NGN现状和关键技术发展趋势_电信_NGN及软交换_融合通信

NGN现状和关键技术发展趋势

2005/12/21

　　NGN具有分层的网络结构，层与层之间均采用标准的协议和接口，业务的提供独立于网络与媒体；软交换控制设备作为统一的业务代理和业务承载平台，对业务层屏蔽了底层网络的复杂性，便于生成复杂的融合业务。因此，在提供新业务方面极为方便，使得新业务的开发周期和开发成本均大大降低，从而可以有效增强运营商的市场竞争能力。

　　近年来，世界各国对NGN技术的研究较为重视，一些本打算暂缓NGN引入的运营商面对激烈的市场竞争，纷纷调整计划以应对技术演进带来的市场挑战。

软交换技术趋于成熟

　　软交换作为向NGN演进的关键技术之一，在经过全球各大运营商多年的测试和试商用，其技术及设备已趋于成熟，协议也基本完善。

　　目前，美国的AT&T正通过软交换网络的构建，将其网络演进为基于分组的、可提供多种业务的统一平台，业务重点向包括话音、数据等多媒体的综合方向转移。

　　英国电信决定从2008年起，停止传统PSTN的建设。英国电信目前主要在长途网采用NGN技术实施网络的改造，已经在西班牙采用VoIP技术提供长途电话服务；在英国本土，则部署基于软交换设备的软交换网络。

　　韩国电信早在2002年就制定了软交换网络发展计划，为期5年，分3个阶段实施。第一阶段，在2002年，完成对一些陈旧端局交换机的替代；第二阶段，2003年至2005年，全面部署软交换网络，包括软交换设备、中继网关和信令网关，目前这一阶段的工作已初步完成，实现了基于分组的话音业务，并具备商用能力；第三阶段，2005年到2006年，所有业务流量均以分组形式传送。

　　在中国，中国电信经过两年的测试后，于2004年在广东电信启动软交换试商用工程，旨在验证软交换在对PSTN的网络改造、网络优化和新业务提供方面的可行性。2004年，中国联通正式启动软交换网络的建设，主导建设思路是在全国各地的固定本地网采用软交换技术进行城域综合业务网（MISN）建设，规模覆盖全国23个省、29个城市。2004年，中国移动全面建成以IP承载的软交换汇接网，目前正在试商用。中国网通的软交换网络已经覆盖全国20多个城市。中国铁通也进行了软交换商用网的建设，如福建铁通、河南铁通和江苏铁通等。

移动和固定NGN融合是关注重点

　　随着移动3G牌照发放时间的日益临近，运营商最为关注的莫过于NGN与移动3G的融合。

　　从技术角度看，NGN不是固定网络的专利。移动网络和固定网络的最大区别在于接入方式的不同，但不管是固定接入还是移动接入，都是NGN多种接入方式的一个子集。当然，由于接入方式的不同，两者还是存在很大区别的。比如，移动用户漫游的特点，使得处于NGN核心控制层的移动软交换，不但要处理呼叫控制，还要完成对用户的位置管理、数据库管理、切换控制等移动网络所特有的功能。

　　由于在本质上，移动软交换和固定软交换是一样的，都是业务/控制与传送/接入分离思想的体现，是通过软件的方式来实现原来交换机的控制、接续和业务处理等功能，各实体之间通过标准的协议进行连接和通信，便于更快地实现各类复杂的协议，更方便地提供新业务。因此，从技术层面来看，移动和固定NGN的融合是可以实现的。

　　但是，移动和固定NGN的融合将会是一个非常漫长和复杂的过程，需要在网络的4个层次上进行融合，见图1所示。

核心控制层的融合——统一的软交换平台

　　核心控制层功能主要由软交换（SS）服务器完成。SS服务器分为用户SS服务器和汇接SS服务器。对于汇接SS服务器，移动NGN网络和固定NGN网络的需求差别很小，可以采用同一个汇接SS网络；对于用户SS服务器，两者的需求差别比较大，其中移动用户SS服务器需要处理移动用户特有的功能：用户的位置管理、数据库管理和切换控制功能等。因此，对于业务控制层的融合可以分两步走：第一步，合用一个汇接SS网络，而用户SS服务器分开，但要求其能够直接互通，并对应用层提供相同的接口；第二步，用户SS服务器实现融合。

　　软交换的融合是移动和固定NGN融合的核心内容。只有实现了软交换的融合，移动和固定NGN才能真正融合起来。

业务管理层的融合——统一的移动/固定业务平台

　　NGN要求网络运营和业务运营相分离，即业务提供商独立于网络提供商，这样，业务的提供和使用就可以由各方共同参与，形成一个由多方构成的开放价值链，多方共同获益。要实现这一目标，其关键技术就是采用开放的、标准的应用编程接口——ParlayAPI。

　　同样，3GPP也基于ParlayAPI提出了3G提供业务的OSA结构。OSA通过向业务提供商提供一种开放的、标准的、统一的网络应用编程接口，为移动用户提供个性化业务，并通过将业务部署和网络运营相分离，使第三方业务提供商能公平地参与竞争，以实现多厂商环境和快速部署新业务。

　　由上述可见，固定NGN和移动NGN对于业务的目标是一致的：借助API接口在应用层实现业务的融合。

　　提供移动和固定融合的业务，这对于全业务运营商来说，是至关重要的，将是保证盈利的主要模式，也是其核心竞争力所在。

核心传送网络的融合——统一的IP承载平台

　　对于传送网，固定NGN和移动NGN的网络需求完全一致，都采用IP/ATM骨干网络，因此，两者可共用一个传送网络。

　　面对移动网络和固定网络日渐融合的业务以及更多来自第三方的业务，采用一个统一的基于IP/ATM的分组核心网作为多业务网络的基础，可以大大优化网络资源，提高带宽利用率，进而有效地降低运营成本，节省运营开支，提升竞争优势。

接入网络的融合——实现融合NGN的基础

　　固定NGN接入技术主要有PSTN、IAD、xDSL、LAN等，移动NGN接入技术主要有GERAN接入、UTRAN接入等，两者差别较大。另外，移动MGW与固定MGW实现的功能差别也比较大：固定MGW需要处理用户线监视等固网特有的一些功能属性；移动MGW需要处理移动网络特有的功能属性，例如对切换的支持、与RNS的对接等。

　　目前，由于移动与固定的NGN网络采用的承载层编码方式不同，因此，两个网络之间的互通需要在接入网关处进行转换。对于接入网关的融合，建议分两步走：第一步，主要实现两个网络的MGW接口直接互通，支持一个共同的编码类型，例如

　　G.711，以便于接入同一个传送网络；第二步，实现MGW的融合。NGN的QoS和网络安全是挑战NGN的QoS和网络安全是一个很大的技术问题。

　　作为一个电信级的NGN网络，必须提供端到端QoS保障，这包括业务、网络和设备3个层面。目前，针对不同的层面，各种各样的技术不断涌现，但是从网络的整体来看，缺乏统一的规划和统一的协议。如何将网络的多个层次联合起来考虑，寻找整体的解决方案，要进一步研究。

　　目前，对于QoS的保障，可以从承载层的骨干层、汇聚层和接入层分别考虑。

　　在骨干网络，当网络轻载时，使用超额带宽和DiffServ足以满足要求；当网络重载时，可以物理隔离或逻辑隔离出NGN业务网，采用PLSDiffServ、MPLSTE以及MPLSFRR等技术来保障骨干网的服务质量。

　　在汇聚层，可以在L2设备上，对接入实时业务的VLAN端口，打上高优先级的802.1p标记，优先转发；在L3设备上，直接对实时业务打上高优先级的DSCP标记，优先处理。另外，在接入—汇聚—骨干之间的接口上，还要完成802.1p、DSCP、ToS、E-LSP等优先级的映射操作。

　　在接入层，将对不同用户限制带宽。通过与软交换控制设备的交互，按用户及业务动态进行带宽资源的配置，提供差异性服务。边缘接入设备如IAD等，需要支持DiffServ模型，对不同业务流提供分类标识功能，包括二层和三层标识，以便NGN承载网设备根据标识对不同的业务提供相应的QoS保证。NGN边缘接入设备还应具有控制接入用户数目的功能，出口带宽应大于满负荷时的业务流量，以保证NGN业务的QoS。

　　对于网络安全来说，由于NGN业务在承载层上与Internet完全隔离，因此，用户端设备是网络安全的最大隐患，存在着利用IAD恶意攻击运营商关键网络设备的可能性。因此，首先必须确保IAD设备的物理安全，不允许接入端口的非法访问；其次，所有的IAD设备都通过宽带网关接入NGN业务网，由宽带网关进行设备的接入控制和管理。另外，还要实施用户的隔离和可管理性等安全措施，防范常见的非法应用，如地址仿冒、抢占资源等。

通信终端的智能有待提高

　　从网络控制来看，旧的电话网络以电路交换为主，其智能设备集中于网络内部，NGN则趋向于在网络边缘实现智能化，赋予了终端用户选择更多通信方式的权利。因此,要满足用户使用丰富多彩的融合多业务需求，NGN的智能不仅仅体现在网络内部，同时也需要体现在终端上。针对因特网上的计算机和能更好利用频谱资源的无线设备的出现就是很好的例证。

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