计算机网络发展到今天,各种新技术层出不穷。这里,简单介绍当前网络技术发展的一些趋势。 多网合一 信息的获取、传送、存储和处理之间的孤岛现象随着计算机网络和多媒体技术的发展而逐渐地消失,曾经独立发展的电信网、电视网和计算机网络将合而为一。 当前信息社会中存在的网络有电话网、广播电视网、计算机网络、电力线网络等多种网络,这些网络各有服务的侧重,整合多个网络可用的资源是发展的方向,也称为多网融合。 上述几种网络中,电话网、广播电视网和计算机网络大家都比较熟悉了。需要注意的是,电力线网络也是一个很有潜力的网络资源。 电力线网络以交流电力线作为数据传输的传输介质,而电力线已经广泛存在于所有有电的地方,是一种“无所不在”的网线系统。通过电力网传输数据、接入因特网,具有很好的应用前景。电力线网络已成为EIA的CEBus(ConsumerElectronicsBus)标准之一,也是代替移动上网的一种方便选择。电力线网络技术是实现网络“无处不在”的重要组成部分,电力线网络用于家庭网络组建是最经济的选择。 电力线网络技术的主要限制在于数据传输速率和传输距离,这是由于电力线网络的数据传输环境差,不仅有白噪声干扰,还有随机出现的冲击噪声及其随时间变化的衰减特性。在较低电压的电力线上进行数 据通信有两个重要的特点:①和频率有关的衰减特性,并且它还随时间变化而变化;②随机的冲击噪声。 为了使电力线适合于数据通信,主要采用了如下几个方面的技术:①宽带适应性扩频调制;②快速同步;③适应性均衡;④非常短的数据帧;⑤带严格错误控制编码的可靠低级链路协议。 越来越多的公司加强了对电力线网络的研究。其中包括Intel、IBM、Nortel等大的计算机及电信公司。 AdaptiveNetwork公司1995年开发出了速度达100kbps的电力线网络产品,使电力线达到了实用的数据传输水平。目前已经研究出数Mbps的电力线网络产品。Nokia的公司已经成功开发出了速度达10Mbps的电力线网络产品,采用完全同以太网兼容的技术,直接面向家庭网络应用。 家庭网络技术 家庭网络(homenetwork)是指将个人电脑、家用电器、三表(水表、电度表、煤气表)、照明和安全报警系统与广域网相连接的一种新技术。 家庭网关(homegateway,HG)用于连接家庭网络与公共网络,并与因特网连接。家庭网络通过家庭网关将公共网络功能和应用延伸和扩充到家庭。HG包括现有的各种网络接口单元(netinterfaceunit,NIU),例如:电缆调制解调器、非对称数字用户线调制解调器、卫星接收机或无线收发信机,或这些装置的功能组合.通过家庭网关,对家庭传送电话、电视、CD、DVD和MP3音乐节目,并传送来自监视摄像机的信号,控制家用电器的指令,以及来自Internet的多媒体信息流.电力部门可以通过家庭网络远程控制进入用户家庭的电流,自动抄表。 HG还应具备按照未来需求设计的软件功能,例如:媒体转换、速率匹配、地址变换、信息过滤、室内网络复用连接以及系统管理等功能。从其功能来看,家庭网关就是一台家庭网络路由器,也可以通过软件实现。 家庭网络体系结构划分为5个层次,从下向上依次为:物理媒体层(Media)、底层协议层(Protocol)、应用程序接口层(APl)、应用程序层(APP)、最终用户接口层(UI)。 其中,第1、2两层的标准已经制订;第3层(API)是家庭网络技术研究的热点;第4层是在第3层的基础上开发的各种应用程序;第5层是各种用户接口工具,涉及到家庭网络多种设备的接口连接,它不只局限于PC接口,同时也包括各种应急按钮、求助开关、遥控装置和其它可视接口设备。要求UI具有简单性、易用性和灵活性。 家庭网络的协议标准可以分为3种:底层协议规范(1、2层)、API层(3层)协议规范、UI层(5层)规范。 家庭网络底层协议规范主要有: (1)HomePNA。HomePNA标准采用频分多路复用方式,能使标准电话线同时传送语音、ADSL和网络信号而不相互影响,传输速率为1Mbps,10Mbps的标准正在制定中。 (2)HomeRF。它采用无线方式联网,提供可移动性。已经制定有SWAP(sharedwirelessaccessprotocol)规范,有两种数据传输速率有1Mbps和2Mbps。 (3)IEEE1394。这是面向宽带宽设备的高速数据传输串行总线标准,支持可视化消费电子产品及高速数据存储设备。IEEE1394a规范的数据传输速率为100Mbps、200Mbps、400Mbps、800Mbps。IEEE1394b支持的数据传输速率将达到1.6Gbps、3.2Gbbps。 (4)USB(UniversalSerialBus)。这是面向低速设备的标准。USB1.1标准支持的传输速率为12Mbps,可连接多达127个外设,价格比IEEE1394更为低廉,已为个人计算机与外设普遍采用。USB2.0标准向下兼容USB1.1,数据传输速率可达到120~240Mbps。 (5)HAVi(homeaudiovideointeroperability,家用视听交互操作)。HAVi为Sony等8家公司一同制订的标准。HAVi在IEEE1394的基础上与家庭网络连接的音视频设备,该标准使不同生产厂商的数字音视频设备实现互连接、互操作。 (6)Bluetooth。这是1998年5月提出的一种短距离无线通信协议。Bluetooth协议规定的有效无线通信距离为10~100m,数据传输速率为1Mbps,能同时支持语音和数据传输。 家庭网络高层协议规范主要是Microsoft公司的UPnP(通用即插即用标准)。高层标准涉及到家庭网络对网络中各种设备的发现过程、如何对各种设备发布命令、如何响应各种设备发出的事件。技术开发人员依据高层标准设计家庭网关、编写操作和管理终端设备的软件。 计算机网络发展的方向及研究热点 今天的因特网容量和能力面临着两个挑战,一个是网络已存在的规模将面对更大的用户群。二是随之而来的新的复杂的在线应用需要一个新的网络体系结构。 要加快新的网络协议(协议描述、验证)的开发和研究,改进目前因特网“尽力交付”的服务。采用形式化—数学的方法描述网络协议和协议的实现过程。 计算机网络发展的基本方向是开放(标准化)、集成(各种服务)、高性能(高速)和智能化(友好的用户接口)。 三种基本网络传输模式为同步传输模式STM、分组传输模式PTM和异步传输模式ATM,适合多媒体信息传输的是ATM。 网络技术研究集中在六个主题:新的网络应用、中间件、服务质量、因特网流量工程、安全和体系结构。 计算机网络技术发展的基本方向是一个目标,全球完善的信息基础设施;两个支撑,微电子技术和光技术;三个融合,计算机、通信、信息;四个热点,多媒体、宽带、移动通信和信息安全。 许多下一代因特网(NGI)可能出现的情况已超出了我们目前对网络设计的理解,只有通过基础研究,才能有助于达到认识这些可能性的水平。 目前计算机计算机网络技术研究的热点包括: 无线网络技术(移动)研究,已经制订的IEEE802.11n标准,其数据传输率可以支持100Mbps。对等网(p2p)应用研究。网络内容分布、网络信息的检索与利用研究。 网络中的信息表示技术,研究不同媒体之间的关系。 网格技术研究,网格是以网络服务(WebService)为基础的虚拟组织实现,实现固有的资源共享和协同工作能力。IPv4与IPv6的过渡中的问题研究,IPv6的应用及产品的研究。 家庭网络设计研究,数字家庭的核心概念是传统家电、计算机和通信设备的数字化和互连、互通。主要在有什么、可以提供什么数字内容,数字家庭标准化组织为:UpnP、DHWG。还有光通信和光交换技术研究、以及支持多媒体数据安全的数字水印技术研究等。