雷震洲 信息产业部电信研究院
摘要：本文系统介绍了下一代网络的发展历程和定义，提出对下一代网络的要求，介绍了目前支撑下一代网络的关键技术，指出网络的演进是一个长期的过程，通信网络将出现三个世界。
关键词：NGN IPv6 宽带接入 软交换 城域网 光交换 4G
一、下一代网络的发展与定义
1．从NGI到NGN
美国克林顿政府于1997年10月10日提出下一代互联网（NGI）行动计划，后来Internet2并入NGI计划。90年代末出现了下一代网络（NGN）的提法，背景是电信市场在世界范围内开放竞争，互联网的广泛使用使数据业务急剧增长，用户对多媒体业务产生了强烈需求，对移动性的需求与日俱增。电信业面临着强烈的市场冲击与技术冲击。NGN是网络界为了描述未来电信网共同使用的一个新概念，实际上随着技术与业务的发展，其内涵不断扩大与改变，涉及未来网络的方方面面。
2001年4月在IP—networking and Mediacom 2004会议上，进行了有关向NGN过渡的热烈讨论，但对“NGN应该是什么？”没有达成共识，2001年5月Caracas会议上，认为SG13应该在ITU有关NGN的项目中起领导和协调作用。2002年1月的SG13会议重点讨论了NGN与GII的关系，并取得了共识，决定在SG13内建立一个新的项目—NGN2004 Project。NGN 2004 Project可以视为GII概念的具体实现，目的是为基于GII概念的NGN的实现建立实施导则和标准。它的框架必须与现有GII建议（Y系列）相一致。NGN 2004 Project目前正处于准备阶段，项目的定义计划于2002年11月完成，目标是在2004年制定出相关建议。
2．ETSI对NGN的定义
NGN是定义和部署网络的概念，由于网络在形式上分为不同的层和面，并且使用开放的接口，所以NGN给服务提供商与运营商提供了一个能逐步演进的平台，不断创造、开放和管理新的服务。此定义已经运用到GII中，也将在NGN标准工作开始之时保留此定义。
欧盟从2001年起启动为期2年的NGN行动计划，希望通过初期行动能够推动欧洲信息技术的发展。NGNI不仅包括网络技术的发展和演进，还包括业务需求与业务模型、管制政策等等内容。
NGNI研究的内容包括：QoS、IPv6、光网、接入网、有线与无线的融合、内容与网络的管理、业务（业务需求、模型等）、卫星、移动通信、互操作性等。七个工作组进行研究，具体内容为：网络设施；移动与无线；光网络；家庭网络；边缘设备（Edge Devices）；QoS/CoS、SLA/SLS、流量工程；网管、主动网络。
二、对下一代网络的基本要求
1.支持更多更有价值的服务与应用，特别是支持今后将成为主要市场驱动力的视像应用和多媒体应用，下一代网络应是一个具有巨大容量、在每一个网络环节都不会产生带宽瓶颈的网络；
2.面对用户对新服务需求的急剧增长，下一代网络应是一个基于IP的能够承载话音、多媒体、数据和视象等所有比特流的多业务网，并能通过各种各样的传送特性（实时与非实时、由低到高的数据速率、不同的QoS、点到点/多播/广播/会话/会议等等）来满足这些业务，使服务质量得到保证，令用户满意，运营商可以实现优质优价；
3.为了消灭地址壁垒，恢复因地址有限而失去的端到端连接功能，让数十上百亿的人和设备上网，实现互联网的普遍服务，并把服务方式由提取（pull）演进为推送（push），下一代网络应是一个具有海量地址空间，能实现端到端连接的网络。估计在7到10年内，一个用户将掌管平均10个地址；
4.为了适应完全开放与竞争的环境，让运营商、制造商和服务提供商方便地进入市场参与竞争，易于生成和运行各种服务，下一代网络的网络结构和功能组织应当提供开放式的接口；
5.服务与应用是无止境的，为了让服务与应用能够不断演进而不受制于网络，下一代网络应是一个在与网络传送层及接入层分开的服务平台上提供服务与应用的网络，即服务的提供要与网络分开，服务功能要与传送功能分开；
6.为了充分挖掘现有网络设施潜力和保护已有投资，下一代网络应是一个具有后向兼容性、能与传统网络（PSTN，IPv4等）互操作与互通、允许平滑演进的网络；
7.移动电话的大发展充分说明人类对移动性的旺盛需求，电话服务需要移动性，互联网服务同样需要移动性，现在越来越多的人希望在移动的过程中高速接入互联网，获取急需的信息，完成所想做的事情。下一代网络应能支持更普遍的移动性和游牧性；
8.在新的经济体系下，网络安全和信息安全保障能力将是国家的综合国力、经济竞争实力和生存能力的重要组成部分。因此，下一代网络应具备很高的安全性，能够适应国家安全、经济建设、科研生产和保护公众利益的需要。
三、支撑下一代网络的主要技术
目前，全球支撑下一代网络的主要技术有IPv6、光纤高速传输技术、光交换与智能光网、宽带接入、城域网、软交换、3G和后3G、IP终端、网络安全技术。
·IPv6：扩大了地址空间，提高了网络的整体吞吐量，服务质量得到很大改善，安全性有了更好的保证，支持即插即用和移动性，实现了多播功能。
·宽带接入：VDSL、FTTH与EPON、FSO。日本宽带普及的2005年目标是宽带高速接入（高达10Mbps）的用户数将达到3000万；超高速接入（高达100Mbps）的用户数将达到1000万；FTTH和DSL将各占35％左右；移动上网与固定/移动并用上网的用户数占86％；纯固定上网的用户数只占14％。
·城域网：弹性分组环（RPR）是面向数据（特别是以太网）的一种光环新技术，它利用了大部分数据业务的实时性不如话音那样强的事实，使用双环工作的方式。城域光网（MON）是基于WDM、在光层上进行操作的城域网，是未来发展方向。是一个扩展性非常好并能适应未来的透明、灵活、可靠的多业务平台，能提供动态的、基于标准的多协议支持，同时具备高效配置、生存能力和综合网络管理的能力。
·软交换：为了把控制功能与传送功能完全分开，下一代网络需要使用软交换技术。软交换的概念基于新的网络功能模型分层（分为接入与传送层、媒体层、控制层与网络服务层四层）概念，从而对各种功能作不同程度的集成，把它们分离开来，通过各种接口协议，使业务提供者可以灵活地将业务传送和控制协议结合起来，实现业务融合和业务转移，非常适用于不同网络并存互通的需要，也适用于从话音网向多业务多媒体网的演进。ITU和IETF联合批准的媒体网关控制器（MGC）和媒体网关（MG）之间的接口协议H.248/Megaco是一个关键的协议，标志着电信界与互联网界为推进下一代网络而作出的一次重大努力。
·3G与IPv6：欧洲在互联网方面落后于美国，而在移动通信方面却领先于美国。欧洲发展IPv6的基本战略是先移动、后固定，企图在移动IP仍方面掌握先机，通过2.5G和3G的部署来实现它们在未来互联网中与美国并驾齐驱的愿望。欧盟认为：IPv6是发展3G移动通信的必要工具，如果你想大规模发展3G，你就不得不升级到IPv6。制定3G标准的3GPP组织于2000年5月决定以IPv6为基础构筑下一代移动网，使IPv6成为3G必须遵循的标准。
·4G移动通信系统：最高传输速率将高达或超过100Mbit/s；可在不同接入技术之间进行全球漫游与互通，实现无缝通信；灵活性要比3G强得多，能自适应地进行资源分配；支持下一代的Internet（IPv6）和所有的信息设备；网络的每比特成本要比3G低，无线连接服务费用将比3G便宜。
·IP终端：随着互联网的普及及端到端连接功能的恢复，政府上网、企业上网、个人上网、汽车上网、设备上网、家电上网等等的普及，必须要开发相应的IP终端来与之适配。
·网络安全技术：除了常用的防火墙、代理服务器、安全过滤、用户证书、授权、访问控制、数据加密、安全审计和故障恢复等安全技术外，我们还要采取更多的措施来加强网络的安全，例如，针对现有路由器、交换机、边界网关协议（BGP）、域名系统（DNS）所存在的安全弱点提出解决办法；迅速采用增强安全性的网络协议（特别是IPv6）；对关键的网元、网站、数据中心设置真正的冗余、分集和保护；实时全面观察了解整个互联网的情况，对传送的信息内容负有责任，不盲目传递病毒或攻击；严格控制新技术和新系统，在找到和克服安全弱点之前或者另加安全性之前不允许把它们匆忙推向市场。
四、结束语
网络演进是一个长期的过程。在这一过程中，各种技术将共存，基础传送网仍基于WDM，但IP占据的位置将逐渐扩大，其它技术逐渐弱化，SONET可能被嵌入路由器，网上的SONET设备逐渐减少。话音业务将同时存在于IP网与PSTN网上，并能互通互利。总之，通信网络将出现三个世界，即：IP的世界—在网络服务层面；光的世界—在传送层面；无线的世界—在接入层面。
（注：本文是作者在2002中国通信下一代网络高级研讨会上的演讲报告，有删节。）
摘自《数据通信》
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