电信网的战略发展趋势

电信网的战略发展趋势

编者按：作为中国最大固网运营商中国电信的总工程师，韦乐平总工程师对电信网发展趋势的准确把握，对业界具有极大的参考价值。该文首先论述了我国电信业的基本现状，业务需求，主要问题和发展前景。然后从电信业务和市场的根本性变化出发，详细论证了电信网络技术的四个主要战略发展趋势。最后指出融合将成为未来网络技术发展的主旋律，而电信网的未来将是一个不断在各种层面上进行创新并最终向融合方向演进的历史进程。（2002年10月15日）

我国电信业的现状、发展、问题和前景

观点：发展和建设一个具有巨大容量的、高可靠的、灵活的、可持续发展的下一代电信网将是我国电信界的一项长期而艰巨的历史性任务。

改革开放以来，我国电信业持续快速发展，实现了历史性的跨越，电信与信息服务业成为国民经济各部门中发展最快的行业之一。2002年上半年，中国电信业继续保持快速增长势头。电话用户累计突破3.75亿户(其中固定电话1.99亿户，移动电话1.76亿户)，互联网用户超过4580万，宽带用户也接近200万，局用交换机容量约4.6亿门，光缆总长度已接近200万公里，发展速度创下了世界之最。

从我国电信市场的实际需求看，全国电话普及率才每百人29部，固定电话普及率才每百人15部，还有很大的发展空间。这种内在需求并不因为全球经济的衰退而消失。按照较保守的初步预测，在未来3年内，我国固定电话用户预计将达到2.4亿，本地交换机容量将达到2.8亿门；IP用户将超过1亿，其中宽带用户可能超过2000万；移动电话用户将达到2.9亿，移动交换机容量将达到3.6亿门。此外，用户对网络可靠性的要求和视频业务的需求也

在明显增加。显然，我国现有网络从规模、技术层次、结构和服务质量上都无法支撑这样的业务需求，发展和建设一个具有巨大容量的、高可靠的、灵活的、可持续发展的下一代电信网将是我国电信界的一项长期而艰巨的历史性任务。

放眼世界，经济全球化和信息网络化迅速发展，为我国电信业的发展提供了难得的机遇。但同时也要看到，电信业是全球经济中竞争最激烈的领域之一，我国电信业除了面临着电信法制建设相对滞后，监管有待加强，企业机制不活、管理粗放等一系列薄弱环节外，网络低层次重复建设、长途和本地比例失衡、网络效率不高、可靠性安全性较差、运营成本较高、业务提供能力不强等问题依然严重存在。我国电信业发展中许多深层次的问题亟待解决，特别是用户规模不断扩大而消费能力相对低弱的矛盾日益突出，通信业实现有效益的快速增长将面临日益增加的压力。加入世贸组织，将使相对落后的我国电信业直接面对国际竞争的压力和挑战。

从发展前景看，国际电信业正在经历痛苦的结构性调整和重组，收缩战线，大幅度减少公司数目，实现垂直合并，走上更加理性务实的发展道路。预计在明年初将开始走出谷底，进入恢复性发展轨道(尽管将不再是2000年时期的泡沫式大发展)。这将有利于改善我国电信业发展的国际宏观环境。国内电信重组后，在我国将逐步形成以四个实力接近的大型电信集团公司为核心，一大批专业化的各类中小型公司为外围的基本竞争格局。可以认为，从国家角度已经为应对加入WTO后的严峻局面完成了全局性的战略部署，预计短期内不再会有大的改革举措出台，这就为下一步的稳定发展和有效市场竞争奠定了一个相对宽松的大环境和大体合理均衡的市场架构。

电信业务和市场的根本性变化

观点：在未来的5至10年间，从业务需求和市场应用的角度看，电信业最大和最深刻

的变化将是从话音业务向数据业务的战略性转变。

世纪之交，展望未来，预计在未来5至10年间，从业务需求和市场应用的角度看，电信业最大和最深刻的变化将是从话音业务向数据业务的战略性转变。100年来直至今天，电信网的主要业务一直是电话业务。然而，近年来，数据业务呈现指数式增长态势，特别是IP业务呈现爆炸式增长。尽管其年增长率已经从前几年的300%降到100%左右，逐年放慢，但其增长率本身特别是积累的业务增长量仍然十分可观。根据美国JP摩根和麦肯锡的最新预测，美国和欧洲的数据加专线业务量占总业务量的比例将分别从2000年的61%和74%增加到2005年的93%和97%，而相应话音业务量的比例将分别从2000年的39%和26%降至2005年的7%和3%。从业务收入的角度看，据美国IDC公司的最新预测，全球数据业务的收入比例将从2001年的14%增加到2005年的30%，年均增长率达24.4%，而话音业务收入比例将从2001年的86%降至2005年的70%，年平均增长率仅5.3%。此外，一个目前还难以预计的具有更大冲击力的业务是视频业务，这种业务不仅带宽要求很高(数Mbit／s至十几Mbit／s)，而且对延时和抖动性能要求也很严格，因此对网络的容量、结构和性能将有新的更高的要求。

从我国情况看，尽管数据业务发展水平还不高，但仅仅中国电信在2002年上半年的全国IP通话时长就比去年同比增长213%，达253亿分钟，而数据带宽占有比例在一级干线中已达到话音的五倍。显而易见，从全世界范围看，估计在未来5年内，包括中国在内的世界主要网络的数据业务量都将先后超过话音业务量。最终，电信网的业务将主要由数据构成，100多年来的电信网络业务构成将发生根本性的变化。由此将触发一系列长远而深刻的变革。这是不以主观意识为转移的战略趋势，我们必须有清醒的认识和足够的思想准备，未雨绸缪，做好观念，心理和技术上的转型准备，是唯一正确现实而又万无一失的对策。

电信网络技术的战略发展趋势

观点：为了适应上述电信业务和市场层面的根本性变化，作为基础的网络技术也将随之发生重大变革，笔者认为，在未来5到10年，电信网将在下述四个主要方向上实现重大战略性转型：

从电路交换向分组交换转变

交换技术是电信网的灵魂，尽管传统的电路交换技术在可以预见的未来仍将是提供实时电话业务的基本技术手段，但其设计思想是以基本恒定的对称话路量为中心的，无论从业务量设计，容量，组网方式，还是从交换方式上来讲都已无法适应突发性的数据业务发展的需要，随着电信业务从话音为主向数据为主的转移，从传统的电路交换技术逐步转向分组交换技术特别是无连接IP技术为基础的整个电信新框架将是历史的必然。据美国杨基集团预测，就美国而言，电路交换机市场将在2003年起从整体上开始进入持续下降阶段，我国情况好一些，预计也将在2005年后进入持续下降阶段。

可以作为未来分组化核心网用的电节点有ATM交换机和IP路由器。前者硬件投资高，速率难以作高，节点容量扩展性受限，IP路由器正成为最有希望的分组节点。然而，目前这一代高性能路由器的容量和性能仍不能满足未来网络扩展的要求，需要进一步探究可以经济持续扩容的有效途径。方法之一是通过互联多个较小的交换单元来制造大型的可扩展的交换矩阵。方法之二是将端口速率进一步升级为40Gb／s。方法之三是采用创新的设计思想，例如采用分布式交换矩阵和光互联背板就有可能提供巨大的交换容量、线路容量、端口密度和线速转发分组能力。总的看，作为核心业务节点应用的实用化高性能路由器的容量和性能还有待突破性进展。

需要指出，从传统的电路交换网到分组化网将是一个长期的渐进过渡过程，采用具有开放式体系架构和标准接口，实现呼叫控制与媒体层和业务层分离的软交换将是完成这一

平滑过渡任务的关键。从网络角度看通过软交换机结合媒体网关和信令网关跨接和互联电路交换网和分组化网后，尽管两个网仍基本，但业务层已实现基本融合，可统一提供管理和快速扩展部署业务。等到数据业务逐渐成为网络的主要业务后再考虑将电路交换网上的话音业务逐渐转移到分组化网上来，最终形成一个统一的融合的网。这种网络演进思路的基点在于网络和业务的融合，而不在于节点的融合允许不同的网按各自的最佳方向演进，不受限于节点结构。当然，软交换还处于发展完善过程之中，技术尚不成熟，缺乏大规模现场应用的经验，特别是多厂家互操作问题，实时业务的QoS保障问题，网络的统一有效管理问题以及业务生成和业务应用收入能力等问题都有待妥善解决，但作为发展方向已经获得业界的认同。因此，向以软交换为核心的下一代业务网演进将是实现上述交换网转型的最现实的技术路线，当然这种过渡是一种渐进式的长期演进过程，而绝非是一场性的突变，在我国可能需要10至15年时间。

窄带接入业务从铜线接入向移动接入转变

100多年来，公用电信网基本上是有线的一统天下。只有在一些特殊的时期和特殊的地区，无线才有过短暂的辉煌。然而，近几年来，随着蜂窝移动通信系统和固定无线接入系统的出现和飞速发展，无线在公用电信网中的地位正在发生根本性的变化。蜂窝移动接入的方便，个人化和无处不在的特性使其成为信息时代的宠儿，发展十分迅猛。随着话音压缩技术，信号处理技术与智能天线技术的进一步发展，蜂窝移动通信系统的性能价格比还有极大的改进潜力。据各种研究报告的综合分析结果表明，全球蜂窝移动用户预计在2004年左右将可能达到13亿，超过有线用户，从数量上成为窄带接入的主要手段，并将于2010年达到17亿用户，远远超过固定电话用户数。就我国而言，正在发生同样的事情，目前在本地网不仅大量固话业务量被移动分流，在一些发达省份，移动电话业务量已超过固话业务量，业务收入更是大幅度超过固话业务收入，预计我国移动通信用户数将在2003年上半年超过固定电话用户，成为窄带业务的主要接入技术，从而使我国成为世界上最早完

成这一转变的大国。当然，有线接入技术也不会消亡，但其角色将发生根本性变化，即主要转向支持宽带数据应用。事实上就带宽而言，无线作为一种频谱受限技术是永远无法与有线接入技术相比的，特别是无法与光纤相比的。

在无线接入技术中，在未来几年内，除了第二代移动通信将继续发展外，作为3G特别是WCDMA的商用化已经推迟一年多，但同属于3G技术的CDMA 2000 1X已经有超过1000万的用户，作为3G主导技术的WCDMA也即将在全球范围内逐步进入实施阶段，并向全IP方向发展。具有更高速率、更高频谱效率、更好覆盖和更强业务支撑能力的超3G技术也开始进入活跃研究阶段。此外，无线以太网或无线局域网也是一种发展前景良好的宽带接入技术，这是一种能支持较高接入速率(2到11Mb／s乃至Mb／s)采用微蜂窝或微微蜂窝的自我管理的局域网技术，最适合于用户流动性较大且有较大数据业务需求的公共区域如机场、大型会展中心、高级宾馆等，以及需要临时快速建网的场合。当然，无线以太网在技术上需要解决与有线以太网接入相同的问题以及由于无线传输引入的新问题。将这种技术应用于公用电信网的接入网领域，同样必须妥善解决认证计费、用户漫游、信息和网络安全、设备和网络管理、用户接入控制等多方面的问题。尽管各国情况不同，无线以太网在世界范围内呈现良好发展势头。特别是3G的推迟给这种技术的发展和成熟提供了所需的时间和空间。

传送技术从点到点通信向光联网转变

传送网是电信网的基础设施，一个强大、灵活且成本低廉的传送网是全球几代人所为之奋斗的目标。近几年来波分复用(WDM)技术的出现和发展为上述目标的实现迈出了关键的一步，有力地支撑了上层业务和应用的发展。目前1.6Tb／s WDM系统已经开始大量商用预计在3年左右的时间，单对光纤实用化的最大传输容量可望达到5-10Tb／s，再考虑光缆内光纤芯数的因素，单根光缆的总容量可以达到数百Tb／s乃至Pb／s网络的容量将

不再受限于传输链路。然而，尽管靠WDM技术已基本实现了传输容量的突破。但是普通点到点WDM系统只提供了原始的传输带宽，为了将这些巨大原始带宽转化为实际组网可以灵活应用的带宽，需要在传输节点处引入灵活光节点设备实现光层联网，彻底解决传输节点的容量扩展问题。

光节点主要指光交叉连接设备(OXC)，可以划分为两大类，即采用电交叉矩阵的OXC和采用纯光交叉矩阵的OXC。前者可以比较容易地实现信号质量监控和消除传输损伤，节点容量不很大时成本较低，更重要的是可以对小于整个波长的较小的带宽粒度进行处理，符合近期的市场容量需要。然而这种方式主要依靠硬件，容量扩展性受限，且功耗和体积较大。另一方面，纯光交叉矩阵的OXC仍然处于研发和现场试验阶段，主要问题之一是尚未有性能价格比好、容量可扩展、稳定可靠的光交换矩阵核心是光开关。近来，一种称为微电子机械开关MEMS

的新型光开关已显示了巨大的发展前途，这种机电一体化的

开关器件结合了机械光开关和固体波导开关的特点，结构紧凑、集成度高、性能优良、矩阵规模大、便于批量生产，正成为实用化大型OXC的主选开关技术之一。然而，以MEMS技术为基础的全光OXC在技术上还有很多问题需要妥善解决，首先，从长期实际应用看，MEMS的高精度是否能在各种环境条件下都始终保持仍然是个问题，闭环控制可能是实用化所必不可少的。其次，实用化的OXC所必须的大量功能还有待花时间开发。再有，其选路协议和信令还有待最终标准的完成及互操作测试。最后，适用于大规模电信网应用的光恢复功能必须有自动色散和PMD补偿技术的配合才能真正实现，如此等等。因此以MEMS技术为基础的全光OXC的真正实用化还需要一二年时间，但最终将成为未来光传送网的核心使能技术。

光联网的一个最新发展趋势是引入自动波长配置功能，由静态交叉连接型光联网升级为动态交换型智能光交换机。随着IP业务的爆炸性增长，对网络带宽的需求不仅变得越来越大，而且由于IP业务量本身的不确定性和不可预见性，对网络带宽的动态分配要求也越

来越迫切，一种能够自动完成网络连接的新型网络概念—自动交换光网络(ASON)应运而生。届时网络运营者可以在光层面上实现今天在电层面上的主要功能，构筑一个高度灵活可靠、可以实时调度配置带宽的超大容量智能光网络。当然，实现动态光联网还需要解决一系列硬件和软件以及标准化问题，但其发展前景是十分光明的。随着全网业务的数据化，特别是宽带IP业务的快速发展，大容量智能光网络将不仅可以提供巨大的网络容量，而且可以提供可持续发展的动态网络结构，保证的性能以及廉价的成本来支持当前和未来的任何业务和信号，成为支持下一代电信网的最灵活有效的基础设施。有线无线接入都将完成从窄带向宽带的转变

面对核心网和用户侧带宽的快速增长，中间的接入网却仍停留在窄带水平，而且仍主要是以支持电路交换为基本特征，与核心网侧和用户侧的发展趋势很不协调。显然，接入网已经成为全网带宽的最后瓶颈，接入网的宽带化和IP化将成为未来5到10年接入网发展的主要趋势。然而，考虑到接入网领域在法规、技术、业务、成本上的高度敏感性，接入技术的多元化将是一个长期的现实。

预计在未来几年内，电信网上将会首先大力发展成熟的可以充分利用现有双绞线资源的非对称数字用户线(ADSL)技术，典型速率512Kbit／s至2Mbit／s最高达8Mbit／s，足以满足中近期带宽的需求。据报导，目前全球已经敷设3500万线的ADSL其中韩国和加拿大是发展最快的国家。我国仅中国电信就已发展用户100万，势头很好。相信随着技术的进步、IP业务的发展、新业务新应用的不断涌现以及本地环的放开，ADSL在未来几年内将成为我国中近期的主导宽带接入技术。

传统以太网技术不属于接入网范畴，然而其应用领域却正在向包括接入网在内的其他领域扩展，无论是5类线上的有线以太网，还是基于802.11b标准的无线以太网发展势头都很猛。从各类以太网看，10M以太网交换机已经基本退出市场，被10／100Mb自适应以

太网交换机所代替，千兆比以太网交换机的份额迅速上升，目前已经占到整个以太网市场的26%。其应用范围也逐渐从企业网为主转向服务提供商为主。一旦IEEE 802.3ae万兆以太网标准最后通过以及技术稳定，万兆以太网将成为重要的新增长点。

然而，由于认证计费、服务质量、可管理性、信息安全、可靠性以及实装率低等多种因素以太网必须经改造后才能顺利地应用于公用电信网，目前已有多种改进方案和措施可供选择。预计随着技术的进步和社会的发展，改造后的以太网接入也将会发展成为中近期的主导宽带接入技术之一，从长远看，则与IP技术天然融合的以太网似乎比ADSL更有发展潜力。

以太网的一个最新发展是利用现有的双绞线来传以太号，避免重新敷设较贵的5类线，所谓的EoVDSL可以认为属于这类技术，它结合了2层以太网和VDSL物理层的特点，避免了ATM的复杂性和传统以太网的传输距离和实装率低的缺点，获得了较好的性价比，其典型速率为10Mbit／s传输距离达1.2公里，最高下行速率可达52Mbit／s，具有良好的发展前景。

有线接入除了会大量发展ADSL和以太网等宽带接入技术外，以EPON为代表的宽带光纤接入技术正成为主要的开发方向和应用重点，届时我国东部地区将全面实现光纤到路边和小区，大城市将会部分实现光纤到家。

在未来5到10年间，无线接入技术方面除了第三代移动通信(最高2Mbit／s)和无线以太网技术(最高Mbit／s)等现有宽带接入技术会广泛应用外，具有更高速率、频谱效率和智能的新一代宽带移动通信技术(超3G)将开始应用，届时用户速率可能达到20Mbit／s乃至更高，电信网的最后接入带宽瓶颈将获全面突破。

融合将成为未来网络技术发展的主旋律

观点：网络技术的融合以及市场发展的需要和宏观管制环境的变化将导致“三网融合”。但融合并没有减少选择和多样化，相反，往往会在复杂的融合过程中产生新的衍生体，多样化将是自然的演进过程。

随着网络应用加速向IP汇聚，网络将逐渐向着对IP业务最佳的分组化别是IP网的方向演进和融合是历史的必然，融合将成为未来网络技术发展的主旋律。从更广义的角度看，网络技术的融合以及市场发展的需要和宏观管制环境的变化将导致“三网融合”。所谓“三网融合”目前主要指高层业务应用的融合。表现为技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互通业务层上互相渗透和交叉

应用层上趋向使用统一的TCP-IP通信协议，

行业管制和方面也逐渐倾向统一。至于各种业务的基础网本身由于历史的原因以及竞争的需要将会长期共存、竞争和发展。而业务层的融合将不会受限于基础网传送结构而迅速发展，各类公司都会通过不同的途径向全业务方向演进。从长远看，则三网融合的最终结果是产生下一代网，它不是现有三网的简单延伸和迭加，而应是其各自优势的有机融合。

从技术层面上看，融合将体现在话音技术与数据技术的融合、电路交换与分组交换的融合、传输与交换的融合、电与光的融合。三网融合不仅使话音、数据和图象这三大基本业务的界限逐渐消失，也使网络层和业务层的界限在网络边缘处变的模糊，网络边缘的各种业务层和网络层正走向功能乃至物理上的融合，整个网络正在向下一代的融合网络演进。最终则将导致传统的电信网、计算机网和有线电视网在技术、业务、市场、终端、网络乃至行业管制和方面的融合。

需要注意的是融合并没有减少选择和多样化，当几个强有力的东西发生碰撞时很少会简单地融合成一个东西。相反，往往会在复杂的融合过程中产生新的衍生体，多样化将是

自然的演进过程。网络的融合不仅没有消除底层电信网、有线电视网和计算机网的存在，而且在业务层和应用层中繁衍出大量新的业务和应用。图象、语声和数据也不会简单地融合在一个传统终端(电视、电话和计算机)，而是更加有机地融合衍生出多样化的更有特色和个性化的终端来。简言之，电信网的未来将是一个不断在各种层面上进行创新并最终向融合方向演进的历史进程。