计算机网络的发展趋势


计算机网络的发展方向是IP技术+光网络,光网络将会演进为全光网络。从网络的服务层面上看将是一个IP的世界,通信网络、计算机网络和有线电视网络将通过IP三网合一;从传送层面上看将是一个光的世界;从接入层面上看将是一个有线和无线的多元化       世界。
1.三网合一
目前广泛使用的网络有通信网络、计算机网络和有线电视网络。随着技术的不断发展,新的业务不断出现,新旧业务不断融合,作为其载体的各类网络也不断融合,使目前广泛使用的三类网络正逐渐向单一统一的IP网络发展,即所谓的“三网合一”。
在IP网络中可将数据、语音、图像、视频均归结到IP数据包中,通过分组交换和路由技术,采用全球性寻址,使各种网络无缝连接,IP协议将成为各种网络、各种业务的“共同语言”,实现所谓的Everything over IP。
实现“三网合一”并最终形成统一的IP网络后,传递数据、语音、视频只需要建造、维护一个网络,简化了管理,也会大大地节约开支,同时可提供集成服务,方便了用户。可以说“三网合一”是网络发展的一个最重要的趋势。
2.光通信技术
光通信技术已有30年的历史。随着光器件、各种光复用技术和光网络协议的发展,光传输系统的容量已从Mbps级发展到Tbps级,提高了近100万倍。
光通信技术的发展主要有两个大的方向:一是主干传输向高速率、大容量的OTN光传送网发展,最终实现全光网络;二是接入向低成本、综合接入、宽带化光纤接入网发展,最终实现光纤到家庭和光纤到桌面。全光网络是指光信息流在网络中的传输及交换始终以光的形式实现,不再需要经过光/电、电/光变换,即信息从源结点到目的结点的传输过程中始终在光域内。
3.IPv6协议
TCP/IP协议族是互联网基石之一,而IP协议是TCP/IP协议族的核心协议,是TCP/IP协议族中网络层的协议。目前IP协议的版本为IPv4。IPv4的地址位数为32位,即理论上约有42亿个地址。随着互联网应用的日益广泛和网络技术的不断发展,IPv4的问题逐渐显露出来,主要有地址资源枯竭、路由表急剧膨胀、对网络安全和多媒体应用的支持不        够等。
IPv6是下一版本的IP协议,也可以说是下一代IP协议。IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供地址。理论上约有3.4×1038个 IP地址,而地球的表面积以厘米为单位也仅有5.1×1018cm2,即使按保守方法估算IPv6实际可分配的地址,每个平方厘米面积上也可分配到若干亿个IP地址。IPv6除一劳永逸地解决了地址短缺问题外,同时也解决了IPv4中的其他缺陷,主要有端到端IP连接、服务质量(QoS)、安全性、多播、移动性、即插即用等。

  IPv6的优势非常明显,几年前就有很多IPv6实验网出现。目前有很多公司已经宣布支持IPv6,我国第一个IPv6试验网也于2004年12月开通,IPv6的时代即将到来。
4.宽带接入技术
计算机网络必须要有宽带接入技术的支持,各种宽带服务与应用才有可能开展。因为只有接入网的带宽瓶颈问题被解决,骨干网和城域网的容量潜力才能真正发挥。尽管当前宽带接入技术有很多种,但只要是不和光纤或光结合的技术,就很难在下一代网络中应用。目前光纤到户(Fiber To The Home,FTTH)的成本已下降至可以为用户接受的程度。这里涉及两个新技术,一个是基于以太网的无源光网络(Ethernet Passive Optical Network,EPON)的光纤到户技术,一个是自由空间光系统(Free Space Optical,FSO)。
由EPON支持的光纤到户,正在异军突起,它能支持吉比特的数据传输速率,并且不久的将来成本会降到与数字用户线路(Digital Subscriber Line,DSL)和光纤同轴电缆混合网(Hybrid Fiber Cable,HFC)相同的水平。
FSO技术是通过大气而不是光纤传送光信号,它是光纤通信与无线电通信的结合。FSO技术能提供接近光纤通信的速率,例如可达到1Gbps,它既在无线接入带宽上有了明显的突破,又不需要在稀有资源无线电频率上有很大的投资,因为不要许可证。FSO和光纤线路比较,系统不仅安装简便,时间少很多,而且成本也低很多。FSO现已在企业和居民区得到应用,但是和固定无线接入一样,易受环境因素干扰。
5.移动通信系统技术
3G系统比现用的2G和2.5G系统传输容量更大,灵活性更高。它以多媒体业务为基础,已形成很多的标准,并将引入新的商业模式。3G以上包括后3G、4G,乃至5G系统,它们将更是以宽带多媒体业务为基础,使用更高更宽的频带,传输容量会更上一层楼。它们可在不同的网络间无缝连接,提供满意的服务;同时网络可以自行组织,终端可以重新配置和随身携带,是一个包括卫星通信在内的端到端的IP系统,可与其他技术共享一个IP核心网。它们都是构成下一代移动互联网的基础设施。

  随着移动通信和网络技术的发展,在任何时间,任何地点都能接入网络,以获取所需的信息,已成为人们的普遍需求,也成为网络的发展方向之一。而移动计算技术将使得这种需求得到实现。移动计算技术将使得计算机或其他信息设备在没有与固定的物理连接设备相连的情况下接入网络并传输数据、信息。移动通信需要解决传输层的可靠性、实时性、安全性问题,以及网络层的路由问题,也需要数据链路层的移动组网技术和物理层的无线通信技术的支持。移动计算技术经过几年的推进和发展,其标准和产品已日渐成熟,应用也日益广泛。移动计算技术的应用在许多领域获得了巨大的成功,并涌现出许多令人耳目一新的系统设备。


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