首頁
>>>
技術
>>>
NGN
解析下一代網絡NGN
2009/01/16
NGN(下一代網絡)是一個分組網絡，它提供包括電信業(yè)務在內的多種業(yè)務。
一、概述
NGN(下一代網絡)是一個分組網絡，它提供包括電信業(yè)務在內的多種業(yè)務，能夠利用多種帶寬和具有QoS能力的傳送技術，實現業(yè)務功能與底層傳送技術的分離；它提供用戶對不同業(yè)務提供商網絡的自由地接入，并支持通用移動性，實現用戶對業(yè)務使用的一致性和統(tǒng)一性。
國際電聯(ITU)2004年2月推出了12個NGN標準草案，對NGN的研究方向、框架體系、業(yè)務需求、網絡功能、互通、服務質量、移動性管理、可管理的IP網絡和NGN演進方式等方面提出總體要求。
NGN的基本特征如下：分組傳送；控制功能從承載、呼叫/會話、應用/業(yè)務中分離；業(yè)務提供與網絡分離，提供開放接口；利用各基本的業(yè)務組成模塊，提供廣泛的業(yè)務和應用(包括實時、流、非實時和多媒體業(yè)務)；具有端到端QoS和透明的傳輸能力；通過開放接口與傳統(tǒng)網絡互通；具有通用移動性；允許用戶自由地接入不同業(yè)務提供商；支持多樣標志體系，并能將其解析為IP地址以用于IP網絡路由；同一業(yè)務具有統(tǒng)一的業(yè)務特性；融合固定與移動業(yè)務；業(yè)務功能獨立于底層傳送技術；適應所有管理要求，如應急通信、安全性和私密性等要求。
二、NGN的網絡與業(yè)務要求
NGN功能的增強及業(yè)務要求的提高需要相應的網絡條件來支撐，因此，對網絡架構、網絡技術和控制管理等方面都提出了新的要求。NGN架構應該獨立于特定應用并且在功能上分離，目前比較一致的劃分是分為傳送平面、會話和呼叫控制平面、應用平面和管理平面。NGN還應該提供多種接入類型，如XDSL、Cable、以太網、WLAN、蜂窩無線接入等。
在互操作方面，NGN應該支持與現存的固定/移動話音和數據網絡的互操作，包括PSTN、ISDN、2G和3G移動網絡、Internet。在移動性方面，NGN要支持用戶和終端的漫游和游牧性，提供用戶和終端的注冊功能和移動性管理功能，識別用戶輪廓和建立用戶數據庫，為漫游用戶提供不同網絡和接入技術下的無縫移交機制。在安全性方面，NGN要與其它網絡和用戶之間建立一種信任關系，具有對它們的識別和鑒權能力，能夠在任何時間核實用戶身份，檢查用戶是否具備使用資源和接入業(yè)務的權利；而從用戶的角度，用戶也應該能夠對網絡進行識別。
在QoS方面，NGN應該提供域內和跨域的端到端QoS；QoS體系要支持多管理域且獨立于各種接入技術；支持基于測量的準入控制和擁塞控制；支持基于使用的記賬和計費。在用戶網絡方面，NGN的用戶網絡應該能夠為一個IP多媒體會話或單個媒體流確定一個可選的目的地，并有權發(fā)起向其它目的地的轉向；用戶可以平行地運行多個多媒體會話并在任何時刻暫停、繼續(xù)和終止會話。在OAM方面，NGN要提供多種技術和業(yè)務下的管理功能，既要支持分段的OAM又要支持端到端的OAM；支持層間OAM的互操作；此外，對保護倒換和重路由能力也提出了新的要求。
NGN要求支持實時業(yè)務和非實時業(yè)務，支持對等型通信和客戶-服務器型通信，支持固定用戶和移動用戶的接入，所以NGN至少具備以下業(yè)務能力：授權、認證、離線或在線計費、定位、策略控制、會話處理、載體提供、信息交換等。此外，NGN應具有IP多媒體應用的協(xié)商能力以定義和選擇IP多媒體會話的可用媒體部件和資源、QoS等；應具有快速的業(yè)務生成和配置能力使得某些應用及其相關技術不必等到標準化就可以在網絡中有效配置。
三、支撐NGN的主要技術
1、NGN 與NGI(IPv6)的關系
NGN和下一代互聯網(NGI)是有區(qū)別的，NGN涉及的內容十分廣泛，不同專業(yè)和背景的人都在應用，絕不僅限于NGI。從網絡角度看，下一代網絡實際涉及了從干線網、城域網、接入網、用戶駐地網到各種業(yè)務網的所有網絡層面。如果涉及業(yè)務網層面，則下一代網是指下一代業(yè)務網，例如對于交換網，則下一代網指軟交換系統(tǒng)(Soft switch)；對于數據網，則下一代網指下一代互聯網(NGI)；而對于移動網，則下一代網指第三代移動通信(3G網)；如果涉及接入網層面，則下一代網指各種寬帶接入網，如果涉及傳送網層面，則下一代網往往指下一代智能光傳送網。因此可以說NGI是NGN的一個子集。
作為我國下一代互聯網示范工程的核心網，第二代中國教育和科研計算機網(CERNET2)以2.5千兆/秒-10千兆/秒的速率連接分布在全國20個主要城市的核心節(jié)點，為全國高校和科研單位提供1千兆/秒-10千兆/秒的高速IPv6接入服務，并通過中國下一代互聯網交換中心，高速連接全球的下一代互聯網。它大量采用具有我國自主知識產權的核心網絡技術及產品，成為我國研究下一代互聯網技術、開發(fā)基于下一代互聯網的重大應用、推動下一代互聯網產業(yè)發(fā)展的關鍵性基礎設施。
目前國家發(fā)改委正式就2005年下一代互聯網(IPv6)的發(fā)展做出規(guī)劃，設備和軟件開發(fā)、關鍵技術研究、業(yè)務與應用試驗及謀求建立國際標準成為此次規(guī)劃的四大重點。至此，我國發(fā)展下一代互聯網發(fā)展的宏觀產業(yè)政策已十分清晰。國家發(fā)改委要求下一代互聯網產品研發(fā)要以產業(yè)化為目標或具有產業(yè)前景，并在中國下一代互聯網示范網絡上進行試驗；而關鍵技術的研究試驗要具有前瞻性和戰(zhàn)略性；在應用方面，規(guī)劃則側重在有著較大市場前景的業(yè)務和應用上；規(guī)劃還明確指出，要求業(yè)界分別為研發(fā)和試驗、應用分項制定規(guī)范，推動形成國家、行業(yè)標準，乃至國際標準。目前，在這一領域，華為、中興通訊、大唐電信和港灣網絡已經擁有自己的NGN解決方案。
IPv6作為網絡協(xié)議，NGN將基于IPv6。IPv6相對于IPv4的主要優(yōu)勢是：擴大了地址空間、提高了網絡的整體吞吐量、服務質量得到很大改善、安全性有了更好的保證、支持即插即用和移動性、更好地實現了多播功能。IPv6并非盡善盡美、一勞永逸，不可能解決所有問題，何況今后還會遇到現在預計不到的問題。但不管怎樣，IPv6帶來的好處將使網絡上到一個新臺階，并將在發(fā)展中不斷完善。IPv6不僅僅是擴充了IP地址，它還引入了許多新的特性，這其中包括服務質量、傳送速度、安全性、移動和多播等，它解決了IPv4中解決不好的很多問題。
2、NGN與寬帶接入、光纖高速傳輸技術的關系
NGN必須要有寬帶接入技術的支持，因為只有接入網的帶寬瓶頸被打開，各種寬帶服務與應用才能開展起來，網絡容量的潛力才能真正發(fā)揮。這方面的技術五花八門，在此有四個技術要提一下。第一是甚高速數字用戶線(VDSL)；第二是基于以太網無源光網(EPON)的光纖到家(FTTH)；第三是自由空間光系統(tǒng)(FSO)；第四是無線局域網(WLAN)。與ADSL相比，VDSL既可工作于不對稱方式，也可工作于對稱方式，速度要快得多，能支持ADSL不能支持的業(yè)務。再加上VDSL不基于ATM技術、設備簡單、建設快，故總體造價比ADSL便宜。由于具有上述優(yōu)勢，VDSL在2001年開始升溫。特別是利用FTTC或FTTB配合VDSL可以成為一種很好的寬帶接入方案，既能滿足目前需要，也能適應將來更新的技術。
所謂EPON就是把全部數據裝在以太網幀內來傳送的一種PON�？紤]到現在95%的LAN都使用以太網，把以太網技術用于對IP數據最優(yōu)的接入網是十分合乎邏輯的。由EPON支持的FTTH現正在悄然興起，它能支持Gb/s的速率，而且成本不久可降到與DSL和HFC網相當。自由空間光系統(tǒng)(FSO)是光纖通信與無線通信的結合，它通過大氣而不是光纖傳送光信號。
FSO技術既能提供類似光纖的速率，在無線接入帶寬上有了明顯突破，又不需在頻譜這樣的稀有資源方面有很大的初始投資(因為無需許可證)。與光纖線路相比，FSO系統(tǒng)不僅安裝時間少得多，成本也低得多，FSO已經在企業(yè)和多住戶單元(MDU)市場得到使用。WLAN具有一定移動性、靈活性高、建網迅速、管理方便、網絡造價低、擴展能力強以及不需許可證等優(yōu)點。隨著其自身技術的提高，現被重新定位為一種高速無線接入技術，在一定范圍內滿足接入互聯網和移動辦公的需求，形成了它自己的市場空間，與移動通信、固定無線接入、無線個人域網等其它無線技術互為補充。
NGN需要更高的速率、更大的容量，但到目前為止我們能夠看到的，并能實現的最理想的傳送媒介仍然是光。因為只有利用光譜才能帶給我們充裕的帶寬。光纖高速傳輸技術現正沿著擴大單一波長傳輸容量、超長距離傳輸和密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)三個方向在發(fā)展。
3、NGN與城域網、3G和后3G移動通信系統(tǒng)的關系
城域網也是NGN中不可忽視的一部分。城域網的解決方案十分活躍，有基于SONET/SDH/SDH的、基于ATM的、也有基于以太網或WDM的，以及MPLS和RPR(彈性分組環(huán)技術)等。這里需要一提的是彈性分組環(huán)(RPR)和城域光網(MON)。彈性分組環(huán)是面向數據(特別是以太網)的一種光環(huán)新技術，它利用了大部分數據業(yè)務的實時性不如話音那樣強的事實，使用雙環(huán)工作的方式。RPR與媒體無關，可擴展，采用分布式的管理、擁塞控制與保護機制，具備分服務等級的能力。能比SONET/SDH更有效地分配帶寬和處理數據，從而降低運營商及其企業(yè)客戶的成本。使運營商在城域網內通過以太網運行電信級的業(yè)務成為可能。城域光網是代表發(fā)展方向的城域網技術，其目的是把光網在成本與網絡效率方面的好處帶給最終用戶。城域光網是一個擴展性非常好并能適應未來的透明、靈活、可靠的多業(yè)務平臺，能提供動態(tài)的、基于標準的多協(xié)議支持，同時具備高效配置、生存能力和綜合網絡管理的能力。
3G定位于多媒體IP業(yè)務，傳輸容量更大，靈活性更高，形成了家族式的世界單一標準，并將引入新的商業(yè)模式，目前正處在走向大規(guī)模商用的關鍵時刻。特別要一提的是，3G將與IPv6相結合。歐盟認為，IPv6是發(fā)展3G的必要工具，如果你想大規(guī)模發(fā)展3G，你就不得不升級到IPv6。制定3G標準的3GPP組織于2000年5月已經決定以IPv6為基礎構筑下一代移動網，使IPv6成為3G必須遵循的標準。包括4G在內的后3G系統(tǒng)將定位于寬帶多媒體業(yè)務，使用更高的頻帶，使傳輸容量再上一個臺階。在不同網絡間可無縫提供服務，網絡可以自行組織，終端可以重新配置和隨身佩帶，是一個包括衛(wèi)星通信在內的端到端IP系統(tǒng)，與其它技術共享一個IP核心網。它們都是支持NGN的基礎設施。
4、NGN與光交換與智能光網、軟交換的關系
光有高速傳輸是不夠的，NGN需要更加靈活、更加有效的光傳送網。組網技術現正從具有分插復用和交叉連接功能的光聯網向利用光交換機構成的智能光網發(fā)展，從環(huán)形網向網狀網發(fā)展，從光-電-光交換向全光交換發(fā)展。智能光網能在容量靈活性、成本有效性、網絡可擴展性、業(yè)務提供靈活性、用戶自助性、覆蓋性和可靠性等方面比點到點傳輸系統(tǒng)和光聯網帶來更多的好處。
為了把控制功能(包括服務控制功能和網絡資源控制功能)與傳送功能完全分開，NGN需要使用軟交換技術。軟交換的概念基于新的網絡功能模型分層(分為接入與傳送層、媒體層、控制層與網絡服務層四層)概念，從而對各種功能作不同程度的集成，把它們分離開來，通過各種接口協(xié)議，使業(yè)務提供者可以非常靈活地將業(yè)務傳送和控制協(xié)議結合起來，實現業(yè)務融合和業(yè)務轉移，非常適用于不同網絡并存互通的需要，也適用于從話音網向多業(yè)務多媒體網的演進。
5、NGN與IP終端、網絡安全技術的關系
隨著政府上網、企業(yè)上網、個人上網、汽車上網、設備上網、家電上網等等的普及，必須要開發(fā)相應的IP終端來與之適配。許多公司現正在從固定電話機開始開發(fā)基于IP的用戶設備，包括汽車的儀表板、建筑物的空調系統(tǒng)以及家用電器，從音響設備和電冰箱到調光開關和電咖啡壺。所有這些設備都將掛在網上，可以通過家庭LAN或個人域網(PAN)接入或從遠端PC機接入。
網絡安全與信息安全是休戚相關的，網絡不安全，就談不上信息安全�，F在，除了常用的防火墻、代理服務器、安全過濾、用戶證書、授權、訪問控制、數據加密、安全審計和故障恢復等安全技術外，今后還要采取更多的措施來加強網絡的安全，例如，針對現有路由器、交換機、邊界網關協(xié)議(BGP)、域名系統(tǒng)(DNS)所存在的安全弱點提出解決辦法；迅速采用增強安全性的網絡協(xié)議(特別是IPv6)；對關鍵的網元、網站、數據中心設置真正的冗余、分集和保護；實時全面觀察了解整個網絡的情況，對傳送的信息內容負有責任，不盲目傳遞病毒或攻擊；嚴格控制新技術和新系統(tǒng)，在找到和克服安全弱點之前或者另加安全性之前不允許把它們匆忙推向市場。
四、NGN的發(fā)展階段
NGN的發(fā)展可分成四個階段，第一個階段是常識階段，1996年到1998年。首先是國際電聯提出的H.323協(xié)議，其本身并不是為電信級運營而設計的，但這一時期的一個機遇是全球的電信管制放開，部分CLEC抓住分組長途這一市場，應用H.323體系構建分組長途電話網絡，獲得了可觀的收益，為今后NGN相關協(xié)議和應用的發(fā)展打下了一定的技術基礎，從另一個側面也說明了語音的IP化承載是必然的。
第二階段是軟交換實驗階段，從1999年到2003年。自從提出軟交換概念以來，其產品逐步成熟，功能日益豐富，軟交換技術開始走向市場。在這期間，國內外軟交換的實驗不斷進行，但是由于軟交換本身的不成熟性，實驗內容絕大部分限于軟交換的匯接功能、簡單的多媒體業(yè)務，而且主要是小的實驗。
第三是規(guī)模部署階段，2004年到2009年，在這幾年發(fā)展過程當中隨著軟交換體系的完善以及相關企業(yè)的成熟和商品的商用化，越來越多的運營商為了應對外界和自身的挑戰(zhàn)，開始大規(guī)模地部署NGN的商用網絡，主要是集中于NGN基礎結構的建設和現有PSTN網絡怎么向NGN過渡，以及采用NGN技術進行交換機的網改和替換的工作。在這個過程中能夠帶來利潤的仍然是語音業(yè)務，同時在多媒體方面也可以提供一些服務。
第四個階段是2010年以后的穩(wěn)定期。因為NGN過了六年以后可能又發(fā)生別的變化，出現新的技術可能會替代它。到了這個時期以后NGN將進入平臺期，可以為運營商帶來穩(wěn)定的收益回報。這一發(fā)展過程中，NGN的重點轉移到開發(fā)更先進的業(yè)務，運營商可以尋找更多的業(yè)務收入增長點進行業(yè)務開發(fā)，在這個過程中也可以逐步實現固網和移動網融合的問題。在2010年以后隨著網絡自身業(yè)務的完善，包括承載網QoS的完善，網絡業(yè)務逐步轉向以提供多媒體業(yè)務為特征的業(yè)務。在電子商務的發(fā)展過程中，NGN網絡可以為電子商務提供更多的保障，給運營商帶來更多的利潤。
http://market.c114.net
相關鏈接:
縱談下一代網絡安全
2009-01-16
下一代網絡趨勢：網絡測試全程護航NGN
2009-01-04
發(fā)展中的NGN技術
2008-12-18
目前軟交換的主要應用有那些
2008-12-18
下一代以太網大有可為
2008-11-14
分類信息:
電信_與_NGN及軟交換技術
行業(yè)_電信_文摘
技術_NGN及軟交換_文摘