聚合网络是未来网络的希望吗？

　　因特网起源于20世纪60年代的阿帕网（ARPANET），这是美国高级研究计划署（ARPA）赞助的分组交换研究项目。
IP网络与PSTN采用了不同概念的体系结构
　　PSTN采用电路交换网络（SCN）体系结构，即实现主叫方到被叫方的端到端连接。这包括两个不同的层：电路层和交换传输层。由于所有信令流量在七号信令系统（SS7）控制网络上传输，传输资源无需用于信令流量。PSTN由配置远程交换模块（RSM）的大型集中式专用五类交换机和数字环路载波（DLC）组成。PSTN提供了很常高的可靠性、优异的语音通信服务质量（QoS）及音质异常清晰的语音传输。
　　另一方面，IP网络采用"尽力"（best-effort）的无连接分组交换网络（PSN）体系结构，但这几乎提供不了QoS保证。虽然PSDN用户群大大小于PSTN，但正在以迅猛速度增长。
电信改革：催化剂
　　美国在1999年颁布的《电信法》加快了全球电信业解除管制及放宽条件的趋势。如今，人们普遍认为这项法案能够开辟技术创新及价格合理的电信服务的一个新纪元。
　　但消费者尚未看到任何重大变化。之所以这样，主要是因为虽然政策发生了变化，但服务提供商的低层基础设施变化并不大，创建新服务的周期仍长达12到18个月。
　　处在传输层的网络提供商认为产品结构是70%的网络、30%的服务，但顾客认为同一种产品的结构恰好相反：30%的网络、70%的服务。
　　网络提供商应对数据迅猛增长采取了两个办法：在为语音而设计及优化的模拟和TDM网络上传输数据，或者为大容量数据流量建立独立的并行网络。过去在语音流量占网络主要部分的时候，这种方案还行得通。而在数据成为主要部分的将来，在数据网络即聚合网络（convergence network）上传输语音将更切合实际。
聚合网络：临时方案
　　为了保护现有网络的巨额投资，运营商可能倾向于逐渐迁移至全分组方式的下一代网络，分十年或更长时间完成，而不是大规模更换。因此，某种形式的"聚合网络"（在现有网络上提供下一代数据服务）以弥合PSTN与新兴PSDN之间的差别就必不可少。
　　聚合网络将允许PSDN和PSTN共存，还允许呼叫始发于网络的IP端、终止于PSTN端及相反过程。语音IP（VoIP）使用因特网协议（IP）让语音以包的形式在IP网络上传输。在通过IP网络传输之前，语音信号经过数字化处理、压缩最后转换成IP包。
　　这种新网络将基于两种基本的构建模块：核心传输/交换层和接入边缘。最初，核心传输/交换基础设施将基于组成网络骨干的IP/ATM核心交换机，IP核心支持与因特网相关的流量，ATM核心传输基于电路的流量。
　　虽然IP和ATM将为传输层担当主角，也非常适合于四类/长途电路交换，但五类TDM在一段时间内仍是网络所需要的。所以电路交换和分组交换将共存一段时期，IP、ATM和TDM都充当配角。最后，IP和ATM网络将合为一体，而ATM核心则变得透明、IP成为主要协议。
　　然而，要建立性能可靠的下一代网络（NGN），提供相当于PSTN的QoS、拨号简易性和组合特性如呼叫等待和受话方付费电话，却面临重大挑战。第一个挑战就是在分组交换当中实现可靠的呼叫信令功能。第二个挑战是提供及控制QoS。第三个挑战是建立VoIP/PSTN聚合网络作为过渡解决方案。最后一个挑战是迁移至采用综合的分组模式体系结构（PMA）的NGN。
软交换：NGN的核心
　　过去交换机供应商常常提供运行在四类或五类硬件之上的专有应用。这就意味着要长时间等待服务提供商：提供商需要新的应用使自己的服务不同于竞争服务。但这一切将因软交换（Softswitch）支持的开放式应用编程接口（API）而发生改变。这种开放式API将允许服务提供商和第三方开发商可以按照自己的进度开发创新应用，无须依赖交换机供应商。除了可以迅速创建服务外，软交换提供的其它优点包括：服务差异化、跨异构网络的互操作性，以及从电路平稳过渡至聚合网络、然后过渡至下一代分组网络。
　　软交换是种软件，驻留在高可伸缩、高度可靠的分布式体系结构环境中的容错服务器上，执行一些呼叫控制功能，如协议转换、验证、记帐和管理等操作。由于呼叫控制功能，软交换必须与PSTN和IP网络都能够通信，这意味着软交换需要解释几种协议，如MGCP、H.323和SIP。
　　此外，为软交换API培育强大的开发人员群体也是软交换最终取得成功同样重要的一个因素。
　　尽管存在这些问题，软交换注定会成为下一代网络最重要的部分，预计会给电信业带来因特网在90年代经历的同样的增长率。
QoS：重大挑战
　　聚合网络能否成功，服务质量（QoS）至关重要。除了简单的保证外，QoS 应该定义明确、量化、易于表述、容易整合，以便用户使用及购买。
　　QoS 提供了这样一种环境：保留了信号的等时性，即信号能够"实时"进出，而不会出现失真。就IP语音和实时媒体而言，这意味着需要制订策略来降低及管理端到端时延，如压缩/解压和分组时延、传输和缓冲时延及路由时延。包丢失和抖动也值得关注。
　　QoS 涵盖了开放系统互连（OSI）模型的全部七个层次，以及每个网络单元、操作系统（实时调度，线程）、通信协议、数据网络、调度和流量管理等问题。
　　M3（多服务、多技术和多厂商）概念正在促使下一代网络成为现实。但在这种混合环境提供QoS保证却异常困难。每种服务对何谓高质量有着不同要求。语音服务可以接受某种程度的信号丢失，但只接受非常小的延时和抖动以确保证高质量呼叫。另一方面，数据服务可以接受某种程度的延时，却无法接受包丢失。
　　虽然QoS与带宽有关，但增加带宽以获得QoS 解决不了问题，因为新应用可能立即耗尽可用带宽。所以即便是光纤到路边和纯光纤网络，某些问题也恐怕永远得不到解决。
　　说到服务质量，需要在带宽和流量工程与优先级划分之间进行根本取舍。由于带宽更受制约，流量工程与优先级划分变得更为重要。这种权衡反过来导致了两种全局QoS 策略：一种与带宽有关（RSVP），另一种与流量优先级划分有关（Diffserver）。
　　资源预留（如RSVP）是指网络资源根据应用的QoS请求来分配，而QoS请求由带宽管理策略决定。流量优先级划分（如DifferServ）则是根据带宽管理策略对网络流量进行分类，并对网络资源进行分配。至于后者，每种应用通信流都有相关的服务类别（CoS），网络单元根据CoS对更高要求的一类流量给予优先处理。
　　更适合单一通信流的这种QoS依赖于应用及网络拓扑结构的种类。最流行的QoS协议有ReSerVation协议（RSVP）、差异化服务（DiffServ）和多协议标记交换（MPLS）。
ReSerVation协议（RSVP）
　　多年来用于视频会议的RSVP通常按照每种通信流提供信令，从而实现预留网络资源的功能。RSVP对IP网络上的PSTN电路交换功能具有极高的仿真度。路由器为每种通信流保存了状态信息，根据现有容量分配资源。RSVP缺乏可伸缩性和良好的政策管理机制。
差异化服务（DiffServ）
　　DiffServ为对网络流量进行分类及确定优先级提供了一种粗劣而简单的方法。每个包作上标记表明属于某类服务，然后通过网络传输。路径上的每个路由器会监测包头，并确定"包调度"。这就不需要在所有路由器上保持单一通信流。DiffServ系统支持"容纳控制"（容量不够时会拒绝用户）、"包调度"、"流量分类"、"策略"和"规则"。
多协议标记交换（MPLS）
　　MPLS通过网络路由控制功能，根据包头里面的标记提供带宽管理功能。MPLS路由建立了类似ATM虚拟电路的"固定带宽管道"，但QoS级别要比ATM来得"粗劣"。
　　MPLS现在成了事实上的标准，也许会成为QoS协议之争的"赢家"。然而，尽管存在这些差异，MPLS和DiffServ并不互相排斥。
结论
　　最终，下一代网络能够在基于分组的传输/交换基础设施中，以合适的QoS处理语音、视频和数据通信。它还能提供相当于PSTN的QoS、使用简易性及组合特性如呼叫等待。
　　下一代网络的革命不是指聚合语音和数据，而是指实现基于分组的宽带网络。不像B-ISDN、信息高速公路和第二代因特网，NGN不会主要因为低层技术的成熟、迁移至分组网络基础设施从而节省成本以及数据在核心网络的急剧增长所带来的创利机会而日渐式微。

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