NGN接入网结构及其业务模型研究

由于IP技术在互联网领域的成功应用，其正向电信领域快速渗透，对电信网络的影响也正在不断扩大。电信网络在引入IP技术的同时，也引进了IP网络所固有的一些问题，如服务质量、网络安全、网络管理、业务模式、商业模型等方面的问题。面对这些问题，需要更加冷静地分析互联网与电信网络在设计理念上的差别，分析如何利用IP技术构建一个有服务质量保证的、安全的、可运营可管理的电信网络，从而能支持各种电信级业务。现可预见，如果未来NGN承载网络所采用的分组技术是IP技术的话，它将不是现在水平和意义上的IP技术，而是更加符合电信网理念的IP技术。本文从未来NGN发展及其电信业务开展和运营的角度来分析NGN接入网络，提出了一种基于Agent的NGN接入网络，并给出了其所对应的业务模型。

一、NGN接入网设计理念

互联网最早是为了军事和科研而产生的，其目的是在传输链路不可靠的情况下，通过网络的自组织特性(后来的路由协议)，实现网络的端到端可达，从而支持文件传输等非盈利性应用。在此基础上，逐渐形成了一些互联网的基本理念，这些理念延续至今，对于互联网的网络结构、运维方式、商业模型等有着重要影响。

由于IP技术是互联网的基础，因此在电信网络中应用IP技术时首先要澄清这些互联网理念中哪些是与IP技术紧密相关的或者说是由IP技术特性所决定的，哪些是与IP技术不相关的或者联系不紧密的。IP技术特性中与互联网理念密切相关的部分是我们需要利用电信网理念进行改造的重点。我们认为在NGN网络中采用IP技术时，IP网络应该具有如下特性：

(1)网络端到端透明原则应该放弃

网络的端到端透明原则是互联网的核心理念之一，IETF还专门形成RFC对这种原则进行强调和说明。网络终端可以访问网络中的任何一个网元或者其它网络终端，这种特性对于保证互联网的通达性有着重要的作用，可以说它很大程度上决定了互联网的成功与发展壮大。在传统电信网络中的用户终端只能在运营商的控制下访问其它用户终端，而不能对运营商网络中的任意网元(程控交换机)进行访问。即在传统电信网络中存在UNI、NNI和SNI接口的区别，用户只能看到UNI接口，而NNI接口以上部分，尤其时SNI接口以上的部分，完全由运营商来控制。也正是利用这一点，运营商实现了对用户的控制。用户不可能自主实现新的业务。

在NGN网络中，要避免IP网络成为用户的比特管道，就需要坚持运营商对网络和业务的控制，用户不能跨过运营商的控制实现相互通信。而打破IP网络端到端透明特性的理想位置就是接入网络上连接的运营商POP点。运营商可以在POP点处控制用户对外部网络的访问，并在此基础上实现对用户业务的控制。

(2)业务智能应从用户终端剥离，集中在网络汇聚层

互联网中由于IP网络的端到端透明性、网络与业务的分离，业务智能主要在网络终端上实现，用户可以自主完成整个业务逻辑，而不需要运营商的参与。这样运营商只能通过提供传输通道等"低级工作"来获取少量利润，没有对业务的控制能力也就不能实现一些高附加值的业务，难以形成合理的盈利模式，最终会阻碍互联网的发展。目前互联网持续发展的资金来源问题正普遍受到各方的关注。

在NGN中由于其是经营性网络，网络必须是可盈利的。这就要求运营商具有对用户业务的控制能力，而要具有这种能力就要把业务智能从用户终端中剥离出来，由运营商来掌握，运营商提供什么业务用户才能使用什么业务，用户有选择业务种类的权力，而没有自主开通新业务的权力。接入网络上联的运营商POP点是业务智能实现的理想位置，也更加符合POP点的英文原义--"业务呈现点"。
(3)接入网络应提供业务级的细粒度服务质量保证，而核心网络只需接业务类别提供较粗粒度的服务质量保证

互联网是没有服务质量保证的，或者说是采用"尽力而为"的保证机制。在NGN中则必须为用户提供有服务质量保证的网络环境。目前实现跨越整网的端到端服务质量保证是很困难的。考虑到由于在接入网络通常存在一定的收敛比，理论上只要收敛比大于1，就不可避免地出现网络拥塞，因此接入网服务质量对用户端到端服务质量影响较大；现在比较现实的方法是在接入网部分提供针对每个用户的具体业务的服务质量保证(如利用RSVP协议，或者利用基于统一网管系统的资源接纳控制)；而在核心网络则可以只按几个业务大类来提供服务质量保证。这种方式的有效性可以通过类比邮政系统的EMS服务来得到初步佐证，在EMS服务中，保证特快专递速度的主要措施是应用在本地部分(城市内部)，而城市之间所能选择的物流方式则是有限的几种。

(4)接入网络应提供统一的网络级网管系统

在互联网中，由于分组是基于存储转发的，因此交换机和路由器的网络管理基本上是"各自为战"的，是网元级别的。这给网络的运行和维护带来不便。在接入网中这个问题表现的尤为突出，网络管理员在为用户配置VLAN时，需要分别TELNET到从用户终端到POP点的所有网元(二层/三层设备)上进行分别配置，效率低、错误率也较高。在NGN接入网络中，要能够提供对接入网络所有设备的统一管理，不但包括网元级管理，而且包括网络级管理和业务层面的管理。统一的接入网网管系统同时还要负责搜集并未回接入网中所有设备的网络资源，从而为业务接纳控制提供必要的资源使用信息。

(5)接入网部分可以利用IPsec来对用户数据进行加密，从而保证用户安全

互联网中假定用户和网络都是可信任的，实际应用的网络安全保证措施较少。在NGN网络中网络的安全性是网络可以商用的必备条件，是需要解决的问题之一。而要实现全程全网的IPsec加密，通常由于政策上的原因是不可行的。而在接入网络部分实现IPsec加密却是可行的。而且由于前面提到的网络端到端透明特性被打破以后，用户不能直接访问POP点以后部分的网络，骨干网的安全性基本可以不用考虑，在接入网部分实现IPsec加密传送用户数据就能很大程度上保证用户的安全性。

二、基于Agent的NGN接入网

1、网络结构

基于上述考虑，我们提出了一种基于Agent(代理)的NGN接入网络。在这个网络中，运营商在POP点处分别设置"用户Agent"、"用户-业务Agent"和"业务Agent"。用户对网络的访问、对业务的请求、业务逻辑的实现均通过这些Agent来代理。从而实现运营商对用户业务的完全控制。

这些Agent组成网络，形成了一种新型的"业务交换系统"。

2、功能部件