国内外NGN发展动向
杨然
2003/03/17
摘要：业界对下一代网络（NGN ）的概念持有不同的观点。根据国际上有关NGN的研究与行为，NGN包含以智能光网为核心的下一代光网络，以MPLS和IPv6为重点的下一代IP网络以及采用3G，4G的下一代无线通信网络等。在众多的NGN计划中，欧盟的NGN行动计划较为突出。首先对其使命、研究内容等进行了整体的介绍。在介绍了中国有关NGN的研究后，就NGN的网络功能结构如何设定以及美国有关建设下一代电话网的举措进行了阐述。最后对中国NGN的发展提出殷切。
NGN是“下一代网络（Next Generation Network）”或“新一代网络（New Generation Network）”的缩写。NGN究竟指什么，不同的人肯定会有不同的看法。在中国，人们往往把NGN与软交换联系在一起，甚至把它们等同起来。但是，从国际上有关NGN的研究与行动上来看，NGN包含的内容非常广泛，例如：以智能光网为核心的下一代光网络；以MPLS，IPv6为重点的下一代IP网络；采用3G,4G的下一代无线通信网络等。本文将重点介绍欧洲与中国的NGN行动计划，探讨NGN的网络功能结构和未来发展趋势。
一、国外的NGN行动计划
到目前为止，没有一个标准化组织或权威机构提出对NGN的严格定义。因为NGN好比一个新生儿，虽然我们知道它一定会成长起来，但我们并不清楚最终它会长成什么样，而且在它的成长过程中必然会遇到这样或那样的问题，有些意料得到，有些则不然。所以实际上无法对NGN作出严格的定义。在国外，NGN并不是一个新的专用词汇，一般泛指采用了比目前网络更为先进的技术或能够提供更先进业务的网络。1996年，美国政府与大学分别牵头提出下一代Internet行动计划（NGI）和Internet2。与此同时，国际上还有很多个政府部门、行业团体、标准化组织等机构机构和参与的NGN行动计划，如IETF的下一代IP、3GP与UMTS论坛的下一代移动通信、加拿大的CANET3、欧盟的NGN行动计划等。这些NGN计划与行动几乎与软交换没有什么关系，它们有的是专门研究本领域的网络技术发展（例如IETF的“下一代IP”研究的是如何从IPv4向IPv6过渡），有的则是包容了多种网络技术与应用的综合研究项目。从1997年起，美国每年举行两次大型NGN会议，探讨网络下一步该如何发展。
在众多的NGN计划中，欧盟的NGN行动计划是一个内容广泛、技术全面的大型项目。欧盟2001年1月1日启动了为期两年的NGN项目，其使命是：创建一个网络基础设施，为NGN所有要讨论的课题提供开发的研究环境，以促使分散于各相关国际标准机构、论坛和其它组织的已有成果达成一致意见，期望通过NGN行动计划推动欧洲信息技术的发展。
此项目欧盟组织于出资赞助，来自其成员国的数十个业务提供商、设备制造商、研究机构踊跃参与。NGN行动计划分为7个工作组，工作组1～7分别侧重以下领域的研究：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、IPv6、光网。接入网、有线与无线的融合、内容与网络的管理、业务、卫星、移动通信以及互操作性等。其中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、管制政策等内容。例如QoS的研究，不仅仅是研究从网络技术上如何实现对QoS的支持，还包括各种应用对QoS的需求，以及IPv6中的QoS等。
在经过了一年的研究以后，欧盟认为NGN应该是比今天更好的网络，它将是具有更高速率，支持更多的业务，以更综合的方式支持多种业务，支持多种水平的QoS，运行/维护/管理更简单、经济。欧盟还对NGN的网络技术与业务达成了以下结论性意见：
将有多种多样的接入和核心网络服务于社会；
由于网络技术的多样性，互通和互操作将成为今后的主要问题；
NGN（IPv6，3G和WDM）将广泛用来提供宽带、高质量、安全的业务；
新的通信软件将驱动个性化增值业务的发展；
标准将在NGN中起到重要的作用。
从上述欧盟的NGN行动计划中可以看出，NGN是一个范围很广的概念，它所讨论的内容是与未来网络相关的方方面面的事情，不止是Internet、移动、IPv6、光或业务，而是所有这些的总和。
国外也有一些专门生产下一代话音设备的公司提出针对话音网的下一代组网技术，例如Telcordia（原Bellcore）提出的基于软交换的NGN方案。但从媒体的报道和业界的认知程度来看，软交换并不是NGN的主流观点与技术。
二、中国有关NGN的研究
中国在20世纪90年代末就已经开始了下一代网络发展战略的研究，例如信息产业部电信研究院承担的“新时期电信网发展战略的总体思路”课题，在当时的情况下为我国电信网的发展提出了很好的建议。随着技术与业务的发展，NGN的内容也在不断地发展与完善。
1999年中国国家自然科学基金委员会设立专项基金创建了国内第一个“中国高速互联研究试验网络”，连接了北京六个单位的节点并与中国教育科研网和中国科技网相连。该网络技术先进，在有关领域取得了一批重大研究成果，实现了与先进的国际下一代互联网（Internet2）的连通，开发了先进的多媒体实时交互环境系统，为中国各领域科学家参与国际研究提供了基础设施平台，为中国下一代互联网的发展提供了动力。网络中使用了中国自主研制的DWDM光传输技术，容量为200Gbit/s，传输距离为400km。由此还研制建成了中国下一代互联网交换中心。
2002年初，中国高技术研究发展计划（863计划）的通信技术主体组也启动了“新一代信息网络NGN发展战略研究”的课题，此课题将以NGN 为主题，在了解与掌握国内外最新研究和发展动态的基础上，结合中国国情，深入研究和发现网络技术发展过程中包括技术、业务、市场等方面的核心问题，提出切合中国实际、符合世界潮流、具有前瞻性的网络技术发展主导趋势。并将结合国家863计划的实施，凝练出新一代信息网络关键技术及在中国的总体发展战略。
三、NGN的网络功能结构
NGN是融合网络。数据网与电信网曾是两个有着不同特性的网络，它们的融合将带来一系列新的业务，并对网络平台提出新的要求（见图1）。因此，NGN的网络功能结构如何设定是我们要关注的重点。
NGN是由今天的网络演进而成的，基本上可以分为传送层和业务层（见图2）。传送层又被竖切为接入网、城域网和核心网。业务层被横切为边缘和核心两大部分。
传送层的基本功能是在光纤上传送比特率，其主要任务是提供与管理带宽，目标是减少每一比特的成本。传送层采用的技术包括使用DWDM把多个波长放到一根光纤上，并用光交换对这些波长进行连接，还包括把SONET/SDH的低带宽电路打包到波长上，以及使用波长承载千兆以太网。传送层中的接入部分（用户和入网点之间）带宽一般最高到2.5Gbit/s（OC－48），这些接入连接被放入城域网中的大管道中（多个OC－48），然后再进入核心网的更大管道中（如OC－192）。
业务层的基本功能是在由传送层提供的“电路”中把负荷进行“整形”并进行信息的交换，其目标是提升每一个比特的价值。业务层被横切为边缘和核心两大部分，界线是10万分组/s。在业务层，数据分组被单独处理或者作为“流”（与特定用户或应用相关的分组串）来处理，老的技术包括帧中继和ATM，新的技术MPLS有可能成为ATM的替代技术。
欧盟在NGN的划分上，采取了比图2更细化的方法，把网络分为3个区域（用户驻地设备（CPE）、接入、核心）和4个层面（物理、网络层协议、服务、管理），见图3。
下面以接入网为例来分析它应该如何从业务与网络两个方面来适应NGN。接入网可以按物理层划分（如无线、光、铜线），也可以按网络层协议来划分（IP,ATM,SDH,WDM），必须能为下一代网络与应用提供必要的带宽。接入网是否设计得当应该从业务与网络两个方面来衡量。在业务与应用方面包括业务类型（数据、话音、视象）、QoS要求（可靠性、吞吐量、丢失率、延时、抖动）、安全性（加密、认证）、用户情况（住宅、SOHO、企业）以及连接类型（全双工/半双工、对称/不对称、广播/单薄/多播）。在网络技术方面包括接口（例如与传统网的接口）、成本（实施、维护、使用）、弹性与可靠性以及与核心网及用户驻地网（CPN）的互操作。
因此，仅在接入网方面需要研究的内容就包括网络拓扑（物理与逻辑上的）、固定接入网（传统电信、以太网、xDSL、CATV、电力线）、无线接入网（802.11a/b、蓝牙、固定无线、卫星、移动）、光（DWDM、光以太网、SONET、PON、FTTH、FTTC）、影响接入网选择的因素（业务与QoS需求）、网络需求（传统网络、接口、互操作、网管）、与接入网相关的标准及管制问题（如非绑定、频谱）、接入网演进的主要驱动力（向光网的融合、向基于IP的核心网的融合、无线通信影响）与未来可能演进的方向等。
四、下一代电话网
是否有下一代电话网？可以说，采用软交换的分组化（即IP化）电话网就是下一代电话网。这一问题以及探讨了若干年，主要围绕一旦软交换等分组技术广泛采用，可靠性和QoS是否可以得到保障以及能否采用分层的结构构筑网络两方面。软交换虽然被一些设备厂商称作下一代电话网的核心技术，但是，在国外传统电信运营商的电话网中并没有大规模实施软交换。到目前为止，国外只有少量的软交换在真正的商用，主要事用在4号机（长途交换机）和Internet卸载（offload）上。
美国有几家运营商对软交换比较积极，如Global Crossing，Qwest等在传统中继中采用软交换，Sprint则是唯一宣布要采用软交换把本地交换网全部分组化的运营商。
Sprint是一个既经营长途业务，又在某些地区经营小范围本地电话业务的运营商。与其他的本地运营商相比，Sprint的电话网从电路交换向分组化的转移要容易一些。因为Sprint网络在本地部分相对扁平，只有7个汇接交换机。作为分组化升级的第一步，Sprint以及在与北电信网络签署了11亿美元的合同，首先将其本地网中的5ESS交换机转换为分组交换机。但是，北电信网络为Sprint提供的Succession软交换机和媒体网关进行组网，并在新的网络上融合话音、DSL和专线网。Sprint新闻藉此可以节省资金和简化网络。当分组化全部完成 之后，Sprint的本地网将从350个减少到100个，更重要的是，Sprint可以提供会议电视会议电视等新业务，并且把DSL业务扩展到其90％的用户。对于Verizon和SBC等大型的本地传统运营商来说，将来是否汇在本地采用软交换目前还不是很明朗。
可以看到，国际上NGN是一个涵盖了诸多内容的理念，绝非仅仅与软交换有关。可喜的是在我国的NGN讨论中，也已经开始把思路拓宽，特别是在新一期的863项目中，不仅包括了NGN的网络总体架构、网络融合，而且还包括了典型应用和业务提供方式的研究。笔者期待中国的NGN能一路走好，创出自己的路子来。
中国通信网(www.c114.net)—摘自 《现代电信科技》
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