《NGN下一代网络研究报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《NGN下一代网络研究报告（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、通信交换课程项目研究报告题 目(B)： NGN 网络（下一代网络）研究 组 号： 8 任课教师： 朱燕裕 组 长： 12122635 陈 妍 成 员： 12122606 牛鹤澎 成 员： 12122254 帅 源 成 员： 12122326 李 阳 成 员： 12122722 倪凯丽 成 员： 12122216 李轩昂 成 员： 12122349 李 豪 联系方式： 18818218041 二零一五年五月三日NGN 网络研究1. 引言NGN，下一代网络，具有丰富的业务提供能力，可提供语音、数据、多媒体等多种业务或融合业务。主要思想是在一个统一的网络平台上以统一管理的方式提供 多媒体业务，整合现
2、有的市内固定电话、移动电话的基础上 ，增加多媒体数据服务及其他增值型服务。其中话音的交换将采用软交换技术，而平台的主要实现方式为 IP 技术，逐步实现统一通信。利用 NGN 软交换核心设备的统一核心网的地位和控制能力，实现多种业务功能的综合达到统一通信的目的。2. NGN 总体介绍与体系结构NGN 是 Next Generation Network 的缩写，其中文名称为下一代网络。NGN 是一种业务驱动型网络，它采用综合、开放、融合的网络架构，通过业务与呼叫控制完全分离、呼叫控制与承载完全分离，从而实现相对独立的业务体系，使业务独立于网络。世界上最早提出 NGN 概念是在美国克林顿政府于 19
3、97 年 10 月 10 日提出下一代互联网（NGI ）行动计划之后，国际电信联盟远程通信标准化组织（ITU-T ）提出了 NGN 的定义是“全球信息基础设施（GII）的外延” ，并建立了一个新的项目 NGN 2004 Project，作为 GII 概念的具体实现。 ITU-T 对 NGN 最新定义是：NGN 是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和 QoS 保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立。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；它允许用户对不同业务提供商网络的自
4、由接入，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。它是以软交换为核心的，能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构，代表了通信网络发展的方向。NGN 具有分组传送、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、端到端 QoS 和透明的传输能力通过开放的接口规范与传统网络实现互通、通用移动性、允许用户自由地接入不同业务提供商、支持多样标志体系，融合固定与移动业务等等特征。通过 NGN 的定义可以看到 NGN 是一个广泛外延的通信网，它将现有的各种网络环境和功能进行结合。体
5、现了控制功能与承载能力的分离、呼叫控制与应用的分离以及应用与接入技术的分离。可以用一种规范的方式在功能上对 NGN 进行划分，划分成包含应用层、控制层、传输层及接入层的开放的、分层的体系结构，如下图所示接入层（Access Layer）：又称边缘接入层，指通过各种接入手段将各种现存网络及终端设备灵活接入到分组交换网络，并负责将用户侧送来的媒体信息转换成为能够在分组交换网络上进行传递的媒体信息格式。传输层（Transport Layer）：又称核心交换层，采用分组技术，提供可靠、端到端的具有 QoS 保证的综合数据传输平台。控制层（Control Layer）：又称网络控制层，实现呼叫控制和连接
6、管理，控制各种媒体网关，王城计费和数据采集、网间互联等功能。应用层（Application Layer）：又称业务管理层，提供传统交换机的业务及其他增值业务。3. NGN 的现状NGN 在中国的应用和实施目前主要体现在软交换层面，2004 年在长途层面就引入了软交换，也已经在长途层面引入了软交换，并且中国电信和为了实现网络的智能化，已经确立利用软交换替换汇接局可以作为其中的一种方案，并且中国电信在广东地区己经大力推行 NGN 网络的建设。软交换网络在中国将有较大发展，不管是固定软交换还是移动软交换。目前软交换表现在两个层面：长途层面和本地层面。在长途层面，主要替代 PSTN 长途局进行呼叫转接
7、，功能相对简单。在本地层面，有两种因素在推动软交换的应用，一是有些 PSIN 交换机已经老化，业务提供能力较弱，面临退网要求，还有有些机型的 PSTN 交换机缺少维护能力，也需要替换掉；二是固定运营商为了提高自身的业务提供能力，增加自身的竞争力，希望充分挖掘 PSTN 网络的业务潜力，提出了网络智能化的思想，其中一种方案就是可以采用软交换来替换相应的汇接局或端局，中国电信在有的地方即采用了利用软交换来替换汇接局这种方案。还有一种潜在的因素也在推动软交换在实际网络中的应用，即价格因素，除了传统电信设备厂商，许多传统 PC 厂商也能够提供软交换相关设备，导致市场竞争更加激烈，在这种情况下许多厂商为
8、了切入软交换这个新兴的市场，互相打起价格战，有的厂商甚至实施几乎免费提供软交换设备的方式，来达到切入市场的目的。但目前在本地层面软交换还没有形成很大规模，软交换目前所提供的业务主要还是传统话音业务，主要用作 PSTN 交换机的代替。近年来，各个运营商在不断试验 NGN 技术，为网络演进做准备，陆续开通了不少实验局，运行状况各不相同。在开通、运行及测试中，发现基于软交换的 NGN 网络中，仍存在一些问题需要解决，包括：如何实现与现有网络互通，NGN 承载网的 QoS 保证，安全问题，NGN 承载网的选择问题等。在此基础上，本文针对基于软交换的固网 NGN 网络组网中存在的网络互通，承载网的 QO
9、S保证，NGN 承载网的选择、优化，组网的设备配置，语音时延的解决等问题，进行了一系列的探讨，并提出了解决方案。4. NGN 组网结构下一代网络组网结构主要研究下一代网络中用户信息的组织结构、信令路由的组织以及媒体路由的组织。用户信息的组织主要指下一代网络中的软交换系统中用户信息应如何维护； 软交换系统是否需要维护全网的用户信息，即是否可以自主确定任何一个被叫用户直属于哪个软交换系统。一般情况下用户信息的组织将直接决定信令路由的方式。如果软交换系统可以自主确定任何一个被叫用户直属于哪个软交换系统 ，则信令路由都将采用单跳方式，即由主叫软交换系统直接将信令路由至被叫软交换系统；反之软交换系统将不
10、得不依赖上级设备协助完成信令路由。因为下一代网络将基于 IP 网络构建，IP 网络的全连接特性将使下一代网络中媒体路由都可以采用单跳结构，即由主叫软交换系统直接路由至被叫软交换系统。但是出于系统管理（如计费、QoS）等方面的考虑也可能需要将主叫与被叫间的媒体流通过上级软交换系统转接，从而使单跳、平面的媒体路由方式变为多跳、分级的媒体路由方式。根据前述这些方面的不同可以将下一代网络的结构划分为: 平面结构的下一代网络、 用户管理和信令路由分层的下一代网络 、完全分层的下一代网络以及混合分层的下一代网络。3.1 平面结构的下一代网络平面结构的下一代网络要求网络中所有软交换系统都了解全网的用户分布情
11、况 ，并可以独立完成针对被叫用户的信令路由和媒体路由。平面结构的下一代网络结构简单清晰, 呼叫接续都采用单跳方式，十分简单便捷。但这种方式要求网络中所有软交换系统都维护全网的用户信息，这将导致软交换系统中用户管理的复杂化。随着用户数量的增加，将不可避免地导致针对被叫用户的寻址时间的增加。更为重要的是如果采用这种方式，一旦一个新的用户要加入某个软交换系统，那么网络中所有软交换系统的用户数据库都可能需要加以修改。另外考虑到信令连接 QoS 的重要性，往往需要针对信令连接配置专线或是 IP 隧道，那么随着网络中软交换系统的数量的增加将不可避免地使专线或 IP 隧道的数量以指数方式增加，从而将给低层的
12、 IP 网络带来极大的负担。因此这种平面的下一代网络结构仅适用于软交换系统部署初期。软交换系统数量较少、系统规模不大的情况。3.2 用户管理和信令路由分层的下一代网络用户管理和信令路由分层的下一代网络结构需要在网络中引入新的功能实体路由服务器（Routing Server）路由服务器是一个信令消息处理实体，维护了全网用户信息和信令路由信息 。需要指出的是路由服务器不需要维护用户的详细用户数据，而只需要了解哪个用户是属于哪个软交换系统的，同时路由服务器还可以采用 IP 地址掩码和 E.164 前缀的方式以更大的粒度管理用户 。另外当网络规模进一步扩大时，路由服务器也可以采用分级的形式加以组织。而
13、软交换系统将仅维护属于本系统的用户信息，对于被叫用户非本系统用户的情况,软交换系统将依靠路由服务器完成信令路由。在这种网络结构中软交换系统之间仍然存在全连接的信令连接和媒体连接。用户管理和信令路由分层的网络结构可以很容易地适应网络规模的不断增长 。但是这种网络结构中需要引入新的功能实体，这不但增加了网络结构的复杂度，同时也增加了呼叫建立流程的复杂度。这使用户管理和信令路由分层的网络结构不适于规模较小的网络，而对于规模较大的网络，这种网络结构的优势才会逐步显现出来。3.3 完全分层的下一代网络结构在完全分层的下一代网络中软交换系统因管理的用户范围不同和信令路由能力的不同，分为多个级别。较低级别的
14、软交换系统仅管理属于其指定区域的用户，而较高级别的软交换系统则需要维护所有从属的软交换系统的用户信息。当然为了高效地维护用户数据，较高级别的软交换系统应可以采用 IP 地址掩码和 E .164 前缀的方式以更高的粒度管理用户。这种组网结构并不要求较低级别的软交换系统之间有信令连接和媒体连接。所有发生在较低级别的软交换系统间的呼叫都必须经由高级别的软交换系统完成信令转接和媒体流转接。在完全分层的网络结构中所有低层软交换系统之间通信的信令和媒体均需经由上级软交换系统转接。虽然这种方式在某种程度上与 IP 网络的全连接特性相矛盾，可能会在上级软交换系统导致处理能力瓶颈的出现。但是由统一的上级软交换系
15、统协助完成下级软交换系统之间的呼叫控制，将为软交换系统间计费、管理等方面提供极大的便利。同时完全分层的网络结构与现有 PSTN 的组网结构完全一致，这也使现有的网管、计费系统、乃至管理经验都可以很容易的运用到下一代网络管理中，从而可以更好地继承现有经验、保护原有投资。3.4 混合分层的下一代网络结构上述三种组网结构并不相互矛盾，甚至可以将三种类型的网络结构加以融合，构建混合分层的网络结构，从而适应各种网络规模和网络部署的需求。在混合分级的下一代网络中需要引入“域”( Domain) 和“区”( Region) 的概念。属于同一“域”的所有软交换系统都维护了整个域中所有用户的信令路由信息，即在同一“域”中的软交换系统采用平面组网结构。一个“区”由多个“域”组成 ,属于同一区的两个域的软交换系统通过路由服务器完成信令路由，即属于同一区的多个域采用用户管理和信令路由分层的组网结构。在各个“区”之间则可以根据不同的运营要求采用用户管理和信令路由分层的组网结构或是完全分层的组网结构。5. NGN 的优势由于 NGN 网络是在新的业务需求以及新的技术不断发展下应运而生的，相对传统电信网络其发展的历史较短。因此，相比较而言，传统的电信
