概念
在計算機網(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時隙交換為基礎(chǔ)的程控交換機組成的電話網(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。
總體來說,我們認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(wù),以分組交換為業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載平臺,傳輸層適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特征及帶寬需求,與通信運營商相關(guān),可運營、維護、管理的通信網(wǎng)絡(luò)。
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(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)計的,實質(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)來支持。一般來說,NGN主要有如下特征。
1.NGN是業(yè)務(wù)獨立于承載的網(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、實時的或非實時的各種多媒體業(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的對新業(yè)務(wù)的需求,也使得網(wǎng)絡(luò)具有可持續(xù)發(fā)展的能力和競爭力。
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(luò)部件,它們通過標(biāo)準(zhǔn)的開放接口進行互聯(lián),使原有的電信網(wǎng)絡(luò)逐步走向開放,運營商可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需要,自由組合各部分的功能產(chǎn)品來組建新網(wǎng)絡(luò)。部件間協(xié)議接口的標(biāo)準(zhǔn)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(luò)如PSTN、ISDN和GSM等互通
現(xiàn)有電信網(wǎng)規(guī)模龐大,NGN可以通過網(wǎng)關(guān)等設(shè)備與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)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(wù)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)
傳統(tǒng)的電話網(wǎng)基于時隙交換,為每一對用戶都準(zhǔn)備了雙向64kbit/s的虛電路,傳輸網(wǎng)絡(luò)提供的都是點對點專線,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(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。國際上已有運營商使用SoftSwitch技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)建設(shè)端到端電話網(wǎng),國內(nèi)運營商在2002年也開始進行NGN技術(shù)實驗,預(yù)測2002下半年將開始小規(guī)模商用試驗網(wǎng)建設(shè)。
大部分運營商在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,積累網(wǎng)絡(luò)運營經(jīng)驗。
建設(shè)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(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)模實驗運營,進行網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)驗證,積累網(wǎng)絡(luò)運營經(jīng)驗。軟交換設(shè)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(dāng)需要與PSTN實現(xiàn)互通時,則每個城市的有關(guān)中繼網(wǎng)關(guān)必須與本地PSTN網(wǎng)互聯(lián)。
第二步在商用實驗網(wǎng)的基礎(chǔ)上,采用分域處理話務(wù)呼叫控制方法,將全國分成多個域,每個域內(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)模運營,每個區(qū)域有一套或多套軟交換設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù),負責(zé)維護域內(nèi)路由數(shù)據(jù)。
第三步在前兩個階段網(wǎng)絡(luò)運營取得成功的基礎(chǔ)上,結(jié)合軟交換技術(shù),充分利用運營商網(wǎng)絡(luò)資源,實現(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)過程中,實現(xiàn)與原有網(wǎng)絡(luò)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(guān)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(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,如卡號業(yè)務(wù),必須實現(xiàn)與智能網(wǎng)的互通,關(guān)鍵在于卡號數(shù)據(jù);而對于800號業(yè)務(wù),則必須實現(xiàn)PSTN/ISDN用戶與軟交換網(wǎng)絡(luò)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(guān)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(shè)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(luò)資源占用、時延等方面具有優(yōu)勢。
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)一實用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范來指導(dǎo)產(chǎn)品的開發(fā)與運營,充分發(fā)揮開放網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢。基于軟交換技術(shù)的NGN網(wǎng)絡(luò)必須實現(xiàn)多運營商NGN網(wǎng)絡(luò)之間的互通,實現(xiàn)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)之間的互通,并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)跨網(wǎng)跨運營商的互通。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(yù)測,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(luò)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(luò)試運營,國內(nèi)運營商也正在積極進行NGN網(wǎng)絡(luò)實驗。隨著產(chǎn)品、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)運營的不斷成熟,相信在不久的將來,NGN必然會成為網(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)的一個特點是開放性端口增多,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、服務(wù)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(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,即不會被非法的第三方竊取和監(jiān)聽。則要求有相應(yīng)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(shù),其中ATM的QoS問題解決得比較徹底,對實時性較高的業(yè)務(wù)會比較有利。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)是為傳送非實時、突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而設(shè)計的,能否為下一代網(wǎng)絡(luò)所承載的話音及視頻等實時業(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)需求不斷完善和補充。個廠家采用的協(xié)議不行同,而設(shè)備要在今后幾年實現(xiàn)互聯(lián)互通,這是關(guān)鍵問題。互聯(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(shù)沒有一個國際統(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,但是針對實際的應(yīng)用,很多國家和運營商都在技術(shù)規(guī)范上做了補充定義。我國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)委員會從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。 與軟交換相比,IMS標(biāo)準(zhǔn)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究和定義。從標(biāo)準(zhǔn)的成熟程度來看,移動應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)比較成熟。目前3GPPR6認為是移動網(wǎng)可以用的標(biāo)準(zhǔn)。3GPPR7標(biāo)準(zhǔn)從2005年3月啟動,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)層是對網(wǎng)絡(luò)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(wù)層上創(chuàng)建業(yè)務(wù)、經(jīng)營業(yè)務(wù).最典型的是IP電話,網(wǎng)絡(luò)運營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的一個優(yōu)勢,但目前廠家能夠提供的業(yè)務(wù)多集中為基本語音業(yè)務(wù)及補充業(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、多媒體會議等,究竟什么業(yè)務(wù)才是運營商真正帶來收益的業(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、計費。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、四級網(wǎng)絡(luò)和眾多運營商網(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。
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