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NGN技術(shù)綜述

交換技術(shù)與通信網(wǎng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室　靜茹　羅琦芳 2003/08/04

　　摘要

　　NGN是目前通信業(yè)界關(guān)注和探討的一個(gè)熱點(diǎn)話題，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商和ITU、IETF以及眾多技術(shù)論壇都在關(guān)注NGN，紛紛提出各自對(duì)NGN的設(shè)想，從不同角度描繪NGN。本文試圖宏觀地、全景式地介紹NGN，包括：NGN的概念、國(guó)外研究機(jī)構(gòu)的研究進(jìn)展和趨勢(shì)、體系結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)、優(yōu)勢(shì)、存在問(wèn)題以及應(yīng)用情況。目的是為了在討論問(wèn)題、規(guī)劃、研制NGN網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備時(shí)有一個(gè)較為全面的視角。

　　一、NGN的基本概念和特點(diǎn)

　　下一代網(wǎng)絡(luò)（Next Generation Network，簡(jiǎn)稱(chēng)NGN）是一種新興的技術(shù)。NGN就好比一個(gè)新生兒，雖然我們知道它一定會(huì)成長(zhǎng)起來(lái)，但我們并不清楚最終它會(huì)長(zhǎng)成什么樣，而且在它的成長(zhǎng)過(guò)程中必然會(huì)遇到這樣或那樣的問(wèn)題，有些意料得到，有些則不然。所以到目前為止，沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織或權(quán)威機(jī)構(gòu)提出對(duì)NGN的嚴(yán)格定義。

　　那么，究竟什么是NGN？

　　所謂NGN是一個(gè)極其松散定義的術(shù)語(yǔ)，泛指一個(gè)不同于目前一代的、以數(shù)據(jù)為中心的融合網(wǎng)絡(luò)。NGN是一個(gè)廣義的概念，它包含了正在發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式的多種變革。

　　一般認(rèn)為，NGN是可以提供包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和多媒體等各種業(yè)務(wù)在內(nèi)的綜合開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，有以下三大特征：

　　首先，下一代網(wǎng)絡(luò)體系采用開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架體系，其特點(diǎn)如下：

　　 將傳統(tǒng)交換機(jī)的功能模塊分離成為獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)部件，各個(gè)部件可以按相應(yīng)的功能劃分各自獨(dú)立發(fā)展。
　　 部件間的協(xié)議接口基于相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
　　部件化使得原有的電信網(wǎng)絡(luò)逐步走向開(kāi)放，運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需要自由組合各部分的功能產(chǎn)品來(lái)組建網(wǎng)絡(luò)。部件間協(xié)議接口的標(biāo)準(zhǔn)化可以實(shí)現(xiàn)各種異構(gòu)網(wǎng)的互通。

　　第二，下一代網(wǎng)絡(luò)是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)，其功能特點(diǎn)是：

　　 業(yè)務(wù)與呼叫控制分離。

　　 呼叫與承載分離。

　　分離的目標(biāo)是使業(yè)務(wù)真正獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)，靈活有效的實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的提供。用戶可以自行配置和定義自己的業(yè)務(wù)特征，不必關(guān)心承載業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)形式以及終端類(lèi)型。使得業(yè)務(wù)和應(yīng)用的提供有較大的靈活性。

　　第三，下一代網(wǎng)絡(luò)是基于統(tǒng)一協(xié)議的基于分組的網(wǎng)絡(luò)。

　　現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)，無(wú)論是電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)不可能以其中某一網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)平臺(tái)來(lái)生長(zhǎng)信息基礎(chǔ)設(shè)施，但近幾年隨著IP的發(fā)展，才使人們真正認(rèn)識(shí)到電信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及有線電視網(wǎng)絡(luò)將最終匯集到統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)，即人們通常所說(shuō)的"三網(wǎng)"融合大趨勢(shì)，IP協(xié)議使得各種以IP為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)都能在不同的網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)互通，人類(lèi)首次具有了統(tǒng)一的為三大網(wǎng)都能接受的通信協(xié)議，從技術(shù)上為國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NII)奠定了最堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　二、國(guó)外研究機(jī)構(gòu)的研究進(jìn)展和趨勢(shì)

　　1．NGN研究范圍

　　NGN具有廣泛的內(nèi)涵，其研究范圍相當(dāng)廣泛，主要研究的內(nèi)容有：新業(yè)務(wù)及應(yīng)用；網(wǎng)絡(luò)傳送的基礎(chǔ)設(shè)施；網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)；IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)；互通和互操作；新型的控制、管理和運(yùn)維機(jī)制；各網(wǎng)絡(luò)單元；新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；網(wǎng)絡(luò)安全體系和技術(shù)；測(cè)試技術(shù)等。ITU的專(zhuān)家們認(rèn)為全球信息基礎(chǔ)設(shè)施(GII)已經(jīng)涵蓋了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的全部?jī)?nèi)涵，隨著業(yè)務(wù)和技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)不斷加以擴(kuò)充。ITU領(lǐng)導(dǎo)的GII標(biāo)準(zhǔn)化工作包括PSTN/ISDN、ATM、IP和基于多協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，這些領(lǐng)域的成果對(duì)NGN起著重要的作用。

　　2．NGN研究機(jī)構(gòu)

　　國(guó)外許多標(biāo)準(zhǔn)化組織和論壇包括ITU-T的第13工作組， IETF的IP Telephony工作組、信令傳輸工作組(Sigtran)、媒體網(wǎng)關(guān)控制工作組(Megaco)，ETSI 的Tiphon，國(guó)際軟交換協(xié)會(huì)(ISC)，3GPP，3GPP2，MPLS論壇，ATM論壇，DVB，DSL論壇，PARLAY等都將NGN作為的研究工作的重點(diǎn)。

　�。�1）ITU-T

　　ITU-T認(rèn)為NGN是全球基礎(chǔ)設(shè)施GII的具體實(shí)現(xiàn)，NGN代表了網(wǎng)絡(luò)融合的發(fā)展趨勢(shì)，其實(shí)現(xiàn)方式是多種多樣的，網(wǎng)絡(luò)互通和業(yè)務(wù)互通是NGN研究的關(guān)鍵內(nèi)容，NGN的體系架構(gòu)將是層次化的，其控制和管理之間的界面日益模糊，在技術(shù)上將解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題。

　�。�2）IETF

　　IETF對(duì)NGN的研究集中在IP網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)的融合方面，NGN在網(wǎng)絡(luò)容量和資源方面將具有高帶寬和大容量、足夠的地址資源等重要特征。目前光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和IP網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)都在朝著這一方向努力。有關(guān)下一代網(wǎng)絡(luò)的地址問(wèn)題將涉及IPv6的實(shí)現(xiàn)方案、 E - NUM 以及與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)編號(hào)互通的問(wèn)題。

　　（3）ETSI對(duì)NGN的研究

　　ITU實(shí)際上還只是剛剛啟動(dòng)對(duì)NGN的標(biāo)準(zhǔn)化工作，在此之前，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化組織ETSI的NGN啟動(dòng)小組對(duì)NGN進(jìn)行了初步的定義，在其報(bào)告中建議把NGN定義如下：NGN是定義和部署網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)概念，由于它們形式上分為不同的層面和使用開(kāi)放的接口，所以NGN給服務(wù)提供商與運(yùn)營(yíng)商提供了一個(gè)能逐步演進(jìn)的平臺(tái)，不斷創(chuàng)造、開(kāi)放和管理新的服務(wù)。實(shí)際上，此定義已經(jīng)運(yùn)用到ITU的GII的標(biāo)準(zhǔn)化中，也將在NGN標(biāo)準(zhǔn)工作開(kāi)始之時(shí)保留此定義。
　�。�4）歐盟的NGN行動(dòng)計(jì)劃

　　歐盟于2001年啟動(dòng)了為期2年的NGN行動(dòng)計(jì)劃(NGNI)，以推動(dòng)歐洲信息技術(shù)的發(fā)展。在眾多的NGN計(jì)劃中，歐盟的NGN行動(dòng)計(jì)劃是一個(gè)內(nèi)容廣泛、技術(shù)全面的大型項(xiàng)目。NGNI不僅包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和演進(jìn)，還包括業(yè)務(wù)需求與業(yè)務(wù)模型、管制政策等眾多內(nèi)容，例如對(duì)QoS的研究，不僅僅是研究從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上如何實(shí)現(xiàn)對(duì)005的支持，還包括各種應(yīng)用對(duì)QoS之需求的研究，以及IPv6中的QoS等等。

　　3．NGN發(fā)展趨勢(shì)

　　NGN應(yīng)該是比今天更好的網(wǎng)絡(luò)，它將具有更高速率，支持更多的業(yè)務(wù)，以更綜合的方式支持多種業(yè)務(wù)，支持多種服務(wù)水平的QoS，運(yùn)行/維護(hù)/管理更簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。NGN的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與業(yè)務(wù)，將有多種多樣的接入和核心網(wǎng)服務(wù)于社會(huì)；由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多樣性，互通和互操作將成為今后的主要問(wèn)題；NGN（IPv6，3G和WDM）將廣泛用來(lái)提供寬帶、高質(zhì)量、安全的業(yè)務(wù)；新的通信軟件將驅(qū)動(dòng)個(gè)性化增值業(yè)務(wù)的發(fā)展；標(biāo)準(zhǔn)將在NGN中起到重要的作用�？傊�，NGN是一個(gè)范圍很廣的概念，它所討論的內(nèi)容是與未來(lái)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的方方面面的事情，它不止是Internet、移動(dòng)、IPv6、光或業(yè)務(wù)，而是所有這些的總和。

　　三、NGN的體系結(jié)構(gòu)

　　1．NGN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　NGN將傳統(tǒng)交換機(jī)的功能模塊分離成為獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)部件，各個(gè)部件可以按相應(yīng)的功能劃分各自獨(dú)立發(fā)展；部件間的協(xié)議接口基于相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架如圖1所示：

　　圖1：NGN的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架


�。�1）從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)橫向分層的觀點(diǎn)來(lái)看， NGN主要可分為邊緣接入和核心網(wǎng)絡(luò)兩大部分：

　　a)邊緣接入：由各種寬窄帶接入設(shè)備、各種類(lèi)型的接入服務(wù)器、邊緣交換機(jī)/路由器和各種網(wǎng)絡(luò)互通設(shè)備構(gòu)成。
　　b)核心網(wǎng)絡(luò)：由基于DWDM光傳送網(wǎng)連接骨干ATM交換機(jī)和/或骨干IP路由器構(gòu)成。

　　(2)網(wǎng)絡(luò)功能縱向分層的觀點(diǎn)來(lái)看， 根據(jù)不同的功能可將網(wǎng)絡(luò)分解成以下4個(gè)功能層面：

　　a)業(yè)務(wù)和應(yīng)用層：處理業(yè)務(wù)邏輯，其功能包括IN（智能網(wǎng)）業(yè)務(wù)邏輯、AAA（認(rèn)證、鑒權(quán)、計(jì)費(fèi)）和地址解析，且通過(guò)使用基于標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和API來(lái)發(fā)展業(yè)務(wù)應(yīng)用。

　　b)控制層：負(fù)責(zé)呼叫邏輯，處理呼叫請(qǐng)求，并指示傳送層建立合適的承載連接。 控制層的核心設(shè)備是軟交換，軟交換需要支持眾多的協(xié)議接口，以實(shí)現(xiàn)與不同類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)的互通。

　　c)傳送層：指NGN的承載網(wǎng)絡(luò)。負(fù)責(zé)建立和管理承載連接，并對(duì)這些連接進(jìn)行交換和路由，用以響應(yīng)控制層的控制命令，可以是IP網(wǎng)或ATM網(wǎng)。

　　d)邊緣接入層：由各類(lèi)媒體網(wǎng)關(guān)和綜合接入設(shè)備（IAD）組成，通過(guò)各種接入手段將各類(lèi)用戶連接至網(wǎng)絡(luò)，并將信息格式轉(zhuǎn)換成為能夠在分組網(wǎng)絡(luò)上傳遞的信息格式。

　　2．NGN的主要業(yè)務(wù)

　　NGN不僅提供現(xiàn)有的電話業(yè)務(wù)和智能網(wǎng)業(yè)務(wù)外，還可以提供與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用結(jié)合的業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)等。另外，通過(guò)提供開(kāi)放的接口，引入業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的概念，也就是說(shuō)將來(lái)業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)商和網(wǎng)絡(luò)提供商可以按照一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議或接口分別進(jìn)行開(kāi)發(fā)，快速提供各種各樣的業(yè)務(wù)，使得新業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)和引入能夠迅速實(shí)現(xiàn)。

　　NGN提供的業(yè)務(wù)主要有：

　�。�1）PSTN的話音業(yè)務(wù)基本的PSTN/ISDN語(yǔ)音業(yè)務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充業(yè)務(wù)、CENTREX業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)。
　�。�2）與Internet相結(jié)合的業(yè)務(wù)Click to dail、WEB 800、Instant Messaging、同步瀏覽、個(gè)人通信管理。
　　（3）多媒體業(yè)務(wù)桌面視頻呼叫/會(huì)議、協(xié)同應(yīng)用、流媒體服務(wù)。
　　（4）開(kāi)放的業(yè)務(wù)接口（API）：NGN不僅能夠提供上述業(yè)務(wù)，更重要的是能夠提供新業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和接入的標(biāo)準(zhǔn)接口。這些接口包括JAIN、PARLAY、SIP。

　　3．NGN支持的協(xié)議

　　NGN功能實(shí)體之間需要采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議。這些協(xié)議主要由ITU-T和IETF等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義。NGN體系中主要涉及的協(xié)議有：

　　2 呼叫控制協(xié)議：SIP、SIP-T和BICC協(xié)議

　　SIP（Session Initiation Protocol）由IETF制定，用來(lái)建立、修改和終結(jié)多媒體會(huì)話的應(yīng)用層協(xié)議，有較好的擴(kuò)展能力。
　　SIP-T（SIP for Telephones）將傳統(tǒng)電話網(wǎng)信令（目前僅對(duì)ISUP消息）通過(guò)"封裝"和"翻譯"轉(zhuǎn)化為SIP消息，提供了用SIP實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)與SIP網(wǎng)絡(luò)的互連機(jī)制。在NGN中，SIP終端同軟交換之間、軟交換同應(yīng)用服務(wù)器之間運(yùn)行SIP協(xié)議；同時(shí)SIP（SIP-T）已被軟交換接受為通用的接口標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)軟交換之間的互連。

　　BICC協(xié)議由ITU-T制定，源于N-ISUP信令。

　　為了實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互通，軟交換設(shè)備還需支持傳統(tǒng)電話網(wǎng)和早期VoIP網(wǎng)絡(luò)使用的ISUP、H.323等呼叫控制協(xié)議。


　　 媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議：MGCP和Megaco/H.248協(xié)議

　　MGCP（媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議）是IETF的一個(gè)草案，是目前使用最多的媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議。
　　Megaco/H.248協(xié)議由IETF和ITU-T聯(lián)合開(kāi)發(fā)，它是在MGCP協(xié)議的基礎(chǔ)上，結(jié)合了其它媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議的一些特點(diǎn)發(fā)展而成，它提供了控制媒體建立、連接、釋放的命令與保證這些信令執(zhí)行的機(jī)制，同時(shí)也可以攜帶一些隨路呼叫信令。

　　 基于IP的媒體傳送協(xié)議

　　NGN使用RTP/RTCP協(xié)議作為媒體傳送協(xié)議。

　　 業(yè)務(wù)層協(xié)議

　　可使用的業(yè)務(wù)層協(xié)議和API包括SIP、PARLAY、JAIN。

　　為實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)，軟交換設(shè)備還應(yīng)支持INAP協(xié)議。

　　 基于IP的PSTN信令傳送協(xié)議

　　基于IP的PSTN信令傳送協(xié)議主要有IUA、M3UA、M2PA，這些信令協(xié)議均基于SCTP/IP進(jìn)行傳遞。

　　其他類(lèi)型協(xié)議

　　網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）、資源配置管理協(xié)議（COPS）、認(rèn)證計(jì)費(fèi)鑒權(quán)協(xié)議（RADIUS）、網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步協(xié)議（NTP）。

　四、支撐NGN的主要技術(shù)

　　NGN需要得到許多新技術(shù)的支持，雖然ITU-T要等到2004年才會(huì)做一個(gè)清晰的規(guī)定，但目前為大多數(shù)人所接受的NGN相關(guān)技術(shù)是：采用軟交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)端到端業(yè)務(wù)的交換；采用IP技術(shù)承載各種業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合；采用IPv6技術(shù)解決地址問(wèn)題，提高網(wǎng)絡(luò)整體吞吐量；采用MPLS（多協(xié)議標(biāo)簽交換）實(shí)現(xiàn)IP層和多種鏈路層協(xié)議（ATM/FR、PPP、以太網(wǎng)，或SDH、光波）的結(jié)合；采用OTN（光傳輸網(wǎng)）和光交換網(wǎng)絡(luò)解決傳輸和高帶寬交換問(wèn)題；采用寬帶接入手段解決"最后一公里"的用戶接入問(wèn)題。因此，可以預(yù)見(jiàn)實(shí)現(xiàn)NGN的關(guān)鍵技術(shù)是軟交換技術(shù)、高速路由/交換技術(shù)、大容量光傳送技術(shù)和寬帶接入技術(shù)。其中軟交換技術(shù)是NGN的核心技術(shù)。

　　1．軟交換（Softswitch）技術(shù)

　　作為NGN的核心技術(shù)，軟交換是一種基于軟件的分布式交換和控制平臺(tái)。軟交換的概念基于新的網(wǎng)絡(luò)功能模型分層（分為接入層、媒體/傳送層、控制層與網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)層四層）概念，從而對(duì)各種功能作不同程度的集成，把它們分離開(kāi)來(lái)，通過(guò)各種接口協(xié)議，使業(yè)務(wù)提供者可以非常靈活地將業(yè)務(wù)傳送和控制協(xié)議結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)融合和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移，非常適用于不同網(wǎng)絡(luò)并存互通的需要，也適用于從話音網(wǎng)向多業(yè)務(wù)/多媒體網(wǎng)的演進(jìn)。

　　2．高速路由/交換技術(shù)

　　高速路由器處于NGN的傳送層，實(shí)現(xiàn)高速多媒體數(shù)據(jù)流的路由和交換，是NGN的交通樞紐。

　　NGN的發(fā)展方向處理大容量、高帶寬的傳輸/路由/交換以外，還必須提供大大由于目前IP網(wǎng)絡(luò)的QoS。IPv6和MPLS提供了這個(gè)可能性。

　　作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，NGN將基于IPv6。IPv6相對(duì)于IPv4的主要優(yōu)勢(shì)是：擴(kuò)大了地址空間，提高了網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量，服務(wù)質(zhì)量得到很大改善，安全性有了更好的保證，支持即插即用和移動(dòng)性，更好地實(shí)現(xiàn)了多播功能。

　　MPLS是一種將網(wǎng)絡(luò)第三層的IP選路/尋址與網(wǎng)絡(luò)第二層的高速數(shù)據(jù)交換相結(jié)合的新技術(shù)。它集電路交換和現(xiàn)有選路方式的優(yōu)勢(shì)，能夠解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中存在的很多問(wèn)題，尤其是QoS和安全性問(wèn)題。

　　3．大容量光傳送技術(shù)

　　光纖傳輸：NGN需要更高的速率，更大的容量。但到目前為止，能夠看到的，并能實(shí)現(xiàn)的最理想的傳送媒介仍然是光。因?yàn)橹挥欣霉庾V才能帶來(lái)充裕的帶寬。光纖高速傳輸技術(shù)現(xiàn)正沿著擴(kuò)大單一波長(zhǎng)傳輸容量、超長(zhǎng)距離傳輸和密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)3個(gè)方向在發(fā)展。

　　光交換與智能光網(wǎng)：只有高速傳輸是不夠的，NGN需要更加靈活、更加有效的光傳送網(wǎng)。組網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)正從具有分插復(fù)用和交叉連接功能的光聯(lián)網(wǎng)向利用光交換機(jī)構(gòu)成的智能光網(wǎng)發(fā)展，即從環(huán)形網(wǎng)向網(wǎng)狀網(wǎng)發(fā)展，從光-電-光交換向全光交換發(fā)展。智能光網(wǎng)能在容量靈活性、成本有效性、網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性、業(yè)務(wù)提供靈活性、用戶自助性、覆蓋性和可靠性等方面，比點(diǎn)到點(diǎn)傳輸系統(tǒng)和光聯(lián)網(wǎng)具有更多的優(yōu)越性。

　　4．寬帶接入技術(shù)

　　NGN必須有寬帶接入技術(shù)的支持，因?yàn)橹挥薪尤刖W(wǎng)的帶寬瓶頸被打開(kāi)，各種寬帶服務(wù)與應(yīng)用才能開(kāi)展起來(lái)，網(wǎng)絡(luò)容量的潛力才能真正發(fā)揮。這方面的技術(shù)五花八門(mén)，其中主要技術(shù)有高速數(shù)字用戶線(VDSL)，基于以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)(EPON)的光纖到家(FTTH)，自由空間光系統(tǒng)(FSO)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)。

　　五、NGN的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　NGN的目的是為了改革現(xiàn)有電信網(wǎng)和信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施，以支持更廣泛的業(yè)務(wù)。NGN不僅代表通信業(yè)務(wù)融合的潮流，也代表了通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正在由技術(shù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的趨勢(shì)。一般認(rèn)為，NGN具備下列技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

　　1．開(kāi)放的、分層的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架體系

　　NGN強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性，其原則包括網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)信令和協(xié)議。開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能讓眾多的運(yùn)營(yíng)商、制造商和服務(wù)提供商方便地進(jìn)入市場(chǎng)參與競(jìng)爭(zhēng)，易于生成和運(yùn)行各種服務(wù)，而網(wǎng)絡(luò)信令和協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化可以實(shí)現(xiàn)各種異構(gòu)網(wǎng)的互通。NGN的分層組網(wǎng)特點(diǎn)，使得運(yùn)營(yíng)商幾乎不用考慮到過(guò)多的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，僅需根據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展情況，來(lái)考慮各接入節(jié)點(diǎn)的部署。在組大網(wǎng)方面，無(wú)論是容量、維護(hù)的方便程度，以及組網(wǎng)效率，NGN同PSTN相比也有明顯的優(yōu)勢(shì)。

　　2．業(yè)務(wù)與呼叫控制分離、呼叫控制與承載相分離

　　NGN是業(yè)務(wù)獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)業(yè)務(wù)與呼叫控制分離以及呼叫控制與承載分離實(shí)現(xiàn)真正的"業(yè)務(wù)獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)"，允許業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立發(fā)展，使得業(yè)務(wù)供應(yīng)商和用戶能夠靈活有效的生成或更新業(yè)務(wù)，也使得網(wǎng)絡(luò)具有可持續(xù)發(fā)展的能力和競(jìng)爭(zhēng)力。

　　3．支持各種業(yè)務(wù)和用戶無(wú)拘束的接入

　　NGN是一個(gè)基于分組傳送的網(wǎng)絡(luò)，能夠承載話音、多媒體、數(shù)據(jù)和視象等所有比特流的多業(yè)務(wù)網(wǎng)，并能通過(guò)各種各樣的傳送特性(實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)、由低到高的數(shù)據(jù)速率、不同的QoS、點(diǎn)到點(diǎn)/多播/廣播/會(huì)話/會(huì)議等等) 滿足多樣化、個(gè)性化業(yè)務(wù)需求，使服務(wù)質(zhì)量得到保證，令用戶滿意。運(yùn)營(yíng)商可以推出新的盈利模式，實(shí)現(xiàn)按質(zhì)論價(jià)、優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)。普通用戶可通過(guò)智能分組話音終端、多媒體終端接入，通過(guò)接入媒體網(wǎng)關(guān)、綜合接入設(shè)備（IAD）來(lái)滿足用戶的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)的共存需求。

　　4．可與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)互通；

　　NGN是具有后向兼容性、允許平滑演進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)接入媒體網(wǎng)關(guān)、中繼媒體網(wǎng)關(guān)和信令網(wǎng)關(guān)等，可實(shí)現(xiàn)與PSTN、PLMN、IN、Internet等網(wǎng)絡(luò)的互通，從而充分挖掘現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施潛力和保護(hù)已有投資。

　　5．支持移動(dòng)性

　　移動(dòng)電話的大發(fā)展充分表明人類(lèi)對(duì)移動(dòng)性的旺盛需求，電話服務(wù)需要移動(dòng)性，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)同樣需要移動(dòng)性。NGN的分層組網(wǎng)特點(diǎn)和部件化有利于支持普遍的移動(dòng)性和漫游性。因此，在NGN體系中，可以提前預(yù)鋪3G核心網(wǎng)，從而贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

　　6．電信級(jí)的硬件平臺(tái)

　　NGN的業(yè)務(wù)處理部分運(yùn)行于通用的電信級(jí)的硬件平臺(tái)上，運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)選購(gòu)性能優(yōu)越的硬件平臺(tái)，來(lái)提高處理能力。同樣，在這個(gè)平臺(tái)上，摩爾定律所帶來(lái)的處理性能的持續(xù)增長(zhǎng)，也將使整個(gè)通信產(chǎn)業(yè)獲益。

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NGN技術(shù)綜述

　　六、NGN面臨的問(wèn)題

　　NGN的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及其特點(diǎn)的為NGN的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供了一定的基礎(chǔ)，但是，目前NGN的研究中仍有一些問(wèn)題未看到有效的解決方法，例如端到端的QoS、安全性、對(duì)流媒體業(yè)務(wù)的支持、多播與廣播、電話網(wǎng)和Internet的編號(hào)與尋址的統(tǒng)一、網(wǎng)管和計(jì)費(fèi)及商業(yè)模式等。以下是NGN存在的一些主要問(wèn)題。

　　1．承載網(wǎng)的QoS

　　IP、ATM都是可供選擇的技術(shù)，其中ATM的QoS問(wèn)題解決得比較徹底，對(duì)實(shí)時(shí)性較高的業(yè)務(wù)會(huì)比較有利。但是，它由于是面向連接的技術(shù)，信令比較復(fù)雜，另外，ATM的問(wèn)題很多并沒(méi)有解決。因此，未來(lái)的承載網(wǎng)采用IP的可能性極大。
　　但是，IP網(wǎng)本身亦有許多問(wèn)題需要解決，如服務(wù)質(zhì)量QoS如何保證？目前的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)是為傳送非實(shí)時(shí)、突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)的，能否為下一代網(wǎng)絡(luò)所承載的話音及視頻等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供所需的QOS服務(wù)保證，是下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展所面臨的主要問(wèn)題。

　　2．網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通

　　由于NGN技術(shù)本身在不斷發(fā)展，協(xié)議本身也需要根據(jù)業(yè)務(wù)需求不斷完善和補(bǔ)充。各廠家采用的協(xié)議不同，或者對(duì)同一協(xié)議細(xì)節(jié)的理解不同，因此不同廠家設(shè)備之間互通在今后幾年內(nèi)將是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

　　互聯(lián)互通至少包括3個(gè)方面的內(nèi)容：水平互通、垂直互通以及信令網(wǎng)間的互通。水平互通是指軟交換系統(tǒng)間的互通，即網(wǎng)間互聯(lián)。包括與SIP系統(tǒng)、SIP-T/BICC系統(tǒng)、H.323系統(tǒng)、智能網(wǎng)互通等。垂直互通主要指軟交換系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)之間的互通，如軟交換與各種媒體網(wǎng)關(guān)、與H.248終端、SIP終端、MGCP終端以及與業(yè)務(wù)生成系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、認(rèn)證系統(tǒng)的互通等。信令網(wǎng)的互通主要包括與No.7系統(tǒng)的互通以及與IP網(wǎng)信令的互通等。

　　由于上述協(xié)議尚未做到兼容性，還在發(fā)展之中，協(xié)議的選項(xiàng)需要運(yùn)營(yíng)商根據(jù)業(yè)務(wù)的需求來(lái)進(jìn)一步確定。API沒(méi)有成熟的產(chǎn)品�；陂_(kāi)放的業(yè)務(wù)平臺(tái)，采用標(biāo)準(zhǔn)的API接口為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供新業(yè)務(wù)開(kāi)創(chuàng)了未來(lái)美好的前景。

　　3．如何實(shí)現(xiàn)私網(wǎng)穿透問(wèn)題

　　為了隱藏私有地址，防止外部攻擊以及節(jié)省對(duì)公網(wǎng)IP地址的占用，企業(yè)網(wǎng)與公網(wǎng)的邊緣都會(huì)設(shè)有NAT(Network Address Translation)，實(shí)現(xiàn)IP地址及Port端口號(hào)的改變。

　　由于NAT僅對(duì)IP包的地址及端口號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而H.248及SIP等協(xié)議真正的媒體連接信息是放在SDP（即IP包的負(fù)載）中傳遞的，這部分的私網(wǎng)地址是無(wú)法被NAT映射成公網(wǎng)地址傳到對(duì)方用戶的，因此媒體流實(shí)際是無(wú)法真正建立起來(lái)的；且 NAT如何保持所記錄的會(huì)話地址轉(zhuǎn)換直到通話結(jié)束才被刪除，這都是目前這一領(lǐng)域需要解決的問(wèn)題。

　　目前有兩種解決方案，一種是使用能夠解析相關(guān)應(yīng)用協(xié)議（如SIP）的增強(qiáng)型NAT，即應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)（ALG）；另一種是在NAT的外側(cè)增加代理服務(wù)器。

　　上述解決方案的性價(jià)比怎樣，可行性如何，是否會(huì)給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)新的問(wèn)題（如成為網(wǎng)絡(luò)的擁塞瓶頸），這些都有待進(jìn)一步研究。

　　4．業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)的問(wèn)題

　　NGN的業(yè)務(wù)層是對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、ISP、ICP、ASP和用戶完全開(kāi)放的，他們都可以在NGN的業(yè)務(wù)層上創(chuàng)建業(yè)務(wù)、經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)。最典型的是IP電話，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供電話到電話的IP電話服務(wù)，ISP、ICP、甚至用戶可以開(kāi)展PC到PC的IP電話服務(wù)。

　　能夠快速、靈活地提供豐富的業(yè)務(wù)，這是NGN的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，但目前廠家能夠提供的業(yè)務(wù)多集中為基本語(yǔ)音業(yè)務(wù)及補(bǔ)充業(yè)務(wù)、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)、PINT業(yè)務(wù)、多媒體終端之間的同步瀏覽、統(tǒng)一消息、多媒體會(huì)議等，究竟什么業(yè)務(wù)才是運(yùn)營(yíng)商手中的殺手業(yè)務(wù)，才能真正帶來(lái)收益，是目前運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商在共同苦思冥想的問(wèn)題，目前并未出現(xiàn)使人眼前為之一亮的業(yè)務(wù)。

　　5．網(wǎng)絡(luò)管理

　　即使到了NGN時(shí)代，資源也是有限的，服務(wù)也是有差別的，這一點(diǎn)是我們考慮問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)。要使NGN有序、有效地發(fā)揮作用，管理是十分重要的方面。NGN的網(wǎng)絡(luò)管理有兩個(gè)內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)資源的管理和用戶的管理。

　　網(wǎng)絡(luò)資源管理同現(xiàn)在的電信網(wǎng)的網(wǎng)管功能基本相同，具有五大管理功能，性能、配置、故障、安全、計(jì)費(fèi)。它也是采用網(wǎng)元管理、網(wǎng)絡(luò)管理和業(yè)務(wù)管理的分層管理模型。其中NGN的網(wǎng)絡(luò)的安全管理、NGN中端到端的QoS管理、四級(jí)網(wǎng)絡(luò)和眾多運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)管理都是NGN的網(wǎng)絡(luò)資源管理的重大課題。

　　用戶的管理是NGN中的新問(wèn)題。傳統(tǒng)電信網(wǎng)管理到交換機(jī)的用戶端口就可以對(duì)用戶權(quán)限、QoS、用戶業(yè)務(wù)、計(jì)費(fèi)進(jìn)行管理，這是因?yàn)閺慕粨Q機(jī)用戶端口到用戶設(shè)備都是用戶獨(dú)享的。因特網(wǎng)通過(guò)AAA（授權(quán)、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)）對(duì)共享資源的用戶進(jìn)行上網(wǎng)管理，但它在帶寬、QoS、用戶業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)網(wǎng)功能資源的占用（如使用MCU資源，功能服務(wù)器資源等）、安全等級(jí)等等的管理方面還是欠缺的。忽視用戶管理，或者用戶管理功能不全、不細(xì)是不能實(shí)現(xiàn)好的業(yè)務(wù)模式，從而達(dá)到好的贏利模式的關(guān)鍵因素之一。

七、NGN的應(yīng)用情況

　　1．國(guó)際NGN應(yīng)用情況

　　迄今為止，全球范圍內(nèi)已經(jīng)有多家電信運(yùn)營(yíng)商積極開(kāi)展了在NGN方面的試驗(yàn)和商用部署。在NGN網(wǎng)絡(luò)的試驗(yàn)和商用部署方面，國(guó)外的運(yùn)營(yíng)商起步比較早。真正意義上的下一代網(wǎng)絡(luò)部署始于1999年5月，英國(guó)的BT利用北電網(wǎng)絡(luò)的Succession解決方案，在西班牙建立了第一個(gè)大規(guī)模的、基于分布式下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的電信級(jí)第二大長(zhǎng)途網(wǎng)，并投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，正式揭開(kāi)了電信界向下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的序幕。目前，BT西班牙已經(jīng)擁有將近2000個(gè)大型企業(yè)、67000各種小企業(yè)，15000個(gè)居民用戶以及大約90萬(wàn)個(gè)通過(guò)其它運(yùn)營(yíng)商PSTN網(wǎng)絡(luò)間接介入的客戶群。以下是一些主要的應(yīng)用情況：

　　(1) 北電網(wǎng)絡(luò)的Succession產(chǎn)品，包括軟交換機(jī)及網(wǎng)關(guān)，在有線、本地、長(zhǎng)途及無(wú)線這四個(gè)運(yùn)營(yíng)商N(yùn)GN市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域均贏得了大量客戶。
　　(2) 美國(guó)Sprint選擇了基于ATM承載網(wǎng)建設(shè)軟交換；
　　(3) 美國(guó)Bell Atlantic、level3、LGG，巴西Telefonica等進(jìn)行了軟交換試驗(yàn)；
　　(4) 英國(guó)電信1998年開(kāi)始將原有的近200個(gè)長(zhǎng)途、匯接交換機(jī)優(yōu)化為67個(gè)大容量的基于ATM的NGS，處理能力達(dá)500萬(wàn)BHCA。在本地網(wǎng)層面，準(zhǔn)備開(kāi)展有關(guān)軟交換的試驗(yàn)；
　　(5) 德國(guó)電信：計(jì)劃2002年在國(guó)際網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行軟交換試驗(yàn)；
　　(6) 比利時(shí)電信：目前引入軟交換不成熟，在2004年比較適當(dāng)；
　　(7) 香港電信，韓國(guó)電信等正在考慮基于ATM網(wǎng)絡(luò)建設(shè)軟交換。

　　2．國(guó)內(nèi)NGN應(yīng)用情況

　　隨著技術(shù)和產(chǎn)品的成熟，NGN在我國(guó)也受到越來(lái)越多的關(guān)注，中國(guó)的各大電信運(yùn)營(yíng)商都開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)或組網(wǎng)。其中，中國(guó)網(wǎng)通從2001年2月開(kāi)始試驗(yàn)，2001年底在北京、杭州、廣州、寧波等地建設(shè)商用試驗(yàn)網(wǎng)，目前已經(jīng)準(zhǔn)備對(duì)現(xiàn)有的NGN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)容，以擴(kuò)大自己的話音市場(chǎng)份額；中國(guó)鐵通于2002年3月開(kāi)始其軟交換商用試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)工作，目前已開(kāi)始試運(yùn)營(yíng)；中國(guó)電信也于2002年初開(kāi)始在廣州、深圳、上海、杭州四城市進(jìn)行NGN試驗(yàn)。

　　八、結(jié)束語(yǔ)

　　總的來(lái)說(shuō)，NGN目前還處于試驗(yàn)階段，但由于各層技術(shù)的迅猛發(fā)展，NGN的建設(shè)在未來(lái)的2~3年內(nèi)將啟動(dòng)并逐步商用，而從現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)到NGN的演進(jìn)將是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。從中國(guó)情況來(lái)看，這個(gè)過(guò)程估計(jì)要10年左右的時(shí)間。當(dāng)然，在技術(shù)與業(yè)務(wù)市場(chǎng)發(fā)展迅猛的今天，這種估計(jì)往往是不大可靠的。
　　不管怎樣，事物總是發(fā)展的。正如綜合網(wǎng)不是永恒的那樣，多個(gè)不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)并存的狀況也不是永恒的，分久必合，合久必分。網(wǎng)絡(luò)一直在演進(jìn)，雖然我們無(wú)法預(yù)期電信網(wǎng)何時(shí)、怎樣發(fā)生革命性變化，但新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用將促使創(chuàng)新的技術(shù)甚至革命性的技術(shù)出現(xiàn)，明天的網(wǎng)絡(luò)將會(huì)更好。

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