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引言：互聯網存在如下的“普適特性”：地址規(guī)劃，用域名服務器作地址指配和地址鑒別，以及有電子郵件、文件傳輸、WWW之類的應用。鑒于上述這些特性及相關的網絡基礎設施，可以認為，基于IP的系統(tǒng)將成為下一代網絡的基礎。下一代網絡將是一個增強的基于IP的網絡。
但是，新的應用和布網要求提出了新的需求，這些需求是設計第一代分組網絡時想象不到的。正是意識到這一點，ITU-T的Y.2001[1]明確了下一代網絡的一系列特征。此外，ITU-T的Y.2011[2]提出了實現這些基本特征所需的結構基礎及一般架構。
一般觀點認為傳統(tǒng)的電信服務和下一代網絡的主要區(qū)別是：前者為分散垂直集成面向專門應用的網絡，后者是能夠承載所有服務的單一網絡，前者在向后者轉移。對于電話服務，其將從電路交換的基礎設施向分組交換的基礎設施轉移。在當前，下一代網絡標準化工作目標是，確�；贗P的下一代網絡能夠達到與傳統(tǒng)電話網絡相同的服務標準，不僅包括電話服務，而且包含盡可能廣泛的當前和未來的多媒體應用。
一、ITU-T Y.2001建議：下一代網絡概述
ITU-TY.2001建議給出了下一代網絡的一般定義。下一代網絡（NGN）能提供電信服務，使用多寬帶及確保服務質量（QoS）的傳輸技術，是基于分組技術的網絡。在該網絡內，與服務相關的功能不依賴于與傳輸相關的基礎技術。它能使用戶無束縛地接入網絡并能促進服務供應商的競爭。NGN支持能對用戶提供個性化和無所不至服務的廣泛移動性。
該定義確認了服務與傳輸的分離，提出把服務質量控制（QoS）加到基于IP的傳輸上。NGN使得服務供應商可以很容易地確立服務項目，用戶可以自由地選擇服務。該定義還表明移動和固定系統(tǒng)間以及固定系統(tǒng)間移動性得到適當延伸。
Y.2001建議確定的基本特征在C.S.Lee和D.Knight的文章中作了陳述（見本年度《中國無線電》第一期刊載的系列譯文第一篇）。
二、ITU-T Y.2011建議：下一代網絡的一般原則和參考模型
ITU-T Y.2011的主要目的是確立支持下一代網絡服務的功能模型的開發(fā)基礎。
該建議首先指出了下一代網絡分層系統(tǒng)和ITU-T X.200[3]建議書中定義的七層開放系統(tǒng)互連的基本參考模型（OSIBRM）間的潛在差別。例如，在考慮下一代網絡系統(tǒng)（非開放系統(tǒng)互聯）時，對比七層開放系統(tǒng)互連的基本參考模型的層數和特殊特征，可能會遇到如下幾種困難情形:
· 層數可能不是七;
· 單個層的功能可能與開放系統(tǒng)互連的基本參考模型不符;
· 開放系統(tǒng)互連的基本參考模型中某些規(guī)定的或禁止的條件/定義可能不適用;
· 所涉及的協(xié)議可以不是開放系統(tǒng)互連協(xié)議（典型的例子是IP）;
· 開放系統(tǒng)互連的基本參考模型的一致性要求可能不適用。
ITU-T Y.2011的附件詳細地列出了可為下一代網絡保留的開放系統(tǒng)互連的基本參考模型的條款和不適用的條款。
服務和功能是彼此關聯的，因為功能是用于構建服務的。將功能劃分為兩個明顯不同的組或面是非常便利的:一個包含所有的控制功能，另一個包含全部管理功能。
圖1 ITU-T Y.2011提出的功能模型
按照這種思路，ITU-T Y.2011接著考慮系統(tǒng)實現的功能，提出了一個高級模型，如圖1所示。該模型顯示了基于系統(tǒng)開發(fā)的目的功能是如何分組的。圖1所示的功能塊可以進一步劃分為子組，以利于方便地進行分組和對分布式系統(tǒng)的描繪。
三、下一代網絡的結構
本節(jié)介紹下一代網絡重點工作組在ITU-T指導下討論過的下一代網絡結構的情況。需要指出的是，最后的描述可能會依據進一步討論的結論有所變動。
下一代網絡的服務將包括兩個方面：基于會話的服務和非基于會話的服務。前者的例子諸如IP電話、電視會議和電視聊天，后者業(yè)務有媒體流和廣播等。此外，下一代網絡支持公用交換電話網/綜合業(yè)務數字網(PSTN/ISDN)替代物（ITU-T的術語即PSTN/ISTN的仿真）。
圖2 下一代網絡結構示意圖
圖2展示了下一代網絡結構。根據Y.2011建議書，下一代網絡的功能分為服務層和傳輸層。終端用戶功能由用戶-網絡接口（UNI）接到下一代網絡，而其他網絡則通過網絡—網絡接口（NNI）互相連接。
3.1 傳輸層功能
傳輸層功能為下一代網絡內所有成分和物理上分開的功能提供連接。IP是下一代網絡最有前景的傳輸技術。因此，傳輸層將為下一代網絡外的末端用戶設備和通常駐留在網絡內服務器上的控制器和啟動器提供連接。傳輸層還負責提供端對端的服務質量控制。端對端的服務質量是人們所期望的下一代網絡應具有的特性之一。
傳輸層分成接入網和核心網兩個部分，并由一種連接功能連接起來。
（1） 接入功能
接入功能管理末端用戶對網絡的接入。它涉及的接入技術有寬帶碼分多址（W-CDMA）和數字用戶線（xDSL）等。接入網包括相關的電纜接入、數字用戶線技術、無線技術、以太網技術和光學接入的功能。
（2） 接入傳輸功能
接入傳輸功能負責將信息通過接入網進行傳輸。它還提供直接處理用戶業(yè)務，包括緩沖管理、排隊和調度、包過濾、業(yè)務分級、標注、監(jiān)控和整形的服務質量控制機制。
（3） 邊緣功能
當接入業(yè)務并入核心網時，邊緣功能負責進行業(yè)務處理。
（4） 核心傳輸功能
核心傳輸功能負責確保通過核心網的信息傳輸順利進行。根據與傳輸控制功能的相互作用，它提供鑒別網內傳輸質量的方法。它還提供直接處理用戶業(yè)務，包括緩沖管理、排隊和調度、包的過濾、業(yè)務分級、標注、監(jiān)控和整形、門控制和防火墻的服務質量機制。
（5） 網絡接觸控制功能
網絡接觸控制功能執(zhí)行接入級的登錄以及進入下一代網絡服務的末端用戶功能的啟動。它提供網絡級的識別/認證，管理接入網的IP地址空間和確認接入會話，還向末端用戶發(fā)布下一代網絡服務和應用功能的接觸點。也即，網絡接觸控制功能協(xié)助末端用戶設備進行登錄和啟動使用下一代網絡。
（6） 資源與準入控制功能
資源與準入控制功能提供準入控制和門控制功能，包括對網址、端口編譯（NAPTs）和不同服務場地碼點（DSCPs）的控制。準入控制通過網絡接觸控制功能來進一步核驗用戶身份。核驗資源的可用性是指準入控制功能驗證一個資源（如帶寬）申請的合理性，在檢查了已經分配或占用的資源后，決定是否在剩余資源中批準配給。
資源與準入控制功能與傳輸功能相互作用來控制傳輸層內的功能，包括：包過濾、業(yè)務分級、標注和監(jiān)控，帶寬保留和指配、網址和端口編譯、IP地址的反欺騙、網址和端口編譯/防火墻的通過和使用計量。
�。�7） 傳輸用戶身份功能
傳輸用戶身份功能塊將傳輸層內的用戶和其他控制數據編譯成單一的“用戶身份”。該功能可以規(guī)定為駐留在下一代網絡內任何部分的一組功能性合作數據庫并加以實現。
（8） 網間連接功能
網間連接功能提供與其他網絡的互聯能力，包括許多現存的網絡，如基于公用交換電話網/綜合業(yè)務數字網的網絡。為其他網絡設置的網絡-網絡接口，用在控制與傳輸級兩者中，包括邊界處的網間連接�？刂坪蛡鬏敿夐g的交互可以直接進行，或通過傳輸控制功能進行。
（9）媒體處理功能
該系列的媒體資源處理功能為提供生成單音信號、譯碼和會議橋接類的服務進行媒體資源處理。
3.2 服務層功能
服務層功能提供基于會話的和非會話的服務，包括現況信息的描繪，即時消息交換的消息方法等。服務層功能還提供與現有的公用交換電話網/綜合業(yè)務數字網服務和能力相關的全部網絡功能，以及與遺留雇主設備的接口。
（1） 服務和控制功能
它包括在服務級上的會話控制功能、登錄功能、確認和批準功能，控制媒體源（專門資源）的功能。
�。�2） 服務用戶身份功能
該功能將服務層內的用戶和其他控制數據編譯成單一的“用戶身份”。該功能可以規(guī)定為駐留在下一代網絡內任何部分的一組功能性合作數據庫，并加以實現。
（3） 應用功能
下一代網絡支持開放的應用接口，可使第三方服務供應商為用戶提供增強的服務。全部應用功能（委托的和非委托的）和服務供應商，通過服務層內的服務或網間連接器，接入下一代網絡資源。
3.3 管理功能
管理功能可以分布式地位于每個功能實體（FE）內，與網絡要素（NE）管理、網絡管理和服務管理功能實體相交互。
管理功能包括計費和開單功能，給NGN運營商提供資源利用率數據以使他們能準確地給用戶開計費單。記費和開單功能支持離線記賬的數據收集和近實時的在線記賬類的數據收集。
3.4 末端用戶功能
對末端用戶的接口有物理接口和功能接口兩種方式，如圖2所示。下一代網絡對所有類型的雇主設備都支持，包括遺留下來的單線電話和復雜的集團網絡。末端用戶設備可以是移動的，也可以是固定的。
四、NGN的IP多媒體子系統(tǒng)
4.1 IP多媒體子系統(tǒng)概述
IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)是一組核心網絡功能實體和接口，主要由網絡服務供應商向用戶提供基于會話啟動協(xié)議（SIP）的服務組成。會話啟動協(xié)議是由互聯網工程特遣隊（IETF）制定的[4]。盡管在IP多媒體子系統(tǒng)與基礎傳輸功能之間有某些鏈路，而且這些鏈路是可以由接入體現的，但IP多媒體子系統(tǒng)大部分是獨立于接入網技術的。IP多媒體子系統(tǒng)是在互聯網工程特遣隊協(xié)議上建立的，它以特殊的形態(tài)和增強的性能，提供完備、強健的多媒體系統(tǒng)。
除了性能增強和運行形態(tài)之外，IP多媒體子系統(tǒng)需要一組垂直的接口來提供如下的能力:
· 會計、安全、登錄資料、服務控制等應用服務的公共接口，對服務構成模塊的公共接口;
· 協(xié)調的和增強的服務質量;
· 在運營商控制下，基于會話的媒體啟用;
· 在服務、會話、和傳輸層中相關的會計和計費。
這些能力使IP多媒體子系統(tǒng)不同于通常的會話控制的互聯網應用。IP多媒體子系統(tǒng)基于這樣一種模型：網絡運營商和服務供應商分別控制對網絡和服務的接入，而雇主對他們分別付費。這與通常的互聯網模型相反，互聯網是透明的，所有的服務是由末端提供的。理論上，用戶在服務質量的控制、單一標志的安全性和雇主支持等方面會有一定程度的改善。
4.2 IP多媒體子系統(tǒng)結構
（1）核心網與接入網
如上所述，IP多媒體子系統(tǒng)是核心網功能實體的一個集合。這個區(qū)別于核心和接入的術語來自于無線網絡模型，在此模型中一個以上的無線接入網連接到一個公共核心。無線接入網提供從終端到核心網服務的連接。
就一個IP多媒體子系統(tǒng)而言，一個接入網是提供一個用戶域和一個核心傳輸網間IP傳輸連接性的實體集合。按照基礎技術、所有權或行政權力劃分，接入網彼此是有區(qū)別的。
核心網是在一個接入網和其它核心傳輸網間、兩個接入網間、或兩個其他核心傳輸網間提供IP傳輸連接性的實體集合。核心傳輸網還提供對服務層實體的連接性，如IP多媒體子系統(tǒng)。按照基礎技術、所有權或行政權力劃分，核心傳輸網也可能彼此有區(qū)別。
IP多媒體子系統(tǒng)的基本特征之一是支持用戶的移動性。圖3是這種網絡集合分配的一個例子。當一個用戶從一個接入網運動到另一個接入網時，IMS可以提供對同一個核心網的接入服務，這對漫游之類的非實時移動是可以實現的，當接入技術支持移動性時，對切換之類的實時移動也是可以實現的。
圖3 網絡配分案例
如圖3所示，與一個被訪問的網不同，IP多媒體子系統(tǒng)還支持母網的概念。在這個例子中，母網是支持具有登錄權的IP多媒體子系統(tǒng)的核心網。被訪問的網是當前向用戶提供IP多媒體子系統(tǒng)服務連接的網。圖3中的運營商A擁有許多疊接網用戶的母網，而運營商C擁有移動電話的母網，而用戶正在運營商D的網絡中漫游。
