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文 孔彬
一、“未来网络”的由来
随着互联网络的不断发展,用户群体转向普通大众,+应用环境从数据为主转向话音和视频,接入方式从固定转向移动,终端从计算机转向手机.互联网自身从资源、网络到应用,从管理、安全到政策等,都面临着诸多相互关联的关键问题需要研究和解决.越来越多的人认为IPv6难以满足这些未来发展的需要,业界呼唤更先进、更强大的“未来”互联网.为了区别于IPv6为代表的“未来网络”(Future Networks,FN)在2005年前后开始出现,如图1所示.
未来网络存在着多个研究方向和热点,如虚拟化网络、自动网络、层次交换网络、高性能网络、安全可信网络、长距低耗网络及高带宽长延时网络等.针对这些重要方向,目前各国都在积极制订政策,并投人大量的资金开展研究,力求在下一代互联网的研究方面取得先机.其中比较典型的研究项目有美国的PlantLab、欧盟的FP7/4WARD、日本的*ARI以及中国自主研究的公共电信数据网络(PTDN)等.
除了以上一些国家层面的研究活动,ITU、IETF、国际标准化组织(ISO)和论文范文网联盟(W3C)等多个标准化组织,也都在进行未来互联网／网络的标准化制订工作.
二、ITU-T SG13
在众多研究“未来网络”的国际／国家组织机构中,以ITU的影响力和取得的进展最为显著.ITU的工作方向侧重于“革命”思路,第十三研究组一直是未来网络的领导研究小组.该小组专门成立了未来网络焦点组,对未来网络的愿景、需求、新技术、时间表以及标准化等问题进行探讨.
ITU的第十三研究组(ITU-T SG13,下简称SG13)目前领导着ITU下一代网络(Next-Generation Networks,NGN)及其演进的标准化工作.SG13明确提出,“未来网络”的关注点主要包括云计算、移动和NGN,如图2所示.
广义上讲,NGN代表着世界范围内从电路交换向基于分组的网络转变.向NGN过渡,可以减少服务提供商的资本支出、运营成本并能开展一系列新的服务；同时,还能减少能耗.NGN的关键是固定和移动的合并,以及通信和广播的合并,例如IPTV.NGN也支撑信息通信技术(ICT)和其它领域的合并.
SG13计划在2020年前后实现网络的原型设计或者达到部署阶段.SG13的研究成果主要为支持网络虚拟化、未来网络的节能以及框架识别；未来计划还包括发展智能泛在网(Smart Ubiquitous Network)、未来网络虚拟化、通信SDN(Software-Defined Networking)的框架、规范和验证方法、云计算、物联网等.
三、未来新型网络结构
对于未来网络的研究还在如火如荼的进行中,一切尚无定数.我们只能从中选择选取一些具有代表性的网络结构来进行参考.
1.SUN
智能泛在网(Smart Ubiquitous Netwofks,SUN)是基于IP分组的网络,能够给人们传输和发送大量服务和物品.智能泛在网所提供的服务能覆盖控制、处理和存储等方面,基本服务之一就是内容传送.
智能泛在网内容传送主要集中在怎样有效并能感知到的发送内容.换句话说,内容传送利用环境信息来适应动态用户特征和环境,网络的内容感知能力能提供个性化和优化的服务.根据这些特性,智能泛在网内容传送提供如下高级特性：
为内容定位发掘的基于名称的内容路由；
*内容存储的在网内容缓存；
使用在网缓存和路径控制的内容传送优化；
环境信息的动态内容路由适应.
智能泛在网利用网络的内容感知和环境感知能力来增强内容发送功能.智能泛在网的内容感知能力提供基于内容相关信息的有效识别、检索和发送内容.智能泛在网的环境感知能力可以管理和监测环境信息并能自适应的改变网络操作.通过上述两个功能,智能泛在网的内容发送提供四个特性：基于名称的内容路由、在网的内容缓存、内容发送优化和内容路由适应,如图3所示.
2.DAN
数据感论文范文络(Data Aware Networking,DAN)是一种新型的网络结构,能够在分布式环境中有效处理大量的数据,并使用户能够安全、便捷、准确的获取数据,而不考虑数据位置.这种技术能使网络意识到用户的请求并支持数据分发.因此,数据感论文范文络被认为是实现未来网络的重要方法.
数据感论文范文络使用户能在网络中分发数据对象,并能有效和自适应的进行检索.数据感论文范文络主要是基于名称进行通信,通过名称或者ID号,在网络中路由数据对象.基于名称的通信让终端主机和中间节点都能感知到用户请求和对应响应,如图4所示.
3.SDN
软件定义网络(Software Defined Network,SDN),是一种新型网络创新架构,其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来,从而实现了网络流量的灵活控制,为核心网络及应用的创新提供了良好的平台.
SDN是一种新型的网络架构,它的设计理念是将网络的控制平面与数据转发平面进行分离,并实现可编程化控制.SDN的典型架构共分三层,最上层为应用层,包括各种不同的业务和应用；中间的控制层主要负责处理数据平面资源的编排,维护网络拓扑,状态信息等；最底层的基础设施层负责基于流表的数据处理、转发和状态收集.
现有网络中,对流量的控制和转发都依赖于网络设备实现,且设备中集成了与业务特性紧耦合的操作系统和专用硬件,这些操作系统和专用硬件都是各个厂家自己开发和设计的.而在SDN网络中,网络设备只负责单纯的数据转发,可以采用通用的硬件,而原来负责控制的操作系统将提炼为独立的网络操作系统,负责对不同业务特性进行适配,而且网络操作系统和业务特性以及硬件设备之间的通信都可以通过编程实现,如图5所示.
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SDN本质上具有“控制和转发分离”、“设备资源虚拟化”和“通用硬件及软件可编程”三大特性,这带来了一系列的好处：第一,设备硬件归一化,硬件只关注转发和存储能力,与业务特性解耦,可以采用相对廉价的商用的架构来实现.第二,网络的智能性全部由软件实现,网络设备的种类及功能由软件配置而定,对网络的操作控制和运行由服务器作为网络操作系统(NOS)来完成.第三,对业务响应相对更快,可以论文范文各种网络参数,如路由、安全、策略、QoS、流量工程等,并实时配置到网络中,开通具体业务的时间将缩短.
四、SoLoMo
谈到未来网络,不得不提当下火热的“SoLoMo”.所谓SoLoMo,即社交(social)+本地化(local)+移动( mobile).201 1年2月,IT风险投资人约翰·杜尔(John Doerr)第一次提出这个概念——“SoLoMo”.他把最热的三个关键词整合到了一起,随后,SoLoMo概念风靡全球,被一致认为是互联网的未来发展趋势.麦肯锡的最新报告也指出,透过智能手机,民众消费已走向“SoLoMo”形态,就是随时随地都在上网、找寻社交网络(例如Facebook),并透过立即寻址,找到最新最热门的消费场所.
不管是Social还是Local还是Mobile,永恒不变的是用户,尼尔森的数据分别从这几个领域展示了美国用户的行为,希望能带来影响用户的启发,如图6和表1所示.
而在国内,SoLoMo概念同样很火热.国内的So当然是SNS、微博等；Lo不仅仅有街旁、四方、切客,新浪也推出了位置服务,更应该囊括团购等本地电子商务活动等,而“Mo”同样很火热,基于各种平台开发的移动互联网应用在国内同样很火爆,如图7所示.
SoLoMo来袭,从根本上改变了以往的上网交流方式,也改变了企业与消费者的互动方式.SoLoMo下的电子商务的本质,是让优质商品的信息供应链更有效率,从而让信息供应链下游的消费者更快做出购买决策.由SoLoMo开启的购物信息供应链是基于社交、本地和移动的信息供应链,是互联网一个新的巨大市场,将改变电子商务的发展方向.
SoLoMo的商业模式也对产业产生了很多影响,这包括：(1)传统互联网企业积极投入移动终端产业；(2)移动IM市场格局正悄然发生变化；(3)社交网络移动化成为趋势；(4)电子商务移动化是大趋势；(5)搜索引擎移动化大趋势.
SoLoMo实现了实时信息互动社交网络让优质的商品可以在人际关系链中传播得更快,网络世界与消费市场的融合,使单一的消费者角色逐渐消失,在社会化媒体的推波助澜下,消费者在向信息的生产者,资源的共享者转变.如果消费者在网站上搜索出售同一服务的店铺有三家,不知道如何选择,这个时候,有朋友告诉你A店铺提供的服务最好,你将会毫无疑问地选择A店铺,这便是社交网络的价值所在.社交网络的本地化与移动化相结合,使得这种信息的交流与共享成为现实,实现了消费者之间随时随地的沟通交流以及信息互动.
互联网基于本地化的一个创新应用则是LBS,即基于位置的服务(Location Based Service, LBS).LBS的签到服务使得消费者可以准确地找到附近的商家,及时获取商家发布的最新动态以及优惠信息,同时,商家也便于找到周围的消费者,向他们传递信息,做到精准营销,从而实现商家与消费者间的双赢.
移动化为电子商务的发展起到了推波助澜的作用.随着智能手机的发展和日益普及,近场通讯(Near FieldCommunication,NFC)技术发展也相当迅速,并得到越来越多的认可,NFC与现有非接触智能卡技术兼容,使出门消费“刷手机”成为可能.NFC与智能手机之间的融合,让人们的生活真正跨入智慧时代.SoLoMo时代的到来,将社会化、本地化和移动化相结合,使得消费者可以利用平板电脑、手机等移动设备,随时随地进行签到,并获得商家的优惠信息,同时将商家的优惠信息进行分享,消费者也可以看到其他消费者所分享的优惠信息.NFC技术的应用,能够有效避免消费者的假签到,能让商家准确地找到消费者所在的位置,对消费者进行精准营销.
020是消费者在网上下单并完成支付后到实体店消费的商业模式,团购就是020商业模式的一个类别.在这种模式下,线下服务可以通过线上来揽客,消费者可以在线上筛选服务与下单,然后在线下体验服务.020时代为中国服务业提供了产品线上传播与交易的平台,在我国政府大力扶持第三产业的背景下,020为我国电子商务市场的蓬勃发展打开另一扇窗.如今,消费者在互联网的活动越来越频繁,线下商业服务极其需要通过线上方式获得客户.020商业模式成功地将线上线下商业生态圈连接成一体,同时将社交、移动和本地服务很好融合在一起,因此,020模式被誉为SoLoMo概念的最佳商业表现形式,在垂直细分市场、推动本地化运营方面大有可为.
五、4G网络
2013年12月4日下午,论文范文向中国联通、中国电信、中国移动正式发放了“LTE／第四代数字移动蜂窝通信业务(TD-LTE)”经营许可,即4G牌照.此举标志着我国正式进入了4G时代,如图8所示.
4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层.物理网络层提供接入和路由选择功能,它们由无线和核心网的结合格式完成.中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等.物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的,它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易,提供无缝高数据率的无线服务,并运行于多个频带.
这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力,跨越多个运营者和服务,提供大范围服务.第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输,抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术；高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；大容量、低成本的无线接口和光接口；系统管理资源,软件无线电、网络结构协议等.第四代移动通信系统主要是以正交频分复用(OFDM)为技术核心.
OFDM技术的特点是网络结构高度可扩展,具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力,可以提供无线数据技术质量更高（速率高、时延小）的服务和更好的性能论文范文比,能为4G无线网提供更好的方案.例如无线区域环路(WLL)、数字音讯广播(DAB)等,预计都采用OFDM技术,如图9所示.
4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s,这个速率是移动电话数据传输速率的1万倍,也是3G移动电话速率的50倍（2G数据传输速率10Kbit/s,3G数据传输速率2Mbit/s).
4G手机可以提供高性能的汇流媒体内容,也可以接受高分辨率的电影和电视节目,从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带.4G有望集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信,移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准.如果说3G能为人们提供一个高速传输的无线通信环境的话,那么4G通信会是一种超高速无线网络,一种不需要电缆的信息超级高速公路.
为了充分利用4G通信给人们带来的先进服务,人们还必须借助各种各样的4G终端才能实现,而不少通信营运商看到了未来通信的巨大市场潜力,他们已经开始把眼光瞄准到生产4G通信终端产品上,例如生产具有高速分组通信功能的小型终端、生产对应配备摄像机的可视电话以及电影电视的影像发送服务的终端,或者是生产与计算机相匹配的卡式数据通信专用终端.有了这些通信终端后,手机用户就可以随心所欲的漫游了,随时随地的享受高质量的信息服务了.
严格来说,4G手机的功能,已不能简单划归“电话机”的范畴,语音传输只是4G移动电话的功能之一,未来4G手机更应该算得上是一只小型电脑了,而且4G手机从外观和式样上,会有更惊人的突破,人们可以想象的是,眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋,以方便和个性为前提,任何一件能看到的物品都有可能成为4G终端,只是人们还不知应该怎么称呼它.
4G网络还将激发国家的创新活力,并搭建了一个创新的平台,基于这个平台,各种有利于提高生产效率、提高人民群众生活品质的创新将随之产生.其发展将为今后发展其他新科技铺路,包括公共安全、教育、能源、健康、交通和经济在内的各个领域将开展4G网络应用课题研究.而且,2G、3G时代所提出并推动的“物联网”,随着4G网络对无线网络瓶颈的打破,也将迎来真正意义上的大发展.
六、结语
向未来网络的演进,已经成为全球的共识.但对于如何向未来网络演进,目前出现了大致两种技术路线：“改良型”和“革命型”.改良型演进的技术路线主张在现有互联网网络体系下进行修补,对网络设备或拓扑进行改造,使其适应新的需求.革命型演进的技术路线主张抛弃现有网络体系,建立全新的网络架构,从根本上解决原有体系结构存在的问题.
虽然关于未来网络的研究和标准化工作,多个国家和标准化组织已经展开,然而未来网络能否成功依然面临着诸多挑战和问题.首先,标准化工作难以协调和统一；其次,对体系架构的理解不同；第三,对于未来网络如何继承现有技术的问题,各方态度不一；最后,没有考虑外部环境的巨大变化.
因此,目前对未来网络的研究正处于关键时刻,研究目标也极富创新精神——就是在不久的将来,创建一个极少安全漏洞,具有极高信任度,能够自我管理的网络系统.
对于脱胎换骨的“未来网络”,让我们拭目以待.
（作者单位：国家新闻出版论文范文广播电视规划院）
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