NGN網絡

NGN網絡

縮寫詞語
NGN是NextGenerationNetwork的縮寫,字面意思是下一代網絡。當前所謂的下一代網絡是一個很松散的概念,不同的領域對下一代網絡有不同的看法。一般來說,所謂下一代網絡應當是基于“這一代”網絡而言,在“這一代”網絡基礎上有突破性或者革命性進步才能稱為下一代網絡。
    中文名:NGN網絡 外文名:NextGenerationNetwork 别名:

概念認識

概念已經提出多年,業界存在諸多不同的解釋。在今年年初國際電聯NGN會議上,經過激烈的辯論,NGN的定義終于有了定論:NGN是基于分組的網絡,能夠提供電信業務;利用多種寬帶能力和QoS保證的傳送技術;其業務相關功能與其傳送技術相獨立。NGN使用戶可以自由接入到不同的業務提供商;NGN支持通用移動性。

NGN是“下一代網絡(Next Generation Network)”或“新一代網絡(New Generation Network)”的縮寫。NGN是以軟交換為核心,能夠提供話音、視頻、數據等多媒體綜合業務,采用開放、标準體系結構,能夠提供豐富業務的下一代網絡。它是電信史一塊裡程碑,标志着新一代電信網絡時代的到來。從發展的角度來看,NGN是從傳統的以電路交換為主的PSTN網絡中逐漸邁向以分組交換為主,它承載了原有PSTN網絡的所有業務,把大量的數據傳輸卸載到IP網絡中以減輕PSTN網絡的重荷,又以IP技術的新特性增加和增強了許多新老業務。從這個意義上講,NGN是基于TDM的PSTN語音網絡和基于IP/ATM的分組網絡融合的産物,它使得在新一代網絡上語音、視頻、數據等綜合業務成為了可能。目前,對NGN的研究成為熱點,在研讨下一代網絡體系及技術時,應從業務需求分析和網絡裝備的情況,研究新一代網絡體系架構。

主要特征

NGN的主要特點是能夠為公衆靈活、大規模地提供以視訊業務為代表,包含話音業務、互聯網業務在内的各種豐富業務。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。要适應NGN多業務、靈活開展業務的特征,必須要有新的網絡結構來支持。一般來說,NGN主要有如下特征。

1.NGN是業務獨立于承載的網絡

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允許業務和網絡分别提供和獨立發展,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,從而滿足用戶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争力。

2.NGN采用分組交換作為統一的業務承載方式

傳統的電話網采用電路(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采用基于分組的傳輸模式,采用統一的協議。NGN把傳統的交換機的功能模塊分離成為獨立的網絡部件,它們通過标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産品來組建新網絡。部件間協議接口的标準化可以實現各種異構網的互通。

3.NGN能夠與現有網絡如PSTN、ISDN和GSM等互通

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,包括模拟電話、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。

4.NGN是安全的、支持服務質量的網絡

傳統的電話網基于時隙交換,為每一對用戶都準備了雙向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基于分組交換組建,則必須考慮安全以及服務質量問題。當前采用IPv4協議的互聯網隻提供盡力而為的服務,NGN要提供包括視頻在内的多種服務則必須保證一定程度的安全和服務質量。

5.NGN是提供多媒體流媒體業務的多業務網絡

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。大規模并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。

發展策略

1、網絡建設模式

從目前網絡向NGN網絡的過度,可采用分布建設策略。

SoftSwitch是一種發展中的新技術,從标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,國内運營商在2002年也開始進行NGN技術實驗,預測2002下半年将開始小規模商用試驗網建設。

大部分運營商在NGN的發展策略上采取了分步建設方式,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,采用單域組網結構,總容量在5-10萬端口左右。使用少量軟交換設備和分布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,域内IP電話的網内呼叫,由交換機完成呼叫處理,在網内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,采用分域處理話務呼叫控制方法,将全國分成多個域,每個域内設立軟交換設備和分布式網關,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,負責維護域内路由數據。

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,實現基于軟交換技術的NGN網絡規模建設,最終形成NGN網絡。

2、網絡互通方式

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與七号信令網的互通

NGN與七号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

當軟交換網絡内的用戶使用智能網業務時,如卡号業務,必須實現與智能網的互通,關鍵在于卡号數據;而對于800号業務,則必須實現PSTN/ISDN用戶與軟交換網絡用戶統一使用。

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,但在網絡資源占用、時延等方面具有優勢。

3、NGN網絡建設中需要關注的問題

NGN是一種全新的網絡,其建設必須關注以下環節。

NGN屬于開放式标準網絡,依賴于統一實用的标準、規範來指導産品的開發與運營,充分發揮開放網絡的優勢。基于軟交換技術的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,并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别,這一點非常重要。

發展展望

據Ovum公司預測,全球最終用戶在電信和信息服務方面的開支将從2000年占GDP 3%增長到2010年的7%。按市場價值計,十年内将從每年1萬億美元增長到每年3萬億美元。在這一總體市場下,由最終用戶帶給下一代網運營商的收入在2010年将增加到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,國内運營商也正在積極進行NGN網絡實驗。随着産品、技術、标準和網絡運營的不斷成熟,相信在不久的将來,NGN必然會成為網絡建設的主流。

NGN:Next Generation Network ,一種綜合、開放的網絡構架,可以提供話音、數據和多媒體等多種業務。

SoftSwitch:軟交換,其将呼叫控制功能從媒體網關(傳輸層)中分離出來,通過軟件實現基本呼叫控制功能,包括呼叫選路、管理控制、連接控制(建立/拆除會話)和信令互通,從而實現呼叫傳輸與呼叫控制的分離,為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面。

媒體網關:媒體網關将一種網絡中的媒體轉換成另一種網絡所要求的媒體格式。例如:媒體網關能夠在電路交換網的承載通道和分組網的媒體流之間進行轉換。媒體網關可以處理音頻、視頻或者T.120,也可以具備處理這三者的任意組合的能力。媒體網關也能夠進行全雙工的媒體翻譯。媒體網關可以演示視頻/音頻消息,實現其它IVR功能,也可以進行媒體會議。

NGN發展中存在的問題

網絡安全

NGN網絡

的一個特點是開放性端口增多,導緻其安全性下降。NGN網絡的安全問題主要包括網絡安全和用戶數據安全兩個方面。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網上采用合适的安全策略,以保證交換網的網絡安全。用戶數據安全是指用戶的賬戶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戶賬戶信息的安全,同時無論是用戶的賬戶信息還是用戶的通信信息的安全均需要IP網的安全策略作為保證。

承載網的QoS

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,它由于是面向連接的技術,信令比較複雜,另外,ATM的問題很多并沒有解決。因此,未來的承載網采用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。

網絡互聯互通

随着NGN技術本身在不斷發展,協議本身也需要根據業務需求不斷完善和補充。個廠家采用的協議不行同,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個方面的内容: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标準組織,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。我國通信标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标準,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标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标準的研究和定義。從标準的成熟程度來看,移動應用标準比較成熟。目前3GPPR6認為是移動網可以用的标準。3GPPR7标準從2005年3月啟動,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。

業務開發

NGN的業務層是對網絡運營商、ISP、ICP、ASP和用戶完全開放的,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、甚至用戶可以開展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浏覽、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,目前并未出現特别值得提出的業務。

網絡管理

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的網絡管理有兩個内容:網絡資源的管理和用戶的管理。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。它也是采用網元管理、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、四級網絡和衆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。

企業隊伍

1.華為

華為公司的U-SYSNGN提供了從業務管理、網絡控制、核心交換、邊緣接入、終端各個層次的産品,其中包括綜合網絡管理系統iManagerN2000、Eudemon2000系列會話邊界控制器、U-SYS全系列IAD綜合接入設備、UA5000綜合接入媒體網關、TMG8010中繼媒體網關、SG7000信令網關、UMG8900通用媒體網關、SoftX3000軟交換以及接入和終端等設備,為用戶提供端到端的軟交換網絡建設方案。基于IPv6的軟交換産品還有待開發。

在數據通信領域,華為公司主要提供了NE系列高端/核心路由器、AR系列邊緣路由器以太網交換機、防火牆等産品。華為系列産品基于統一軟件平台,大多數産品都支持IPv6協議,其系列産品能提供電信網、IPTV、MPLSVPN、VPNManager和大客戶解決方案等豐富的業務。

2.中興

中興公司在軟交換方面主要有ZXSS10軟交換産品系列,主要包括核心控制設備ZXSS10SS1、綜合媒體網關ZXMSG9000、綜合媒體網關ZXMSG7200、綜合接入媒體網關ZXMSG5200,此外還有綜合介入設備IAD、寬帶網關、接入網關等設備,能為用戶提供端到端的軟交換解決方案。

中興公司在數據産品方面不盡如人意。雖然中興公司擁有較完整的産品線,包括ZXR10系列路由器産品、ZXR10以太網交換機産品系列、寬帶接入系統以及ZXB10産品系列,但是其核心數據産品一直沒有在運營商核心網大量應用,而且在對IPv6的支持方面,中興公司也已落到競争對手的後面。

3.港灣

當前港灣公司産品線還集中在傳統數據産品方面,包括路由器(PowerHammer、NetHammer系列)、交換機(BigHammer、FlexHammer和uHammer系列)、接入DSL設備、安全産品等。雖然港灣公司當前數據産品線已形成系列,高端産品也有核心設備能力,但是在競争對手的打壓下,港灣公司當前主要關注行業用戶,在電信市場上表現較少。港灣公司的路由器産品對IPv6也有較好的支持。

NGN産品包括軟交換系列SoftCo9500/9200IP語音綜合交換機、SoftCo5816IP語音綜合交換機、網關系列MX9000通用媒體網關、AX6000綜合接入媒體網關、SoftUp 1032接入網關設備、SoftUp 208綜合接入設備以及SoftUp 204/202/201綜合接入設備等。

4.UT斯達康

UT斯達康公司在小靈通産品上獲得巨大成功之後,開始關注軟交換産品以及3G技術。UT斯達康傳統上的NGN産品主要集中在軟交換産品方面。UT斯達康的軟交換産品主要包括呼叫服務器iCS1500、綜合媒體網關、中繼網關、信令網關、IAD、IP終端等設備。此外,UT斯達康在第三代移動通信上也投入了大量的研發力量。

5.朗訊

在NGN産品方面,朗訊除了提供傳統的數據網絡設備、語音融合設備、光網絡設備和無線網絡設備以外,還提供基于IMS的下一代網絡設備。朗訊在IMS架構下提供MapWeb(基于地圖的統一通信及信息平台)、位置服務iLocator及基于位置的800/110業務、在線電話簿(ActivePhonebook)、移動流媒體内容分發、移動交通信息實時監控、IPTV業務等,為下一代網絡業務提供了示範。

除上述公司以外,思科、上海貝爾阿爾卡特以及大量國内和國外的大小公司都研發了NGN産品。

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