NGN現(xiàn)狀和關鍵技術發(fā)展趨勢

2005/12/21

　　NGN具有分層的網絡結構，層與層之間均采用標準的協(xié)議和接口，業(yè)務的提供獨立于網絡與媒體；軟交換控制設備作為統(tǒng)一的業(yè)務代理和業(yè)務承載平臺，對業(yè)務層屏蔽了底層網絡的復雜性，便于生成復雜的融合業(yè)務。因此，在提供新業(yè)務方面極為方便，使得新業(yè)務的開發(fā)周期和開發(fā)成本均大大降低，從而可以有效增強運營商的市場競爭能力。

　　近年來，世界各國對NGN技術的研究較為重視，一些本打算暫緩NGN引入的運營商面對激烈的市場競爭，紛紛調整計劃以應對技術演進帶來的市場挑戰(zhàn)。

軟交換技術趨于成熟

　　軟交換作為向NGN演進的關鍵技術之一，在經過全球各大運營商多年的測試和試商用，其技術及設備已趨于成熟，協(xié)議也基本完善。

　　目前，美國的AT&T正通過軟交換網絡的構建，將其網絡演進為基于分組的、可提供多種業(yè)務的統(tǒng)一平臺，業(yè)務重點向包括話音、數(shù)據(jù)等多媒體的綜合方向轉移。

　　英國電信決定從2008年起，停止傳統(tǒng)PSTN的建設。英國電信目前主要在長途網采用NGN技術實施網絡的改造，已經在西班牙采用VoIP技術提供長途電話服務；在英國本土，則部署基于軟交換設備的軟交換網絡。

　　韓國電信早在2002年就制定了軟交換網絡發(fā)展計劃，為期5年，分3個階段實施。第一階段，在2002年，完成對一些陳舊端局交換機的替代；第二階段，2003年至2005年，全面部署軟交換網絡，包括軟交換設備、中繼網關和信令網關，目前這一階段的工作已初步完成，實現(xiàn)了基于分組的話音業(yè)務，并具備商用能力；第三階段，2005年到2006年，所有業(yè)務流量均以分組形式傳送。

　　在中國，中國電信經過兩年的測試后，于2004年在廣東電信啟動軟交換試商用工程，旨在驗證軟交換在對PSTN的網絡改造、網絡優(yōu)化和新業(yè)務提供方面的可行性。2004年，中國聯(lián)通正式啟動軟交換網絡的建設，主導建設思路是在全國各地的固定本地網采用軟交換技術進行城域綜合業(yè)務網（MISN）建設，規(guī)模覆蓋全國23個省、29個城市。2004年，中國移動全面建成以IP承載的軟交換匯接網，目前正在試商用。中國網通的軟交換網絡已經覆蓋全國20多個城市。中國鐵通也進行了軟交換商用網的建設，如福建鐵通、河南鐵通和江蘇鐵通等。

移動和固定NGN融合是關注重點

　　隨著移動3G牌照發(fā)放時間的日益臨近，運營商最為關注的莫過于NGN與移動3G的融合。

　　從技術角度看，NGN不是固定網絡的專利。移動網絡和固定網絡的最大區(qū)別在于接入方式的不同，但不管是固定接入還是移動接入，都是NGN多種接入方式的一個子集。當然，由于接入方式的不同，兩者還是存在很大區(qū)別的。比如，移動用戶漫游的特點，使得處于NGN核心控制層的移動軟交換，不但要處理呼叫控制，還要完成對用戶的位置管理、數(shù)據(jù)庫管理、切換控制等移動網絡所特有的功能。

　　由于在本質上，移動軟交換和固定軟交換是一樣的，都是業(yè)務/控制與傳送/接入分離思想的體現(xiàn)，是通過軟件的方式來實現(xiàn)原來交換機的控制、接續(xù)和業(yè)務處理等功能，各實體之間通過標準的協(xié)議進行連接和通信，便于更快地實現(xiàn)各類復雜的協(xié)議，更方便地提供新業(yè)務。因此，從技術層面來看，移動和固定NGN的融合是可以實現(xiàn)的。

　　但是，移動和固定NGN的融合將會是一個非常漫長和復雜的過程，需要在網絡的4個層次上進行融合，見圖1所示。

核心控制層的融合——統(tǒng)一的軟交換平臺

　　核心控制層功能主要由軟交換（SS）服務器完成。SS服務器分為用戶SS服務器和匯接SS服務器。對于匯接SS服務器，移動NGN網絡和固定NGN網絡的需求差別很小，可以采用同一個匯接SS網絡；對于用戶SS服務器，兩者的需求差別比較大，其中移動用戶SS服務器需要處理移動用戶特有的功能：用戶的位置管理、數(shù)據(jù)庫管理和切換控制功能等。因此，對于業(yè)務控制層的融合可以分兩步走：第一步，合用一個匯接SS網絡，而用戶SS服務器分開，但要求其能夠直接互通，并對應用層提供相同的接口；第二步，用戶SS服務器實現(xiàn)融合。

　　軟交換的融合是移動和固定NGN融合的核心內容。只有實現(xiàn)了軟交換的融合，移動和固定NGN才能真正融合起來。

業(yè)務管理層的融合——統(tǒng)一的移動/固定業(yè)務平臺

　　NGN要求網絡運營和業(yè)務運營相分離，即業(yè)務提供商獨立于網絡提供商，這樣，業(yè)務的提供和使用就可以由各方共同參與，形成一個由多方構成的開放價值鏈，多方共同獲益。要實現(xiàn)這一目標，其關鍵技術就是采用開放的、標準的應用編程接口——ParlayAPI。

　　同樣，3GPP也基于ParlayAPI提出了3G提供業(yè)務的OSA結構。OSA通過向業(yè)務提供商提供一種開放的、標準的、統(tǒng)一的網絡應用編程接口，為移動用戶提供個性化業(yè)務，并通過將業(yè)務部署和網絡運營相分離，使第三方業(yè)務提供商能公平地參與競爭，以實現(xiàn)多廠商環(huán)境和快速部署新業(yè)務。

　　由上述可見，固定NGN和移動NGN對于業(yè)務的目標是一致的：借助API接口在應用層實現(xiàn)業(yè)務的融合。

　　提供移動和固定融合的業(yè)務，這對于全業(yè)務運營商來說，是至關重要的，將是保證盈利的主要模式，也是其核心競爭力所在。

核心傳送網絡的融合——統(tǒng)一的IP承載平臺

　　對于傳送網，固定NGN和移動NGN的網絡需求完全一致，都采用IP/ATM骨干網絡，因此，兩者可共用一個傳送網絡。

　　面對移動網絡和固定網絡日漸融合的業(yè)務以及更多來自第三方的業(yè)務，采用一個統(tǒng)一的基于IP/ATM的分組核心網作為多業(yè)務網絡的基礎，可以大大優(yōu)化網絡資源，提高帶寬利用率，進而有效地降低運營成本，節(jié)省運營開支，提升競爭優(yōu)勢。

接入網絡的融合——實現(xiàn)融合NGN的基礎

　　固定NGN接入技術主要有PSTN、IAD、xDSL、LAN等，移動NGN接入技術主要有GERAN接入、UTRAN接入等，兩者差別較大。另外，移動MGW與固定MGW實現(xiàn)的功能差別也比較大：固定MGW需要處理用戶線監(jiān)視等固網特有的一些功能屬性；移動MGW需要處理移動網絡特有的功能屬性，例如對切換的支持、與RNS的對接等。

　　目前，由于移動與固定的NGN網絡采用的承載層編碼方式不同，因此，兩個網絡之間的互通需要在接入網關處進行轉換。對于接入網關的融合，建議分兩步走：第一步，主要實現(xiàn)兩個網絡的MGW接口直接互通，支持一個共同的編碼類型，例如

　　G.711，以便于接入同一個傳送網絡；第二步，實現(xiàn)MGW的融合。NGN的QoS和網絡安全是挑戰(zhàn)NGN的QoS和網絡安全是一個很大的技術問題。

　　作為一個電信級的NGN網絡，必須提供端到端QoS保障，這包括業(yè)務、網絡和設備3個層面。目前，針對不同的層面，各種各樣的技術不斷涌現(xiàn)，但是從網絡的整體來看，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和統(tǒng)一的協(xié)議。如何將網絡的多個層次聯(lián)合起來考慮，尋找整體的解決方案，要進一步研究。

　　目前，對于QoS的保障，可以從承載層的骨干層、匯聚層和接入層分別考慮。

　　在骨干網絡，當網絡輕載時，使用超額帶寬和DiffServ足以滿足要求；當網絡重載時，可以物理隔離或邏輯隔離出NGN業(yè)務網，采用PLSDiffServ、MPLSTE以及MPLSFRR等技術來保障骨干網的服務質量。

　　在匯聚層，可以在L2設備上，對接入實時業(yè)務的VLAN端口，打上高優(yōu)先級的802.1p標記，優(yōu)先轉發(fā)；在L3設備上，直接對實時業(yè)務打上高優(yōu)先級的DSCP標記，優(yōu)先處理。另外，在接入—匯聚—骨干之間的接口上，還要完成802.1p、DSCP、ToS、E-LSP等優(yōu)先級的映射操作。

　　在接入層，將對不同用戶限制帶寬。通過與軟交換控制設備的交互，按用戶及業(yè)務動態(tài)進行帶寬資源的配置，提供差異性服務。邊緣接入設備如IAD等，需要支持DiffServ模型，對不同業(yè)務流提供分類標識功能，包括二層和三層標識，以便NGN承載網設備根據(jù)標識對不同的業(yè)務提供相應的QoS保證。NGN邊緣接入設備還應具有控制接入用戶數(shù)目的功能，出口帶寬應大于滿負荷時的業(yè)務流量，以保證NGN業(yè)務的QoS。

　　對于網絡安全來說，由于NGN業(yè)務在承載層上與Internet完全隔離，因此，用戶端設備是網絡安全的最大隱患，存在著利用IAD惡意攻擊運營商關鍵網絡設備的可能性。因此，首先必須確保IAD設備的物理安全，不允許接入端口的非法訪問；其次，所有的IAD設備都通過寬帶網關接入NGN業(yè)務網，由寬帶網關進行設備的接入控制和管理。另外，還要實施用戶的隔離和可管理性等安全措施，防范常見的非法應用，如地址仿冒、搶占資源等。

通信終端的智能有待提高

　　從網絡控制來看，舊的電話網絡以電路交換為主，其智能設備集中于網絡內部，NGN則趨向于在網絡邊緣實現(xiàn)智能化，賦予了終端用戶選擇更多通信方式的權利。因此,要滿足用戶使用豐富多彩的融合多業(yè)務需求，NGN的智能不僅僅體現(xiàn)在網絡內部，同時也需要體現(xiàn)在終端上。針對因特網上的計算機和能更好利用頻譜資源的無線設備的出現(xiàn)就是很好的例證。

現(xiàn)代通信

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