全IP下一代网络体系结构研究

务以及通过IP网络互连的分布式控制要素。由于实时限制条件在该层非常关键，因而 在核心网络和接入网络之间需要相对严格的协调和耦合。核心网络也为专门网络提供支持业务和连接，如由下一代网络运营商运营的企业网、多跳/Ad Hoc网或对等网络等。这些专门的网络可能需要本地控制，尤其是对于关键特征(如AAA)的控制。在某些区域中提供匿名性服务，同时又保证服务质量(QoS)和可靠性，是目前需要重点研究的问题。

　　图3 下一代网络分层结构示意图

　　下一代网络体系结构具有一个叠加层，提供高层功能并为应用提供业务，如应用层组播(ALM)、位置业务和内容分发业务。叠加层可以分为两个等级，靠近核心网络的低等级功能(如ALM)和高等级功能(如位置业务)。

　　4、下一代网络的功能结构

　　图4给出了下一代网络的功能结构。若对水平方向4个抽象层及其功能进行细分，功能可分成多个垂直集合，每个集合被称之为“面”，包括跨越所有层或跨越数层的关键能力。这些面是安全、QoS/资源控制和其他类似功能(如传输、移动性、组网和业务控制等)。需要注意的是，图4只给出了系统的一个平面。独立的平行面包括运行、管理和维护面以及用户设备面。每个平面和每层与其他面都相互独立，从而形成一个面向 对象的网络体系结构，这种结构易于维护和升级。

　　低层(L1、L2和L2.5)是接入网络层，主要提供物理和媒体接入控制(MAC)级连接、必要的接入控制、广域移动性和具有QoS保证的交换能力。低层中最高的是基于IP的接入网络，它提供IP连接性、必要的接入控制、集成的QoS管理、地址分配、使用快速移动IP协议的子网间切换能力。这两层灵活性较大，且以不同的组合方式进行混合，组合方式主要取决于接入网络技术和网络某一部分的特定拓扑需求。

　　图4　下一代网络的功能结构

　　核心网络层由纯IP区分核心网络组成，这些网络通常提供原始带宽用于连接网络的不同部分。它还包括用于连接外部网络(如Internet)的网关，并使用必要的预防措施来防止来自外部网络的拒绝服务攻击(DoS)。

　　协助其他层完成其任务和使命的网络业务称为支持业务。支持业务可分为两个等级。1级支持业务大多与网络的传输功能有关;2级支持业务为终端业务正常工作提供必要的功能。1级业务包括网络级AAA业务、漫游业务、宏移动性管理业务和QoS执行功能，QoS执行功能主要用于对网络的不同部分进行配置以提供符合网络策略和用户配置文件的服务质量。

　　2级支持业务提供了便于终端业务开展的丰富的业务集合，包括允许应用发现业务并与之进行交互以提供更多高级组合业务的业务注册。该层为终端业务提供应用层AAA服务、便于应用和内容分发及其他优化业务开展的叠加网络、证书业务和一系列网关，这些网关能够提供与传统网络业务(如3G网络中的话音、视频业务和与PSTN的组网业务)业务级集成。

　　图5　全IP下一代网络体系结构的一个实例

　　图3和图4中所示的总体结构和功能结构还有许多可能的实体可举。图5给出了以物理网络和业务要素作为实例的体系结构视图。需要注意的是，IP在所有层(包括无线接入网和业务层)中用作基本传输机制，通常假定连接基于IP的下一代网络和传统网络(甚至与Internet连接)时使用了正确的网关和防火墙。同时，功能互连或物理互连可能是跨层的(如从终端用户业务到核心网络)，这种跨层连接便于通过跨层API来实现跨层改进。

　　5、结论

　　目前，如IP电视这类大量消耗带宽服务将需要新的IP基础结构来支持。运营商也希望通过将所有服务转向IP网络来降低运营成本。全IP体系结构是开发创新性和赢利性业务的最好选择。下一代网络能使运营商在新网络基础上调用服务平台和IP多媒体子系统，同时整合各种运营业务，并且能更快地推出各种新服务。总的来看，全球网络运营商将缓慢地开始推进全IP下一代网络。对固定线路网络而言，转向基于IP的基础结构是宽带服务的自然演进，包括IP电话，它们将取代目前的电话网。移动网则将以较慢的速度同时转向IP结构，但是标准化工作将加快速度。