2023年11月10日,中国电信天翼视联科技有限公司揭牌成立,正式开展视讯运营业务。可以说,这样运营级的视讯业务开拓,在全世界是非常领先的。电信运营商遥遥领先的创新对全社会所带来的震撼,远远比单纯某个技术创新所带来的震撼要强大得多。
这使我非常感慨,不禁回忆起整整22年前,2001年8月我曾为中国电信运营商所作的一次演讲,主题是“视频业务——IT业的诺亚方舟”。那时的中国电信业还处在传统的电话用户高速增长阶段,同时,欧美刚刚开始陷入互联网泡沫破灭的风暴之中。事实上,就在2001年,传统话音业务崩溃的征兆也已经开始在中国出现,当年国际电话业务量就已经显著下降了12.4%。我在这个演讲中根据对电信业一般规律,以及中国电信业20多年的发展规律总结分析认为,中国电信传统的话音业务不久将遭遇发展瓶颈,会面临一场相应业务收入崩溃的灾难,而视讯业务是拯救整个IT行业的根本出路所在。
这个演讲引起了电信业者的很大震撼,并且被当时很多专业媒体发表了相应的评论。
2001年时,线年,话音业务收入在整个电信业务收入中占比还在57.7%的水平。而到了2022年,话音业务收入的占比已经下降至8.6%,比上年降低0.8个百分点。这个还是在移动电话用户爆炸性增长,另外还在很多宽带资费套餐捆绑话音业务的强力支撑下使其崩溃过程得到大幅延缓的结果。
我当时就把这个演讲整理成了文章发给各个媒体作参考。这个22年前写的文章,今天读起依然感觉非常契合时代的需要。因此在发表本文同时基本不作修改发表出来以飨读者。
互联网对整个电信业的冲击无疑是颠覆性和影响深远的,甚至于直到今天,电信业界依然没有从这种颠覆性的冲击中完全缓过神来。
一方面,对电信网络的基本规律一点概念都没有的互联网产业,就像闯入瓷器店的公牛一样横冲直撞。互联网的所有技术和概念,最初只是产生于局域网中,相关的人员最初根本就没想过这个东西会普及到成为一种全球性的网络。例如,其中最重要的问题之一,是它们最初发展过程中网络基础是一次性投入,免费运营的。所以,互联网最初是完全在免费的网络环境里发展起来,基本不怎么考虑数据路由的合理性问题。而当其成为一种全球性的网络时,依然在潜意识中保持了“网络免费”的概念和思想。很多年前,在一次会议中CISCO公司的人大谈电信网应当免费的问题,把电信运营商的人气得拂袖而去,根本就没法对话和沟通。GOOGL等互联网产业的人曾试图通过卫星、气球、城市WIFI等发展免费的互联网基础设施。虽然最终并未成功,但这种思想还是一直存在。互联网业界的人根本无法理解电信基础设施必然是需要运营和基于正常商业过程的,由此即可知其对电信网概念的缺乏达到什么样的程度。那么,这种双方深刻的互不理解究竟会导致哪些问题呢?
大量互联网业务根本不会去考虑基础网络运营的合理性、成本和经济性,会带来非常极端的网络效率问题。我第一次直接感受到这种不合理极端程度是在2005年,长驻印度期间。因为日常工作都要发邮件,过去从来没认真想过邮件的流量是如何在网络上传递的。当时公司的邮件服务器是放在美国纽约尽可能接近DNS根服务器的地方,这样访问速度才会最快(这本身就是一件非常荒唐的事情)。如果我要发一封邮件给我就在孟买办公室同一层楼另一个房间的同事,邮件内容居然是要从孟买先传到美国纽约的邮件服务器,然后我的同事再从美国纽约接收回孟买办公室。当我了解到这个事实时,感觉就是“天哪,怎么会有荒唐到这种程度的事情?”。因为互联网把基础网络当成免费看待,所以数据包转发的路由合理性问题根本就不在考虑范围之内,自然会出现各种离奇的事情。
再比如,P2P(对等网络,Peer-to-Peer,不是那个搞网络借贷的P2P)本来是一个很不错的业务,最初运营商也是想支持的,但后来却发现事情越来越不对劲。因为作为转发节点的终端用户就相当于做雷锋,做得越好,汇集到你这里的转发业务就越多,但无论是这里的网络运营商还是终端用户,你提供的服务越多不仅得不到任何好处,而且还会承担更多的转发业务量。对用户来说还可能存在一个非常大的问题:就是做转发节点太多了,你的电脑硬盘可能会因此而损坏。我的一台电脑就是在试用P2P业务时硬盘烧掉了,从此再也不用P2P业务了。
如果你在北京要开车从一个小区到旁边的另一个小区怎么做?当然是找到最近或近似最近的路径开过去。但在互联网上不是这样,因为服务器在IDC处,相当于你要开车从一个小区到附近的另一个小区时,全都得先开车到广场,然后再开到另一个小区。这么搞实在受不了了,就搞出一个CDN(内容分发网络)技术,相当于在每个区建一个分支IDC,这样如果两个小区都是在回龙观,就不用开到广场,而是先开到昌平区政府,然后再开到另一个小区。因此就宣传这样做极大地提升了道路交通的效率。而这种所谓的提升事实上只是建立在原来荒唐程度太过极端基础上的。
但是,如果我们来谈这些互联网的问题,几乎就像遇到一个宗教团体一样根本无法沟通。真正的问题不是存在什么技术问题,而是根本不允许人们把这当作问题来讨论。互联网业界的理念就是:无论怎么做,只要做大了,它就是对的,就是时尚。甚至就公然把问题当成时尚来对待 —— 其态度就是:互联网时代就应该这样,只要出现的就应该出现。
例如,明明是存储结构的设计严重不合理,只能存储有限的视频,但却被包装成很时尚的“短视频”业务概念;服务质量不好就包装成互联网就是“尽力而为”。明明很容易形成高度集中化的业务垄断,却宣称互联网的本质是“去中心化”。事实上,电信网才是主权平等,运营商平等,以互联互通形成全程全网的无中心化网络。而只有互联网才让我们看到,居然可以出现全球高度垄断的网络平台。本来没有中心化,互联网却打着“去中心化”的旗号大搞中心化,实在是令人匪夷所思。现在LGBT在西方大流行,我们终于找到了一个可以与互联网产业界有得一比的参照物。
这种很难讲道理的另一个体现是:如果提到任何互联网的问题,互联网或搞计算机的人马上会说:某某软件里就解决了这个问题啊?例如,微信就可以做到直接将信息通过最近的路由传到对方;我还曾用过一个叫飞鸽的专门进行文件传输的软件,也可以进行最近路由的文件传输。但是,这些都不是电信网络行业解决问题基本路子。电信网络是分层的,什么样的问题应该在什么样的层次去解决才是最合理的,需要有仔细的设计。如果设计合理的话,这种数据转发路由应当是网络层面解决的问题,而不应当在应用层的软件功能里去解决。这样分层解决问题的好处就是:网络一旦解决了这个问题,一切应用软件的数据路由就全都是最合理的,不需要在应用软件里再去一个一个重复解决。但互联网业界从来没想过要这么来做事情。
其实,近几十年电信业发展依然是非常快和成效巨大的,但基本上都集中在IP以下的物理层(例如移动和光通信等),对业务和整体网络的发展则完全失去了左右能力,更重要的是同时失去了从整体上把握电信网络结构演进的信心和勇气,完全被互联网的强大冲击搞懵了。这种信心的丧失源自于电信业多方面的失败。首先是应对数字时代的网络技术ISDN和ATM的失败(可能有人不认同这个说法,后面我们会进一步讨论),而这种失败之所以产生,根本性的原因有两个,其中一个电信业适应了大部分,但还是没有完全适应;另外一个却至今可能都还没有充分意识到。我们下面先谈第一个,后面一个包交换网络的层次变化我们在后面谈。
第一个原因是从“带宽分拆复用”到“数据包统计复用”的转变。电信网络在上百年时间内主要是支持话音业务,这在电信业者的思维中深深带上了“带宽分拆复用”的印迹。这个非常典型地体现在载波通信中。一个电线k的模拟线个话音调制在不同的相邻频段上成为一组,再调制到一个频点上,这个成为“一次群”。4个一次群调制在不同频段上为一组再调制到更高的一个频点上,成为“二次群”。如此可以形成多路话音的载波通信,在一个物理线路上实现很多路电话通信。高次群的载波通过传输网络到了通信的另一端是不断分拆出低次群信号,最后一直到每一路话音。在模拟的载波通信转为数字化的时分通信之后,这种带宽拆分复用依然被保留。每一路线kbps时分的数字信道,在E1体制中,32个时隙为一次群(其中有两个时隙是用于传信令的通道),在北美的T1体制中,24个时隙为一次群。
如果读者不是通信专业的,可以这么来形象地理解:用4根细绳捆在一起就是一次群,它是更粗一些的绳子。把4根一次群的绳子继续捆在一起就成为更粗一些的二次群的绳子……这样不断捆下去,就成为一根非常粗的绳子,里面包含非常多最基础、最细的绳子。直到现在,宽带业务依然多多少少还是带有这种带宽分拆复用的思路在运营:例如,200M的包月宽带套餐是每月99元,300M的129元,1000M的199元……
可是,在包交换的时代,这种带宽分拆复用的思路不仅是错误,而且会遇到非常离奇的问题:无论在我们普通人的直觉还是电信专业人员的认知中,越是细分的带宽,其价格当然要更低,它的成本毫无疑问也应当更低。可事实却很可能是相反的。越是细分的带宽可能建设和维护成本越高!这怎么回事?举例来说:骨干接入的带宽是2.5G的SDH接口,如果要把它分拆到最细的64kbps需要怎么做?当然要加很多设备来实现。先一步步用SDH设备分拆到644M,155M,2M,然后可能要用DDN(数字数据网络)设备把155M或2M分拆成最细的64kbps信道。每加一步带宽分拆的设备,当然就要增加带宽分拆的设备购置和维护的成本。可是从电信网的机房到最终用户处的物理线路,无论用的是铜线、光纤还是同轴线,真正占大头的工程布设和维护成本基本上是差不多的,线材的总成本其实差不了多少。所以,带宽被分拆得越细,反而成本会更高,但是收的钱却会更少。是不是感觉太蹊跷了?现在很多接入网络的情况是已经采用各种光纤接入(FTTR,FTTB,FTTC,FTTZ,FTTH)了。如果从骨干网络的2.5G、10G甚至100G接口处,直接用IP交换机,通过光纤让用户以1G甚至10G的带宽接入到骨干网络,成本将是最低的,但可能获得的收入却是最高的。至于想要根据提供的服务不同收取不同的费用,可以很简单地用软件来控制总流量。这样提供的服务最好,网络最简单、成本最低。
什么是包交换网络?只要看看公路交通网络就清楚了。连接到最终用户处的道路宽度与最骨干处的道路宽度其实差不了多少。
导致电信业丧失信心的原因还有很多。如电信业最近几十年自己规划和定义的业务能够成功普及的极少。即使早就意识到并且更早就开始做的业务,最后也败给互联网业界的参与者。例如,移动运营商早就在移动网络上做过飞信,可还是被后来出现的微信全面颠覆,最后不得不退出相应领域。
另外,电信业早就努力想把握发展的方向,提出过电信级IP网、固网移动融合、网络QoS、承载网等等概念,但是,这些不是沦落为纯粹的概念而无从下手,就是依然为IP层或以下的层次。对于IP层以上的应用层,还是欠缺把握能力。过去电信网是从最低层的物理层一直到最上面的应用层全是自己定义和实现运营的(著名的七层协议),但在全IP时代,因为可以支持的业务无穷无尽、变化无穷甚至当前都不知道会有什么业务,因此也必然要借助外部资源来共同发展。但这样一来就必然遇到电信IP网与业务应用开发者之间的合理接口到底应当在哪里?这个接口应当设计成什么样?如何在深刻理解电信IP网的内在逻辑基础上设计建设合理和优化的网络架构?等问题。对于这些问题,过去在互联网的冲击下有些一头雾水,但现在已经有充分的案例了,并且该出现的新情况差不多也都呈现出来,未来即使还有新技术和新业务出现,也不会太超出想象。应该对这些问题有一个清晰解决了。
因此,电信级的IP网要从过去支持相对单一的话音等业务,转向要支持无穷多的业务,也很难仅凭想象来实现。只有当出现大量业务实际呈现,并且运行一段时间后,才好去进行各种经验总结。所以,这个转变也必然要经历一个过程。
中国电信天翼视联业务的正式开展重要价值就在于: 这个是近年来不多见的电信领域业务增量非常迅猛,可以说是比较成功,同时又符合电信IP网内在规律和逻辑的业务。 这将有效推动业界以此为开端,去系统地思考在过去被互联网冲击得一片混乱,没有来得及思考清楚的问题。
与天翼视联正式成立同时进行的2023数字科技生态大会高峰论坛上,华为,宇视,中兴三个厂家的领导各自从不同角度作了研讨。
过去这个业务的爆发主要集中在智能交通、智慧城市、智慧政务、企业、家庭等领域。 宇视长期专注于视讯业务领域,宇视运营商BG总裁林凯在下图中所作的介绍,是这些领域的权威专家一起总结出来,目前阶段对相应业务相对最全面的、融合了专网和公共互联网视讯业务的一个理解——12356,即1架构/2平台/3域/5网/6场景。
过去的互联网业务较多地是以电脑为终端的纯软件类业务。 目前已经发展得非常丰富的各种物联网业务类型也已经可以看得比较清楚。 因此,在现有业务基础上充分总结,建立全新的、真正电信级IP网的条件已经比较成熟。
在2001年8月发表了那个演讲之后,相应的研究并没有停止,而是一直持续下来,并且在2006年将所有思考写成一本书《通播网宣言——全IP及三网合一的网络体系及产业结构》。在这本书中事实上已经设计完成了电信级IP网络应当有的基本架构甚至核心的协议。从今天来看,技术已经发生了非常多的变化,该书有很多技术内容可能都需要升级,但核心的架构甚至协议设计却依然代表了未来网络技术的发展方向,还是遥遥领先的。
电信级IP网,也就是我称的通播网不仅仅涉及新的技术问题,而且是思维方式和文化的转变。
表面看来,这个七层协议非常完善,可它为什么指导不了纯粹包交换(全IP网络、电信级IP网络、通播网)时代的技术发展方向呢?问题就在于它包含了所有部分,太“完善”了。而在纯粹包交换时代,电信运营商不可能做所有事情,必然涉及到什么事情必须要由电信运营去做?什么事情电信运营可以做也可以不做?什么事情电信运营商不该做?如何合理地定义电信运营商与其他网络业务提供主体之间接口?等问题,这些才是最为重要和关键性的事情。七层协议表面看起来很完善的后果,是模糊了真正重要和关键的东西。另外,在传统电信网络里,技术人员主要面对的问题是连接、电路复用、交换、传输等问题,但在包交换时代,最核心的东西是“地址”。
在讲解包交换的教科书中,经常使用的一个参考例子是邮件包,它的信封表面最关键的东西就是源地址与目的地址。包交换一切工作都是依据并且围绕目的地址和源地址去传递邮件包的。至于如何在各种物理网络中去传递数据包并不是最重要的问题。因此,包交换网络的合理层次结构模型就是地址的层次结构。IP协议之所以成功,正是由于它抓住了最关键的地址结构做文章,而完全忽略或者说是高度抽象它要支持的上层业务与下面的物理网络。
前面我们之所以说ISDN和ATM是失败的,真正的原因正是在这里。如果仅就一种单纯的网络技术来说,有人可能会讲寻呼业务实际应用过,后来被手机短信取代了;电话猫应用过,后来被宽带技术取代了;2G被3G取代,3G又在被4G、5G取代……所以,任何一种技术都可能只是应用一定时间,如果仅仅因为它应用过又被取代就说它是失败的,这个依据并不充分。ISDN和ATM都获得过实际应用,但它们的出现本来应当解决的是包交换时代最根本的问题,却并没有能够有效解决。这才是我们说它们失败的真正原因所在。即使在IP协议出现并开始大行其道时,电信业的人依然没有反应过来,眼睁睁地看着IP横扫一切。更重要的是眼睁睁看着TCP/IP协议内在的很多重大缺陷,也一脸茫然,不知从何下手。事实上,如果电信业能够更早明白包交换时代的地址本质,而不是沉溺于传统的七层协议,开发更好的IP协议就是非常简单的事情。
举例来说,交通领域其实都是包交换方式的,它们如何解决问题对于我们理解包交换网络有重要的参考价值。无论通过交通网络传送信件、包裹、快递还是人员,都是一个个带着源地址和目的地址的“包”。在骨干交通网络上如何进行管理和增加效率呢?是采用集装箱、固定班次等模式。
我们可以设想一下,如果在骨干电信网上开发一个集装箱IP协议会带来什么效果?集装箱的好处是把众多最终目的地址很接近的“包”集成封装在一起,这样可以极大地减少骨干节点上分捡处理的工作量。对应于电信IP网络,在骨干路由节点上,数据流量非常大,如果与接入侧是大小一样的IP包,包的数量就会非常大,这需要极大的路由表处理量。如果在骨干网上把很多IP包(例如1000、甚至1万个)按集装箱IP协议封装成一个数据量很大的数据集装箱包,这样不仅在骨干节点上路由表处理量呈数量级简化(减少1千、1万甚至更多倍),而且固定路由可以使服务质量很简单地就得到保障,丢包的概率极大地减少。MPLS其实也是类似的固定路由的思路,只不过实现方式有所不同。
计算机领域与电信领域的基本思维方式存在两个极端的差异,同时IP协议最初设计的目的更强化了其计算机文化。因为计算机可以有很高的智能,极其灵活,因此计算机领域的人思维方式或文化就倾向于提供最大限度的灵活性和自由度,由此带来的问题可以由计算机的更高智能或算力来解决。但电信领域的人习惯于按照严谨规划和提前定义清楚要解决的问题这种文化和思维方式来做事情。
另外一个是IP协议设计目标的重大影响。IP协议设计之初,是美国ARPANET,一个军事应用项目,它的设计是要求达成这样的目标:只要存在任何形式的物理联结,每个网络节点就可以自动去寻找路由并建立起通信。在这种情况下,IP包是可能在通信过程中路由随时发生变化的,通信者也不知道它下一步会跑到哪里去。这就是为什么在IP包中设计了计数器和由此会出现丢包的原因所在,也就是每过一个网络节点计数器就减1。最后减到零时这个包就被丢弃了。如果不这样做,最后网络里可能充满无头苍蝇一样的数据包。这就是人为制造出问题,然后又来制造另一个问题去解决前一个问题。
在电信领域是不需要这么来考虑问题的。一般在骨干网络上都是固定路由,就如同民用交通网络的固定班次一样。如果这个路由出现问题,换成提前设置的备用路由替换上就可以了。大不了就是多设置几个替换的固定路由。如果还是不行呢?那就是用提前设计的策略甚至由人工进行路由的“调度”就可以了。电信级的可靠性,就是能够实现主备倒换即可。民用的电信网不会去考虑主用和备用一起坏掉的情况,这种情况出现的几率是忽略不计的。但在军用领域,一枚炸弹把主备用板子一起炸掉就是常态。这就是两种设计目的对应的完全不同思路和文化。
因为IP设计的最初目的,加上计算机领域的文化,就造就了互联网往往把问题搞到最自由,由此问题变得最复杂和最多变化、从而需要最多智能去解决问题的倾向。这当然很可能会更好匹配最灵活多变的业务类型,但也会把很多本来极为简单的网络问题搞得复杂不堪。
集装箱IP其实并不是什么神秘的技术,它在过去就以IP隧道技术等面目出现过,只不过是将IPv4包封装在IPv6包里,或者反过来将IPv6包封装在IPv4包里。它是一对一的封装,相当于一个集装箱只装一件包裹。如果将1000个IPv6包封装在一个新设计的IP包里,这就成集装箱IP包了。
如果以地址的角度看待全IP网络,将是如下的6层网络层次结构,从上往下依次是:
以上层次结构的关键是应用地址层,或称用户名字层。现在不是没有应用地址,但却是完全自由散漫,百花齐放的。有DNS地址(域名系统),基于DNS的电子邮件地址等。因为没有统一的,全程全网的应用层地址,各个互联网企业都各自定义自己的应用层地址。如微信号、新浪微博账号、推特账号……因此,互联网是全程而不全网的。全程是因其基于电信网带来的天然属性,但是否全网,是需要统一应用地址层才能实现。
这个现状造成的结果是什么?最终用户实在是太烦了。每使用一个新的业务,都得按这个业务提者的企业标准要求选择一个应用地址(用户名,账号等)以及口令。甚至要提供个人的身份证等进行认证。这就是互联网最大的毛病所在:它似乎什么事情都能做,但却总是按照最复杂的方式来做。谁能有效记住那么多账和口令?并且还要求把口令设计得尽可能复杂且要求经常更换,实在是烦死了。这种对最终用户的烦扰最终会锁住其享受业务的增量。
电信业原来是有按E.164标准的全球统一电话号码的。现在怎么就忘了这种解决问题的最有效方法和思路了呢?真的是被互联网完全搞懵了。运营商最需要抓住的是用户,而不是具体的业务。业务可以自己做,也可以放出去。只要抓住了网上的一切业务的用户,其他还是问题吗?
理解了以上内容,是否问题就可以得到解决了呢? 并不能。 因为这不仅仅是一个技术问题,而是一个新的国际网络标准问题。 这该由哪个标准组织来解决呢? 更深入的一个问题是: 国际标准组织也是有文化和思维方式差异的。 目前的情况是: ITU成功主导了物理层的技术变化。 IEEE主导了局域网络接入的物理层协议。 IETF主导了逻辑地址及以上的技术变化。
电信级IP网需要同时兼备技术严谨、运营、灵活适应业务等全新的要求、文化和思维方式,是一个适合发展出新的国际标准组织来操作的。中国为什么不来创造并主导这一工作呢?
我曾与星闪联盟的人员交流过,问星闪协议与其他标准组织如IEEE或蓝牙组织等是什么关系呢?他回答我说:为什么要发生关系?我问:这意味着星闪本身就把自己定义成一个新的国际标准组织是吗?他说:当然了。我对这个看法非常赞赏:中国企业终于从产品、技术、专利、标准走到明白自己应当做国际标准组织了。
在视讯业务运营上,中国已经远远走在其他国家的前面。甚至于在很多年前以专网形式出现的智能视频监控业务上,中国公司也远远走在世界的前面。以宇视总裁张鹏国的话来说,在这个领域中国公司对国外公司全是降维打击,唯一的悬念只是降几维的问题。
我们还需要学会做国际标准组织,更重要的是学会把握极为难得的建立新国际标准组织的历史机遇。这不仅仅是中国的机遇,也是全球电信业界的期待,因为过去能够引领世界技术发展方向的欧美巨头基本上都不在了。
欧美科技业空前的灾难充分表明:昔日的霸主已经失去了洞察未来的智慧和能力,人类文明的巨轮需要全新的领航人。
我们将亲手结束统治了人类上百年3.4k话音通讯的历史,并且开创一个五彩缤纷的多媒体通播的未来。
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