下一代网络的研究是目前的热点，在研讨下一代网络体系及技术时，应从业务需求的分析入手,考虑网络装备的情况,研究新一代网络体系架构NGN具有广泛的内涵,其研究范围相当广泛,主要研究的内容如下:新业务和应用的研究；网络传送的基础设施；网络体系架构的研究；IP网络技术的研究 (IP (v4 and v6), ), Quality of service (SLA, measurement and monitoring)；网络融合技术的研究；互通和互操作的研究；新型的控制、管理和运维机制；各网络单元的研究(Home, access, edge, core)；新的网络协议的研究；网络安全体系和技术的研究；测试技术的研究。
    ITU的专家们认为全球信息基础设施GII已经涵盖了现有网络和未来网络的全部内涵，随着业务和技术的发展，应不断加以扩充，而不应重新启动新的项目。ITU领导的GII标准化工作包括PSTN/ISDN、ATM、IP和基于多协议的网络。这些领域的成果对NGN起重要的作用。
    一、NGN的特点及发展目标
    下一代网络是可以提供包括话音、数据和多媒体等各种业务的综合开放的网络构架，有三大特征。首先,下一代网络体系采用开放的网络构架体系。
    第二，下一代网络是业务驱动的网络。第三，下一代网络是基于统一协议的基于分组的网络。
    现有的信息网络，无论是电信网、计算机网和有线电视网不可能以其中某一网络为基础平台来生长信息基础设施， 但近几年随着IP的发展，使人们真正认识到电信网络、计算机网络及有线电视网络将最终汇集到统一的IP网络，即人们通常所说的“三网”融合大趋势，IP协议使得各种以IP为基础的业务都能在不同的网上实现互通，人类首次具有了统一的为三大网都能接受的通信协议,从技术上为NII奠定了最坚实的基础。IP协议已经成为世界，乃至中国信息产业界的最热门话题，它几乎成为信息网络的代名词，它将最终演化成为当今世界各国极力推行的NII和GII的核心。
    目前互联网已发展成为全球的信息网络，其规模和用户数量仅次于电话网（PSTN）和有线电视网，互联网的快速发展极大地改变了人们的社会、政治、经济和文化生活。从其发展的过程来看，互联网有许多方面与构想中的GII有着惊人的相似之处，如覆盖全球、全方位命名、全方位服务、开放型系统，可支持视频、音频多种业务等。而这些方面恰恰是PSTN所固有的缺陷（除了覆盖全球之外），因此互联网的快速发展既给我们带来了机遇，又使我们面临严重的挑战，专家预测互联网的未来发展必然会促使行业之间的互相渗透、重组和新生，通信、广播、计算机和数字技术等会如同凤凰涅磐， 互联网在下一世纪的社会经济发展中将起到越来越重要的作用。 所以无论在技术上和业务上，话音与数据的融合成为网络趋势发展的必然。
    二、网络分层
    下一代网络在功能上可分为如下四层，见图1。
    ★接入和传输层(Access and transport layer)：将用户连接至网络，集中用户业务将它们传递至目的地，包括各种接入手段。
    ★媒体层(Media layer)：将信息格式转换成为能够在网络上传递的信息格式。例如：将话音信号分割成ATM信元或IP包。此外，媒体层可以将信息选路至目的地。
    ★控制层(Control layer)：包含呼叫智能。此层决定用户收到的业务，并能控制低层网络元素对业务流的处理。
    ★网络服务层(Network Service layer)：在呼叫建立的基础上提供额外的服务。
    但将现有网络演变成下一代网络并非一日之工，而原有的网络与新网络将并存相当长的时间，所以新网络还需能够和原有网络互通，这要求新的网络体系能够完成以下功能：采用TDM传输网和SS7信令网互通；与现有的业务如智能网提供的业务互通；与现有的PSTN网络体系融合。
    三、软交换技术
    软交换是下一代网络的控制功能实体，为下一代网络(NGN)提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。
    目前虽然不少厂家推出了软交换的解决方案,各运营商也在积极进行相关的试验,但新技术的应用需要相当长的时间来完善，从目前厂家所提供的解决方案来看，目前所存在的主要问题是：
    1．国际上尚无大型网络的组网和运营经验
    传统电信网经过长期的运营积累，在网络组织方面已经具有相当成熟的经验；而基于软交换的网络组织目前国内外尚无成熟的经验，是采用基于软交换的全平面结构，还是分区域选路结构等在技术和实践方面都有待进一步的探索。
    2．协议尚未做到兼容性，标准还在发展之中
    不同厂家的软交换在技术标准的选用及协议的兼容性方面还难以做到相互兼容。BICC协议、SIP－T协议和H.248协议也在发展之中，协议的选项需要运营商根据业务的需要来进一步确定。
    3．API没有成熟的产品
    基于开放的业务平台，采用标准的API接口为网络运营商提供新业务开创了未来美好的前景，但是相应的产品仍在探索和研发之中。
    4．QoS没有最终的解决方案
    5．目前主要的解决方案只提供语音业务,新的业务正在积极开发和试验
    6．多媒体业务尚需进一步开发
    7．网络安全问题
    8．第三方提供业务的模式问题
    9．业务可管理问题
    以上问题的存在并不会阻碍新技术的应用，相反运营商会与设备供应商一起冷静的解决这些问题，并积极进行试验，不断加以完善。
    四、现有IP网络的特点及不足
    现有的IP网络具备NGN网络的一些特点如下：
    ★传输资源与AAA服务器和呼叫控制分离；
    ★在限定范围内业务具有可携性；
    ★基于分组传输方式来支持各种业务（数据和话音）。
    但也有许多缺陷如下：
    ★不能保证某些业务或应用的QoS；
    ★地址不足；
    ★软交换上无增值业务所需的业务控制服务器（Service Control Server）；
    ★尚未实现跨网的业务可携性等。
    五、IP网络向NGN目标的演进
    1．控制平面功能结构
    NGN在功能上可分为四个平面：接入平面，传输平面，控制平面和业务/应用平面。其中，控制平面是整个网络的核心；正是由于控制平面在逻辑上将承载资源和业务处理分开，使得NGN具有业务独立于承载资源的特点。
    2．由VoIP向NGN目标演进
    VoIP以其价格经济的商业优势得到了迅猛发展，利用分组网络来传递话音有许多益处：
    ★语音数字化和语音压缩可以节省带宽；
    ★只在通话时才发送语音包；
    ★统计复用方式提高了带宽利用率。
    目前有两套VoIP机制：H.323(ITU)和SIP(IETF)。H.323非常类似传统的电话协议（如呼叫处理过程类似Q.931），而SIP则更像一个Internet范畴的协议（所有消息均采用文本方式表示）。SIP以其简单、灵活的特性，很可能成为未来IP电话的标准（UMTS中选择SIP）。
    VoIP虽然比传统电话经济，但服务质量并不能与传统电话相媲美，而且业务也不够丰富。为此，VoIP网络向NGN目标演进必须解决QoS问题和业务提供问题。
    QoS问题的解决，可以通过在IP网络上应用一些QoS机制，这就要求必须能够控制传输元素如NAS，BAS和网关的承载资源，也就意味着必须在VoIP结构中引入Softswitch/MGC和策略服务器。Softswitch/MGC通过控制协议如Megaco/H.248来控制网关资源 和QoS机制（整形，策略应用，标签分配），而策略服务器通过COPS或其它协议控制NAS或BAS。
    对于业务的提供，有两种可能性：
    ★使用INAP/IP接口，重用现有的智能网资源；就提供传统的IN业务来说，这可能是一个比较好的选择。
    ★利用API或专用协议，通过应用服务器方式开发新的多媒体业务。
    3．IP网络和UMTS
    由ETSI提出的UMTS（Universal Mobile Telecommunication System）是欧洲致力发展的第三代移动通信系统，也是通信系统的最终目标。GSM的核心网分为分组交换域(PS)和电路交换域（CS）。
    在3GPP的UMTS R5中，CS域是传统的GSM移动交换机（MSC）向NGN演进的目标：将MSC分解成负责传输的网关MSC(GMSC)和负责呼叫控制的MSC服务器两部分。而PS域则基于两个平台：SGSN和GGSN。SGSN含无线接入网的接口模块，GGSN与IP骨干网相接。
    在UMTS R5中，引入了Internet 多媒体子系统（IMS）。IMS主要由呼叫状态控制功能（Call State Control Function）和媒体网关控制功能（Media Gateway Control Function）组成。
    通过引入与IMS相关的PS域，UMTS R5可提供VoIP业务。CSCF负责接纳控制、入呼叫，和与归属用户服务器(Home Subscriber Server)进行通信，HSS为一个用户数据库，主要存储用户的移动信息和业务轮廓。MGCF控制网关，网关实现PSTN和IP网的互连。3GPP的UMTS R5中选用的是SIP协议。从功能角度来看，严格的讲，除去与移动有关的方面，CSCF就是一个SIP服务器。
    R5中提出了PS域向NGN的演进方案：扩展SGSN和GGSN服务器的一些控制功能。
    4．移动IP网络
    显然，无论是UMTS还是固定网，移动性都是实现NGN目标的关键，移动IP提供的机制可保证IP层的宏观移动性，移动IP的主要目标是：
    ★当从一个IP子网转移到另一个IP子网时，保持通信连接；
    ★每个移动终端附用一个IP地址，并在全网范围内有效。
    移动 IP体系由三个主要构件组成：
    ★移动节点的移动性功能，此功能负责移动检测（由一个IP子网进入另一个IP子网），向归属代理（Home Agent）或外部代理(Foreign Agent)进行注册，终端必须含此功能；
    ★归属代理(HA)功能，与移动终端的归属子网相连接的路由器必须含此功能，HA负责更新信息，存储移动终端的位置信息，将发给移动终端的起始归属位置的数据发给移动终端当前所在位置；
    ★外部代理(FA)功能，与移动终端的访问子网相连接的路由器必须具备此功能，FA负责注册来访移动终端，提供如将数据路由至来访移动终端的功能。总之，通过移动IP，使得IP网络能实现宏观移动性，而通过SIP或H.323体系，使得IP也可支持电话业务。
    5．虚拟归属环境
    由负责UMTS 网络及业务的ETSI 3GPP项目组定义的虚拟归属环境（Virtual Home Environment），目的是实现跨越不同网络和不同终端的个性化业务可携性。VHE保证不论UMTS用户处于何种网络，使用何种终端，也不论身处何地，始终向UMTS用户提供同样的个性化功能、用户接口能力和业务。在任何情况下，用户可享用的具体配置仅受限于USIM能力，终端设备和所使用的网络或预定的业务。
    VHE通过由业务提供商，网络运营者和终端设备所提供的一套能力集建立。实际上，可将VHE看作一个分布式用户轮廓，业务的提供者拥有业务轮廓概述，并可在终端设备、USIM和网络运营者和业务提供商间分配。因此，网络运营商不必永久存储与用户的VHE有关的信息。VHE的主要优点如下：
    ★VHE使用户感受到始终如一的服务，即使在其他网络漫游时也感觉不到任何差异；
    ★VHE为网络运营者带来了灵活性，使得不用变动底层的网络基础设施，就可在不同网络上提供定制化的业务；
    ★VHE为业务提供商提供一套灵活的业务创建组件，可开发与网络和终端能力相适配的业务。
    6．QoS支持
    下一代IP网络需要能够支持QoS，目前IP网络主要提供尽力而为业务，但随着新业务的引入，如话音，视频会议等，迫切需要提供QoS保证，并提供满足不同应用需要的QoS等级。
    支持QoS是一个非常复杂的问题，主要原因如下：
    ★QoS是一个端到端的要求，涉及源端至目的地通路上的所有设备，而且有可能跨越多个行政管理域；
    ★QoS涉及传输平面的每一层，需要传输、控制和管理平面互相协调；
    ★不同的机制和程序使用的时间标度不同；
    ★QoS由许多参数表征，这些参数有的很难准确测量，有些需经较长时间才能预测到。
    此外，IP协议的无连接特性使得支持IP网络的QoS变得更加复杂。
    有一种方案可以完美的解决QoS问题，就是使增加网络带宽。随着光纤技术的迅猛发展，特别是DWDM的应用，使得此方案大有前景，但短期内还不太适合，原因如下：
    ★宽带宽离不开宽交换，但就目前来说，这些宽带资源都太昂贵；
    ★接入网的资源宽带化不易实现；
    ★由于种种因素，如应用的发展速度很快等，网络容量不好计划。
    为此，为支持IP网络的QoS，提出了许多概念和机制，典型的IP QoS体系有综合业务模型(IntServ)，差分业务模型(DiffServ)等。
    综合业务模型将业务分成三种类型，尽力而为型，质量保证型和负载受控型，主要由业务流分类，资源预留，接纳控制和分组调度四部分组成。IntServ模型通过在路由器中使用显式预留协议RSVP为分组流预留资源。由于InteServ模型需要为每个分组流维护状态，信令开销很大，使得扩展性很差。
    差分业务模型(DiffServ)是一种基于分类的业务模型，它根据用户的需求将业务分为多种类型，将Ipv4包头中的ToS域重新定义为DS标识域(DSCP)来标识业务的质量需求类型，网络接点根据数据包的DSCP值选择相应的每一跳(PHB)的转发方式，DiffServ根据网络支持的策略为路由器设定多种PHB，不同的PHB可采用不同的排队策略，丢包策略，路由规则以及资源分配和预留策略，通过这些策略和不同业务相应的服务等级，通过多种PHB提供不同的服务质量。
    但前面两种IP业务模型均不能完全满足QoS要求。
    MPLS技术通过为数据流定义不同的颗粒度(granularity)，借助于支持QoS的协议，根据业务流QoS要求的不同分配不同的标记，可以实现QoS支持。MPLS还可应用于流量工程，路径保护和VPN领域。
    MPLS流量工程引入了与显式标记交换路径（Label Switched Path）有关的属性，如业务量参数属性、优先级属性、抢先权属性、弹性属性和策略属性等。通过为每个节点预留资源而建立LSP，LSP路由需要对IGP协议进行扩展，以支持约束路由。在两个层次上实现接纳控制：首先，网络边缘对LSP中的IP流的接纳控制，其次，对传输路径中的LSP的接纳控制。
    经过扩展，MPLS流量工程可支持差分业务，此时，流量工程按类实现，每一类的信息均与LSP有关，由信令协议、IGP扩展协议和约束路由过程对信息进行处理。
    通过扩展MPLS信令，使其包含时分、波长和空间交换等，为高带宽的综合IP/MPLS/DWDM网络奠定基础。
    7．向Ipv6演进
    由于Internet的爆炸式增长，Ipv4地址资源越来越紧张。Ipv4最初设计时并未考虑在公网上普遍应用，目前的广泛应用使得其中的许多缺陷暴露出来，为此，Ipv4也做了一些改进，例如，一些技术如无类的域间路由(CIDR)或网络地址转换器(NAT)在一定程度上减缓了地址问题。
    为了满足大规模应用的要求，提出了Ipv6以解决Ipv4的缺陷（不仅是地址问题）。单播和组播地址空间扩大,Ipv6协议将在未来扮演一个重要的角色。但是，在公网和专网上应用着大量的Ipv4设备，两种协议将并存很长一段时间。为帮助过渡，Ipv6设计时嵌入了许多过渡机制。