千兆高速以太网
继10M以太网标准后,100M的快速以太网在90年代中后期飞速发展,成为当时局域网联接主要应用的网络技术。但是在高速宽带联接中面对ATM和FDDI技术的挑战,只能达到2节点中最大距离101m、100Mbps的响应速度的100M快速以太网已经显得吃力了。
1998年1月25日,千兆以太网联盟由3Com、Cisco、Sun、Extreme Networks、Intel、Nortel及World Wide Packets发起组成,到目前公布会员已增至58家。当时联盟的主要目的是推广普及10G技术,并协助IEEE 802.3定立标准。3月16日在美国的加利福尼亚,千兆以太网联盟宣布:对802.3z(千兆以太网)草案标准所提出的技术性和文档性的各种意见都已解决,草案能够如期在6月进行正式的批准工作。
千兆以太网草案标准为两种主要采用62.5微米的多模光纤定义了两个线路长度:160MHz*km带宽的光纤距离为220米,200MHz*km带宽的光纤距离为275米。此外,主要的50微米光纤连接距离在草案中也作了细化,400MHz*km和500MHz*km带宽的光纤距离分别为500和550米。1000BASE-SX单模光纤的连接距离从300米增加到500米。
千兆以太网将保留802.3和以太网标准帧格式以及802.3管理的对象规格。因此,用户能够在保留现有应用程序、操作系统、IP、IPX及AppleTald等协议以及网络管理平台与工具的同时,方便地升级至千兆位以太网。另外,由于千兆以太网将支持光纤媒介,使用交换式光纤分布式数据接口的用户也能够较为容易升级至千兆的速度。这将极大地增加提供给用户的带宽,同时保护了原有的光纤线缆上的投资。
经过国际千兆以太网协会多年的努力工作后,千兆以太网产品已经具备了非常成熟及完善的技术标准。世界上几家著名的网络技术公司,都不失时机地推出了自己的千兆以太网产品。同时经过厂商不断提高生产技术,降低生产成本,当前的千兆产品和FDDI及ATM设备相比已经具备了很高的性能价格比。
以太网标准的出现极大地推进了今天的网络技术的发展,到千兆以太网的出现则将网络的速率和带宽发展推至了一个更高的新标准。到今天,千兆以太网仍在不断完善和改进,应用范围也日益广泛,在这样一个网络迅速发展并渗透入生活的时代,千兆以太网肯定将超越百兆以太网的应用范围和影响,更加广泛地应用于各类型的网络建设中。
ADSL——非对称数字用户环路
DSL(数字用户线,Digital Subscriber Line)是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合,它包括HDSL、SDSL 、VDSL 、ADSL和RADSL等,一般称之为xDSL。它们主要的区别体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对称性的不同两个方面。其中ADSL(非对称数字用户环路)是最具前景及竞争力的一种,预测它将在未来十几年甚至几十年内占主导地位。
具有这样的优点,但ADSL却并非什么新技术。早在六十年代,由于传统T1线路每隔大约3公里就需要一个放大器使其成本较高促使人们寻找一种廉价的传输方式,于是就出现了HDSL(High-speed Digital Subscriber Line)。HDSL使用两对铜线作传输介质,可以在不使用放大器的情况下使数字信号传输大约11公里,后来T1线路也改为使用HDSL,到了九十年代就演变出了使用一对铜线的ADSL。 ADSL在开发初期,是专为视频节目点播而设计的,具有不对称性和高速的下行通道,随着Internet的极速发展,ADSL作为一种高速接入Internet的技术变得更具生命力,它使在现有Internet网上提供多媒体服务成为可能。
ADSL在一对铜线上支持上行速率640kbps到1Mbps,下行速率1Mbps到8Mbps,有效传输距离在3-5公里范围以内。它可以根据双绞铜线质量的优劣和传输距离的远近动态地调整用户的访问速度。正是ADSL的这些特点使ADSL成为用于网上高速冲浪、视频点播(IAV)、远程局域网络(LAN)访问的理想技术,因为在这些应用中用户下载的信息往往比上传的信息(发送指令)要多得多。
由于ADSL是基于ATM干线网络传输接入视聆通的,因而也可以提供基于ATM或IP的VPN(虚拟专用网)服务。随着ADSL技术的进一步推广应用,ADSL接入还将可以提供点对点的远程医疗、远程教学、远地可视会议服务。
业界许多专家都坚信,以ADSL为主的xDSL技术终将成为铜双绞线上的赢家,目前采用普通拨号Modem及N-ISDN技术接入的用户将逐步过渡到ADSL等宽带接入方式,并最终实现光纤接入。
VPN——虚拟专用网
虚拟专用网是在公共Internet之上为政府、企业构筑安全可靠、方便快捷的私有网络,并可节省资金。VPN技术是广域网建设的最佳解决方案,它不仅会大大节省广域网的建设和运行维护费用,而且增强了网络的可靠性和安全性,同时会加快网络的建设步伐,使得政府、企业不仅仅只是建设内部局域网,而且能够很快地把各分支机构的局域网连起来,从而真正发挥整个网络的作用。
目前,虚拟专用网(VPN)技术已成为国际网络市场最热门的话题,据估计,在上个世纪末仅有2亿多美元的VPN市场到今年将增长到119亿美元,人们对于VPN技术的认可度在稳步上升,在对用户计划购置的10个产品的调查中,VPN系统排名已升至第3位。
VPN具体实现是采用隧道技术,将内部网的数据封装在隧道中,通过Internet进行传输。因此,VPN技术的复杂性首先建立在隧道协议复杂性的基础之上。现有的隧道协议中最为典型的有GRE、IPSEC、L2TP、PPTP、L2F等。其中GRE、IPSEC属于第三层隧道协议,L2TP、PPTP、L2F属于第二层隧道协议。第二层隧道和第三层隧道的本质区别在于用户的IP数据包是被封装在何种数据包中在隧道中传输的。在众多VPN相关协议中,最引人注目的是L2TP与IPSEC。其中IPSEC已完成了标准化的工作。
VPN系统使分布在不同地方的专用网络,在不可信任的公共网络上安全地进行通信。它采用复杂的算法来加密传输信息,使得敏感的数据不会被窃取。
VPN网络的特性使一些专用的私有网络的建设者可以完全不依赖ISP通过公网来实现VPN。正是因为VPN技术根据需要为特定安全需求的用户提供保障,所以在未来VPN技术应该有相当广阔的前景。
Cable Modem——电缆调制解调器
电缆调制解调器又名线缆调制解调器,英文名称Cable Modem,它是近几年随着网络应用的扩大而发展起来的,主要用于有线电视网进行数据传输。
Cable Modem与以往的Modem在原理上都是将数据进行调制后在Cable(电缆)的一个频率范围内传输,接收时进行解调,传输机理与普通Modem相同,不同之处在于它是通过有线电视CATV的某个传输频带进行调制解调的。而普通Modem的传输介质在用户与交换机之间是独立的,即用户独享通讯介质。Cable Modem属于共享介质系统,其它空闲频段仍然可用于有线电视信号的传输。 Cable Modem彻底解决了由于声音图像的传输而引起的阻塞,其速率已达10Mbps以上,下行速率更高。而传统的Modem虽然已经开发出了速率56kbps的产品,但其理论传输极限为64kbps,再想提高已不大可能。
与ADSL相比,Cable Modem技术有些不足。Cable Modem的HFC接入方案采用分层树型结构,其优势是带宽比较高(10M),但这种技术本身是一个较粗糙的总线型网络,这就意味着用户要和邻近用户分享有限的带宽,当一条线路上用户激增时,其速度将会减慢。再者,有关资料表明,大部分情况下,HFC方案必需兼顾现有的有线电视节目,而占用了部分带宽,只剩余了一部分可供传送其它数据信号,所以Cable Modem的理论传输速率只能达到一小半。
目前,Cable Modem 接入技术在全球尤其是北美的发展势头很猛,每年用户数以超过100%的速度增长。它是电信公司xDSL技术最大的竞争对手。在未来,电信公司阵营鼎力发展的基于传统电话网络的xDSL接入技术与广电系统有线电视厂商极力推广的Cable Modem技术将在接入网市场(特别是高速Internet接入市场)展开激烈的竞争。CATV网的覆盖范围广,入网户数多(据统计,1999年1月全国范围的有线电视用户已超过1亿);网络频谱范围宽,起点高,大多数新建的CATV网都采用光纤同轴混合网络(HFC网),使用550MHz以上频宽的邻频传输系统,极适合提供宽带功能业务。电缆调制解调器(Cable Modem )技术就是基于CATV(HFC)网的网络接入技术。所以Cable Modem虽然有些不足,但今后仍有相当的发展空间。
WAP——无线互联
1999年7月1日,爱立信、摩托罗拉、诺基亚、AT&T、西门子、英国电信、法国电信、贝尔大西洋、贝尔南方等电信巨头聚集在美国的旧金山,一同发布了一项新技术。这是一项能使手机、呼机和其它无线设备显示因特网的内容,这项技术被称作无线应用协议,也就是WAP(Wireless Application Protocol)。
WAP由一组通信协议和应用环境构成,它是把网络上的信息传送到无线通信装置上的一个开放式标准协定。大致上来说WAP是由WAP编程模型、XML标准的无线标记语言(WML)、无线终端的微浏览器规范、轻量级协议栈以及无线电话应用框架等协议组成的,它可以建立在任何操作系统之上,包括PalmOS、EPOC、Windows CE、FLEXOS、MAC OS/9、JavaOS等,主要用来使无线通信设备标准化。手机上网是WAP技术当前的主要应用范畴,它的涵义包括E-mail、WWW、Newsgroups和IRC(Internet Relay Chat)。WAP技术通过一组协议规范将信息定制成WML格式,通过无线电话网传送,用户可利用内置的超微浏览器在手机上收看,这种模式可兼容现有的HTTP模式。
据IDC的预测,2003年WAP电话的数量会上升到10亿以上,到2004年,具有WAP功能的连接将达到13亿,约相当于那时候有线Internet连接的2倍。而移动通信向宽带化、数据化、多应用化发展也是一种必然趋势,随着技术的进步,向移动用户提供多媒体业务将是未来十年内移动通信发展的主要潮流。无线技术仍然在高速发展,未来空中接口的带宽将不断增加,手持终端的功能不断完善和增强,它们为多种移动应用的发展开辟了广阔空间。从目前的第二代数字移动通信系统(GSM/窄带CDMA)向第三代移动通信系统发展是未来的必然趋势。
但是由于价格太高、缺乏应用程序以及电信服务商所加上的许多内容限制,将会让被誉为是移动市场的下一个重量级角色的WAP,在目前只能被当作一种只有少数人能玩得起的高级“玩具”。有专家表示业界必须提供更好的价格与更棒的应用程序,否则WAP就玩完了。
Flash——动态网页技术
Flash,由Macromedia推出的一种网页制作软件,它不同于Frontpage,Homesite等普通的网页制作软件。严格地说Flash是一种动画编辑软件,它可以用于制作出一种后缀名为.swf的动画,该类动画可以插入Html页里,也可以单独成页。由Flash制作出的动画不同于普通的动态Gif,或是简单图片凑接成的幻灯动画。Flash动画实是一种交互式矢量多媒体技术,或者说是一种矢量动画插件。使用者必须事先安装Shockwave插件才能在浏览器里观看Flash动画效果。
Flash之所以能占据网络多媒体的重要位置,最重要的一点,是因为它采用了矢量技术。位图在描述简单图形的时候,总是显得冗赘,使得文件很大,而同样情况下,矢量图形则“小得可怜”。而在网络上,当然文件是越小越好了。因此,在文件长度这点上来说,Flash已经占据了绝对优势。
Flash的前身是由Future Wave公司的Cel Animator改良而成的一款支援网页的基于矢量计算的动画制作软件,名称为FutureSplash Animator。由于市场反应极佳,很快便被多媒体巨头Macromedia收并至旗下,并将其定名为Macromedia Flash 2,以其优势来弥补Macromedia的Shockwave Director的不足。很快Flash 2由于其卓越的表现很快成为网络多媒体的新贵。
之后Macromedia针对市场的需求和用户的反馈,加以技术上的发展和改进,分别于1998、1999和2000年推出了Flash3、4、5三个版本。目前Flash由于其优异的性能深得广大用户的喜爱,成为多媒体动态网页制作的首选工具。
IPv6协议
IP协议诞生于20世纪60年代末期,当时的人们在研究一个名为Arpanet的东西,也就是今天的Internet的前身,研究者给这个Arpanet写了一个通信协议,即IP协议。当时的开发者过于保守地估计了网络的发展速度,因此他们将IP协议的地址长度设定为32个二进制数位,其中前8位标识网络,后24位标识主机。
由于目前正在使用中的IPv4协议在设计时没有考虑到今天的互联网会发展到如此程度,所以在资源极限上较为保守。然而今天随着网络的发展和上网人群数量的激增引发了网络地址不足的危机,而这个危机正日益严重,按目前入网主机的增长速度预计到2005年左右IP地址将被耗尽。1995年IETF意识到了这个危机的存在,于是着手研究开发下一代IP协议,就是今天的IPv6。IPv6为彻底解决IPv4地址不足的问题,在研发时按128位的地址空间设计,为了增强功能IPv6还采用高效IP包头、分级地址模式、主机地址自动配置等新颖技术。
尽管IPv6比IPv4具有明显的先进性,但是IETF认识到,要想在短时间内将Internet和各个企业网络中的所有系统全部从IPv4升级到IPv6是不可能的,换言之,IPv6与IPv4系统在Internet中长期共存是不可避免的现实。为此,作为IPv6研究工作的一个部分,IETF制定了推动IPv4向IPv6过渡的方案,其中包括三个机制:兼容IPv4的IPv6地址、双IP协议栈和基于IPv4隧道的IPv6。
现在北美、欧洲和亚洲的20多家全球最大的电信厂商和IT厂商将成立一个IPv6论坛组织,专门从事介绍和推广IPv6新协议的工作。参加论坛的厂商名单尚未最后确定,但已经可以肯定有英国电信、爱立信、诺基亚、意大利电信、3Com、Cisco、微软、日立以及NTT等。另有一些厂商如苹果、HP、IBM、Novell和Sun等也已同意准备在其桌面和服务器中支持IPv6的试验性产品。
应该说IPv6是一个可靠、高效、受到用户欢迎的IP网络协议方案。它对于今后的网络发展、规划及应用都会产生极大的影响。
IEEE1394技术
IEEE1394技术本来是作为连接家电之间或者个人电脑与家电而开发的接口标准。除了支持易于接驳的“即插即用”功能外,还具有用来实时传输动态图像的通信模式“同步传输”方式。由于该标准的这些特点受到广泛欢迎,因此最近有很多面向家庭的个人电脑中都配备了IEEE1394接口。IEEE1394传输接口的传输速度最高400Mb/s,传输距离为4.5m。
IEEE1394第一阶段的标准扩展工作已经完成。规格名称为“IEEE P1394b”。该标准将最高传输速度提高到了1.6Gb/s,传输电缆线使用STP(屏蔽双绞线)电缆或者是光缆。使用1.6Gb/s时的传输距离与过去相同,仍为4.5m,但如果降低传输速度就可以相应延长传输距离。使用UTP(非屏蔽双绞线)电缆传输100Mb/s时,可传输100m,使用塑料光纤光缆以200Mb/s传输时还可以再延长50m。P1394b标准在2001年上半年将会有对应产品面世。
IEEE1394技术另具有其对应的无线传输协议,有关规格目前已基本确立。使用的无线频率为5GHz频带以及60GHz频带。5GHz频带方面已于2000年上半年修订,关于60GHz频带方面在2000年8月份根据日本邮政省的指令进行了修订。
随着无线1394方式的实现越来越接近于现实,IEEE1394的覆盖范围将会大为扩大。现在人们在听到面向个人电脑/家电的无线接口就会联想到“蓝牙(Bluetooth)”,然而今后随着1394作为另一种无线接口将会被越来越多地认识,其用途也会越来越广泛。
V.92——超越56K
2000年7月,国际电信联盟正式发布新的V.92拨号调制解调器标准。新标准确立后,可以进一步提高网络的运行连接和资料下载的传输速率,同时可以在拨号过程中接受和拨打电话。改进V.90标准主要是由于互联网家庭用户对提高互联网联接速率的要求日益增多。
世界各主要调制解调器生产厂商在标准出台的随后的几天内宣布了一项计划,表示将共同合作把新的芯片标准应用到他们的调制解调器技术中去,以提高拨号上网和文件下载的速度。
据国际电信联盟介绍这一标准具备Quickconnect TM功能的V.92技术,可以大幅度提高网络服务供应商和用户之间的连接速度,另外用户在接听或拨打电话时,可以暂停或恢复拨号连接,不必重新拨号。相对于目前的V.90标准,V.92标准可以将V.90的信号交换过程(握手信号),从27秒减少到8秒,并且其Modem-on-hold功能可以配合来电显示功能,让用户自主决定接听电话与否,而不必使用网络插接服务。V.92还包括全新的V.44压缩技术,较之传统的V.42bis技术,它可以实现较高的压缩比,从而切实改善Modem的下载速度,资料传输量可提高达20%~60%。V.92还具备“PCM上行功能”,可以提高拨号Modem的上行速率,对那些需要传送大档案或电子邮件附件的用户来说更显得尤为重要。
同时,国际电信联盟还要求提高数据压缩能力,采用v.44标准替换原来的v.42标准并将压缩能力提高25%。通过以上措施,国际电信联盟认为互联网联接速率将可望超出300千节每秒。
在标准出台后,人们认为Motorola公司对V.92特点之一的上行线路高速化功能“PCM Upstream”有所贡献。采用PCM(脉冲符号调制)方式后,上行方向(从家里到电话局)的传输速度最大可达48kb/s。而56k调制解调器则为33.6kb/s。从这一点来看,Motorola公司很有可能针对V.92的PCM Upstream功能拥有某种专利,该公司在3年前研究制定V.90时,就已呼吁采用PCM Upstream功能。
Blue Tooth“蓝牙”技术
“蓝牙”技术是一种用于各种固定与移动数字化硬件设备之间的低成本、近距离无线通讯连接技术。这种连接是稳定的、无缝的,其程序写在一个9×9mm的微型芯片上,可以方便地嵌入设备之中。它也是属于全球开放性标准化技术。
“蓝牙”技术共有9个创办者,分别是3Com、Ericsson、IBM、Intel、Lucent、Microsoft、Motorola、NOKIA和Toshiba,他们共同组成了 “蓝牙”特殊兴趣小组(SIG)。他们的目的是创建实际的无线标准,以满足所有移动计算和通讯设备的通讯需要,而不管它们的大小或功率分配。这些个人设备中的“蓝牙”无线连接使它们可以进行无线通讯,无直线传播限制。特别是,“蓝牙”专门集中于独立平台的个人区域网络 (PAN) 概念,其中,个人设备(如手持式设备和移动电话)可进行相互通讯和同步。此外,有“蓝牙”无线通讯的个人设备可使用“蓝牙”访问点作为网络通路以连接到公司网络或低带宽连接的Internet。
SIG表示,作为无线通信技术,“蓝牙”技术并不是唯一的技术,与其他几种无线联接方式比较起来,“蓝牙”的传输速度不是最快的,但其具有的优势却更多:可传送影音资料、穿透物体传输,且不对准接收模组的方向就可传送资料,这是红外线传输无法做到的。另外,在更新网络骨干时,如果搭配“蓝牙”架构进行,使用整体网络的成本肯定比铺设线缆低。
IDC最近预测,2004年,“蓝牙”技术将广泛应用于手机、笔记本电脑、智能手提设备之中,预计美国将有1.018亿台、世界将有4.489亿台设备使用这种技术。随着技术的进步,未来的“蓝牙”技术更会渗入到诸如打印机、扫描仪、数码相机等硬件设备之中。
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