下一代网络(NGN)标准进展

下一代网络(NGN)是目前运营商和设备厂商都在讨论的热点技术，国内外许多网络运营商也都在探讨，并正在(或考虑)建试验网进行更深入的研究。本文主要介绍了NGN的特点、体系结构、以及有关NGN的标准进展等。

　　一.下一代网络(NGN)的特点

　　由于IP技术的迅速发展，传统电信网络将逐步成为分组骨干网的边缘部分，与时同时，为了支持新的多媒体商业应用，传统电信网络将越来越开放，并引入许多新的功能和物理部件。因此，有必要开发新的网络结构来反映这种新的网络环境，这种网络结构就是下一代网络(NGN)的基本框架。

　　NGN是一个广义的概念， 它包含了正在发生的网络构建方式的多种变革。一般而言，下一代网络是可以提供包括话音、数据和多媒体等各种业务在内的综合开放的网络构架，有以下三大特征：

　　一是下一代网络(NGN)的网络结构对话音和数据采用基于分组的传输模式，采用统一的协议。它把传统的交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，它们通过标准的开放接口进行互联，部件化使得原有的电信网络逐步走向开放，运营商可以根据业务的需要，自由组合各部分的功能产品来组建新网络。部件间协议接口的标准化可以实现各种异构网的互通。

　　二是NGN也是业务独立于网络的网络，通过业务与呼叫控制分离以及呼叫控制与承载分离实现相对独立的业务体系，允许业务和网络分别提供和独立发展，提供灵活有效的业务创建、业务应用和业务管理功能，支持不同带宽的、实时的或非实时的各种媒体业务使用，使得业务和应用的提供有较大的灵活性，从而满足用户不断发展更新的业务需求，也使得网络具有可持续发展的能力和竞争力。

　　三是NGN通过网关设备实现与现有网络， 例如PSTN、ISDN和GSM等的互通， 同时NGN也支持现有终端和IP智能终端， 包括模拟电话、传真机、ISDN终端、移动电话、GPRS终端、SIP终端、 H248终端、MGCP终端、通过PC的以太网电话、线缆调制解调器等。

　　二.下一代网络(NGN)网络结构

　　电信网络从承载单一业务的独立网络向承载多种业务的统一的下一代网络的演进正成为不争的事实，运营商必须设法改变其现有网络的设计，以适应迅速增长的数据通信业务。这种改变的核心是利用分布式的体系结构，将语音和数据汇聚在同一个无缝网络中，通过将接入、呼叫控制和电信应用程序分离的三层结构，使运营商利用现有网络提供更灵活的适应性和更强的管理能力，这种网络结构就是下一代网络(NGN)的基本框架。

　　与目前的IP长途电话类似，当前NGN核心技术仍然是分组话音及其控制信令，但NGN旨在真正将语音融合到数据网络中，在数据网络的统一平台上构筑电信级的话音大网，与以节省长途费用为主要目的的IP电话有本质区别。NGN的一个核心思想是媒体与业务分离、媒体与控制分离，从而使媒体层的设备不需要知道业务逻辑和控制智能，以降低媒体层设备的成本，并使网络具备可扩展性和快速部署新业务的能力。

　　下一代网络在功能上可分为如下四层(见图1)：

　　(1) 接入和传输层：将用户连接至网络，集中用户业务将它们传递至目的地，包括各种接入手段。

　　(2)媒体层：将信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格式。例如：将话音信号分割成ATM信元或IP包。此外，媒体层可以将信息选路至目的地。

　　(3)控制层：提供呼叫控制和连接控制功能，实现各种信令协议的互通和转换。

　　(4)网络服务层：提供增值业务逻辑、业务开发平台和第三方可编程接口。

　　每个平面均包含多个网络元素，主要有软交换、信令网关、媒体网关、应用服务器、媒体资源服务器以及智能终端等。

　　三.国际NGN研究进展

　　NGN是目前运营商和设备厂商都在讨论的热点技术，也是国外许多标准化组织和论坛包括ITU-T的第11和16工作组， IETF的IP Telephony工作组、信令传输工作组(Sigtran)、媒体网关控制工作组(Megaco)，ETSI 的Tiphon，国际软交换协会(ISC)，3GPP，3GPP2，MPLS论坛，ATM论坛，DVB，DSL论坛，PARLAY等的研究工作重点。ITU-T认为NGN是全球基础设施GII的具体实现，NGN代表了网络融合的发展趋势，其实现方式是多种多样的，网络互通和业务互通是NGN研究的关键内容，NGN的体系架构将是层次化的，其控制和管理之间的界面日益模糊，在技术上将解决现有网络存在的问题。NGN是全球基础设施GII的具体实现，ITU-T 第13研究组将开始准备和组织NGN标准化项目的实施，2002年11月将完成项目的定义阶段。2004年全面定义有关NGN的内涵、相关的网络体系模型和实施导则。

　　ITU-T和ETSI认为， 有关NGN应研究以下关键的技术领域：

　　(1)体系结构和协议：研究确定NGN网络体系和参考模型;研究NGN的协议分层体系， 以体现NGN业务和网络分离的特性;研究基于GMPLS的控制和协议体系;研究光VPN的体系结构和协议;考虑使用通用的参考模型来标识运营商内或运营商间支持NGN所需要的通信流程;定义与传统终端所需要的互通功能;定义BICC协议用于中继层面;确定跨越异构网络如何支持端到端业务、呼叫控制和用户移动性。根据终端软件升级机制和版本协商等因数定义NGN类终端的功能。

　　(2)网络控制和端到端的QoS：研究和定义QoS业务量工程要求;研究基于GMPLS/以太网传送的OAM和链路控制协议;完成用于话音的端到端QoS等级，研究用于端到端多媒体业务QoS的等级要求及其各自媒体组件的QoS等级要求;研究如何使用网络低层的QoS机制获得高层QoS;研究运营商间网络低层QoS控制机制;研究QoS的端用户规则;研究传输网规模对QoS的影响和接入网上传输呼叫对QoS的影响等。

　　(3)业务平台：定义包括API和代理因素的业务要求和业务控制体系;完善跨越多网络的业务互联和用户漫游所需要的业务支撑和提供机制;开发支持用户控制和客户化业务的机制，研究用户移动性的业务平台的影响等。

　　(4)网络管理：实现NGN网络的一个重要条件是必须有一个适当的网络管理解决方案，由于NGN是基于开放式接口并且允许不同种类的业务进入一个网络，网络管理必须在多厂商和多业务的环境下进行，因此有必要定义适用于NGN要求的基本网络管理业务和接口(故障管理、性能管理、用户管理、计费管理、业务量和路由管理等);研究光网络的FCAPS(故障、配置、计费、性能、业务)模型;完善和增强核心网络管理的体系等。

　　(5)网络安全：NGN网络的一个特点是开放式接口增多，安全性方面的风险也相应增大，因此有必要开发NGN的安全性体系和操作安全性导则;开发NGN所需的特定安全性协议，API和工具， 例如加密、信息摘要和数字签名等。

　　(6)其它问题 ：研究会晤和呼叫管理(包括用于计费、统计和故障监视的可靠的事件记录等)，研究支持紧急呼叫业务和优先服务的机制， 研究NGN网络的编址等。
四.我国有关NGN标准研究情况

　　NGN技术实现了业务的融合，吸取了IP、ATM、IN和TDM等众家之长，形成分层的全开放的体系架构，是一个革命性的突破, 结合新一代通信业务支撑网络技术的标准研究，将为我国通信产业的发展提供强有力的支持。我国网络与交换标准研究组和IP研究组于2000年开始制定NGN网络的相关标准。

　　(1) 在NGN框架体系研究方面

　　已开始研究NGN框架体系，内容包括确定NGN网络体系和参考模型、NGN的协议分层体系、NGN组网技术、协议兼容性、NGN业务模型、NGN QoS、NGN综合网管、NGN网络的编址、网络互通和业务互通、NGN网络安全要求等。

　　(2) 在组网设备方面

　　已经完成以下设备的标准制订：

　　-软交换设备总体技术要求;

　　-ATM中继媒体网关技术规范;

　　-IP中继媒体网关技术规范;

　　-综合接入媒体网关技术规范;

　　-媒体网关控制器技术规范;

　　-信令网关设备技术规范;

　　-ATM交换机技术规范;

　　-高端路由器设备技术规范;

　　-高端路由器设备测试规范等。

　　目前正在进行以下设备标准的制订：

　　-支持多媒体业务的MG技术规范;

　　-支持移动业务的MG技术规范;

　　-软交换设备总体技术要求(修订版)(支持多媒体和移动业务);

　　-基于软交换的应用服务器接口技术要求;

　　-基于软交换的综合接入设备(IAD)技术要求;

　　-基于软交换的媒体服务器(Media Server)技术要求;

　　-ATM交换测试规范;

　　-IP智能终端技术要求;

　　-软交换设备测试规范;

　　-ATM中继媒体网关测试规范;

　　-IP中继媒体网关测试规范;

　　-综合接入媒体网关测试规范;

　　-媒体网关控制器测试规范;

　　-信令网关设备测试规范;

　　-IP智能终端测试方法;

　　-支持多媒体和移动业务的软交换设备测试方法等。

　　(3) 在组网协议方面

　　已经完成以下协议的标准制订：

　　-H248协议技术要求;

　　-BICC协议技术规范;

　　-SCTP协议技术规范;

　　-M3UA协议技术规范;

　　-M2UA协议技术规范;

　　-M2PA协议技术规范;

　　-IUA协议技术要求;

　　-V5UA协议技术要求;

　　-MPLS协议总技术要求等。

　　目前正在进行以下协议标准的制订：

　　-MGCP协议技术规范;

　　-SIP与H323协议互通技术要求;

　　-PARLAY协议技术要求;

　　-H248协议测试方法;

　　-MGCP协议测试规范;

　　-BICC协议测试规范;

　　-SCTP协议测试规范;

　　-M3UA协议测试规范;

　　-M2UA协议测试规范;

　　-M2PA协议测试规范;

　　-IP VPN技术规范;

　　-IP VPN 测试规范;

　　-IP Sec技术规范;

　　-IP Sec测试方法。

　　(4) 在IP v6方面

　　目前正在进行以下标准的制订：

　　-IP v6网络总体技术要求;

　　-IP v6 技术要求- IP v6 ;

　　-IP v6 技术要求-网络与地址结构;

　　-IP v6 技术要求-OSPF协议;

　　-IP v6 技术要求-BGP协议;

　　-IP v6 技术要求-支持计算机移动部分等。

　　五. 结束语

　　目前虽然不少厂家推出了NGN的解决方案，国内外各运营商也在积极进行相关的试验，但新技术的应用需要相当长的时间来完善。目前NGN从信令系统到体系结构都还需要逐步完善和成熟，API相应的产品仍在探索之中，但积极试验和发展NGN已成为目前电信界考虑的重大战略性趋势。