2001年十大热门通信技术编辑本段回目录
所谓热门技术是指一二年内能进入电信系统成为主流的技术，而且现在已经投入足够的开发资金，并受到业界的支持。最近美国《Telecommunications》杂志评出了2001年十大热门技术，它们是：超密集波分复用、先进FEC、甚高速DSL(VDSL)、自由空间光系统、弹性分组环、H.248/Megaco、基于查询簿的管理、自适应调制、喇曼放大器、流控制传输协议（SCTP）。在此，笔者根据自己对这十大热门技术的理解把它们介绍给读者。
超密集波分复用（UltraDWDM）
所谓超密集波分复用（Ultra-DWDM）是指在一条光纤中通过减小波长间隔复用成百上千个波道，以进一步提高光纤容量。目前一般的厂商都能在常用的C波段支持80到96个波道，在L波段也能支持同样数量的波道，现在他们正在试图通过减小波长间隔把波道数提高到几百个。采用25GHz的间隔就能在C波段复用160个波道。如采用12.5GHz间隔，波道数还将加倍。事实上，有些厂商甚至已经在讨论6.25GHz的间隔。如果把它们沿用到L和S波段的话，系统容量还可进一步提高。2001年阿尔卡特在实验室做出256个波长、每波长40Gb的10.2Tb系统，日本NEC在实验室做出273个波长、每波长40Gb的10.9Tb系统，传输距离为117公里。
但是不断增加波道数的做法，其代价将是减小波道容量。波道间隔小了，势必每波道能容纳的数据速率就要下降。一般在设计时，波道宽度是传输速率的2.5倍，也就是说，10Gbps的波道至少需要25GHz的间隔，40Gbps的波道至少需要100GHz的间隔。因此，不是所有的厂商都采取不断减小波道间隔的做法。例如，PhotonEx就认为，40Gbps的波道是运营商所需要的，用于长距离和超长距离传输。实际上，波道容量较小（“细管道”）但数量较多的超密集波分复用系统和波道容量较大（“粗管道”） 但数量较少的密集波分复用系统和稀疏波分复用系统都有各自的市场需求。例如在城域网中使用稀疏波分复用系统就可以降低设备造价。
先进FEC（Advanced FEC）
FEC（前向纠错）是延长光网传输距离的一个关键技术。它并不是什么新概念，在保证系统误码率（BER）方面已经应用多年。在光网应用中对它的挑战是，当传输速率为Gbps级时，如何提供10～15的BER。
多年来，ITU-T G.975规范即FEC的标准，它使用Reed-Solomon算法。在光网中运用G.975需要增加大约7％的光信号开销。2.5Gbps的信号就要提高到2.7Gbps，10Gbps的信号就要提高到10.7Gbps。现在有些芯片厂商正在推出新的经过改进的非标准FEC，暂时还没有正式名称，一般称其为先进FEC或高增益FEC，因为它们的编码增益约为9dB，比G.975的6dB高。开发这种FEC的难点在于，既要获得较高的编码增益，又要使用较少的开销。Ciena公司声称它开发的先进FEC只需增加7.1%的开销。有些半导体芯片厂商，如Intel or Vitesse Semiconductor也有用于2.5Gbps和10Gbps的FEC和先进FEC。Vitesse正在开发支持40Gbps信号的FEC芯片。FEC既可用于长途网，也可用于城域网。在城域网使用时，可把传输距离延长几公里，这对运营商而言非同一般。在长途网里，每隔一定距离需用放大器对光信号进行放大，采用FEC后在信号再生之前可把传输距离延长3倍，同样经济效益明显，不可小视。
甚高速DSL（VDSL）
甚高速VDSL早在几年前就提出了。采用甚高速DSL（VDSL），运营商利用现有铜线不仅可以提供高速因特网接入，而且还可以提供视像业务。与ADSL相比，VDSL既可工作于不对称方式，也可工作于对称方式，速度要快得多，能支持ADSL所不能支持的业务。以不对称方式工作，VDSL的下行速率可高达52 Mbps；以对称方式工作，速率可达26 Mbps。VDSL不基于ATM技术，故总体造价比ADSL便宜。另还具有设备简单、建设快的优点。不少电话公司现正在通过 VDSL进行视像业务试验。Qwest在凤凰城向5万用户提供业务，Bell Canada在多伦多向公寓大楼和连坐公寓建筑提供捆绑式业务，挪威Telenor公司在奥斯陆试验宽带TV业务，但多数运营商仍在观望VDSL的发展以及标准的制订。随着因特网网上应用的增多和深化，如今网上用户的应用不再满足于导致流量不对称的“冲浪”了，要求比几年前高许多，他们需要的是流媒体和更强的数据转移能力，也就是需要更多的带宽。除了不对称工作方式以外，他们还需要对称的工作方式，尤其是对企业用户来说。所以，ADSL已不能满足。而利用FTTC或FTTB配合VDSL成为一种很好的解决办法，既能满足目前需要，也能适应将来更新的技术，如10Gb以太网。美国、欧洲和部分亚洲地区现在正在推行这一做法。
去年5月成立的全业务VDSL工作组（Full Service VDSL Group）包括英国电信、法国电信、NTT、德国电信、Qwest 以及设备制造商Lucent、 Motorola、ViaGate Technologies、Metalink和NextLevel Communications。该工作组负责制订国际标准。到目前为止，VDSL的传输距离是应用的最大限制。只有当用户距离VDSL设备的不超过1000英尺时才能获得最高速率，当用户处于最远可能距离（约4000英尺）时，速率约降为13 Mbps。提供VDSL的运营商一般都把光纤延伸至安放VDSL设备的街区节点，然后从那里向住户比较密集的多住户单元（MDU）提供业务。由于用户比较密集，可以补偿昂贵的设备成本。随着标准的制订，VDSL设备成本将会下降，进一步推进业务发展。
在VDSL上提供视像业务将是有线电视的直接挑战者，甚至有可能取代之。用户愿意改用VDSL的原因是费用会比较低。而且在市区以外，有线电视公司对基础设施的改造可能较慢，改用VDSL就能提前获得数字TV。总之，有了VDSL，给用户多了一种选择。DSL上传视像（video over DSL）的市场目前总共大约只有10万到20万用户，但在今后几年内这一市场会较快成长起来。
自由空间光系统（FSO）
自由空间光系统（FSO）是光纤通信与无线通信的结合。它通过大气而不是光纤传送光信号。目前，许多企业和机构都不具备光纤线路，但它们需要比T1或T3更高的速率。FSO可以取代固定无线接入，其可提供的带宽高达1 Gbps以上。
FSO技术既能提供类似光纤的速率，又不需在频谱这样的稀有资源方面有很大的初始投资（因为无需许可证）。另外，激光技术的进步已经使耐用可靠的器件变得非常便宜，大大降低了FSO设备的造价。与光纤线路相比，FSO系统不仅安装时间少得多，成本也低得多，大约是光纤到大楼成本（10万美元至30万美元）的十分之一至三分之一。但FSO像固定无线接入一样，易受环境干扰，尤其是雾衰影响。其它还有传输距离短、小鸟阻挡、大楼漂移等问题。由于这些问题还没有得到完全解决，所以一些FSO制造商虽然承诺99.999％的可靠性，但他们往往建议把FSO用作备用线路。固定无线与FSO是可以互补的，例如把FSO用作固定无线的回送线路。
FSO已经在企业和多住户单元（MDU）市场得到使用。例如，位于华盛顿的Smithsonian Institute采用LightPointe Communications的FSO设备组建了一个高带宽的LAN，工作速率为155 Mbps。西雅图的四季饭店用Terabeam 的FSO设备向客人提供100 Mbps的数据连接。
FSO设备的其他制造商还包括Tellaire、LSA Communications、Optical Access、fSona和Canon。Strategis Group预测FSO设备的全球销售额5年内将从去年的1亿美元上升到20亿美元。市场潜力是相当大的。
弹性分组环（RPR）
弹性分组环（Resilient Packet Ring：RPR）是面向数据（特别是以太网）的一种光环新技术，它利用了大部分数据业务的实时性不如话音强的事实，使用双环工作的方式。RPR与媒体无关，可扩展，采用分布式的管理、拥塞控制与保护机制，具备分服务等级的能力。能比SONET/SDH更有效地分配带宽和处理数据，从而降低运营商及其企业客户的成本。
传统的SONET/SDH网是按双光纤环配置的，其中一个环工作，沿一个方向传送信号；另一个环备用。如果工作环断开，就用备用环沿反方向传送信号。这种几乎瞬间的倒换是SONET/SDH的主要特点之一，因为这能保住话音连接。但是由于很多城域网业务现在主要是数据，而不是话音，网络时延小的要求已经不是非常关键。诸如FTP和数据备份这样的协议与应用均可以承受一定的时延。对这些应用而言，SONET/SDH就大材小用了。
而RPR在任何时间双环都同时使用，并作反方向传输。如果一个环断开，所有业务就全部跑到另一环上，此时这个环有可能拥塞，视业务量而定。为了对付这种情况，RPR引入了QoS参数，使优先权最高的业务先获得它所需的带宽，并且不受断开的影响，就像在SONET/SDH中一样。但优先权低的业务可能会蒙受时延。使用RPR的运营商可以对优先权高的业务收费高，对优先权低的业务收费低。
RPR处理业务的速度8倍于SONET/SDH双向线路倒换环或单向通路倒换环系统，其原因有两个：一是时隙可以重复使用，同一时隙在不同网段上可以用来传送不同的数据；二是无论在哪个方向传送的分组能以最快速度到达目的地。
由于RPR的优先化能力，它使运营商在城域网内通过以太网运行电信级的业务成为可能。在提供SONET/SDH级的QoS的同时，降低了传送费用，因为与以太网相比，SONET/SDH是十分昂贵的。
负责制订RPR标准的是IEEE 802.17工作组，Luminous Networks、Cisco、Nortel、Dynarc和Lantern Communications都参与了该工作组的活动，他们还与Riverstone Networks、Avaya以及其他支持互操作试验的公司结成了RPR联盟。RPR的商用至少还要等18个月，以完成标准制订和测试工作。Cisco、Dynarc、Upstart Lantern Communications和Nortel 等公司目前都有不同名称的非标准RPR产品。
虽然RPR被设计用来处理多业务，但还留有许多VoIP QoS问题。在最初使用RPR时，通信公司可以在RPR上跑数据和少部分VoIP业务，而把大部分话音业务放在同一光线路上利用TDM over SONET传。随着VoIP技术的进步，通信公司可以把话音业务移至RPR。
H.248/ Megaco
我们知道，要把电话转到IP电话网上必须经过IP电话网关。由于网关的功能过于集中，它不但要对不同网络上的业务控制信令进行转换，还要处理各种业务的媒体流，负责一些业务信息的采集，这样不但造成设备实现复杂，过于集中的功能还会导致处理能力的下降，使网关很有可能成为IP电话网的瓶颈。而且由于不同厂商使用的协议有差异或理解上的分歧，给不同厂商的产品之间互通带来很大的困难，从而导致整体网络性能难以提高，网络扩展性差。为了解决这个问题，一些公司提出了网关分解( Decomposition)或网关功能分离（Function Separation）的概念，将网关功能分解为呼叫控制（高层）和资源管理／媒体处理（低层）两部分。高层对呼叫作智能管理，并指示低层的操作，需要时，还完成信令转换的功能，或者另外再分离出单独的信令转换部分。低层主要完成媒体消息的转换和桥接。分解后的网关包括媒体网关控制器（MGC）和媒体网关（MG）这两个主要部件，分别对应于高层和低层。按这种分解思想设计的网关，可以很容易地实现模块化，而且各模块分工明确，给整个网络带来了灵活性，更适合于未来大规模展开的综合型IP电话网。所以，作为MGC和MG之间的接口协议是十分重要的，它要完成连接控制、媒体属性指定、内容插入、事件处理、资源管理等功能。
前不久由ITU和IETF联合批准了上述接口协议Megaco/ H.248，其意义远远超出协议本身。这标志着电信界与因特网界为推进下一代网络而作出的一次重大努力，也是VoIP将成为现实的一个标志。
现在许多VoIP供应商正在从以前IETF制订的媒体网关控制协议（MGCP）转向Megaco，因为他提供更大的应用层支持，管理起来也比较简单。许多人相信，Megaco将成为媒体网关控制器（MGC）和媒体网关（MG）之间接口的正式协议。
Megaco引入了两个新的基本概念：终端（termination）和连接关系（context）。终端是MG中的一个逻辑实体，它是接收和发起媒体流、形成媒体连接的设备。连接关系是指连接与终端集合之间的关系，相当于一个混合桥。如果存在多个终端的话，此连接关系就描述了一个拓扑结构以及媒体混合或交换的参数。Megaco最多可执行7条命令：增加（add）、删除（subtract）、转移（move）、修改（modify）、通知（notify）、查询（audit）、业务改变（service change）。
由于Megaco把所有的设备控制（即智能）放在网络内部，而不是网络边缘，故在某种意义上讲，它更趋近电信界在建通信系统时的做法。按IP界的说法，该协议实际是“后退了一步”。
基于查询簿的管理（Directory- Based Management）
由于基本业务的价格在迅速下降，所以按需提供的多业务网是运营商今后生存的关键。在多业务网中，不仅运营商能控制服务指配，而且用户也希望能够控制他们的服务指配。但到目前为止，想在电路交换网上动作一下，哪怕是简单的带宽升级或服务指配，也需要通过一个服务小组用人工方式来进行，费时费工。因此，必须对下一代的服务体系结构提出新的要求，一个最重要的要求就是要了解用户。实现这一要求的关键则是网络必须在网络边缘通过基于策略和查询簿的管理系统来驱动。
有了基于策略和查询簿的网络管理工具，运营商就能针对特定的用户需求给出服务水平协议（SLA）和分层次的带宽服务，对应用进行优先化处理以及对服务需求进行管理。用户只收到一张账单，并且可以改变带宽分配或按需接入一项新的服务。许多公司，如Atreus、BroadJump、Cisco、Ellacoya、IP Highway、Sitara和Unisphere等现在都有这方面的产品。
最近还推出了一些新的标准协议，如COPS (Common Open Policy Server)、LDAP (Lightweight Directory Application Protocol)和RADIUS等。COPS是一个问答式协议，用来在策略服务器与客户或策略强化点之间交换策略信息。LDAP 是基于因特网的一个方案，它持有一个包含所有用户情况、应用与网络策略的查询簿。RADIUS服务器执行所有的初始服务启动功能，包括认证、批准和计费。Unisphere的产品叫服务选择中心（SSC），BroadJump的产品叫控制工作（Control Works），Ellacoya的产品叫服务生成交换机（SGS）。它们都利用了上述协议。
为了提供个性化服务，运营商现在非常需要这样的产品，因为不管是应用还是用户，只要运营商通过查询簿知道了用户的需求，就能够卖给用户更多的东西，同时还掌握了用户的情况。
自适应调制（Adaptive Modulation）
由于在无线通信环境中链路条件时时刻刻随不同用户而变，所以一个好的无线系统就需要对网上的每一用户动态地进行协调和调整，即在每条链路上对不可预测的条件进行调整。
调整的机理有多种，包括多径衰落调整、纠错和重发等，自适应调制也是常用的一种。自适应调制通过改变调制方案和调制速率来动态地调整信号，以适应基站与用户之间的环境和干扰波动。系统不断检查误码率，为每个用户设定最佳的调制方案。例如，系统可以从16 QAM（速率较高但抗干扰能力较差）变为QPSK（速率较低但抗干扰能力较强）。
以下一些厂商：采用单载波技术的Aperto、Adaptive Broadband、Hybrid、Raze Technologies和Wiman ；基于OFDM 技术的BeamReach、Cisco和Iospan Wireless；以及采用无线 DOCSIS 的Vyyo在它们的产品中都开始使用自适应调制。
为了使链路性能最优化，这些厂商还使用其它MAC层和物理层技术，如自适应FEC和自适应功率控制等。动态FEC在接收端对数据流中的信息进行冗余解码，以纠正在传送过程中发生的差错，它能够针对每一个用户决定和采用最优的FEC水平。由于用户的信号功率电平是可变的，动态功率控制将把功率设定在应该发送的正确值，当接收此信号时，不会让功率注入相邻小区。
总之，利用诸如自适应调制、自适应FEC、天线分集和自适应自动重发（ARQ）等技术能建立一堵牢固的墙，防止抖动与时延以及保证不同的服务等级。
喇曼放大器（Raman Amplifiers）
光通信马拉松赛在去年2月立下了新的里程碑，Williams的网络使用Corvis的设备在没有电再生的情况下传输距离长达6400公里。阿尔卡特公司在今年8月又有新的突破，利用32波长每波长40Gb/s的DWDM系统实现了2400公里的大容量超长距离传输。这些成就的一个重要原因就是使用了喇曼（Raman）放大器。
在目前网络中普遍使用的是掺铒光放大器（EDFA），每隔数十公里放大信号一次，但每隔500公里必须进行一次昂贵的光－电－光（OEO）转换。EDFA工作在目前大多数DWDM系统所支持的C波段，也可以工作在L波段，以提供更多的波道。故EDFA工作窗口较小，为1525-nm至1620-nm。与EDFA相反，喇曼放大器可以工作在1300-nm至1700-nm范围内（即C, L, S, L-plus and S-plus波段），也许还可以扩展到更宽范围。
喇曼放大器的概念已有数十年，很复杂，分分布式喇曼放大器和离散式喇曼放大器两种。分布式喇曼放大器是在线路光纤本身中放大信号的，在业务进来的方向上提升能量。分布式喇曼放大器的增益约6dB。离散式喇曼放大器比较接近EDFA，因为它使用纤芯较小的特殊光纤，在放大器内部放大信号。离散式喇曼放大器的增益为30dB，类似EDFA。增益大小将影响沿线放大器相隔多远。另外，由于每当信号被放大时，噪声也随着放大，这是全光网的死敌。而喇曼放大器比掺铒光放大器好的另一优点是信噪比好。所以，运营商在选用技术时必须进行权衡比较。
Corvis和Nortel的产品选用分布式喇曼放大，Xtera Communications采取中立的做法，同时提供离散式和分布式的喇曼产品。Corvis预计喇曼放大器在两年内将占有光放大器市场的一半。加拿大CIBC银行估计到2005年分布式喇曼放大器的市场将从去年的2.2亿美元增加到45亿美元。
流控制传输协议（SCTP）
虽然将来分组网取代PSTN的趋势已经成为共识，但是把PSTN的一个重要组成部分，即7号信令网移入IP是当前的一个热点。去年IETF的Sigtran（信令传送）工作组发布了流控制传输协议（SCTP），命名为RFC 2960，进一步推动了这一工作。事实上，在SCTP正式成为标准之前，有许多公司，包括Alcatel、Motorola、Nokia、Nortel、Sun Microsystems、Telcordia 和Siemens，都在慕尼黑的Siemens测试基地成功地完成了SCTP的互操作测试。由于再早以前，一些公司都有自己在IP上跑7号信令的做法，所以SCTP不是唯一的协议，但它会得到越来越广泛的支持。因为它可用于信令网关与媒体网关或媒体网关控制器之间的通信，也可用于媒体网关与媒体网关控制器之间的通信。用了SCTP以后，媒体网关、媒体网关控制器与信令网关不一定要出自同一厂商。
虽然TCP也能提供可靠的数据传送，但太受局限。因此，在IP网内，有倾向用SCTP取代TCP，作为传送层协议，用于传送许多PSTN信令，包括SS7、ISDN （Q.931）和 GR-303。与此同时，传送适配层（TALI）将被用作SCTP的补充协议，因为它将使用SCTP的服务。
Hughes Software Systems有可能成为首先使SCTP商用化的公司之一。Lucent和 Motorola将成为它的客户。
（摘自《人民邮电报》）