NGN現(xiàn)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(jié)構(gòu)，層與層之間均采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和接口，業(yè)務(wù)的提供獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)與媒體；軟交換控制設(shè)備作為統(tǒng)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(fù)雜性，便于生成復(fù)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)的開發(fā)周期和開發(fā)成本均大大降低，從而可以有效增強(qiáng)運(yùn)營商的市場競爭能力。
近年來，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(yùn)營商面對激烈的市場競爭，紛紛調(diào)整計(jì)劃以應(yīng)對技術(shù)演進(jìn)帶來的市場挑戰(zhàn)。
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)過全球各大運(yùn)營商多年的測試和試商用，其技術(shù)及設(shè)備已趨于成熟，協(xié)議也基本完善。
目前，美國的AT&T正通過軟交換網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)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(tǒng)一平臺，業(yè)務(wù)重點(diǎn)向包括話音、數(shù)據(jù)等多媒體的綜合方向轉(zhuǎn)移。
英國電信決定從2008年起，停止傳統(tǒng)PSTN的建設(shè)。英國電信目前主要在長途網(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)提供長途電話服務(wù)；在英國本土，則部署基于軟交換設(shè)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(jì)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(jī)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(shè)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(xiàn)了基于分組的話音業(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)過兩年的測試后，于2004年在廣東電信啟動軟交換試商用工程，旨在驗(yàn)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)通正式啟動軟交換網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，主導(dǎo)建設(shè)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(shè)，規(guī)模覆蓋全國23個(gè)省、29個(gè)城市。2004年，中國移動全面建成以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(shè)，如福建鐵通、河南鐵通和江蘇鐵通等。
移動和固定NGN融合是關(guān)注重點(diǎn)
隨著移動3G牌照發(fā)放時(shí)間的日益臨近，運(yùn)營商最為關(guān)注的莫過于NGN與移動3G的融合。
從技術(shù)角度看，NGN不是固定網(wǎng)絡(luò)的專利。移動網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)的最大區(qū)別在于接入方式的不同，但不管是固定接入還是移動接入，都是NGN多種接入方式的一個(gè)子集。當(dāng)然，由于接入方式的不同，兩者還是存在很大區(qū)別的。比如，移動用戶漫游的特點(diǎn)，使得處于NGN核心控制層的移動軟交換，不但要處理呼叫控制，還要完成對用戶的位置管理、數(shù)據(jù)庫管理、切換控制等移動網(wǎng)絡(luò)所特有的功能。
由于在本質(zhì)上，移動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(xiàn)，是通過軟件的方式來實(shí)現(xiàn)原來交換機(jī)的控制、接續(xù)和業(yè)務(wù)處理等功能，各實(shí)體之間通過標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議進(jìn)行連接和通信，便于更快地實(shí)現(xiàn)各類復(fù)雜的協(xié)議，更方便地提供新業(yè)務(wù)。因此，從技術(shù)層面來看，移動和固定NGN的融合是可以實(shí)現(xiàn)的。
但是，移動和固定NGN的融合將會是一個(gè)非常漫長和復(fù)雜的過程，需要在網(wǎng)絡(luò)的4個(gè)層次上進(jìn)行融合，見圖1所示。
核心控制層的融合——統(tǒng)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SS服務(wù)器和匯接SS服務(wù)器。對于匯接SS服務(wù)器，移動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SS服務(wù)器，兩者的需求差別比較大，其中移動用戶SS服務(wù)器需要處理移動用戶特有的功能：用戶的位置管理、數(shù)據(jù)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SS服務(wù)器分開，但要求其能夠直接互通，并對應(yīng)用層提供相同的接口；第二步，用戶SS服務(wù)器實(shí)現(xiàn)融合。
軟交換的融合是移動和固定NGN融合的核心內(nèi)容。只有實(shí)現(xiàn)了軟交換的融合，移動和固定NGN才能真正融合起來。
業(yè)務(wù)管理層的融合——統(tǒng)一的移動/固定業(yè)務(wù)平臺
NGN要求網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營和業(yè)務(wù)運(yùn)營相分離，即業(yè)務(wù)提供商獨(dú)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(gòu)成的開放價(jià)值鏈，多方共同獲益。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，其關(guān)鍵技術(shù)就是采用開放的、標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)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(jié)構(gòu)。OSA通過向業(yè)務(wù)提供商提供一種開放的、標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程接口，為移動用戶提供個(gè)性化業(yè)務(wù)，并通過將業(yè)務(wù)部署和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營相分離，使第三方業(yè)務(wù)提供商能公平地參與競爭，以實(shí)現(xiàn)多廠商環(huán)境和快速部署新業(yè)務(wù)。
由上述可見，固定NGN和移動NGN對于業(yè)務(wù)的目標(biāo)是一致的：借助API接口在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的融合。
提供移動和固定融合的業(yè)務(wù)，這對于全業(yè)務(wù)運(yùn)營商來說，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(tǒng)一的IP承載平臺
對于傳送網(wǎng)，固定NGN和移動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)以及更多來自第三方的業(yè)務(wù)，采用一個(gè)統(tǒng)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(chǔ)，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(yùn)營成本，節(jié)省運(yùn)營開支，提升競爭優(yōu)勢。
接入網(wǎng)絡(luò)的融合——實(shí)現(xiàn)融合NGN的基礎(chǔ)
固定NGN接入技術(shù)主要有PSTN、IAD、xDSL、LAN等，移動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MGW與固定MGW實(shí)現(xiàn)的功能差別也比較大：固定MGW需要處理用戶線監(jiān)視等固網(wǎng)特有的一些功能屬性；移動MGW需要處理移動網(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(zhuǎn)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(xiàn)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(xiàn)MGW的融合。NGN的QoS和網(wǎng)絡(luò)安全是挑戰(zhàn)NGN的QoS和網(wǎng)絡(luò)安全是一個(gè)很大的技術(shù)問題。
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(shè)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(xiàn)，但是從網(wǎng)絡(luò)的整體來看，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和統(tǒng)一的協(xié)議。如何將網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)層次聯(lián)合起來考慮，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(dāng)網(wǎng)絡(luò)輕載時(shí)，使用超額帶寬和DiffServ足以滿足要求；當(dāng)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)來保障骨干網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量。
在匯聚層，可以在L2設(shè)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(biāo)記，優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)；在L3設(shè)備上，直接對實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)打上高優(yōu)先級的DSCP標(biāo)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，將對不同用戶限制帶寬。通過與軟交換控制設(shè)備的交互，按用戶及業(yè)務(wù)動態(tài)進(jìn)行帶寬資源的配置，提供差異性服務(wù)。邊緣接入設(shè)備如IAD等，需要支持DiffServ模型，對不同業(yè)務(wù)流提供分類標(biāo)識功能，包括二層和三層標(biāo)識，以便NGN承載網(wǎng)設(shè)備根據(jù)標(biāo)識對不同的業(yè)務(wù)提供相應(yīng)的QoS保證。NGN邊緣接入設(shè)備還應(yīng)具有控制接入用戶數(shù)目的功能，出口帶寬應(yīng)大于滿負(fù)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)安全來說，由于NGN業(yè)務(wù)在承載層上與Internet完全隔離，因此，用戶端設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)安全的最大隱患，存在著利用IAD惡意攻擊運(yùn)營商關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的可能性。因此，首先必須確保IAD設(shè)備的物理安全，不允許接入端口的非法訪問；其次，所有的IAD設(shè)備都通過寬帶網(wǎng)關(guān)接入NGN業(yè)務(wù)網(wǎng)，由寬帶網(wǎng)關(guān)進(jìn)行設(shè)備的接入控制和管理。另外，還要實(shí)施用戶的隔離和可管理性等安全措施，防范常見的非法應(yīng)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)控制來看，舊的電話網(wǎng)絡(luò)以電路交換為主，其智能設(shè)備集中于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，NGN則趨向于在網(wǎng)絡(luò)邊緣實(shí)現(xiàn)智能化，賦予了終端用戶選擇更多通信方式的權(quán)利。因此,要滿足用戶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(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，同時(shí)也需要體現(xiàn)在終端上。針對因特網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)和能更好利用頻譜資源的無線設(shè)備的出現(xiàn)就是很好的例證。
現(xiàn)代通信
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