NGN技術

ngn（nextgenerationnetwork）即為下一代網路，它是一種全新的電信網路體系架構,它融合了ip技術和多媒體通信技術，提出了分組、分層、開放的概念，從面向管理的傳統電信網路轉變成面向客戶、面向業務的新一代網路。

基本介紹

• 中文名：下一代網路
• 外文名：nextgenerationnetwork

ngn的網路架構

ngn將傳統交換機的功能模組分離成為獨立的網路部件，各個部件可以按相應的功能劃分各自獨立發展；部件間的協定接口基於相應的標準。其網路構架如圖所示：
圖：ngn的網路構架 　（1）從網路結構橫向分層的觀點來看， ngn主要可分為邊緣接入和核心網路兩大部分： 　a)邊緣接入：由各種寬窄帶接入設備、各種類型的接入伺服器、邊緣交換機/路由器和各種網路互通設備構成。 　b)核心網路：由基於dwdm光傳送網連線骨幹atm交換機和/或骨幹ip路由器構成。 　(2)網路功能縱向分層的觀點來看， 根據不同的功能可將網路分解成以下4個功能層面： 　a)業務和套用層：處理業務邏輯，其功能包括in（智慧型網）業務邏輯、aaa（認證、鑒權、計費）和地址解析，且通過使用基於標準的協定和api來發展業務套用。 　b)控制層：負責呼叫邏輯，處理呼叫請求，並指示傳送層建立合適的承載連線。 控制層的核心設備是軟交換，軟交換需要支持眾多的協定接口，以實現與不同類型網路的互通。 　c)傳送層：指ngn的承載網路。負責建立和管理承載連線，並對這些連線進行交換和路由，用以回響控制層的控制命令，可以是ip網或atm網。 　d)邊緣接入層：由各類媒體網關和綜合接入設備（iad）組成，通過各種接入手段將各類用戶連線至網路，並將信息格式轉換成為能夠在分組網路上傳遞的信息格式。

支撐ngn的主要技術

ngn需要得到許多新技術的支持，雖然itu-t要等到2004年才會做一個清晰的規定，但目前為大多數人所接受的ngn相關技術是：採用軟交換技術實現端到端業務的交換；採用ip技術承載各種業務，實現三網融合；採用ipv6技術解決地址問題，提高網路整體吞吐量；採用mpls（多協定標籤交換）實現ip層和多種鏈路層協定（atm/fr、ppp、乙太網，或sdh、光波）的結合；採用otn（光傳輸網）和光交換網路解決傳輸和高頻寬交換問題；採用寬頻接入手段解決"最後一公里"的用戶接入問題。因此，可以預見實現ngn的關鍵技術是軟交換技術、高速路由/交換技術、大容量光傳送技術和寬頻接入技術。其中軟交換技術是ngn的核心技術。 　1．軟交換（softswitch）技術 　作為ngn的核心技術，軟交換是一種基於軟體的分散式交換和控制平台。軟交換的概念基於新的網路功能模型分層（分為接入層、媒體/傳送層、控制層與網路業務層四層）概念，從而對各種功能作不同程度的集成，把它們分離開來，通過各種接口協定，使業務提供者可以非常靈活地將業務傳送和控制協定結合起來，實現業務融合和業務轉移，非常適用於不同網路並存互通的需要，也適用於從話音網向多業務/多媒體網的演進。 　2．高速路由/交換技術 　高速路由器處於ngn的傳送層，實現高速多媒體數據流的路由和交換，是ngn的交通樞紐。 　ngn的發展方向處理大容量、高頻寬的傳輸/路由/交換以外，還必須提供大大由於目前ip網路的qos。ipv6和mpls提供了這個可能性。 　作為網路協定，ngn將基於ipv6。ipv6相對於ipv4的主要優勢是：擴大了地址空間，提高了網路的整體吞吐量，服務質量得到很大改善，安全性有了更好的保證，支持即插即用和移動性，更好地實現了多播功能。 　mpls是一種將網路第三層的ip選路/定址與網路第二層的高速數據交換相結合的新技術。它集電路交換和現有選路方式的優勢，能夠解決當前網路中存在的很多問題，尤其是qos和安全性問題。 　3．大容量光傳送技術 　光纖傳輸：ngn需要更高的速率，更大的容量。但到目前為止，能夠看到的，並能實現的最理想的傳送媒介仍然是光。因為只有利用光譜才能帶來充裕的頻寬。光纖高速傳輸技術現正沿著擴大單一波長傳輸容量、超長距離傳輸和密集波分復用(dwdm)系統3個方向在發展。 　光交換與智慧型光網：只有高速傳輸是不夠的，ngn需要更加靈活、更加有效的光傳送網。組網技術現正從具有分插復用和交叉連線功能的光聯網向利用光交換機構成的智慧型光網發展，即從環形網向網狀網發展，從光-電-光交換向全光交換髮展。智慧型光網能在容量靈活性、成本有效性、網路可擴展性、業務提供靈活性、用戶自助性、覆蓋性和可靠性等方面，比點到點傳輸系統和光聯網具有更多的優越性。 　4．寬頻接入技術 　ngn必須有寬頻接入技術的支持，因為只有接入網的頻寬瓶頸被打開，各種寬頻服務與套用才能開展起來，網路容量的潛力才能真正發揮。這方面的技術五花八門，其中主要技術有高速數字用戶線(vdsl)，基於乙太網無源光網(epon)的光纖到家(ftth)，自由空間光系統(fso)、無線區域網路(wlan)。

ngn的技術優勢

ngn的目的是為了改革現有電信網和信息產業的基礎設施，以支持更廣泛的業務。ngn不僅代表通信業務融合的潮流，也代表了通信網路的發展正在由技術驅動轉向業務驅動的趨勢。一般認為，ngn具備下列技術優勢： 　1．開放的、分層的網路構架體系 　ngn強調網路的開放性，其原則包括網路架構、網路設備、網路信令和協定。開放式網路架構能讓眾多的運營商、製造商和服務提供商方便地進入市場參與競爭，易於生成和運行各種服務，而網路信令和協定的標準化可以實現各種異構網的互通。ngn的分層組網特點，使得運營商幾乎不用考慮到過多的網路規劃，僅需根據業務的發展情況，來考慮各接入節點的部署。在組大網方面，無論是容量、維護的方便程度，以及組網效率，ngn同pstn相比也有明顯的優勢。 　2．業務與呼叫控制分離、呼叫控制與承載相分離 　ngn是業務獨立於網路的網路，通過業務與呼叫控制分離以及呼叫控制與承載分離實現真正的"業務獨立於網路"，允許業務和網路獨立發展，使得業務供應商和用戶能夠靈活有效的生成或更新業務，也使得網路具有可持續發展的能力和競爭力。 　3．支持各種業務和用戶無拘束的接入 　ngn是一個基於分組傳送的網路，能夠承載話音、多媒體、數據和視象等所有比特流的多業務網，並能通過各種各樣的傳送特性(實時與非實時、由低到高的數據速率、不同的qos、點到點/多播/廣播/會話/會議等等) 滿足多樣化、個性化業務需求，使服務質量得到保證，令用戶滿意。運營商可以推出新的盈利模式，實現按質論價、優質優價。普通用戶可通過智慧型分組話音終端、多媒體終端接入，通過接入媒體網關、綜合接入設備（iad）來滿足用戶的語音、數據和視頻業務的共存需求。 　4．可與現有網路互通； 　ngn是具有後向兼容性、允許平滑演進的網路，通過接入媒體網關、中繼媒體網關和信令網關等，可實現與pstn、plmn、in、internet等網路的互通，從而充分挖掘現有網路設施潛力和保護已有投資。 　5．支持移動性 　行動電話的大發展充分表明人類對移動性的旺盛需求，電話服務需要移動性，網際網路服務同樣需要移動性。ngn的分層組網特點和部件化有利於支持普遍的移動性和漫遊性。因此，在ngn體系中，可以提前預鋪3g核心網，從而贏得競爭優勢。 　6．電信級的硬體平台 　ngn的業務處理部分運行於通用的電信級的硬體平台上，運營商可以通過選購性能優越的硬體平台，來提高處理能力。同樣，在這個平台上，摩爾定律所帶來的處理性能的持續增長，也將使整個通信產業獲益。

ngn的套用情況

1．國際ngn套用情況 　迄今為止，全球範圍內已經有多家電信運營商積極開展了在ngn方面的試驗和商用部署。在ngn網路的試驗和商用部署方面，國外的運營商起步比較早。真正意義上的下一代網路部署始於1999年5月，英國的bt利用北電網路的succession解決方案，在西班牙建立了第一個大規模的、基於分散式下一代網路結構的電信級第二大長途網，並投入商業運營，正式揭開了電信界向下一代網路演進的序幕。目前，bt西班牙已經擁有將近2000個大型企業、67000各種小企業，15000個居民用戶以及大約90萬個通過其它運營商pstn網路間接介入的客戶群。以下是一些主要的套用情況： 　(1) 北電網路的succession產品，包括軟交換機及網關，在有線、本地、長途及無線這四個運營商ngn市場套用領域均贏得了大量客戶。 　(2) 美國sprint選擇了基於atm承載網建設軟交換； 　(3) 美國bell atlantic、level3、lgg，巴西telefonica等進行了軟交換試驗； 　(4) 英國電信1998年開始將原有的近200個長途、匯接交換機最佳化為67個大容量的基於atm的ngs，處理能力達500萬bhca。在本地網層面，準備開展有關軟交換的試驗； 　(5) 德國電信：計畫2002年在國際網路進行軟交換試驗； 　(6) 比利時電信：目前引入軟交換不成熟，在2004年比較適當； 　(7) 香港電信，韓國電信等正在考慮基於atm網路建設軟交換。 　2．國內ngn套用情況 　隨著技術和產品的成熟，ngn在我國也受到越來越多的關注，中國的各大電信運營商都開始進行相關的試驗或組網。其中，中國網通從2001年2月開始試驗，2001年底在北京、杭州、廣州、寧波等地建設商用試驗網，目前已經準備對現有的ngn網路進行擴容，以擴大自己的話音市場份額；中國鐵通於2002年3月開始其軟交換商用試驗網建設工作，目前已開始試運營；中國電信也於2002年初開始在廣州、深圳、上海、杭州四城市進行ngn試驗。

ngn發展中存在的問題

1、網路安全 　ngn網路的一個特點是開放性連線埠增多，導致其安全性下降。 　ngn網路的安全問題主要包括網路安全和用戶數據安全兩個方面。網路安全是指交換網路本身的安全，即交換網路中的網關、交換機、伺服器不會受到非法攻擊。需要在ip網上採用合適的安全策略，以保證交換網的網路安全。用戶數據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網的安全策略作為保證。 　2、承載網的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，對實時性較高的業務會比較有利。但是，它由於是面向連線的技術，信令比較複雜，另外，atm的問題很多並沒有解決。因此，未來的承載網採用ip的可能性極大。但是，ip網本身亦有許多問題需要解決，如服務質量qos如何保證?目前的分組數據網是為傳送非實時、突發性數據業務而設計的，能否為下一代網路所承載的話音及視頻等實時業務提供所需的qos服務保證，是下一代網路發展所面臨的主要問題。 　3、網路互聯互通 　隨著ngn技術本身在不斷發展，協定本身也需要根據業務需求不斷完善和補充。個廠家採用的協定不行同，而設備要在今後幾年實現互聯互通，這是關鍵問題。互聯互通至少 　包括3個方面的內容：水平互通、垂直互通以及信令網間的互通。 　.目前，軟交換技術沒有一個國際統一的標準組織，協定主要參照itu-t和ietf定義的協定，但是針對實際的套用，很多國家和運營商都在技術規範上做了補充定義。我國通信標準化協會網路與交換技術委員會從2001年起開始制定軟交換系統相關規範及標準，主要包括設備規範、協定規範、接口規範和業務相關規範等，共完成相關規範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，移動套用標準比較成熟。目前3gppr6認為是移動網可以用的標準。3gppr7標準從2005年3月啟動，在引入新業務，如csi、vcc、e2eqos、pcc、ims拓展到固網領域等方面開展更深入的研究。 　4、業務開發 　ngn的業務層是對網路運營商、isp、icp、asp和用戶完全開放的，他們都可以在ngn的業務層上創建業務、經營業務.最典型的是ip電話,網路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務，這是ngn的一個優勢，但目前廠家能夠提供的業務多集中為基本語音業務及補充業務、智慧型網業務、pint業務、多媒體終端之間的同步瀏覽、統一訊息、多媒體會議等，究竟什麼業務才是運營商真正帶來收益的業務，目前並未出現特別值得提出的業務。 　5、網路管理 　即使到了，網路資源有限，到了ngn時代也如此。要使ngn有序、有效地發揮作用，管理是十分重要的方面。ngn的網路管理有兩個內容：網路資源的管理和用戶的管理。網路資源管理同現在的電信網的網管功能基本相同，具有五大管理功能，性能、配置、故障、安全、計費。它也是採用網元管理、網路管理和業務管理的分層管理模型。其中ngn的網路的安全管理、ngn中端到端的qos管理、四級網路和眾多運營商網路的協調管理都是ngn的網路資源管理的重大課題。

ngn發展的前景展望

1、ngn的目標就是要成為能夠提供多種業務的融合網路。 　融合可以向用戶提供各種形式的業務和一站式的服務，使用戶不管是在固定環境中還是在移動環境中都能享受同樣的服務;融合還給運營商帶來增加收入的機會，減少引進新業務的風險.特別是適合全業務的經營。而ngn的目標就是這樣一個能夠提供多種業務的融合網路。 　融合是大勢所趨，融合將打破產業發展的瓶頸並形成對分業經營行業架構的有力挑戰。從美國電信和有線電視業的發展歷程來看，分業經營持續了26年，直到1996年電信法的實施才最終被打破。從電信業自身看，從當初的1家壟斷到出現3家長途公司、7家本地公司、6家移動公司，外加數千家小公司，由於規模經濟的需要和競爭的壓力，近幾年又出現融合趨勢，逐漸形成3家寡頭壟斷的局面。顯然，在產業融合的大背景下，有效競爭將成為健康電信市場的合理取向和政府監管的現實選擇，融合將有力地推動電信市場化並進一步深化信息產業改革，任何試圖阻擋融合大潮的體制和做法都是不可能持久維繫的。 　2、向以軟交換/ims為核心的下一代交換網演進 　目前，在行業轉型的大背景下，全業務運營成為中國各大運營商考慮得最多的問題，而全業務運營必然要求在網路和業務層面全面實現固定移動融合。從網路發展的趨勢看，固定移動融合嚇mc)是網路發展的目標和方向，fmc首先是業務層的融合，但fmc的最終演進方向必然是網路層的融合。而ims為ngn指明了融合的方向。 　目前，運營商向下一代網路演進的過程中，還存在一些重大挑戰，如在網路層面，如何處理保護原有的網路投資和整個網路演進之間的矛盾，如何使單一融合網路能有效地承載所有業務?在業務層面，如何提供真正對用戶有吸引力的新業務，如何應對網際網路上業務的競爭?這是運營商面臨的最大困難。雖然說ngn可以提供這樣那樣的新業務，但這些業務對用戶是不是適合?是不是能夠給運營商帶來收益?這是問題的關鍵點。所以，很多內容需要繼續探討，繼續發展，但是ngn是大勢所趨，發展前景良好。