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NGN技术特征及现状0

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来源: 作者: 2019-03-13 13:30:49

一、NGN概念与认识

NGN是NextGenerationNetwork的缩写,字面意思是下一代络。当前所谓的下一代络是一个很松散的概念,不同的领域对下一代络有不同的看法。一般来说,所谓下一代络应当是基于“这一代”络而言,在“这一代”络基础上有突破性或者革命性进步才能称为下一代络。

在计算机络中,“这一代”络是以IPv4为基础的互联,下一代络是以高带宽以及IPv6为基础的NGI(下一代互联)。在传输络中,“这一代”络是以TDM为基础,以SDH以及WDM为代表的传输络,下一代络是以ASON(自动交换光络)以及GFP(通用帧协议)为基础的络。在移动通信络中,“这一代”络是以GSM为代表的络,下一代络是以3G(主要是WCDMA和CDMA2000)为代表的络。在中,“这一代”络是以TDM时隙交换为基础的程控交换机组成的络,下一代络是指以分组交换和软交换为基础的络。

从业务开展角度来看,“这一代”络主要开展基于话音、文字或图像的单一媒体业务,下一代络应当开展基于视频、音频和文字图像的混合多媒体业务。从电信络层以下所采用的核心技术来看,“这一代”络是以TDM电路交换为基础的络,下一代络在络层以下将以分组交换为基础构建。

总体来说,我们认为广义上的下一代络是指以软交换为代表,IMS为核心框架,能够为公众灵活提供大规模视讯话音数据等多种通信业务,以分组交换为业务统一承载平台,传输层适应数据业务特征及带宽需求,与通信运营商相关,可运营、维护、管理的通信络。

二、NGN主要特征

NGN的主要特点是能够为公众灵活、大规模地提供以视讯业务为代表,包含话音业务、互联业务在内的各种丰富业务。当前所谓的电信是为业务设计的,实质上是为服务的。要适应NGN多业务、灵活开展业务的特征,必须要有新的络结构来支持。一般来说,NGN主要有如下特征。

1.NGN是业务独立于承载的络

传统的业务就是承载,结果就是新业务很难开展。NGN允许业务和络分别提供和独立发展,提供灵活有效的业务创建、业务应用和业务管理功能,支持不同带宽的、实时的或非实时的各种多媒体业务使用,使业务和应用的提供有较大的灵活性,从而满足用户不断增长的对新业务的需求,也使得络具有可持续发展的能力和竞争力。

2.NGN采用分组交换作为统一的业务承载方式

传统的采用电路(时隙)方式承载话音,虽然能有效传输话音,但是不能有效承载数据。NGN的络结构对话音和数据采用基于分组的传输模式,采用统一的协议。NGN把传统的交换机的功能模块分离成为独立的络部件,它们通过标准的开放接口进行互联,使原有的电信络逐步走向开放,运营商可以根据业务的需要,自由组合各部分的功能产品来组建新络。部件间协议接口的标准化可以实现各种异构的互通。

3.NGN能够与现有络如PSTN、ISDN和GSM等互通

现有电信规模庞大,NGN可以通过关等设备与现有络互联互通,保护现有投资。同时NGN也支持现有终端和IP智能终端,包括模拟、传真机、ISDN终端、移动、GPRS终端、SIP终端、H248终端、MGCP终端、通过PC的以太、线缆调制解调器等。

4.NGN是安全的、支持服务质量的络

传统的基于时隙交换,为每一对用户都准备了双向64kbit/s的虚电路,传输络提供的都是点对点专线,很少出现服务质量问题。NGN基于分组交换组建,则必须考虑安全以及服务质量问题。当前采用IPv4协议的互联只提供尽力而为的服务,NGN要提供包括视频在内的多种服务则必须保证一定程度的安全和服务质量。

5.NGN是提供多媒体流媒体业务的多业务络

当前电信业务主要关注话音业务。数据业务虽然已超过话音,但是在盈利方面还有待提高。大规模并发流媒体以及互动多媒体业务是当前宽带业务的代表,因此仍然以话音和传统互联数据业务为主的NGN是没有意义的。NGN必须在服务质量以及安全等保障下提供多媒体流媒体业务。

三、我国NGN的技术实践

虽然在研究NGN的这些年中,人们对于NGN的定义、含义等一直在不断地争论和修正,但是设备生产厂家以及运营商已经在NGN方面进行了很多试验,并有部分运营商开始投入实践。当前比较受关注的主要是软交换、3G、下一代互联、家庭络等方面。

1.软交换

我国的电信运营商都比较关注NGN当中的软交换技术,2002年,中国电信在北京、上海、广东、杭州采用了4个厂家的设备进行试验,涉及的内容主要是单域的软交换试验和软交换与PSTN/PLMN的互通,软交换不同域之间的用户通过PSTN实现互联互通。

中国联通从2003年开始在北京、上海、重庆、天津、广东、四川采用了7个厂家的设备试验,进行了单域软交换试验、软交换与PSTN/PLMN的互通、同一厂家多域软交换之间的互通,此外还进行了不同厂家软交换与软交换、关与关之间的互通。

中国通股份公司于2001年底在北京、杭州、广州、宁波等地建设了小规模的NGN。2003年8月,中国通启动了南方的广东、陕西和北方的山东3地的NGN商用试验,为将来大范围部署和推广NGN做准备。NGN商用试验着重开展以本地宽带接入为主的商用试验,一方面可以安装,另一方面可以宽带上,同时进行多种增值业务。

目前新兴或小的运营商对于发展NGN的兴趣要明显高于老牌运营商,目前铁通已经在广州、深圳、山东、重庆、成都等一些城市向社会和大客户提供比较“实惠”的NGN(话音)服务。

中国卫通以软交换为核心技术的NGN络已覆盖全国31个省会城市和176个地、市(县),建成NGN关,开通业务的城市已达150个。NGN络不仅能提供当前PSTN络所支持的话音业务、智能业务,而且还可以提供多媒体视频业务,为第三方开放业务等。

中国移动的软交换技术试验旨在跟踪和掌握以软交换技术为代表的下一代络的发展和应用,验证其技术的合理性和有效性,在下一代络的建设、规划和运营维护等方面积累经验。中国移动的软交换技术试验分别在长途汇接层和移动本地两个部分引入。

2.下一代互联

当前互联面临服务质量、络与信息安全、商务模式以及地址空间等方方面面的挑战,对下一代互联(NGI)的需求由此产生。人们普遍期待,下一代互联是一个无处不在、无所不达、永远、应用为先、我行我速、可信可管、资源共享、良性互动的络。下一代相关的技术有IPv6、服务质量保障、络安全、软交换、流媒体、交互多媒体等,而不仅仅局限在IPv6上。

在上述需求推动下,57位院士曾写信建议建设我国下一代互联试验平台而发起了CNGI(中国下一代互联示范工程)项目,其后国家计委组织专家组研究并起草“下一代互联发展战略报告”和“中国下一代互联示范工程CNGI项目实施方案建议”。最后该项目被建议列为国家重大高科技工程项目,以联合各部门的力量,充分发挥中央、地方、企业以及院校的积极性。

CNGI由信产部、科技部、教育部、发改委、工程院、中科院、自然基金委和国信办8个部委联合部署,其总体目标是在国家统一协调下,抓住时机,在改进并提高现有络和大力推广应用的同时,实施中国下一代互联示范工程,攻克下一代互联及其重大应用的关键技术,实现下一代互联的产业化。

CNGI研究时间为2003年至2010年。预期到2005年,建成中国下一代互联示范工程和初步实现产业化,积极参与国际下一代互联研究和发展;到2010年,建成全球最大规模的下一代互联络,在下一代互联络标准、技术和产业上占有重要地位,推动我国的信息化建设,增强我国的综合国力和可持续发展能力,实现国民经济和社会进步的跨越式发展。

6家主干承建单位包括:CERNET、中国电信、中国移动、中国联通、中国通/中科院、中国铁通。目前有两家设计单位,即中国电子工程设计院、中京邮电通信设计院。

出于推动设备国产化/产业化的考虑,CNGI建设开始相对较晚。当前国产IPv6设备基本成熟,主流厂商如华为、中兴、港湾等已推出相对成熟的产品。一些来自大专院校和科研单位的成果(例如清华比威、佳讯飞鸿、信息工程学院的设备)也基本成型。因此当前CNGI骨干正在选型招标阶段。中国通、教育、中国移动、中国联通等单位都已完成招标选型。总体来看,CNGI工程建设正在紧锣密鼓地开展。

3.3G

3G是当前移动通信领域最热的研究内容。目前3G技术演进包含WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA共3种络制式。与现有的GSM、CDMA等第二代移动通信络技术相比,无论是WCDMA、CDMA2000,还是TD-SCDMA,都具有了相当的技术优势,它们通过对频谱高效利用,能够实现实时语音、视频、高速多媒体和移动互联访问等众多的高速数据业务。

由于当前政策和管制等原因,3G牌照尚未发放。除了信产部组织了3G的互通测试以及外场测试以外,各大运营商都在跟踪试验和测试,但还没有到达商用或试商用阶段。因此在3G方面运营商的实践还没有全线展开。

四、日益壮大的NGN企业队伍

1.华为

华为公司的U-SYSNGN提供了从业务管理、络控制、核心交换、边缘接入、终端各个层次的产品,其中包括综合络管理系统iManagerN2000、Eudemon2000系列会话边界控制器、U-SYS全系列IAD综合接入设备、UA5000综合接入媒体关、TMG8010中继媒体关、SG7000信令关、UMG8900通用媒体关、SoftX3000软交换以及接入和终端等设备,为用户提供端到端的软交换络建设方案。基于IPv6的软交换产品还有待开发。

在数据通信领域,华为公司主要提供了NE系列高端/核心路由器、AR系列边缘路由器以太交换机、防火墙等产品。华为系列产品基于统一软件平台,大多数产品都支持IPv6协议,其系列产品能提供电信、IPTV、MPLSVPN、VPNManager和大客户解决方案等丰富的业务。

2.中兴

中兴公司在软交换方面主要有ZXSS10软交换产品系列,主要包括核心控制设备ZXSS10SS1、综合媒体关ZXMSG9000、综合媒体关ZXMSG7200、综合接入媒体关ZXMSG5200,此外还有综合介入设备IAD、宽带关、接入关等设备,能为用户提供端到端的软交换解决方案。

中兴公司在数据产品方面不尽如人意。虽然中兴公司拥有较完整的产品线,包括ZXR10系列路由器产品、ZXR10以太交换机产品系列、宽带接入系统以及ZXB10产品系列,但是其核心数据产品一直没有在运营商核心大量应用,而且在对IPv6的支持方面,中兴公司也已落到竞争对手的后面。

3.港湾

当前港湾公司产品线还集中在传统数据产品方面,包括路由器(PowerHammer、NetHammer系列)、交换机(BigHammer、FlexHammer和uHammer系列)、接入DSL设备、安全产品等。虽然港湾公司当前数据产品线已形成系列,高端产品也有核心设备能力,但是在竞争对手的打压下,港湾公司当前主要关注行业用户,在电信市场上表现较少。港湾公司的路由器产品对IPv6也有较好的支持。

NGN产品包括软交换系列SoftCo9500/9200IP语音综合交换机、SoftCo5816IP语音综合交换机、关系列MX9000通用媒体关、AX6000综合接入媒体关、SoftUp 1032接入关设备、SoftUp 208综合接入设备以及SoftUp 204/202/201综合接入设备等。

4.UT斯达康

UT斯达康公司在小灵通产品上获得巨大成功之后,开始关注软交换产品以及3G技术。UT斯达康传统上的NGN产品主要集中在软交换产品方面。UT斯达康的软交换产品主要包括呼叫服务器iCS1500、综合媒体关、中继关、信令关、IAD、IP终端等设备。此外,UT斯达康在第三代移动通信上也投入了大量的研发力量。

5.朗讯

在NGN产品方面,朗讯除了提供传统的数据络设备、语音融合设备、光络设备和无线络设备以外,还提供基于IMS的下一代络设备。朗讯在IMS架构下提供MapWeb(基于地图的统一通信及信息平台)、位置服务iLocator及基于位置的800/110业务、簿(ActivePhonebook)、移动流媒体内容分发、移动交通信息实时监控、IPTV业务等,为下一代络业务提供了示范。

除上述公司以外,思科、上海贝尔阿尔卡特以及大量国内和国外的大小公司都研发了NGN产品。

五、对NGN技术的思考

从上述运营商NGN技术的实践、制造商NGN产品方面的现状以及当前运营商络建设和业务提供现状,我们可以得出以下结论。

*NGN技术的研究关系到运营商下一步业务提供以及商务模式,非常重要,主流运营商都在积极跟进。

*当前运营商所谓的NGN建设基本上主要采用软交换技术、基于IP承载提供话音业务,所开展的多媒体流媒体业务多数基于传统技术。当前NGN仅仅是一些探索。

*未来NGN基于分组(IP)承载已基本定论。当前软交换产品已比较成熟,其实现基于IPv4,而基于IPv6的NGN产品有待研发。

*随着CNGI项目的筹备与建设,国产络层IPv6设备已初具规模。当前络层设备对IPv6单播支持尚可接受,对IPv6组播的支持不尽如人意。

*根据当前研究,虽然部分厂家对IMS有了一些实现,但与基于IMS的NGN还有差距。

NGN是未来通信络的发展方向,是当前业界的研究热点。目前NGN在标准上已有很大进展,厂商已推出相应产品,国内外各运营商也在积极进行相关的试验,但是目前NGN从信令系统到体系结构都还需要逐步完善和成熟,API相应的产品仍在探索之中,新技术的应用需要相当长的时间来完善。所以NGN方面的研究和探索远远没有结束,NGN研究以及试验仍然是当前业界的战略性趋势。

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