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QoS、IPv6、軟交換和VoIP技術(shù)受質(zhì)疑

漢中 2004/02/27

　　下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展并不僅僅是帶寬的增加，更重要的是數(shù)據(jù)流在向媒體流傾斜。下一代網(wǎng)絡(luò)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(jīng)濟和體驗經(jīng)濟的支柱。

　　面對消費大眾翹首以待的大規(guī)模視頻應(yīng)用的巨大市場，傳統(tǒng)的IP服務(wù)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明：傳送語音的電話網(wǎng)絡(luò)并不依賴于過去的電報技術(shù)，傳輸計算機文件的IP網(wǎng)絡(luò)不依賴于過去的語音電話技術(shù)。同理，強大的視頻媒體流網(wǎng)也并不依賴于過去的計算機信息處理和傳輸技術(shù)。

　　目前，關(guān)于下一代網(wǎng)絡(luò)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(yè)內(nèi)人士的進一步探討與爭論。

關(guān)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(shù)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(shù)包括調(diào)制解調(diào)、信道編碼、數(shù)據(jù)壓縮、多用戶復用和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。但是，近年來光纖技術(shù)的發(fā)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(xiàn)了根本性改變。

　　20世紀80年代，微電子技術(shù)的突破，使芯片資源爆炸性擴展。依照摩爾定律的發(fā)展速度，Intel不斷快速推出更新?lián)Q代的CPU。與此同步，Microsoft快速更新?lián)Q代其操作系統(tǒng)，廣大應(yīng)用軟件供應(yīng)商同步推出應(yīng)用軟件。如此與資源同步的應(yīng)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(wěn)定的水平上，進而造就了整個PC工業(yè)。

　　進人20世紀90年代，光通信技術(shù)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(shù)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(yīng)用，當語音和數(shù)據(jù)用戶總量因市場飽和由高速增長轉(zhuǎn)為停滯時，就導致了整個電信業(yè)的極大災(zāi)難。

　　有數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)行業(yè)在毫無預警的情況下，由一片火紅突然進入前所未有的嚴寒。美國通信網(wǎng)絡(luò)行業(yè)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(diào)整，卻忽略了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展錯位的事實。目前業(yè)界推崇的各種網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用”，才是這一結(jié)局的癥結(jié)所在。如果沒有在消耗帶寬能力上解決大規(guī)模視頻應(yīng)用對傳統(tǒng)業(yè)務(wù)進行根本的革新，電信及網(wǎng)絡(luò)業(yè)將永遠走不出災(zāi)難的深淵。經(jīng)歷了如此慘重的挫折，再不能指望原先的幾家IP技術(shù)公司來創(chuàng)造奇跡，扭轉(zhuǎn)敗局�，F(xiàn)在必須嚴肅審視當前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中存在的方向性錯誤。

　　筆者認為，目前業(yè)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(shù)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(wǎng)絡(luò)行業(yè)的困境。面對消費大眾翹首以待的大規(guī)模視頻應(yīng)用的巨大市場，傳統(tǒng)的IT技術(shù)束手無策。

　　技術(shù)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(tǒng)IT工業(yè)的原動力—芯片資源已經(jīng)成了下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸�，F(xiàn)有技術(shù)若要適應(yīng)視頻市場的需求，網(wǎng)絡(luò)在降低成本的前提下至少要擴容數(shù)百倍，根據(jù)摩爾定律測算，這意味著還要等10年以上。

　　通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)資源是芯片與帶寬，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)若不能適應(yīng)基礎(chǔ)資源新的平衡，必然會引發(fā)“全身性疾病”。過去30年發(fā)展起來的IT技術(shù)，由于各種原因沉淀下極為復雜的CPU芯片，數(shù)以千萬行的軟件與繁瑣低效的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，互相牽制，不可分割。大量的資源不是針對應(yīng)用，而是耗費在不必要的冗余上，成為寄生在網(wǎng)絡(luò)上的“癌細胞”，且具有日益“惡化”的趨勢。

　　客觀審視現(xiàn)存問題，筆者認為任何增加技術(shù)復雜性、降低芯片效率的研發(fā)理念都背離了未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的方向，只有降低網(wǎng)絡(luò)對芯片技術(shù)的依賴，才是網(wǎng)絡(luò)擴容的真正出路。沒有正確技術(shù)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(wǎng)絡(luò)問題的思維方式，并不是將窄帶網(wǎng)絡(luò)簡單地放大。由于光纜的鋪設(shè)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(xiàn)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(fā)展階段，光傳輸技術(shù)的進步將會在5年之內(nèi)使單位帶寬成本下降100倍以上。由于寬帶網(wǎng)絡(luò)的成本并不比窄帶網(wǎng)絡(luò)高，卻能提供更多的服務(wù)項目，因此，從理論上說，DVD品質(zhì)的電視電話使用費應(yīng)該低于現(xiàn)有普通電話。

　　根據(jù)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(wǎng)絡(luò)的通信成本在于連接，而與帶寬無關(guān)。以最快速度、最低代價、最大限度將過剩的帶寬資源轉(zhuǎn)化為消費大眾愿意付費的服務(wù)，是下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)頭等重要的命題。

關(guān)于網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三大法則

　　3Com公司創(chuàng)始人麥卡菲（Metcalfe）注意到: 網(wǎng)絡(luò)的價值隨著用戶的增加而呈平方指數(shù)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(chǎn)，而且是一份會不斷自動增值的資產(chǎn)（成平方關(guān)系）。在資本市場的支持下，Internet憑借E-mail和www兩項免費服務(wù)迅速壯大起來，由一項私有協(xié)議、一個專用網(wǎng)變成公眾網(wǎng)，在短短幾年之內(nèi)滲透到社會各個層面。原本由國際電聯(lián)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(yōu)越很多，但是在Internet免費服務(wù)的沖擊下徹底失敗，導致昔日幾家超級電信設(shè)備商從此一蹶不振。

　　經(jīng)過長時間對視頻傳輸技術(shù)的研究，筆者早在1998年就意識到一個耐人尋味的現(xiàn)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晰數(shù)字電影的比特消耗，一個小學生隨便在網(wǎng)上創(chuàng)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常常需要用高品質(zhì)的視頻表達，但占用極大的帶寬。作者把這一現(xiàn)象歸結(jié)為比特需求性定律（Law of Bit Significance）——網(wǎng)絡(luò)中信息所需的比特量與其體現(xiàn)的價值成反比。

　　這一看似簡單的發(fā)現(xiàn)，具有強大的正反饋效應(yīng)。它揭示了未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢:不是簡單的帶寬增加，更重要的是網(wǎng)絡(luò)承載的數(shù)據(jù)將不斷向流媒體傾斜。隨著社會進步，網(wǎng)絡(luò)信息主體終將全面視頻化。事實上，當前IT行業(yè)的演化趨勢已印證了上述結(jié)論。

　　經(jīng)過30多年的發(fā)展，現(xiàn)有的技術(shù)較好地實現(xiàn)了文字數(shù)據(jù)的傳輸。而實際需要處理和傳輸?shù)男畔⒅�，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(shù)據(jù)量的主要部分。這一類數(shù)據(jù)是以視頻為代表的大規(guī)模流媒體，其需求增長的速度大大高于文字數(shù)據(jù)。實現(xiàn)高質(zhì)量處理和傳輸大規(guī)模流媒體，并有效解決網(wǎng)絡(luò)的安全、可控和收費問題，是電信、網(wǎng)絡(luò)業(yè)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(wǎng)絡(luò)的核心增長點。

　　比特需求性定律預示了當前的網(wǎng)絡(luò)界已被幾家壟斷性IP技術(shù)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(shù)如日中天，人們誤以為Internet能成為一個“全能網(wǎng)”而一統(tǒng)天下。但是作者斷定這是一條死路。

　　從上述現(xiàn)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(tǒng)時極為相似，它表現(xiàn)為：

·當前，一個大規(guī)模流媒體處理及傳輸?shù)男率袌鲇写_發(fā)；

·如今光通信技術(shù)的突破已為大規(guī)模流媒體網(wǎng)絡(luò)奠定了資源基礎(chǔ)；

·網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是一項帶有壟斷性的技術(shù)，先行者將長期占據(jù)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(chǎn)業(yè)，他們僅將視頻業(yè)務(wù)看做是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的延伸。

　　把握住這個歷史發(fā)展機遇，搶占21世紀網(wǎng)絡(luò)和計算機技術(shù)制高點，將對未來國民經(jīng)濟發(fā)展有重大戰(zhàn)略意義。由此得出的結(jié)論是：下一代網(wǎng)絡(luò)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(jīng)濟和體驗經(jīng)濟的支柱。

關(guān)于多媒體網(wǎng)絡(luò)

　　下一代網(wǎng)絡(luò)必須完美地滿足消費者對多媒體服務(wù)的需求，由此人們不假思索地以為下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是一個多媒體網(wǎng)絡(luò)。然而，這正陷入了多媒體概念的誤區(qū)。

　　眾所周知，不同媒體間的數(shù)據(jù)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(xiàn)形式所需的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)量將放大萬倍以上。任何先進的視頻壓縮技術(shù)都無法抵償消費者對視頻品質(zhì)日益增高，且?guī)缀鯚o限制的要求。一項視頻服務(wù)所需消耗的數(shù)據(jù)量大致相當于一萬項文字服務(wù)。如果從用戶的角度看是多媒體服務(wù)，而從網(wǎng)絡(luò)角度看，其數(shù)據(jù)量幾乎都是寬頻。因為只要有10%的服務(wù)項目是視頻，那么總數(shù)據(jù)量中的視頻部分就將占99.9%！而如果從網(wǎng)絡(luò)的角度看是多媒體網(wǎng)絡(luò)，但從用戶角度看，其服務(wù)內(nèi)容幾乎看不到視頻。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中視頻數(shù)據(jù)量為50%，那么總的服務(wù)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(wù)必須由單純的視頻網(wǎng)絡(luò)來支撐，而多媒體網(wǎng)絡(luò)不可能提供任何有價值的視頻服務(wù)。

　　通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展軌跡是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)由簡單的文件服務(wù)向多媒體服務(wù)過渡，但是網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)內(nèi)容將由單純的文字向單純的視頻過渡。所謂多媒體網(wǎng)絡(luò)只是這個發(fā)展過程中一個短暫浪花。即便是低品質(zhì)視頻，若網(wǎng)絡(luò)中視頻服務(wù)項目從0.01％增長至1％，網(wǎng)絡(luò)中視頻數(shù)據(jù)量將從9％增加到90％；若視頻服務(wù)項目增長至5％，則網(wǎng)絡(luò)中視頻數(shù)據(jù)量將增加到98％。

　　為了在服務(wù)層面兼顧各種不同的媒體，那么在網(wǎng)絡(luò)層面就必須獨尊視頻。毫無疑問，下一代網(wǎng)絡(luò)的研究方向必須是量身定做的視頻網(wǎng)絡(luò)。那些在當前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中引以自豪的、五花八門的、試圖實現(xiàn)多媒體網(wǎng)絡(luò)的努力和成果，終將被證明是徒勞無功的。追逐不穩(wěn)定的多媒體網(wǎng)絡(luò)幻影，就像試圖制造萬能工具一樣違背了基本的哲學原理，犯了方向性錯誤。保留現(xiàn)有的以文件傳輸為主的IP網(wǎng)絡(luò)，并行建立以流媒體傳輸為主的高效率網(wǎng)絡(luò)，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(wǎng)上采取雙網(wǎng)共存，在用戶端整合所有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，是下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，也是電信及網(wǎng)絡(luò)業(yè)在短期內(nèi)發(fā)展大規(guī)模視頻服務(wù)的惟一出路。

　　下一代網(wǎng)絡(luò)能夠提供內(nèi)容豐富的多媒體服務(wù)，但它只是一個高效率單純流媒體網(wǎng)絡(luò)，而不是什么多媒體網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)于QoS

　　QoS是業(yè)內(nèi)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(shè)流媒體內(nèi)容占少數(shù)，并給予優(yōu)先服務(wù)，其實相當于網(wǎng)中建網(wǎng)。這好比給俱樂部中一部分重要客戶發(fā)放金卡，以示區(qū)別其他會員。

　　但是如果大部分客戶都持有金卡，那么其優(yōu)先的特權(quán)也就形同虛設(shè)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(wǎng)絡(luò)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(xié)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(xù)續(xù)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(jīng)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(yōu)先服務(wù)”的概念。

　　因此，QoS對視頻流來說只有同意或拒絕服務(wù)，不能在服務(wù)中途降低品質(zhì)。流媒體的QoS是基于整體服務(wù)層面（per call base）。當前QoS方案的先決條件是流媒體在網(wǎng)絡(luò)總數(shù)據(jù)量中所占比例不高。但隨著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)向多媒體發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)傳輸內(nèi)容不斷向流媒體傾斜，屆時必將破壞QoS的先決條件。所以，現(xiàn)在看似有效的QoS技術(shù)為將來的網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)分為5～6種，并實現(xiàn)端到端的區(qū)別對待。作者認為，這種分法過于牽強附會。信息數(shù)據(jù)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(tǒng)中最早的電報網(wǎng)是處理文件包，后來的電話網(wǎng)是處理流媒體，現(xiàn)在的Internet比電報網(wǎng)復雜許多，但主要還是處理文件包。未來的下一代網(wǎng)絡(luò)將比電話網(wǎng)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(fā)展。文件包傳輸?shù)淖罴逊绞绞潜M力而為，并且要有準確無誤的檢錯及重發(fā)機制。

　　而流媒體的傳輸方式必須是用資源預留來保證連續(xù)性和低延時。這需要兩種完全不同的傳輸協(xié)議和硬件設(shè)備。因此，建設(shè)真正有效的下一代網(wǎng)絡(luò)其實就是建設(shè)最有效的視頻網(wǎng)絡(luò)。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(yīng)繼續(xù)讓專為文件傳輸而設(shè)計的IP網(wǎng)絡(luò)來承擔。

　　結(jié)論是：最徹底最有效的QoS，就是流媒體獨立成網(wǎng)。

關(guān)于“IP為王”

　　筆者曾問許多同行一個問題：為什么未來網(wǎng)絡(luò)將由IP一統(tǒng)天下？得到的回答是：因為大家都這么說。

　　下一代網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)呢？

　　IP一統(tǒng)天下僅是IP技術(shù)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)的基本要求是:任何服務(wù)的功能和性能只能優(yōu)于而不能劣于現(xiàn)在已有的服務(wù)。

　　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(wǎng)上，發(fā)展VoIP電話。IP專家們將網(wǎng)上的小塊劣質(zhì)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晰電視搬到Internet上。當前網(wǎng)民中流傳著不倫不類的縮寫數(shù)字符號，本身是對人類豐富多彩文化的嘲諷，但卻被網(wǎng)蟲們譽稱為網(wǎng)絡(luò)文化。這些技術(shù)的服務(wù)品質(zhì)不足以滿足消費大眾對下一代網(wǎng)絡(luò)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(shù)、新技術(shù)都將在這里公平競爭。ATM技術(shù)和IP技術(shù)均以多媒體網(wǎng)絡(luò)的姿態(tài)進行了嘗試，但收效甚微。ATM技術(shù)因價格過高而退出競爭。IP技術(shù)曾經(jīng)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(xù)以不可替代的優(yōu)勢占據(jù)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(shù)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(shù)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(wù)發(fā)展起來的IP網(wǎng)絡(luò)遺傳性地不具備發(fā)展安全、可靠收費業(yè)務(wù)的商業(yè)模式。

　　試圖改變IP的本性去占據(jù)自身無法承受的商業(yè)經(jīng)營型流媒體市場，在邏輯上是錯誤的，違反了IP產(chǎn)生的初衷，背離了互聯(lián)網(wǎng)的立網(wǎng)精神。

　　IP時代已經(jīng)結(jié)束了。經(jīng)過近10年迅速發(fā)展之后，IP的革命已經(jīng)停滯，進入一個緩慢的建設(shè)階段。盡管今天IP技術(shù)仍保持著強勢，IP專家們還在高談闊論，憧憬于將IP技術(shù)擴展到流媒體領(lǐng)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(xiàn)在，IP作為一個時代已經(jīng)結(jié)束了。

　　IP這股潮流曾經(jīng)如此迅猛地帶動了經(jīng)濟的發(fā)展,它的終結(jié)并不是由于它的失敗，也不是它的任務(wù)已經(jīng)完成，而是一個新的時代已經(jīng)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)將影響每個家庭。作者將其稱之為“客廳技術(shù)”，以區(qū)別于PC和IP的“桌面技術(shù)”。這兩種技術(shù)范疇的本質(zhì)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(jīng)濟的新時代對文化、經(jīng)濟和政治的影響將會比IP時代更加徹底。在這個新經(jīng)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(jié)論是：IP網(wǎng)絡(luò)以處理計算機文件數(shù)據(jù)為主，永遠如此。

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