数据通信：着眼业务融合

虽然“下一代网络”的概念出现已有时日，相关技术的研发也趋于成熟，但是一旦落实到应用上，其为通信产业带来的变化却屈指可数，更进一步对整个社会信息化进程的影响仍然有限。因此也有人发出了这样的疑问：投入精力搞“下一代网络”的意义在哪里？“下一代网络”的未来又在哪里？

信息产业部的“十一五”科技发展规划为我们回答了这个问题，让我们看到了一个概念更加广泛和实用的“下一代网络”：它已经不再局限于NGN、软交换这样的技术体系，而是将语音、数字、视频的融合以及家庭网络和企业网络融入其中，从根本上做到了技术研发与业务研发的相辅相成、产品创新与产业化的紧密结合。

软交换作为IP网中担当呼叫控制功能的设备和系统，是下一代网中的一个组成部分，但其本身并不能构成特别的整体组网技术机制和网络体系构架。下一代网中数据业务的提供和控制、MPLS/VPN业务、VOD业务、视频广播业务、多媒体游戏都是基于智能的IP网并由IP网上的其他服务器来承载和控制的。只有与IP网接入、IP网传输、IP网QoS、IP网地址控制相配合，才能构成下一代网综合的电信业务。

正是基于以上思路，在“十一五”发展规划中，信息产业部将重点放在了以IMS为核心的多媒体业务网技术、高性能多业务承载网技术和端到端网络QoS保障技术等在现阶段就可实现应用价值的技术上，并且将家庭网络和智能终端作为发展主要方向之一，充分体现了产业链平衡发展的思路。

下面是“十一五”发展规划中规定的十项数据通信领域技术，他们将描绘出更加清晰的下一代网络的蓝图。

高性能多业务承载网技术

在ITU-T定义的下一代网络的基本特征中，多业务(包括语音与数据、固定与移动、点到点与广播的汇聚)是一项重要的指标，但是怎样保证承载网能够更好的承载多种业务？IP技术首当其冲成为改造、完善的焦点。

传统的电信网络基于电路交换技术，只能满足语音业务的需要。但是随着用户对数据、视频，甚至多媒体业务需求的增加，传统的TDM网络早已不堪重负。而IP技术的优势和精髓却逐渐显现出来———低廉的成本和开放、灵活的业务模式使其成为融合的多业务的最佳承载网。

但是与传统电信网相比，目前IP网的可用性、可管理性和安全性都较差，影响网络可用性的关键技术有路由快速收敛技术、快速重路由技术(FRR)、软硬件在线升级技术、协议平稳重启技术和设备自身的可靠性技术等，另外还依赖于底层传送网络的可用性。高性能多业务承载网技术的首要任务就是完善现有的网络结构和路由架构，并且引入全网MPLS，从根本上改变IP网的承载能力。

以IMS为核心的多媒体业务网

软交换面临的主要问题是缺乏大规模现场应用经验，特别是互操作、实时业务的QoS保障、安全性、网络的统一管理和维护操作等。其次，软交换在业务和应用上还很薄弱，特别是多媒体业务支持方面较弱，受部分嵌套式业务的影响，其API接口功能还受一定限制，影响了第三方的业务实现和集成效率。

在软交换即将进入规模商用的同时，3GPP开发的IP多媒体子系统(IMS)标准开始受到全球的关注。这是一种IP多媒体核心网络体系架构，基于SIP会话的通用平台，适于IP为基础的多媒体和电话核心网，是一种适用于所有接入和业务(VoIP、数据和多媒体等)的统一网络体系架构。但是，源于移动领域的IMS在处理固网和移动网融合方面还有很多工作要做。IMS和软交换将以互通方式长期共存。从长远看，则IMS将可能最终替代软交换，成为统一的融合平台。

以IPv6为基础的下一代互联网

IPv4地址可能在2010年左右全部耗尽。此外，IPv4在应用限制、管理灵活性、安全性方面的内在缺陷也越来越不能满足未来发展的需要，互联网逐渐转向以IPv6为基础的下一代互联网是不可避免的大趋势。

采用IPv6从根本上解决了IPv4存在的地址限制，并能够更加有效地支持移动IP，它给业务实现和网络运营管理带来的好处是革命性的：第一，地址空间从32bit扩展到128bit，完全消除了互联网地址壁垒造成的网络壁垒和通信壁垒；第二，I6避免了动态地址分配和网络地址转换(NAT)的使用；第三，IPv6协议内置移动IPv6协议，可以使移动终端在不改变自身IP地址的前提下实现在不同接入媒质之间的自由移动，为3G、WLAN、WiMAX等的无缝使用创造了条件；第四，IPv6协议通过一系列的自动发现和自动配置功能，简化了网络节点的管理和维护；第五，采用IPv6后可以开发很多新的热点应用。

但IPv6的实际网络推进速度还很慢：一方面是IPv4通过采用NAT等措施尚能应付5年左右的地址需求；另一方面，IP地址方式与上层协议和网络的运作方式关系紧密，实现IPv4向IPv6升级，几乎涉及网上所有设备和应用，耗时费力，存在较大的风险。

端到端网络QoS保障技术

目前的互联网是一个“尽力而为”的网络，没有严格的QoS概念和机制。而下一代网络需要有可运营的QoS机制，这就要求网络具备业务质量保证和业务质量控制两个方面的能力。

所谓端到端的QoS，就是指网络运营商保证用户的数据在整个网络的传送过程中(从源端到目的端)得到所需要的QoS服务。这实际体现的是一种网络能力，即在网络上，针对各种应用的不同需求，为其提供不同的服务质量。

衡量QoS的基本要素包括：带宽/吞吐量———网络的两个节点之间特定应用业务流的平均速率。时延———数据包在网络的两个节点之间传送的平均往返时间。抖动，时延的变化。丢包率———传输过程中丢失报文的百分比，用来衡量网络正确转发用户数据的能力。可用性———网络可以为用户提供服务时间的百分比。

QoS业务相关的关键技术包括质量保证、质量控制、QoS管理、QoS业务标识和防盗。质量保证主要是适度轻载、DiffServ和流量工程(TE)相结合、尽量简单化地实现。网络质量控制是网络控制的重要组成部分，是在轻载网络上如何实现网络层差分业务的关键。

下一代网络应该具备针对不同包类型、应用类型和业务类型，实现可人为配置的丢包比例和丢包方式、包乱序控制和包延时控制。这样才能真正实现可控的差分服务，同时打击非法应用和非法运营。

家庭联网技术

家庭网络最终将把家庭中的几乎所有消费电子设备都连在一起。它首先需要有一个出口与外部的互联网相连。现有的家庭宽带连接技术包括DSL、以太网、光纤到户、有线电缆等。另外，电力线上网也可以为住宅提供宽带连接，该技术目前正处在积极发展之中。上述这几种方式都是有线的连接技术。未来，WiMax将可为住宅提供无线的宽带连接，从而让偏远住处的用户可以摆脱线缆的束缚。其次，是家庭设备内部的互连，主要用于传输数据和音视频。这方面可以利用的有线技术包括以太网、1394、USB等，可以利用的无线技术有WiFi、新兴的超宽带(UWB)等。

再次，是一些外围和终端设备与其他设备的连接，例如手机与PC的连接，鼠标、键盘、打印机与PC的连接等。这类应用往往使用低速率的无线技术，如红外、蓝牙、ZigBee以及一些专有的2.4GHz通信技术。

由于市场上存在如此多不同的连接技术，所以当制造商在设计一台数字家庭设备时首先要考虑选用哪种合适的传输技术。这取决于各种因素，如成本、速率、通信范围、功耗、安全性、共存问题等。

高清晰度数字音视频编码技术

国际上音视频编解码标准主要有两大系列：ISO/IECJTC1制定的MPEG系列标准；ITU针对多媒体通信制定的H.26x系列视频编码标准和G.7系列音频编码标准。目前音视频产业可以选择的信源编码标准有四个：MPEG-2、MPEG-4、MPEG-4AVC(简称AVC，也称JVT、H.264)、AVS。AVS编码效率比MPEG-2高2-3倍，与AVC相当，而且技术方案简洁，芯片实现复杂度低，达到了第二代标准的最高水平。2005年4月30日，AVS标准视频部分通过公示，在标准道路上迈出决定性一步。2006年2006年2月22日，国家标准化管理委员会颁布通知：《信息技术先进音视频编码》第二部分视频于2006年3月1日起开始实施，AVS视频部分正式成为国家标准。AVS为我国构建“技术→专利→标准→芯片与软件→整机与系统制造→数字媒体运营与文化产业”的产业链条提供了难得机遇。预计我国高清晰度/标准清晰度AVS解码芯片和编码芯片的需求量在未来十多面的时间内年均将达到4000多万片，该领域的自主研发意义重大。

数字接口和数字版权管理技术

对正在启动的我国数字电视来说，版权的管理将成为整个产业发展进程中一个无法忽视的重点。数字版权管理是涉及技术、商业、法律等多个层面的系统工程。版权保护包括三方面的内容：一是需要控制数字内容通过IEEE1394、USB接口等进行扩散；二需要对通过DVD、MP3、手机等家庭之间的数字内容传递进行管理和控制；三是禁止用户向互联网扩散数字内容。

如果采用诸如HDMI、AACS等技术，这样可能会做到对数字节目内容的版权保护，不过，中国终端制造企业要为采用这些外国的技术而支付较高的专利费和测试费用。HDMI是目前世界数字电视行业普遍用于数字电视节目版权保护的数字接口技术。

数字电视传输方案

数字电视按照传输方式来划分有三类：第一类叫卫星数字电视，第二类是有线数字电视。第三类是地面数字电视。2006年8月30日，国家标准化管理委员会正式发布中国数字电视地面传输标准，作为强制性国家标准，将于2007年8月1日起正式实施。此后，相应生产和制造的现有非国标系统，将转换到国标系统上来。这意味中国数字电视产业链已被彻底打通，将对国内数字电视和机顶盒厂家产生极大推动。当前迫切需要解决的问题是提供能够支持产业化的芯片，芯片的可靠性、产量、价格等等，对于产业化非常重要。由复旦大学微电子研究院自主设计、由上海宏力半导体和中芯国际制造、具有完整自主知识产权的“中视一号”数字电视地面传输芯片研制成功，标志着我国从系统设计、芯片设计到芯片制造、整机制造和应用的完整的数字电视产业链已经贯通。

数字电视接收机软件技术

数字电视接收机软件，目前尚无统一的定义和标准。这对国内厂商来说或许也是机遇。美国“大联盟”ATSC提出DTV应用软件环境--DASE标准；欧洲DVB提出MHP标准。美国SUN公司提出基于Java2MicroEdition(消费电子、嵌入式系统)的JavaTVAPI标准。

中国HDTV功能样机系统的研制成功，使我国成为第四个拥有自制数字HDTV地面广播传输完整系统的国家。

但是，目前软件平台还是采用国外产品，开发具有中国特色的、通用的接收机软件平台是中国数字电视开发的战略重点。