下一代網絡（NGN）標準進展

石友康 2002/07/10

下一代網絡(NGN)是目前運營商和設備廠商都在討論的熱點技術，國內外許多網絡運營商也都在探討，并正在（或考慮）建試驗網進行更深入的研究。本文主要介紹了NGN的特點、體系結構、以及有關NGN的標準進展等。

一．下一代網絡（NGN）的特點

由于IP技術的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)電信網絡將逐步成為分組骨干網的邊緣部分，與時同時，為了支持新的多媒體商業(yè)應用，傳統(tǒng)電信網絡將越來越開放，并引入許多新的功能和物理部件。因此，有必要開發(fā)新的網絡結構來反映這種新的網絡環(huán)境，這種網絡結構就是下一代網絡（NGN）的基本框架。

NGN是一個廣義的概念， 它包含了正在發(fā)生的網絡構建方式的多種變革。一般而言，下一代網絡是可以提供包括話音、數據和多媒體等各種業(yè)務在內的綜合開放的網絡構架，有以下三大特征：

一是下一代網絡（NGN）的網絡結構對話音和數據采用基于分組的傳輸模式，采用統(tǒng)一的協議。它把傳統(tǒng)的交換機的功能模塊分離成為獨立的網絡部件，它們通過標準的開放接口進行互聯，部件化使得原有的電信網絡逐步走向開放，運營商可以根據業(yè)務的需要，自由組合各部分的功能產品來組建新網絡。部件間協議接口的標準化可以實現各種異構網的互通。

二是NGN也是業(yè)務獨立于網絡的網絡，通過業(yè)務與呼叫控制分離以及呼叫控制與承載分離實現相對獨立的業(yè)務體系，允許業(yè)務和網絡分別提供和獨立發(fā)展，提供靈活有效的業(yè)務創(chuàng)建、業(yè)務應用和業(yè)務管理功能，支持不同帶寬的、實時的或非實時的各種媒體業(yè)務使用，使得業(yè)務和應用的提供有較大的靈活性，從而滿足用戶不斷發(fā)展更新的業(yè)務需求，也使得網絡具有可持續(xù)發(fā)展的能力和競爭力。

三是NGN通過網關設備實現與現有網絡， 例如PSTN、ISDN和GSM等的互通， 同時NGN也支持現有終端和IP智能終端， 包括模擬電話、傳真機、ISDN終端、移動電話、GPRS終端、SIP終端、 H248終端、MGCP終端、通過PC的以太網電話、線纜調制解調器等。

二．下一代網絡（NGN）網絡結構

電信網絡從承載單一業(yè)務的獨立網絡向承載多種業(yè)務的統(tǒng)一的下一代網絡的演進正成為不爭的事實，運營商必須設法改變其現有網絡的設計，以適應迅速增長的數據通信業(yè)務。這種改變的核心是利用分布式的體系結構，將語音和數據匯聚在同一個無縫網絡中，通過將接入、呼叫控制和電信應用程序分離的三層結構，使運營商利用現有網絡提供更靈活的適應性和更強的管理能力，這種網絡結構就是下一代網絡（NGN）的基本框架。

與目前的IP長途電話類似，當前NGN核心技術仍然是分組話音及其控制信令，但NGN旨在真正將語音融合到數據網絡中，在數據網絡的統(tǒng)一平臺上構筑電信級的話音大網，與以節(jié)省長途費用為主要目的的IP電話有本質區(qū)別。NGN的一個核心思想是媒體與業(yè)務分離、媒體與控制分離，從而使媒體層的設備不需要知道業(yè)務邏輯和控制智能，以降低媒體層設備的成本，并使網絡具備可擴展性和快速部署新業(yè)務的能力。

下一代網絡在功能上可分為如下四層：
（1） 接入和傳輸層：將用戶連接至網絡，集中用戶業(yè)務將它們傳遞至目的地，包括各種接入手段。
（2）媒體層：將信息格式轉換成為能夠在網絡上傳遞的信息格式。例如：將話音信號分割成ATM信元或IP包。此外，媒體層可以將信息選路至目的地。
（3）控制層：提供呼叫控制和連接控制功能，實現各種信令協議的互通和轉換。
（4）網絡服務層：提供增值業(yè)務邏輯、業(yè)務開發(fā)平臺和第三方可編程接口。
每個平面均包含多個網絡元素，主要有軟交換、信令網關、媒體網關、應用服務器、媒體資源服務器以及智能終端等。

三．國際NGN研究進展

NGN是目前運營商和設備廠商都在討論的熱點技術，也是國外許多標準化組織和論壇包括ITU-T的第11和16工作組， IETF的IP Telephony工作組、信令傳輸工作組(Sigtran)、媒體網關控制工作組(Megaco)，ETSI 的Tiphon，國際軟交換協會(ISC)，3GPP，3GPP2，MPLS論壇，ATM論壇，DVB，DSL論壇，PARLAY等的研究工作重點。ITU-T認為NGN是全球基礎設施GII的具體實現，NGN代表了網絡融合的發(fā)展趨勢，其實現方式是多種多樣的，網絡互通和業(yè)務互通是NGN研究的關鍵內容，NGN的體系架構將是層次化的，其控制和管理之間的界面日益模糊，在技術上將解決現有網絡存在的問題。NGN是全球基礎設施GII的具體實現，ITU-T 第13研究組將開始準備和組織NGN標準化項目的實施，2002年11月將完成項目的定義階段。2004年全面定義有關NGN的內涵、相關的網絡體系模型和實施導則。

ITU-T和ETSI認為， 有關NGN應研究以下關鍵的技術領域：

（1）體系結構和協議：研究確定NGN網絡體系和參考模型；研究NGN的協議分層體系， 以體現NGN業(yè)務和網絡分離的特性；研究基于GMPLS的控制和協議體系；研究光VPN的體系結構和協議；考慮使用通用的參考模型來標識運營商內或運營商間支持NGN所需要的通信流程；定義與傳統(tǒng)終端所需要的互通功能；定義BICC協議用于中繼層面；確定跨越異構網絡如何支持端到端業(yè)務、呼叫控制和用戶移動性。根據終端軟件升級機制和版本協商等因數定義NGN類終端的功能。

（2）網絡控制和端到端的QoS：研究和定義QoS業(yè)務量工程要求；研究基于GMPLS/以太網傳送的OAM和鏈路控制協議；完成用于話音的端到端QoS等級，研究用于端到端多媒體業(yè)務QoS的等級要求及其各自媒體組件的QoS等級要求；研究如何使用網絡低層的QoS機制獲得高層QoS；研究運營商間網絡低層QoS控制機制；研究QoS的端用戶規(guī)則；研究傳輸網規(guī)模對QoS的影響和接入網上傳輸呼叫對QoS的影響等。

（3）業(yè)務平臺：定義包括API和代理因素的業(yè)務要求和業(yè)務控制體系；完善跨越多網絡的業(yè)務互聯和用戶漫游所需要的業(yè)務支撐和提供機制；開發(fā)支持用戶控制和客戶化業(yè)務的機制，研究用戶移動性的業(yè)務平臺的影響等。

（4）網絡管理：實現NGN網絡的一個重要條件是必須有一個適當的網絡管理解決方案，由于NGN是基于開放式接口并且允許不同種類的業(yè)務進入一個網絡，網絡管理必須在多廠商和多業(yè)務的環(huán)境下進行，因此有必要定義適用于NGN要求的基本網絡管理業(yè)務和接口（故障管理、性能管理、用戶管理、計費管理、業(yè)務量和路由管理等）；研究光網絡的FCAPS（故障、配置、計費、性能、業(yè)務）模型；完善和增強核心網絡管理的體系等。

（5）網絡安全：NGN網絡的一個特點是開放式接口增多，安全性方面的風險也相應增大，因此有必要開發(fā)NGN的安全性體系和操作安全性導則；開發(fā)NGN所需的特定安全性協議，API和工具， 例如加密、信息摘要和數字簽名等。

（6）其它問題 ：研究會晤和呼叫管理（包括用于計費、統(tǒng)計和故障監(jiān)視的可靠的事件記錄等），研究支持緊急呼叫業(yè)務和優(yōu)先服務的機制， 研究NGN網絡的編址等。

四．我國有關NGN標準研究情況

NGN技術實現了業(yè)務的融合，吸取了IP、ATM、IN和TDM等眾家之長，形成分層的全開放的體系架構，是一個革命性的突破, 結合新一代通信業(yè)務支撐網絡技術的標準研究，將為我國通信產業(yè)的發(fā)展提供強有力的支持。我國網絡與交換標準研究組和IP研究組于2000年開始制定NGN網絡的相關標準。

（1） 在NGN框架體系研究方面

已開始研究NGN框架體系，內容包括確定NGN網絡體系和參考模型、NGN的協議分層體系、NGN組網技術、協議兼容性、NGN業(yè)務模型、NGN QoS、NGN綜合網管、NGN網絡的編址、網絡互通和業(yè)務互通、NGN網絡安全要求等。

（2） 在組網設備方面

已經完成以下設備的標準制訂：

-軟交換設備總體技術要求；
-ATM中繼媒體網關技術規(guī)范；
-IP中繼媒體網關技術規(guī)范；
-綜合接入媒體網關技術規(guī)范；
-媒體網關控制器技術規(guī)范；
-信令網關設備技術規(guī)范；
-ATM交換機技術規(guī)范；
-高端路由器設備技術規(guī)范；
-高端路由器設備測試規(guī)范等。

目前正在進行以下設備標準的制訂：

-支持多媒體業(yè)務的MG技術規(guī)范；
-支持移動業(yè)務的MG技術規(guī)范；
-軟交換設備總體技術要求（修訂版）（支持多媒體和移動業(yè)務）；
-基于軟交換的應用服務器接口技術要求；
-基于軟交換的綜合接入設備(IAD)技術要求；
-基于軟交換的媒體服務器(Media Server)技術要求；
-ATM交換測試規(guī)范；
-IP智能終端技術要求；
-軟交換設備測試規(guī)范；
-ATM中繼媒體網關測試規(guī)范；
-IP中繼媒體網關測試規(guī)范；
-綜合接入媒體網關測試規(guī)范；
-媒體網關控制器測試規(guī)范；
-信令網關設備測試規(guī)范；
-IP智能終端測試方法；
-支持多媒體和移動業(yè)務的軟交換設備測試方法等。

（3） 在組網協議方面

已經完成以下協議的標準制訂：

-H248協議技術要求；
-BICC協議技術規(guī)范；
-SCTP協議技術規(guī)范；
-M3UA協議技術規(guī)范；
-M2UA協議技術規(guī)范；
-M2PA協議技術規(guī)范；
-IUA協議技術要求；
-V5UA協議技術要求；
-MPLS協議總技術要求等。

目前正在進行以下協議標準的制訂：

-MGCP協議技術規(guī)范；
-SIP與H323協議互通技術要求；
-PARLAY協議技術要求；
-H248協議測試方法；
-MGCP協議測試規(guī)范；
-BICC協議測試規(guī)范；
-SCTP協議測試規(guī)范；
-M3UA協議測試規(guī)范；
-M2UA協議測試規(guī)范；
-M2PA協議測試規(guī)范；
-IP VPN技術規(guī)范；
-IP VPN 測試規(guī)范；
-IP Sec技術規(guī)范；
-IP Sec測試方法。

（4） 在IP v6方面

目前正在進行以下標準的制訂：

-IP v6網絡總體技術要求；
-IP v6 技術要求- IP v6 ；
-IP v6 技術要求-網絡與地址結構；
-IP v6 技術要求-OSPF協議；
-IP v6 技術要求-BGP協議；
-IP v6 技術要求-支持計算機移動部分等。

五． 結束語
目前雖然不少廠家推出了NGN的解決方案，國內外各運營商也在積極進行相關的試驗，但新技術的應用需要相當長的時間來完善。目前NGN從信令系統(tǒng)到體系結構都還需要逐步完善和成熟，API相應的產品仍在探索之中，但積極試驗和發(fā)展NGN已成為目前電信界考慮的重大戰(zhàn)略性趨勢。

通信世界