NGN網絡

在計算機網絡中，“這一代”網絡是以IPv4為基礎的互聯網，下一代網絡是以高帶寬以及IPv6為基礎的NGI（下一代互聯網）。在傳輸網絡中，“這一代”網絡是以TDM為基礎，以SDH以及WDM為代表的傳輸網絡，下一代網絡是以ASON（自動交換光網絡）以及GFP（通用幀協議）為基礎的網絡。在移動通信網絡中，“這一代”網絡是以GSM為代表的網絡，下一代網絡是以3G（主要是WCDMA和CDMA2000）為代表的網絡。在電話網中，“這一代”網絡是以TDM時隙交換為基礎的程控交換機組成的電話網絡，下一代網絡是指以分組交換和軟交換為基礎的電話網絡。 從業務開展角度來看，“這一代”網絡主要開展基於話音、文字或圖像的單一媒體業務，下一代網絡應當開展基於視頻、音頻和文字圖像的混合多媒體業務。從電信網絡層以下所採用的核心技術來看，“這一代”網絡是以TDM電路交換為基礎的網絡，下一代網絡在網絡層以下將以分組交換為基礎構建。

總體來説，我們認為廣義上的下一代網絡是指以軟交換為代表，IMS為核心框架，能夠為公眾靈活提供大規模視訊話音數據等多種通信業務，以分組交換為業務統一承載平台，傳輸層適應數據業務特徵及帶寬需求，與通信運營商相關，可運營、維護、管理的通信網絡。

NGN的主要特點是能夠為公眾靈活、大規模地提供以視訊業務為代表，包含話音業務、互聯網業務在內的各種豐富業務。當前所謂的電信網是為電話業務設計的，實質上是為電話網服務的。要適應NGN多業務、靈活開展業務的特徵，必須要有新的網絡結構來支持。一般來説，NGN主要有如下特徵。

1．NGN是業務獨立於承載的網絡 傳統電話網的業務網就是承載網，結果就是新業務很難開展。NGN允許業務和網絡分別提供和獨立發展，提供靈活有效的業務創建、業務應用和業務管理功能，支持不同帶寬的、實時的或非實時的各種多媒體業務使用，使業務和應用的提供有較大的靈活性，從而滿足用户不斷增長的對新業務的需求，也使得網絡具有可持續發展的能力和競爭力。

2．NGN採用分組交換作為統一的業務承載方式 傳統的電話網採用電路（時隙）方式承載話音，雖然能有效傳輸話音，但是不能有效承載數據。NGN的網絡結構對話音和數據採用基於分組的傳輸模式，採用統一的協議。NGN把傳統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，使原有的電信網絡逐步走向開放，運營商可以根據業務的需要，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。

現有電信網規模龐大，NGN可以通過網關等設備與現有網絡互聯互通，保護現有投資。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。

傳統的電話網基於時隙交換，為每一對用户都準備了雙向64kbit/s的虛電路，傳輸網絡提供的都是點對點專線，很少出現服務質量問題。NGN基於分組交換組建，則必須考慮安全以及服務質量問題。當前採用IPv4協議的互聯網只提供盡力而為的服務，NGN要提供包括視頻在內的多種服務則必須保證一定程度的安全和服務質量。

當前電信網業務主要關注話音業務。數據業務雖然已超過話音，但是在盈利方面還有待提高。大規模併發流媒體以及互動多媒體業務是當前寬帶業務的代表，因此仍然以話音和傳統互聯網數據業務為主的NGN是沒有意義的。NGN必須在服務質量以及安全等保障下提供多媒體流媒體業務。

從目前網絡向NGN網絡的過度，可採用分佈建設策略。　　SoftSwitch是一種發展中的新技術，從標準到體系結構都在發展中逐步成熟。國際上已有運營商使用SoftSwitch技術和體系結構建設端到端電話網，國內運營商在2002年也開始進行NGN技術實驗，預測2002下半年將開始小規模商用試驗網建設。

大部分運營商在NGN的發展策略上採取了分步建設方式，降低網絡風險，積累網絡運營經驗。

建設初期先建立一個小規模商用實驗網，採用單域組網結構，總容量在5-10萬端口左右。使用少量軟交換設備和分佈式網關在全網或部分地區開展小規模實驗運營，進行網絡業務驗證，積累網絡運營經驗。軟交換設備對各城市進行邏輯劃分成不同的域，支持所有城市的終端接入，域內IP電話的網內呼叫，由交換機完成呼叫處理，在網內完成一次呼叫的建立、通話、拆線全過程。當需要與PSTN實現互通時，則每個城市的有關中繼網關必須與本地PSTN網互聯。

第二步在商用實驗網的基礎上，採用分域處理話務呼叫控制方法，將全國分成多個域，每個域內設立軟交換設備和分佈式網關，分地域全網開展規模運營，每個區域有一套或多套軟交換設備提供網絡業務，負責維護域內路由數據。

第三步在前兩個階段網絡運營取得成功的基礎上，結合軟交換技術，充分利用運營商網絡資源，實現基於軟交換技術的NGN網絡規模建設，最終形成NGN網絡。

在NGN的建設過程中，實現與原有網絡的互通方式包括：

（1）NGN與PSTN/ISDN/GSM/CDMA的互通

NGN與PSTN電路交換網以及與核心網為電路交換的移動通信網（GSM、CDMA）的互通，均可通過中繼網關TMG完成。

（2）NGN與七號信令網的互通

NGN與七號信令網的互通通過信令網關SG完成。

（3）軟交換網絡與現有智能網的互通

當軟交換網絡內的用户使用智能網業務時，如卡號業務，必須實現與智能網的互通，關鍵在於卡號數據；而對於800號業務，則必須實現PSTN/ISDN用户與軟交換網絡用户統一使用。

實現方式有兩種：一種是通過TMG中繼媒體網關與PSTN進行話路互通，在PSTN接入智能網，對軟交換系統沒有要求；另一種是軟交換設備直接接入智能網，這種方式對軟交換系統提出較高要求，但在網絡資源佔用、時延等方面具有優勢。

　　NGN是一種全新的網絡，其建設必須關注以下環節。

NGN屬於開放式標準網絡，依賴於統一實用的標準、規範來指導產品的開發與運營，充分發揮開放網絡的優勢。基於軟交換技術的NGN網絡必須實現多運營商NGN網絡之間的互通，實現與現有網絡之間的互通，並在此基礎上實現跨網跨運營商的互通。因此，網絡的互聯互通需要相互協商和統一考慮。

作為分組網面臨的一些技術問題：如IP地址分配、分組話音QoS全程保證、網絡安全等，都必須逐一解決。此外，NGN網絡與現有網絡的運營模式也有很大區別，這一點非常重要。

據Ovum公司預測，全球最終用户在電信和信息服務方面的開支將從2000年佔GDP 3%增長到2011年的7%。按市場價值計，十年內將從每年1萬億美元增長到每年3萬億美元。在這一總體市場下，由最終用户帶給下一代網運營商的收入在2010年將增加到9000億美元，是固定網總收入的一半。從2004年開始，下一代網絡的收入趨勢開始逐漸明朗。

國外多家運營商已經進行了NGN網絡試運營，國內運營商也正在積極進行NGN網絡實驗。隨着產品、技術、標準和網絡運營的不斷成熟，相信在不久的將來，NGN必然會成為網絡建設的主流。

NGN網絡 ^[1]  的一個特點是開放性端口增多，導致其安全性下降。 　　NGN網絡的安全問題主要包括網絡安全和用户數據安全兩個方面。網絡安全是指交換網絡本身的安全，即交換網絡中的網關、交換機、服務器不會受到非法攻擊。需要在IP網上採用合適的安全策略，以保證交換網的網絡安全。用户數據安全是指用户的賬户信息和通信信息的安全，即不會被非法的第三方竊取和監聽。則要求有相應的安全認證策略保證用户賬户信息的安全，同時無論是用户的賬户信息還是用户的通信信息的安全均需要IP網的安全策略作為保證。

IP、ATM都是可供選擇的技術，其中ATM的QoS問題解決得比較徹底，對實時性較高的業務會比較有利。但是，它由於是面向連接的技術，信令比較複雜，另外，ATM的問題很多並沒有解決。因此，未來的承載網採用IP的可能性極大。但是，IP網本身亦有許多問題需要解決，如服務質量QoS如何保證?目前的分組數據網是為傳送非實時、突發性數據業務而設計的，能否為下一代網絡所承載的話音及視頻等實時業務提供所需的QoS服務保證，是下一代網絡發展所面臨的主要問題。

隨着NGN技術本身在不斷髮展，協議本身也需要根據業務需求不斷完善和補充。個廠家採用的協議不行同，而設備要在今後幾年實現互聯互通，這是關鍵問題。互聯互通至少包括3個方面的內容：水平互通、垂直互通以及信令網間的互通。 　　目前，軟交換技術沒有一個國際統一的標準組織，協議主要參照ITU-T和IETF定義的協議，但是針對實際的應用，很多國家和運營商都在技術規範上做了補充定義。我國通信標準化協會網絡與交換技術委員會從2001年起開始制定軟交換系統相關規範及標準，主要包括設備規範、協議規範、接口規範和業務相關規範等，共完成相關規範59個。 　　與軟交換相比，IMS標準化和開放性程度相對高，國際上多個機構和組織都在進行相關標準的研究和定義。從標準的成熟程度來看，移動應用標準比較成熟。目前3GPPR6認為是移動網可以用的標準。3GPPR7標準從2005年3月啓動，在引入新業務，如CSI、VCC、E2EQoS、PCC、IMS拓展到固網領域等方面開展更深入的研究。

NGN的業務層是對網絡運營商、ISP、ICP、ASP和用户完全開放的，他們都可以在NGN的業務層上創建業務、經營業務.最典型的是IP電話,網絡運營商提供電話到電話的IP電話服務,ISP、ICP、甚至用户可以開展PC到PC的IP電話服務，能夠快速、靈活地提供豐富的業務，這是NGN的一個優勢，但目前廠家能夠提供的業務多集中為基本語音業務及補充業務、智能網業務、PINT業務、多媒體終端之間的同步瀏覽、統一消息、多媒體會議等，究竟什麼業務才是運營商真正帶來收益的業務，目前並未出現特別值得提出的業務。

網絡資源有限，即使到了NGN時代也如此。要使NGN有序、有效地發揮作用，管理是十分重要的方面。NGN的網絡管理有兩個內容：網絡資源的管理和用户的管理。網絡資源管理同現在的電信網的網管功能基本相同，具有五大管理功能，性能、配置、故障、安全、計費。它也是採用網元管理、網絡管理和業務管理的分層管理模型。其中NGN的網絡的安全管理、NGN中端到端的QoS管理、四級網絡和眾多運營商網絡的協調管理都是NGN的網絡資源管理的重大課題。