探討網絡通信融合發展與技術革命研究

劉子謙

中睿通信規劃設計有限公司，廣東 廣州 510630

1 網絡通信技術的發展要點

1.1 網絡通信技術的慣性特點

目前，互聯網在發展過程中存有一定的慣性特點。簡單來說，就是在網絡通信技術基本滿足互聯網發展態勢的情況下，其相關技術發展也會出現延緩現象，因此使得網絡通信技術無法出現革命性的改變。以此情況來看，在未來5年之內網絡通信技術仍然會以IP技術為支撐。

1.2 網絡通信技術的融合要求

現今，許多具備新元素的網絡通信技術不斷涌現。雖然這些技術仍然有不成熟之處，但是其整體仍然在不斷進步。例如，SDN、NFV、ICN等技術的發展受到了極大的關注。這些技術也通過技術融合的方式應用于IP技術（見圖1）體系中。這也顯示出現今網絡通信在發展中對不同技術的需求。

圖1

1.3 網絡通信業務的增多

互聯網業務增多對網絡通信質量的要求提高。在網絡通信技術中，傳輸容量及傳輸速率一直是非常重要的內容。在互聯網業務形式不斷增加的情況下，必須保證網絡通信的傳輸速率及容量。只有這樣才能使互聯網業務可以為人們提供更加優質的服務。因此，提速也成為網絡通信技術發展中的重點內容。

1.4 網絡通信技術的“IT化”發展

“IT化”推動了網絡通信技術的進步。以現今網絡通信發展形態來看，其系統從以往的封閉狀態向著全面開放的形勢轉變。在信息技術的推動下網絡通信產業鏈必然要產生新的變化。可以說，IT技術帶動了網絡通信技術的重塑，因此“IT化”也成為其發展中的要點部分。

1.5 網絡通信復雜化巨系統的變化

復雜化信息網絡對網絡通信技術的要求更高。信息網絡進一步向復雜化巨系統發展、演進。傳統的網絡通信設計基礎理論與方法正面臨巨大的挑戰。基于大數據和統計規律的新型設計方法已處于起步期。基礎器件、支撐軟件、終端形態、網絡構建方法孕育著變革。

2 網絡通信技術融合發展的趨勢

2.1 網絡技術體系的變化特點

根據網絡技術體系發展情況來看，其在實際中主要的支持為信息技術。因此，其體系結構并非是一成不變的。在現今IP技術體系中，許多新元素、新技術不斷融入，帶來了革命性的發展變化。同時，在經濟快速發展的背景下，社會對網絡通信的需求種類也在不斷增加。以網絡流量為代表性的需求、流量傳輸分布特征需求以及網絡服務需求等也成為現今網絡技術體系在發展中必須重視的要點。只有這樣，才能通過靈活的調配及適配來拓展互聯網業務，而這些因素也使得 SDN、NFV、ICN等新興技術在網絡技術體系中得到了快速的發展及融合。

2.2 提供特殊應用方向的網絡通信技術融合發展

互聯網與傳統行業的融合越來越深入，因此“互聯網+”“工業4.0”等理念也被提出，而其也逐漸深入我國國民經濟發展中的支柱型產業。在此情況下，要想保證經濟發展的穩定性，就必須確保網絡通信的可靠性、安全性、實時性。只有這樣，才能升級服務，使互聯網業務向著多樣性的方向發展。這些需求為網絡通信技術的發展帶來了挑戰，同時也可以看出，輕量化、可剪裁、可定義的網絡特點也成為網絡通信在行業中的重要發展方向。

2.3 信息技術的融合得到快速發展

信息技術在發展過程中體現出了其所具備的感知、計算、存儲、處理等功能。由此可以看出，信息技術所具備的優勢，目前以網絡通信發展的趨勢來看，平臺通用已經成為其主要的方向之一。因此，信息技術在網絡通信技術及設備中的應用也越來越廣泛，尤其是在“云化”“云計算”“數據化”的大背景下，網絡通信的架構（見表1）也在不斷演進。網絡通信設備形態及其運營模式也產生了極大的改變及革新。這也使得相關產業在發展過程中不斷對自我進行重新定位，以滿足網絡通信技術的發展需求。

表1

2.4 新興業務的快速普及

目前3D、VR、全息影像等高新技術已經在人們的生活中不斷推廣及快速發展。這些技術需要有高帶寬的網絡作為支持，必須通過高容量的網絡傳輸才能保證各類新興業務的功能可以發揮出來。截止2017年，我國在網絡通信上已經基本普及4G網絡，較上一代移動通信的網絡傳輸速度有了極大的提高。根據調查顯反映出目前對網絡通信傳輸容量的需求。我國網絡通信中100 Gbps光纖傳輸已經大規模的普及及商用，并且400 Gbps光纖傳輸的樣機也被研發出來。在光電轉換及核心路由設備中，技術瓶頸及器件限制的問題也逐漸顯露了出來。這也使傳輸容量的提升在發展中受到一定的阻礙。千兆網絡接入也成為網絡通信技術研發中的重點[1]。

3 網絡通信的技術革命分析

3.1 通信系統設計上的技術革命

目前，在網絡通信系統的設計上，一直以Shannon信息論作為基礎理論。雖然在以往的發展中此理論為網絡通信系統設計提供了很好的支持，但是其存在的制約及限制也在網絡通信技術發展的過程中逐漸浮現出來。目前，在網絡通信系統設計中，工程師為了保證系統可以與 Shannon信息論所提出的性能界重合，一直追求對系統進行精準設計，但是現今互聯網所要求的通信巨系統其所具備的復雜化特點是精準設計無法滿足的，因此精準設計存在的弊端也不斷顯露了出來。因此，概率設計的理念將為網絡通信系統的設計帶來技術革命。

3.2 系統應用器件上的技術革命

網絡通信系統的設計實現了突破，如利用量子理論及人工神經網絡作為支持所設計出的通信系統。這兩種通信系統都具備復雜計算系統的特點。因此在實際中得到了極大的關注和支持，體現出了科技發展的可能性，處于科技的前沿部分。但是從客觀的角度來看，量子理論及人工神經元網絡在人們的生活中很難看到，這也體現出了以上技術仍然無法實現規模化商用的問題。為此，要想使網絡通信系統應用器件實現真正意義上的技術突破，就需要利用工藝技術提升其功能性質，通過采用新型材料使關鍵器件突破限制，從而使其極限特性可以得到有效的強化及提升。

3.3 網絡通信的空、天、地一體化技術突破

空、天、地一體化是網絡通信技術在發展中的一種理想狀態。目前，我國對其的研發仍然處于初始階段。雖然網絡通信空、天、地一體化產業發展尚不成熟，但以小衛星及其平臺的建設及應用需求來看，其所需要的技術投入及成本投入在不斷減少，而這為網絡通信的空、天、地一體化發展創造了良好的條件。目前，我國在網絡通信中主要以地面通信系統為主。衛星通信系統則可以為網絡通信帶來更好的支持。但是衛星載荷、技術工藝及核心設計等關鍵部分仍然存有一些不足。如何對關鍵技術進行突破也是網絡通信技術在發展中所面臨的問題[2]。

3.4 通信系統資源利用上的技術革命

目前，網絡通信中主要利用光纖通信，其所提供的波長資源在實際中雖然能滿足現今通信的需求，但是其對網絡通信系統的開發及性能的提高卻有一定的限制。同時，無線頻譜資源提供的支持有限，使得網絡通信傳輸容量的擴充受到限制。為此，在行業內開始研發新的頻譜資源，如毫米波、太赫茲等，其可以使網絡通信系統資源得到更好的利用，但是在大規模無線覆蓋上仍然存有一定的難度。依據相關研究，如果采用分布式或集中式的大規模天線陣列（天線數達到數千或者數萬），實現大范圍無線覆蓋仍然是可能的。如果這方面的努力是富有成效的，那么將開啟無線頻譜資源利用的全新模式。

3.5 網絡通信終端應用上的技術革命

自從蘋果公司開創了智能手機應用的新模式以來，通信世界走向了“千機一面”的大一統局面，今后5～10年也正是孕育著物極必反的革命性變革的機遇期。3D、虛擬現實等新興業務的發展以及可折疊顯示屏（OLED）、柔性電子技術的日趨成熟，為這種變革提供了可能，孕育著嶄新形式的個人通信終端信息承載平臺。

3.6 網絡支撐軟件突破

根據業內專家的預計，通信網絡的平臺通用化將是未來 5～10年的主要發展趨勢。現有的基于 Linux命令行的開發系統難以滿足通信網絡的高效開發需求，網絡操作系統將成為技術的制高點，也將是通信網絡整個生態鏈中最核心的組成部分，所有的業務與應用都需要圍繞網絡操作系統來設計、開發與生長。

4 結語

現今網絡通信行業正處于高速發展的階段，而這也推動了網絡通信技術的融合，尤其是在網絡通信業務持續發展的情況下，單一技術已經無法為其發展提供更好的技術支持，因此技術革命是推動網絡通信技術突破的必經路徑。只有通過網絡通信融合發展及技術革命才能使網絡通信為人們提供更好的技術服務。

[1]吳巍.通信技術與計算機技術融合發展研究[J].電子技術與軟件工程，2015（17）：40.

[2]董國鋒，唐勇.通信技術與計算機技術融合發展研究[J].通信電源技術，2015，32（2）：103-104.