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(gòu)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(nèi)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(zhì)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(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(diào)制解調(diào)器等。

　　4．NGN是安全的、支持服務質(zhì)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(zhì)量問題。NGN基于分組交換組建，則必須考慮安全以及服務質(zhì)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(nèi)的多種服務則必須保證一定程度的安全和服務質(zhì)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(zhì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)建設端到端電話網(wǎng)，國內(nèi)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(jié)構(gòu)，總?cè)萘吭?-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(nèi)IP電話的網(wǎng)內(nèi)呼叫，由交換機完成呼叫處理，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(nèi)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(nèi)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(jié)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。

　?。?）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(nèi)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。基于軟交換技術的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(nèi)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(nèi)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(zhì)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(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(gòu)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(nèi)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(diào)管理都是NGN的網(wǎng)絡資源管理的重大課題。