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[摘要]下一代网络（NGN）是可以在电信网、计算机网和有线电视网三种互联互通的网络上提供语音、数据、视频的新一代网络，它实现了业务与网络的分离，并采用开放的体系结构，使NGN能够提供多媒体业务，NGN时代的到来也就成为电信网络发展中的一座重要里程碑。
[关键词]下一代网络体系结构通用要求服务质量
中图分类号：U216.61 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）28―0618―02
作为下一代网络标准的框架，它凝聚着电信业对下一代网络的各种需求。人们对NGN的理解和定义各不相同，虽然市场上已经开始出现各种号称NGN的软交换产品，但是NGN并没有标准，甚至没有一个体系结构框架。NGN明确的体系结构，促进了固定和移动通信中NGN标准的融合。NGN标准的制定和發展正在步入快速发展的轨道。
一、NGN 的基本概念和特点
NGN 是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和QoS 保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立。NGN是以软交换为核心，能够提供话音、视频、数据等多媒体综合业务，采用开放、标准体系结构。下一代网络体系采用开放的网络构架体系，它有以下三大特征。
1.将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，各个部件可以按相应的功能划分各自独立发展。部件间协议接口的标准化可以实现各种异构网的互通。
2.下一代网络是业务驱动的网络，其功能特点是：业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分离。分离的目标是使业务真正独立于网络，灵活有效地实现业务的提供。用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型。
3.下一代网络是基于统一协议的基于分组的网络。电信网络、计算机网络及有线电视网络将最终汇集到统一的IP网络，即人们通常所说的“三网融合”大趋势。
二、NGN 的体系结构
1.1NGN 的网络架构。NGN将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，各个部件可以按相应的功能划分各自独立发展；部件间的协议接口基于相应的标准。从网络结构横向分层来看NGN主要可分为边缘接入和核心网络两大部分。边缘接入：由各种宽窄带接入设备、各种类型的接入服务器、边缘交换机/路由器和各种网络互通设备构成；核心网络：由基于DWDM 光传送网连接骨干ATM交换机和/或骨干IP路由器构成。网络功能纵向分层来看，据不同的功能可将网络分解成以下四个功能层面：业务和应用层，处理业务逻辑，其功能包括IN（智能网）业务逻辑、AAA（认证、鉴权、计费）和地址解析，且通过使用基于标准的协议和API来发展业务应用；控制层，负责呼叫逻辑，处理呼叫请求，并指示传送层建立合适的承载连接；控制层的核心设备是软交，软交换需要支持众多的协议接口，以实现与不同类型网络的互通；传送层，指NGN 的承载网络；负责建立和管理承载连接，并对这些连接进行交换和路由，用以响应控制层的控制命令，可以是IP 网或ATM 网。
2.NGN 支持的协议。NGN功能实体之间需要采用标准的通信协议。这些协议主要由ITUT和IETF 等国际标准化组织定义。NGN 体系中主要涉及的协议有：呼叫控制协议。SIP、SIP-T和BICC协议SIP（Ses sion Initiation Protocol）由IETF制定，用来建立、修改和终结多媒体会话的应用层协议，有较好的扩展能力。在NGN 中，SIP 终端同软交换之间、软交换同应用服务器之间运行SIP协议；同时SIP（SIP-T）已被软交换接受为通用的接口标准，以实现软交换之间的互连。BICC协议由ITU-T制定，源于NISUP信令。为了实现与现有网络的互通，软交换设备还需支持传统电话网和早期 VoIP网络使用的ISUP、H.323等呼叫控制协议。
（1）媒体网关控制协议：MGCP和Meg aco/H.248协议。MGCP（媒体网关控制协议）是IETF的一个草案，是目前使用最多的媒体网关控制协议。Megaco/H.248协议由I ETF和 ITU-T联合开发，它是在 MGCP协议的基础上，结合了其它媒体网关控制协议的一些特点发展而成。它提供了控制媒体建立、连接、释放的命令与保证这些信令执行的机制，同时也可以携带一些随路呼叫信令。
（2）基于IP的媒体传送协议：NGN 使用RT P/RTCP 协议作为媒体传送协议。
（3）业务层协议。可使用的业务层协议和 API包括 SIP、PARLAY、JAIN。为实现传统智慧网业务，软交换设备还应支持 INAP协议。基于I P的 PSTN信令传送协议主要有IUA、M3UA、M2PA，这些信令协议均基于 SCTP/IP 进行传递。其它类型协议：网络管理协议（SNMP）、资源配置管理协议（COPS）、认证计费鉴权协议（RADIUS）、网络时间同步协议（NTP）。
（4）BICC协议。B ICC协议是 ITU－T制定的与承载无关的呼叫控制协议，解决了呼叫控制与承载控制分离的问题，使呼叫控制信令可在各种网络上承载，包括MTPSS7网络、ATM网络、IP网络。
（5）H.323协议。该协议是ITU－T制定的IP电话和多媒体通信协议，在分组网上提供实时音频，视频和数据通信标准，即提供VoIP和多媒体应用。
三、NGN 的通用要求
NGN应该支持所有的多媒体业务，如交互式的端到端通信业务、音频视频传送业务、VPN业务、"信息家庭"应用控制业务等，这就对NGN在业务、网络方面都提出了新的更高的要求。目前业界达成的共识是用基于分组的IP网络作为NGN的技术基础，并使IP网络可运营可管理，能够满足传送未来通信业务的要求。在网络技术方面，NGN将采用开放的系统协议和开放的业务体系!为接收应用请求提供通用API，提供网络控制接口，提供灵活性、可接入性、可用性，减少对端用户的复杂性，并允许客户端使用集成设备，即一个设备同时支持音频、视频、数据应用；NGN将提供多种技术和业务下的管理功能，支持多种接入网，通过核心网和接入网之间的无缝互操作来淡化核心和本地交换的分级概念，NGN应该可控制、可维护、可管理，减少运营开销和资本开销，通过提供新业务、新产品提高利润，加快投资回收；NGN是固定电话网"移动网和数据多媒体网的融合。
1. NGN的业务要求。NGN的一个重要特征就是具有支持所有多媒体业务的能力，且对于用户接入方式、采用的协议类型、资源请求的方式等不加限制。通常业务可分为两大类即会话业务和数据业务，NGN的网络架构可以按照这两大基本业务类型分别为其提供特定的业务调用方式和支持手段。对于数据业务，业务的接入是通过终端和业务平台之间建立通信来完成的；业务的支持是通过业务平台发起请求来建立资源。
2. NGN的网络要求
QoS方面，支持端到端的QoS是NGN需要提供的一个关键的业务特性，也是生成多种新业务和商业机会的必要条件。一方面，传统的网络边缘的QoS 技术在NGN中仍然有效，另一方面，随着终端功能的强大，应充分发挥终端在端到端QoS提供中的作用。
业务管理方面，必须明确区分业务提供者，包括In-temet业务提供者、接入业务提供者、IP VPN提供者、电话业务提供者等!并把业务分成不同的等级，采取相应的计费机制。
安全性和认证方面，要提供安全性措施以防止未授权接入。一种方法是利用用户IP和密码，另一种方法是利用一些几乎不可能被仿效的固定标志，并提供对紧急业务的优先级待遇。
寻址方面，要能支持固定的和动态的地址分配，支持ID的聚合，并能在保持原始固定地址的前提下，提供终端IP地址的移动性。
互操作方面，要最大限度地提供多种网络技术下协议的互通性!支持电路交换和分组交换技术的共存，并逐渐向全分组交换网络演进。
在OAM方面，NGN要提供多种技术和业务下的管理功能，既要支持分段的OAM又要支持端到端的OAM，网络元素不仅要执行本层OAM，还要支持层间的互操作，底层的错误要及时通知高层，以便高层采取必要措施；对于多传送者网络! 网络故障要及时准确地定位于某一传送者! 以采取相应措施；此外，对于点到多点、多点到点、多点到多点网络，NGN都应提供良好的OAM支持。良好的自愈功能对NGN也是十分必要的，网络要有可靠的故障检测、故障定位、错误报告和系统保护能力。
移动性方面，主要是提供多接入技术环境下的无缝移动性，引入虚拟归属环境解决跨域移动问题。
在控制平面，重点是把应用层的会话控制和IP层的选路控制联系起来，例如将应用层用户识别的结果形成随机数传递，作为IP层识别的标记。
四、NGN 的服务质量
NGN网络是一个能够保证服务质量的网络，目前重点研究的内容包括服务质量的总体研究、RACF 的研究等。在NGN的体系中，资源和许可控制功能（RACF）通过接入和核心传送网络提供QoS 的控制（包含资源的预留、许可控制和门限的控制）、NAPT和（或）防火墙的穿越控制功能。许可控制包括根据用户的档案材料来核准授权、SLAs、运营商特殊的策略原则、业务的优先级和在接入和核心传送网当中的资源可用性。对于 NGN来讲，要求 NGN网络是一个能够保证安全性的网络。
五、结语
NGN要发展具有分布管理能力的下一代互联网-NGI互联网上对等连接P2P应用发展迅速，MP3和视频档共享下载的P2P流已经成为宽带用户流量的主体。基于P2P的实时通信和互联网电话发展迅速，对等广播正在兴起。P2P协同计算和网格方兴未艾。NGN是从以“人－人”为主的传统通信模式试验和需求演化来的，不能有效支持这种概括起来可以称之为“无所不在”的互联网的新应用新模式。近年来，国际上研究发展在互联网上重迭网，以进行分布式控制和支持P2P重迭网。与电信业发展具有集中控制的下一代网NGN的思路不同，这是一种分布式的控制管理，保持了互联网分布自治的特性。称之为无所不在的NGI。
NGN是人们努力研究的一种包含有解决目前存在问题的新技术。无论是从满足用户的不断增长的对新应用的需求，还是提高国家的竞争力，提高产品制造商和网络运营商的利润方面来看，发展NGN 都是必要的。随着产品、技术、标准和网络运营的不断成熟，相信在不久的将来，NGN 必然会成为网络建设的主流。但是应该看到 NGN在真正发挥作用前还有很远的路要走，需要冷静看待所面临的挑战和机遇，努力和其它技术相融合才能有更好的发展空间。
下一代网络的需求及功能框架已基本上达成了共识，未来的NGN 工作將对宽带无线、接入技术、网络融合、存储技术、路由技术、网络安全、QoS等各个方面的关键技术进行具体细致的研究，以形成通用的标准规范。并且，不仅要重视NGN技术和框架的探讨，还要重视NGN的市场和商用方面的问题，使得下一代网络既能为用户提供可靠的、便利的、智能的服务，又能为运营商带来商业利益和发展空间。
参考文献
[1]李海花.NGN的最新技术进展[J ].通信管理与技术，2006，1：15-19.
[2]侯自强. NGN发展面临的问题和挑战 [J].世界宽带网络，2005，
[3]糜正琨，王文鼎 .软交换技术与协议 [M]．北京：人民邮电出版社，2002：371-533.
作者简介
王珏、1979年7月出生、男、籍贯（浙江杭州）、现任浙江省邮电工程建设有限公司工程师职务、学士学位、研究方向（通信交换技术、NGN）。
[关键词]下一代网络体系结构通用要求服务质量
中图分类号：U216.61 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）28―0618―02
作为下一代网络标准的框架，它凝聚着电信业对下一代网络的各种需求。人们对NGN的理解和定义各不相同，虽然市场上已经开始出现各种号称NGN的软交换产品，但是NGN并没有标准，甚至没有一个体系结构框架。NGN明确的体系结构，促进了固定和移动通信中NGN标准的融合。NGN标准的制定和發展正在步入快速发展的轨道。
一、NGN 的基本概念和特点
NGN 是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和QoS 保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立。NGN是以软交换为核心，能够提供话音、视频、数据等多媒体综合业务，采用开放、标准体系结构。下一代网络体系采用开放的网络构架体系，它有以下三大特征。
1.将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，各个部件可以按相应的功能划分各自独立发展。部件间协议接口的标准化可以实现各种异构网的互通。
2.下一代网络是业务驱动的网络，其功能特点是：业务与呼叫控制分离，呼叫与承载分离。分离的目标是使业务真正独立于网络，灵活有效地实现业务的提供。用户可以自行配置和定义自己的业务特征，不必关心承载业务的网络形式以及终端类型。
3.下一代网络是基于统一协议的基于分组的网络。电信网络、计算机网络及有线电视网络将最终汇集到统一的IP网络，即人们通常所说的“三网融合”大趋势。
二、NGN 的体系结构
1.1NGN 的网络架构。NGN将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，各个部件可以按相应的功能划分各自独立发展；部件间的协议接口基于相应的标准。从网络结构横向分层来看NGN主要可分为边缘接入和核心网络两大部分。边缘接入：由各种宽窄带接入设备、各种类型的接入服务器、边缘交换机/路由器和各种网络互通设备构成；核心网络：由基于DWDM 光传送网连接骨干ATM交换机和/或骨干IP路由器构成。网络功能纵向分层来看，据不同的功能可将网络分解成以下四个功能层面：业务和应用层，处理业务逻辑，其功能包括IN（智能网）业务逻辑、AAA（认证、鉴权、计费）和地址解析，且通过使用基于标准的协议和API来发展业务应用；控制层，负责呼叫逻辑，处理呼叫请求，并指示传送层建立合适的承载连接；控制层的核心设备是软交，软交换需要支持众多的协议接口，以实现与不同类型网络的互通；传送层，指NGN 的承载网络；负责建立和管理承载连接，并对这些连接进行交换和路由，用以响应控制层的控制命令，可以是IP 网或ATM 网。
2.NGN 支持的协议。NGN功能实体之间需要采用标准的通信协议。这些协议主要由ITUT和IETF 等国际标准化组织定义。NGN 体系中主要涉及的协议有：呼叫控制协议。SIP、SIP-T和BICC协议SIP（Ses sion Initiation Protocol）由IETF制定，用来建立、修改和终结多媒体会话的应用层协议，有较好的扩展能力。在NGN 中，SIP 终端同软交换之间、软交换同应用服务器之间运行SIP协议；同时SIP（SIP-T）已被软交换接受为通用的接口标准，以实现软交换之间的互连。BICC协议由ITU-T制定，源于NISUP信令。为了实现与现有网络的互通，软交换设备还需支持传统电话网和早期 VoIP网络使用的ISUP、H.323等呼叫控制协议。
（1）媒体网关控制协议：MGCP和Meg aco/H.248协议。MGCP（媒体网关控制协议）是IETF的一个草案，是目前使用最多的媒体网关控制协议。Megaco/H.248协议由I ETF和 ITU-T联合开发，它是在 MGCP协议的基础上，结合了其它媒体网关控制协议的一些特点发展而成。它提供了控制媒体建立、连接、释放的命令与保证这些信令执行的机制，同时也可以携带一些随路呼叫信令。
（2）基于IP的媒体传送协议：NGN 使用RT P/RTCP 协议作为媒体传送协议。
（3）业务层协议。可使用的业务层协议和 API包括 SIP、PARLAY、JAIN。为实现传统智慧网业务，软交换设备还应支持 INAP协议。基于I P的 PSTN信令传送协议主要有IUA、M3UA、M2PA，这些信令协议均基于 SCTP/IP 进行传递。其它类型协议：网络管理协议（SNMP）、资源配置管理协议（COPS）、认证计费鉴权协议（RADIUS）、网络时间同步协议（NTP）。
（4）BICC协议。B ICC协议是 ITU－T制定的与承载无关的呼叫控制协议，解决了呼叫控制与承载控制分离的问题，使呼叫控制信令可在各种网络上承载，包括MTPSS7网络、ATM网络、IP网络。
（5）H.323协议。该协议是ITU－T制定的IP电话和多媒体通信协议，在分组网上提供实时音频，视频和数据通信标准，即提供VoIP和多媒体应用。
三、NGN 的通用要求
NGN应该支持所有的多媒体业务，如交互式的端到端通信业务、音频视频传送业务、VPN业务、"信息家庭"应用控制业务等，这就对NGN在业务、网络方面都提出了新的更高的要求。目前业界达成的共识是用基于分组的IP网络作为NGN的技术基础，并使IP网络可运营可管理，能够满足传送未来通信业务的要求。在网络技术方面，NGN将采用开放的系统协议和开放的业务体系!为接收应用请求提供通用API，提供网络控制接口，提供灵活性、可接入性、可用性，减少对端用户的复杂性，并允许客户端使用集成设备，即一个设备同时支持音频、视频、数据应用；NGN将提供多种技术和业务下的管理功能，支持多种接入网，通过核心网和接入网之间的无缝互操作来淡化核心和本地交换的分级概念，NGN应该可控制、可维护、可管理，减少运营开销和资本开销，通过提供新业务、新产品提高利润，加快投资回收；NGN是固定电话网"移动网和数据多媒体网的融合。
1. NGN的业务要求。NGN的一个重要特征就是具有支持所有多媒体业务的能力，且对于用户接入方式、采用的协议类型、资源请求的方式等不加限制。通常业务可分为两大类即会话业务和数据业务，NGN的网络架构可以按照这两大基本业务类型分别为其提供特定的业务调用方式和支持手段。对于数据业务，业务的接入是通过终端和业务平台之间建立通信来完成的；业务的支持是通过业务平台发起请求来建立资源。
2. NGN的网络要求
QoS方面，支持端到端的QoS是NGN需要提供的一个关键的业务特性，也是生成多种新业务和商业机会的必要条件。一方面，传统的网络边缘的QoS 技术在NGN中仍然有效，另一方面，随着终端功能的强大，应充分发挥终端在端到端QoS提供中的作用。
业务管理方面，必须明确区分业务提供者，包括In-temet业务提供者、接入业务提供者、IP VPN提供者、电话业务提供者等!并把业务分成不同的等级，采取相应的计费机制。
安全性和认证方面，要提供安全性措施以防止未授权接入。一种方法是利用用户IP和密码，另一种方法是利用一些几乎不可能被仿效的固定标志，并提供对紧急业务的优先级待遇。
寻址方面，要能支持固定的和动态的地址分配，支持ID的聚合，并能在保持原始固定地址的前提下，提供终端IP地址的移动性。
互操作方面，要最大限度地提供多种网络技术下协议的互通性!支持电路交换和分组交换技术的共存，并逐渐向全分组交换网络演进。
在OAM方面，NGN要提供多种技术和业务下的管理功能，既要支持分段的OAM又要支持端到端的OAM，网络元素不仅要执行本层OAM，还要支持层间的互操作，底层的错误要及时通知高层，以便高层采取必要措施；对于多传送者网络! 网络故障要及时准确地定位于某一传送者! 以采取相应措施；此外，对于点到多点、多点到点、多点到多点网络，NGN都应提供良好的OAM支持。良好的自愈功能对NGN也是十分必要的，网络要有可靠的故障检测、故障定位、错误报告和系统保护能力。
移动性方面，主要是提供多接入技术环境下的无缝移动性，引入虚拟归属环境解决跨域移动问题。
在控制平面，重点是把应用层的会话控制和IP层的选路控制联系起来，例如将应用层用户识别的结果形成随机数传递，作为IP层识别的标记。
四、NGN 的服务质量
NGN网络是一个能够保证服务质量的网络，目前重点研究的内容包括服务质量的总体研究、RACF 的研究等。在NGN的体系中，资源和许可控制功能（RACF）通过接入和核心传送网络提供QoS 的控制（包含资源的预留、许可控制和门限的控制）、NAPT和（或）防火墙的穿越控制功能。许可控制包括根据用户的档案材料来核准授权、SLAs、运营商特殊的策略原则、业务的优先级和在接入和核心传送网当中的资源可用性。对于 NGN来讲，要求 NGN网络是一个能够保证安全性的网络。
五、结语
NGN要发展具有分布管理能力的下一代互联网-NGI互联网上对等连接P2P应用发展迅速，MP3和视频档共享下载的P2P流已经成为宽带用户流量的主体。基于P2P的实时通信和互联网电话发展迅速，对等广播正在兴起。P2P协同计算和网格方兴未艾。NGN是从以“人－人”为主的传统通信模式试验和需求演化来的，不能有效支持这种概括起来可以称之为“无所不在”的互联网的新应用新模式。近年来，国际上研究发展在互联网上重迭网，以进行分布式控制和支持P2P重迭网。与电信业发展具有集中控制的下一代网NGN的思路不同，这是一种分布式的控制管理，保持了互联网分布自治的特性。称之为无所不在的NGI。
NGN是人们努力研究的一种包含有解决目前存在问题的新技术。无论是从满足用户的不断增长的对新应用的需求，还是提高国家的竞争力，提高产品制造商和网络运营商的利润方面来看，发展NGN 都是必要的。随着产品、技术、标准和网络运营的不断成熟，相信在不久的将来，NGN 必然会成为网络建设的主流。但是应该看到 NGN在真正发挥作用前还有很远的路要走，需要冷静看待所面临的挑战和机遇，努力和其它技术相融合才能有更好的发展空间。
下一代网络的需求及功能框架已基本上达成了共识，未来的NGN 工作將对宽带无线、接入技术、网络融合、存储技术、路由技术、网络安全、QoS等各个方面的关键技术进行具体细致的研究，以形成通用的标准规范。并且，不仅要重视NGN技术和框架的探讨，还要重视NGN的市场和商用方面的问题，使得下一代网络既能为用户提供可靠的、便利的、智能的服务，又能为运营商带来商业利益和发展空间。
参考文献
[1]李海花.NGN的最新技术进展[J ].通信管理与技术，2006，1：15-19.
[2]侯自强. NGN发展面临的问题和挑战 [J].世界宽带网络，2005，
[3]糜正琨，王文鼎 .软交换技术与协议 [M]．北京：人民邮电出版社，2002：371-533.
作者简介
王珏、1979年7月出生、男、籍贯（浙江杭州）、现任浙江省邮电工程建设有限公司工程师职务、学士学位、研究方向（通信交换技术、NGN）。