下一代网络

概念

　　在计算机网络中，“这一代”网络是以IPv4为基础的互联网，下一代网络是以高带宽以及IPv6为基础的NGI（下一代互联网）。在传输网络中，“这一代”网络是以TDM为基础，以SDH以及WDM为代表的传输网络，下一代网络是以ASON（自动交换光网络）以及GFP（通用帧协议）为基础的网络。在移动通信网络中，“这一代”网络是以GSM为代表的网络，下一代网络是以3G（主要是WCDMA和CDMA2000）为代表的网络。在电话网中，“这一代”网络是以TDM时隙交换为基础的程控交换机组成的电话网络，下一代网络是指以分组交换和软交换为基础的电话网络。 从业务开展角度来看，“这一代”网络主要开展基于话音、文字或图像的单一媒体业务，下一代网络应当开展基于视频、音频和文字图像的混合多媒体业务。从电信网络层以下所采用的核心技术来看，“这一代”网络是以TDM电路交换为基础的网络，下一代网络在网络层以下将以分组交换为基础构建。

　　总体来说，我们认为广义上的下一代网络是指以软交换为代表，IMS为核心框架，能够为公众灵活提供大规模视讯话音数据等多种通信业务，以分组交换为业务统一承载平台，传输层适应数据业务特征及带宽需求，与通信运营商相关，可运营、维护、管理的通信网络。

主要特征

　　NGN的主要特点是能够为公众灵活、大规模地提供以视讯业务为代表，包含话音业务、互联网业务在内的各种丰富业务。当前所谓的电信网是为电话业务设计的，实质上是为电话网服务的。要适应NGN多业务、灵活开展业务的特征，必须要有新的网络结构来支持。一般来说，NGN主要有如下特征。

　　1．NGN是业务独立于承载的网络 传统电话网的业务网就是承载网，结果就是新业务很难开展。NGN允许业务和网络分别提供和独立发展，提供灵活有效的业务创建、业务应用和业务管理功能，支持不同带宽的、实时的或非实时的各种多媒体业务使用，使业务和应用的提供有较大的灵活性，从而满足用户不断增长的对新业务的需求，也使得网络具有可持续发展的能力和竞争力。

　　2．NGN采用分组交换作为统一的业务承载方式 传统的电话网采用电路（时隙）方式承载话音，虽然能有效传输话音，但是不能有效承载数据。NGN的网络结构对话音和数据采用基于分组的传输模式，采用统一的协议。NGN把传统的交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，它们通过标准的开放接口进行互联，使原有的电信网络逐步走向开放，运营商可以根据业务的需要，自由组合各部分的功能产品来组建新网络。部件间协议接口的标准化可以实现各种异构网的互通。

　　3．NGN能够与现有网络如PSTN、ISDN和GSM等互通

　　现有电信网规模庞大，NGN可以通过网关等设备与现有网络互联互通，保护现有投资。同时NGN也支持现有终端和IP智能终端，包括模拟电话、传真机、ISDN终端、移动电话、GPRS终端、SIP终端、H248终端、MGCP终端、通过PC的以太网电话、线缆调制解调器等。

　　4．NGN是安全的、支持服务质量的网络

　　传统的电话网基于时隙交换，为每一对用户都准备了双向64kbit/s的虚电路，传输网络提供的都是点对点专线，很少出现服务质量问题。NGN基于分组交换组建，则必须考虑安全以及服务质量问题。当前采用IPv4协议的互联网只提供尽力而为的服务，NGN要提供包括视频在内的多种服务则必须保证一定程度的安全和服务质量。

　　5．NGN是提供多媒体流媒体业务的多业务网络

　　当前电信网业务主要关注话音业务。数据业务虽然已超过话音，但是在盈利方面还有待提高。大规模并发流媒体以及互动多媒体业务是当前宽带业务的代表，因此仍然以话音和传统互联网数据业务为主的NGN是没有意义的。NGN必须在服务质量以及安全等保障下提供多媒体流媒体业务。

发展策略

　　1、网络建设模式

　　从目前网络向NGN网络的过度，可采用分布建设策略。

　　SoftSwitch是一种发展中的新技术，从标准到体系结构都在发展中逐步成熟。国际上已有运营商使用SoftSwitch技术和体系结构建设端到端电话网，国内运营商在2002年也开始进行NGN技术实验，预测2002下半年将开始小规模商用试验网建设。

　　大部分运营商在NGN的发展策略上采取了分步建设方式，降低网络风险，积累网络运营经验。

　　建设初期先建立一个小规模商用实验网，采用单域组网结构，总容量在5-10万端口左右。使用少量软交换设备和分布式网关在全网或部分地区开展小规模实验运营，进行网络业务验证，积累网络运营经验。软交换设备对各城市进行逻辑划分成不同的域，支持所有城市的终端接入，域内IP电话的网内呼叫，由交换机完成呼叫处理，在网内完成一次呼叫的建立、通话、拆线全过程。当需要与PSTN实现互通时，则每个城市的有关中继网关必须与本地PSTN网互联。

　　第二步在商用实验网的基础上，采用分域处理话务呼叫控制方法，将全国分成多个域，每个域内设立软交换设备和分布式网关，分地域全网开展规模运营，每个区域有一套或多套软交换设备提供网络业务，负责维护域内路由数据。

　　第三步在前两个阶段网络运营取得成功的基础上，结合软交换技术，充分利用运营商网络资源，实现基于软交换技术的NGN网络规模建设，最终形成NGN网络。

　　2、网络互通方式

　　在NGN的建设过程中，实现与原有网络的互通方式包括：

　　（1）NGN与PSTN/ISDN/GSM/CDMA的互通

　　NGN与PSTN电路交换网以及与核心网为电路交换的移动通信网（GSM、CDMA）的互通，均可通过中继网关TMG完成。

　　（2）NGN与七号信令网的互通

　　NGN与七号信令网的互通通过信令网关SG完成。

　　（3）软交换网络与现有智能网的互通

　　当软交换网络内的用户使用智能网业务时，如卡号业务，必须实现与智能网的互通，关键在于卡号数据；而对于800号业务，则必须实现PSTN/ISDN用户与软交换网络用户统一使用。

　　实现方式有两种：一种是通过TMG中继媒体网关与PSTN进行话路互通，在PSTN接入智能网，对软交换系统没有要求；另一种是软交换设备直接接入智能网，这种方式对软交换系统提出较高要求，但在网络资源占用、时延等方面具有优势。

　　3、NGN网络建设中需要关注的问题

　　NGN是一种全新的网络，其建设必须关注以下环节。

　　NGN属于开放式标准网络，依赖于统一实用的标准、规范来指导产品的开发与运营，充分发挥开放网络的优势。基于软交换技术的NGN网络必须实现多运营商NGN网络之间的互通，实现与现有网络之间的互通，并在此基础上实现跨网跨运营商的互通。因此，网络的互联互通需要相互协商和统一考虑。

　　作为分组网面临的一些技术问题：如IP地址分配、分组话音QoS全程保证、网络安全等，都必须逐一解决。此外，NGN网络与现有网络的运营模式也有很大区别，这一点非常重要。

　　4发展展望据Ovum公司预测，全球最终用户在电信和信息服务方面的开支将从2000年占GDP 3%增长到2011年的7%。按市场价值计，十年内将从每年1万亿美元增长到每年3万亿美元。在这一总体市场下，由最终用户带给下一代网运营商的收入在2010年将增加到9000亿美元，是固定网总收入的一半。从2004年开始，下一代网络的收入趋势开始逐渐明朗。

　　国外多家运营商已经进行了NGN网络试运营，国内运营商也正在积极进行NGN网络实验。随着产品、技术、标准和网络运营的不断成熟，相信在不久的将来，NGN必然会成为网络建设的主流。

NGN发展中存在的问题

　　网络安全

　　NGN网络的一个特点是开放性端口增多，导致其安全性下降。 　　NGN网络的安全问题主要包括网络安全和用户数据安全两个方面。网络安全是指交换网络本身的安全，即交换网络中的网关、交换机、服务器不会受到非法攻击。需要在IP网上采用合适的安全策略，以保证交换网的网络安全。用户数据安全是指用户的账户信息和通信信息的安全，即不会被非法的第三方窃取和监听。则要求有相应的安全认证策略保证用户账户信息的安全，同时无论是用户的账户信息还是用户的通信信息的安全均需要IP网的安全策略作为保证。

　　承载网的QoS

　　IP、ATM都是可供选择的技术，其中ATM的QoS问题解决得比较彻底，对实时性较高的业务会比较有利。但是，它由于是面向连接的技术，信令比较复杂，另外，ATM的问题很多并没有解决。因此，未来的承载网采用IP的可能性极大。但是，IP网本身亦有许多问题需要解决，如服务质量QoS如何保证?目前的分组数据网是为传送非实时、突发性数据业务而设计的，能否为下一代网络所承载的话音及视频等实时业务提供所需的QoS服务保证，是下一代网络发展所面临的主要问题。

　　网络互联互通

　　随着NGN技术本身在不断发展，协议本身也需要根据业务需求不断完善和补充。个厂家采用的协议不行同，而设备要在今后几年实现互联互通，这是关键问题。互联互通至少包括3个方面的内容：水平互通、垂直互通以及信令网间的互通。 　　目前，软交换技术没有一个国际统一的标准组织，协议主要参照ITU-T和IETF定义的协议，但是针对实际的应用，很多国家和运营商都在技术规范上做了补充定义。我国通信标准化协会网络与交换技术委员会从2001年起开始制定软交换系统相关规范及标准，主要包括设备规范、协议规范、接口规范和业务相关规范等，共完成相关规范59个。 　　与软交换相比，IMS标准化和开放性程度相对高，国际上多个机构和组织都在进行相关标准的研究和定义。从标准的成熟程度来看，移动应用标准比较成熟。目前3GPPR6认为是移动网可以用的标准。3GPPR7标准从2005年3月启动，在引入新业务，如CSI、VCC、E2EQoS、PCC、IMS拓展到固网领域等方面开展更深入的研究。

　　业务开发

　　NGN的业务层是对网络运营商、ISP、ICP、ASP和用户完全开放的，他们都可以在NGN的业务层上创建业务、经营业务.最典型的是IP电话,网络运营商提供电话到电话的IP电话服务,ISP、ICP、甚至用户可以开展PC到PC的IP电话服务，能够快速、灵活地提供丰富的业务，这是NGN的一个优势，但目前厂家能够提供的业务多集中为基本语音业务及补充业务、智能网业务、PINT业务、多媒体终端之间的同步浏览、统一消息、多媒体会议等，究竟什么业务才是运营商真正带来收益的业务，目前并未出现特别值得提出的业务。

　　网络管理

　　网络资源有限，即使到了NGN时代也如此。要使NGN有序、有效地发挥作用，管理是十分重要的方面。NGN的网络管理有两个内容：网络资源的管理和用户的管理。网络资源管理同现在的电信网的网管功能基本相同，具有五大管理功能，性能、配置、故障、安全、计费。它也是采用网元管理、网络管理和业务管理的分层管理模型。其中NGN的网络的安全管理、NGN中端到端的QoS管理、四级网络和众多运营商网络的协调管理都是NGN的网络资源管理的重大课题。