摘 要 本文对信息通信界关注的某些热点技术如IP与ATM、xDSL与HFC、PSTN与1P电话进行了分析，同时对这些技术的未来发展进行了探讨。

关键词 IP ATM xDSL HFC

1 前言

全球信息化的发展日益加剧，三网融合的趋势日益明显，信息技术特别是计算机技术的快速发展对传统通信网无论在技术还是在体制方面都带来了很大的冲击，影响着全球信息化发展的方向及格局。

信息新技术层出不穷，本文仅对近来信息通信界关注的某些热点技术如IP与ATM、xDSL与HFC以及PSTN与IP电话进行了分析，并提出了作者的一些思考。

2 ATM与IP

ATM技术是电信界为实现B-ISDN的理想提出的，它集中了电路交换与分组交换的优点，具有端到端的连接特性，可以保证语音、数据、图像及多媒体信息传输中的QoS，具有无级带宽分配、自愈能力强、统计复用、安全等优点，是目前真正实现多业务综合、QoS保证的技术。缺点是复杂，目前在ATM上开展的业务还较少，且价格昂贵。

IP是计算机界提倡的计算机通信中的网络层协议，具有简单、灵活，面向无连接、应用广泛等特点，虽然安全可靠性不高，但由于价格低廉使人们容忍了其缺陷，并在Internet、LAN等网络中获得了广泛的应用。而ATM的面向连接的特性在Internet信息通信中则不能显示其优势。如在Internet的Web连接中，用户每击中一个连接，就启动了一个与远端服务器的连接，而每个HTTP传输的数据量平均为2KB，若链路的传输速率为155Mbit/s，则整个传输时间约为100μs，而Fore最先进的ASX 1000 ATM交换机建立连接的时间约为10 ms，可见链路建立连接的时间占整个数据吞吐量的99%。IP无连接特性在Internet上的优点可见一斑。

随着Internet主机数量及业务的迅速膨胀，人们对Internet骨干的带宽需求成倍增长，于是人们寻求各种新技术以支持高速IP业务需要，各种IP over ATM技术和IP over SDH技术便应运而生。各种IP over ATM技术（包括CIPoA、LANE、MPoA、Fast IP、Tag Switch以及MPLS等）虽然可利用ATM高速交换的特性，但要么没有充分利用ATM的业务质量控制的优点，要么就是过于复杂或标准还不够完善，而通过PPP协议直接将IP帧映射进SDH的IP over SDH由于比IPover ATM要节省开销20%～30%，尽管其业务流量控制与管理功能不强，在当今链路带宽紧张的情形下，对于目前的IP业务的传送其优势还是很明显的，这也是各信息通信公司和ISP纷纷采用IP over SDH作Internet主干的原因。随着接口速率高、吞吐量大、价格便宜的千兆比路由交换机（其核心为ATM交换）的推广和兆兆比路由交换机以及DWDM的实用化，IP网宽带化进程必将加快。

IP在Internet上的巨大成功使计算机界对IP的研究投入了更大的热情，他们进而转向探索Everything over IP，力图将话音、实时数据、图像及多媒体通信与IP捆绑，利用IP来取代电信界Everything over ATM的设想，在这种情形下，人们可能不再特别关注少量的开销浪费，而将注意力集中在简单灵活，支持多业务、高带宽、服务质量等能力上。为此，科学家们不懈努力，制订了RSVP、RTP以及IPng等协议，但这些协议能否与ATM信令以及业务优先级、质量控制相结合以及如何结合都是目前仍在探索的问题。从技术的角度上讲，在本质上IP由于其“尽量做得最好”的宗旨及面向无连接特性，使得在带宽无级分配、统计复用、QoS保证等方面无法达到ATM的境界，况且若要IP保证CoS（服务等级）、QoS，所带来的技术复杂性必然会导致成本的增加（可能向ATM靠拢）。

就发展趋势而言，信息化进程所带来的巨大的市场需求及其价格便宜的诱惑力使得IP业务将超过话音业务而成为信息通信的主体业务。有资料表明，到2005年，IP业务量可能占整个信息通信量的90%，其余业务只占10%。因此有理由相信，在现阶段及今后IP网络会得到很大的发展，与此同时，ATM也会继续发展如支持语音的AAL2、核心网中的Fast IP/MPLS（与IP技术交互，取长补短）、接入网中的APON（以ATM为基础的宽带无源光网络）等。在相当长的一段时间内两者将共存，IP和ATM未来的发展取决于消费者的消费观念以及技术走向。

3 PSTN与IP电话

IP电话技术是指将话音压缩、打包后在IP网上传输到目的地后再恢复成话音的技术。与PSTN每路通话始终保证64 kbit/s带宽（电路交换）的特性相比，IP电话由于采用包在IP网上传输，无法保证传输时延及时延抖动，因而也就无法保证通话质量，但由于IP电话只收本地电话费和服务费，远较国际长途电话便宜得多，还是得到了众多IP电话厂家和ISP的青睐。

为此科学家们一直在积极探索各种技术以改善IP电话的通话质量，与1995年IP电话刚刚出现时相比，今天IP电话的通话质量已有了很大的改善，并逐步进入实用化阶段。改善的方法主要包括采用高效的数据压缩技术以减少对带宽的需求，提供有效的业务优先级控制方法以减少数据包的丢失，提供高速的路由传输机制等。目前数据压缩率正从8kbit/s、5.3kbit/s向2.4 kbit/s发展，“差错缓冲”、“预测纠错”等技术有效地减少和弥补了数据包的丢失，同时各种先进的IP路由协议、交换机制相继出台，减小了语音数据包的传输时延和时延抖动。但目前IP电话的质量还远不能达到POTS的指标。此外IP电话标准也是IP电话发展的关键，虽然绝大多数IP电话厂商都采用ITUT H.323规范中的音频部分，但至今仍无一个完整的IP电话标准。

对于IP电话的成本，朗讯公司曾做过试验，对IP电话与普通电话在本地300英里及国内长途：600英里通话成本进行了比较，研究表明本地IP电话成本为0.28美分/分钟，本地普通电话成本为0.27美分/分钟，两者几乎相同；长途IP电话成本为0.33美分/分钟，长途普通电话成本为1.47美分/分钟，IP电话比普通电话每分钟节省77.6%的通话费。但朗讯公司进一步研究后发现，若不计接入费和结算费，对于长途通话而言，实际上两者成本上相差不大，上述长途通话中的费用差额主要是由于管理因素引起的。而对IP电话的归属问题，至今仍未有定论。

原先普遍认为IP电话带来的竞争主要是在长途业务方面，但这种看法随着HFC普及程度的日益提高可能会有所改变。利用HFC，使得IP话音分组避开本地PSTN直接进行传输成为可能，由于信道利用率的提高而节省部分费用，价格上的优势使得IP电话有可能在本地通话和长途通话方面与普通电话展开全面竞争。AT&T已经准备年内在10个城市利用TCI的同轴网进行本地IP电话试验，并在2000年大面积推广。

随着IP电话质量的不断改善，标准和应用不断成熟，IP电话将不可避免地与普通电话发生激烈的竞争，并长期共存。但拥有IP网的传统电信公司可能更具优势，原因是其既可利用IP网满足低价位的话音通信需求，又可利用PSTN/ISDN对重要客户如政府部门、金融、企业和部分个人用户等提供高质量的话音通信信道。

4 xDSL与HFC

xDSL是各种数字用户环路技术的统称，DSL指采用不同的调制方式将信息在现有的PSTN引入线上高速传输的技术，包括ADSL（非对称DSL）、ADSL Lite（简易ADSL）、HDSL（高速DSL）、IDSL（ISDN DSL）、RADSL（速率自适应DSL）、SDSL（对称DSL）和VDSL（甚高速DSL）等，速率从128 kbit/s～51Mbit/s。在Internet高速接入方面尤以ADSL和简易ADSL最具吸引力。

ADSL（ITU-T G.992.1）上行信道传输速率可达640kbit/s，下行信道的传输速率最高可达。Mbit/s，由于采用点到点传输方式，用户可独享高带宽。ADSL的主要优点在于：(1)利用了电话局已敷设的引入铜线；(2)提供适应Internet接入特点的非对称高速接入速率；(3)ADSL局端设备直接将ADSL信号传送至数据网（FR、ATM等）或相反，缓解用户长时间上网对电话交换机和中继线造成的拥塞；(4)同时提供POTS通信通道。不足之处在于其传输性能在很大程度上受到用户引入线距离、线径、环境等因素的限制，并且电信运行商需要在同时提供POTS通道的用户家中安装分离器，既增加了终端安装的复杂性，又不利于价格的降低。

ADSL Lite是一个简单的、低功耗、无分离器的非对称DSL系统。该系统上行信道最高传输速率可达512kbit/s，下行最高可达1.5Mbit/s，同时提供POTS通道。由于无须在用户处安装分离器，故ADSL Lite Modem的安装如同56kbit/s模拟Modem的安装一样简单。该技术建议ITU-T G.992.2（现称G.lite）预计将于1999年6月底正式通过，届时厂商与业务提供商可向市场提供兼容的产品。该种兆级Internet接入技术由于速率是目前56K Modem的25倍，并接近Cable Modem的速率必将成为接入网中的热点。

HFC是在有线电视网（CATV）的基础上发展起来的一种宽带接入技术，其网络结构为树型或总线型，从前端至小区光节点采用光纤传输，从光节点到用户终端采用同轴电缆，小区光节点所辖用户数一般在500左右（理想情况），整个光节点内部网可提供约1GHz的带宽，由光节点内的所有用户共享。在HFC前端，语音、数据、视频等多媒体信息经调制后与电视射频信号一起传输到用户端，经过分离器提取多媒体信息，并恢复成数据包形式，通过类似IEEE 802.3的共享介质接入机制MLAP（MAC Level Access Protocol）进入用户终端设备，此外，前端的带宽控制器可通过编程方式对用户Cable Modem进行频率分配控制。

Cable Modem是HFC中的关键设备，按照其上下行信道传输速率是否对称分为两类：一是上下信道对称，双向通信速率最高可达10Mbit/s，适用于高速LAN互联；另一种是上下信道不对称，上行速率最高为768kbit/s，下行速率最高可达30Mbit/s，适用于高速Internet接入等。

HFC的特点是除了能提供原有的视频信号外，还能提供双向语音、数据、视频等宽带多媒体信息业务，现阶段具有一定的发展前景，但属于过渡型技术，主要是因为：(1) CATV网要改造成HFC，既要进行双向改造，又要将频段扩充到750MHz或1000MHz，需巨额投资；(2)为降低树型结构和小区光节点用户过多引起的“漏斗效应”，需要增加光节点数，减少小区用户数量，工程量大；(3)共享带宽机制成为今后进一步发展的羁石；(4)固有的树型网络结构和信道共享机制影响信息通信的安全性，会由于某个用户的故障而影响同一同轴电缆上的其它用户，为管理维护带来麻烦；(5)HFC的传输模式与网络的数字化发展方向相违背。此外HFC要发展，还必须对频谱进行安排，对Cable Modem标准进行规范。

随着今后超节点技术的发展及xDSL标准的完善，带有xDSL局端设备功能的交换机或接入网超节点必将成为今后传统电信运营商发展的方向。

5 结束语

未来10年将是世界电信史上技术发展最活跃的时期，技术的发展是如此之惊人，以至谁都无法准确描述未来信息通信技术的发展，但有一点是肯定的，那就是信息化正以前所未有的速度渗透到人类社会的各个方面，深刻地改变着人类的生存环境。