1 导言
互联网的呈现扩展了人的社会特色，跟着网络空间的扩展，网络将成为人们工作和日子的有机组成部分。未来，在授权规划内，任何人均可经过互联网随时随地平等地取得所需的服务与信息。此刻，网络根底设施对用户呈现出更多的“通明”特性（即用户在取得服务与信息时无需感觉到网络的存在）。这就对底层网络根底设施提出更高要求，不管在掩盖规划、接入带宽、网络安全方面，仍是在牢靠性与扩展性等方面，都远远超出传统的网络规范。
作为信息时代的根底设施，宽带是国家经济社会展开的重要根底，也是衡量国家竞争力的重要规范之一。2010年，联合国宽带委员会成员签署了《依据宽带的未来》的宣言，宽带接入被视为公民的底子法令权力。现在，已经有近百个国家和地区启动了国家宽带方案。
互联网与信息化进程相伴而生，工业化与信息化交融进程为互联网的展开注入新的生机。人—人、人—物甚至物—物相连将是未来互联网的首要形状。因而，交融承载、规划扩展、绿色环保、安全可信以及超宽带接入(100Mbit/s以上)等将成为未来互联网布景下网络根底设施的底子要求。
本文从未来互联网对网络根底设施的需求着手，以超宽带网络相关技能为研讨目标，在分析研讨超宽带网络底子要求的根底上，要点对超宽带网络系统架构中的要害技能进行了研讨。
2 超宽带网络底子要求
技能的展开有必要以人为本，网络亦然。超宽带网络的展开有必要以满意用户信息化需求为中心，详细表现在：
（1）超大规划超宽带接入
跟着物联网、云核算以及富媒体等技能的规划展开与运用，用户和终端规划进一步扩展。若以城域网为单位，用户规划超千万、终端规划超亿将成为未来宽带网络的重要特征。视频事务以及虚拟现实等技能的快速展开极大地推动了用户对带宽需求的增加，在未来适当长的一段时刻内，带宽仍将是用户的首要需求。人均带宽100Mbit/s将是未来宽带接入的底子要求。
（2）广泛掩盖
跟着信息化与工业化交融进程的推动，随时随地、恣意终端与恣意方法的安全接入已成为用户对信息服务的底子需求。网络掩盖规划与物理空间的趋同成为大势所趋，泛在接入成为超宽带网络的底子要求之一。
（3）交融承载
跟着网络运用的丰厚与展开，传统的网络—事务严密符合的“烟囱式”网络建造形式难以为继，依据IP技能的网络交融承载趋势不可逆转。在ALL-IP架构下，包含视频、音频、数据以及移动等一切运用与事务均应经过同一张网络完成交融承载。
（4）超高牢靠性
承载牢靠性是多事务交融承载的底子条件。超宽带网络应能完成要害事务的超高牢靠性目标（99.9999%）。满负荷情况下，要害节点和要害链路毛病倒换时刻应小于50ms。
（5）绿色节能
绿色节能是完成宽带网络可继续展开的必要条件。超宽带网络运营过程中，有必要从下降每比特能耗和进步每比特承载功率两方面着手，进步网络效能，实在下降单位能耗。
（6）安全可信
互联网的开放性和泛在性正在将网络和信息安全进步到史无前例的高度。安全可信的网络关于互联网继续健康展开至关重要。在打造超宽带网络根底设施的一起，需求树立用户/网络/事务全方位安全确保系统，打造端到端一体化安全确保才干，完成超宽带网络环境下的用户、网络和事务的安全确保。
（7）滑润演进
网络滑润演进是网络可继续展开的重要确保。超宽带网络建造过程中，应该从网络设备可重用、网络架构可扩展以及网络才干可晋级等方面确保网络的滑润演进。
（8）智能管控
用户体会与网络效能是互联网展开过程中的两个要害出题。向用户供给“按需”（On-Demand）的用户体会是未来互联网的典型特征。“按需”用户体会要求网络资源具有智能管控与分配才干，而这种智能管控才干则依赖于用户—网络—事务的有用协同。
（9）IPv6技能和事务使能
未来，海量终端的接入以及“永久在线”的事务特性，需求超宽带网络具有满意的寻址空间。IPv4地址空间难以满意超宽带网络的展开，因而超宽带网络有必要是IPv6技能和事务使能的网络。
3 超宽带网络要害技能研讨
超宽带网络系统经过将网络的传送、核算与存储等三类才干的有机交融，完成对未来互联网的强力支撑。一个完好的超宽带网络架构需求高效承载、牢靠确保、安全可信、智能管控、绿色节能和体会进步等要害技能支撑。安全可信与智能管控技能涉及到用户、网络与事务等多个层面的协同及资源调度。本文首要从网络承载视点对相关技能进行分析研讨，对安全可信与体会进步等技能不进行详细叙说。
3.1 高效承载技能
ALL-IP架构下，支撑高效承载的要害技能包含IPoE，IP与传输协同以及网络—渠道协平等。
（1）IPoE依据DHCP协议扩展，可完成广域的IP报文认证、授权、计费和有用传输。相关于现在广泛运用的PPPoE而言，IPoE的优势不只在于封装结构的简化，并且在于组播分发功率的进步：PPPoE接入方法下，因为用户与接入操控网关之间是PPP衔接，组播报文的仿制只能以每用户为单位，实际效果类似于单播承载；IPoE方法下，组播报文依据端口或VLAN仿制，假如结合跨VLAN组播，可完成更高功率的组播分发。大规划直播事务条件下，IPoE方法可完成组播仿制点由接入操控网关向接入网络等方位的下移，进一步进步组播分发功率。
（2）IP与传输协同首要指IP与OTN的协同，此种方法下，经过路由器上引进通道化OTN技能或OTN上引进VLAN子接口技能，完成路由器与OTN设备在物理接口上的互通，并经过GMPLS协议进行网络流量的一致调度，完成IP层与光层有用协同条件下的流量优化承载。为满意超宽带网络架构和事务承载需求，有必要进步OTN的资源调度和灵敏组网才干，详细而言，便是经过增强OTN设备的端口会聚和流量会聚才干，完成愈加灵敏的资源调度，现在EOO（Ethernet Over OTN）等技能便是典型代表。
（3）网络—渠道协同现在首要指依据CDN的视频内容推送。依据IBM公司的研讨成果，曩昔25年中，存储本钱以均匀每周3%的速度下降，远快于网络带宽本钱的下降速度；另一方面，就近获取视频内容的方法可显着进步用户体会。网络—渠道协同便是依据“存储换带宽”理念，将CDN渠道引进网络，在缓解带宽压力的一起，进一步进步用户体会。CDN的智能分片和内容智能“拉取”技能可进一步进步内容推送功率，是该范畴的研讨要点。此外，将CDN功用集成到网络设备完成网络—事务愈加有机协同，成为该范畴的首要趋势。
3.2 事务牢靠性确保技能
承载牢靠性是事务牢靠性的底子确保，因为IP网络的“尽力而为”特性，IP归纳承载条件下的牢靠性始终是IP网络构建过程中要点重视的问题。IP网络牢靠性首要经过快速毛病检测和拓扑/设备冗余完成。
因为不同网元/链路在网络中的角色定位不同，在牢靠性确保方面的效果也不尽相同。从要害网元/链路下手，有的放矢，进步网络牢靠性，是超宽带网络重视的要点。在超宽带网络中，接入操控设备不只承担着流量转发和操控功用，并且承担着用户办理的部分功用，是事务牢靠性确保环节最重要的网元。因而，接入操控设备牢靠性是超宽带网络事务牢靠性的重要确保。接入操控设备牢靠性首要经过跨机箱无缝热备技能完成。跨机箱无缝热备技能原理如图1所示，在用户信息同步的根底上，结合VRRP和BFD等技能，在满负荷情况下可确保要害节点和要害链路毛病倒换时刻小于50ms。以此为根底，合作快速路由收敛等技能，可完成视频、音视等要害事务的超高牢靠性目标（99.9999%）。
图1 跨机箱无缝热备技能原理
网络虚拟化技能的展开，为更大规划施行牢靠性确保供给了或许，现在呈现的接入操控设备池化和集群等相关技能，能够在更大规划内完成牢靠性确保。
3.3 绿色节能技能
绿色节能体现在设备研制、网络规划与运营等环节。高集成度、低能耗和大容量是设备研制的底子要求，在设备架构规划之外，芯片工艺水平对设备能耗的影响十分显着。一般，工艺水平的进步会完成能耗的本质下降。现在，网络设备的芯片工艺首要会集在65nm水平，未来将向45nm和32nm工艺水平过渡。超宽带网络以光网技能为主构建，在进步网络容量的一起进步网络效能：在接入部分以PON技能为主完成全场景全事务接入，而在主干部分则经过IP—传输协平等方法完成光网承载。在网络运营过程中，首要经过打造用户—网络—事务一体化智能协同系统，完成网络全体运营水平的进步和能耗的下降。
3.4 体会进步技能
人们对用户体会的永久追求是驱动信息化社会展开的原动力。视频事务在一切互联网事务中对用户体会要求最高。因而，用户体会进步首要会集在视频事务体会进步方面。因为视频事务的长衔接、高带宽以及用户体会灵敏等特色，大规划视频事务的展开对网络容量和承载才干都带来极大应战。视频体会进步首要依据视频增强技能完成。
视频增强技能经过视频事务处理和存储，完成视频内容的重传和缓存。依据视频增强技能，视频切换时刻可大大缩短，画面质量得以大幅进步。视频增强技能在进步视频用户体会的一起，经过IP和存储技能协同，缩短流量途径，完成了网络流量模型优化，进步了带宽功率。未来，视频事务功用会逐步集成在网元设备上。
依据视频增强技能的布置，还可经过随流检测等方法构成对视频事务的实时监控，完成对视频毛病的快速定界和定位。
4 结束语
决议未来互联网展开的底子是网络根底设施。超宽带网络是在传统宽带网络根底上的承继和改造。相关于传统宽带网络，超宽带网络将网络的传送、核算与存储才干有机交融，能更好地满意未来互联网展开需求。超宽带网络的运营和展开依赖于宽带工业的展开和技能创新，只要有用整合工业链的力气，超宽带网络才干步入愈加快速和健康的展开轨迹，才干更好地支撑未来互联网的展开。
