下一代網(wǎng)絡(luò)

概念

　　在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，“這一代”網(wǎng)絡(luò)是以IPv4為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)，下一代網(wǎng)絡(luò)是以高帶寬以及IPv6為基礎(chǔ)的NGI（下一代互聯(lián)網(wǎng)）。在傳輸網(wǎng)絡(luò)中，“這一代”網(wǎng)絡(luò)是以TDM為基礎(chǔ)，以SDH以及WDM為代表的傳輸網(wǎng)絡(luò)，下一代網(wǎng)絡(luò)是以ASON（自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)）以及GFP（通用幀協(xié)議）為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)。在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，“這一代”網(wǎng)絡(luò)是以GSM為代表的網(wǎng)絡(luò)，下一代網(wǎng)絡(luò)是以3G（主要是WCDMA和CDMA2000）為代表的網(wǎng)絡(luò)。在電話網(wǎng)中，“這一代”網(wǎng)絡(luò)是以TDM時(shí)隙交換為基礎(chǔ)的程控交換機(jī)組成的電話網(wǎng)絡(luò)，下一代網(wǎng)絡(luò)是指以分組交換和軟交換為基礎(chǔ)的電話網(wǎng)絡(luò)。 從業(yè)務(wù)開展角度來(lái)看，“這一代”網(wǎng)絡(luò)主要開展基于話音、文字或圖像的單一媒體業(yè)務(wù)，下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)開展基于視頻、音頻和文字圖像的混合多媒體業(yè)務(wù)。從電信網(wǎng)絡(luò)層以下所采用的核心技術(shù)來(lái)看，“這一代”網(wǎng)絡(luò)是以TDM電路交換為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，下一代網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)層以下將以分組交換為基礎(chǔ)構(gòu)建。

　　總體來(lái)說(shuō)，我們認(rèn)為廣義上的下一代網(wǎng)絡(luò)是指以軟交換為代表，IMS為核心框架，能夠?yàn)楣婌`活提供大規(guī)模視訊話音數(shù)據(jù)等多種通信業(yè)務(wù)，以分組交換為業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載平臺(tái)，傳輸層適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特征及帶寬需求，與通信運(yùn)營(yíng)商相關(guān)，可運(yùn)營(yíng)、維護(hù)、管理的通信網(wǎng)絡(luò)。

主要特征

　　NGN的主要特點(diǎn)是能夠?yàn)楣婌`活、大規(guī)模地提供以視訊業(yè)務(wù)為代表，包含話音業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)在內(nèi)的各種豐富業(yè)務(wù)。當(dāng)前所謂的電信網(wǎng)是為電話業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的，實(shí)質(zhì)上是為電話網(wǎng)服務(wù)的。要適應(yīng)NGN多業(yè)務(wù)、靈活開展業(yè)務(wù)的特征，必須要有新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)支持。一般來(lái)說(shuō)，NGN主要有如下特征。

　　1．NGN是業(yè)務(wù)獨(dú)立于承載的網(wǎng)絡(luò) 傳統(tǒng)電話網(wǎng)的業(yè)務(wù)網(wǎng)就是承載網(wǎng)，結(jié)果就是新業(yè)務(wù)很難開展。NGN允許業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)分別提供和獨(dú)立發(fā)展，提供靈活有效的業(yè)務(wù)創(chuàng)建、業(yè)務(wù)應(yīng)用和業(yè)務(wù)管理功能，支持不同帶寬的、實(shí)時(shí)的或非實(shí)時(shí)的各種多媒體業(yè)務(wù)使用，使業(yè)務(wù)和應(yīng)用的提供有較大的靈活性，從而滿足用戶不斷增長(zhǎng)的對(duì)新業(yè)務(wù)的需求，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。

　　2．NGN采用分組交換作為統(tǒng)一的業(yè)務(wù)承載方式 傳統(tǒng)的電話網(wǎng)采用電路（時(shí)隙）方式承載話音，雖然能有效傳輸話音，但是不能有效承載數(shù)據(jù)。NGN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)話音和數(shù)據(jù)采用基于分組的傳輸模式，采用統(tǒng)一的協(xié)議。NGN把傳統(tǒng)的交換機(jī)的功能模塊分離成為獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)部件，它們通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的開放接口進(jìn)行互聯(lián)，使原有的電信網(wǎng)絡(luò)逐步走向開放，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)組建新網(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。

　　3．NGN能夠與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)如PSTN、ISDN和GSM等互通

　　現(xiàn)有電信網(wǎng)規(guī)模龐大，NGN可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)等設(shè)備與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，保護(hù)現(xiàn)有投資。同時(shí)NGN也支持現(xiàn)有終端和IP智能終端，包括模擬電話、傳真機(jī)、ISDN終端、移動(dòng)電話、GPRS終端、SIP終端、H248終端、MGCP終端、通過(guò)PC的以太網(wǎng)電話、線纜調(diào)制解調(diào)器等。

　　4．NGN是安全的、支持服務(wù)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)

　　傳統(tǒng)的電話網(wǎng)基于時(shí)隙交換，為每一對(duì)用戶都準(zhǔn)備了雙向64kbit/s的虛電路，傳輸網(wǎng)絡(luò)提供的都是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專線，很少出現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量問題。NGN基于分組交換組建，則必須考慮安全以及服務(wù)質(zhì)量問題。當(dāng)前采用IPv4協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)只提供盡力而為的服務(wù)，NGN要提供包括視頻在內(nèi)的多種服務(wù)則必須保證一定程度的安全和服務(wù)質(zhì)量。

　　5．NGN是提供多媒體流媒體業(yè)務(wù)的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)

　　當(dāng)前電信網(wǎng)業(yè)務(wù)主要關(guān)注話音業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)雖然已超過(guò)話音，但是在盈利方面還有待提高。大規(guī)模并發(fā)流媒體以及互動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)是當(dāng)前寬帶業(yè)務(wù)的代表，因此仍然以話音和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的NGN是沒有意義的。NGN必須在服務(wù)質(zhì)量以及安全等保障下提供多媒體流媒體業(yè)務(wù)。

發(fā)展策略

　　1、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式

　　從目前網(wǎng)絡(luò)向NGN網(wǎng)絡(luò)的過(guò)度，可采用分布建設(shè)策略。

　　SoftSwitch是一種發(fā)展中的新技術(shù)，從標(biāo)準(zhǔn)到體系結(jié)構(gòu)都在發(fā)展中逐步成熟。國(guó)際上已有運(yùn)營(yíng)商使用SoftSwitch技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)建設(shè)端到端電話網(wǎng)，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商在2002年也開始進(jìn)行NGN技術(shù)實(shí)驗(yàn)，預(yù)測(cè)2002下半年將開始小規(guī)模商用試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)。

　　大部分運(yùn)營(yíng)商在NGN的發(fā)展策略上采取了分步建設(shè)方式，降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)，積累網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。

　　建設(shè)初期先建立一個(gè)小規(guī)模商用實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，采用單域組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，總?cè)萘吭?-10萬(wàn)端口左右。使用少量軟交換設(shè)備和分布式網(wǎng)關(guān)在全網(wǎng)或部分地區(qū)開展小規(guī)模實(shí)驗(yàn)運(yùn)營(yíng)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)驗(yàn)證，積累網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。軟交換設(shè)備對(duì)各城市進(jìn)行邏輯劃分成不同的域，支持所有城市的終端接入，域內(nèi)IP電話的網(wǎng)內(nèi)呼叫，由交換機(jī)完成呼叫處理，在網(wǎng)內(nèi)完成一次呼叫的建立、通話、拆線全過(guò)程。當(dāng)需要與PSTN實(shí)現(xiàn)互通時(shí)，則每個(gè)城市的有關(guān)中繼網(wǎng)關(guān)必須與本地PSTN網(wǎng)互聯(lián)。

　　第二步在商用實(shí)驗(yàn)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，采用分域處理話務(wù)呼叫控制方法，將全國(guó)分成多個(gè)域，每個(gè)域內(nèi)設(shè)立軟交換設(shè)備和分布式網(wǎng)關(guān)，分地域全網(wǎng)開展規(guī)模運(yùn)營(yíng)，每個(gè)區(qū)域有一套或多套軟交換設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，負(fù)責(zé)維護(hù)域內(nèi)路由數(shù)據(jù)。

　　第三步在前兩個(gè)階段網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)取得成功的基礎(chǔ)上，結(jié)合軟交換技術(shù)，充分利用運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)基于軟交換技術(shù)的NGN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模建設(shè)，最終形成NGN網(wǎng)絡(luò)。

　　2、網(wǎng)絡(luò)互通方式

　　在NGN的建設(shè)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)與原有網(wǎng)絡(luò)的互通方式包括：

　　（1）NGN與PSTN/ISDN/GSM/CDMA的互通

　　NGN與PSTN電路交換網(wǎng)以及與核心網(wǎng)為電路交換的移動(dòng)通信網(wǎng)（GSM、CDMA）的互通，均可通過(guò)中繼網(wǎng)關(guān)TMG完成。

　?。?）NGN與七號(hào)信令網(wǎng)的互通

　　NGN與七號(hào)信令網(wǎng)的互通通過(guò)信令網(wǎng)關(guān)SG完成。

　?。?）軟交換網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有智能網(wǎng)的互通

　　當(dāng)軟交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的用戶使用智能網(wǎng)業(yè)務(wù)時(shí)，如卡號(hào)業(yè)務(wù)，必須實(shí)現(xiàn)與智能網(wǎng)的互通，關(guān)鍵在于卡號(hào)數(shù)據(jù)；而對(duì)于800號(hào)業(yè)務(wù)，則必須實(shí)現(xiàn)PSTN/ISDN用戶與軟交換網(wǎng)絡(luò)用戶統(tǒng)一使用。

　　實(shí)現(xiàn)方式有兩種：一種是通過(guò)TMG中繼媒體網(wǎng)關(guān)與PSTN進(jìn)行話路互通，在PSTN接入智能網(wǎng)，對(duì)軟交換系統(tǒng)沒有要求；另一種是軟交換設(shè)備直接接入智能網(wǎng)，這種方式對(duì)軟交換系統(tǒng)提出較高要求，但在網(wǎng)絡(luò)資源占用、時(shí)延等方面具有優(yōu)勢(shì)。

　　3、NGN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中需要關(guān)注的問題

　　NGN是一種全新的網(wǎng)絡(luò)，其建設(shè)必須關(guān)注以下環(huán)節(jié)。

　　NGN屬于開放式標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，依賴于統(tǒng)一實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)品的開發(fā)與運(yùn)營(yíng)，充分發(fā)揮開放網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)?；谲浗粨Q技術(shù)的NGN網(wǎng)絡(luò)必須實(shí)現(xiàn)多運(yùn)營(yíng)商N(yùn)GN網(wǎng)絡(luò)之間的互通，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)之間的互通，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)跨運(yùn)營(yíng)商的互通。因此，網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通需要相互協(xié)商和統(tǒng)一考慮。

　　作為分組網(wǎng)面臨的一些技術(shù)問題：如IP地址分配、分組話音QoS全程保證、網(wǎng)絡(luò)安全等，都必須逐一解決。此外，NGN網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)模式也有很大區(qū)別，這一點(diǎn)非常重要。

　　4發(fā)展展望據(jù)Ovum公司預(yù)測(cè)，全球最終用戶在電信和信息服務(wù)方面的開支將從2000年占GDP 3%增長(zhǎng)到2011年的7%。按市場(chǎng)價(jià)值計(jì)，十年內(nèi)將從每年1萬(wàn)億美元增長(zhǎng)到每年3萬(wàn)億美元。在這一總體市場(chǎng)下，由最終用戶帶給下一代網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的收入在2010年將增加到9000億美元，是固定網(wǎng)總收入的一半。從2004年開始，下一代網(wǎng)絡(luò)的收入趨勢(shì)開始逐漸明朗。

　　國(guó)外多家運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)進(jìn)行了NGN網(wǎng)絡(luò)試運(yùn)營(yíng)，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商也正在積極進(jìn)行NGN網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。隨著產(chǎn)品、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的不斷成熟，相信在不久的將來(lái)，NGN必然會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主流。

NGN發(fā)展中存在的問題

　　網(wǎng)絡(luò)安全

　　NGN網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)特點(diǎn)是開放性端口增多，導(dǎo)致其安全性下降。 　　NGN網(wǎng)絡(luò)的安全問題主要包括網(wǎng)絡(luò)安全和用戶數(shù)據(jù)安全兩個(gè)方面。網(wǎng)絡(luò)安全是指交換網(wǎng)絡(luò)本身的安全，即交換網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)、服務(wù)器不會(huì)受到非法攻擊。需要在IP網(wǎng)上采用合適的安全策略，以保證交換網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全。用戶數(shù)據(jù)安全是指用戶的賬戶信息和通信信息的安全，即不會(huì)被非法的第三方竊取和監(jiān)聽。則要求有相應(yīng)的安全認(rèn)證策略保證用戶賬戶信息的安全，同時(shí)無(wú)論是用戶的賬戶信息還是用戶的通信信息的安全均需要IP網(wǎng)的安全策略作為保證。

　　承載網(wǎng)的QoS

　　IP、ATM都是可供選擇的技術(shù)，其中ATM的QoS問題解決得比較徹底，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的問題很多并沒有解決。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)展所面臨的主要問題。

　　網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通

　　隨著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。個(gè)廠家采用的協(xié)議不行同，而設(shè)備要在今后幾年實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，這是關(guān)鍵問題?；ヂ?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。 　　目前，軟交換技術(shù)沒有一個(gè)國(guó)際統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)組織，協(xié)議主要參照ITU-T和IETF定義的協(xié)議，但是針對(duì)實(shí)際的應(yīng)用，很多國(guó)家和運(yùn)營(yíng)商都在技術(shù)規(guī)范上做了補(bǔ)充定義。我國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)委員會(huì)從2001年起開始制定軟交換系統(tǒng)相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，主要包括設(shè)備規(guī)范、協(xié)議規(guī)范、接口規(guī)范和業(yè)務(wù)相關(guān)規(guī)范等，共完成相關(guān)規(guī)范59個(gè)。 　　與軟交換相比，IMS標(biāo)準(zhǔn)化和開放性程度相對(duì)高，國(guó)際上多個(gè)機(jī)構(gòu)和組織都在進(jìn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究和定義。從標(biāo)準(zhǔn)的成熟程度來(lái)看，移動(dòng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)比較成熟。目前3GPPR6認(rèn)為是移動(dòng)網(wǎng)可以用的標(biāo)準(zhǔn)。3GPPR7標(biāo)準(zhǔn)從2005年3月啟動(dòng)，在引入新業(yè)務(wù)，如CSI、VCC、E2EQoS、PCC、IMS拓展到固網(wǎng)領(lǐng)域等方面開展更深入的研究。

　　業(yè)務(wù)開發(fā)

　　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)商真正帶來(lái)收益的業(yè)務(wù)，目前并未出現(xiàn)特別值得提出的業(yè)務(wù)。

　　網(wǎng)絡(luò)管理

　　網(wǎng)絡(luò)資源有限，即使到了NGN時(shí)代也如此。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。