一、NGN概念與認(rèn)識(shí)
NGN是NextGenerationNetwork的縮寫,字面意思是下一代網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前所謂的下一代網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)很松散的概念,不同的領(lǐng)域?qū)ο乱淮W(wǎng)絡(luò)有不同的看法。一般來說,所謂下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)是基于“這一代”網(wǎng)絡(luò)而言,在“這一代”網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上有突破性或者革命性進(jìn)步才能稱為下一代網(wǎng)絡(luò)。
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,“這一代”網(wǎng)絡(luò)是以IPv4為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng),下一代網(wǎng)絡(luò)是以高帶寬以及IPv6為基礎(chǔ)的NGI(下一代互聯(lián)網(wǎng))。在傳輸網(wǎng)絡(luò)中,“這一代”網(wǎng)絡(luò)是以TDM為基礎(chǔ),以SDH以及WDM為代表的傳輸網(wǎng)絡(luò),下一代網(wǎng)絡(luò)是以ASON(自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò))以及GFP(通用幀協(xié)議)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)。在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中,“這一代”網(wǎng)絡(luò)是以GSM為代表的網(wǎng)絡(luò),下一代網(wǎng)絡(luò)是以3G(主要是WCDMA和CDMA2000)為代表的網(wǎng)絡(luò)。在電話網(wǎng)中,“這一代”網(wǎng)絡(luò)是以TDM時(shí)隙交換為基礎(chǔ)的程控交換機(jī)組成的電話網(wǎng)絡(luò),下一代網(wǎng)絡(luò)是指以分組交換和軟交換為基礎(chǔ)的電話網(wǎng)絡(luò)。
從業(yè)務(wù)開展角度來看,“這一代”網(wǎng)絡(luò)主要開展基于話音、文字或圖像的單一媒體業(yè)務(wù),下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)開展基于視頻、音頻和文字圖像的混合多媒體業(yè)務(wù)。從電信網(wǎng)絡(luò)層以下所采用的核心技術(shù)來看,“這一代”網(wǎng)絡(luò)是以TDM電路交換為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò),下一代網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)層以下將以分組交換為基礎(chǔ)構(gòu)建。
總體來說,我們認(rèn)為廣義上的下一代網(wǎng)絡(luò)是指以軟交換為代表,IMS為核心框架,能夠?yàn)楣婌`活提供大規(guī)模視訊話音數(shù)據(jù)等多種通信業(yè)務(wù),以分組交換為業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載平臺(tái),傳輸層適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特征及帶寬需求,與通信運(yùn)營商相關(guān),可運(yùn)營、維護(hù)、管理的通信網(wǎng)絡(luò)。
二、NGN主要特征
NGN的主要特點(diǎn)是能夠?yàn)楣婌`活、大規(guī)模地提供以視訊業(yè)務(wù)為代表,包含話音業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)在內(nèi)的各種豐富業(yè)務(wù)。當(dāng)前所謂的電信網(wǎng)是為電話業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的,實(shí)質(zhì)上是為電話網(wǎng)服務(wù)的。要適應(yīng)NGN多業(yè)務(wù)、靈活開展業(yè)務(wù)的特征,必須要有新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來支持。一般來說,NGN主要有如下特征。
1.NGN是業(yè)務(wù)獨(dú)立于承載的網(wǎng)絡(luò)
傳統(tǒng)電話網(wǎng)的業(yè)務(wù)網(wǎng)就是承載網(wǎng),結(jié)果就是新業(yè)務(wù)很難開展。NGN允許業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)分別提供和獨(dú)立發(fā)展,提供靈活有效的業(yè)務(wù)創(chuàng)建、業(yè)務(wù)應(yīng)用和業(yè)務(wù)管理功能,支持不同帶寬的、實(shí)時(shí)的或非實(shí)時(shí)的各種多媒體業(yè)務(wù)使用,使業(yè)務(wù)和應(yīng)用的提供有較大的靈活性,從而滿足用戶不斷增長的對新業(yè)務(wù)的需求,也使得網(wǎng)絡(luò)具有可持續(xù)發(fā)展的能力和競爭力。
2.NGN采用分組交換作為統(tǒng)一的業(yè)務(wù)承載方式
傳統(tǒng)的電話網(wǎng)采用電路(時(shí)隙)方式承載話音,雖然能有效傳輸話音,但是不能有效承載數(shù)據(jù)。NGN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對話音和數(shù)據(jù)采用基于分組的傳輸模式,采用統(tǒng)一的協(xié)議。NGN把傳統(tǒng)的交換機(jī)的功能模塊分離成為獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)部件,它們通過標(biāo)準(zhǔn)的開放接口進(jìn)行互聯(lián),使原有的電信網(wǎng)絡(luò)逐步走向開放,運(yùn)營商可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需要,自由組合各部分的功能產(chǎn)品來組建新網(wǎng)絡(luò)。部件間協(xié)議接口的標(biāo)準(zhǔn)化可以實(shí)現(xiàn)各種異構(gòu)網(wǎng)的互通。
3.NGN能夠與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)如PSTN、ISDN和GSM等互通
現(xiàn)有電信網(wǎng)規(guī)模龐大,NGN可以通過網(wǎng)關(guān)等設(shè)備與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通,保護(hù)現(xiàn)有投資。同時(shí)NGN也支持現(xiàn)有終端和IP智能終端,包括模擬電話、傳真機(jī)、ISDN終端、移動(dòng)電話、GPRS終端、SIP終端、H248終端、MGCP終端、通過PC的以太網(wǎng)電話、線纜調(diào)制解調(diào)器等。
4.NGN是安全的、支持服務(wù)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)
傳統(tǒng)的電話網(wǎng)基于時(shí)隙交換,為每一對用戶都準(zhǔn)備了雙向64kbit/s的虛電路,傳輸網(wǎng)絡(luò)提供的都是點(diǎn)對點(diǎn)專線,很少出現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量問題。NGN基于分組交換組建,則必須考慮安全以及服務(wù)質(zhì)量問題。當(dāng)前采用IPv4協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)只提供盡力而為的服務(wù),NGN要提供包括視頻在內(nèi)的多種服務(wù)則必須保證一定程度的安全和服務(wù)質(zhì)量。
5.NGN是提供多媒體流媒體業(yè)務(wù)的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)
當(dāng)前電信網(wǎng)業(yè)務(wù)主要關(guān)注話音業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)雖然已超過話音,但是在盈利方面還有待提高。大規(guī)模并發(fā)流媒體以及互動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)是當(dāng)前寬帶業(yè)務(wù)的代表,因此仍然以話音和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的NGN是沒有意義的。NGN必須在服務(wù)質(zhì)量以及安全等保障下提供多媒體流媒體業(yè)務(wù)。
三、我國NGN的技術(shù)實(shí)踐
雖然在研究NGN的這些年中,人們對于NGN的定義、含義等一直在不斷地爭論和修正,但是設(shè)備生產(chǎn)廠家以及運(yùn)營商已經(jīng)在NGN方面進(jìn)行了很多試驗(yàn),并有部分運(yùn)營商開始投入實(shí)踐。當(dāng)前比較受關(guān)注的主要是軟交換、3G、下一代互聯(lián)網(wǎng)、家庭網(wǎng)絡(luò)等方面。
1.軟交換
我國的電信運(yùn)營商都比較關(guān)注NGN當(dāng)中的軟交換技術(shù),2002年,中國電信在北京、上海、廣東、杭州采用了4個(gè)廠家的設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn),涉及的內(nèi)容主要是單域的軟交換試驗(yàn)和軟交換與PSTN/PLMN的互通,軟交換不同域之間的用戶通過PSTN實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。
中國聯(lián)通從2003年開始在北京、上海、重慶、天津、廣東、四川采用了7個(gè)廠家的設(shè)備試驗(yàn),進(jìn)行了單域軟交換試驗(yàn)、軟交換與PSTN/PLMN的互通、同一廠家多域軟交換之間的互通,此外還進(jìn)行了不同廠家軟交換與軟交換、網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)關(guān)之間的互通。
中國網(wǎng)通股份公司于2001年底在北京、杭州、廣州、寧波等地建設(shè)了小規(guī)模的NGN。2003年8月,中國網(wǎng)通啟動(dòng)了南方的廣東、陜西和北方的山東3地的NGN商用試驗(yàn)網(wǎng),為將來大范圍部署和推廣NGN做準(zhǔn)備。NGN商用試驗(yàn)網(wǎng)著重開展以本地寬帶接入為主的商用試驗(yàn),一方面可以安裝電話,另一方面可以寬帶上網(wǎng),同時(shí)進(jìn)行多種增值業(yè)務(wù)。
目前新興或小的運(yùn)營商對于發(fā)展NGN的興趣要明顯高于老牌運(yùn)營商,目前鐵通已經(jīng)在廣州、深圳、山東、重慶、成都等一些城市向社會(huì)和大客戶提供比較“實(shí)惠”的NGN(話音)服務(wù)。
中國衛(wèi)通以軟交換為核心技術(shù)的NGN網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全國31個(gè)省會(huì)城市和176個(gè)地、市(縣),建成NGN網(wǎng)關(guān),開通業(yè)務(wù)的城市已達(dá)150個(gè)。NGN網(wǎng)絡(luò)不僅能提供當(dāng)前PSTN網(wǎng)絡(luò)所支持的話音業(yè)務(wù)、智能業(yè)務(wù),而且還可以提供多媒體視頻業(yè)務(wù),為第三方開放業(yè)務(wù)等。
中國移動(dòng)的軟交換技術(shù)試驗(yàn)旨在跟蹤和掌握以軟交換技術(shù)為代表的下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用,驗(yàn)證其技術(shù)的合理性和有效性,在下一代網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、規(guī)劃和運(yùn)營維護(hù)等方面積累經(jīng)驗(yàn)。中國移動(dòng)的軟交換技術(shù)試驗(yàn)分別在長途匯接層和移動(dòng)本地網(wǎng)兩個(gè)部分引入。
2.下一代互聯(lián)網(wǎng)
當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)面臨服務(wù)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)與信息安全、商務(wù)模式以及地址空間等方方面面的挑戰(zhàn),對下一代互聯(lián)網(wǎng)(NGI)的需求由此產(chǎn)生。人們普遍期待,下一代互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)無處不在、無所不達(dá)、永遠(yuǎn)在線、應(yīng)用為先、我行我速、可信可管、資源共享、良性互動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)。下一代相關(guān)的技術(shù)有IPv6、服務(wù)質(zhì)量保障、網(wǎng)絡(luò)安全、軟交換、流媒體、交互多媒體等,而不僅僅局限在IPv6上。
在上述需求推動(dòng)下,57位院士曾寫信建議建設(shè)我國下一代互聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)平臺(tái)而發(fā)起了CNGI(中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程)項(xiàng)目,其后國家計(jì)委組織專家組研究并起草“下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告”和“中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程CNGI項(xiàng)目實(shí)施方案建議”。最后該項(xiàng)目被建議列為國家重大高科技工程項(xiàng)目,以聯(lián)合各部門的力量,充分發(fā)揮中央、地方、企業(yè)以及院校的積極性。
CNGI由信產(chǎn)部、科技部、教育部、發(fā)改委、工程院、中科院、自然基金委和國信辦8個(gè)部委聯(lián)合部署,其總體目標(biāo)是在國家統(tǒng)一協(xié)調(diào)下,抓住時(shí)機(jī),在改進(jìn)并提高現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和大力推廣應(yīng)用的同時(shí),實(shí)施中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程,攻克下一代互聯(lián)網(wǎng)及其重大應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)下一代互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)化。
CNGI研究時(shí)間為2003年至2010年。預(yù)期到2005年,建成中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程和初步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,積極參與國際下一代互聯(lián)網(wǎng)研究和發(fā)展;到2010年,建成全球最大規(guī)模的下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),在下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)上占有重要地位,推動(dòng)我國的信息化建設(shè),增強(qiáng)我國的綜合國力和可持續(xù)發(fā)展能力,實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)進(jìn)步的跨越式發(fā)展。
6家主干網(wǎng)承建單位包括:CERNET、中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國網(wǎng)通/中科院、中國鐵通。目前有兩家設(shè)計(jì)單位,即中國電子工程設(shè)計(jì)院、中京郵電通信設(shè)計(jì)院。
出于推動(dòng)設(shè)備國產(chǎn)化/產(chǎn)業(yè)化的考慮,CNGI建設(shè)開始相對較晚。當(dāng)前國產(chǎn)IPv6設(shè)備基本成熟,主流廠商如華為、中興、港灣等已推出相對成熟的產(chǎn)品。一些來自大專院校和科研單位的成果(例如清華比威、佳訊飛鴻、信息工程學(xué)院的設(shè)備)也基本成型。因此當(dāng)前CNGI骨干網(wǎng)正在選型招標(biāo)階段。中國網(wǎng)通、教育網(wǎng)、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通等單位都已完成招標(biāo)選型?傮w來看,CNGI工程建設(shè)正在緊鑼密鼓地開展。
3.3G
3G是當(dāng)前移動(dòng)通信領(lǐng)域最熱的研究內(nèi)容。目前3G技術(shù)演進(jìn)包含WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA共3種網(wǎng)絡(luò)制式。與現(xiàn)有的GSM、CDMA等第二代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比,無論是WCDMA、CDMA2000,還是TD-SCDMA,都具有了相當(dāng)?shù)募夹g(shù)優(yōu)勢,它們通過對頻譜高效利用,能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)語音、視頻、高速多媒體和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)訪問等眾多的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
由于當(dāng)前政策和管制等原因,3G牌照尚未發(fā)放。除了信產(chǎn)部組織了3G的互通測試以及外場測試以外,各大運(yùn)營商都在跟蹤試驗(yàn)和測試,但還沒有到達(dá)商用或試商用階段。因此在3G方面運(yùn)營商的實(shí)踐還沒有全線展開。
四、日益壯大的NGN企業(yè)隊(duì)伍
1.華為
華為公司的U-SYSNGN提供了從業(yè)務(wù)管理、網(wǎng)絡(luò)控制、核心交換、邊緣接入、終端各個(gè)層次的產(chǎn)品,其中包括綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)iManagerN2000、Eudemon2000系列會(huì)話邊界控制器、U-SYS全系列IAD綜合接入設(shè)備、UA5000綜合接入媒體網(wǎng)關(guān)、TMG8010中繼媒體網(wǎng)關(guān)、SG7000信令網(wǎng)關(guān)、UMG8900通用媒體網(wǎng)關(guān)、SoftX3000軟交換以及接入和終端等設(shè)備,為用戶提供端到端的軟交換網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案。基于IPv6的軟交換產(chǎn)品還有待開發(fā)。
在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域,華為公司主要提供了NE系列高端/核心路由器、AR系列邊緣路由器以太網(wǎng)交換機(jī)、防火墻等產(chǎn)品。華為系列產(chǎn)品基于統(tǒng)一軟件平臺(tái),大多數(shù)產(chǎn)品都支持IPv6協(xié)議,其系列產(chǎn)品能提供電信網(wǎng)、IPTV、MPLSVPN、VPNManager和大客戶解決方案等豐富的業(yè)務(wù)。
2.中興
中興公司在軟交換方面主要有ZXSS10軟交換產(chǎn)品系列,主要包括核心控制設(shè)備ZXSS10SS1、綜合媒體網(wǎng)關(guān)ZXMSG9000、綜合媒體網(wǎng)關(guān)ZXMSG7200、綜合接入媒體網(wǎng)關(guān)ZXMSG5200,此外還有綜合介入設(shè)備IAD、寬帶網(wǎng)關(guān)、接入網(wǎng)關(guān)等設(shè)備,能為用戶提供端到端的軟交換解決方案。
中興公司在數(shù)據(jù)產(chǎn)品方面不盡如人意。雖然中興公司擁有較完整的產(chǎn)品線,包括ZXR10系列路由器產(chǎn)品、ZXR10以太網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)品系列、寬帶接入系統(tǒng)以及ZXB10產(chǎn)品系列,但是其核心數(shù)據(jù)產(chǎn)品一直沒有在運(yùn)營商核心網(wǎng)大量應(yīng)用,而且在對IPv6的支持方面,中興公司也已落到競爭對手的后面。
3.港灣
當(dāng)前港灣公司產(chǎn)品線還集中在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)產(chǎn)品方面,包括路由器(PowerHammer、NetHammer系列)、交換機(jī)(BigHammer、FlexHammer和uHammer系列)、接入DSL設(shè)備、安全產(chǎn)品等。雖然港灣公司當(dāng)前數(shù)據(jù)產(chǎn)品線已形成系列,高端產(chǎn)品也有核心設(shè)備能力,但是在競爭對手的打壓下,港灣公司當(dāng)前主要關(guān)注行業(yè)用戶,在電信市場上表現(xiàn)較少。港灣公司的路由器產(chǎn)品對IPv6也有較好的支持。
NGN產(chǎn)品包括軟交換系列SoftCo9500/9200IP語音綜合交換機(jī)、SoftCo5816IP語音綜合交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)系列MX9000通用媒體網(wǎng)關(guān)、AX6000綜合接入媒體網(wǎng)關(guān)、SoftUp 1032接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備、SoftUp 208綜合接入設(shè)備以及SoftUp 204/202/201綜合接入設(shè)備等。
4.UT斯達(dá)康
UT斯達(dá)康公司在小靈通產(chǎn)品上獲得巨大成功之后,開始關(guān)注軟交換產(chǎn)品以及3G技術(shù)。UT斯達(dá)康傳統(tǒng)上的NGN產(chǎn)品主要集中在軟交換產(chǎn)品方面。UT斯達(dá)康的軟交換產(chǎn)品主要包括呼叫服務(wù)器iCS1500、綜合媒體網(wǎng)關(guān)、中繼網(wǎng)關(guān)、信令網(wǎng)關(guān)、IAD、IP終端等設(shè)備。此外,UT斯達(dá)康在第三代移動(dòng)通信上也投入了大量的研發(fā)力量。
5.朗訊
在NGN產(chǎn)品方面,朗訊除了提供傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、語音融合設(shè)備、光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以外,還提供基于IMS的下一代網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。朗訊在IMS架構(gòu)下提供MapWeb(基于地圖的統(tǒng)一通信及信息平臺(tái))、位置服務(wù)iLocator及基于位置的800/110業(yè)務(wù)、在線電話簿(ActivePhonebook)、移動(dòng)流媒體內(nèi)容分發(fā)、移動(dòng)交通信息實(shí)時(shí)監(jiān)控、IPTV業(yè)務(wù)等,為下一代網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供了示范。
除上述公司以外,思科、上海貝爾阿爾卡特以及大量國內(nèi)和國外的大小公司都研發(fā)了NGN產(chǎn)品。
五、對NGN技術(shù)的思考
從上述運(yùn)營商N(yùn)GN技術(shù)的實(shí)踐、制造商N(yùn)GN產(chǎn)品方面的現(xiàn)狀以及當(dāng)前運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和業(yè)務(wù)提供現(xiàn)狀,我們可以得出以下結(jié)論。
*NGN技術(shù)的研究關(guān)系到運(yùn)營商下一步業(yè)務(wù)提供以及商務(wù)模式,非常重要,主流運(yùn)營商都在積極跟進(jìn)。
*當(dāng)前運(yùn)營商所謂的NGN建設(shè)基本上主要采用軟交換技術(shù)、基于IP承載提供話音業(yè)務(wù),所開展的多媒體流媒體業(yè)務(wù)多數(shù)基于傳統(tǒng)技術(shù)。當(dāng)前NGN僅僅是一些探索。
*未來NGN基于分組(IP)承載已基本定論。當(dāng)前軟交換產(chǎn)品已比較成熟,其實(shí)現(xiàn)基于IPv4,而基于IPv6的NGN產(chǎn)品有待研發(fā)。
*隨著CNGI項(xiàng)目的籌備與建設(shè),國產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)層IPv6設(shè)備已初具規(guī)模。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備對IPv6單播支持尚可接受,對IPv6組播的支持不盡如人意。
*根據(jù)當(dāng)前研究,雖然部分廠家對IMS有了一些實(shí)現(xiàn),但與基于IMS的NGN還有差距。
NGN是未來通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向,是當(dāng)前業(yè)界的研究熱點(diǎn)。目前NGN在標(biāo)準(zhǔn)上已有很大進(jìn)展,廠商已推出相應(yīng)產(chǎn)品,國內(nèi)外各運(yùn)營商也在積極進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn),但是目前NGN從信令系統(tǒng)到體系結(jié)構(gòu)都還需要逐步完善和成熟,API相應(yīng)的產(chǎn)品仍在探索之中,新技術(shù)的應(yīng)用需要相當(dāng)長的時(shí)間來完善。所以NGN方面的研究和探索遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束,NGN研究以及試驗(yàn)仍然是當(dāng)前業(yè)界的戰(zhàn)略性趨勢。