NGN技术系列-----------之初识NGN[转帖]

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NGN的概念已经提出多年，业界存在诸多不同的解释。在今年年初国际电联NGN会议上，经过激烈的辩论，NGN的定义终于有了定论：NGN是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和QoS保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立。NGN使用户可以自由接入到不同的业务提供商；NGN支持通用移动性。 NGN是“下一代网络(Next Generation Network)”或“新一代网络(New Generation Network)”的缩写。NGN是以软交换为核心，能够提供话音、视频、数据等多媒体综合业务，采用开放、标准体系结构，能够提供丰富业务的下一代网络。它是电信史一块里程碑，标志着新一代电信网络时代的到来。从发展的角度来看，NGN是从传统的以电路交换为主的PSTN网络中逐渐迈向以分组交换为主，它承载了原有PSTN网络的所有业务，把大量的数据传输卸载到IP网络中以减轻PSTN网络的重荷，又以IP技术的新特性增加和增强了许多新老业务。从这个意义上讲，NGN是基于TDM的PSTN语音网络和基于IP/ATM的分组网络融合的产物，它使得在新一代网络上语音、视频、数据等综合业务成为了可能。目前，对NGN的研究成为热点，在研讨下一代网络体系及技术时，应从业务需求分析和网络装备的情况，研究新一代网络体系架构。

NGN基本特征：
·分组传送
·控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离
·业务提供与网络分离，提供开放接口
·利用各基本的业务组成模块，提供广泛的业务和应用(包括实时、流、非实时和多媒体业务)
·具有端到端QoS和透明的传输能力
·通过开放的接口规范与传统网络实现互通
·具有通用移动性；允许用户自由地接入不同业务提供商
·支持多样标志体系，并能将其解析为IP地址以用于IP网络路由
·同一业务具有统一业务特性
·融合固定与移动业务

NGN的特点主要有以下几个方面：

＊开放性：NGN可以根据所处网络的不同，所提供功能的不同划分为几个模块，每个模块能独立发展，互不干涉，又能有机组合成一个整体；同时这种开放性也表现在各运营商可根据自己的需求来选择市场上的优势产品，而不必担心不同设备间的互连互通上。

＊高效：因为NGN网络能实现业务与呼叫控制的分离，为业务真正的从网络中独立出来，有效的缩短新业务的开发周期提供了良好的条件；而且随着多网互通的实现，许多新兴业务也应运而生。

＊多用户：NGN综合了固定电话网，移动电话网和IP网络的优势，使得模拟用户，数字用户，移动用户，ADSL用户，ISDN用户，IP窄带网络用户，IP宽带网络用户甚至是通过卫星接入的用户都能作为下一代网络中的一员相互通信。

＊多媒体：语音、视频以及其它多媒体流在下一代网络中的实时传输成为了NGN的又一亮点。

＊资源共享：国际互联网的丰富信息资源一直是电信运营商面前的一块肥肉，由于采用了IP技术，NGN的出现使得在呼叫过程中获取国际互联网的资源变得不再是难事。

＊低成本：采用了相对廉价的IP等网络作为中间传输的载体，因而NGN的通信费用将降低，这种优势尤其体现在长途，越洋电话上。


　　NGN的研究范围有那些？

　　NGN具有广泛的内涵，其研究范围相当广泛，主要研究的内容有：新业务及应用；网络传送的基础设施；网络体系架构；IP网络技术；网络融合技术；互通和互操作；新型的控制、管理和运维机制；各网络单元；新的网络协议；网络安全体系和技术；测试技术等。

　　ITU的专家们认为全球信息基础设施GII已经涵盖了现有网络和未来网络的全部内涵，随着业务和技术的发展，应不断加以扩充。ITU领导的GII标准化工作包括PSTN/ISDN、ATM、IP和基于多协议的网络，这些领域的成果对NGN起着重要的作用。

　　NGN有那些特点？

　　NGN可以提供包括话音、数据和多媒体等各种业务综合开放的网络构架。

　　NGN采用开放的网络构架体系，其特点有：将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，各个部件可以按相应的功能划分各自独立发展；部件间的协议接口基于相应的标准。部件化使得原有的电信网络逐步走向开放，运营商可以根据业务需要自由组合各部分的功能产品来组建网络。部件间协议接口的标准化可以实现各种异构网的互通。

　　NGN是业务驱动的网络，其功能特点为：业务与呼叫控制分离；呼叫与承载分离。分离的目标是使业务真正独立于网络，灵活有效的实现业务的提供。业务供应商和用户可以配置和定义相应的业务特征，使得业务和应用的提供有较大的灵活性。

　　NGN如何划分网络层次？
NGN是一个综合性的大网，它结合了现有的各种网络环境和周边的接入设备以及终端产品，从功能的角度上来说我们可以把它划分成四层：网络服务层、控制层、媒体层和传输接入层。：

　　接入和传输层(Access layer)：将用户连接至网络，集中用户业务将它们传递至目的地，包括各种接入手段。
　　媒体传送层(Mediaand transport layer)：将信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格式。例如：将话音信号分割成ATM信元或IP包。此外，媒体层可以将信息选路至目的地。
　　控制层(Control layer)：包含呼叫智能。此层决定用户收到的业务，并能控制低层网络元素对业务流的处理。
　　网络服务层(Network Service layer)：在呼叫建立的基础上提供额外的服务。

　　将现有网络演变成下一代网络并非一日之工，而原有的网络与新网络并存需相当长的时间，所以新网络还需能够和原有网络互通，这就要求新的网络体系能够完成以下功能：采用TDM传输网和SS7信令网互通、与现有的业务(如智能网提供的业务)互通和与现有的PSTN网络体系融合。

NGN网络特点

开放分布式网络结构
采用软交换技术，将传统交换机的功能模块分离为独立网络部件，各部件按相应功能进行划分，独立发展。采用业务与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离技术，实现开放分布式网络结构，使业务独立于网络。通过开放式协议和接口，可灵活、快速地提供业务，个人用户可自己定义业务特征，而不必关心承载业务的网络形式和终端类型。
、高速分组化核心承载
核心承载网采用高速包交换网络，可实现电信网、计算机网和有线电视网三网融合，同时支持语音、数据、视频等业务。
独立的网络控制层
网络控制层即软交换，采用独立开放的计算机平台，将呼叫控制从媒体网关中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能，包括呼叫选路、管理控制和信令互通，使业务提供者可自由结合承载业务与控制协议，提供开放的API接口，从而可使第三方快速、灵活、有效地实现业务提供。
网络互通和网络设备网关化
通过接入媒体网关、中继媒体网关和信令网关等网关，可实现与PSTN、PLMN、IN、Internet等网络的互通，有效地继承原有网络的业务。
多样化接入方式
普通用户可通过智能分组话音终端、多媒体终端接入，通过接入媒体网关、综合接入设备（IAD）来满足用户的语音、数据和视频业务的共存需求。

NGN会涉及到那些关键的技术

　　NGN是一个网络，一提到网络涉及到各个层面，我们说传送层，控制层，业务层，每一个层面都有它相应的技术，大家可能认为是一个新的技术，我们现有的因特网，无论在服务质量还是其他方面都有一定的问题，在下一代的网络中是不是有一个IP网是大家研究的课题，现在大家知道有一个ITV6的技术，会解决一些紧缺的问题。但是现在目前还不是解决很好的问题。在控制方面也一些问题，现在软交换可以提供话音业务，是一个很关键的技术，现在很多人都在研究，在我国也是这样，不管是运营商还是厂家都是在研究这个问题。现在厂家和运营商都提供出一些新的设备。现在希望有一种新的进口的设备，有很多是运营商自己提供的，如果有一种接口可以提供就可以开放市场。

　　现在有很多技术，有很多层面，用的比较多的是IPv6，从软交换来说，根据不同的运营商，投资也是不一样的，对于旧的运营商不一定是一样的，有的可能会贵，可能会有的便宜，根据网络具体的组织情况，覆盖的范围来看的。从产业来讲，应该是对产业来讲是有好处的，从设备制造业和运营业，有NGN的网络的提供会带动制造业和信息产业。

NGN和3G的关系

　　从技术方面讲和网络方面来讲，NGN是包括3G的，整个NGN是从网络方面是支持移动性的，所以现在各个运营商和厂家在探讨，现在有3G的网络，也有NGN的网络，如果核心网可以用一个网络为NGN服务，同时也为3G服务是最好的。为什么现在有两个概念，一个是3G，一个是NGN，大家一说NGN就觉得不包含3G，原来搞数据网的都在谈NGN，搞技术的都再谈3G，从广义上讲应该NGN是包含3G的。

　　另外，从技术上讲，从标准上讲NGN的发展是滞后于3G的，比如国际标准化都是把3G滞后了，分各个阶段，但是NGN的全面的标准，从ITOT这些都是刚刚启动不久，现在做一些框架体系方面，业余需求体系，没有非常完备的技术标准，但是这个运营的角度来讲，我觉得从国外讲，3G有一些是超前NGN的。但是在中国来讲，从我们运营商讲，提供了一些业务，现在就是说2.5G不算，NGN是超前3G了，从全球的角度和我们国家的角度是不一样的。

　　什么是软交换？

　　软交换是NGN的控制功能实体，为NGN提供具有实时性要求的业务呼叫控制和连接控制功能，是NGN呼叫与控制的核心。

　　软交换设备位于控制层，提供多种业务的连接控制、路由、网络资源管理、计费、认证等功能。软交换设备与各种媒体网关、终端、应用服务器及其它软交换设备间采用标准协议相互通信。

　　简单地看，软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，由于不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，因此要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。

　　目前软交换主要完成以下功能：媒体网关接入功能、呼叫控制功能、业务提供功能、互连互通功能（H323和SIP、IN）、支持开放的业务/应用接口功能、认证与授权功能、计费功能、资源控制功能和QoS管理功能、协议和接口功能等。

　　我国软交换的研究进展如何？

　　我国网络与交换标准研究组在1999年下半年就启动了软交换项目的研究， “软交换设备总体技术要求”规范了软交换在网络中的位置，明确了其功能要求、业务要求、操作维护和网管要求、协议和接口要求、计费要求和性能指标，还规定了它与IP电话及智能网的互通要求等。该标准经过近两年的研究，是运营企业、制造企业和科研机构共同协作所取得的成果。软交换系列标准的形成将对指导厂商的设备研发和网络应用起到积极作用，我国关于软交换的研究工作处于世界同步水平。由于标准的研发早于市场的应用，其多项指标仍有待试验的验证和在实践中不断加以完善。此外，网络与交换研究组在积极制定有关信令网关和媒体网关及相关协议的技术规范，立项开始研究网络开放式体系架构及相关设备单元的测试规范。我国电信企业中兴和华为等公司已经研究开发了提供话音业务的软交换系统。

　　我国高科技863计划开始立项有关软交换系统在移动和多媒体应用的研究，该课题以软交换技术为核心，重点研究能够支持多媒体业务和应用于无线系统的软交换体系，采用开放式API的业务及应用支撑环境，以及软交换系统的组网技术。

　　多媒体业务一般由基于包交换的宽带多媒体通信网所承载。由于涉及到图像等因素，在终端、业务、资源等主要方面都比单纯的语音业务要苛刻得多。为了达到在公众电信网中提供实用的多媒体业务，就需要对这些问题认真地加以研究和解决，以实现真正意义上的融合网络。

　　在包交换迅速发展的大趋势下，移动网络也同样面临着向NGN融合和演进的问题。就移动网络而言，其发展方向是分组化、智能化和宽带化的第三代通信网络（3G）。但从更广泛的意义上来说，3G也是NGN的一个组成部分，而且它和其它组成部分间的联系比现在GSM网络与其它网络间的联系要密切得多，软交换技术在其中发挥了重要的粘合作用。

　　移动性包括三类移动性。终端移动性：终端位置移动时仍然能使用其业务；用户移动性：用户可以使用任一终端使用其业务；业务移动性：用户可在任意地点用任意终端使用其业务。

　　下一代业务及应用支撑环境主要包括应用服务器、业务能力服务器、业务生成环境工具和业务管理服务器。应用服务器向用户提供增值业务；业务能力服务器向应用服务器提供网络基本能力；业务生成环境工具用于业务的自动生成以及业务的仿真和测试；业务管理服务器用于对业务和用户数据进行集中式管理。

　　研究软交换环境下的网络融合技术，分层的、全开放的网络体系架构以及基于软交换的组网技术。


NGN的网络发展策略

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。

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。

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。


NGN能提供何种新业务

NGN在原有的PSTN，ISDN，智能网等等业务的基础上又增加了许多自己特有的业务，如下：

＊入口业务：主要是针对用户的终端环境，为其提供监控，协调等功能，并能为用户提供个性化的业务环境。它是VHE的基本功能组成部分。

＊增强型多媒体会话业务：保持多方会话，不会因为有会话方的加入或离开，以及会话方终端的变换而终止会话。

＊可视电话：能建立在移动/固定，移动/移动，固定/固定电话之间的可视呼叫。

＊Click to Dial：能在个人业务环境或Web会话中提供Click to Dial的业务直接对在线用户或服务器发出呼叫。

＊Web会议业务：能通过WEB browser来组织多方的多媒体会议。

＊增强型会话等待：允许用户处理实时的呼叫。

＊语音识别业务：能自动识别语音并相应的作出标准的或事先用户设定的操作。

＊Text—＞Speech—＞Text：支持文本到语音双向转换。

＊基本定位业务：主要用在手机上，提供实际的地理位置

＊个人路由策略：根据不同的时间，系统对照用户的Routing Profile有选择的把入呼叫转移到不同的话机上。

＊VOD：视频点播业务，用户可以根据需要订阅不同的视频流服务。

＊增强型的呼叫功能：因为呼叫类型的增加，参与呼叫用户类型的增加，从而相应的呼叫/会话的转移等业务也得到了相应的加强。同时还增加了会话合并功能，即两个出呼叫或入呼叫可以整合成一个三方会话。

现有电信网络如何演进到NGN

现有电信网络在话音业务方面已经相当成熟。中国电信拥有遍布全国的电路交换网络，在这几十年来，中国电信投入了相当大的资金。如何保护现有资金和保护现有电信业务的收益是电信网络演进至NGN的需要解决的问题。我们认为演进应该分为几个层面。

a）从网络接入层上的演进：宽带接入建设为用户提供宽带的且面向分组的接入，可以为用户提供更加高速的接入方式。现在各地智能小区的建设已经全面展开，意味着面向NGN的演进的开始。

b）从长途网络层面上的演进：利用集成的或独立的中继网关，旁路部分话音话务到IP或ATM网络上，利用SoftSwitch进行路由控制和业务的提供，我们称之为中继旁路的策略。利用这种方式可以减缓现在的电路交换网络的拥塞问题。

c）从Local交换网络层面上的演进：市话局是具有最大部分投资的点，拥有大量的用户机架以及许多Local的电话业务数据，改造将是最为困难的。我们建议利用综合的具有大容量的宽带接入设备取代现有的用户架，以独立的Access Gateway接入到IP网络或ATM网络，升级SoftSwitch和应用服务器以支持Local的电话业务和IN业务。

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