關(guān)注NGN：網(wǎng)絡(luò)融合和機(jī)對(duì)機(jī)應(yīng)用

    下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)的標(biāo)準(zhǔn)制訂和研發(fā)工作已經(jīng)取得了較大進(jìn)展。對(duì)NGN的未來(lái)發(fā)展，有兩大走向，融合和機(jī)對(duì)機(jī)應(yīng)用，需要加以注意。

    1網(wǎng)絡(luò)融合

    目前，國(guó)際上融合成為電信業(yè)的主旋律。技術(shù)趨于融合，網(wǎng)絡(luò)趨于融合，業(yè)務(wù)趨于融合。

    自2004年開(kāi)始特別強(qiáng)調(diào)固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)的融合。融合可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，降低運(yùn)營(yíng)成本，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力；融合可以向用戶(hù)提供各種形式的業(yè)務(wù)和一站式的服務(wù)，使用戶(hù)不論在固定環(huán)境中，還是在移動(dòng)環(huán)境中都能享受到相同的服務(wù)；融合還給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)增加收入的機(jī)遇，減少引入新業(yè)務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)，尤其適合全業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)。美國(guó)的電信巨頭AT&T自1984年被拆分成1家長(zhǎng)途電話公司和7家地區(qū)貝爾公司以來(lái)，經(jīng)過(guò)了20年的風(fēng)風(fēng)雨雨，現(xiàn)在又被融合的浪潮卷了回來(lái)，2005年1月31日AT&T與美國(guó)本地電話公司西南貝爾達(dá)成協(xié)議，以160億美元被西南貝爾收購(gòu)，重新形成了一個(gè)集長(zhǎng)途、本地和移動(dòng)于一身的全業(yè)務(wù)電信巨頭。

    其實(shí)，融合的想法早在上世紀(jì)90年代中后期就已提出，先是三網(wǎng)融合，后是固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)的融合(FMC)。2000年，筆者曾著文寫(xiě)道：“為了實(shí)現(xiàn)真正的個(gè)人通信，使用戶(hù)不論在固定環(huán)境中，還是在移動(dòng)環(huán)境中都能享受到相同的服務(wù)，獲得相同的應(yīng)用，固定通信網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)也將走向綜合，融為一體。固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)的融合應(yīng)從核心網(wǎng)開(kāi)始，逐漸擴(kuò)展到邊緣，把各種速率的數(shù)據(jù)流通過(guò)接入節(jié)點(diǎn)提供給用戶(hù)，從而把固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)的功能通過(guò)IP這一粘合劑融合在一起?！?/P>

    當(dāng)時(shí)由于技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)不具備、市場(chǎng)不明朗以及后來(lái)的網(wǎng)絡(luò)泡沫等原因，固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)的融合并沒(méi)有真正搞起來(lái)。然而，2004年在國(guó)際上FMC成為NGN的研究重點(diǎn)，提出了基于IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)實(shí)現(xiàn)FMC的NGN架構(gòu)。ITU-T、ETSI等組織都把FMC放在了NGN標(biāo)準(zhǔn)化工作的核心位置。之后短短幾個(gè)月時(shí)間內(nèi)，IMS就取得了很大進(jìn)展，標(biāo)準(zhǔn)化工作迅速推進(jìn)，設(shè)備商、運(yùn)營(yíng)商相繼宣布基于IMS的策略。2004年NTT、英國(guó)電信、韓國(guó)電信、巴西電信等運(yùn)營(yíng)商成立“FMC聯(lián)盟”，旨在推廣固定電話與移動(dòng)通信的聯(lián)合經(jīng)營(yíng)模式。2005年2月在法國(guó)嘎納舉行的3GSM大會(huì)上，IMS成為最引人注目的一個(gè)話題。

    所謂基于IMS的NGN架構(gòu)是對(duì)3GPP規(guī)范中的IMS特性進(jìn)行修訂補(bǔ)充，使其成為基于會(huì)話啟動(dòng)協(xié)議(SIP)的通用平臺(tái)，可以同時(shí)支持固定和移動(dòng)的多種接入方式(如WiMAX、WiFi、3G、FTTx等)，實(shí)現(xiàn)固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)的融合。IMS定義了3層結(jié)構(gòu)(如圖1所示)，控制層基于SIP，與下面的傳送層和上面的業(yè)務(wù)層之間具有開(kāi)放的接口，允許運(yùn)營(yíng)商采用單一的核心網(wǎng)，橫跨固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)提供VoIP、多媒體消息等基于SIP的業(yè)務(wù)。IMS符合NGN把呼叫控制與傳送分離的要求，是軟交換的延伸，在軟交換的基礎(chǔ)上對(duì)控制功能作進(jìn)一步分離。目的是形成一個(gè)更加高度靈活的通信平臺(tái)，不僅可以實(shí)現(xiàn)人到內(nèi)容(客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器)多媒體通信，而且還可以實(shí)現(xiàn)人到人(端到端)的IP多媒體通信，如圖2所示。FMC把有線和無(wú)線的技術(shù)與業(yè)務(wù)集成在一起，形成一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)(見(jiàn)圖3)，這使電信運(yùn)營(yíng)商可以利用所有各種類(lèi)型的業(yè)務(wù)來(lái)吸引其全部潛在用戶(hù)。實(shí)現(xiàn)FMC后，固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商不再受限于陸地固定網(wǎng)，而移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商將能夠使用最可靠的網(wǎng)絡(luò)資源去滿(mǎn)足移動(dòng)用戶(hù)日益增長(zhǎng)的需求。

    基于IMS的FMC在經(jīng)歷一度被質(zhì)疑之后，現(xiàn)在得到越來(lái)越多的認(rèn)同，尤其是得到固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的認(rèn)同。網(wǎng)絡(luò)分層原則的普遍被接受以及ITU對(duì)IMS的接納是一個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。現(xiàn)在業(yè)界普遍認(rèn)為它是未來(lái)核心網(wǎng)的發(fā)展方向。國(guó)外有一家公司做過(guò)一次調(diào)查，在109個(gè)被調(diào)查對(duì)象中，60.6%認(rèn)為在未來(lái)5年中主要出現(xiàn)的情景將是FMC，大多數(shù)用戶(hù)將擁有1部多模電話機(jī)，并通過(guò)最適合的網(wǎng)絡(luò)(可以是固定網(wǎng)，也可以是無(wú)線網(wǎng))來(lái)進(jìn)行呼叫；25.7%認(rèn)為主要出現(xiàn)的情景將是移動(dòng)替代，大多數(shù)電話使用移動(dòng)手機(jī)或類(lèi)似終端通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)進(jìn)行呼叫，固定網(wǎng)將主要用于寬帶、娛樂(lè)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；還有13.8%認(rèn)為情況將維持不變，即固定電話走固定網(wǎng)，移動(dòng)電話走移動(dòng)網(wǎng)。

    目前設(shè)備制造商與電信運(yùn)營(yíng)商對(duì)IMS都非常熱心。實(shí)現(xiàn)IMS一方面是運(yùn)營(yíng)商為提供下一代服務(wù)在基礎(chǔ)設(shè)施方面的一個(gè)戰(zhàn)略步驟，另一方面又為設(shè)備供應(yīng)商帶來(lái)新的創(chuàng)收機(jī)會(huì)。芬蘭運(yùn)營(yíng)商EricssonAB公司的IMS技術(shù)現(xiàn)被大約25家運(yùn)營(yíng)商用來(lái)做試驗(yàn)。Nokia公司與TeliaSoneraAB公司正在合作開(kāi)發(fā)基于IMS的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)解決方案。西門(mén)子的IMS系統(tǒng)被法國(guó)電信用來(lái)在其英國(guó)子公司Orange的網(wǎng)上進(jìn)行試驗(yàn)。朗訊則與日本ISP公司eAccess合作開(kāi)發(fā)基于IMS的業(yè)務(wù)。Nortel網(wǎng)絡(luò)公司與Motorola、IBM等公司組成團(tuán)隊(duì)提供整套的IMS硬件和軟件產(chǎn)品。Alcatel的IMS設(shè)備將提供美國(guó)T-Mobile公司使用。世界上的主要運(yùn)營(yíng)商幾乎都把IMS系統(tǒng)看作生成和控制高價(jià)值實(shí)時(shí)IP應(yīng)用(如會(huì)議電視、彩信、多玩家游戲和VoIP等)的重要設(shè)備。國(guó)外某些傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商正在推出一些初期的融合業(yè)務(wù)。例如，英國(guó)電信(BT)計(jì)劃2005年春天推出名叫Bluephone的融合業(yè)務(wù)，將使用藍(lán)牙/蜂窩融合話機(jī)，在室內(nèi)使用BT的網(wǎng)絡(luò)，在室外使用Vodafone的網(wǎng)絡(luò)，室內(nèi)、外呼叫無(wú)縫切換，藍(lán)牙通信范圍為25m，速率700 kb/s，2005年底或2006年初，將轉(zhuǎn)為采用WiFi技術(shù)。法國(guó)電信為企業(yè)用戶(hù)提供名叫Business Everywhere的業(yè)務(wù)，使用一種軟件接口，用戶(hù)可以通過(guò)通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(GPRS)、WiFi、數(shù)字用戶(hù)線(DSL)或者電路交換線路乃至今后的UMTS連接到公司的虛擬專(zhuān)用網(wǎng)(VPN)。美國(guó)Verizon公司推出的Verizon One/Verizon Iobi業(yè)務(wù)，在固網(wǎng)、移動(dòng)電話和PC之間進(jìn)行統(tǒng)一傳信和呼叫管理，可以在任何時(shí)間把E-mail、話音郵件、短消息業(yè)務(wù)(SMS)直接傳到用戶(hù)想要傳的設(shè)備上。

    IMS雖然現(xiàn)在被看好，但是仍有許多不確定性，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)基于IMS的FMC不僅僅是技術(shù)問(wèn)題，它涉及網(wǎng)絡(luò)的融合、業(yè)務(wù)的融合、管理的融合、運(yùn)營(yíng)的融合和管制的融合，面臨一系列的挑戰(zhàn)，現(xiàn)在很難精確預(yù)測(cè)它的具體進(jìn)程。

    向FMC過(guò)渡肯定是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，設(shè)備供應(yīng)商和業(yè)務(wù)提供商首先必須把注意力集中在特定市場(chǎng)的特定融合需求上，在戰(zhàn)術(shù)上采用能夠滿(mǎn)足這些需求的技術(shù)，從戰(zhàn)略上則需要有一個(gè)高度靈活的通用平臺(tái)，能夠適應(yīng)新出現(xiàn)的各種要求。

    2機(jī)對(duì)機(jī)應(yīng)用

    下一代服務(wù)的另一特征是無(wú)所不在。無(wú)所不在的服務(wù)意指要把通信服務(wù)的對(duì)象從人擴(kuò)展到任何一件東西。屆時(shí)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無(wú)所不在，計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備將遍布所有地方，甚至你在散步時(shí)，身上就有一個(gè)“人體域網(wǎng)”(BAN)。通信方式不僅是人與人之間，而且還包括人-機(jī)之間和機(jī)-機(jī)之間的通信。能夠上網(wǎng)的設(shè)備或器具將比現(xiàn)在廣泛得多，包括從電視機(jī)到MP3播放機(jī)，再到電子報(bào)刊、電冰箱等，甚至于首飾大小的佩帶式應(yīng)用設(shè)備，無(wú)處不在。它們?nèi)缤ヂ?lián)網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)一樣工作，形成機(jī)對(duì)機(jī)(M2M)的通信方式。

    無(wú)所不在的意義遠(yuǎn)不止用戶(hù)可以隨時(shí)隨地上網(wǎng)，而是用戶(hù)可以隨時(shí)隨地感知網(wǎng)絡(luò)的存在與網(wǎng)絡(luò)帶給他的方便。例如，當(dāng)你打開(kāi)電視機(jī)時(shí)，燈光自動(dòng)減弱；當(dāng)電話鈴響起時(shí)或你拿起話機(jī)準(zhǔn)備打電話時(shí)，電視機(jī)自動(dòng)靜音；當(dāng)你走向電梯時(shí)，電梯就自動(dòng)為你調(diào)用。

    一個(gè)分布式溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)可以控制一個(gè)取暖系統(tǒng)，節(jié)省開(kāi)支；一個(gè)交通管理系統(tǒng)可以在不同街道根據(jù)不同交通流量動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)紅綠燈。凡此種種，不勝枚舉。換言之，無(wú)所不在服務(wù)要靠大量的機(jī)對(duì)機(jī)應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以在發(fā)展NGN時(shí)必須要考慮機(jī)對(duì)機(jī)應(yīng)用這一走向。ITU在描述未來(lái)業(yè)務(wù)時(shí)認(rèn)為，NGN應(yīng)是一個(gè)電信級(jí)和企業(yè)級(jí)的全業(yè)務(wù)網(wǎng)，能滿(mǎn)足新的通信需求。需支持的業(yè)務(wù)包括電話與其他傳統(tǒng)業(yè)務(wù)、高速互聯(lián)網(wǎng)接入及其應(yīng)用、視像(VoD和流媒體等)、多媒體與數(shù)字電視廣播，具有能與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)互通的移動(dòng)性和游牧性，既可為人又可為大量的機(jī)器服務(wù)。其中首次強(qiáng)調(diào)了要為大量的機(jī)器服務(wù)。

    M2M通信可以應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)角落。例如，生物信息傳遞、異地備份、Web緩存、多播饋送、新聞饋送、信息批處理、數(shù)據(jù)庫(kù)同步、網(wǎng)格計(jì)算、多媒體電子信箱、地-空數(shù)據(jù)庫(kù)映射、數(shù)據(jù)庫(kù)挖掘以及大量的監(jiān)視和控制都是機(jī)對(duì)機(jī)應(yīng)用的用武之地。未來(lái)，大量的機(jī)對(duì)機(jī)應(yīng)用將使地球披上一層“通信外殼”，負(fù)責(zé)監(jiān)控城市、公路和環(huán)境，隨時(shí)將測(cè)量數(shù)據(jù)輸入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理，像皮膚一樣保護(hù)地球。

    為了促進(jìn)機(jī)對(duì)機(jī)應(yīng)用的發(fā)展，需要給所有移動(dòng)物體賦予無(wú)線通信功能，給所有難以安裝固定線路的地方賦予無(wú)線通信功能，給所有執(zhí)行命令、驗(yàn)證和控制功能的器具(包括用戶(hù)隨身配件)賦予無(wú)線通信功能?？梢杂脕?lái)支持機(jī)對(duì)機(jī)應(yīng)用的無(wú)線通信技術(shù)有多種，這里需要特別提及的是IEEE802.15.4(也稱(chēng)ZigBee)和射頻標(biāo)識(shí)(RFID)。

    IEEE802.15.4屬于低速率短距離的無(wú)線個(gè)人域網(wǎng)，其明顯特點(diǎn)是低速率、低功耗、低成本、自配置和拓?fù)潇`活。速率可以低至9.6kb/s，不支持話音，主要支持消耗功率最少，一般在個(gè)人活動(dòng)空間(半徑10m或更小)工作的簡(jiǎn)單器件。

    由于上述特點(diǎn)，IEEE802.15.4作為一個(gè)全球標(biāo)準(zhǔn)，不僅打開(kāi)了大量新應(yīng)用之門(mén)，而且還能給許多現(xiàn)有的應(yīng)用增加價(jià)值，為實(shí)現(xiàn)無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造條件。在現(xiàn)實(shí)世界中，可以發(fā)現(xiàn)在許多場(chǎng)合實(shí)際上低速率應(yīng)用比高速率應(yīng)用更貼近我們的日常生活。因而不能一味追求高速率，而忽視低速率應(yīng)用。

    RFID是用來(lái)描述可以通過(guò)射頻進(jìn)行傳感的器件的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，通常指的是利用射頻來(lái)閱讀一個(gè)小器件(稱(chēng)作標(biāo)記)上的信息。RFID標(biāo)記允許利用無(wú)線電波對(duì)多個(gè)標(biāo)記成批閱讀和進(jìn)行遠(yuǎn)程閱讀，近年來(lái)引起了廣泛的關(guān)注。RFID的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)取代條形碼。同一標(biāo)記除了包含防盜功能外，還可以用來(lái)證明物品的歸屬，提供隱藏的認(rèn)證，加速購(gòu)物，節(jié)省柜子和地板空間以及減少整個(gè)供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)所需的時(shí)間。RFID目前被廣泛應(yīng)用于配送管理。

    隨著薄、小、低成本RFID的問(wèn)世，將來(lái)RFID標(biāo)記不僅會(huì)被嵌入幾乎所有的物件中取代條形碼，而且還會(huì)越來(lái)越多地集成于網(wǎng)絡(luò)之中，用于銷(xiāo)售發(fā)行、信息配送、道路與交通、食品、金融、醫(yī)療與藥物、環(huán)境保護(hù)、老年人與殘疾人保護(hù)、消防與災(zāi)難預(yù)防、教育與文化、娛樂(lè)與生活等各種領(lǐng)域，成為無(wú)所不在網(wǎng)絡(luò)社會(huì)的一個(gè)基本工具，使全社會(huì)的人，包括兒童、成年人、老年人和殘疾人，都能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)積極地參與社會(huì)生活，為構(gòu)建和諧社會(huì)作出貢獻(xiàn)。

    隨著RFID和傳感器等的大量使用以及網(wǎng)格計(jì)算等高級(jí)應(yīng)用的推廣，目前處于早期階段的機(jī)對(duì)機(jī)應(yīng)用將逐漸趨于成熟。如果由EPCGlobal公司推出的TheInternetof Things(有時(shí)稱(chēng)作產(chǎn)品互聯(lián)網(wǎng)或T2T)之夢(mèng)得到實(shí)現(xiàn)的話，將來(lái)在互聯(lián)網(wǎng)上將有數(shù)萬(wàn)億件東西互相通信，一年要用數(shù)萬(wàn)億標(biāo)記(每一標(biāo)記具有唯一的電子識(shí)別號(hào)碼)。所以，在未來(lái)某一天，由機(jī)器產(chǎn)生的流量必將超過(guò)人-機(jī)應(yīng)用和人-人應(yīng)用產(chǎn)生的流量，甚至可能占據(jù)全部流量的絕大部分。這樣的發(fā)展方向應(yīng)當(dāng)在NGN進(jìn)程中予以高度關(guān)注。