计算机网络通信技术的现状与发展趋势

计算机网络通信新技术的现状与发展趋势

随着现代社会的日异发展,网络的新技术也进入一个飞速发展的时期。

网格的变化,可谓日新月异,相应的网格的标准、框架、实施和相应应用也飞速向前发展。现在，网格计算的应用情形也正如web服务的早期情况，又或者是XＭＬ,表面上看来是缓慢发展，但是，一旦出现统一的标准和工具,将会出现爆炸式的发展。

在国家信息基础设施的建设中，大容量、高速率的通信网是主干,国家信息基础设施的目标在很大程度上依靠通信网实现，因此通信网的发展备受瞩目。通信网技术的发展,制约着计算机网络的发展,制约着政治、经济、军事、文化等各行各业的发展，及时了解和掌握现代通信网新技术及发展趋势，并将之应用于军事装备的设计和规划中，对于提高军事发展水平有重要意义。

“三网”发展现状和趋势

1．通信网的发展趋势是宽带化、智能化、个人化和综合化，能够支持各类窄带和宽带、实时非实时、恒定速率和可变速率，尤其是多媒体业务。目前规模最大的三大网是电信网、有线电视网（CＡTV）、计算机网,它们都各有自己的优点和不足。

2计算机网络虽能很好地支持数据业务，但实时性（QoS，服务质量)差，宽带性不够,不支持电话和实时图像业务，网络管理的安全性不够。

3．电话网虽可高质量地支持话音业务，但带宽不够,所有的程控交换机均按传输话音的带宽设计（６４kbｉt/s)。同时智能不够，虽有部分智能网业务(如８０0),但目前还达不到计算机网络的智能。

有线电视网虽然实时性和宽带能力均很好，但不能双向通信，无交换和网络管理。

三种网都在逐步演变,使自己具备其他两网的优点。电信网通过采用光纤、xDSL、以太网和AＴM,提供Iｎternet的高速接入和交互多媒体业务；

CAＴV铺设光缆，以更换同轴电缆,采用ＨFC技术进行双向化改造；网络公司围绕Inteｒnet技术建网,力争在同一个网上支持全业务。目前靠单一网络的发展,难以实现通信网的发展要求，因此提出“三网融合”的概念。

“三网融合”不是指三网在物理上的兼并合一,而是指高层业务应用的融合,即技术上互相渗透，网络层上实现互通，应用层上使用相同的协议，但运行和管理是分开的。三网将在GＩI（全球信息基础结构）概念下，共同存在,向互通融合的趋势发展。

“三网融合”有利于最大程度地共享现有资源，为推动“三网融合”,ITU(国际电信联盟）提出了GＩI概念，其目标是通过三网资源的无缝融合,构成一个具有统一接入和应用界面的高效网络,满足用户在任何时间、任何地点,以可接收的质量和费用，安全地享受多种业务(声音、数据、图像、影像等）。

下一代网络中软交换、能动网和分布式面向对象的网络结构（ＤOＮ

A)将是新的发展思路。

在现代通信新技术中，这里主要介绍宽带网核心技术（IP与ATＭ)、接入网技术、光纤接入技术、第三代移动通信技术及蓝牙、超宽带等无线通信技术。

宽带网核心技术现有的电信网是基于电路交换的窄带PＳTN／ISＤM 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)。

*电路交换与分组交换电路交换虽然时延小、通信质量有保证、控制简单，但呼叫建立需要时间、带宽固定，不能适应不同速率的业务和突发业务，因而不适于宽带业务。

分组交换带宽可变、统计复用资源利用率高,但时延大、协议复杂。部分适用于宽带业务。X.25是传统的分组交换,帧中继、ATM等均属于分组交换。

目前,帧中继在国内外仍广泛应用,速率可达１00Mbit/ｓ，但由于端到端的传输时延发生变化，只适用于非实时多媒体业务，且网络功能不够简单,差错控制有限。

ATM是一种面向连接的快速分组交换,属于异步传递模式。在这种模式中,信息被分成信元来传递，而包含同一用户信息的信元不需要在传输链路上周期性地出现；它不进行逐段链路差错和流量控制，面向连接,信头功能简单，信元长度小而固定，用户信息透明地穿过网络。

ATM具有光纤的速率,误码率低，既支持局域网、城域网和广域网等固定网，又支持移动网、卫星网等无线网；既支持核心网，又支持接入网。

ATM与IP的比较

ATM是宽带综合业务数字网(B-ＩSDＮ）的传递方式,支持不同速率、不同突发性、不同实时性的任何业务。通过统计复用技术能有效利用网络资源,可实现单一通信网(B-ＩSDN)。ATM网具有电信级QoS,具有新型网络结构应达到的性能。IP网目前还做不到这一点。

IP是Iｎterｎｅt协议,是面向无连接的,主要用于数据业务,解决不同网络间的通信。影响IP网发展的关键因素是：地址空间、服务质量、安全性移动管理、计费带宽等。发展趋势

ATM最大的优势是与光纤连用，我国光纤的发展与SＤH有关,现用的ATM均是基于光纤的。现阶段ＡTＭ最广泛的应用是利用其高速率大、容量和支持多业务的优势,作为传送数据业务平台，完成链路层功能，但效率低。ＡTM支持各种业务，理论上可行,实际应用中仍面临许多问题，目前尚难以与IＰ桌面应用竞争。

ＩＰ和ＡTM结合:ＩＰOｖｅｒATM,已广泛用于骨干网,但带宽管理、ＱoS机制尚不成熟。

ＡTＭ将向MPLS演进，形成MPLS与传统ＡTＭ混合的网络结构，在未来的通信网中，扮演多业务接入的角色;卫星通信ATM将成为下一代卫星网络的标准;基于ATM的宽带光接入网ＡＴM-PＯN（无源光网络）设备的开发，将在宽带接入中有重要作用

IP将成为电信网的主导通信协议，可同时支持现有电路交换网、ATM 网、以太网和宽带IＰ网，最终将是以IP为基础的无缝融合网。

接入网（Access Ｎetｗorｋ，AN）

接入网是在公用电信网中连接核心网与用户或用户驻本地网的桥梁，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,无交换功能，主要完成传输、复用、交叉连接；AN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、ＨF

Ｃ、SDＶ、宽带无线接入。

xDSＬ（数字用户线路）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。ＤＳL即Digitａl Subscｒibｅr Lｉne（数字用户线),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PＯT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A ＤＳL在北美和欧洲有限好的推广应用，我国也正在发展应用中

光纤接入网(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。

“最后一公里”：即从用户家庭到电话网端局的用户线长度。我国实际用户线的平均长度为 3.38km，比一公里要大。目前电信网中,传输网和交换网已分别实现宽带化、数字化和程控化，而用户接入网中以铜线为主的“最后一公里”发展缓慢,成为影响

通信网发展的瓶颈。“最后一公里”采用何种技术,是接入网需要解决的问题。

FＴTX(FｉbeｒＴo Thｅ“x”）：光纤到“x”,指“最后一公里”的解决方案,ｘ=大楼（buiｌding）、路边(curｂ）、家(homｅ)、小区（zonｅ)。

美国前几年已实行FTTC战略，通过光纤到远端模块或电节点再经铜线分配至用户的ＦＴTR方式,有源双星结构的AＤS-FTTC方式和PON实现。

对于FＴTＨ计划的实施，采用AOＮ、ＰON、WDM与路由器相结合的PＯN方案进行；美国有线电视网非常发达，对有线电视网的改造采用“电话和电视（模拟)ＨFC方案”,综合HFC方案(即信令、数字电话、模拟和数字电视）以及“宽带接入HFＣ方案”。

北京、上海等城市正在进行FTTZ的建设，部分高校内采用FTTB建立自己的吉比特局域网，中国电信将在3-５年内，建成适合全业务要求的灵活可靠的宽带接入网,通过统一接入平台,满足不同速率、不同类型、不同服务质量的要求，到２00５年，使宽带用户到2000万以上;中国网通宽带接入网的建设,将以IＰ为切入点，以实现各类电信业务的融合为方向。

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字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。

目前的接入网与业务节点：PSTＮ、CATV、ＡＴＭ分别有各自的ＳN Ｉ接口，未来的接入网与业务节点的接口仅需一个SNI接口。

未来宽带接入网中,有线和无线共存，光纤接入是主流，无线接入因其组网方便、使用灵活和成本低等特点也将占有一席之地。

随着现代社会的日异发展,网络的新技术也进入一个飞速发展的时期。

网格的变化,可谓日新月异,相应的网格的标准、框架、实施和相应应用也飞速向前发展。现在，网格计算的应用情形也正如weｂ服务的早期情况，又或

者是ＸMＬ，表面上看来是缓慢发展,但是,一旦出现统一的标准和工具,将会出现爆炸式的发展。

在国家信息基础设施的建设中,大容量、高速率的通信网是主干,国家信息基础设施的目标在很大程度上依靠通信网实现，因此通信网的发展备受瞩目。通信网技术的发展，制约着计算机网络的发展，制约着政治、经济、军事、文化等各行各业的发展，及时了解和掌握现代通信网新技术及发展趋势，并将之应用于军事装备的设计和规划中,对于提高军事发展水平有重要意义。

“三网”发展现状和趋势

1.通信网的发展趋势是宽带化、智能化、个人化和综合化，能够支持各类窄

带和宽带、实时非实时、恒定速率和可变速率,尤其是多媒体业务。目前规模最大的三大网是电信网、有线电视网（CATV)、计算机网，它们都各有自己的优点和不足。

2计算机网络虽能很好地支持数据业务,但实时性(QoS,服务质量)差，宽带性不够，不支持电话和实时图像业务,网络管理的安全性不够。

3.电话网虽可高质量地支持话音业务,但带宽不够,所有的程控交换机均按传

输话音的带宽设计（64kbｉt／ｓ)。同时智能不够,虽有部分智能网业务（如800)，但目前还达不到计算机网络的智能。

有线电视网虽然实时性和宽带能力均很好，但不能双向通信，无交换和网络管理。

三种网都在逐步演变，使自己具备其他两网的优点。电信网通过采用光纤、xDSL、以太网和ＡＴM,提供Intｅrnｅt的高速接入和交互多媒体业务；

CAＴV铺设光缆,以更换同轴电缆,采用HFC技术进行双向化改造;网络公司围绕Intｅｒnet技术建网,力争在同一个网上支持全业务。目前靠单一网络的发展，难以实现通信网的发展要求,因此提出“三网融合”的概念。

“三网融合”不是指三网在物理上的兼并合一,而是指高层业务应用的融合,即技术上互相渗透,网络层上实现互通，应用层上使用相同的协议，但运行和管理是分开的。三网将在ＧIＩ(全球信息基础结构)概念下,共同存在，向互通融合的趋势发展。

“三网融合”有利于最大程度地共享现有资源，为推动“三网融合”，ITＵ(国际电信联盟）提出了GIＩ概念,其目标是通过三网资源的无缝融合，构成一个具有统一接入和应用界面的高效网络，满足用户在任何时间、任何地点，以可接收的质量和费用，安全地享受多种业务（声音、数据、图像、影像等)。

下一代网络中软交换、能动网和分布式面向对象的网络结构（DONA)将是新的发展思路。

在现代通信新技术中，这里主要介绍宽带网核心技术(IＰ与ATＭ)、接入网技术、光纤接入技术、第三代移动通信技术及蓝牙、超宽带等无线通信技术。

宽带网核心技术现有的电信网是基于电路交换的窄带PSＴＮ/ISDM 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)。

＊电路交换与分组交换电路交换虽然时延小、通信质量有保证、控制简单，但呼叫建立需要时间、带宽固定,不能适应不同速率的业务和突发业务，因而不适于宽带业务。

分组交换带宽可变、统计复用资源利用率高，但时延大、协议复杂。部分适用于宽带业务。Ｘ.25是传统的分组交换,帧中继、ＡＴM等均属于分组交换。

目前,帧中继在国内外仍广泛应用，速率可达１00Mbit/s，但由于端到端的传输时延发生变化,只适用于非实时多媒体业务,且网络功能不够简单，差错控制有限。

ATM是一种面向连接的快速分组交换，属于异步传递模式。在这种模式中,信息被分成信元来传递，而包含同一用户信息的信元不需要在传输链路上周期性地出现;它不进行逐段链路差错和流量控制，面向连接,信头功能简单，信元长度小而固定,用户信息透明地穿过网络。

ＡTＭ具有光纤的速率,误码率低,既支持局域网、城域网和广域网等固定网,又支持移动网、卫星网等无线网;既支持核心网,又支持接入网。

ＡＴM与IP的比较

AＴＭ是宽带综合业务数字网(B－ISDＮ)的传递方式，支持不同速率、不同突发性、不同实时性的任何业务。通过统计复用技术能有效利用网络资源,可实现单一通信网(Ｂ-ISDN)。AＴＭ网具有电信级QoＳ，具有新型网络结构应达到的性能。IP网目前还做不到这一点。

IP是Iｎternet协议,是面向无连接的,主要用于数据业务,解决不同网络间的通信。影响IP网发展的关键因素是:地址空间、服务质量、安全性移动管理、计费带宽等。发展趋势

ＡＴM最大的优势是与光纤连用，我国光纤的发展与ＳＤH有关，现用的ATM均是基于光纤的。现阶段ＡTM最广泛的应用是利用其高速率大、容量和支持多业务的优势，作为传送数据业务平台，完成链路层功能，但效率低。AＴM支持各种业务，理论上可行,实际应用中仍面临许多问题,目前尚难以与IP桌面应用竞争。

IP和ＡTＭ结合：IP Oｖer AＴM，已广泛用于骨干网,但带宽管理、Q ｏS机制尚不成熟。

AＴＭ将向ＭPLＳ演进，形成MPLＳ与传统ATM混合的网络结构,在未来的通信网中,扮演多业务接入的角色;卫星通信ATM将成为下一代卫星网络的标准；基于ATM的宽带光接入网ATM-PON(无源光网络)设备的开发,将在宽带接入中有重要作用

IP将成为电信网的主导通信协议，可同时支持现有电路交换网、AＴM 网、以太网和宽带IP网,最终将是以IＰ为基础的无缝融合网。

接入网(Aｃcess Netwｏrk，AN）

接入网是在公用电信网中连接核心网与用户或用户驻本地网的桥梁，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，无交换功能,主要完成传输、复用、交叉连接;ＡN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。

ｘDＳＬ（数字用户线路）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。DSL即Ｄigital Ｓｕbsｃriｂｅr Line（数字用户线）,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POT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ADS Ｌ在北美和欧洲有限好的推广应用,我国也正在发展应用中

光纤接入网(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。

“最后一公里”:即从用户家庭到电话网端局的用户线长度。我国实际用户线的平均长度为 3.38km,比一公里要大。目前电信网中，传输网和交换网已分别实现宽带化、数字化和程控化,而用户接入网中以铜线为主的“最后一公里”发展缓慢，成为影响

通信网发展的瓶颈。“最后一公里”采用何种技术，是接入网需要解决的问题。

ＦTＴX(Ｆibｅr Ｔo Ｔhe “x”）:光纤到“x”，指“最后一公里”的解决方案，x=大楼(builｄing)、路边(ｃurｂ)、家(ｈoｍe)、小区(zone）。

美国前几年已实行FＴTC战略,通过光纤到远端模块或电节点再经铜线分配至用户的ＦTTR方式,有源双星结构的ADS-FＴTC方式和PＯＮ实现。对于ＦＴTＨ计划的实施,采用AＯN、PON、WDＭ与路由器相结合的PON 方案进行;美国有线电视网非常发达,对有线电视网的改造采用“电话和电视（模拟）ＨFC方案”,综合HFＣ方案（即信令、数字电话、模拟和数字电视）以及“宽带接入HFC方案”。

北京、上海等城市正在进行ＦTTZ的建设，部分高校内采用FTTB建立自己的吉比特局域网,中国电信将在3-5年内,建成适合全业务要求的灵活可靠的宽带接入网,通过统一接入平台，满足不同速率、不同类型、不同服务质量的要求，到２00５年,使宽带用户到２０0０万以上；中国网通宽带接入网的建设,将以IP为切入点,以实现各类电信业务的融合为方向。

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字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。

目前的接入网与业务节点:PSＴN、CATV、ＡTＭ分别有各自的SＮI 接口，未来的接入网与业务节点的接口仅需一个SNI接口。

未来宽带接入网中，有线和无线共存，光纤接入是主流，无线接入因其组网方便、使用灵活和成本低等特点也将占有一席之地。