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NGN現狀和關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢

2005/12/21

　　NGN具有分層的網(wǎng)絡(luò )結構，層與層之間均采用標準的協(xié)議和接口，業(yè)務(wù)的提供獨立于網(wǎng)絡(luò )與媒體；軟交換控制設備作為統一的業(yè)務(wù)代理和業(yè)務(wù)承載平臺，對業(yè)務(wù)層屏蔽了底層網(wǎng)絡(luò )的復雜性，便于生成復雜的融合業(yè)務(wù)。因此，在提供新業(yè)務(wù)方面極為方便，使得新業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)周期和開(kāi)發(fā)成本均大大降低，從而可以有效增強運營(yíng)商的市場(chǎng)競爭能力。

　　近年來(lái)，世界各國對NGN技術(shù)的研究較為重視，一些本打算暫緩NGN引入的運營(yíng)商面對激烈的市場(chǎng)競爭，紛紛調整計劃以應對技術(shù)演進(jìn)帶來(lái)的市場(chǎng)挑戰。

軟交換技術(shù)趨于成熟

　　軟交換作為向NGN演進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，在經(jīng)過(guò)全球各大運營(yíng)商多年的測試和試商用，其技術(shù)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(guò)軟交換網(wǎng)絡(luò )的構建，將其網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)為基于分組的、可提供多種業(yè)務(wù)的統一平臺，業(yè)務(wù)重點(diǎn)向包括話(huà)音、數據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PSTN的建設。英國電信目前主要在長(cháng)途網(wǎng)采用NGN技術(shù)實(shí)施網(wǎng)絡(luò )的改造，已經(jīng)在西班牙采用VoIP技術(shù)提供長(cháng)途電話(huà)服務(wù)；在英國本土，則部署基于軟交換設備的軟交換網(wǎng)絡(luò )。

　　韓國電信早在2002年就制定了軟交換網(wǎng)絡(luò )發(fā)展計劃，為期5年，分3個(gè)階段實(shí)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(wǎng)絡(luò )，包括軟交換設備、中繼網(wǎng)關(guān)和信令網(wǎng)關(guān)，目前這一階段的工作已初步完成，實(shí)現了基于分組的話(huà)音業(yè)務(wù)，并具備商用能力；第三階段，2005年到2006年，所有業(yè)務(wù)流量均以分組形式傳送。

　　在中國，中國電信經(jīng)過(guò)兩年的測試后，于2004年在廣東電信啟動(dòng)軟交換試商用工程，旨在驗證軟交換在對PSTN的網(wǎng)絡(luò )改造、網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化和新業(yè)務(wù)提供方面的可行性。2004年，中國聯(lián)通正式啟動(dòng)軟交換網(wǎng)絡(luò )的建設，主導建設思路是在全國各地的固定本地網(wǎng)采用軟交換技術(shù)進(jìn)行城域綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)（MISN）建設，規模覆蓋全國23個(gè)省、29個(gè)城市。2004年，中國移動(dòng)全面建成以IP承載的軟交換匯接網(wǎng)，目前正在試商用。中國網(wǎng)通的軟交換網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)覆蓋全國20多個(gè)城市。中國鐵通也進(jìn)行了軟交換商用網(wǎng)的建設，如福建鐵通、河南鐵通和江蘇鐵通等。

移動(dòng)和固定NGN融合是關(guān)注重點(diǎn)

　　隨著(zhù)移動(dòng)3G牌照發(fā)放時(shí)間的日益臨近，運營(yíng)商最為關(guān)注的莫過(guò)于NGN與移動(dòng)3G的融合。

　　從技術(shù)角度看，NGN不是固定網(wǎng)絡(luò )的專(zhuān)利。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )和固定網(wǎng)絡(luò )的最大區別在于接入方式的不同，但不管是固定接入還是移動(dòng)接入，都是NGN多種接入方式的一個(gè)子集。當然，由于接入方式的不同，兩者還是存在很大區別的。比如，移動(dòng)用戶(hù)漫游的特點(diǎn)，使得處于NGN核心控制層的移動(dòng)軟交換，不但要處理呼叫控制，還要完成對用戶(hù)的位置管理、數據庫管理、切換控制等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )所特有的功能。

　　由于在本質(zhì)上，移動(dòng)軟交換和固定軟交換是一樣的，都是業(yè)務(wù)/控制與傳送/接入分離思想的體現，是通過(guò)軟件的方式來(lái)實(shí)現原來(lái)交換機的控制、接續和業(yè)務(wù)處理等功能，各實(shí)體之間通過(guò)標準的協(xié)議進(jìn)行連接和通信，便于更快地實(shí)現各類(lèi)復雜的協(xié)議，更方便地提供新業(yè)務(wù)。因此，從技術(shù)層面來(lái)看，移動(dòng)和固定NGN的融合是可以實(shí)現的。

　　但是，移動(dòng)和固定NGN的融合將會(huì )是一個(gè)非常漫長(cháng)和復雜的過(guò)程，需要在網(wǎng)絡(luò )的4個(gè)層次上進(jìn)行融合，見(jiàn)圖1所示。

核心控制層的融合——統一的軟交換平臺

　　核心控制層功能主要由軟交換（SS）服務(wù)器完成。SS服務(wù)器分為用戶(hù)SS服務(wù)器和匯接SS服務(wù)器。對于匯接SS服務(wù)器，移動(dòng)NGN網(wǎng)絡(luò )和固定NGN網(wǎng)絡(luò )的需求差別很小，可以采用同一個(gè)匯接SS網(wǎng)絡(luò )；對于用戶(hù)SS服務(wù)器，兩者的需求差別比較大，其中移動(dòng)用戶(hù)SS服務(wù)器需要處理移動(dòng)用戶(hù)特有的功能：用戶(hù)的位置管理、數據庫管理和切換控制功能等。因此，對于業(yè)務(wù)控制層的融合可以分兩步走：第一步，合用一個(gè)匯接SS網(wǎng)絡(luò )，而用戶(hù)SS服務(wù)器分開(kāi)，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(hù)SS服務(wù)器實(shí)現融合。

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

業(yè)務(wù)管理層的融合——統一的移動(dòng)/固定業(yè)務(wù)平臺

　　NGN要求網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)和業(yè)務(wù)運營(yíng)相分離，即業(yè)務(wù)提供商獨立于網(wǎng)絡(luò )提供商，這樣，業(yè)務(wù)的提供和使用就可以由各方共同參與，形成一個(gè)由多方構成的開(kāi)放價(jià)值鏈，多方共同獲益。要實(shí)現這一目標，其關(guān)鍵技術(shù)就是采用開(kāi)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(wù)的OSA結構。OSA通過(guò)向業(yè)務(wù)提供商提供一種開(kāi)放的、標準的、統一的網(wǎng)絡(luò )應用編程接口，為移動(dòng)用戶(hù)提供個(gè)性化業(yè)務(wù)，并通過(guò)將業(yè)務(wù)部署和網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)相分離，使第三方業(yè)務(wù)提供商能公平地參與競爭，以實(shí)現多廠(chǎng)商環(huán)境和快速部署新業(yè)務(wù)。

　　由上述可見(jiàn)，固定NGN和移動(dòng)NGN對于業(yè)務(wù)的目標是一致的：借助API接口在應用層實(shí)現業(yè)務(wù)的融合。

　　提供移動(dòng)和固定融合的業(yè)務(wù)，這對于全業(yè)務(wù)運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，是至關(guān)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(wǎng)絡(luò )的融合——統一的IP承載平臺

　　對于傳送網(wǎng)，固定NGN和移動(dòng)NGN的網(wǎng)絡(luò )需求完全一致，都采用IP/ATM骨干網(wǎng)絡(luò )，因此，兩者可共用一個(gè)傳送網(wǎng)絡(luò )。

　　面對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )和固定網(wǎng)絡(luò )日漸融合的業(yè)務(wù)以及更多來(lái)自第三方的業(yè)務(wù)，采用一個(gè)統一的基于IP/ATM的分組核心網(wǎng)作為多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )的基礎，可以大大優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )資源，提高帶寬利用率，進(jìn)而有效地降低運營(yíng)成本，節省運營(yíng)開(kāi)支，提升競爭優(yōu)勢。

接入網(wǎng)絡(luò )的融合——實(shí)現融合NGN的基礎

　　固定NGN接入技術(shù)主要有PSTN、IAD、xDSL、LAN等，移動(dòng)NGN接入技術(shù)主要有GERAN接入、UTRAN接入等，兩者差別較大。另外，移動(dòng)MGW與固定MGW實(shí)現的功能差別也比較大：固定MGW需要處理用戶(hù)線(xiàn)監視等固網(wǎng)特有的一些功能屬性；移動(dòng)MGW需要處理移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )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(dòng)與固定的NGN網(wǎng)絡(luò )采用的承載層編碼方式不同，因此，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )之間的互通需要在接入網(wǎng)關(guān)處進(jìn)行轉換。對于接入網(wǎng)關(guān)的融合，建議分兩步走：第一步，主要實(shí)現兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )的MGW接口直接互通，支持一個(gè)共同的編碼類(lèi)型，例如

　　G.711，以便于接入同一個(gè)傳送網(wǎng)絡(luò )；第二步，實(shí)現MGW的融合。NGN的QoS和網(wǎng)絡(luò )安全是挑戰NGN的QoS和網(wǎng)絡(luò )安全是一個(gè)很大的技術(shù)問(wèn)題。

　　作為一個(gè)電信級的NGN網(wǎng)絡(luò )，必須提供端到端QoS保障，這包括業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò )和設備3個(gè)層面。目前，針對不同的層面，各種各樣的技術(shù)不斷涌現，但是從網(wǎng)絡(luò )的整體來(lái)看，缺乏統一的規劃和統一的協(xié)議。如何將網(wǎng)絡(luò )的多個(gè)層次聯(lián)合起來(lái)考慮，尋找整體的解決方案，要進(jìn)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(wǎng)絡(luò )，當網(wǎng)絡(luò )輕載時(shí)，使用超額帶寬和DiffServ足以滿(mǎn)足要求；當網(wǎng)絡(luò )重載時(shí)，可以物理隔離或邏輯隔離出NGN業(yè)務(wù)網(wǎng)，采用PLSDiffServ、MPLSTE以及MPLSFRR等技術(shù)來(lái)保障骨干網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量。

　　在匯聚層，可以在L2設備上，對接入實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)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(shí)時(shí)業(yè)務(wù)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(hù)限制帶寬。通過(guò)與軟交換控制設備的交互，按用戶(hù)及業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)進(jìn)行帶寬資源的配置，提供差異性服務(wù)。邊緣接入設備如IAD等，需要支持DiffServ模型，對不同業(yè)務(wù)流提供分類(lèi)標識功能，包括二層和三層標識，以便NGN承載網(wǎng)設備根據標識對不同的業(yè)務(wù)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(hù)數目的功能，出口帶寬應大于滿(mǎn)負荷時(shí)的業(yè)務(wù)流量，以保證NGN業(yè)務(wù)的QoS。

　　對于網(wǎng)絡(luò )安全來(lái)說(shuō)，由于NGN業(yè)務(wù)在承載層上與Internet完全隔離，因此，用戶(hù)端設備是網(wǎng)絡(luò )安全的最大隱患，存在著(zhù)利用IAD惡意攻擊運營(yíng)商關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò )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(fǎng)問(wèn)；其次，所有的IAD設備都通過(guò)寬帶網(wǎng)關(guān)接入NGN業(yè)務(wù)網(wǎng)，由寬帶網(wǎng)關(guān)進(jìn)行設備的接入控制和管理。另外，還要實(shí)施用戶(hù)的隔離和可管理性等安全措施，防范常見(jiàn)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(wǎng)絡(luò )控制來(lái)看，舊的電話(huà)網(wǎng)絡(luò )以電路交換為主，其智能設備集中于網(wǎng)絡(luò )內部，NGN則趨向于在網(wǎng)絡(luò )邊緣實(shí)現智能化，賦予了終端用戶(hù)選擇更多通信方式的權利。因此,要滿(mǎn)足用戶(hù)使用豐富多彩的融合多業(yè)務(wù)需求，NGN的智能不僅僅體現在網(wǎng)絡(luò )內部，同時(shí)也需要體現在終端上。針對因特網(wǎng)上的計算機和能更好利用頻譜資源的無(wú)線(xiàn)設備的出現就是很好的例證。

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