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摘要固網(wǎng)智能化、IP化，移動網(wǎng)絡(luò)帶寬的提高、業(yè)務(wù)多樣化以及IPTV極大改變了以前各個網(wǎng)絡(luò)功能單一的局面。電信網(wǎng)、Internet網(wǎng)、有線電視甚至是移動網(wǎng)絡(luò)，彼此之間業(yè)務(wù)的滲透越來越多，關(guān)于下一代網(wǎng)絡(luò)和三網(wǎng)融合的觀念逐漸越來越多得被人們提出和接受。本文以NGN為核心，介紹了下一代網(wǎng)絡(luò)的概念，各網(wǎng)絡(luò)之間融合存在的問題，相關(guān)技術(shù)以及未來的發(fā)展。

關(guān)鍵字NGN；軟交換；IMS；IPv6；IPTV

1下一代網(wǎng)絡(luò)的概念

下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)，下一代Internet(NGI)在九十年代逐漸被人們提出來。很久以來關(guān)于NGN和NGI的詳細內(nèi)容具體沒有一個特別詳細的模型，是人們對未來網(wǎng)絡(luò)的一種設(shè)想。NGN和NGI都是下一代網(wǎng)絡(luò)的含義，技術(shù)上也有很多相同涵蓋的內(nèi)容，但是，兩者的出發(fā)點是不一樣的。NGI的概念是建立在現(xiàn)在Internet網(wǎng)的基礎(chǔ)上，主要研究下一代Internet的發(fā)展，而NGN的概念要更加廣泛一些，涵蓋但是不局限于Internet。

ITU關(guān)于NGN最新的定義是：NGN是基于分組的網(wǎng)絡(luò)，能夠提供包括電信業(yè)務(wù)在內(nèi)的所有業(yè)務(wù)，能夠利用多種寬帶且Qos保證的傳送技術(shù)；其業(yè)務(wù)相關(guān)功能與其傳送技術(shù)相獨立；NGN使用戶可以自由接入到不同的業(yè)務(wù)；NGN提供商支持通用移動性，允許為用戶提供始終如一的、普遍存在的業(yè)務(wù)。雖然NGN涵蓋的內(nèi)容比較寬泛，但是網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)分離是下一代網(wǎng)絡(luò)的基本特征，其承載網(wǎng)絡(luò)以現(xiàn)在流行的IP網(wǎng)也逐漸成為一個不爭的事實。拋開平臺的不同和終端的差異，為用戶提供始終如

一、普遍存在的業(yè)務(wù)是下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的終極目標。這也是三網(wǎng)融合，固定移動網(wǎng)絡(luò)融合的理念。

2下一代網(wǎng)絡(luò)的融合的核心技術(shù)

2.1電信網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)

電信網(wǎng)絡(luò)基于傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)，是以電路交換為基礎(chǔ)的封閉網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)能力單一，網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)緊密結(jié)合在一起；固網(wǎng)智能化，在一定程度上實現(xiàn)了業(yè)務(wù)和承載的分離，但是還不足以勝任網(wǎng)絡(luò)開放化的重任。而與此相比，Internet網(wǎng)絡(luò)是建立在分組基礎(chǔ)之上，通過IP協(xié)議屏蔽鏈路的差異，實現(xiàn)上層業(yè)務(wù)透明的端到端的傳送，進而促進了Internet上業(yè)務(wù)的豐富和繁榮。

從經(jīng)營理念上來講，電信網(wǎng)是從商業(yè)運營網(wǎng)設(shè)計理念出發(fā)；互聯(lián)網(wǎng)是從開發(fā)業(yè)務(wù)平臺的角度出發(fā)。雖然兩者的商業(yè)模式完全相反，但是誰也離不開誰，目前互聯(lián)網(wǎng)是以寄生網(wǎng)的形式與電信網(wǎng)共存，而寬帶IP業(yè)務(wù)也是電信業(yè)務(wù)的主題。目前電信新發(fā)展的業(yè)務(wù)以及全部IP化，其賴以生存的電話業(yè)務(wù)也在IP化，電信網(wǎng)上承載的業(yè)務(wù)(企業(yè)網(wǎng)的業(yè)務(wù))也已完全IP化，電信網(wǎng)業(yè)務(wù)的全IP化趨勢已完全確定。電信網(wǎng)業(yè)務(wù)全IP化趨勢的確定也決定了承載網(wǎng)技術(shù)，即電信網(wǎng)將建立在以IP技術(shù)為基礎(chǔ)的承載網(wǎng)上。

2.2軟交換

軟交換是從英文Softswitch單詞翻譯過來，思科系統(tǒng)亞太區(qū)NGN/VoIP首席技術(shù)顧問殷康認為，這個單詞翻譯不是很確切，Softswitch這一術(shù)語借用了傳統(tǒng)電信領(lǐng)域PSTN網(wǎng)中的“硬”交換機“switch”的概念，所不同的是強調(diào)其基于分組網(wǎng)上呼叫控制與媒體傳輸承載相分離的含義。鑒于我國電信業(yè)歷來將名詞屬性的、設(shè)備概念范疇的switch譯為“交換機”，而將動名詞屬性的switching譯為“交換”，殷康認為把它翻譯成軟交換機更確切些。

軟交換是一種正在發(fā)展的概念和技術(shù)，核心是一個標準化協(xié)議和應(yīng)用編程接口的開發(fā)體系結(jié)構(gòu)，以便提供更廣泛的應(yīng)用和業(yè)務(wù)平臺。軟交換的核心思想是通過硬件軟件化的思想來實現(xiàn)原來交換業(yè)務(wù)的控制連接和處理，可以同時在同一個網(wǎng)絡(luò)上同時提供語音、數(shù)據(jù)以及多媒體業(yè)務(wù)。軟交換的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1軟交換的體系結(jié)構(gòu)

由圖1所知，軟交換體系結(jié)構(gòu)分為業(yè)務(wù)/應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)控制層、核心交換層和邊緣接入層。邊緣接入層，負責(zé)將各種網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備介入軟交換體系機構(gòu)；核心交換層，對各種不同的業(yè)務(wù)和媒體流提供公共的傳送平臺，多采用基于分組的傳送方式，目前比較公認的核心傳送網(wǎng)為IP網(wǎng)或ATM骨干網(wǎng)；其主要實體為軟交換設(shè)備，實現(xiàn)網(wǎng)路控制層，完成呼叫控制、路由、認證、資源管理等功能；業(yè)務(wù)/應(yīng)用層，在呼叫控制的基礎(chǔ)上向最終用戶提供各種增值業(yè)務(wù)。

在軟交換系統(tǒng)中，IP承載使網(wǎng)絡(luò)調(diào)整更為靈活，同時也使媒體能力增強，進而帶來一些新的業(yè)務(wù)，增強運營商網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)價值。另一方面，軟交換分離的架構(gòu)使得網(wǎng)絡(luò)部署更靈活，可以有效降低運營商網(wǎng)絡(luò)的建網(wǎng)成本和運營維護成本。由此可見，IP承載的變化是對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的一個革命性的改變。軟交換是NGN發(fā)展的一個重要技術(shù)未來。

2.3IMS

IMS(IP多媒體子系統(tǒng)，IPMultimediaSubsystem)在3GPPRelease5版本中提出，是對IP多媒體業(yè)務(wù)進行控制的網(wǎng)絡(luò)核心層邏輯功能實體的總稱。隨后又在R6、R7版本進行補充。R5 版本主要側(cè)重于對IMS基本結(jié)構(gòu)、功能實體及實體間的流程方面的研究；而R6版本主要是側(cè)重于IMS和外部網(wǎng)絡(luò)的互通能力以及IMS對各種業(yè)務(wù)的支持能力等。R7階段更多的考慮了固定方面的特性要求，加強了對固定、移動融合的標準化制訂。IMS的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2IMS的體系結(jié)構(gòu)

IMS體系機構(gòu)從上向下分為四層：應(yīng)用層、控制層、承載層和接入層。應(yīng)用層主要實現(xiàn)傳統(tǒng)的電話業(yè)務(wù)、智能網(wǎng)的接入以及提供基于SIP的非傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)等；控制層主要完成基本會話的控制、SIP會話路由控制等功能；承載層采用具有QoS保證的IP網(wǎng)進行承載；接入層主要完成各類SIP會話的發(fā)起、終結(jié)，完成與傳統(tǒng)PSTN/PLMN間的互聯(lián)互通。

軟交換和IMS子系統(tǒng)都可以作為NGN呼叫控制的體系結(jié)構(gòu)，以IP為承載網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)和承載分離，但是軟交換和IMS技術(shù)存在較大差異。軟交換重點解決PSTN的IP化，需要完全繼承PSTN的業(yè)務(wù)之上提供一些新的業(yè)務(wù)。IMS重點考慮IP多媒體業(yè)務(wù)，包括流媒體、視頻以及文本綜合業(yè)務(wù)，源自對移動網(wǎng)絡(luò)的研究。

IMS和軟交換最大的區(qū)別在于以下幾個方面。①在軟交換控制與承載分離的基礎(chǔ)上，IMS更進一步的實現(xiàn)了呼叫控制層和業(yè)務(wù)控制層的分離。②IMS起源于移動通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，因此充分考慮了對移動性的支持，并增加了外置數(shù)據(jù)庫——歸屬用戶服務(wù)器(HSS)，用于用戶鑒權(quán)和保護用戶業(yè)務(wù)觸發(fā)規(guī)則。③IMS全部采用會話初始協(xié)議(SIP)作為呼叫控制和業(yè)務(wù)控制的信令，而在軟交換中，SIP只是可用于呼叫控制的多種協(xié)議的一種，更多的使用媒體網(wǎng)關(guān)協(xié)議(MGCP)和H.248協(xié)議。IMS體系結(jié)構(gòu)終端和核心側(cè)都采用基于IP承載的SIP協(xié)議，從而是IMS支持各類接入方式，可以為移動運營商提供豐富的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，也可以應(yīng)用于固網(wǎng)運營商網(wǎng)絡(luò)演化和增值，因此也是固網(wǎng)移動網(wǎng)融合的關(guān)鍵技術(shù)。

2.4IPv6技術(shù)

IPv6是由IETF設(shè)計的下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，目的是取代現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第四版(IPv4)。IPv4簡單、靈活和開放性高，成就了Internet現(xiàn)在的輝煌成就。但隨著新應(yīng)用的不斷涌現(xiàn)，IPv4逐漸暴露出自己弊端，重要的是其地址已經(jīng)枯竭，嚴重制約了Internet的發(fā)展。以IPv6代替IPv4是網(wǎng)路信息化發(fā)展的趨勢。IPv6報文是在IPv4報文基礎(chǔ)上提出，相對IPv4報文它增加了優(yōu)先級字段，去掉了一些可選項。IPv6的報文頭如圖3所示。圖3IPv6的報文結(jié)構(gòu)IPv6相對于IPv4主要有以下優(yōu)勢：地址量大，IPv6的128位地址長度包含340282399920938463463374607431768212456個地址，這足以為地球上每一粒沙子提供一個IP地址；內(nèi)置安全性，IPv6協(xié)議給出兩個備選項用于解決安全問題，一個是“安全性操作”選項，另一個是“IPv6加密安全頭部”選項，用戶根據(jù)不同要求選擇不同的安全性操作，以提供不同優(yōu)先級別的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能；Qos，IPv6可以根據(jù)新加的“業(yè)務(wù)級別”和“流標記”提供不同的服務(wù)，有助于改進Qos；移動性，MIPv6(移動IPv6)相比移動IPv4，它取消了外地，而且給外地主機分配一個新IP，有效解決了三角路由問題，為每一個移動設(shè)備提供一個home地址，這個地址與設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的位置無關(guān)，可以使用戶在任何地方都可以用home地址享受始終如一的服務(wù)。

不管是軟交換體系，還是IMS體系，都將以IPv6為其承載網(wǎng)絡(luò)。越來越多電子設(shè)備智能化、IP化，固網(wǎng)和移動網(wǎng)絡(luò)的融合，作為承載網(wǎng)絡(luò)的IPv6網(wǎng)絡(luò)將得到更多的應(yīng)用和發(fā)展。

2.5IPTV

IP分組網(wǎng)絡(luò)是下一代網(wǎng)絡(luò)的承載網(wǎng)絡(luò)，在電信網(wǎng)絡(luò)IP化的同時，有線電視網(wǎng)絡(luò)也開始IP化的進程，IPTV就是有線電視IP化的產(chǎn)物。IPTV廣義的一種定義以國家廣電總局“互聯(lián)網(wǎng)等信息網(wǎng)絡(luò)傳播視聽節(jié)目管理辦法”(簡稱39號令)為代表，“以互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)作為主要技術(shù)形態(tài)，以計算機、電視機、手機等各類電子設(shè)備為接收終端，…”，從節(jié)目到傳輸?shù)浇K端，IPTV定義的內(nèi)涵覆蓋整個產(chǎn)業(yè)鏈。

目前對IPTV的理解還存在一些不同，一種認為是IPTV是“IP+TV”，二者是平行的，上行控制工作在IP網(wǎng)絡(luò)，媒體流工作在Cable網(wǎng)絡(luò)中。另一種認為“TVoverIP”模式，即包括TV在內(nèi)的所有業(yè)務(wù)都承載在IP之上，正如“EverythingoverIP”的設(shè)想相一致。

IPTV是利用目前廣泛存在寬帶有線電視網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，以家用電視機或者個人PC作為主要終端設(shè)備，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來提供包括電視節(jié)目在內(nèi)的多種數(shù)字媒體服務(wù)。IPTV是下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)中最重要的業(yè)務(wù)之一，也是未來家庭網(wǎng)絡(luò)中非常重要的一種業(yè)務(wù)形態(tài)。

3下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展存在的問題

3.1IP網(wǎng)絡(luò)的Qos問題

下一代NGN以IP網(wǎng)為承載網(wǎng)，IP網(wǎng)絡(luò)本身是“盡力而為”將數(shù)據(jù)包從某個源端點高效傳送到某個目的端點，而不提供端到端的可靠和QoS保證。隨著NGN業(yè)務(wù)發(fā)展，多媒體數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)中所占比重增加，業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)對實時性的要求也很高，因此對網(wǎng)絡(luò)的QoS提出了很高的要求。端到端的QoS保證需要承載網(wǎng)全網(wǎng)支持QoS機制。典型的IPQoS體系包括綜合業(yè)務(wù)模型(IntServ)和區(qū)分業(yè)務(wù)模型(DiffServ)。綜合服務(wù)主要采用RSVP方式，需要在網(wǎng)絡(luò)中端到端的為用戶提供帶寬保證，并在用戶占用此通道時進行有效的維護，但對網(wǎng)絡(luò)資源占用較大(主要是路由器)；差分服務(wù)定義了DS域，提供12個不同級別的PHB服務(wù)，路由器可只分析DS域里PHB的值即可提供不同的服務(wù)級別，而對包內(nèi)具體的內(nèi)容信息不關(guān)心。然而，這兩種IP業(yè)務(wù)型均不能完全滿足QoS要求。

未來承載網(wǎng)絡(luò)為IP網(wǎng)成為不爭的事實，對QoS保證是NGN成為未來統(tǒng)一平臺的關(guān)鍵。為了支持端到端的QoS，將Intserv和DiffServ技術(shù)互相補充，互相協(xié)同，共同實現(xiàn)端到端的QoS提供機制，在保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)下，實現(xiàn)類似電路交換的服務(wù)質(zhì)量，保證下一代NGN的Qos發(fā)展的方向。

3.2軟交換的媒體傳輸

軟交換技術(shù)以“分離交換和控制”為核心思想，利用現(xiàn)有電信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，打破傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為數(shù)據(jù)和話音的融合并催生大量新業(yè)務(wù)做好了充分準備。然而以話音業(yè)務(wù)為主的傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，不能滿足大量媒體信息傳輸?shù)囊螅⒍ㄆ洳荒茏鳛橄乱淮W(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。與此同時，由于軟交換是建立在多固網(wǎng)智能化改造的基礎(chǔ)之上，因此其體系結(jié)構(gòu)只是針對固網(wǎng)而言，不能很好支持移動接入性和漫游性，這和未來FMC(固網(wǎng)移動融合)的趨勢背道而馳，所以軟交換終究不是下一代網(wǎng)絡(luò)的終極技術(shù)，它只是一種過渡技術(shù)，最終要被IMS而取代。

3.3IMS和電信網(wǎng)絡(luò)融合問題

IMS是目前核心網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，也是公認的多媒體、業(yè)務(wù)控制和網(wǎng)絡(luò)融合平臺，也是業(yè)界公認的FMC的最佳途徑。但是基于IMS的融合是全新的解決方案，不能基于現(xiàn)網(wǎng)來實現(xiàn)，在IMS和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的融合中還存在一些問題。

基于IMS的融合網(wǎng)絡(luò)在快速靈活提供豐富業(yè)務(wù)的同時，給電信運營商提出了挑戰(zhàn)。電信運營商的優(yōu)勢在于語音服務(wù)和其龐大的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和用戶群，而對于內(nèi)容信息服務(wù)沒有太多經(jīng)驗。目前用戶習(xí)慣于Internet的免費服務(wù)，大部分IMS都有互聯(lián)網(wǎng)的影子，如何挑戰(zhàn)運營模式和收費是電信運營商遇到的困難。傳統(tǒng)的Internet是一個完全開發(fā)，不可運營管理的網(wǎng)絡(luò)，未來的IMS提供端到端的IP連接，對于網(wǎng)絡(luò)維護提出了更高的要求。盡管3GPP的IMS標準中對于安全、Qos、計費進行了定義，但是還需要進一步的研究和完善。

3.4有線電視IP化問題

網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，帶寬高，潛在用戶數(shù)量大，是有線電視網(wǎng)絡(luò)一項獨有的優(yōu)勢，將在下一代網(wǎng)絡(luò)中扮演重要的角色。IPTV有效地將電視、通信和PC三個領(lǐng)域結(jié)合在一起，能夠很好地適應(yīng)當今網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的趨勢，充分有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源。但是，真正將有線電視IP化，作為下一代網(wǎng)絡(luò)的承載網(wǎng)絡(luò)之一，還有很多需要解決的問題。

政策不明朗、內(nèi)容匱乏、價格不合理、技術(shù)不夠成熟等，給IPTV開展和擴展帶來了困難。IPTV的發(fā)展要得益于通信和廣播電視行業(yè)的互相準入互相合作。在我國政策的限制下，電信運營商擁有網(wǎng)絡(luò)資源，而廣電部門則擁有牌照等政策資源，兩個行業(yè)彼此封閉且各有優(yōu)勢，雙方都希望成為產(chǎn)業(yè)鏈上直接面對用戶的關(guān)鍵角色，彼此局部利益沖突給IPTV的整體發(fā)展帶來了巨大障礙。除此以外，業(yè)務(wù)運營模式，與此相關(guān)的新的技術(shù)問題都將影響IPTV的發(fā)展。

4展望

在下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和三網(wǎng)融合的過程中，雖然還有很多待解決的技術(shù)和商業(yè)運營問題，但下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的總體趨勢是不變的。

1)業(yè)務(wù)和承載分離是下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)融合的要求

建立在對PTSN改造之上的軟交換技術(shù)是分離的第一步，由于軟交換技術(shù)體系基于主從控制的特點，使其與具體的接入手段關(guān)系密切，而IMS體系由于終端與核心側(cè)采用基于IP承載的SIP協(xié)議通信，能支持各種接入方式。但是IMS是嶄新的技術(shù)平臺，不能建立在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)之上，所以目前而言軟交換仍是主導(dǎo)。軟交換是初級階段，IMS是最終目標體系，以重疊網(wǎng)的方式引入，軟交換和IMS將以互通方式長期共存，最終IMS將融合軟交換。

2)承載網(wǎng)絡(luò)是基于IPv6的分組網(wǎng)

互聯(lián)網(wǎng)使用的IP技術(shù)是很成功的，電信網(wǎng)業(yè)務(wù)IP化和IPTV的發(fā)展也決定未來網(wǎng)絡(luò)是建立在IP承載網(wǎng)之上的。IPv4地址空間的局限性，限制了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。IPv6技術(shù)，極大擴充地址空間，對Qos和安全性也做了相應(yīng)的支持。盡管在發(fā)展中存在這樣或那樣的問題，但是那只是發(fā)展進程中的問題，不會改變互聯(lián)網(wǎng)使用IP技術(shù)的方向。使用雙協(xié)議棧和隧道技術(shù)，可以實現(xiàn)從IPv4到IPv6技術(shù)的過渡，進而完全發(fā)展到IPv6。

3)未來的物理承載是多樣化的網(wǎng)絡(luò)

光線承載，光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、抗干擾性強、安全性能高、體積小、重量輕等優(yōu)點，所以在長距離傳輸和特殊環(huán)境等方面具有無法比擬的優(yōu)勢，將成為下一代網(wǎng)絡(luò)理想的承載網(wǎng)絡(luò)；電信承載網(wǎng)絡(luò)，電信擁有3.4億的用戶，截至2007年9月份，我國網(wǎng)絡(luò)用戶達1.72億，ADSL成為家庭用戶寬帶接入的最主要手段，目前還在繼續(xù)發(fā)展，這一趨勢在很長時間都不會改變，電話網(wǎng)絡(luò)還將在下一代網(wǎng)絡(luò)的演化中扮演重要的角色；有線電視承載網(wǎng)絡(luò)，IPTV的發(fā)展極大挖掘了有線電視網(wǎng)絡(luò)的潛力，在IPTV之上可以發(fā)展多種多媒體擴展業(yè)務(wù)，有線電視寬帶技術(shù)得到應(yīng)用，現(xiàn)在又有人在研究基于IPTV的IMS，中國有3億多有線電視用戶，有線電視網(wǎng)也將是下一代網(wǎng)絡(luò)的重要承載手段。

5結(jié)束語

下一代網(wǎng)絡(luò)以承載業(yè)務(wù)分離為核心概念，實現(xiàn)Internet網(wǎng)、電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)三網(wǎng)融合，固網(wǎng)和移動網(wǎng)絡(luò)融合，為終端用戶提供統(tǒng)一的接口和服務(wù)，將給未來人們生活帶來新的變革。

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