國內外NGN發(fā)展動(dòng)向
楊然
2003/03/17
摘要：業(yè)界對下一代網(wǎng)絡(luò )（NGN ）的概念持有不同的觀(guān)點(diǎn)。根據國際上有關(guān)NGN的研究與行為，NGN包含以智能光網(wǎng)為核心的下一代光網(wǎng)絡(luò )，以MPLS和IPv6為重點(diǎn)的下一代IP網(wǎng)絡(luò )以及采用3G，4G的下一代無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )等。在眾多的NGN計劃中，歐盟的NGN行動(dòng)計劃較為突出。首先對其使命、研究?jì)热莸冗M(jìn)行了整體的介紹。在介紹了中國有關(guān)NGN的研究后，就NGN的網(wǎng)絡(luò )功能結構如何設定以及美國有關(guān)建設下一代電話(huà)網(wǎng)的舉措進(jìn)行了闡述。最后對中國NGN的發(fā)展提出殷切。
NGN是“下一代網(wǎng)絡(luò )（Next Generation Network）”或“新一代網(wǎng)絡(luò )（New Generation Network）”的縮寫(xiě)。NGN究竟指什么，不同的人肯定會(huì )有不同的看法。在中國，人們往往把NGN與軟交換聯(lián)系在一起，甚至把它們等同起來(lái)。但是，從國際上有關(guān)NGN的研究與行動(dòng)上來(lái)看，NGN包含的內容非常廣泛，例如：以智能光網(wǎng)為核心的下一代光網(wǎng)絡(luò )；以MPLS，IPv6為重點(diǎn)的下一代IP網(wǎng)絡(luò )；采用3G,4G的下一代無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )等。本文將重點(diǎn)介紹歐洲與中國的NGN行動(dòng)計劃，探討NGN的網(wǎng)絡(luò )功能結構和未來(lái)發(fā)展趨勢。
一、國外的NGN行動(dòng)計劃
到目前為止，沒(méi)有一個(gè)標準化組織或權威機構提出對NGN的嚴格定義。因為NGN好比一個(gè)新生兒，雖然我們知道它一定會(huì )成長(cháng)起來(lái)，但我們并不清楚最終它會(huì )長(cháng)成什么樣，而且在它的成長(cháng)過(guò)程中必然會(huì )遇到這樣或那樣的問(wèn)題，有些意料得到，有些則不然。所以實(shí)際上無(wú)法對NGN作出嚴格的定義。在國外，NGN并不是一個(gè)新的專(zhuān)用詞匯，一般泛指采用了比目前網(wǎng)絡(luò )更為先進(jìn)的技術(shù)或能夠提供更先進(jìn)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )。1996年，美國政府與大學(xué)分別牽頭提出下一代Internet行動(dòng)計劃（NGI）和Internet2。與此同時(shí)，國際上還有很多個(gè)政府部門(mén)、行業(yè)團體、標準化組織等機構機構和參與的NGN行動(dòng)計劃，如IETF的下一代IP、3GP與UMTS論壇的下一代移動(dòng)通信、加拿大的CANET3、歐盟的NGN行動(dòng)計劃等。這些NGN計劃與行動(dòng)幾乎與軟交換沒(méi)有什么關(guān)系，它們有的是專(zhuān)門(mén)研究本領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展（例如IETF的“下一代IP”研究的是如何從IPv4向IPv6過(guò)渡），有的則是包容了多種網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與應用的綜合研究項目。從1997年起，美國每年舉行兩次大型NGN會(huì )議，探討網(wǎng)絡(luò )下一步該如何發(fā)展。
在眾多的NGN計劃中，歐盟的NGN行動(dòng)計劃是一個(gè)內容廣泛、技術(shù)全面的大型項目。歐盟2001年1月1日啟動(dòng)了為期兩年的NGN項目，其使命是：創(chuàng )建一個(gè)網(wǎng)絡(luò )基礎設施，為NGN所有要討論的課題提供開(kāi)發(fā)的研究環(huán)境，以促使分散于各相關(guān)國際標準機構、論壇和其它組織的已有成果達成一致意見(jiàn)，期望通過(guò)NGN行動(dòng)計劃推動(dòng)歐洲信息技術(shù)的發(fā)展。
此項目歐盟組織于出資贊助，來(lái)自其成員國的數十個(gè)業(yè)務(wù)提供商、設備制造商、研究機構踴躍參與。NGN行動(dòng)計劃分為7個(gè)工作組，工作組1～7分別側重以下領(lǐng)域的研究：網(wǎng)絡(luò )設施，移動(dòng)與無(wú)線(xiàn)，光網(wǎng)絡(luò )，家庭網(wǎng)絡(luò )，邊緣設備（Edge Devices），QoS/CoS、SLA/SLS、IPv6、光網(wǎng)。接入網(wǎng)、有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)的融合、內容與網(wǎng)絡(luò )的管理、業(yè)務(wù)、衛星、移動(dòng)通信以及互操作性等。其中不僅包括網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展和演進(jìn)，還包括業(yè)務(wù)需求與業(yè)務(wù)模型、管制政策等內容。例如QoS的研究，不僅僅是研究從網(wǎng)絡(luò )技術(shù)上如何實(shí)現對QoS的支持，還包括各種應用對QoS的需求，以及IPv6中的QoS等。
在經(jīng)過(guò)了一年的研究以后，歐盟認為NGN應該是比今天更好的網(wǎng)絡(luò )，它將是具有更高速率，支持更多的業(yè)務(wù)，以更綜合的方式支持多種業(yè)務(wù)，支持多種水平的QoS，運行/維護/管理更簡(jiǎn)單、經(jīng)濟。歐盟還對NGN的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與業(yè)務(wù)達成了以下結論性意見(jiàn)：
將有多種多樣的接入和核心網(wǎng)絡(luò )服務(wù)于社會(huì )；
由于網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的多樣性，互通和互操作將成為今后的主要問(wèn)題；
NGN（IPv6，3G和WDM）將廣泛用來(lái)提供寬帶、高質(zhì)量、安全的業(yè)務(wù)；
新的通信軟件將驅動(dòng)個(gè)性化增值業(yè)務(wù)的發(fā)展；
標準將在NGN中起到重要的作用。
從上述歐盟的NGN行動(dòng)計劃中可以看出，NGN是一個(gè)范圍很廣的概念，它所討論的內容是與未來(lái)網(wǎng)絡(luò )相關(guān)的方方面面的事情，不止是Internet、移動(dòng)、IPv6、光或業(yè)務(wù)，而是所有這些的總和。
國外也有一些專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)下一代話(huà)音設備的公司提出針對話(huà)音網(wǎng)的下一代組網(wǎng)技術(shù)，例如Telcordia（原Bellcore）提出的基于軟交換的NGN方案。但從媒體的報道和業(yè)界的認知程度來(lái)看，軟交換并不是NGN的主流觀(guān)點(diǎn)與技術(shù)。
二、中國有關(guān)NGN的研究
中國在20世紀90年代末就已經(jīng)開(kāi)始了下一代網(wǎng)絡(luò )發(fā)展戰略的研究，例如信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院承擔的“新時(shí)期電信網(wǎng)發(fā)展戰略的總體思路”課題，在當時(shí)的情況下為我國電信網(wǎng)的發(fā)展提出了很好的建議。隨著(zhù)技術(shù)與業(yè)務(wù)的發(fā)展，NGN的內容也在不斷地發(fā)展與完善。
1999年中國國家自然科學(xué)基金委員會(huì )設立專(zhuān)項基金創(chuàng )建了國內第一個(gè)“中國高速互聯(lián)研究試驗網(wǎng)絡(luò )”，連接了北京六個(gè)單位的節點(diǎn)并與中國教育科研網(wǎng)和中國科技網(wǎng)相連。該網(wǎng)絡(luò )技術(shù)先進(jìn)，在有關(guān)領(lǐng)域取得了一批重大研究成果，實(shí)現了與先進(jìn)的國際下一代互聯(lián)網(wǎng)（Internet2）的連通，開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的多媒體實(shí)時(shí)交互環(huán)境系統，為中國各領(lǐng)域科學(xué)家參與國際研究提供了基礎設施平臺，為中國下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了動(dòng)力。網(wǎng)絡(luò )中使用了中國自主研制的DWDM光傳輸技術(shù)，容量為200Gbit/s，傳輸距離為400km。由此還研制建成了中國下一代互聯(lián)網(wǎng)交換中心。
2002年初，中國高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）的通信技術(shù)主體組也啟動(dòng)了“新一代信息網(wǎng)絡(luò )NGN發(fā)展戰略研究”的課題，此課題將以NGN 為主題，在了解與掌握國內外最新研究和發(fā)展動(dòng)態(tài)的基礎上，結合中國國情，深入研究和發(fā)現網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展過(guò)程中包括技術(shù)、業(yè)務(wù)、市場(chǎng)等方面的核心問(wèn)題，提出切合中國實(shí)際、符合世界潮流、具有前瞻性的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展主導趨勢。并將結合國家863計劃的實(shí)施，凝練出新一代信息網(wǎng)絡(luò )關(guān)鍵技術(shù)及在中國的總體發(fā)展戰略。
三、NGN的網(wǎng)絡(luò )功能結構
NGN是融合網(wǎng)絡(luò )。數據網(wǎng)與電信網(wǎng)曾是兩個(gè)有著(zhù)不同特性的網(wǎng)絡(luò )，它們的融合將帶來(lái)一系列新的業(yè)務(wù)，并對網(wǎng)絡(luò )平臺提出新的要求（見(jiàn)圖1）。因此，NGN的網(wǎng)絡(luò )功能結構如何設定是我們要關(guān)注的重點(diǎn)。
NGN是由今天的網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)而成的，基本上可以分為傳送層和業(yè)務(wù)層（見(jiàn)圖2）。傳送層又被豎切為接入網(wǎng)、城域網(wǎng)和核心網(wǎng)。業(yè)務(wù)層被橫切為邊緣和核心兩大部分。
傳送層的基本功能是在光纖上傳送比特率，其主要任務(wù)是提供與管理帶寬，目標是減少每一比特的成本。傳送層采用的技術(shù)包括使用DWDM把多個(gè)波長(cháng)放到一根光纖上，并用光交換對這些波長(cháng)進(jìn)行連接，還包括把SONET/SDH的低帶寬電路打包到波長(cháng)上，以及使用波長(cháng)承載千兆以太網(wǎng)。傳送層中的接入部分（用戶(hù)和入網(wǎng)點(diǎn)之間）帶寬一般最高到2.5Gbit/s（OC－48），這些接入連接被放入城域網(wǎng)中的大管道中（多個(gè)OC－48），然后再進(jìn)入核心網(wǎng)的更大管道中（如OC－192）。
業(yè)務(wù)層的基本功能是在由傳送層提供的“電路”中把負荷進(jìn)行“整形”并進(jìn)行信息的交換，其目標是提升每一個(gè)比特的價(jià)值。業(yè)務(wù)層被橫切為邊緣和核心兩大部分，界線(xiàn)是10萬(wàn)分組/s。在業(yè)務(wù)層，數據分組被單獨處理或者作為“流”（與特定用戶(hù)或應用相關(guān)的分組串）來(lái)處理，老的技術(shù)包括幀中繼和ATM，新的技術(shù)MPLS有可能成為ATM的替代技術(shù)。
歐盟在NGN的劃分上，采取了比圖2更細化的方法，把網(wǎng)絡(luò )分為3個(gè)區域（用戶(hù)駐地設備（CPE）、接入、核心）和4個(gè)層面（物理、網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議、服務(wù)、管理），見(jiàn)圖3。
下面以接入網(wǎng)為例來(lái)分析它應該如何從業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò )兩個(gè)方面來(lái)適應NGN。接入網(wǎng)可以按物理層劃分（如無(wú)線(xiàn)、光、銅線(xiàn)），也可以按網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議來(lái)劃分（IP,ATM,SDH,WDM），必須能為下一代網(wǎng)絡(luò )與應用提供必要的帶寬。接入網(wǎng)是否設計得當應該從業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò )兩個(gè)方面來(lái)衡量。在業(yè)務(wù)與應用方面包括業(yè)務(wù)類(lèi)型（數據、話(huà)音、視象）、QoS要求（可靠性、吞吐量、丟失率、延時(shí)、抖動(dòng)）、安全性（加密、認證）、用戶(hù)情況（住宅、SOHO、企業(yè)）以及連接類(lèi)型（全雙工/半雙工、對稱(chēng)/不對稱(chēng)、廣播/單薄/多播）。在網(wǎng)絡(luò )技術(shù)方面包括接口（例如與傳統網(wǎng)的接口）、成本（實(shí)施、維護、使用）、彈性與可靠性以及與核心網(wǎng)及用戶(hù)駐地網(wǎng)（CPN）的互操作。
因此，僅在接入網(wǎng)方面需要研究的內容就包括網(wǎng)絡(luò )拓撲（物理與邏輯上的）、固定接入網(wǎng)（傳統電信、以太網(wǎng)、xDSL、CATV、電力線(xiàn)）、無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)（802.11a/b、藍牙、固定無(wú)線(xiàn)、衛星、移動(dòng)）、光（DWDM、光以太網(wǎng)、SONET、PON、FTTH、FTTC）、影響接入網(wǎng)選擇的因素（業(yè)務(wù)與QoS需求）、網(wǎng)絡(luò )需求（傳統網(wǎng)絡(luò )、接口、互操作、網(wǎng)管）、與接入網(wǎng)相關(guān)的標準及管制問(wèn)題（如非綁定、頻譜）、接入網(wǎng)演進(jìn)的主要驅動(dòng)力（向光網(wǎng)的融合、向基于IP的核心網(wǎng)的融合、無(wú)線(xiàn)通信影響）與未來(lái)可能演進(jìn)的方向等。
四、下一代電話(huà)網(wǎng)
是否有下一代電話(huà)網(wǎng)？可以說(shuō)，采用軟交換的分組化（即IP化）電話(huà)網(wǎng)就是下一代電話(huà)網(wǎng)。這一問(wèn)題以及探討了若干年，主要圍繞一旦軟交換等分組技術(shù)廣泛采用，可靠性和QoS是否可以得到保障以及能否采用分層的結構構筑網(wǎng)絡(luò )兩方面。軟交換雖然被一些設備廠(chǎng)商稱(chēng)作下一代電話(huà)網(wǎng)的核心技術(shù)，但是，在國外傳統電信運營(yíng)商的電話(huà)網(wǎng)中并沒(méi)有大規模實(shí)施軟交換。到目前為止，國外只有少量的軟交換在真正的商用，主要事用在4號機（長(cháng)途交換機）和Internet卸載（offload）上。
美國有幾家運營(yíng)商對軟交換比較積極，如Global Crossing，Qwest等在傳統中繼中采用軟交換，Sprint則是唯一宣布要采用軟交換把本地交換網(wǎng)全部分組化的運營(yíng)商。
Sprint是一個(gè)既經(jīng)營(yíng)長(cháng)途業(yè)務(wù)，又在某些地區經(jīng)營(yíng)小范圍本地電話(huà)業(yè)務(wù)的運營(yíng)商。與其他的本地運營(yíng)商相比，Sprint的電話(huà)網(wǎng)從電路交換向分組化的轉移要容易一些。因為Sprint網(wǎng)絡(luò )在本地部分相對扁平，只有7個(gè)匯接交換機。作為分組化升級的第一步，Sprint以及在與北電信網(wǎng)絡(luò )簽署了11億美元的合同，首先將其本地網(wǎng)中的5ESS交換機轉換為分組交換機。但是，北電信網(wǎng)絡(luò )為Sprint提供的Succession軟交換機和媒體網(wǎng)關(guān)進(jìn)行組網(wǎng)，并在新的網(wǎng)絡(luò )上融合話(huà)音、DSL和專(zhuān)線(xiàn)網(wǎng)。Sprint新聞藉此可以節省資金和簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )。當分組化全部完成 之后，Sprint的本地網(wǎng)將從350個(gè)減少到100個(gè)，更重要的是，Sprint可以提供會(huì )議電視會(huì )議電視等新業(yè)務(wù)，并且把DSL業(yè)務(wù)擴展到其90％的用戶(hù)。對于Verizon和SBC等大型的本地傳統運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，將來(lái)是否匯在本地采用軟交換目前還不是很明朗。
可以看到，國際上NGN是一個(gè)涵蓋了諸多內容的理念，絕非僅僅與軟交換有關(guān)。可喜的是在我國的NGN討論中，也已經(jīng)開(kāi)始把思路拓寬，特別是在新一期的863項目中，不僅包括了NGN的網(wǎng)絡(luò )總體架構、網(wǎng)絡(luò )融合，而且還包括了典型應用和業(yè)務(wù)提供方式的研究。筆者期待中國的NGN能一路走好，創(chuàng )出自己的路子來(lái)。
中國通信網(wǎng)(www.c114.net)—摘自 《現代電信科技》
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