下一代網(wǎng)絡(luò )體系結構及相關(guān)問(wèn)題的研究

趙慧玲 單秀云 2002/11/19

圖1 NGN功能模型

4.NGN網(wǎng)絡(luò )需要分析和解決的問(wèn)題

4.1 NGN通用框架模型

　　研究NGN通用體系原則,以體現NGN中控制功能與資源、業(yè)務(wù)和傳送等分離的特性。研究NGN網(wǎng)絡(luò )功能體系模型，該模型將提供如何應用功能性方法定義NGN功能體系的準則。

4.2 NGN網(wǎng)絡(luò )功能體系和協(xié)議

　　重點(diǎn)考慮使用通用的參考模型來(lái)標識運營(yíng)商內或運營(yíng)商間支持NGN所需要的通信流程；定義與傳統終端所需要的互通功能；定義BICC協(xié)議用于中繼層面；確定跨越異構網(wǎng)絡(luò )如何支持端到端業(yè)務(wù)、呼叫控制和用戶(hù)移動(dòng)性；規定NGN終端中有關(guān)軟件升級機制、冗余和版本協(xié)商和管理的功能要求等。

4.3 服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題

　　QoS是一個(gè)端到端的問(wèn)題，主要研究不同端系統如何實(shí)現端到端QoS的協(xié)商，定義上層協(xié)議控制低層的QoS參數，以及傳送平面和接入平面的QoS保證措施。其中控制層面對低層的QoS控制又得從兩個(gè)層面來(lái)實(shí)現：一是通過(guò)上下平面之間的“垂直”協(xié)議將上下層之間的QoS機制聯(lián)系起來(lái)，另外就是在“水平”層面實(shí)現不同域或網(wǎng)絡(luò )之間的QoS控制和協(xié)商。總體來(lái)說(shuō)，研究的內容主要包括：

·端到端電話(huà)業(yè)務(wù)的QoS等級；

·端到端多媒體業(yè)務(wù)的QoS等級，定義其框架，研究QoS注冊方法；

·如何使用網(wǎng)絡(luò )低層的QOS機制獲得高層QOS對低層QoS機制的研究；

·研究運營(yíng)商間網(wǎng)絡(luò )低層QOS控制機制；

·研究QOS的端用戶(hù)規則。

4.4 業(yè)務(wù)平面

　　NGN很重要的一個(gè)方面就是將業(yè)務(wù)控制和底層網(wǎng)絡(luò )分離，要實(shí)現此目標，需要業(yè)務(wù)平面向三方業(yè)務(wù)提供商提供開(kāi)放的接口，如Parlay API和/或代理服務(wù)器，此外，業(yè)務(wù)必須能夠支持位置移動(dòng)性，即當用戶(hù)漫游到其它網(wǎng)絡(luò )時(shí)仍然可以享受服務(wù)。具體研究?jì)热莅�括�?br>
·定義業(yè)務(wù)控制體系結構；

·研究如何實(shí)現漫游時(shí)的業(yè)務(wù)使用，以及不同網(wǎng)絡(luò )之間的業(yè)務(wù)互聯(lián)。

·研究如何實(shí)現用戶(hù)對業(yè)務(wù)的定制和管理；

·用戶(hù)移動(dòng)性對業(yè)務(wù)平面的影響。

4.5 網(wǎng)絡(luò )管理

　　由于NGN網(wǎng)絡(luò )由固定網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)、IP網(wǎng)和接入網(wǎng)等組成，這導致了對這樣網(wǎng)絡(luò )網(wǎng)管的復雜性和挑戰性，因此應研究完善和增強核心網(wǎng)絡(luò )管理的體系；定義適用于NGN要求（故障管理、性能管理、客戶(hù)管理、計費/帳務(wù)管理、業(yè)務(wù)量和路由管理等）的基本網(wǎng)絡(luò )管理業(yè)務(wù)和接口；應用新的網(wǎng)絡(luò )管理體系概念和新的網(wǎng)絡(luò )管理技術(shù)，例如TML等。

4.6 安全

　　在NGN網(wǎng)絡(luò )中，網(wǎng)絡(luò )安全關(guān)系到網(wǎng)絡(luò )體系、QoS、網(wǎng)絡(luò )管理、移動(dòng)性、計費系統和帳務(wù)系統，因此有必要 開(kāi)發(fā)NGN的安全性體系和安全性導則， 以及開(kāi)發(fā)NGN所需的安全性協(xié)議和API接口。

4.7 廣泛移動(dòng)性（Generalized mobility）

　　廣泛移動(dòng)性是指當用戶(hù)采用不同的接入技術(shù)時(shí)將作為一單個(gè)客戶(hù)來(lái)處理，允許用戶(hù)跨越現有網(wǎng)絡(luò )邊界使用和管理他們的業(yè)務(wù)。對用戶(hù)的移動(dòng)性要求包括： 用戶(hù)有能力改變接入點(diǎn)或終端，并作為mobile/nomadic用戶(hù)；用戶(hù)可以應用各種接入技術(shù)從任何網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn)接入到網(wǎng)絡(luò )；用戶(hù)可以得到連續性的服務(wù)和網(wǎng)絡(luò )應用，這些業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò )應用可以由網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商、業(yè)務(wù)提供商或第三方提供。對于移動(dòng)性應考慮網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)能力以支持個(gè)人的移動(dòng)性、終端的移動(dòng)性以及他們的組合。為了支持上述要求，ITU在NGN的研究中，應充分考慮業(yè)務(wù)的需求，要求網(wǎng)絡(luò )具有識別（Identification ）和認證（ authentication機制、接入控制和授權（Authorization）功能、位置（Location ）管理、支持終端或會(huì )晤（session）的IP地址分配和管理功能、支持用戶(hù)VHE管理功能、支持用戶(hù)管理功能等。

5.NGN網(wǎng)絡(luò )移動(dòng)性問(wèn)題研究

　　現今的網(wǎng)絡(luò )，不論是移動(dòng)網(wǎng)還是固定網(wǎng)均在向基于IP的網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)，以支持多媒體業(yè)務(wù)。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )能力的提高，用戶(hù)可享受的服務(wù)越來(lái)越多，一種發(fā)展趨勢是不論通過(guò)何種技術(shù)手段訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )的用戶(hù)均應得到相同的服務(wù)，這種情況在固定接入網(wǎng)中屢見(jiàn)不鮮，如XDSL，有線(xiàn)電纜接入等。然而，就目前看來(lái)，網(wǎng)絡(luò )對用戶(hù)仍然區分對待，不同用戶(hù)使用不同的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)體系并且不能互通，這對于希望以最便捷方式在不同接入技術(shù)的網(wǎng)間移動(dòng)的用戶(hù)來(lái)說(shuō)是個(gè)嚴重缺陷。未來(lái)服務(wù)提供的關(guān)鍵一步就是為用戶(hù)提供穩定可靠的服務(wù)，即當用戶(hù)使用不同的接入技術(shù)時(shí)被作為同一個(gè)實(shí)體對待，使他們可以跨越當前的網(wǎng)絡(luò )界限始終如一地享用所需服務(wù)。

　　目前，用戶(hù)可以在結構相同的公共無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)中漫游，而在固定網(wǎng)中漫游則受到很大限制，移動(dòng)性只適用于同類(lèi)網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展需要未來(lái)能實(shí)現用戶(hù)在不同的固定接入網(wǎng)和公共無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)間的移動(dòng)(例如從UMTS到WLAN)，并且可獲得相同的服務(wù)，要實(shí)現此目標，需要實(shí)現各種接入手段的互操作性以及核心網(wǎng)互操作性，現在已有一些關(guān)于具體的互操作性的文章，例如 WLAN_--UMTS，但還沒(méi)有全球化。

1)各種接入手段的互操作

　　未來(lái)網(wǎng)絡(luò )要想提供自由廣闊的服務(wù)環(huán)境，關(guān)鍵在于實(shí)現各種接入技術(shù)的協(xié)調共存，解決各種不同技術(shù)之間的互聯(lián)以獲得互操作性，以及在此基礎上實(shí)現集成。目前，主要考慮的接入系統包括以下幾種：

·各種公共蜂窩系統，如W-CDMA，CDMA-2000，GPRS等。

·與移動(dòng)系統實(shí)現無(wú)縫連接的固定接入網(wǎng)，包括XDSL，有線(xiàn)電纜，各種窄帶接入以及WLAN等。

·數字音訊廣播(DAB)

　　以上各個(gè)系統使用的接入技術(shù)和帶寬能力均不相同，因此不可能期望某個(gè)多媒體終端同時(shí)支持各種接入，但用戶(hù)可通過(guò)多種終端訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，要實(shí)現異構環(huán)境下的移動(dòng)性除了支持用戶(hù)移動(dòng)性外，還應支持業(yè)務(wù)的移動(dòng)性。一般來(lái)說(shuō)，用戶(hù)對移動(dòng)性的要求包括：

·用戶(hù)可改變接入點(diǎn)或終端，不過(guò)此功能僅適用于有移動(dòng)或漫游權利的用戶(hù)。

·用戶(hù)可從任一節點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )，這需要網(wǎng)絡(luò )具備一定的認證能力。

·用戶(hù)可得到始終如一的服務(wù)，不過(guò)可能受限于用戶(hù)當前所在位置，因此需要網(wǎng)絡(luò )提供者和業(yè)務(wù)提供商之間的配合。

·網(wǎng)絡(luò )、業(yè)務(wù)和應用系統甚至第三方的業(yè)務(wù)和應用系統應知道用戶(hù)是否可用和可達。

2)服務(wù)水平

下面列出了移動(dòng)性應考慮的幾種服務(wù)水平：

·個(gè)人和終端的移動(dòng)性：

　　個(gè)人移動(dòng)性是指用戶(hù)可改變其終端；而終端移動(dòng)性是指用戶(hù)與他的終端一起移動(dòng)。所謂用戶(hù)改變其網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn)，就是說(shuō)在個(gè)人移動(dòng)性中，用戶(hù)改變位置或終端或接入技術(shù)，在終端移動(dòng)性中，用戶(hù)改變位置或接入技術(shù)，但保持同樣的終端。

·游動(dòng)（Nomadism）

　　游動(dòng)給用戶(hù)隨其移動(dòng)可改變網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn)，當接入點(diǎn)發(fā)生變化時(shí)，用戶(hù)的會(huì )話(huà)會(huì )中斷，之后再重新建立。

·移動(dòng)性

　　移動(dòng)性即用戶(hù)可隨位置移動(dòng)而改變網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn)并且不中斷當前會(huì )話(huà)，不過(guò)在某些情況下可能有短時(shí)間的通話(huà)中斷。

·漫游性

　　漫游性即用戶(hù)能夠在非歸屬網(wǎng)絡(luò )即訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )服務(wù)。

　　有人可能認為上述要求只要通過(guò)對當前網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行一些擴展就可解決。下面舉例說(shuō)明此觀(guān)點(diǎn)并不正確。例如，一個(gè)用戶(hù)通過(guò)ADSL方式接入網(wǎng)絡(luò )并鑒權通過(guò)，于是他開(kāi)始進(jìn)行多媒體會(huì )話(huà)，過(guò)了一會(huì )兒，這個(gè)用戶(hù)轉換成UMTS接入并且也鑒權通過(guò)，于是又開(kāi)始新的多媒體會(huì )話(huà)，由于在兩網(wǎng)中用戶(hù)信息是不同的，所以移動(dòng)性和穩定服務(wù)就無(wú)法提供，并且兩種方式下需要不同身份、登錄和密碼的鑒權，而且由于XDSL接入方式“永遠在線(xiàn)”的特性，使得即使用戶(hù)在用UMTS方式通信，仍然占用系統資源，從而導致資源的浪費。如果可支持應用漫游功能和多接入的單用戶(hù)信息，則可簡(jiǎn)化跨網(wǎng)接入的認證、鑒權和仲裁等功能。

3)移動(dòng)性對NGN網(wǎng)絡(luò )的要求

　　要實(shí)現更加透明的固定-無(wú)線(xiàn)寬帶通信以及跨越不同接入技術(shù)的移動(dòng)性需要對當前網(wǎng)絡(luò )結構做出重大變革，進(jìn)一步擴展控制層的網(wǎng)絡(luò )功能，主要包括：

·認證和鑒權機制

　　從用戶(hù)的角度來(lái)看，為了避免控制機制的重復，可認為此項功能在當前網(wǎng)絡(luò )的認證和鑒權機制中已有定義。

·接入控制和鑒權功能

　　鑒權的結果決定是否接受用戶(hù)連接請求，下一步便是使接入網(wǎng)結構適應移動(dòng)用戶(hù)，包括用戶(hù)連接的QOS水平，該水平由用戶(hù)情況和接入網(wǎng)的技術(shù)限制決定。

·位置管理

　　位置管理包括網(wǎng)絡(luò )位置和地理位置的管理。

·IP地置分配和管理

　　解決方法是之一是讓用戶(hù)使用固定的IP地址，這就需要有專(zhuān)門(mén)的移動(dòng)性管理方案來(lái)授予用戶(hù)的本地IP地址.

·用戶(hù)環(huán)境管理

　　用戶(hù)環(huán)境定義為整個(gè)“接入網(wǎng)+終端”。用戶(hù)環(huán)境決定了移動(dòng)用戶(hù)獲得服務(wù)的范圍。這項功能的作用是把主要的用戶(hù)環(huán)境特征抽象成數據，以用于為移動(dòng)用戶(hù)提供相關(guān)的服務(wù)。這項功能對于在不同類(lèi)環(huán)境之間操作顯得很重要。因為同類(lèi)環(huán)境對于所有用戶(hù)內涵相同，也就不需要這樣的數據。NGN更廣闊的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境使得不同類(lèi)環(huán)境之間的操作愈來(lái)愈多。這項功能實(shí)現了虛擬歸屬環(huán)境的第一步，即確定了用戶(hù)環(huán)境的特征，使得服務(wù)與當前用戶(hù)環(huán)境相適應。

·用戶(hù)信息管理

　　以上功能都依靠一些用戶(hù)數據——個(gè)人數據或網(wǎng)絡(luò )數據。這些數據的存儲和更新便是由用戶(hù)信息管理功能來(lái)完成。

·接入用戶(hù)數據

　　此項功能提供用戶(hù)數據的過(guò)濾，即限制某些訊問(wèn)實(shí)體獲得某些用戶(hù)數據，從而保證用戶(hù)數據隱私。

4)NGN移動(dòng)性方面的標準化進(jìn)展

　　3GPP和3GPP2著(zhù)重研究IMS演進(jìn)，它們所提供的移動(dòng)性管理只對它們自己的系統有效，要實(shí)現在3GPP和3GPP2之間的IMS接入，需在兩個(gè)多媒體系統之間進(jìn)行協(xié)調互通。

　　IETF正在研究移動(dòng)IP技術(shù)，以實(shí)現路由器間的宏觀(guān)移動(dòng)性，但如何把移動(dòng)IP應用于其它情況(如無(wú)線(xiàn)網(wǎng))是個(gè)值得考慮的問(wèn)題。

　　ITU-T中的SSG負責IMT2000 的協(xié)調和集中問(wèn)題，且已開(kāi)始撰寫(xiě)要求。

6．結論

　　本文概述 ITU－T NGN 2004 Project目前在NGN方面取得地研究成果和最新進(jìn)展情況，包括下一代網(wǎng)絡(luò )的特點(diǎn)和功能模型，下一代網(wǎng)絡(luò )需要分析和解決的問(wèn)題，以及下一代網(wǎng)絡(luò )如何支持移動(dòng)性。

　　NGN是一個(gè)長(cháng)遠的目標，在此過(guò)程中有許多尚待解決的技術(shù)和標準體制方面的問(wèn)題。隨著(zhù)信息技術(shù)及設備的不斷改進(jìn)，用戶(hù)必將在未來(lái)的網(wǎng)絡(luò )中得到更廣泛、更高質(zhì)量的服務(wù)。

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