下一代網(wǎng)絡

概念

　　在計算機網(wǎng)絡中，“這一代”網(wǎng)絡是以IPv4為基礎的互聯(lián)網(wǎng)，下一代網(wǎng)絡是以高帶寬以及IPv6為基礎的NGI（下一代互聯(lián)網(wǎng)）。在傳輸網(wǎng)絡中，“這一代”網(wǎng)絡是以TDM為基礎，以SDH以及WDM為代表的傳輸網(wǎng)絡，下一代網(wǎng)絡是以ASON（自動交換光網(wǎng)絡）以及GFP（通用幀協(xié)議）為基礎的網(wǎng)絡。在移動通信網(wǎng)絡中，“這一代”網(wǎng)絡是以GSM為代表的網(wǎng)絡，下一代網(wǎng)絡是以3G（主要是WCDMA和CDMA2000）為代表的網(wǎng)絡。在電話網(wǎng)中，“這一代”網(wǎng)絡是以TDM時隙交換為基礎的程控交換機組成的電話網(wǎng)絡，下一代網(wǎng)絡是指以分組交換和軟交換為基礎的電話網(wǎng)絡。 從業(yè)務開展角度來看，“這一代”網(wǎng)絡主要開展基于話音、文字或圖像的單一媒體業(yè)務，下一代網(wǎng)絡應當開展基于視頻、音頻和文字圖像的混合多媒體業(yè)務。從電信網(wǎng)絡層以下所采用的核心技術來看，“這一代”網(wǎng)絡是以TDM電路交換為基礎的網(wǎng)絡，下一代網(wǎng)絡在網(wǎng)絡層以下將以分組交換為基礎構建。

　　總體來說，我們認為廣義上的下一代網(wǎng)絡是指以軟交換為代表，IMS為核心框架，能夠為公眾靈活提供大規(guī)模視訊話音數(shù)據(jù)等多種通信業(yè)務，以分組交換為業(yè)務統(tǒng)一承載平臺，傳輸層適應數(shù)據(jù)業(yè)務特征及帶寬需求，與通信運營商相關，可運營、維護、管理的通信網(wǎng)絡。

主要特征

　　NGN的主要特點是能夠為公眾靈活、大規(guī)模地提供以視訊業(yè)務為代表，包含話音業(yè)務、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務在內的各種豐富業(yè)務。當前所謂的電信網(wǎng)是為電話業(yè)務設計的，實質上是為電話網(wǎng)服務的。要適應NGN多業(yè)務、靈活開展業(yè)務的特征，必須要有新的網(wǎng)絡結構來支持。一般來說，NGN主要有如下特征。

　　1．NGN是業(yè)務獨立于承載的網(wǎng)絡 傳統(tǒng)電話網(wǎng)的業(yè)務網(wǎng)就是承載網(wǎng)，結果就是新業(yè)務很難開展。NGN允許業(yè)務和網(wǎng)絡分別提供和獨立發(fā)展，提供靈活有效的業(yè)務創(chuàng)建、業(yè)務應用和業(yè)務管理功能，支持不同帶寬的、實時的或非實時的各種多媒體業(yè)務使用，使業(yè)務和應用的提供有較大的靈活性，從而滿足用戶不斷增長的對新業(yè)務的需求，也使得網(wǎng)絡具有可持續(xù)發(fā)展的能力和競爭力。

　　2．NGN采用分組交換作為統(tǒng)一的業(yè)務承載方式 傳統(tǒng)的電話網(wǎng)采用電路（時隙）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)絡結構對話音和數(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)的交換機的功能模塊分離成為獨立的網(wǎng)絡部件，它們通過標準的開放接口進行互聯(lián)，使原有的電信網(wǎng)絡逐步走向開放，運營商可以根據(jù)業(yè)務的需要，自由組合各部分的功能產(chǎn)品來組建新網(wǎng)絡。部件間協(xié)議接口的標準化可以實現(xiàn)各種異構網(wǎng)的互通。

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

　　現(xiàn)有電信網(wǎng)規(guī)模龐大，NGN可以通過網(wǎng)關等設備與現(xiàn)有網(wǎng)絡互聯(lián)互通，保護現(xiàn)有投資。同時NGN也支持現(xiàn)有終端和IP智能終端，包括模擬電話、傳真機、ISDN終端、移動電話、GPRS終端、SIP終端、H248終端、MGCP終端、通過PC的以太網(wǎng)電話、線纜調制解調器等。

　　4．NGN是安全的、支持服務質量的網(wǎng)絡

　　傳統(tǒng)的電話網(wǎng)基于時隙交換，為每一對用戶都準備了雙向64kbit/s的虛電路，傳輸網(wǎng)絡提供的都是點對點專線，很少出現(xiàn)服務質量問題。NGN基于分組交換組建，則必須考慮安全以及服務質量問題。當前采用IPv4協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)只提供盡力而為的服務，NGN要提供包括視頻在內的多種服務則必須保證一定程度的安全和服務質量。

　　5．NGN是提供多媒體流媒體業(yè)務的多業(yè)務網(wǎng)絡

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

發(fā)展策略

　　1、網(wǎng)絡建設模式

　　從目前網(wǎng)絡向NGN網(wǎng)絡的過度，可采用分布建設策略。

　　SoftSwitch是一種發(fā)展中的新技術，從標準到體系結構都在發(fā)展中逐步成熟。國際上已有運營商使用SoftSwitch技術和體系結構建設端到端電話網(wǎng)，國內運營商在2002年也開始進行NGN技術實驗，預測2002下半年將開始小規(guī)模商用試驗網(wǎng)建設。

　　大部分運營商在NGN的發(fā)展策略上采取了分步建設方式，降低網(wǎng)絡風險，積累網(wǎng)絡運營經(jīng)驗。

　　建設初期先建立一個小規(guī)模商用實驗網(wǎng)，采用單域組網(wǎng)結構，總容量在5-10萬端口左右。使用少量軟交換設備和分布式網(wǎng)關在全網(wǎng)或部分地區(qū)開展小規(guī)模實驗運營，進行網(wǎng)絡業(yè)務驗證，積累網(wǎng)絡運營經(jīng)驗。軟交換設備對各城市進行邏輯劃分成不同的域，支持所有城市的終端接入，域內IP電話的網(wǎng)內呼叫，由交換機完成呼叫處理，在網(wǎng)內完成一次呼叫的建立、通話、拆線全過程。當需要與PSTN實現(xiàn)互通時，則每個城市的有關中繼網(wǎng)關必須與本地PSTN網(wǎng)互聯(lián)。

　　第二步在商用實驗網(wǎng)的基礎上，采用分域處理話務呼叫控制方法，將全國分成多個域，每個域內設立軟交換設備和分布式網(wǎng)關，分地域全網(wǎng)開展規(guī)模運營，每個區(qū)域有一套或多套軟交換設備提供網(wǎng)絡業(yè)務，負責維護域內路由數(shù)據(jù)。

　　第三步在前兩個階段網(wǎng)絡運營取得成功的基礎上，結合軟交換技術，充分利用運營商網(wǎng)絡資源，實現(xiàn)基于軟交換技術的NGN網(wǎng)絡規(guī)模建設，最終形成NGN網(wǎng)絡。

　　2、網(wǎng)絡互通方式

　　在NGN的建設過程中，實現(xiàn)與原有網(wǎng)絡的互通方式包括：

　?。?）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)為電路交換的移動通信網(wǎng)（GSM、CDMA）的互通，均可通過中繼網(wǎng)關TMG完成。

　　（2）NGN與七號信令網(wǎng)的互通

　　NGN與七號信令網(wǎng)的互通通過信令網(wǎng)關SG完成。

　?。?）軟交換網(wǎng)絡與現(xiàn)有智能網(wǎng)的互通

　　當軟交換網(wǎng)絡內的用戶使用智能網(wǎng)業(yè)務時，如卡號業(yè)務，必須實現(xiàn)與智能網(wǎng)的互通，關鍵在于卡號數(shù)據(jù)；而對于800號業(yè)務，則必須實現(xiàn)PSTN/ISDN用戶與軟交換網(wǎng)絡用戶統(tǒng)一使用。

　　實現(xiàn)方式有兩種：一種是通過TMG中繼媒體網(wǎng)關與PSTN進行話路互通，在PSTN接入智能網(wǎng)，對軟交換系統(tǒng)沒有要求；另一種是軟交換設備直接接入智能網(wǎng)，這種方式對軟交換系統(tǒng)提出較高要求，但在網(wǎng)絡資源占用、時延等方面具有優(yōu)勢。

　　3、NGN網(wǎng)絡建設中需要關注的問題

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

　　NGN屬于開放式標準網(wǎng)絡，依賴于統(tǒng)一實用的標準、規(guī)范來指導產(chǎn)品的開發(fā)與運營，充分發(fā)揮開放網(wǎng)絡的優(yōu)勢?；谲浗粨Q技術的NGN網(wǎng)絡必須實現(xiàn)多運營商NGN網(wǎng)絡之間的互通，實現(xiàn)與現(xiàn)有網(wǎng)絡之間的互通，并在此基礎上實現(xiàn)跨網(wǎng)跨運營商的互通。因此，網(wǎng)絡的互聯(lián)互通需要相互協(xié)商和統(tǒng)一考慮。

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

　　4發(fā)展展望據(jù)Ovum公司預測，全球最終用戶在電信和信息服務方面的開支將從2000年占GDP 3%增長到2011年的7%。按市場價值計，十年內將從每年1萬億美元增長到每年3萬億美元。在這一總體市場下，由最終用戶帶給下一代網(wǎng)運營商的收入在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)絡的收入趨勢開始逐漸明朗。

　　國外多家運營商已經(jīng)進行了NGN網(wǎng)絡試運營，國內運營商也正在積極進行NGN網(wǎng)絡實驗。隨著產(chǎn)品、技術、標準和網(wǎng)絡運營的不斷成熟，相信在不久的將來，NGN必然會成為網(wǎng)絡建設的主流。

NGN發(fā)展中存在的問題

　　網(wǎng)絡安全

　　NGN網(wǎng)絡的一個特點是開放性端口增多，導致其安全性下降。 　　NGN網(wǎng)絡的安全問題主要包括網(wǎng)絡安全和用戶數(shù)據(jù)安全兩個方面。網(wǎng)絡安全是指交換網(wǎng)絡本身的安全，即交換網(wǎng)絡中的網(wǎng)關、交換機、服務器不會受到非法攻擊。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，即不會被非法的第三方竊取和監(jiān)聽。則要求有相應的安全認證策略保證用戶賬戶信息的安全，同時無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，其中ATM的QoS問題解決得比較徹底，對實時性較高的業(yè)務會比較有利。但是，它由于是面向連接的技術，信令比較復雜，另外，ATM的問題很多并沒有解決。因此，未來的承載網(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，如服務質量QoS如何保證?目前的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)是為傳送非實時、突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務而設計的，能否為下一代網(wǎng)絡所承載的話音及視頻等實時業(yè)務提供所需的QoS服務保證，是下一代網(wǎng)絡發(fā)展所面臨的主要問題。

　　網(wǎng)絡互聯(lián)互通

　　隨著NGN技術本身在不斷發(fā)展，協(xié)議本身也需要根據(jù)業(yè)務需求不斷完善和補充。個廠家采用的協(xié)議不行同，而設備要在今后幾年實現(xiàn)互聯(lián)互通，這是關鍵問題?；ヂ?lián)互通至少包括3個方面的內容：水平互通、垂直互通以及信令網(wǎng)間的互通。 　　目前，軟交換技術沒有一個國際統(tǒng)一的標準組織，協(xié)議主要參照ITU-T和IETF定義的協(xié)議，但是針對實際的應用，很多國家和運營商都在技術規(guī)范上做了補充定義。我國通信標準化協(xié)會網(wǎng)絡與交換技術委員會從2001年起開始制定軟交換系統(tǒng)相關規(guī)范及標準，主要包括設備規(guī)范、協(xié)議規(guī)范、接口規(guī)范和業(yè)務相關規(guī)范等，共完成相關規(guī)范59個。 　　與軟交換相比，IMS標準化和開放性程度相對高，國際上多個機構和組織都在進行相關標準的研究和定義。從標準的成熟程度來看，移動應用標準比較成熟。目前3GPPR6認為是移動網(wǎng)可以用的標準。3GPPR7標準從2005年3月啟動，在引入新業(yè)務，如CSI、VCC、E2EQoS、PCC、IMS拓展到固網(wǎng)領域等方面開展更深入的研究。

　　業(yè)務開發(fā)

　　NGN的業(yè)務層是對網(wǎng)絡運營商、ISP、ICP、ASP和用戶完全開放的，他們都可以在NGN的業(yè)務層上創(chuàng)建業(yè)務、經(jīng)營業(yè)務.最典型的是IP電話,網(wǎng)絡運營商提供電話到電話的IP電話服務,ISP、ICP、甚至用戶可以開展PC到PC的IP電話服務，能夠快速、靈活地提供豐富的業(yè)務，這是NGN的一個優(yōu)勢，但目前廠家能夠提供的業(yè)務多集中為基本語音業(yè)務及補充業(yè)務、智能網(wǎng)業(yè)務、PINT業(yè)務、多媒體終端之間的同步瀏覽、統(tǒng)一消息、多媒體會議等，究竟什么業(yè)務才是運營商真正帶來收益的業(yè)務，目前并未出現(xiàn)特別值得提出的業(yè)務。

　　網(wǎng)絡管理

　　網(wǎng)絡資源有限，即使到了NGN時代也如此。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)絡管理有兩個內容：網(wǎng)絡資源的管理和用戶的管理。網(wǎng)絡資源管理同現(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、計費。它也是采用網(wǎng)元管理、網(wǎng)絡管理和業(yè)務管理的分層管理模型。其中NGN的網(wǎng)絡的安全管理、NGN中端到端的QoS管理、四級網(wǎng)絡和眾多運營商網(wǎng)絡的協(xié)調管理都是NGN的網(wǎng)絡資源管理的重大課題。