關(guān)于新一代網(wǎng)絡(luò )NGN關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的探討

中國聯(lián)通 李曉明　2002/04/16

　　摘要：本文對NGN的若干問(wèn)題進(jìn)行了研究：描述了NGN的功能性能要求，提出了NGN的地域模型和功能模型；把當前一些熱點(diǎn)技術(shù)放到NGN的網(wǎng)絡(luò )體系中進(jìn)行研究，重點(diǎn)指出這些技術(shù)在NGN中應用存在的不足及努力的方向；提出了一些新的問(wèn)題和可能的解決方法。

　　關(guān)鍵詞：NGN QoS 編址 MPLS

一、前言

　　近來(lái)網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商、設備制造商和ITU、IETF以及眾多披術(shù)論壇都在關(guān)注NGN（新一代網(wǎng)絡(luò )），紛紛提出各自對NGN的設想，從不同角度描繪NGN。總結起來(lái)為大多數人接受的觀(guān)點(diǎn)是：采用OTN（光傳輸網(wǎng)）或光網(wǎng)絡(luò )解決傳輸和大帶寬交換問(wèn)題，采用IP技術(shù)承載各種業(yè)務(wù)實(shí)現三網(wǎng)（電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和CATV網(wǎng)）的融合，采用MPLS（多協(xié)議標記交換）實(shí)現IP層和鏈路層（ATM／FR、PPP、以太網(wǎng)，或SDH、光波）的結合，采用軟交換技術(shù)實(shí)現端到端業(yè)務(wù)的交換，作者認為NGN所依靠的是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )體系的進(jìn)步，它要滿(mǎn)足現代社會(huì )對信息交流的各種需求。因此個(gè)別地討論一個(gè)個(gè)的技術(shù)往往只見(jiàn)樹(shù)木不見(jiàn)林，難以把全局的問(wèn)題反映出來(lái)。本文試圖宏觀(guān)地、全景式地研究一下NGN。同時(shí)給出網(wǎng)絡(luò )的地域模型和功能模型，目的便于討論問(wèn)題，在規劃、研制NGN網(wǎng)絡(luò )和設備時(shí)有一個(gè)較為全面的視角。

　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，如果某種業(yè)務(wù)已經(jīng)在現有網(wǎng)絡(luò )上實(shí)現，在NGN上提供的這種通信業(yè)務(wù)的功能性能只能優(yōu)于而不能低于現有網(wǎng)絡(luò )上這種業(yè)務(wù)的功能性能；NGN應能提供人們感覺(jué)自然舒服的寬帶多媒體新業(yè)務(wù)；NGN應能滿(mǎn)足人與機器、機器與機器之間不同通信業(yè)務(wù)屬性對通信的要求。

　　NGN的網(wǎng)絡(luò )模型分為地域模型和功能模型，地域模型是按地理區域表示的網(wǎng)絡(luò )模型，而功能模型是按網(wǎng)絡(luò )功能表示的網(wǎng)絡(luò )模型。在地域模型中，把NGN分為骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)和用戶(hù)駐地網(wǎng)的4級模型。骨干網(wǎng)是連接城市與城市的網(wǎng)絡(luò )，城域網(wǎng)是連接城市范圍內的若干POP（業(yè)務(wù)匯接點(diǎn)）的網(wǎng)絡(luò )，接入網(wǎng)解決最后一公里（從POP到大樓、小區、校園等）的接入，而用戶(hù)地網(wǎng)是在大樓、小區、校園內的連接最終用戶(hù)（端）的網(wǎng)絡(luò )。

　　在功能模型中把NGN分為傳輸層、路由交換層和業(yè)務(wù)層3層模型。傳輸層根據路由交換層指定的源和目的進(jìn)行有QoS保證的信息的傳送。路由交換層主要解決兩大問(wèn)題，一是端到端連接的O（N2）問(wèn)題，另一個(gè)是多種信息類(lèi)型通信問(wèn)題。有路由交換，就有編址問(wèn)題，因此組網(wǎng)設備和端設備的編址問(wèn)題是NGN必須理清的重大問(wèn)題。有路由交換，就意味著(zhù)有網(wǎng)絡(luò )資源要被共享，因此如何確保不同業(yè)務(wù)的端到端的質(zhì)量（QoS），有效地管理和使用網(wǎng)絡(luò )資源是NGN必須研究的重大問(wèn)題。業(yè)務(wù)層是要處理各種業(yè)務(wù)的個(gè)性問(wèn)題，提供各種增值業(yè)務(wù)、智能業(yè)務(wù)，為用戶(hù)提供個(gè)性化的服務(wù)。在業(yè)務(wù)層應針對不同業(yè)務(wù)的屬性進(jìn)行適配性處理，引導路由交換層去調度網(wǎng)絡(luò )資源來(lái)滿(mǎn)足業(yè)務(wù)的需求。

二、傳輸

　　光通信技術(shù)的進(jìn)步是網(wǎng)絡(luò )進(jìn)步的最根本動(dòng)力，它不僅僅解決了傳輸帶寬問(wèn)題，還帶來(lái)了路由交換層的巨大變化，為業(yè)務(wù)層開(kāi)創(chuàng )了一個(gè)嶄新的平臺，人們可以在這個(gè)平臺上實(shí)現各種新的業(yè)務(wù)。

　　近年來(lái)光通信技術(shù)的最主要進(jìn)步表現在幾個(gè)方面：

　　·大容量光傳輸系統。商用的單路波長(cháng)SDH傳輸容量已達到10Gb/s乃至40Gb/s，正在開(kāi)發(fā)的單路波長(cháng)SDH傳輸容量將達160Gb/s、甚至320 Gb/s。密集波分復用（DWDM）在一對光纖上已經(jīng)商用的傳輸、容量已達1.6Tb/s（160×10Gb/s），實(shí)驗室開(kāi)發(fā)的DWDM傳輸容量達到7.04Tb/s（176×40Gb／s）。電再生距離達到400～600km。長(cháng)途干線(xiàn)光纜芯數達到288芯／纜，接入網(wǎng)光纜芯數達到864芯／纜。

　　·光網(wǎng)絡(luò )。光網(wǎng)絡(luò )是光傳輸資源從人工配置走向自動(dòng)、智能配置的必然趨勢。最主要的光器件包括波長(cháng)控制器、動(dòng)態(tài)增益平衡器、波長(cháng)轉換器、光交叉連接器等。其中光交叉連接器達到256×256，最新的記錄達到1152×1152，有光器件構成的光交換設備，還需要驅動(dòng)這些設備聯(lián)網(wǎng)的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議和控制信令。人們把在數據網(wǎng)中獲得成功的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議和控制信令應用到光網(wǎng)絡(luò )中來(lái)，這就是用OSPF確定最佳路由，由MPLS建立最佳路由。光交換的帶寬顆粒從155Mb/s到2.5Gb/s、10Gb/s乃至40Gb/s。

　　·光城域網(wǎng)。在城域網(wǎng)中光通信的突出進(jìn)步就是經(jīng)濟型的DWDM應用（例如CWDM，粗波分復用器）和光波直驅的多業(yè)務(wù)傳輸設備的出現，如MSTP（多業(yè)務(wù)傳輸平臺）、RPTR（彈性分組傳輸環(huán)）等。

　　·光接入網(wǎng)。由于接入網(wǎng)量大且成本十分敏感，光通信在這一領(lǐng)域顯得力不從心。我們可以對大中型商業(yè)用戶(hù)采用SDH、PON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )）接入，但光纖到桌面、光纖到戶(hù)還是將來(lái)的事。

　　從以上綜述的光通信的進(jìn)步，能夠明確光通信技術(shù)在骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)的傳輸中的完全主導地位。

　　在NGN的傳輸層中，最突出的問(wèn)題就是接入網(wǎng)和用戶(hù)駐地網(wǎng)的傳輸技術(shù)選擇問(wèn)題。影響選擇的因素主要有三個(gè)，第一是建設和運營(yíng)成本，第二是多種業(yè)務(wù)綜合接入，第三是QoS控制。光接入網(wǎng)和光用戶(hù)駐地網(wǎng)，同軸電纜／HFC主要因為第一個(gè)因素難以決斷。雙絞線(xiàn)/xDSL中的VDSL已經(jīng)達到下行13～52Mb/s，上行1.5～2.3Mb/s，只要成本降低到市場(chǎng)能接受的程度，線(xiàn)纜線(xiàn)對間的竄擾問(wèn)題得到解決，它將是NGN未端接入的候選技術(shù)之一，固定無(wú)線(xiàn)接入在較低頻段（例如3.5GHz）可提供的用戶(hù)帶寬不夠，頻率資源也有限，而LMDS既有建設成本過(guò)高的問(wèn)題，又有易受自然環(huán)境影響的弱點(diǎn)。移動(dòng)無(wú)線(xiàn)接入在2.5代還只能提供低速接入，而3G的2MB/s用戶(hù)接入能力可以解決大多數移動(dòng)數據業(yè)務(wù)的接入問(wèn)題，但移動(dòng)無(wú)線(xiàn)接入不適合做大帶寬的始終在線(xiàn)接入。五類(lèi)線(xiàn)/以太網(wǎng)成本較低，但它在多種業(yè)務(wù)綜合接入、QoS控制和安全方面不足，難當重任。

　　針對這些技術(shù)的不足，有關(guān)組織和廠(chǎng)商正在努力試圖取得技術(shù)突破。例如光接入網(wǎng)主要由于光器件成本過(guò)高而不能商用，因此人們正在研制性能既穩定成本又低的適用于接入網(wǎng)的光器件；有的廠(chǎng)商正在研究在以太網(wǎng)幀結構中增加QoS控制字段，在以太網(wǎng)交換機中增加隊列控制機制、網(wǎng)管功能和用戶(hù)信息安全隔離功能來(lái)克服以太網(wǎng)作為NGN接入的不足。光網(wǎng)絡(luò )還只是剛剛開(kāi)始研究的技術(shù)，需要解決一系列的問(wèn)題后才能商用。

三、編址

　　編址是路由交換的基礎，是組網(wǎng)的前提。目前全世界正在使用的編址體制ITU-T的E.164編號體制、IETF的Ipv4編址體制和IEEE的MAC編址體制，同時(shí)IETF正在研究Ipv6編址體制。

　　E.164編號體制是電信網(wǎng)組網(wǎng)用的編址體制。它成功地應用于PSTN、ISDN、移動(dòng)網(wǎng)（GSM、CDMA）、ATM／SVC、FR／SVC網(wǎng)絡(luò )中。它是十進(jìn)制的編號體制，長(cháng)度可變。E.164的號碼分配是一種政府行為，自上而下地進(jìn)行：ITU-T為各國和地區分配國家和地區號碼前綴，各國政府行業(yè)主管部門(mén)為各本地網(wǎng)和各運營(yíng)商分配長(cháng)途編號和網(wǎng)號，最后再由運營(yíng)商為端用戶(hù)分配號碼。這種號碼既是尋址的依據又是端設備的別名，用戶(hù)直接撥叫對方編號就能尋址到對方。現在的IP電話(huà)采用的編址方式仍然是E.164編址方式，只是在通信的一些環(huán)節把E.164號碼作為別名，將其轉換成Ipv4的地址通過(guò)IP網(wǎng)中繼，而在其它環(huán)節依然用E.164尋址。

　　Ipv4是目前運行的因特網(wǎng)的編址體制。它是固定長(cháng)度32位二進(jìn)制編址。Ipv4地址的分配是一種民間組織行為，例如亞太地區的ISP要向APNIC（亞太網(wǎng)絡(luò )信息中心）申請地址，基本上是采用先申請先審批的辦法。由于因特網(wǎng)在各國各地區發(fā)展時(shí)間和規模上有差異，造成現在IP地址資源的分配嚴重不平衡，北美地區占掉大約3/4的IP地址資源，歐洲占掉約14％的IP地址資源，亞太占用不到10％的IP地址資源。今天人們在試圖把電信網(wǎng)、CATV網(wǎng)上的業(yè)務(wù)搬到因特網(wǎng)上來(lái)的過(guò)程中，首先遇到的嚴重問(wèn)題就是IP地址資源根本無(wú)法滿(mǎn)足需求。有人提出采用動(dòng)態(tài)地址分配或者NAT（網(wǎng)絡(luò )地址轉換）方法來(lái)緩解這一問(wèn)題，但這樣做將喪失許多業(yè)務(wù)要求端到端連接及無(wú)縫連接的基本原則。以電話(huà)為例，如果一部分電話(huà)沒(méi)有固定IP地址，其他人要撥叫這部電話(huà)將不知道如何尋址，假如還用E.164作為別名為這部電話(huà)命名，通過(guò)類(lèi)似DNS／DHCP方式為它動(dòng)態(tài)分配IP地址，問(wèn)題是各地IP地址池所要求的公共IP地址數量也是IPv4不能提供的。移動(dòng)電話(huà)更要求每個(gè)手機必須固定配置公共IP地址，否則移動(dòng)性無(wú)法保證。NAT方式不僅解決不了地址緊張的問(wèn)題，還會(huì )成為處理瓶頸，造成業(yè)務(wù)質(zhì)量下降。這就是目前IP電話(huà)無(wú)法在本地網(wǎng)內規模應用的重要原因之一。

　　MAC地址是電子設備的以太網(wǎng)接口卡的鏈路層地址，固定長(cháng)度6字節（48位）二進(jìn)制編址體制。由制造電子設備的企業(yè)向IEEE申請，IEEE采用先申請先審批的方式，向企業(yè)分配表明廠(chǎng)商的前三字節，后三字節由廠(chǎng)商指定。每個(gè)聯(lián)網(wǎng)電子設備的MAC地址是固定占有的。這種編址體制只是簡(jiǎn)單地給設備接口一個(gè)標識，并不考慮地址聚合，參與廣域網(wǎng)組網(wǎng)的功能。

　　正是Ipv4地址的匾乏，促使IETF開(kāi)展了IPv6編址體制的研究。Ipv6是固定長(cháng)度128位二進(jìn)制編址體制。除了地址容量巨大以外，還充分考慮到了各種業(yè)務(wù)的需求，組網(wǎng)的要求。它的最主要的功能和特點(diǎn)有：

　　·分級結構化地址結構，分成了4級，TLA（頂級聚合）分配給骨干網(wǎng)提供商；NLA（次級聚合）分配給下一級網(wǎng)絡(luò )提供商（例如城域網(wǎng)、下一級ISP）；SLA（節點(diǎn)聚合）分配給下一級網(wǎng)絡(luò )內的節點(diǎn)（例如接入網(wǎng)），最后是端用戶(hù)地址。

　　·可保證QoS的流標簽，在地址中就具有QoS的標志。

　　·內置安全功能。

　　·支持多點(diǎn)通信和廣播通信。

　　·支持移動(dòng)性。

　　·支持對信息家電的即插即用，直接把信息家電的MAC地址放到端用戶(hù)地址部分。

　　因此，Ipv6最有可能成為NGN的編址體制，但Ipv6必須解決包容Ipv4和E.164編址的問(wèn)題，這既是技術(shù)問(wèn)題，更是經(jīng)濟問(wèn)題，關(guān)系到Ipv6能否被市場(chǎng)接受。當前研究Ipv6的組織和企業(yè)注意到了包容Ipv4的問(wèn)題，但對包容E.164的問(wèn)題沒(méi)有引起重視。在Ipv6網(wǎng)絡(luò )中要注意解決Ipv4網(wǎng)絡(luò )由于聚合性差，使得BGP路由信息高達十幾萬(wàn)條的弊端。Ipv6網(wǎng)絡(luò )要特別重視解決QoS、移動(dòng)性、安全性。

四、QoS

　　通信服務(wù)質(zhì)量是網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商的永恒主題，是在電信市場(chǎng)開(kāi)放、競爭向更高層次發(fā)展的大環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商立于不敗之地的基本保證。目前的PSTN／LDN對提供端到端的電話(huà)語(yǔ)音業(yè)務(wù)是服務(wù)質(zhì)量有保證的網(wǎng)絡(luò )。它們的特點(diǎn)是：端到端；用戶(hù)自己發(fā)起呼叫，QoS參數是隱含在每次呼叫中的；帶寬端到端并在通信的全過(guò)程中恒定保證，盡管是適合電話(huà)語(yǔ)音的窄帶帶寬；當通信的任何環(huán)節不能保證帶寬，網(wǎng)絡(luò )將拒絕該次呼叫（呼損）；網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商只要控制到了市話(huà)終端局（遠端模塊是市話(huà)終端局的延伸）的用戶(hù)端口，就能控制全程的QoS。

　　我們也看到PSTN／ISDN的弱點(diǎn)：不能提供大帶寬、可變帶寬的業(yè)務(wù)；不適應數據業(yè)務(wù)的流量突發(fā)性；在通信過(guò)程中資源端到端獨占，無(wú)統計復用功能；不能適應多媒體業(yè)務(wù)的通信要求。

　　采用ATM／FR技術(shù)的B-ISDN是一種想克服PSTN／ISDN弱點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )。ATM／FR的端到端連接的不同服務(wù)等級的虛電路（VC）使它成為一種有QoS保證的組網(wǎng)技術(shù)。然而當人們在制定了端到端的呼叫信令并實(shí)現具有這種信令的B-ISDN端設備，也就是ATM／SVC端診備時(shí)，發(fā)現這是一種十分昂貴的設備，而且需要專(zhuān)業(yè)人員安裝配置和維護，因此不能被市場(chǎng)接受。成為ATM到桌面這條路走不下去的主要原因。另外，B-ISDN的編址體制仍然是E.164，這對大量涌現的聯(lián)網(wǎng)設備對地址的需求來(lái)說(shuō)，顯然是一個(gè)力不從心的編址體制。ATM／FR到桌面不行，但它的QoS保證，能夠承載不同屬性的多種業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，是目前各種組網(wǎng)會(huì )術(shù)中最優(yōu)秀的技術(shù)。因此仍然有運營(yíng)商用ATM／FR技術(shù)組建網(wǎng)絡(luò )，提供多業(yè)務(wù)傳輸交換，但主要是在骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和接入網(wǎng)范圍，并且主要采用PVC方式，即由網(wǎng)絡(luò )管理者配置虛電路的方式。

　　近年來(lái)IP網(wǎng)絡(luò )的高速發(fā)展主要得益于IP組網(wǎng)技術(shù)的可擴展性、接入靈活性和業(yè)務(wù)的包容性。但是我們要清醒地看到這是針對盡力而為的服務(wù)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò )。一旦我們要把實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)（如話(huà)音業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)）、廣播業(yè)務(wù)等放到這個(gè)IP網(wǎng)絡(luò )上，問(wèn)題就不這么簡(jiǎn)單了。為了解決IP網(wǎng)絡(luò )的QoS問(wèn)題，業(yè)界提出了各種方法，主要有兩個(gè)方面，一是網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議方面）二是設備（路由器、以太網(wǎng)交換機）的QoS處理方面。在網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議方面最主要的QoS機制是：Diffserve、Interserve（RSVP）和MPLS；在設備的QoS處理機制方面，提出了各種處理方式，如WFQ（加權公平隊列）、CBWFQ（基于類(lèi)的加權公平隊列）、CAR（承諾接入速率）、ACL（訪(fǎng)問(wèn)控制列表）等，以及以太網(wǎng)的802.1p/1q鏈路層QoS控制。

　　網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議的Diffserve是一種粗分類(lèi)，利用IP包頭的TOS字段的3比特，進(jìn)行最多6級分類(lèi)。Interserve（RSVP）是要一個(gè)一個(gè)地探索下一個(gè)路由器能否為某個(gè)流預留資源，只有當這個(gè)流所經(jīng)過(guò)的所有的路由器都能預留資源時(shí)才能實(shí)現相應的QoS控制，顯然這種方式在大網(wǎng)中成功的概率是小的，它不是一種組大網(wǎng)的技術(shù)。MPLS好象是一種眾望所歸的解決QoS問(wèn)題的技術(shù)，但是它存在三大問(wèn)題：

　　（1）如果它的下層（鏈路層）不能對每個(gè)LSP（標記交換通路）提供從MPLS云的入口到出口的網(wǎng)絡(luò )資源，它的QoS保證也實(shí)現不了。

　　（2）MPLS只是在骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)發(fā)揮作用，不是一種端到端的QoS機制。

　　（3）MPLS的LER（標記邊緣路由器）要對每個(gè)業(yè)務(wù)（直至每個(gè)用戶(hù)）根據IP包頭的相關(guān)信息將不同QoS要求的IP數據流劃分成不同的FEC（轉發(fā)等效類(lèi)），并打上相應的標記。這種劃分需要網(wǎng)絡(luò )管理人員做配置，工作量相當大，這對開(kāi)展業(yè)務(wù)和創(chuàng )建新業(yè)務(wù)都是不利的、運行成本太大。

　　以帶寬換服務(wù)質(zhì)量的輕載網(wǎng)絡(luò )策略正在骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)中獲得越來(lái)越多的支持小但輕載是一個(gè)動(dòng)態(tài)的相對的概念，而且是以增大傳輸成本為代價(jià)。作者認為完全沒(méi)有QoS控制的網(wǎng)絡(luò )，依然在QoS保證上沒(méi)有把握。當然在骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)只需要粗分類(lèi)，再結合光通信的大帶寬資源可能是比較好的保證QoS的方式。

　　接入網(wǎng)和用戶(hù)駐地網(wǎng)的Qos保證問(wèn)題也許是最難掌握的，這是因為：

　　·即使到了NGN時(shí)代，接入網(wǎng)技術(shù)和用戶(hù)駐地網(wǎng)技術(shù)的多樣性依然會(huì )存在；

　　·具有QoS保證的接入網(wǎng)和用戶(hù)駐地網(wǎng)設備的安裝配置和維護；都需要專(zhuān)業(yè)人員；

　　·接入網(wǎng)和用戶(hù)駐地網(wǎng)下一定在運營(yíng)商的管理范圍，端到端的QoS保證在管理上是個(gè)挑戰；

　　·接入網(wǎng)和用戶(hù)駐地網(wǎng)是成本最敏感的部分，如果開(kāi)發(fā)具有QoS保證的設備成本昂貴，就會(huì )走到ATM到桌面的失敗的路上去。

　　和電路交換網(wǎng)（PSTN／ISDN）相比，分組交換網(wǎng)更要重視QoS問(wèn)題，因為分組網(wǎng)在通信的各個(gè)環(huán)節幾乎都是共享資源的。NGN要基于分組技術(shù)組網(wǎng)，QoS問(wèn)題必須高度重視。

五、路由交換

　　路由交換層起到承上啟下的作用，對它的基本要求是：

　　·按業(yè)務(wù)層的要求把每個(gè)業(yè)務(wù)信息流從源端引導到目的端；

　　·按每種業(yè)務(wù)屬性的要求調度網(wǎng)絡(luò )資源確保業(yè)務(wù)的功能性能；

　　·實(shí)現多媒體業(yè)務(wù)對通信型態(tài)的特殊要求。

　　路由器實(shí)現了第一個(gè)要求，但對第二個(gè)要求幾乎無(wú)能為力，而對第三個(gè)要求盡管有多播（Muticast）功能，但尚未在大網(wǎng)上實(shí)現。ATM／FR交換比較好地實(shí)現了第一第二個(gè)要求，而對第三個(gè)要求基本上沒(méi)有作為。

　　MPLS的目標就是要把IP路由的靈活性、可擴展性與二層交換良好的QoS保證、流量管理結合起來(lái)。具有QoS保證、流量管理功能的二層交換技術(shù)目前就是ATM／FR技術(shù)。ATM／FR本身就采用標記交換機理（ATM有VPI／VCI，FR有DLCI），MPLS的標記可以容易地映射為ATM／FR的標記，MPLS標記中攜帶的QoS信息可以映射成ATM／FR的不同承載業(yè)務(wù)（ATM的CBR、VBR、ABR、UBR，FR的不同CIR）。PPP和以太網(wǎng)等原本不具有標記信息，必須在其幀結構中加上額外的封裝帶入MPLS標記，同時(shí)路由器和以太網(wǎng)交換機應增加帶QoS功能的標記交換的能力，要實(shí)現這一點(diǎn)將是一件相當困難的事情。MPLS還將應用于光網(wǎng)絡(luò )。

　　MPLS是一種適合骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)的交換技術(shù)。在國家，乃至全球范圍組建NGN時(shí)，必然會(huì )遇到不同運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )互連互通，有兩個(gè)問(wèn)題應特別注意：

　　（1）不同運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )甚至同一運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )的不同環(huán)節其MPLS所基于的下層交換技術(shù)可能不同，可能是ATM/FR、具有標記交換的PPP或以太網(wǎng)、或者是光波交換，這些下層交換技術(shù)的功能性能是不同的，如何有效地組建大網(wǎng)保證端到端的功能性能，需要認真研究。

　　（2）MPLS跨運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )，或者說(shuō)跨AS（自治域）的技術(shù)還不成熟，組建APLS大網(wǎng)的技術(shù)基礎還有待完善。

　　正如第4章已講到，MPLS不是端到端的交換技術(shù)，可以把它看作NNI情令標準。因此接入網(wǎng)和用戶(hù)駐地網(wǎng)的路由交換或者有差別資源共享將是NGN的一大問(wèn)題。

　　業(yè)務(wù)層會(huì )有豐富多彩各種各樣的業(yè)務(wù)，它們對路由交換層將有不同屬性的要求，除了加強路由交換的能力來(lái)適應這種要求外，采用業(yè)務(wù)承載VPN（虛擬專(zhuān)網(wǎng)）也是很好的解決方法。

六、業(yè)務(wù)

　　NGN的業(yè)務(wù)層是對網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商、ISP、ICP、ASP和用戶(hù)完全開(kāi)放的，他們可以在NGN的業(yè)務(wù)層上創(chuàng )建業(yè)務(wù)。由于各種業(yè)務(wù)的特點(diǎn)不同，業(yè)務(wù)屬性不同，在NGN的業(yè)務(wù)層需要解決這些個(gè)性化的問(wèn)題。有兩種解決問(wèn)題的辦法。

　　第一是把業(yè)務(wù)的特點(diǎn)、屬性映射成路由交換層的各種參數：如帶寬、QoS、通信型態(tài)、路由限定、保護、安全等等，當然要把源和目的地址解析確定，交給路由交換層處理，完成業(yè)務(wù)通信。

　　第二對于不能由路由交換層很好支持、覆蓋面廣、處理特殊的業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò )安全性要求高的業(yè)務(wù)，通過(guò)組建業(yè)務(wù)網(wǎng)或者業(yè)務(wù)系統，利用路由交換層的業(yè)務(wù)承載VPN實(shí)現業(yè)務(wù)通信。

　　目前因特網(wǎng)的業(yè)務(wù)可以通過(guò)第一種辦法在NGN中實(shí)現。但高質(zhì)量話(huà)音業(yè)務(wù)、視聽(tīng)多媒體業(yè)務(wù)等還要通過(guò)第二種辦法來(lái)實(shí)現業(yè)務(wù)通信。等到有一天路由交換層能夠很好地支持各種業(yè)務(wù)的不同業(yè)務(wù)屬性，既能承載又能交換各種端到端的業(yè)務(wù)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò )的安全性得到充分保證時(shí)，我們就可以把各種業(yè)務(wù)放心地交給公共的路由交換層，由路由交換層來(lái)滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò )的要求。

　　業(yè)務(wù)網(wǎng)或者業(yè)務(wù)系統是市有端到端業(yè)務(wù)交換和業(yè)務(wù)的特殊處理功能的網(wǎng)絡(luò )。VoIP業(yè)務(wù)網(wǎng)、會(huì )議電視業(yè)務(wù)網(wǎng)就是典型的業(yè)務(wù)網(wǎng)。H.323和軟交換體系是業(yè)務(wù)網(wǎng)的體系結構，是NGN中業(yè)務(wù)層的技術(shù)體系。智能網(wǎng)也是NGN業(yè)務(wù)層的技術(shù)體系。

　　對于H.323和軟交換的關(guān)系，談一些觀(guān)點(diǎn)：

　　·經(jīng)過(guò)不斷修訂升版的H.323，特別是H.323v4版本后，引入了H.248建議，H.323體系已經(jīng)能夠組建大的VoIP網(wǎng)，中國聯(lián)通的VoIP大網(wǎng)就是實(shí)例。

　　·軟交換的組大網(wǎng)的技術(shù)體系還不成熟，尤其是軟交換的信令網(wǎng)還沒(méi)有規范。

　　·作者認為軟交換的最大好處是它的開(kāi)放性，可以在軟交換基礎上，眾多廠(chǎng)商來(lái)開(kāi)發(fā)話(huà)音的各種增值業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)。

　　·軟交換應用于智能型的SIP協(xié)議終端，才能更好地提供個(gè)性化的增值業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)，這種智能型的SIP協(xié)議終端需要大量的地址資源，只有到Ipv6時(shí)代才能滿(mǎn)足。

　　·不論是H.323還是軟交換，目前都沒(méi)有解決好多媒體業(yè)務(wù)交換的問(wèn)題。

　　·不論是H.323還是軟交換都是把呼叫與承載分離的，其前提是假定承載網(wǎng)絡(luò )能夠完全滿(mǎn)足業(yè)務(wù)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量要求，但是這個(gè)前提是否成立，這就是我們提出要構建可管理的承載網(wǎng)的原因。

　　業(yè)務(wù)層是最活躍，最能發(fā)揮創(chuàng )造力，最能直接體現運營(yíng)商競爭力的層面，也是NGN是否被市場(chǎng)接受的關(guān)鍵層面。因此對業(yè)務(wù)網(wǎng)的研究，對新的寬帶多媒體業(yè)務(wù)的研究是運營(yíng)商、設備商以及標準化組織責無(wú)旁貸的任務(wù)。

七、管理

　　即使是NGN時(shí)代，資源也是有限的，服務(wù)也有差別，這是我們考慮問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)，要使NGN有序有效地發(fā)揮作用，管理是十分重要的方面，NGN的管理有兩個(gè)內容：網(wǎng)絡(luò )資源的管理和用戶(hù)的管理。

　　相對于傳統電信網(wǎng)絡(luò )，NGN的網(wǎng)管有以下特點(diǎn)：

　　·由于NGN網(wǎng)絡(luò )資源將大大豐富于現在的電信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )資源，網(wǎng)絡(luò )的功能層次減少，網(wǎng)絡(luò )的智能更強，因此NGN的網(wǎng)絡(luò )資源可以更加粗放地管理。

　　·在NGN中，網(wǎng)絡(luò )的安全管理是特別突出的問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò )資源的共享必然帶來(lái)網(wǎng)絡(luò )安全的脆弱，如何通過(guò)安全的管理彌補這一問(wèn)題是NGN網(wǎng)管的重要課題之一。

　　·作者認為在NGN中端到端的QoS管理是新的管理課題，只把它作為性能管理的一部分是不夠的，它應成為網(wǎng)管的第六大管理功能。

　　·四級網(wǎng)絡(luò )和眾多運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )的協(xié)調管理也是NGN的一個(gè)重大課題。

　　用戶(hù)的管理是NGN中的新問(wèn)題。傳統電信網(wǎng)管理到交換機的用戶(hù)端口就可以對用戶(hù)權限、QoS、用戶(hù)業(yè)務(wù)、計費進(jìn)行管理，這是因為從交換機用戶(hù)端口到用戶(hù)設備都是用戶(hù)獨享的。因特網(wǎng)通過(guò)AAA（授權（認證、計費）對共享資源的用戶(hù)進(jìn)行上網(wǎng)管理，但它在帶寬、QoS、用戶(hù)業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)網(wǎng)功能資源的占用（如使用MCU資源，功能服務(wù)器資源等）、安全等級等等的管理方面還是欠缺的。

　　用戶(hù)的管理要遵循一些原則：

　　·用戶(hù)管理放在網(wǎng)絡(luò )邊緣；

　　·仍然依據資源占用情況決定用戶(hù)付費，這是相當長(cháng)時(shí)間內公平的、符合經(jīng)濟規律的做法；

　　·對各種業(yè)務(wù)要進(jìn)行相應的授權、認證、計費，這將不同于目前只進(jìn)行上網(wǎng)的授權、認證、計費；

　　·QoS、安來(lái)性、通信型態(tài)、特殊功能（如MCU的分屏，編碼轉換，速率適配，功能服務(wù)器資源占用）等將成為用戶(hù)付費的主要依據，距離因素和時(shí)間因素在計費中的作用將減弱；

　　·用戶(hù)始終在線(xiàn)可能是普遍的現象，因而用戶(hù)的自律是維持網(wǎng)絡(luò )健康運行的重要保證，對于不自律的用戶(hù)應有管理措施加以限制。

　　忽視用戶(hù)管理，或者用戶(hù)管理功能不全是不能實(shí)現好的業(yè)務(wù)模式，從而達到好的贏(yíng)利模式的關(guān)鍵因素之一。

八、結束語(yǔ)

　　NGN的網(wǎng)絡(luò )體系還包括如安全、計費、現有網(wǎng)絡(luò )兼容和過(guò)渡等內容，這些內容都是NGN需要研究的課題。另外為了支持NGN，高性能低價(jià)格的集成電路技術(shù)需要有大的突破，信號處理算法和能力也會(huì )影響NGN的網(wǎng)絡(luò )體系，希望本文對網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商、設備制造商和標準化組織有一定的參考價(jià)值，引起人們對NGN若干重大問(wèn)題的深入認識和研究。

中國電信網(wǎng)　2002/04/16