《電子技術(shù)應(yīng)用》
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名詞解釋:NGN的定義及發(fā)展
趙慧玲 中國(guó)電信股份有限公司研究院副院長(zhǎng) 教授級(jí)高工
摘要: 下一代網(wǎng)絡(luò)能夠提供可靠的服務(wù)質(zhì)量保證,,支持語(yǔ)音,、視頻和數(shù)據(jù)多媒體業(yè)務(wù)。具有支持快速靈活的新業(yè)務(wù)生成能力無(wú)疑是電信產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)注的焦點(diǎn)。 盡管對(duì)于下一代網(wǎng)絡(luò)仍然爭(zhēng)議頗多,,但對(duì)NGN的研究步伐一直沒(méi)有停滯,,變革是一定的,,但是如何演進(jìn)和實(shí)施仍需深入研究和探討,。
關(guān)鍵詞: NGN|4G NGN 定義 發(fā)展
Abstract:
Key words :

        下一代網(wǎng)絡(luò)能夠提供可靠的服務(wù)質(zhì)量保證,支持語(yǔ)音,、視頻和數(shù)據(jù)多媒體業(yè)務(wù),。具有支持快速靈活的新業(yè)務(wù)生成能力無(wú)疑是電信產(chǎn)業(yè)發(fā)展" title="發(fā)展">發(fā)展關(guān)注的焦點(diǎn)。盡管對(duì)于下一代網(wǎng)絡(luò)仍然爭(zhēng)議頗多,,但對(duì)NGN" title="NGN">NGN的研究步伐一直沒(méi)有停滯,,變革是一定的,但是如何演進(jìn)和實(shí)施仍需深入研究和探討,。

  本文對(duì)NGN的最新研究進(jìn)展和NGN今后的研究重點(diǎn)作一概括介紹,。

  一、NGN的定義" title="定義">定義

  2004年2月,,ITU-T SG13會(huì)議經(jīng)過(guò)激烈的辯論,,給出了NGN的定義:NGN是一個(gè)分組網(wǎng)絡(luò),它提供包括電信業(yè)務(wù)在內(nèi)的多種業(yè)務(wù),,能夠利用多種帶寬和具有QoS能力的傳送技術(shù),實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能與底層傳送技術(shù)的分離,;它允許用戶對(duì)不同業(yè)務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的自由接入,,并支持通用移動(dòng)性,實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)業(yè)務(wù)使用的一致性和統(tǒng)一性,。

  (1)NGN的基本特征

  ·分組傳送,;

  ·控制功能從承載、呼叫/會(huì)話,、應(yīng)用/業(yè)務(wù)中分離,;

  ·業(yè)務(wù)提供與網(wǎng)絡(luò)分離,提供開(kāi)放接口,;

  ·利用各基本的業(yè)務(wù)組成模塊,,提供廣泛的業(yè)務(wù)和應(yīng)用(包括實(shí)時(shí)、流,、非實(shí)時(shí)和多媒體業(yè)務(wù)),;

  ·具有端到端QoS和透明的傳輸能力;

  ·通過(guò)開(kāi)放接口與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互通,;

  ·具有通用移動(dòng)性,;

  ·允許用戶自由地接入不同業(yè)務(wù)提供商;

  ·支持多樣標(biāo)識(shí)體系,,并能將其解析為IP地址以用于IP網(wǎng)絡(luò)路由,;

  ·同一業(yè)務(wù)具有統(tǒng)一的業(yè)務(wù)特性,;

  ·融合固定與移動(dòng)業(yè)務(wù);

  ·業(yè)務(wù)功能獨(dú)立于底層傳送技術(shù),;

  ·適應(yīng)所有管理要求,,如應(yīng)急通信、安全性和私密性等要求,。

  (2)NGN的能力

  ·具有業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā),、部署和管理各種業(yè)務(wù)的能力;

  ·業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的分離,,使得網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)可以獨(dú)立發(fā)展演進(jìn),;

  ·各功能實(shí)體分布在現(xiàn)有或新網(wǎng)絡(luò)之中,具有與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)互通的能力,;

  ·支持現(xiàn)有的和NGN新增的多種終端,;

  ·提供對(duì)現(xiàn)有語(yǔ)音業(yè)務(wù)向NGN的過(guò)渡中關(guān)鍵技術(shù)的支持;

  ·支持通用移動(dòng)性,,具有用戶接入的無(wú)關(guān)性和業(yè)務(wù)使用的一致性特點(diǎn),。

  (3)NGN的目標(biāo)

  NGN的目標(biāo)是滿足新的通信需求,以促進(jìn)公平競(jìng)爭(zhēng),、鼓勵(lì)個(gè)人投資,、定義滿足各種管理要求的通信體系結(jié)構(gòu)以及提供開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)接入方式。

  (4)NGN的研究領(lǐng)域

  ·NGN的通用框架模型,;

  ·NGN的功能體系結(jié)構(gòu)模型,;

  ·端到端業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS);

  ·業(yè)務(wù)平臺(tái) (APIs),;

  ·網(wǎng)絡(luò)管理,;

  ·安全;

  ·通用移動(dòng)性,;

  ·網(wǎng)絡(luò)控制體系及協(xié)議,;

  ·業(yè)務(wù)能力和業(yè)務(wù)體系結(jié)構(gòu);

  ·NGN中業(yè)務(wù)和網(wǎng)間的互操作性,;

  ·編號(hào),、命名和編址。

  二,、NGN業(yè)務(wù)要求

  NGN要求支持實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù),、支持對(duì)等型通信和客戶-服務(wù)器型通信、支持固定用戶和移動(dòng)用戶的接入,,所以NGN至少具備以下業(yè)務(wù)能力:授權(quán),、認(rèn)證、離線或在線計(jì)費(fèi)、定位,、策略控制,、會(huì)話處理、載體提供,、信息交換等,。此外,NGN應(yīng)具有IP多媒體應(yīng)用的協(xié)商能力,,以定義和選擇IP多媒體會(huì)話的可用媒體部件和資源,、QoS等;應(yīng)具有快速的業(yè)務(wù)生成和配置能力,,使得某些應(yīng)用及其相關(guān)技術(shù)不必等到標(biāo)準(zhǔn)化就可以在網(wǎng)絡(luò)中有效配置,。

  三,、NGN的網(wǎng)絡(luò)要求

  NGN功能的增強(qiáng)及業(yè)務(wù)要求的提高需要相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)條件來(lái)支撐,,因此,,對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制管理等方面都提出了新的要求,。NGN架構(gòu)應(yīng)該獨(dú)立于特定應(yīng)用并且在功能上分離,,目前比較一致的劃分是分為傳送平面、會(huì)話和呼叫控制平面,、應(yīng)用平面和管理平面,。NGN還應(yīng)該提供多種接入類型,如XDSL,、Cable,、以太網(wǎng)、WLAN,、蜂窩無(wú)線接入等。

  在互操作方面,,NGN應(yīng)該支持與現(xiàn)存的固定/移動(dòng)話音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的互操作,,包括PSTN、ISDN,、2G和3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),、Internet。在移動(dòng)性方面,,NGN要支持用戶和終端的漫游和游牧性,,提供用戶和終端的注冊(cè)功能和移動(dòng)性管理功能,識(shí)別用戶輪廓和建立用戶數(shù)據(jù)庫(kù),,為漫游用戶提供不同網(wǎng)絡(luò)和接入技術(shù)下的無(wú)縫移交機(jī)制,。在安全性方面,NGN要與其它網(wǎng)絡(luò)和用戶之間建立一種信任關(guān)系,具有對(duì)它們的識(shí)別和鑒權(quán)能力,,能夠在任何時(shí)間核實(shí)用戶身份,,檢查用戶是否具備使用資源和接入業(yè)務(wù)的權(quán)利;而從用戶的角度,,用戶也應(yīng)該能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行識(shí)別,。在QoS方面,NGN應(yīng)該提供域內(nèi)和跨域的端到端QoS,;QoS體系要支持多管理域并獨(dú)立于各種接入技術(shù),;支持基于測(cè)量的準(zhǔn)入控制和擁塞控制;支持基于使用的記賬和計(jì)費(fèi),。在用戶網(wǎng)絡(luò)方面,,NGN的用戶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該能夠?yàn)橐粋€(gè)IP多媒體會(huì)話或單個(gè)媒體流確定一個(gè)可選的目的地,并有權(quán)發(fā)起向其它目的地的轉(zhuǎn)向,;用戶可以平行地運(yùn)行多個(gè)多媒體會(huì)話并在任何時(shí)刻暫停,、繼續(xù)和終止會(huì)話。在OAM方面,,NGN要提供多種技術(shù)和業(yè)務(wù)下的管理功能,,既要支持分段的OAM又要支持端到端的OAM;支持層間OAM的互操作,;此外,,對(duì)保護(hù)倒換和重路由能力也提出了新的要求。

  四,、NGN的移動(dòng)性管理

  移動(dòng)性是指對(duì)于用戶和終端位置的改變而持續(xù)接入服務(wù),、繼續(xù)通信的能力。移動(dòng)性可劃分為兩個(gè)級(jí)別:一是稱為游牧的移動(dòng)性,,指用戶在移動(dòng)時(shí)能改變其網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn),,但正在進(jìn)行的服務(wù)會(huì)話會(huì)完全停止,需要重新啟動(dòng),;另外一個(gè)稱為無(wú)縫移動(dòng),,指當(dāng)用戶或終端移動(dòng)時(shí),能隨時(shí)改變其網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)而不中斷正在進(jìn)行的服務(wù)會(huì)話,。這些都要求在核心網(wǎng)提供相應(yīng)的功能來(lái)支持移動(dòng)性,,這些功能應(yīng)該包括用戶鑒別、授權(quán),、位置更新,、用戶信息的下載等,稱之為移動(dòng)性管理,。為用戶和終端提供移動(dòng)性管理以保證不同網(wǎng)絡(luò)間的漫游和服務(wù)的無(wú)縫移動(dòng)性是NGN最緊迫的需求之一,。從用戶的觀點(diǎn)來(lái)看,用戶應(yīng)該可以被標(biāo)識(shí)為移動(dòng)用戶或固定用戶;應(yīng)該能從任何網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò),,包括使用任何接入技術(shù)進(jìn)行用戶的網(wǎng)間漫游,,并且用戶的有效性和可靠性應(yīng)該為網(wǎng)絡(luò)功能所知。

  依據(jù)NGN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,NGN中的移動(dòng)性管理可分類為:網(wǎng)間移動(dòng)性管理,,它主要是解決不同NGN間NNI移動(dòng)性管理問(wèn)題;網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)性管理,,它主要是解決NGN內(nèi)的NNI移動(dòng)性管理問(wèn)題,;接入網(wǎng)的移動(dòng)性管理,它主要是解決接入網(wǎng)內(nèi)的移動(dòng)性問(wèn)題,。由于解決問(wèn)題的著重點(diǎn)不同,,這三類對(duì)移動(dòng)性管理的要求也不同。接入網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)性管理由于其相同的接入技術(shù)和隸屬同一個(gè)運(yùn)營(yíng)者而相對(duì)簡(jiǎn)單,,對(duì)網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)性管理也同樣如此,。而網(wǎng)間移動(dòng)性管理由于涉及到不同的接入技術(shù)和不同的運(yùn)營(yíng)者而相對(duì)復(fù)雜??偟膩?lái)說(shuō),,對(duì)移動(dòng)性管理的要求有以下幾點(diǎn):

  ·獨(dú)立于接入網(wǎng)技術(shù):NGN將由基于IP技術(shù)的核心網(wǎng)和使用不同接入技術(shù)的接入網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,所以要求移動(dòng)性管理與接入技術(shù)無(wú)關(guān) ,;

  ·基于IP技術(shù):NGN將以IP為基礎(chǔ) ,,移動(dòng)性管理也應(yīng)該和IP技術(shù)銜接良好,包括IPv4和IPv6,;

  ·支持網(wǎng)絡(luò)間的漫游而不依賴接入類型和網(wǎng)絡(luò)管理歸屬,;
  ·支持終端、個(gè)人和服務(wù)的移動(dòng)性,。
  此外,,為了支持用戶的移動(dòng)性要求,在控制層需要實(shí)現(xiàn)一些特定的功能,,如識(shí)別和鑒定機(jī)制,、接入控制和授權(quán)功能、位置管理(包括網(wǎng)絡(luò)位置和地理位置管理),、尋呼能力、IP地址分配和管理(包括固定的和動(dòng)態(tài)的IP地址),、用戶環(huán)境,、用戶輪廓及用戶數(shù)據(jù)權(quán)限管理、支持不同類別的移動(dòng)性管理的功能交互,。
  五,、可管理的IP網(wǎng)絡(luò)框架
  隨著IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,IP網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)資源的復(fù)用能力、組網(wǎng)的靈活性和擴(kuò)展性等方面具有巨大優(yōu)勢(shì),。同時(shí),,隨著基于IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的Internet的普及,在IP網(wǎng)絡(luò)上承載多業(yè)務(wù),,包括電信業(yè)務(wù)成為明確的發(fā)展趨勢(shì),。這里電信業(yè)務(wù)主要指話音和視頻業(yè)務(wù)。它包含三個(gè)特征:第一,,這些業(yè)務(wù)的流量主要是連續(xù)媒體流,,而且通常具有交互性;第二,,這些業(yè)務(wù)需要滿足電信級(jí)的性能和可靠性要求,;第三,這些業(yè)務(wù)是可運(yùn)營(yíng),、可管理的,。電信運(yùn)營(yíng)商作為業(yè)務(wù)提供者能夠收取業(yè)務(wù)費(fèi)用、同時(shí)為服務(wù)性能提供承諾,。
  MAN-NGN的概念是基于SLA的可管理的IP網(wǎng)絡(luò),,SLA是業(yè)務(wù)提供者與用戶之間的業(yè)務(wù)協(xié)定,SLA明確了用戶的要求和業(yè)務(wù)提供者的承諾 ,,規(guī)定了提供的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),,設(shè)定了業(yè)務(wù)提供者必須完成的性能指標(biāo)。
  SLA中定義的網(wǎng)絡(luò)能力都可以向用戶提供,。SLA以基于請(qǐng)求或定購(gòu)的方式實(shí)現(xiàn),,用戶也可以為每種應(yīng)用指定具體的性能要求,如帶寬,、傳遞時(shí)延,、丟失率等,當(dāng)然,,也可以不要SLA,,即享受沒(méi)有服務(wù)質(zhì)量保證的盡力而為服務(wù)。IP網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用SLA可以確保提供給用戶的網(wǎng)絡(luò)性能和可用性,。迄今為止,,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商只能控制包括可靠性和可用性在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)性能。通過(guò)與用戶的協(xié)商,,運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該能夠控制和管理IP網(wǎng)絡(luò)的資源,,以便根據(jù)不同的應(yīng)用類型和設(shè)備類型提供與所協(xié)商的SLA相一致的端到端連接性能。
  MAN-NGN業(yè)務(wù)是從用戶的角度來(lái)定義的,,這與現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)概念有很大不同,。網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)提供的功能相分離,,網(wǎng)絡(luò)提供者負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)控制并提供給用戶一定的網(wǎng)絡(luò)能力,用戶可以在網(wǎng)絡(luò)提供者的幫助下開(kāi)發(fā)自己的業(yè)務(wù),。MAN-NGN業(yè)務(wù)可以定義為:①允許用戶選擇端用戶(包括人,、終端設(shè)備、應(yīng)用),;②允許用戶利用網(wǎng)絡(luò)提供者提供的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源配置自己的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),;③允許用戶通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)提供者協(xié)商關(guān)于QoS和包括安全能力在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)性能的SLA來(lái)為自己的網(wǎng)絡(luò)選擇一些控制和管理功能。
  MAN-NGN業(yè)務(wù)要求網(wǎng)絡(luò)提供者向用戶提供一定的網(wǎng)絡(luò)能力,,這些網(wǎng)絡(luò)能力可以經(jīng)雙方協(xié)商,,劃分成不同的管理等級(jí)。
  MAN-NGN的業(yè)務(wù)要求可以分為應(yīng)用級(jí)性能和網(wǎng)絡(luò)級(jí)性能要求,。
 ?、俣擞脩魳I(yè)務(wù)要求,即應(yīng)用級(jí)性能要求,,包括可用性(如99.999%),、響應(yīng)時(shí)間(如下載1M文件的時(shí)間小于5ms)、業(yè)務(wù)阻塞概率,、業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)和QoS/CoS,。
  ②網(wǎng)絡(luò)提供者業(yè)務(wù)要求,,即網(wǎng)絡(luò)級(jí)性能要求,,包括包差錯(cuò)率和包丟失率、雙向時(shí)延/單徑時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng),、可用性(系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間,、平均故障時(shí)間、平均修復(fù)時(shí)間),、峰值帶寬,、有效帶寬和最低帶寬、移動(dòng)接入時(shí)本地認(rèn)證的雙向時(shí)延,、接入阻塞概率和業(yè)務(wù)完成概率,、流量監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)。
 ?、踁PN業(yè)務(wù)要求與網(wǎng)絡(luò)提供者業(yè)務(wù)要求基本相同,,但考慮到如果網(wǎng)絡(luò)提供者能夠在不同的VPN之間共享物理基礎(chǔ)設(shè)施,而不是像現(xiàn)在這樣對(duì)不同的VPN采用物理上獨(dú)立的鏈路和路由器分別操作,,那么將大大節(jié)省成本,。因此VPN的業(yè)務(wù)要求還包括 VPN的配置和操作、VPN認(rèn)證和鑒權(quán)在內(nèi)的安全性保證,。
 ?、軕?yīng)用提供者業(yè)務(wù)要求依賴于特定的應(yīng)用,其業(yè)務(wù)要求與應(yīng)用客戶數(shù)量,、應(yīng)用服務(wù)器能力,、連接客戶和應(yīng)用提供者的網(wǎng)絡(luò)的能力密切相關(guān)。性能要求有:傳送優(yōu)先級(jí)和QoS/CoS,、包括準(zhǔn)入控制和認(rèn)證在內(nèi)的安全性保證,,性能監(jiān)測(cè),對(duì)用戶,、業(yè)務(wù)及終端類型的識(shí)別,,服務(wù)器冗余性和服務(wù)器聚類、命名和認(rèn)證的雙向時(shí)延,。
  六,、基于IP網(wǎng)絡(luò)的QoS要求
  對(duì)電信營(yíng)運(yùn)商而言,現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)是如何以一種非常有效而現(xiàn)實(shí)的方式來(lái)為不同的業(yè)務(wù)提供滿意的端到端QoS保證,,同時(shí)還要充分考慮到全網(wǎng)的性能,。 實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的支持QoS能力的IP網(wǎng)絡(luò)是發(fā)展的趨勢(shì)。現(xiàn)存的解決方案包括RSVP,、IntServ,、IntServ、Diffserv,、MPLS,、TE、策略管理,、QoS信令等,,但這些方法并不能根本解決QoS的問(wèn)題 。而且,,由于目前各設(shè)備制造商實(shí)現(xiàn)QoS的方式不同,,沒(méi)有完成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化的工作,成為端到端QoS不能解決的主要原因,。在IP網(wǎng)絡(luò)中支持端到端QoS能力的標(biāo)準(zhǔn)化方面,,IETF和ITU-T發(fā)揮了各自的作用,IETF致力于各種具體實(shí)施協(xié)議的制定,,而ITU-T則更側(cè)重于整體框架的制定和IP性能指標(biāo)體系的構(gòu)建,。此外,城域網(wǎng)交換論壇(MSF),、Internet II和IPCablecom也提供了多種端到端IP QoS解決方案,。
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