NGN標準的研究和制定

2019-11-03 19:23:43

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供稿：網友

雷毅雷遠揚

　　摘要下一代網絡的概念已經提出多年，業界有諸多不同的理解和解釋。為了加快NGN的研究和標準制定工作的進程，ITU在2004年年初召開關于NGN的會議上，給出了NGN的定義并推出了12個標準建議草案。本文對NGN的定義和部分標準建議進行介紹。

　　關鍵詞下一代網絡技術標準框架體系功能結構

　　下一代網絡（NGN）的概念已經提出多年，但在業界有諸多不同的理解和解釋。什么是下一代網絡，如何組建下一代網絡，它是通信運營商和設備制造商的戰略性課題。為此，業界的專家和學者進行了很長時間的激烈討論，對其支持的業務、功能架構等進行了諸多的
研究和試驗。這些工作對于給出NGN確切的定義和有關標準的制定奠定了堅實的基礎。

　　為了加快NGN的研究和標準制定工作的進程，ITU-T SG13（NGN課題組）繼2003年9月會議之后，于2004年1、2月間又召開了NGN課題報告人聯合會議和研究組全體會議。會議經過與會人員的激烈辯論并達成共識，給出了NGN的確切定義。會議還推出了12個NGN標準建議草案，旨在對NGN的研究方向、框架體系、互聯互通、服務質量、移動性管理、可管理的ip網絡和NGN的演進方式等提出總體要求，為世界各國的通信運營商和設備制造商提出網絡發展與產品研究開發的思路及依據。

　　本文對NGN的定義和部分標準建議進行介紹。

　　1 NGN的定義與特征

ITU-T給出NGN的定義是：NGN是基于分組的網絡，能夠提供電信業務；利用多種寬帶能力和QoS保證的傳送技術；其業務功能與其傳送技術相獨立。此外，NGN可以使用戶自由接入到不同的業務提供商，并支持通用移動性。

　　NGN的基本特征是：分組傳送；控制功能從承載、呼叫/會話、應用/業務中分離；業務的提供與網絡分離，提供開放接口；利用各基本的業務組成模塊，提供廣泛的業務和應用；具有端到端QoS和透明的傳輸能力；通過開發接口與傳統網絡互通；具有通用移動性；允許用戶自由地接入不同業務提供商，支持多樣標本體系，并能將其解析為IP地址以用于IP網絡路由；同一業務具有統一的業務特性；實現固定與移動業務的融合；業務功能獨立于底層傳送技術，適應所有管理要求，保證應急、安全和私密性等要求。

　　2 NGN的業務功能要求和框架建議

　　ITU-T Y.NGN-FRA建議給出了NGN業務功能框架模型。業務與網絡分離是NGN的一個最重要的特點，如果相應地把NGN的功能垂直地劃分到兩個獨立的層面上——業務層和傳送層，在這兩個層面上，每種功能就都可以分別映射到用戶平面、控制平面和管理平面上。

　　NGN的業務體系要求達到的目標是：實現分布式控制，適應IP網絡分布處理的結構特點，消除依賴于單一的信令結構缺陷，支持分布計算位置的透明性；實現開放式控制，可以將網絡接口開放，支持第三方控制的業務創建、業務更新和業務邏輯；業務提供和網絡運營分離，基于上述分布式控制和開放式控制機制，推出獨立于網絡運營商的業務提供商，促使NGN業務提供競爭格局的形成，以利于豐富多樣的增值業務的快速捉供；支持網絡業務的融合，特別需要具有靈活而方便地生成話音/數據融合業務的能力，以充分體現下一代網絡的技術潛力和市場價值；具有完善的安全保護，這是開放式體系的基本要求，在開放網絡控制接口的同時，必須確保業務提供者的可信任性，保護網絡基礎設施的安全運行。

　　業務層包括一系列控制、管理網絡業務和端用戶的功能。業務層中控制平面的功能實體包括接入控制功能實體、定位服務功能實體、與分組網絡互操作的控制功能實體、與PSTN／ISDN互操作的控制功能實體、媒體資源控制功能實體。

　　管理平面的功能實體包括代理功能實體、網元管理功能實體、網絡管理功能實體和業務管理功能實體。傳送層的管理平面包括代理功能實體、網元管理功能實體、網絡管理功能實體。傳送層功能用于兩個物理接點之間數據信息的傳送，包括一系列控制和管理網絡資源的功能，提供用戶之間、兩個業務平臺之間或用戶與業務平臺之間的連接。

　　3 服務質量保證體系

　　QoS是下一代網絡極為關鍵內容之一，ITU-T SG13在QoS上主要圍繞3個建議草案開展工作。這3個建議分別是Y.qosar、Y.123.qos和Y.e2e.qos。

　　Y.qosar建議草案提供了在分組網絡中支持QoS的建議框架。這個框架結構是由一組QoS構建模塊組成的。這些模塊跨越了3個邏輯平面，即控制平面、數據平面和管理平面。它們組織起來可以達到控制網絡性能的目的，最終借助這些模塊的組合應用可以幫助電信運
營商提供綜合的業務性能，從而確定出針對某種業務的客戶滿意度。

　　Y.123.qos建議草案給出了基于以太網的IP接入網絡的QoS架構。它規定了一個分層的參考模型，并給出了協議需求及實施方法。在Y.123.qos中針對此架構所涉及的拓撲與資源狀態收集需求和信令描述也進行了規定。

　　Y.e2e.qos建議草案給出了從IP網絡演進成為NGN的一種端到端QoS架構。尤其是在核心網絡中，MPLS作為了種關鍵技術應得以支持，從而方便地提供VPN、流量工程和QoS路由。ITU-T建議下一步在以下幾方面開展工作，進一步增強計費靈活性和商業應用模式的研究；進一步研究業務控制層與承載層之間的接口與控制信息的交互；進一步加強域間QoS控制的研究；進一步包括無連接業務的情況，增大協議的適用范圍；進一步增加對移動性的支持。

　　4 移動性管理

　　下一代網絡的目標是實現固網與移動網的融合。為此，移動性管理是下一代網絡的重要內容。ITU-T在最近召開的NGN會議上，細化了NGN移動性管理的總體要求和體系架構。

　　移動性是指對于用戶或終端位置的改變而持續接入服務、繼續通信的能力。移動性一般可劃分為兩種，一種是游牧移動性，另一種是無縫移動性。游牧移動性是指用戶或終端在移動時能改變其：網絡接入點，但正在進行的會話或通信會中斷，要會話須重新進行啟動；無縫移動性是指用戶或終端移動時，可以隨時改變其網絡接入點，而不中斷正在進行的會話或通信。不論是游牧移動還是無縫移動都要求在核心網，提供相應的功能來支持移動性。這些功能的實現需要對用戶進行鑒別、授權、位置更新、用戶信息的下載等，對于這些問題的處理我們稱之為移動性管理。

　　為用戶或終端提供移動性管理，以保證不同網絡間的漫游和服務是NGN的緊迫任務之一。從用戶的觀點來看，用戶可標示為移動用戶或固定用戶，但不論是移動用戶還是固定用戶應該能夠從任何網絡接入點接入網絡，包括使用任何接入技術進行用戶的網間漫游，并且
對用戶的有效性和可靠性應該為網絡的功能所支持。

　　依據NGN網絡拓撲，NGN中的移動性管理可分為網間，移動性管理、網內移動性管理和接入網移動性管理。網間移動性管理主要是解決不同NGN間NNI的移動性管理問題；網內移動性管理主要是解決同一NGN內的NNI移動性管理問題；接入網移動性管理主要是解決接入網內的移動性管理問題。由于解決問題的著重點不同，這3種對移動性管理的要求也不同。接入網內移動性管理，由于其是相同的接入技術和同一個運營商而相對簡單。網內移動性管理也同樣如此。而網間移動性管理由于涉及不同的接入技術和不同的運營者而相對復雜。

　　5 可管理的IP網絡框架

　　可管理也是NGN的重要內容之一。ITU-T最近提出了可管理的IP網絡框架建議（MAN-NGN）。它的概念是基于SLA的可管理的IP網絡，SLA是業務提供者與用戶之間的業務協定，它明確了用戶的要求和業務提供者的承諾，規定了提供的服務質量標準和業務提供者必須完成的性能指標。

　　SLA定義的網絡能力都可以向用戶提供，它是基于請求或訂購的方式來實現。用戶可以為每種應用指定具體的性能要求，如帶寬、傳遞時延、丟失率等。當然，用戶也可以不要SLA，那就是享受沒有服務質量保證的盡力而為服務。在IP網絡中應用SLA可以確保提供給用戶的網絡性能和可用性。通過與用戶的協商，網絡運營商應該能夠控制和管理IP網絡資源，根據不同的應用類型和設備類型提供與所協商的SLA相一致的端到端連接服務。

　　MAN-NGN業務是從用戶的角度來定義的，這與現存網絡的業務概念是大不相同的。網絡與業務提供的功能是相分離的，網絡提供者負責網絡資源的調度和網絡控制并提供給用戶一定的網絡能力，用戶可以在網絡提供者的幫助下開發自己的業務。

　　MAN-NGN業務可以定義為允許用戶選擇端用戶，包括人、終端設備和應用；允許用戶利用網絡提供者提供的相關網絡資源配置自己的網絡業務和網絡結構；允許用戶通過與網絡提供者協商關于QoS和包括安全能力在內的網絡性能的SLA來為自己的網絡選擇一些控制和管理功能。

　　MAN-NGN的業務要求可以分為應用級性能和網絡級性能要求，應用級性能要求，即端用戶業務要求，包括可用性、響應時間、業務阻塞概率、業務優先級和QoS/CoS；網絡級性能要求，即網絡提供者業務要求，包括包差錯率和包丟失率、雙向時延/單徑時延與時延
抖動、可用性（系統正常運行時間、平均故障時間、平均修復時間）、峰值帶寬、有效帶寬和最低帶寬、移動接入時本地認證的雙向時延、接入阻塞概率和業務概率、流量監測和統計等。

　　6 現有網絡向NGN的演進

　　現有網絡只能向下一代網絡逐步演進，不可能變革到下一代網絡。ITU-T的Y.MIG建議草案，描述了從現有網絡演進到NGN的指導方針。但目前研究的內容主要集中于PSTN網絡到NGN的演進。

　　Y.MIG建議草案確定了演進的基本原則，并從傳送、控制業務和管理等多方面定義了PSTN到NGN的演進方式。對于傳送方面，該建議從接入和核心兩方面進行了細化。建議明確了接入部分要具有支持PBX、V5和遠端接入模塊等多種能力，其核心部分可以根據情況采用TDM、ATM和IP等多種技術方案；關于控制方面給出了關于連接控制、驗證和信令的一些必要考慮；對于業務方面也提出了基本的分離原則和實施步驟建議。

　　7 結束語

　　我國著名的通信設備制造企業，如大唐電信、烽火科技、華為、中興等積極參與國際標準的研究和制定，并取得了顯著的成績。到目前為止，我國已有5項提案獲得ITU-T的通過，成為國際技術標準。其中大唐電信制定的TD-SCDMA第三代移動通信系統技術標準、烽火科技制定的ITU-X.85（IP over SDH using LAPS）、ITU-X.86（Ethernet over SDH）和ITU-X.87城域網多業務環（MSR）都是下一代網絡技術標準的基礎工作。

　　在2004年1、2月ITU召開的NGN課題報告人聯合會議和研究組全會上，我國代表團共向ITU提交了17篇文稿。其中NGN業務要求、NGN-QoS要求、NGN功能框架、NGN網絡演進、NGN接入管理要求、NGN尋址與編址要求和NGN互通要求等文稿通過會議的認真討論而被ITU所接受。

　　總之，下一代網絡是發展中的事物，有關NGN標準的研究和試驗正在緊鑼密鼓地進行。通信產業屬于高新技術產業，高新技術產業的特點是技術標準先行，產品隨之。隨著NGN標準的加快進行，下一代網絡建設的進程也將會加快。

　　雷毅中國聯通山西分公司

　　雷遠揚山西省通信公司晉中市分公司

摘自中國電信

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