下一代网络体系结构及相关问题的研究

1.引言
随着网络体系结构的演变和宽带技术的发展，传统网络向下一代网络的演进势不可挡。下一代网络将具有更广阔的业务范围。其主要目标是：支持实时的多媒体业务，缩减服务投向市场的时间，支持多种接入方式和多种接入终端，支持移动性，确保现有网络的平滑演进以及具有经济、可扩展的网络结构。
目前，许多国际标准化组织均积极参与研究下一代网络技术，特别是ITU-TSG13研究组，牵头立项NGN2004Project来研究NGN相关技术。2002年11月在日内瓦召开的2001－2004研究期会议上，下一代网络技术又成为会议讨论的热点，与会期间不但组织了NGN的专题研讨会，还与特别研究组(SSG)召开了联合研讨会，取得了多项研究成果，包括分析了NGN的特点，提出了NGN的功能模型，分析了NGN对移动性的要求，以及分析了NGN需要研究和解决的问题。
2.下一代网络的特点
下一代网络是一个很广义的范畴，旨在改革现有电信网和信息产业的基础设施，以支持更广泛的业务，其特点是：
基于分组传输平
呼叫控制与承载相分离；
支持各种业务；
可与现有网络互通；
支持移动性
3.NGN的功能模型
下一代网络功能模型如图1所示，包含四个层面，每个层面又可包含子层或其它部分。不同平面之间可以互相通信，具体如下：
－应用平面：由应用和中间件两部分组成。其中中间件是GII定义的一些通用软件。典型的中间件组件如鉴权、计费、目录、安全、浏览、查找、导航、格式转换等。应用平面不仅向大众用户提供服务，还向运营支撑系统和业务提供者提供服务支撑。
－网络控制平面：提供端到端的呼叫/会话控制，对底层自动交换传送网络(ASTN)的控制以及信令处理功能。
－传输平面：包含网络的下三层功能，第一层的交换和传输，二层的转接和交换以及三层的交换和/或路由功能（可选）。
－管理平面：提供远程和本地管理能力。
此外，NGN体系还需具备与现有的电路交换网互通的互通功能(IWF)。

图1NGN功能模型
4.NGN网络需要分析和解决的问题
4.1NGN通用框架模型
研究NGN通用体系原则,以体现NGN中控制功能与资源、业务和传送等分离的特性。研究NGN网络功能体系模型，该模型将提供如何应用功能性方法定义NGN功能体系的准则。
4.2NGN网络功能体系和协议
重点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；规定NGN终端中有关软件升级机制、冗余和版本协商和管理的功能要求等。
4.3服务质量问题
QoS是一个端到端的问题，主要研究不同端系统如何实现端到端QoS的协商，定义上层协议控制低层的QoS参数，以及传送平面和接入平面的QoS保证措施。其中控制层面对低层的QoS控制又得从两个层面来实现：一是通过上下平面之间的“垂直”协议将上下层之间的QoS机制联系起来，另外就是在“水平”层面实现不同域或网络之间的QoS控制和协商。总体来说，研究的内容主要包括：
端到端电话业务的QoS等级；
端到端多媒体业务的QoS等级，定义其框架，研究QoS注册方法；
如何使用网络低层的QOS机制获得高层QOS对低层QoS机制的研究；
研究运营商间网络低层QOS控制机制；
研究QOS的端用户规则。
4.4业务平面
NGN很重要的一个方面就是将业务控制和底层网络分离，要实现此目标，需要业务平面向三方业务提供商提供开放的接口，如ParlayAPI和/或代理服务器，此外，业务必须能够支持位置移动性，即当用户漫游到其它网络时仍然可以享受服务。具体研究内容包括：
定义业务控制体系结构；
研究如何实现漫游时的业务使用，以及不同网络之间的业务互联。
研究如何实现用户对业务的定制和管理；
用户移动性对业务平面的影响。
4.5网络管理
由于NGN网络由固定网、移动网、IP网和接入网等组成，这导致了对这样网络网管的复杂性和挑战性，因此应研究完善和增强核心网络管理的体系；定义适用于NGN要求（故障管理、性能管理、客户管理、计费/帐务管理、业务量和路由管理等）的基本网络管理业务和接口；应用新的网络管理体系概念和新的网络管理技术，例如TML等。
4.6安全
在NGN网络中，网络安全关系到网络体系、QoS、网络管理、移动性、计费系统和帐务系统，因此有必要开发NGN的安全性体系和安全性导则，以及开发NGN所需的安全性协议和API接口。
4.7广泛移动性（Generalizedmobility）
广泛移动性是指当用户采用不同的接入技术时将作为一单个客户来处理，允许用户跨越现有网络边界使用和管理他们的业务。对用户的移动性要求包括：用户有能力改变接入点或终端，并作为mobile/nomadic用户；用户可以应用各种接入技术从任何网络接入点接入到网络；用户可以得到连续性的服务和网络应用，这些业务和网络应用可以由网络运营商、业务提供商或第三方提供。对于移动性应考虑网络的业务能力以支持个人的移动性、终端的移动性以及他们的组合。为了支持上述要求，ITU在NGN的研究中，应充分考虑业务的需求，要求网络具有识别（Identification）和认证（authentication机制、接入控制和授权（Authorization）功能、位置（Location）管理、支持终端或会晤（session）的IP地址分配和管理功能、支持用户VHE管理功能、支持用户管理功能等。