未來十年最有前景的十大通訊技術
阿新 • • 發佈：2019-01-05
今天，站在技術的角度來看，通訊技術的發展已經脫離純技術驅動的模式，正在走向技術與業務相結合的新模式，從世界範圍內，預計在未來十年，從市場應用和業務需求的角度看，最大和最深刻的變化將是從語音業務向資料業務的戰略性轉變，這種轉變將深刻影響通訊技術的走向。從技術角度看，將呈現如下趨勢：? 網路應用將加速向IP匯聚，電信網和網際網路將趨於融合，X.25、FDDI、幀中繼、ATM和SDH/SONET將淡出市場。? 交換技術將由電路交換到分組交換轉變，軟交換技術將成為這個轉變的關鍵。傳輸技術將從點對點通訊到光聯網轉變，光交換與WDM等技術共同使用網路向全光網外進。接入技術的寬頻化IP化和無線化將是接入網領域未來十年的發展大趨勢，xDSL乙太網和PON等寬頻接入技術將得到發展，Wi－Fi、UWB和Wireless Mesh等無線接入技術也將大量應用，而HomeRF和ISDN將淡出市場。在無線通訊領域，在寬頻業務需求不斷增長的情況下，無線傳輸作為個人通訊的重要手段，矛盾尤其突出。移動通訊系統向3G乃至4G外進將成為必然，2G移動通訊系統和WAP這樣的原有技術將逐漸退出市場。
下一代無線通訊的發展催生很多新興的技術，如軟體無線電智慧天線等等，此外也將使一些諸如自由空間光系統這樣的老技術煥發新生，順應這種趨勢。
應該指出，通訊技術的上述發展趨勢並非短期就能實現。需要經歷一個較長的過程，技術的爭奪在接入網和傳輸網方面尤其激烈，有無應用前景除了技術是否先進之外，還要考慮成本使用者習慣已投資多少等等很多情況。
1.納米技術
納米技術其實就是一種用單個原子、分子製造物資的技術。德國科學家首次在納米尺度上實現光能轉換，這為今後設計微器件找到了一種潛在的能源。美國科學家研製出原子級納米“電晶體”，在此基礎上實現廉價批量生產，無疑將給資訊科技帶來一次新的革命。建立在微米/納米技術基礎上的微電子機械系統（MEMS）技術目前正在得到普遍重視，在無線終端領域，對微型化、高效能化和低成本的追求使大家普遍能將各種功能單元整合在一個單一晶片上，即實現SOC(System On a Chip)，而通訊工程中大量射頻技術的採用，使諸如諧振器、濾波器、雙合器等片外分離單元大量存在，MEMS技術不僅可以克服這些障礙。而且表現比傳統的通訊元件具有更優越的內在效能。目前IBM公司採用MEMS技術已經開發出了能夠用在手機等無線裝置上的微型嵌入式頻率調協器和其他裝置。
2.MPLS技術
在資料網路領域，IP網路技術正在演進，作為原有寬頻通訊網和新技術的ATM則由於技術難度大、路由靈活性較低及效率不高等面臨很大挑戰，如何使ATM技術融入IP，如何將路由和交換相結合，從而在滿足新業務需求的同時又維護現有的投資，IP與ATM結合的技術MPLS(Muti－Protocol Label Switching，多協議標籤交換技術)吸引了業界的目光。
MPLS是繼IP技術之後的下一代廣域網傳輸技術。它是一種充分利用資料標籤引導資料包在開放的通訊網路上高速、高效傳輸的新技術。它在一個無連線的網路中引入連線模式從而減少了網路複雜性，並且相容現有各種主流網路技術，能大大降低網路成本。
MPLS對運營商具有很大潛在好處的一項應用就是支援VPN（虛擬專網）服務。MPLS VPN的突出優勢是建設成本低，同時還能滿足使用者對資訊傳輸安全性、實時性、寬頻帶、方便性的需要。而由MPLS衍生的GMPLS（通用多協議標記交換）技術可能更為重要。“GMPLS將IP與光傳輸技術有效結合起來，使得IP不僅可以控制ATM和Router，而且可以控制光傳輸，從而可以使管理者能更方便地進行二、三層統一管理和提供業務”。
3.軟交換技術
下一代網路（NGN）一直是業界的熱點話題，大家普遍認為下一代網路是業務驅動型網路，由於基於IP的基礎設施支援業務與網路承載的分離，作為在IP基礎設施上提供電信業務的關鍵，軟交換技術將在下一代網路中起著核心的作用。
“軟交換實際上是一種控制裝置，它誕生於這樣一種思路：把傳統交換機按功能肢解，控制功能由軟交換完成，承載功能由媒體閘道器完成，信令部分功能由信令閘道器完成。”由於軟交換隻涉及呼叫發起和接收的節點，簡化了信令的結構和控制的複雜性，具有對網路業務接入技術和智慧業務的開放性，新興運營商將其作為進入話音市場的技術手段，而傳統的電路交換網運營商也可通過它完成向分組化網路的過渡，所以大家對它的前景看好。
4.PON技術
PON（無源光網路）作為一種新興的覆蓋最後一公里的寬頻接入光纖技術，其在光分支點不需要節點裝置，只需要安裝一個簡單的光分支器即可，因此具有節省光源資源、頻寬資源共享、節省機房投資、裝置安全性高、建網速度快、綜合建網成本低等優點。
5.光交換技術
光交換是指對光訊號直接進行交換。隨著通訊網路逐漸向全光平臺發展，網路的優化、路由、保護和自愈功能在光通訊領域中越來越重要。光交換技術能夠保證網路的可靠性和提供靈活的訊號路由平臺，光交換技術可以克服純電子交換的容量瓶頸，還可以大量節省建網和網路升級成本。光交換技術是全光網路系統的重要支撐技術，世界各國都在著手研究開發全光網路產品。目前市場上出現的光交換機大多數是基於光電和光機械的，隨著光交換技術的不斷髮展和成熟，基於熱學、液晶、聲學、微機電技術的光交換機將會逐步被研究和開發出來，其中將以納米技術為基礎的MEMS應用於光交換產品的開發更是加速了光交換技術的發展。應該指出，光交換技術並不拋棄目前比較成熟的電交換技術，而是與之有機結合，充分發揮電子技術與光子技術的各自優點，可以相信，光電融合的局面將愈來愈使光交換在交換領域佔據越來越重要的地位。
6.FSO技術
具有：虛擬光纖“美譽的FSO技術以鐳射為載體，用點對點或點對多點的方式在空氣中實現連線FSO技術不是一項新技術，它在30多年前就被美國軍方以及美國太空總署用於在邊遠的地方提供高速連線。它具有與光纖技術相同的寬頻傳輸能力，使用相似的光學發射器和接收器，甚至還可以在自由空間實現波分複用（WDM）技術。FSO作為一種寬頻接入方式，可以傳輸資料、語音和影像等內容。目前市場上的產品最高支援2.5Gbit/s的傳輸速率，最大傳輸距離為4000m。不過，FSO技術在理論上沒有頻寬上限，160Gbit/s的裝置正在研製中。FSO具有頻寬高、誤位元速率低、安裝快速、使用方便、伸縮性好、安全性高等特點，但也受諸如惡劣天氣(霧、散射和風雪等)等的影響。3G行動通訊的升溫使FSO行業欣喜不已，因為FSO可用於蜂窩式基站的建設，3G需要密集的基站佈置，而FSO可以比微波更能實現新建基站和已有基站的互聯。
7.Wi－Fi
Wi－Fi（wireless fidelity 無線保真）曾被視為科技業餘愛好者的玩具。1999年底，IEEE將一系列先進的通訊標準合併，形成了被稱為Wi－Fi的802.11b標準。該標準允許資料利用公用的2.4GHz頻段以11Mbit/s的速率傳輸。開發無線區域網的初衷就是使使用者能夠在短途實現與網際網路的無線連線，為了提高資料傳輸速率，IEEE802.11a和IEEE802.11g已經產生，它們採用先進的OFDM技術進行調製，速率可高達54Mbit/s。
8.UWB技術
UWB(Utra Wide Band，超寬頻技術)是一種使用數赫茲到數吉赫茲的超頻寬、通過微弱的脈衝訊號進行通訊的無線技術，它長期以來一直是美國軍方使用的作戰技術，用於雷達通訊等方面，但是由於其具有兩大明顯優點（高達數百Mbit/s的資料速率、僅為現有無線技術1/100的耗電量和極低的成本），將其民用的呼聲一直很高。由於UWB技術耗電量極低且能進行高速資料通訊，因此該技術用於短距離無線網路連線的前景廣闊，雖然由於其高頻寬可能對觀測宇宙的電波、天文臺和GPS等造成干擾，但FCC對UWB產品功率的限制，解除了人們的顧慮。把UWB看作藍芽技術的替代者可能更為合適。
9. 軟體無線電技術
1992年，美國國家遠端系統會議上首次提出無線電概念，其基本原理是將DSP晶片或通用CPU晶片作為無線通訊的基本硬體平臺，將盡可能多的無線通訊功能用軟體實現。由於系統的升級基於軟體，代價小，同時不同系統容易相容和互聯，因此軟體無線電已被看成是無線通訊領域繼固定到移動、模擬到數字之後的第三次革命。ITU制定的第三代移動通訊系統（3G）的空中介面沒有達成統一的標準，歐洲的WCDMA、美國的CDMA2000和我國提出的TD-SCDMA的分別應用可能給移動使用者的全球漫遊和未來個人通訊帶來限制。而軟體無線電最有希望解決這些問題，在一個完全可以程式設計的硬體平臺上，注入不同的軟體就形成不同標準的移動使用者終端和基站，從而保證各種移動裝置之間的無縫整合。軟體無線電技術還可以利用不同軟體適應不同的標準、調節軟體設定來改變通道接入方式或調製方式，從而可以設計出適應多頻/多模的移動終端，以接入不同的網路，同時還能滿足不同接續時間的要求，市場上已經有類似產品出現，如美國已經制成可在全頻段工作的SPEAKeasy無線通訊機；***NEC公司和Anritsu公司合作開發的能適應多種調製方式的全能接收機也已問世。此外，軟體無線電的自適應頻譜管理還有望大幅度提高無線頻譜的綜合利用效率，而且對於運營市場而言，開發更具活力、低成本的新業務將變得更為方便。
目前，軟體無線電技術在無線電通訊領域的重要性日益收到重視，世界各國都在積極深入研究和實驗，我國也將其納入國家863高科技發展計劃。雖然軟體無線電的寬頻無線和射頻模組、寬頻A/D變換、高速DSP器件等技術難題還在研究之中，但可以肯定，它將成為行動通訊的主流技術，為行動通訊帶來一場深刻的變革。
10.Wireless Mesh
WLAN在接入領域的發展有目共睹，但是由於其基站覆蓋範圍的限制，用其建設公眾寬頻網成本很高，而近來發展的Wireless Mesh（無線網狀網路）技術有望給無線寬頻領域帶來重大變革。在使用Wireless Mesh技術建設的網路中，網路中的每個節點都具備路由的功能，每個節點只和鄰近節點進行通訊，因此它是一種自組織和自管理的網路。實際上，Wireless Mesh網路更像Internet本身的一種無線版本，分包資料從一個路由到另一個路由進行傳遞直至到達其目的地。這些特點使Wireless Mesh網路與傳統的蜂窩通訊網路和固定通訊網路有著顯著區別。這種技術比起傳統的點對多點來說具有諸如節能、自動配置和易擴容等優勢。很多公司開始將Wireless Mesh技術用於寬頻網路接入，並且相關的無線路由器等產品也已開始商用，如諾基亞公司推出的無線路由器可以安裝在屋頂上，從而形成沒有基站的網路，其產品目前已經獲得超過50家運營商的青睞，他們將藉此建立以訂戶為基礎的高速無線網路。
美國SkyPilot公司將智慧天線技術應用於Wireless Mesh網路，可以使頻率再利用，從而大大提高了頻譜的利用效率。美國MeshNetwork公司已經開發出了相關的無線硬體和智慧路由軟體，其構建的Wireless Mesh網路支援諸如手機和筆記本等移動裝置，這些裝置可以自由加入或退出網路，當兩個或更多裝置退出網路範圍時還可以組成自己的微網。
實際上，Wireless Mesh可以看作是Ad hoc技術的簡化版本，Ad hoc網路仍然處於研究階段，而Wireless Mesh網路已經獲得了初步應用。未來，Wireless Mesh再軍事、救災和無線組網等領域的應用更是無可限量。另外，Wireless Mesh、智慧天線和UWB技術的融合更是將深刻影響無線寬頻接入的未來。
下一代無線通訊的發展催生很多新興的技術，如軟體無線電智慧天線等等，此外也將使一些諸如自由空間光系統這樣的老技術煥發新生，順應這種趨勢。
應該指出，通訊技術的上述發展趨勢並非短期就能實現。需要經歷一個較長的過程，技術的爭奪在接入網和傳輸網方面尤其激烈，有無應用前景除了技術是否先進之外，還要考慮成本使用者習慣已投資多少等等很多情況。
1.納米技術
納米技術其實就是一種用單個原子、分子製造物資的技術。德國科學家首次在納米尺度上實現光能轉換，這為今後設計微器件找到了一種潛在的能源。美國科學家研製出原子級納米“電晶體”，在此基礎上實現廉價批量生產，無疑將給資訊科技帶來一次新的革命。建立在微米/納米技術基礎上的微電子機械系統（MEMS）技術目前正在得到普遍重視，在無線終端領域，對微型化、高效能化和低成本的追求使大家普遍能將各種功能單元整合在一個單一晶片上，即實現SOC(System On a Chip)，而通訊工程中大量射頻技術的採用，使諸如諧振器、濾波器、雙合器等片外分離單元大量存在，MEMS技術不僅可以克服這些障礙。而且表現比傳統的通訊元件具有更優越的內在效能。目前IBM公司採用MEMS技術已經開發出了能夠用在手機等無線裝置上的微型嵌入式頻率調協器和其他裝置。
2.MPLS技術
在資料網路領域，IP網路技術正在演進，作為原有寬頻通訊網和新技術的ATM則由於技術難度大、路由靈活性較低及效率不高等面臨很大挑戰，如何使ATM技術融入IP，如何將路由和交換相結合，從而在滿足新業務需求的同時又維護現有的投資，IP與ATM結合的技術MPLS(Muti－Protocol Label Switching，多協議標籤交換技術)吸引了業界的目光。
MPLS是繼IP技術之後的下一代廣域網傳輸技術。它是一種充分利用資料標籤引導資料包在開放的通訊網路上高速、高效傳輸的新技術。它在一個無連線的網路中引入連線模式從而減少了網路複雜性，並且相容現有各種主流網路技術，能大大降低網路成本。
MPLS對運營商具有很大潛在好處的一項應用就是支援VPN（虛擬專網）服務。MPLS VPN的突出優勢是建設成本低，同時還能滿足使用者對資訊傳輸安全性、實時性、寬頻帶、方便性的需要。而由MPLS衍生的GMPLS（通用多協議標記交換）技術可能更為重要。“GMPLS將IP與光傳輸技術有效結合起來，使得IP不僅可以控制ATM和Router，而且可以控制光傳輸，從而可以使管理者能更方便地進行二、三層統一管理和提供業務”。
3.軟交換技術
下一代網路（NGN）一直是業界的熱點話題，大家普遍認為下一代網路是業務驅動型網路，由於基於IP的基礎設施支援業務與網路承載的分離，作為在IP基礎設施上提供電信業務的關鍵，軟交換技術將在下一代網路中起著核心的作用。
“軟交換實際上是一種控制裝置，它誕生於這樣一種思路：把傳統交換機按功能肢解，控制功能由軟交換完成，承載功能由媒體閘道器完成，信令部分功能由信令閘道器完成。”由於軟交換隻涉及呼叫發起和接收的節點，簡化了信令的結構和控制的複雜性，具有對網路業務接入技術和智慧業務的開放性，新興運營商將其作為進入話音市場的技術手段，而傳統的電路交換網運營商也可通過它完成向分組化網路的過渡，所以大家對它的前景看好。
4.PON技術
PON（無源光網路）作為一種新興的覆蓋最後一公里的寬頻接入光纖技術，其在光分支點不需要節點裝置，只需要安裝一個簡單的光分支器即可，因此具有節省光源資源、頻寬資源共享、節省機房投資、裝置安全性高、建網速度快、綜合建網成本低等優點。
5.光交換技術
光交換是指對光訊號直接進行交換。隨著通訊網路逐漸向全光平臺發展，網路的優化、路由、保護和自愈功能在光通訊領域中越來越重要。光交換技術能夠保證網路的可靠性和提供靈活的訊號路由平臺，光交換技術可以克服純電子交換的容量瓶頸，還可以大量節省建網和網路升級成本。光交換技術是全光網路系統的重要支撐技術，世界各國都在著手研究開發全光網路產品。目前市場上出現的光交換機大多數是基於光電和光機械的，隨著光交換技術的不斷髮展和成熟，基於熱學、液晶、聲學、微機電技術的光交換機將會逐步被研究和開發出來，其中將以納米技術為基礎的MEMS應用於光交換產品的開發更是加速了光交換技術的發展。應該指出，光交換技術並不拋棄目前比較成熟的電交換技術，而是與之有機結合，充分發揮電子技術與光子技術的各自優點，可以相信，光電融合的局面將愈來愈使光交換在交換領域佔據越來越重要的地位。
6.FSO技術
具有：虛擬光纖“美譽的FSO技術以鐳射為載體，用點對點或點對多點的方式在空氣中實現連線FSO技術不是一項新技術，它在30多年前就被美國軍方以及美國太空總署用於在邊遠的地方提供高速連線。它具有與光纖技術相同的寬頻傳輸能力，使用相似的光學發射器和接收器，甚至還可以在自由空間實現波分複用（WDM）技術。FSO作為一種寬頻接入方式，可以傳輸資料、語音和影像等內容。目前市場上的產品最高支援2.5Gbit/s的傳輸速率，最大傳輸距離為4000m。不過，FSO技術在理論上沒有頻寬上限，160Gbit/s的裝置正在研製中。FSO具有頻寬高、誤位元速率低、安裝快速、使用方便、伸縮性好、安全性高等特點，但也受諸如惡劣天氣(霧、散射和風雪等)等的影響。3G行動通訊的升溫使FSO行業欣喜不已，因為FSO可用於蜂窩式基站的建設，3G需要密集的基站佈置，而FSO可以比微波更能實現新建基站和已有基站的互聯。
7.Wi－Fi
Wi－Fi（wireless fidelity 無線保真）曾被視為科技業餘愛好者的玩具。1999年底，IEEE將一系列先進的通訊標準合併，形成了被稱為Wi－Fi的802.11b標準。該標準允許資料利用公用的2.4GHz頻段以11Mbit/s的速率傳輸。開發無線區域網的初衷就是使使用者能夠在短途實現與網際網路的無線連線，為了提高資料傳輸速率，IEEE802.11a和IEEE802.11g已經產生，它們採用先進的OFDM技術進行調製，速率可高達54Mbit/s。
8.UWB技術
UWB(Utra Wide Band，超寬頻技術)是一種使用數赫茲到數吉赫茲的超頻寬、通過微弱的脈衝訊號進行通訊的無線技術，它長期以來一直是美國軍方使用的作戰技術，用於雷達通訊等方面，但是由於其具有兩大明顯優點（高達數百Mbit/s的資料速率、僅為現有無線技術1/100的耗電量和極低的成本），將其民用的呼聲一直很高。由於UWB技術耗電量極低且能進行高速資料通訊，因此該技術用於短距離無線網路連線的前景廣闊，雖然由於其高頻寬可能對觀測宇宙的電波、天文臺和GPS等造成干擾，但FCC對UWB產品功率的限制，解除了人們的顧慮。把UWB看作藍芽技術的替代者可能更為合適。
9. 軟體無線電技術
1992年，美國國家遠端系統會議上首次提出無線電概念，其基本原理是將DSP晶片或通用CPU晶片作為無線通訊的基本硬體平臺，將盡可能多的無線通訊功能用軟體實現。由於系統的升級基於軟體，代價小，同時不同系統容易相容和互聯，因此軟體無線電已被看成是無線通訊領域繼固定到移動、模擬到數字之後的第三次革命。ITU制定的第三代移動通訊系統（3G）的空中介面沒有達成統一的標準，歐洲的WCDMA、美國的CDMA2000和我國提出的TD-SCDMA的分別應用可能給移動使用者的全球漫遊和未來個人通訊帶來限制。而軟體無線電最有希望解決這些問題，在一個完全可以程式設計的硬體平臺上，注入不同的軟體就形成不同標準的移動使用者終端和基站，從而保證各種移動裝置之間的無縫整合。軟體無線電技術還可以利用不同軟體適應不同的標準、調節軟體設定來改變通道接入方式或調製方式，從而可以設計出適應多頻/多模的移動終端，以接入不同的網路，同時還能滿足不同接續時間的要求，市場上已經有類似產品出現，如美國已經制成可在全頻段工作的SPEAKeasy無線通訊機；***NEC公司和Anritsu公司合作開發的能適應多種調製方式的全能接收機也已問世。此外，軟體無線電的自適應頻譜管理還有望大幅度提高無線頻譜的綜合利用效率，而且對於運營市場而言，開發更具活力、低成本的新業務將變得更為方便。
目前，軟體無線電技術在無線電通訊領域的重要性日益收到重視，世界各國都在積極深入研究和實驗，我國也將其納入國家863高科技發展計劃。雖然軟體無線電的寬頻無線和射頻模組、寬頻A/D變換、高速DSP器件等技術難題還在研究之中，但可以肯定，它將成為行動通訊的主流技術，為行動通訊帶來一場深刻的變革。
10.Wireless Mesh
WLAN在接入領域的發展有目共睹，但是由於其基站覆蓋範圍的限制，用其建設公眾寬頻網成本很高，而近來發展的Wireless Mesh（無線網狀網路）技術有望給無線寬頻領域帶來重大變革。在使用Wireless Mesh技術建設的網路中，網路中的每個節點都具備路由的功能，每個節點只和鄰近節點進行通訊，因此它是一種自組織和自管理的網路。實際上，Wireless Mesh網路更像Internet本身的一種無線版本，分包資料從一個路由到另一個路由進行傳遞直至到達其目的地。這些特點使Wireless Mesh網路與傳統的蜂窩通訊網路和固定通訊網路有著顯著區別。這種技術比起傳統的點對多點來說具有諸如節能、自動配置和易擴容等優勢。很多公司開始將Wireless Mesh技術用於寬頻網路接入，並且相關的無線路由器等產品也已開始商用，如諾基亞公司推出的無線路由器可以安裝在屋頂上，從而形成沒有基站的網路，其產品目前已經獲得超過50家運營商的青睞，他們將藉此建立以訂戶為基礎的高速無線網路。
美國SkyPilot公司將智慧天線技術應用於Wireless Mesh網路，可以使頻率再利用，從而大大提高了頻譜的利用效率。美國MeshNetwork公司已經開發出了相關的無線硬體和智慧路由軟體，其構建的Wireless Mesh網路支援諸如手機和筆記本等移動裝置，這些裝置可以自由加入或退出網路，當兩個或更多裝置退出網路範圍時還可以組成自己的微網。
實際上，Wireless Mesh可以看作是Ad hoc技術的簡化版本，Ad hoc網路仍然處於研究階段，而Wireless Mesh網路已經獲得了初步應用。未來，Wireless Mesh再軍事、救災和無線組網等領域的應用更是無可限量。另外，Wireless Mesh、智慧天線和UWB技術的融合更是將深刻影響無線寬頻接入的未來。