谈NGN相关技术及发展现状

　　 

    NGN是下一代网络(NextGenerationNetwork)的简称，ITU-T对NGN的定义如下：NGN是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和QoS保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立。NGN使用户可以自由接入到不同的业务提供商；NGN支持通用移动性。

从这个定义可以看出，NGN具有以下特点：NGN属于电信网络，采用分组网络作为承载网络，控制和承载相分离，在NGN中可以使用各种先进的接入技术(如GPON、WiFi)和传送技术(如MSTP、ASON)，并且具有全业务特性，同时能够支持固定用户、游牧用户和移动用户，而且NGN应该能够提供通信的安全性、可靠性和保证服务质量。

    一、NGN标准最新情况

    目前NGN还处在标准化阶段，国际上主要有两大标准组织在进行NGN相关标准的制定——ETSI的TISPAN和ITU-T的FGNGN。TISPAN首先提出了NGN的体系架构和网络功能实体模型，并且直接影响到FGNGN的相关标准，目前两个组织的工作进度已经相差不大，2005年底之前TISPAN将发布Release1版本，ITU-T将发布相应的FRA(FunctionalRequirementsand Architecture of the NGN)。ITU-T作为传统的制定国际性电信标准的组织，对电信业影响非常大，但TISPAN的影响也不仅仅局限在欧盟的范畴，并且已经在中国和国际上产生了重大的影响。总的来看，TISPAN的工作进程相对较快，研究重点已经从体系架构转移到了接口协议上，而FGNGN目前的工作还主要集中在FRA上。

    虽然NGN各个标准还没有最终确定下来，但国际国内通信业界基本上达成了一个共识：即未来NGN应该是基于IMS体系架构的网络。

    和传统的PSTN/PLMN网络相比，NGN具有以下特点：

    (1)包含HLR相关功能实体(在TISPAN中称为UPSF)，不包含VLR功能实体。不仅移动用户的业务属性要保存在HLR中，固定用户的业务属性也保存在该功能实体中，用户注册之后，用户相关的业务信息再由HLR下载到为用户提供服务的核心控制功能实体。

    (2)用户的服务控制由归属地控制功能实体完成，并且为用户提供服务的核心控制功能实体(在TISPAN中称为S-CSCF)不固定，而是在用户登录网络之后由HLR根据网络资源情况临时指定。这种机制可以非常灵活地保证网络核心设备的冗余备份和安全。

    (3)NGN网络可以同时支持固定用户、游牧用户和移动用户，以及相应的各种接入方式。

    国内在NGN方面还处于标准跟踪阶段，在标准化工作和实施上主要体现在软交换方面，国内已经制定了大量软交换相关规范，包括软交换设备规范、各种网关设备的技术规范和测试规范、软交换网络所提供的各种业务规范、应用服务器和媒体服务器规范、IAD设备规范，还有针对具体协议的技术规范和测试规范，并且正在制定能够指导软交换在我国实施的软交换组网技术要求等等，在中国软交换已经自成了一套比较完整的体系。

    二、NGN相关产品情况

    虽然国际上对NGN的研究如火如荼，并且固定和移动统一到了IMS体系架构之下，但是标准还不成熟，根据目前TISPAN和FGNGN的工作进度，整个NGN的标准化工作至少还需要二到三年的时间，而且设备开发通常滞后于标准，设备厂商还不能提供成熟的商用设备。

    目前设备厂商能够提供的主要还是比较符合软交换标准的产品，即在软交换设备上集成多个逻辑功能，如呼叫控制功能、HLR功能、认证和鉴权等功能，同时考虑到软交换设备向未来NGN的演进，设备厂商一般会考虑采用公共硬件平台和模块化的结构，以便将来按照NGN功能模型和相关标准的要求，将在软交换设备中集成的某些功能实体逐步独立出来。虽然NGN是目前通信业界非常热门的一个话题，但是国内和国外关于NGN的商用和试验还主要停留在软交换水平，当NGN功能模型和相关接口协议稳定之后，相关的产品可能会很快提供到市场中来。

    三、固定网、移动网、软交换和NGN的关系

    固定网/移动网和软交换网络的区别主要体现在：

    (1)承载方式不同：传统固定网和移动网基于电路交换网而软交换基于分组网络。

    (2)控制和承载分离：传统固定网和移动网中的交换机不仅处理呼叫信令消息，而且还负责电路选择，而软交换网络采用控制和承载相分离的机制，软交换只负责进行呼叫处理相关的功能，而承载连接由终端或网关设备负责，如选择特定的IP地址和端口号。

    (3)终端类型不同：固定软交换网络不仅能够接入传统POTS终端而且能够接入宽带终端，如SIP终端。

    (4)游牧性：固定软交换网络支持固定用户和游牧用户，即用户可以改变网络的接入点，同时和网络的连接也暂时中断。

    (5)信令网：在软交换网络中，信令网的概念变得相对模糊。

    固定网/移动网和NGN的区别除了上述之外，NGN网络还具有同时支持固定用户、游牧用户和移动用户的能力，并且NGN网络还具有提供流媒体业务等更广泛的业务提供能力，而且由于分组网络所提供的扁平化特性，使NGN的组网方式更加灵活。

    从我国电信网的现状来看，NGN应该是固定网和移动网发展的目标，并且在NGN发展的过程中，软交换网络也会得到很大程度的发展。现有网络向NGN演进的可能之路如下图所示：

    现有网络向NGN演进简图

    四、NGN在中国相关的应用和实施情况

    NGN在中国的应用和实施目前主要体现在软交换层面，2004年中国移动在长途层面就引入了软交换，中国电信也已经在长途层面引入了软交换，并且中国电信和中国网通为了实现网络的智能化，已经确立利用软交换替换汇接局可以作为其中的一种方案，并且中国电信在广州已经进行了软交换和网络智能化所提出的SHLR(SmartHLR，主要保存用户增值业务的签约信息，以及物理号码和逻辑号码之间的映射关系)之间的对接试验。同时这几大运营商也都在开展R4方面的试验，以便在获得3G牌照之后，可以考虑采用R4方式组建3G网络，而R4中就引入了移动软交换的概念。从上述趋势可以看出，软交换网络会在中国有较大发展，不管是固定软交换还是移动软交换。

    目前软交换表现在两个层面：长途层面和本地层面。在长途层面，主要替代PSTN长途局进行呼叫转接，功能相对简单。在本地层面，有两种因素在推动软交换的应用，一是有些PSTN交换机已经老化，业务提供能力较弱，面临退网要求，还有有些机型的PSTN交换机缺少维护能力，也需要替换掉；二是固定运营商为了提高自身的业务提供能力，增加自身的竞争力，希望充分挖掘PSTN网络的业务潜力，提出了网络智能化的思想，其中一种方案就是可以采用软交换来替换相应的汇接局或端局，中国电信在有的地方即采用了利用软交换来替换汇接局这种方案。还有一种潜在的因素也在推动软交换在实际网络中的应用，即价格因素，除了传统电信设备厂商，许多传统PC厂商也能够提供软交换相关设备，导致市场竞争更加激烈，在这种情况下许多厂商为了切入软交换这个新兴的市场，互相打起价格战，有的厂商甚至实施几乎免费提供软交换设备的方式，来达到切入市场的目的。

    但目前在本地层面软交换还没有形成很大规模，软交换目前所提供的业务主要还是传统话音业务，主要用作PSTN交换机的代替。

    五、阻碍软交换发展的关键因素

    阻碍软交换在中国的发展因素有技术因素也有管制方面的因素。技术方面，主要集中在接入层的服务质量问题，由于用户的接入类型和接入方式多种多样，而且这些接入方式主要是为了向用户提供上网业务，其中大部分设备都没有过多考虑语音业务的提供、语音业务和数据业务的隔离以及用户的定位和识别技术，而且这些问题本身涉及到复杂的技术和配置管理问题，其中有些技术还不太成熟，如VLAN堆叠、VBAS等技术，同时改造也非常大，需要对接入层所涉及到的设备进行替换或升级，这部分费用由运营商完全担负很难以承受，如果让用户分担部分又受到用户业务需求和用户认知程度的影响，这就需要有一种“杀手级的业务”，来促进运营商对接入层的改造，IPTV业务和NGN为这种改造提供了一种契机，但这方面的问题最终会得到一定程度的解决，目前中国电信就在进行这方面的工作。

    阻碍NGN或者说软交换在中国发展的关键因素，不仅仅体现在技术层面，更体现在管制层面，影响相应管制政策出台的主要因素如下：

    (1)对NGN或软交换的管制策略是业界的一个难点，各国有不同的管制思路，而怎样的管制思路适合我国还很难达成一致。

    (2)目前软交换网络主要还是用来提供话音业务，而从提供语音业务的角度来看，PSTN网络安全性、可靠性更高，服务质量也好，而软交换在这方面确实存在一定的问题，特别是服务质量方面，软交换采用分组网络，特别是采用IP网络作为承载网络时，相应的QoS指标可能会有所降低。

    (3)软交换用户可以经过互联网再接入到软交换网络中，而目前互联网不提供服务质量保证，所以这些用户所得到的服务质量很难仅仅通过软交换网络得到保证，在这种情况如何进行管制也是一个让业内人士比较困惑的问题。

    (4)我国PSTN网的服务能力还比较强，如果放开对NGN和软交换的管制，会对现有PSTN造成多大的冲击很难确定。

    这些管制问题构成了阻碍NGN和软交换发展的主要因素，但是软交换和NGN的发展和应用已经成为一种不可逆转的趋势，这些问题迟早会得到解决，相关的技术和策略也会在发展过程逐步得到完善。

    总的来说，NGN还处于标准化阶段，还没有对应的产品，而软交换作为比较有中国特色的技术，相关的标准和产品则相对成熟和稳定，并且已经在电信级的网络中应用，随着技术的完善、网络的改造和管制策略的明确，会得到更大的发展。

    作者：李海花

原文转自：http://www.ltesting.net