中国电信集团北京研究院 赵慧玲 解冲锋
1.前言
下一代网络能够提供可靠的服务质量保证，支持语音、视频和数据多媒体业务承载能力，具有支持快速灵活的新业务生成能力无疑是电信产业发展关注的焦点。尽管对于下一代网络仍然争议颇多，但NGN的研究步伐一直没有停滞，变革是一定的，但是如何演进和实施仍需深入研究和探讨。NGN的内涵比较宽泛，本文将从IP网络的技术和基于软交换技术两个方面进行探讨。
IP网络将作为下一代网络研究的重点内容之一。基于IP网的新业务层出不穷，具有很强的市场潜力。IP网正在从当初单纯传送数据向可传送数据、语音、活动／静止图像的多媒体网络转变，因此在IP网上实现类似语音、传真、会议等实时多媒体应用问题的焦点便集中在了如何传输这些时延敏感的业务上。IP网上实现QoS的机制已成为目前国际上的研究热点；IPV6的研究从运营商的角度则集中在过渡策略、业务应用、移动数据和接入领域；IP网络安全性和可管理性也是目前研究的重点。
基于软交换的技术在网络的业务层面通过技术和业务试验已经趋于成熟,引入软交换技术组建的网络在技术上具有一定的先进性，从国外运营商的经验看，可以降低运维成本，提供更丰富、灵活、个性化的业务；基于软交换网络实现的广域Centrex具有和传统Centrex一样的业务性能，包括呼叫前转、呼叫代答、小号拨叫和三方通话等，与普通PSTNCentrex组网相比，在跨越不同地域灵活组网方面具有明显的优势，比较适合新兴运营商的业务开展。
作为一种新型的网络层协议，IPv6将成为下一代互联网（NGI）中的重要协议。经过多年的发展，IPv6基本标准日益成熟，各种不同类型的支持IPv6的设备相继问世，并逐渐进入商业应用。部分国外电信运营商已经建立IPv6网络，并开始提供接入服务。和其他技术及业务相同，电信运营商将在整个IPv6产业链中起主导作用。运营商建立一个可管理、可运营、可盈利的电信级IPv6网络，并向用户提供多样化的服务，是发展以IPv6为核心的NGI的主要工作。在过去的几年里，国内外的许多组织建立了NGI试验网络，由于各种因素的制约，这些网络在结构、容量、管理、可靠性和业务能力等方面和电信级NGI网络有很大的差距。对运营商而言，NGI网络是要直接面对市场的，并要开发和提供新型的业务，才能带动整个IPv6产业的发展。考虑到不同运营商在网络规模和覆盖面、经营理念、业务类别、用户群等方面存在较大的差别，因此在建立NGI网络时，需要根据自己的具体情况来采用不同的IPv6部署策略和方案。总体来说，电信运营商应该早跟踪IPv6技术进展、国际动态，积极开发新的业务模式，将对日后继续保持行业内领先地位奠定坚实基础。本文从IPv6网络的部署、网络管理和业务等角度来探讨发展IPv6技术的策略和措施。
2.NGN标准的制定
为了加快NGN的研究和标准化进程，于2004年1月和2月又召开了NGN课题报告人联合会议和研究组全会，推出了12个NGN标准草案，意在对NGN的研究方向、框架体系、业务需求、网络功能、互通、服务质量、移动性管理、可管理的IP网络和NGN演进方式等各个方面提出总体要求，为世界各国的通信运营商和设备制造商提供网络发展和产品研发的思路和依据.
NGN功能特性的建议草案（NGN－Overview），对NGN的基本特征、能力、目标和功能进行了描述。会议延续了NGN网络通用的原则、需求和框架体系，对NGN的基本模型做了进一步的详细划分，将用户平面、控制平面和管理平面分别置于业务层和传送层上，使得水平垂直关系一目了然；在NGN业务方面，进一步明确了NGN的业务范畴，并定义了业务要求和网络要求，体现了业务与网络相分离的NGN基本原则；本次会议细化了NGN移动性管理的总体要求和体系架构（MOB），还提出了基于SLA可管理的IP网络的概念（MAN-NGN），并详细定义了其业务和框架。在QoS方面，形成了关于QOS体系架构、端到端QoS要求、和接入网QoS的三个标准草案。在网络演进方面，启动了NGN演进方式标准草案的研究。
标准草案名称：
Y．NGN－OverviewNGN功能特性概述
Y．NGN－SRQ NGN业务要求
Y．NGN－GRM NGN参考模型
Y．NGN－FRA NGN功能要求和体系架构
Y．NGN－MOB NGN移动性管理和体系架构
Y．NGN－MAN 可管理的IP网络架构
Y．NGN－MIG NGN演进
Y．NGN－POL NGN管制
NGN的定义
2004年02ITU-TSG13会议经过激烈的辩论，给出了NGN的定义：
NGN是一个分组网络，它提供包括电信业务在内的多种业务，能够利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术，实现业务功能与底层传送技术的分离；它提供用户对不同业务提供商网络的自由地接入，并支持通用移动性，实现用户对业务使用的一致性和统一性。
NGN的基本特征如下：
分组传送；
控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离；
业务提供与网络分离，提供开放接口；
利用各基本的业务组成模块，提供广泛的业务和应用（包括实时、流、非实时和多媒体业务）；
具有端到端QoS和透明的传输能力；
通过开放接口与传统网络互通；
具有通用移动性；
允许用户自由地接入不同业务提供商；
支持多样标识体系，并能将其解析为IP地址以用于IP网络路由；
同一业务具有统一的业务特性；
融合固定与移动业务；
业务功能独立于底层传送技术；
适应所有管理要求，如应急通信、安全性和私密性等要求。
l NGN的能力
具有业务开发、布署和管理各种业务的能力；
业务和网络的分离，使得网络和业务可以独立发展演进；
各功能实体分布在现有或新网络之中，具有与现有网络互通的能力；
支持现有的和NGN新增的多种终端；
提供对现有语音业务向NGN的过渡中关键技术的支持；
支持通用移动性，具有用户接入的无关性和业务使用的一致性特点；
l NGN的目标
NGN的目标是满足新的通信需求，以促进公平竞争、鼓励个人投资、定义满足各种管理要求的通信体系结构以及提供开放的网络接入方式。
l NGN的研究领域
NGN的通用框架模型；
NGN的功能体系结构模型；
端到端业务质量(QoS)；
业务平台 (APIs)；
网络管理；
安全；
通用移动性；
网络控制体系及协议；
业务能力和业务体系结构；
NGN中业务和网间的互操作性
编号、命名和编址；
3.构建IPv6网络
运营商建立NGI网络包括两方面的内容：在网络的核心层部署IPv6，即建立IPv6核心网；在网络的边缘的接入网部分部署IPv6。首先讨论前者，由于IPv6协议在原理上和IPv4基本相同，都是基于目的IP地址进行数据包转发，因此在网络结构和层次上与IPv4网络上无本质区别，可以借鉴原IPv4网络的许多设计理念和方法来设计NGI网络。运营商一般已有IPv4网络，如果打算基于现有的IPv4网络来构建NGI网络，实现从IPv4网络向IPv6网络的演进和过渡，就需要考虑各种因素。目前IPv6业界期望一种“平滑”的演进机制，但研究和实践表明，从现有IPv4网络向NGI网络演进不可能是绝对的“平滑”，而将是一个长期的、复杂的过程。在实施演进与过渡时必须遵循相应的原则，如业务驱动，新业务的开展必须能为运营商带来实际利润；不能对原有的IPv4网络结构、性能和运行产生较大的影响和冲击，方案必须是易于理解和实现的、易于管理，不能太复杂等等。
当前运营商网络发展的趋势之一，就是要在统一的网络平台上提供多种业务。现在多数的运营商均建设有MPLS网络，但在MPLS网络上实际提供的业务种类还不够丰富。利用MPLS技术来部署IPv6是很有现实意义的，可通过L2/L3MPLSVPN的方式来将IPv6引入到IPv4的网络世界中来。在初期阶段，当IPv6的节点较少时，运营商可以利用MPLS的二层VPN方案，首先在CE端路由器上启动双栈协议，然后利用MPLS的二层VPN功能承载IPv6网络，此时只要求PE路由器支持MPLS 2层VPN功能，而不要求PE支持IPv6功能，可以较容易地在现有的IPv4 MPLS网络上透明地承载IPv6数据，组建IPv6网络，同时不影响现有MPLS网络上IPv4业务的开展。以后随着IPv6的需求量增大，运营商可以部署6PE方案，使PE路由器支持IPv6协议，6PE路由器间使用MP-iBGP来交换可达性信息，并与域内其它P和PE路由器使用相同的IPv4路由协议。这种方法对PE设备提出了一定的要求，但对于P路由器无特殊要求。以上两种基于MPLS的过渡机制都比较成熟，运营商可以根据实际情况采用。
在接入网上部署IPv6协议的前提是不能增加用户的成本，并且使用不同的协议对用户是透明的。由于IPv6协议与底层传送方式独立，因此目前的ADSL、LAN和WLAN等各种方式均支持IPv6数据包的传送，但要求城域网接入层的三层设备，如BRAS设备和边缘路由器，必须支持IPv6。目前部分BRAS设备开始支持IPv4/IPv6双协议栈，且现网上的部分设备也可通过升级支持IPv6协议。对于企业网络，要求其出口的CPE路由器必须支持IPv6协议。对于个人用户，有两种接入方式，一是CPE设备为三层路由器的路由方式，另外一种是CPE设备为二层设备的桥接方式。在为用户提供IPv6接入服务时，可以先在部分地区试点，等时机成熟后，再大范围提供服务。除为用户提供IPv6接入服务外，还需为用户继续提供IPv4服务，保持对传统数据业务的继承。在认证方式上，对于拨号用户采用PPPoE+Radius认证，在我国以给用户分配/64大小的IPv6前缀地址为宜，家庭网络内部的终端可以通过邻居发现协议实现单机地址的无状态自动配置。
在接入网部署IPv6的上述方式要求用户侧CPE设备和BRAS（或边缘路由器）同时支持双协议栈，本质上是接入网上的双栈方案。在某些情况下，由于运营商的IPv6网络规模较小，还不能覆盖到网络的边缘，边缘的BRAS和路由器设备只支持IPv4协议，此时就不能直接采用双栈方案。在这种情况下，为了将用户接入到IPv6网络中来，也可使用隧道方式，即在运营商的IPv6POP点和用户网络之间建立一条承载在IPv4网络上的隧道。隧道可以是手工配置的，也可以是自动生成的。自动隧道方式不需要在隧道两端的设备中手工配置生成隧道的命令，比较方便。
成熟有特色的业务是IPv6能否成功的关键，也是目前IPv6网络遇到的最大的挑战。目前在这个问题上大家争议较大，有些争议甚至决定着IPv6能否生存，一些专家认为，IPv6能支持的业务，IPv4也可同样支持，而目前IPv6也没有推出什么杀手级的应用；另一方专家则认为，尽管某些应用在IPv4也能得到支持，但始终会存在穿越防火墙、穿越NAT、地址不足等问题，这些问题在现有IPv4网络始终没有得到解决，不如早点采用IPv6协议。现在厂商陆续开发了一些基于IPv6的多媒体产品，但基本处于试验和演示阶段，成熟的电信级IPv6业务产品比较缺乏，这为运营商提供NGI业务造成了障碍。从NGI产业链的角度来说，目前设备制造上已开发了IPv6网络设备，运营商也正在建立相应的电信级NGI网络，下一步是需要业务开发商和运营商合作及时开发出成熟的业务产品。NGI网络的业务最终应该是具有多样性，除最基本的接入型业务外，还包括有特色的远程监控、视频通信、移动业务或定位业务。在初期，NGI网络提供的业务的种类不必太多，可以先从最基本的视频通信开始，为用户提供基于IPv6协议的个人视频通信，先利用业务吸引用户认识NGI网络，使用NGI网络，保证NGI网络为用户创造实在的价值。由于IPv6定位于端到端应用，因此会产生一些新的课题，包括：业务管理、服务质量、用户认证等问题，这些问题大多数将会和以前的IPv4业务有较大变化，目前在这些方面缺乏完整的解决方案，还需要进一步的研究和探索。
4.IPQOS的研究
为多种业务提供严格的QoS保证是下一代网络的一个关键性要求，ITU-T的E.800对QoS的定义是决定用户对业务满意程度的业务性能的综合效果。进一步说，QoS包括两层含义：业务性能和业务差别。体现业务性能的关键参数有带宽、时延、抖动和丢包率，对业务性能的保证应该是端到端的、连续的、可预测的、大于或等于预定值的。业务差别意味着为不同的业务应用提供不同的性能保证，对于一些紧急的或关键性业务，即使在高负载的情况下，也要保证其QoS不受影响，尤其是对于语音业务，IP网络要能够提供与传统的PSTN相当的电信级QoS。具体地说，一个端到端的QoS架构应该独立于不同的接入技术，支持多管理域，支持多种业务（如实时性多媒体业务或VPN），支持有线、无线网络和各种有线、无线技术的融合，支持基于测量的前摄机制（如准入控制）和反应机制（如拥塞控制）。考虑到可操作性和可管理性，还要支持基于差别业务概念的增值商业模式，支持基于使用的计费和记账，网络要稳定、安全，达到高的可靠性。
可见，在端到端的QoS框架中，核心问题就是在多接入技术和多管理域的网络环境中如何使有限的网络资源最优化以支持不同业务的不同的QoS要求。因此，网络必须在资源分配和业务传递上足够灵活和职能，而不能像消极的、需要端用户来适应的传统的尽力而为的Internet那样。
目前国际上对实现QOS的模型有多种建议,也成为业界关注的焦点,但从运营商的角度出发,希望下一代网络是能够提供多种多媒体业务的网络,是能够保证服务质量的，但其网络成本和复杂性应该是合理的,追求技术完美是不现实的。我们应积极研究并关注国际IPQOS的进展。
5.基于软交换的技术
基于软交换技术的应用由于其灵活的业务能力在市场上显示了其相应的优势，软交换技术经过几年的探讨和试验已经开始应用。虽然面临商用还存在着一些问题，还有一些不同的认识，但在实践中已经在不断完善。在标准方面，中国标准协会网络与交换技术工作委员会做了大量的工作，已经完成了数十项软交换协议、相关网络设备规范和测试规范；在技术试验方面，中国电信已经做了详尽的测试，仅软交换设备测试项目达2600余项；在业务试验方面中国电信已经积极开展试验，并使用软交换技术在北方和广东地区积极开展了业务的探索。作为一种基于IP承载网络的交换新技术已经在市场的应用方面开始引人注目。引入软交换技术组建的网络在技术上具有一定的先进性，可以提供更丰富、灵活、个性化的业务，基于软交换网络实现的广域Centrex具有和传统Centrex一样的业务性能，包括呼叫前转、呼叫代答、小号拨叫和三方通话等等。但基于软交换的广域Centrex与普通PSTNCentrex组相比，在跨越不同地域灵活组网方面具有明显优势。比较适合新兴运营商的业务开展。利用新技术的目的主要是提升网络业务提供能力。
基于软交换业务的典型应用有话吧业务，即IP公话终端通过IAD接入话吧内部局域网，话吧LAN与IP核心承载网之间可采用光纤/无线进行传输。话吧设有本地计费坐席（PC机），进行本地公话营业、计费和管理。相对于传统PSTN公话话吧，IP公话话吧的投资较少，易于收回成本，在软交换建设初期难以打开局面的情况下，不失为切入市场的一种有效形式。
IPCentrex业务也是较有优势的业务，其目标客户群是企业、集团客户，还可以用基于IPCentrex来开通内部专网、亲情电话等业务。
软交换网络不但可提供程控交换网所提供的业务，而且能够提供丰富、独特、新颖、实用的新业务，应认真分析用户需求，积极研究软交换业务定位和市场策略。进一步完善软交换网络的支撑和管理体系。
6.结语
NGN是人们对未来网络技术的美好憧憬，完美的理想主义距现实的距离要靠不懈的努力才能缩短，应脚踏实地地将NGN的理念加以分析，落实在具体的技术领域中，对于市场需要的技术和业务领域分步骤的进行标准化和实施，真正推进NGN的工作。
赵慧玲，女，现任中国电信集团北京研究院副院长，教授级高工，北京邮电大学客座教授、博士生导师，主要从事于宽带网络和下一代网络的技术研究以及通信网络发展战略研究，主持了我国网络标准的研究和制定工作；任中国通信学会信息通信网络技术专业委员会副主任委员；中国通信学会北京通信学会常务理事；国家863计划通信主题专家组成员；中国通信标准协会网络与交换技术工作委员会主席；曾任信息产业部电信传输研究所副所长；国家IP与多媒体标准研究组副主席、863中国高速信息示范网总体技术组副组长；曾任两届全国青联委员；获国家政府津贴，被国家人事部授予中青年有突出贡献专家称号；发表文章近百篇，出版技术专著11部；获国家攻关项目一等奖一项，国家科技进步二等奖一项，部级科技进步二等奖两项，三等项六项。
解冲锋，毕业于清华大学，博士，中国电信集团北京研究院技术部高级技术主管，主要从事IP网络和IPV6技术的研究工作。
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