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QoS、IPv6、軟交換和VoIP技術受質疑

2019-11-05 02:09:16
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來源:轉載
供稿:網友

  下一代網絡的發展并不僅僅是帶寬的增加,更重要的是數據流在向媒體流傾斜。下一代網絡的核心定位不是傳遞信息,而是娛樂、消費、享受的載體,是未來娛樂經濟和體驗經濟的支柱。
  
    面對消費大眾翹首以待的大規模視頻應用的巨大市場,傳統的ip服務商束手無策。未來的視頻媒體流是一個全新的市場,歷史事實早已反復證實:傳送語音的電話網絡并不依靠于過去的電報技術,傳輸計算機文件的IP網絡不依靠于過去的語音電話技術。同理,強大的視頻媒體流網也并不依靠于過去的計算機信息處理和傳輸技術。
  
    目前,關于下一代網絡的觀點和討論很多,但本文作者所持的觀點與目前許多專家大相迥異?;蛟S作者言辭直率,甚至犀利,對于作者的觀點,您或許并不認同,但我們刊登本文的目的恰恰在于引起業內人士的進一步探討與爭論。
  
  關于帶寬與芯片的資源重組
    一百多年來,由于帶寬資源的匾乏,各種通信理論和技術大多圍繞著如何有效利用帶寬的問題展開。這些理論和技術包括調制解調、信道編碼、數據壓縮、多用戶復用和網絡協議等。但是,近年來光纖技術的發展將原來最寶貴的帶寬資源放大了百萬倍,帶寬與芯片的資源格局由此出現了根本性改變。
  
    20世紀80年代,微電子技術的突破,使芯片資源爆炸性擴展。依照摩爾定律的發展速度,Intel不斷快速推出更新換代的CPU。與此同步,Microsoft快速更新換代其操作系統,廣大應用軟件供給商同步推出應用軟件。如此與資源同步的應用,使爆炸性增長的芯片資源得到良性的吸收、承載和消耗,也使PC的價格能夠維持在一個基本穩定的水平上,進而造就了整個PC工業。
  
    進人20世紀90年代,光通信技術的突破,促使帶寬資源爆炸性擴展。在可預見的將來,帶寬容量增加的速度將數倍于芯片容量增長的速度。但至今未形成一種與資源同步的應用,當語音和數據用戶總量因市場飽和由高速增長轉為停滯時,就導致了整個電信業的極大災難。
  
    有數據表明,1998~2001年期間,光纜的總傳輸能力增長了500倍,同期的帶寬需求卻只增加了3倍。在嚴酷的事實面前,通信及網絡行業在毫無預警的情況下,由一片火紅忽然進入前所未有的嚴寒。美國通信網絡行業整個價值鏈的市值損失了1萬億美元,連帶Nasdaq6年來的積累一掃而空,總值退回到1995年水平。
  
    茫然之余,人們期盼這只是股市泡沫的正常調整,卻忽略了網絡技術發展錯位的事實。目前業界推崇的各種網絡解決方案,都無法向消費大眾提供足以讓大家掏錢的“殺手锏應用”,才是這一結局的癥結所在。假如沒有在消耗帶寬能力上解決大規模視頻應用對傳統業務進行根本的革新,電信及網絡業將永遠走不出災難的深淵。經歷了如此慘重的挫折,再不能指望原先的幾家IP技術公司來創造奇跡,扭轉敗局?,F在必須嚴厲審閱當前網絡技術中存在的方向性錯誤。
  
    筆者認為,目前業界視為頂級科技的Softswitch、VoIP、IPv6、QoS、MPLS、MPEG4、HFC和ADSL等,其實都只是雕蟲小技。這些技術的共同之處是依靠增加芯片復雜度來獲取局部的、微弱的進步,因此根本不足以改變網絡行業的困境。面對消費大眾翹首以待的大規模視頻應用的巨大市場,傳統的IT技術束手無策。
  
    技術專家們乞求于更復雜的軟件、更強的CPU、更快的芯片,而他們沒有意識到,傳統IT工業的原動力—芯片資源已經成了下一代網絡發展的瓶頸?,F有技術若要適應視頻市場的需求,網絡在降低成本的前提下至少要擴容數百倍,根據摩爾定律測算,這意味著還要等10年以上。
  
    通信網絡的基礎資源是芯片與帶寬,網絡技術若不能適應基礎資源新的平衡,必然會引發“全身性疾病”。過去30年發展起來的IT技術,由于各種原因沉淀下極為復雜的CPU芯片,數以千萬行的軟件與繁瑣低效的網絡協議,互相牽制,不可分割。大量的資源不是針對應用,而是耗費在不必要的冗余上,成為寄生在網絡上的“癌細胞”,且具有日益“惡化”的趨勢。
  
    客觀審閱現存問題,筆者認為任何增加技術復雜性、降低芯片效率的研發理念都背離了未來網絡技術發展的方向,只有降低網絡對芯片技術的依靠,才是網絡擴容的真正出路。沒有正確技術體系的支撐,只能看著世界上擁有最多帶寬資源的公司一個個相繼倒閉。
  
    考慮寬帶網絡問題的思維方式,并不是將窄帶網絡簡單地放大。由于光纜的鋪設成本大致是一個固定量,當每條光纖的傳輸能力成倍增長后,單位帶寬成本就勢必會成倍下跌?,F在光集成電路正處于類似20世紀70年代初電集成電路的發展階段,光傳輸技術的進步將會在5年之內使單位帶寬成本下降100倍以上。由于寬帶網絡的成本并不比窄帶網絡高,卻能提供更多的服務項目,因此,從理論上說,DVD品質的電視電話使用費應該低于現有普通電話。
  
    根據上述分析,可以得出推理:通過對帶寬與芯片資源的重新配置,未來網絡的通信成本在于連接,而與帶寬無關。以最快速度、最低代價、最大限度將過剩的帶寬資源轉化為消費大眾愿意付費的服務,是下一代網絡技術頭等重要的命題。
  
  關于網絡發展的三大法則
    3Com公司創始人麥卡菲(Metcalfe)注重到: 網絡的價值隨著用戶的增加而呈平方指數增加,即麥卡菲定律。
這條法則告訴我們,抓住一個用戶就多獲得了一份資產,而且是一份會不斷自動增值的資產(成平方關系)。在資本市場的支持下,Internet憑借E-mail和www兩項免費服務迅速壯大起來,由一項私有協議、一個專用網變成公眾網,在短短幾年之內滲透到社會各個層面。原本由國際電聯和各國電信商一致公認的“ATM+BISDN”世界標準,盡管性能要比IP優越很多,但是在Internet免費服務的沖擊下徹底失敗,導致昔日幾家超級電信設備商從此一蹶不振。
  
    經過長時間對視頻傳輸技術的研究,筆者早在1998年就意識到一個耐人尋味的現象,即信息的價值與其所需比特不成比例。一家銀行全年所需比特量未必抵得上一場高清楚數字電影的比特消耗,一個小學生隨便在網上創覽圖片所需比特量常會大于一個政府部門日常所需。重要的、具有法律效力的信息大都以文字表達且簡明扼要,而娛樂、消費、享受等人性化交流信息經常需要用高品質的視頻表達,但占用極大的帶寬。作者把這一現象歸結為比特需求性定律(Law of Bit Significance)——網絡中信息所需的比特量與其體現的價值成反比。
  
    這一看似簡單的發現,具有強大的正反饋效應。它揭示了未來網絡發展的趨勢:不是簡單的帶寬增加,更重要的是網絡承載的數據將不斷向流媒體傾斜。隨著社會進步,網絡信息主體終將全面視頻化。事實上,當前IT行業的演化趨勢已印證了上述結論。
  
    經過30多年的發展,現有的技術較好地實現了文字數據的傳輸。而實際需要處理和傳輸的信息中,非文字,以娛樂、有效溝通、方便使用者、滿足人性化需求為目標的信息(作者認為可稱其為廣義信息)占了數據量的主要部分。這一類數據是以視頻為代表的大規模流媒體,其需求增長的速度大大高于文字數據。實現高質量處理和傳輸大規模流媒體,并有效解決網絡的安全、可控和收費問題,是電信、網絡業夢寐以求卻長期無法解決的難題,這類不同以往的需求是下一代網絡的核心增長點。
  
    比特需求性定律預示了當前的網絡界已被幾家壟斷性IP技術大公司所誤導,正走向一個錯誤的方向。盡管當前Internet無所不能,IP電話風靡一時,IT技術如日中天,人們誤以為Internet能成為一個“全能網”而一統天下。但是作者斷定這是一條死路。
  
    從上述現象和趨勢中,筆者意識到一個幾十年難遇的機會,與當年微軟推出DOS操作系統時極為相似,它表現為:
  
  ·當前,一個大規模流媒體處理及傳輸的新市場有待開發;
  
  ·如今光通信技術的突破已為大規模流媒體網絡奠定了資源基礎;
  
  ·網絡協議是一項帶有壟斷性的技術,先行者將長期占據有利地位;
  
  ·今天的IT大公司尚未意識到,視頻通信是一項新的巨大的獨立產業,他們僅將視頻業務看做是現有網絡的延伸。
  
    把握住這個歷史發展機遇,搶占21世紀網絡和計算機技術制高點,將對未來國民經濟發展有重大戰略意義。由此得出的結論是:下一代網絡的核心定位不是傳遞信息,而是娛樂、消費、享受的載體,是未來娛樂經濟和體驗經濟的支柱。
  
  關于多媒體網絡
    下一代網絡必須完美地滿足消費者對多媒體服務的需求,由此人們不假思考地以為下一代網絡應該是一個多媒體網絡。然而,這正陷入了多媒體概念的誤區。
  
    眾所周知,不同媒體間的數據量差異極大,一篇10分鐘讀完的文章,一首10分鐘的歌曲或者一段10分鐘的電視片斷,上述三種人們常見的媒體表現形式所需的數據量大約是1∶100∶10000。一部3天讀完的小說,若拍成電影,其所需數據量將放大萬倍以上。任何先進的視頻壓縮技術都無法抵償消費者對視頻品質日益增高,且幾乎無限制的要求。一項視頻服務所需消耗的數據量大致相當于一萬項文字服務。假如從用戶的角度看是多媒體服務,而從網絡角度看,其數據量幾乎都是寬頻。因為只要有10%的服務項目是視頻,那么總數據量中的視頻部分就將占99.9%!而假如從網絡的角度看是多媒體網絡,但從用戶角度看,其服務內容幾乎看不到視頻。假設網絡中視頻數據量為50%,那么總的服務項目中視頻將僅占0.01%!
  
    從上述分析不難得出一個簡單的事實:多媒體服務必須由單純的視頻網絡來支撐,而多媒體網絡不可能提供任何有價值的視頻服務。
  
    通信網絡的發展軌跡是網絡服務由簡單的文件服務向多媒體服務過渡,但是網絡的數據內容將由單純的文字向單純的視頻過渡。所謂多媒體網絡只是這個發展過程中一個短暫浪花。即便是低品質視頻,若網絡中視頻服務項目從0.01%增長至1%,網絡中視頻數據量將從9%增加到90%;若視頻服務項目增長至5%,則網絡中視頻數據量將增加到98%。
  
    為了在服務層面兼顧各種不同的媒體,那么在網絡層面就必須獨尊視頻。毫無疑問,下一代網絡的研究方向必須是量身定做的視頻網絡。那些在當前網絡技術中引以自豪的、五花八門的、試圖實現多媒體網絡的努力和成果,終將被證實是徒勞無功的。追逐不穩定的多媒體網絡幻影,就像試圖制造萬能工具一樣違反了基本的哲學原理,犯了方向性錯誤。保留現有的以文件傳輸為主的IP網絡,并行建立以流媒體傳輸為主的高效率網絡,會比任何改造Internet的方案所花費的投資少,效率高。因此在骨干網上采取雙網共存,在用戶端整合所有網絡服務,是下一代網絡的發展方向,也是電信及網絡業在短期內發展大規模視頻服務的惟一出路。
  
    下一代網絡能夠提供內容豐富的多媒體服務,但它只是一個高效率單純流媒體網絡,而不是什么多媒體網絡。
  
  關于QoS
    QoS是業內人士討論的熱點之一。似乎有了QoS就可以解決Internet傳輸視頻的難題。筆者認為這是大錯特錯的。目前QoS的主要對策是假設流媒體內容占少數,并給予優先服務,其實相當于網中建網。這好比給俱樂部中一部分重要客戶發放金卡,以示區別其他會員。
  
    但是假如大部分客戶都持有金卡,那么其優先的特權也就形同虛設了。視頻流媒體與文件包的QoS機制完全不同,根本不可能合到一起。當網絡擁擠時,不重要的文件可以慢點送,甚至通過丟包來降低文件流量(TCP協議)。文件包的QoS是基于個別包的層面(per packet base)。但是視頻流媒體不論重要與否都不能延遲,不能丟包。因為一個斷斷續續的電影等于沒有電影。人們不可能因為少花了錢而只看半場電影。
就像航空公司出售飛機票可分頭等艙、經濟艙等,頭等艙保證座位,當飛機擁擠時,航空公司可以不賣折扣票。但是不管什么價錢的票,只要上了飛機,就一定要確保同時送達目的地。這里不存在“優先服務”的概念。
  
    因此,QoS對視頻流來說只有同意或拒絕服務,不能在服務中途降低品質。流媒體的QoS是基于整體服務層面(per call base)。當前QoS方案的先決條件是流媒體在網絡總數據量中所占比例不高。但隨著網絡服務向多媒體發展,網絡傳輸內容不斷向流媒體傾斜,屆時必將破壞QoS的先決條件。所以,現在看似有效的QoS技術為將來的網絡崩潰預留了不可避免的禍根。
  
    過去人們曾認為ATM可以完善地解決QoS問題,因為ATM可以把用戶數據分為5~6種,并實現端到端的區別對待。作者認為,這種分法過于牽強附會。信息數據只有兩大類,即以機器為受體的文件包(Datagram)與以人為受體的流媒體(Streaming)。通信系統中最早的電報網是處理文件包,后來的電話網是處理流媒體,現在的Internet比電報網復雜許多,但主要還是處理文件包。未來的下一代網絡將比電話網復雜許多,但主要是處理流媒體。歷史就是這樣螺旋上升地發展。文件包傳輸的最佳方式是盡力而為,并且要有準確無誤的檢錯及重發機制。
  
    而流媒體的傳輸方式必須是用資源預留來保證連續性和低延時。這需要兩種完全不同的傳輸協議和硬件設備。因此,建設真正有效的下一代網絡其實就是建設最有效的視頻網絡。只有單純才能達到高效。尤其是在未來芯片資源瓶頸的時代,更不容許為了照顧不足1%的文件流量,而影響到占99%以上的流媒體的效率。至于文件的傳輸,理應繼續讓專為文件傳輸而設計的IP網絡來承擔。
  
    結論是:最徹底最有效的QoS,就是流媒體獨立成網。
  
  關于“IP為王”
    筆者曾問許多同行一個問題:為什么未來網絡將由IP一統天下?得到的回答是:因為大家都這么說。
  
    下一代網絡尚不存在,誰都沒見過,為什么會有這么多人把它想像成IP網絡呢?
  
    IP一統天下僅是IP技術廠商的一廂情愿,可惜許多專家都迷失了方向,錯把IP當做奮斗的目標,而忘記了滿足老百姓的需求才是下一代網絡的真正目標。以前人們都說地球是方的,甚至8年以前大家還都一致認為“ATM+BISDN”就是下一代信息高速公路。
  
    筆者認為下一代網絡的基本要求是:任何服務的功能和性能只能優于而不能劣于現在已有的服務。
  
    但是,有人花費10多年時間,試圖把PSTN早已解決的問題搬到IP網上,發展VoIP電話。IP專家們將網上的小塊劣質視頻看做先進的高科技,根本不敢想像如何把有線電視廣播和高清楚電視搬到Internet上。當前網民中流傳著不倫不類的縮寫數字符號,本身是對人類豐富多彩文化的嘲諷,但卻被網蟲們譽稱為網絡文化。這些技術的服務品質不足以滿足消費大眾對下一代網絡的需求,更談不上開拓有價值的市場。
  
    未來巨大的流媒體市場是一塊未開墾的處女地。各種老技術、新技術都將在這里公平競爭。ATM技術和IP技術均以多媒體網絡的姿態進行了嘗試,但收效甚微。ATM技術因價格過高而退出競爭。IP技術曾經開拓了一個新的計算機文件傳輸市場,取得巨大成功,并將繼續以不可替代的優勢占據這一市場。在一些廠商的過分宣傳引導下,人們習慣性地以為IP技術還將延伸到流媒體市場。但卻忽略了文件包承載流媒體將是效率低、性能差的事實。因為IP技術遺傳性地不適合視頻流媒體的傳輸。同理,依靠提供免費服務發展起來的IP網絡遺傳性地不具備發展安全、可靠收費業務的商業模式。
  
    試圖改變IP的本性去占據自身無法承受的商業經營型流媒體市場,在邏輯上是錯誤的,違反了IP產生的初衷,背離了互聯網的立網精神。
  
    IP時代已經結束了。經過近10年迅速發展之后,IP的革命已經停滯,進入一個緩慢的建設階段。盡管今天IP技術仍保持著強勢,IP專家們還在高談闊論,憧憬于將IP技術擴展到流媒體領域。但是如同對上世紀50年代的TV、60年代的大型計算機、70年代的微處理機和80年代的個人電腦一樣,現在,IP作為一個時代已經結束了。
  
    IP這股潮流曾經如此迅猛地帶動了經濟的發展,它的終結并不是由于它的失敗,也不是它的任務已經完成,而是一個新的時代已經到來。進入21世紀,一個以娛樂為核心的新市場正在孕育成熟,以視頻流媒體為主的新的網絡技術將影響每個家庭。作者將其稱之為“客廳技術”,以區別于PC和IP的“桌面技術”。這兩種技術范疇的本質差異是近距離操作(其核心是信息)相對于遠距離觀賞(其核心是娛樂)。這個娛樂經濟的新時代對文化、經濟和政治的影響將會比IP時代更加徹底。在這個新經濟中,通信寬帶、存儲帶寬將取代計算機芯片的地位,成為社會進步的推動力。
  
    結論是:IP網絡以處理計算機文件數據為主,永遠如此

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