺问题了,因为IPv4的网络地址翻译(NAT)技术也能够解决地址短缺问题!

      两种解决方案的核心区别在于,NAT是以破坏互联网端到端透明性为代价来解决地址短缺的,而IPv6则是希望以恢复互联网“端到端透明性”的方式来解决地址短缺问题。因此,IPv6的核心价值在于可以简化互联网的体系架构,降低研发和运营成本!现在看来,IPv6技术、标准、产品、软件和实验等都已经基本准备好了,但目前最缺乏的是经济驱动力。从长远看,NAT地址解决方案以及所伴随的NAT穿越机制将日趋复杂,成本逐步上升,最终会超过IPv6这种更为简单的地址解决方案的成本,到那时才是IPv6大规模部署的时候,但显然不是现在!

    6 结语

      电信转型最困惑的可能就是寻找能够和话音业务媲美的“杀手应用(Killer Application)”了。而困惑了NGN、3G、IPv6等技术发展多年的,也是一直找不到“杀手应用”,或者找到的答案基本上就是互联网已有的应用!而与此同时,互联网所拥有的创新能力,却令人眼花缭乱。P2P、博客、播客、威客、维基百科、社会化网络等的兴起,就是互联网用户参与创新和服务的最好例子。

      互联网设计之初,没有也不可能预料到我们今天看到和使用的绝大多数应用。“授人以鱼,不如授人以渔”。互联网蓬勃发展的成功经验表明,与其寻求“杀手应用”,不如去构建良好的产生“杀手应用”的“杀手环境”:(1)降低创建新应用的技术和经济门槛;(2)降低提供新应用服务准人的技术、政策和经济门槛。(3)降低运营新应用的技术、经济和政策门槛。

      不要刻意去寻找“杀手应用”,以合作共赢的态度,像互联网那样,提供良好的创新环境,发动群众积极参与创新和服务提供,这可能才是电信业转型未来的希望所在。

      和谐社会是当前中国社会的主题,而和谐的基础是以人为本,也就是要做到所有人都可以平等共同享有社会资源。在通信行业,随着信息通信技术的高速发展,信息通信已成为日常生活必备的组成部分。但是残疾人、儿童和老年人却由于个人能力的限制,缺乏某些操作或者感知能力,很难象正常人一样使用普通通信终端,故此,通信终端需要针对性的通信终端信息无障碍设计,来满足这些不同能力受限人群的需要。

      顾名思义,通信终端信息无障碍设计就是通过辅助手段或者设备来辅助能力受限人群完成信息通信。但在现实生活中,能力受限者的受限类型和程度大不相同,所需要的辅助技术或者设备也大相径庭。另外,信息通信技术和设备种类繁多,如何综合以上情况来设计无障碍的通信终端是目前对通信终端考虑的一个重点。


    (文章转载)
  • 举报 #3
    韩斐 2013-02-16 20:31
    面向连接与无连接的关系
  • 举报 #7
    韩斐 2013-02-17 21:29
    IPv6缺乏经济驱动力
  • 举报 #9
    韩斐 2013-02-17 21:30
    去构建良好的产生“杀手应用”的“杀手环境”
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