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1、,山东科技大学 Shandong University of Science and Technology,2014.10,郭银景教授,现代通信技术研究所 新一代通信网（NGN）发展与展望,2,NGN（Next Generation Network)的定义与特点 NGN 协议的发展历程与热点 交换技术的发展与NGN IP多媒体系统（IMS） 无所不在的物联网（IoT） 软件定义网络（SDN）,概 要,下一代网络（Next Generation Network），又称为次世代网络或新一代网络。 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服务质量(QoS)能力的
2、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。,1.1 NGN 定义,用户的费用需求,创意的跨界需求,企业的竞争需求,花费最少的钱，享受最好的服务。,多领域的知识需要融合，每个人都在开放思想。,提高技术门槛，挤垮同行企业，迎合市场需求。,新时代的需求,1.2 为什么要NGN？,竞争需求 快速的开展新业务,用户需求 消费者个性化消费需求,成本需求 降低建设与运维成本,技术需求 需要一个高效的网络,运营商需求,N G N,对运营商而言 解决现有网络问题,对最终用户而言 随时、随地、随心所欲 地享受通信乐趣
3、,对市场竞争而言 符合市场发展的趋势,解决方案,预期结果,多媒体化：NGN中发展最快的特点将是多媒体特点，同时多媒体特点也是NGN最基本、最明显的特点； 开放性：NGN网络具有标准的、开放的接口，为用户快速提供多样的定制业务； 个性化：个性化业务的提供将给未来的运营商带来丰厚的利润； 虚拟化：虚拟业务将是个人身份、联系方式以至于住所都虚拟化。用户可以使用个人号码实现在任何时候、任何地方的通信； 智能化：NGN的通信终端具有多样化、智能化的特点，网络业务和终端特性结合起来可以提供更加智能化的业务,1.3 NGN 特点,SDH向PTN的演进： 交换技术的发展：IP 调制技术的发展： ， 铜向光的演
4、进：一 按需网络（BUN）：,2 NGN 协议的发展与热点,软交换（SS）：软交换是下一代网络的重要组成部分，是NGN的控制单元，通过标准协议与NGN网中的其他单元进行通信，软交换能够整合语音、数据与图像，并能在不同的网络之间如无线与有线系统之间进行协议转换。（1997年，美国贝尔实验室） IP多媒体系统（IMS）：IP多媒体子系统为NGN接入网和终端提供基于会话启动协议(SIP)的业务，包括多媒体会话业务、集群信息定购等（2002年，3GPP R5的版本中定义） 物联网（IoT）： ，下一代网络从某种角度看，就是可以连接任何物品的物联网。按照传统的定义，下一代网络是在任何时间、任何地点，以任
5、何方式提供信息访问和管理的服务，侧重于为人提供服务，可以称为信息网络；(1995,比尔盖茨的未来之路提出） （ 1999年,美国Auto-ID中心定义）（ITU互联网报告2005：物联网真正提出标准 ） 软件定义网络（SDN）：一种新型网络创新架构，其核心技术OpenFlow通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。简单来说，SDN可以实现网络如电脑般可编程，可以创建易于管理的网络虚拟化层。而OpenFlow则是一个标准化SDN应用协议。（2011年12月，由美国斯坦福大学cleanslate研究组提出） 按需网络（BUN）：N
6、GN发展的必然趋势，以需求为驱动力，网络虚拟化，自组织化，绿色、便捷、经济、可靠。,2 NGN 协议的发展与热点,3 软交换,软交换设备的功能要求,H.323协议,H.323是ITU制定的用于提供实时音频、视频和数据通信的标准，呼叫控制是其中的重要组成部分，它可用来建立点到点和多点媒体会议 。各个不同厂商的多媒体产品和应用可以进行互相操作，用户不必考虑兼容性问题 H.323本身是个协议集，主要包含RAS、Q.931和H.245协议 。,Megaco/H.248协议,媒体网关控制器和媒体网关之间联系 ，能把呼叫控制从媒体转换中分离出来 具有建立和删除电路交换和包交换间媒体流的交叉连接的功能 正式
7、标准的媒体网关控制协议,可用 Add命令创建，用Subtract或 Move命令删除。 基于TCP（传输控制）和UDP（用户数据报）协议之上,SIP协议,SIP（Session Initiation Protocol）协议是一个用于建立、更改和终止多媒体会话的应用层控制协议。它是IETF(互联网工程任务组)多媒体数据和控制体系结构的核心协议，具有易扩展、易实现等特点，适合用于实现基于因特网的多媒体会议系统。 软交换系统通过SIP信令与其它的软交换系统设备互联，实现它们之间的呼叫控制功能。,4. IP多媒体系统（IMS）,IMS：IP Multimedia Subsystem IP = 基于IP
8、的传输 基于IP的会话控制 基于IP的业务实现 Multimedia = 语音、视频、图片、文本等多种媒体的组合 支持多种接入方式，各种不同能力终端 Subsystem = 依赖于现有网络技术和设备，最大程度重用现有网络系统 无线网络把PS/GPRS网络作为承载网络 固定网络把基于固定接入IP系统作为承载网络,IMS（IP Multimedia Subsystem-IMS），由3GPP在R5阶段引入，叠加在PS域上，目的是在基于全IP的网络上为移动用户提供多媒体业务,电信业务应用发展是IMS的驱动力,视频化 3G网络带宽的提升，推动了移动视频业务的飞速发展，以视频为表现形式的业务越来越多，如视
9、频通话、视频彩铃、视频邮件、视频共享等。,互联网化 随着3G网络对数据支持能力的提升，传统互联网上的业务开始向移动互联网上转移。3G技术的规模商用将大大加快此进程。,媒体化 在3G网络的支持下，移动业务的媒体化特征更加明显，提供的内容形式更加多样化，手机电视、移动FM、电子书、富媒体等都是典型的3G媒体型业务。,商务化 3G应用使产业链更加完善，丰富了业务的发展，为移动电子商务的应用带来了广泛的市场空间。手机支付、手机银行、电子门禁卡等都是移动电子商务的典型应用。,全IP网路 发展趋势,互联网对电信 业的挑战,用户需求的变化,IMS产生背景,全IP网络发展趋势,ALL IP 已被业界广泛接受，
10、3GPP/3GPP2/IEEE等标准组织纷纷提出ALL IP演进趋势 基于IP的业务应用越来越受到运营商的普遍关注 ALL IP时代正在到来：IP业务应用; IP核心网络; IP承载网络,随着用户需求的不断变化和提升，移动话音和VoIP增长趋势明显 用户对多媒体和融合业务的需求越来越明显 多种接入方式、统一的账户、统一的号码的需求,2,用户需求的变化,互联网对电信业的挑战,新的竞争力量互联网服务提供商迅猛发展不断挑战传统运营上，尤其是VoIP等业务对运营商的传统业务形成了很大冲击 互联网能提供更为广泛的应用（游戏、即时通信等），业务提供方式更加灵活，业务部署更快捷。,IMS产生背景,IMS国际
11、市场应用,目前，IMS重要性被运营商广泛认可，且IMS越来越多地出现在运营商业务融合和转型战略的下一代网络架构中,IMS是实现NExT战略的引擎 FT计划利用IMS实现FMC网络融合,法国电信,IMS是AT&T 下一代网络架构CATRS中的核心控制部分,AT&T,BT,BT将IMS作为21CN计划中核心网技术。并支持Web2.0业务,国内运营商IMS市场态势,三大运营商结合各自网络状况加速推进IMS现网试点及试商用步伐 IMS大规模商用已经到来,中国电信,中国联通,中国移动,原电信宽带用户 原电信固定用户 原联通C网用户,原移动客户 原铁通宽带客户 原铁通固定客户,原联通G网用户 原网通固定用
12、户 原网通宽带用户,中国移动已制定较完善的IMS企规，在集团公司的统一部署下，09年已完成IMS试点网络的建设，大规模集采和商用部署已经展开。,中国电信已完成系列IMS规范的制定工作和广院测试，目前已经开始了现网IMS推广工作。,中国联通已完成系列IMS规范的制定工作，在原联通&原网通IMS试验基础上，09年下半年开始开展的总部及IMS试点推广工作。,IMS主要特征,接入无关,归属地 控制,业务提供 能力,安全机制,统一策略 控制,IMS主要特征,支持多种固定/移动接入方式的融合，支持无缝的移动性和业务连续性，为全业务运营提供了便利,呼叫控制和业务控制都由归属网络完成，保证业务提供的一致性，易
13、于实现私有业务扩展，促进归属运营商积极提供吸引客户的服务，区别于软交换拜访地控制,打破竖井式业务部署模式，业务与控制完全分离，有利于灵活、快速的提供各种业务应用，更利于业务融合，实现开放的业务提供模式,多种安全接入机制共存，并逐渐向Fully IMS机制过渡 部署安全域间信令保护机制 部署网络拓扑隐藏机制,IMS系统架构,UE,Application (SIP/OSA AS,CAMEL SE),AS,SIP AS,OSA-SCS,IM-SSF,CSCF,P-CSCF,S-CSCF,I-CSCF,MGCF,SGW,BGCF,SLF,MRFC,MRFP,IM-MGW,PDF /PCRF/RACS,
14、SGSN,RAN,承载层,控制层,固网接入,UE,Wimax/WiFi,UE,BAS,WAG/ AGW,CS Networks (PSTN/SS, PLMN),业务层,ISC,AGCF,AG,POTS,PSS/PES AS,PDSN,RAN,UE,NASS,SBC,业务网络 主要是应用服务器，用于向IMS用户提供各种增值业务，目前在IMS域中主要有三种业务提供方式：SIP-AS提供方式、Parlay网关提供、SCP提供,IP-CAN网络 IP连通网络，提供IP接入承载，可以是任意的IP网络，包括CDMA PS域、WCDMA PS域、WIMAX、WIFI、固定宽带接入等,IMS核心网 这部分是系
15、统主要要实现的部分，主要完成IMS用户管理、网间互通、业务触发等处理，主要由P/I/S-CSCF网元、SLF/HSS、BGCF、MRFC/MRFP等网元构成,互通域 包含SGW、MGCF/MGW等实体，用于IMS域业务域传统的PSTN、PLMN等网络的互联互通,IMS和软交换最大的区别在于以下几个方面,1 在软交换控制与承载分离的基础上，IMS更进一步的实现了呼叫控制层和业务控制层的分离； 2 IMS起源于移动通信网络的应用，因此充分考虑了对移动性的支持，并增加了外置数据库归属用户服务器（HSS），用于用户鉴权和保护用户业务触发规则； 3 IMS全部采用会话初始协议（SIP）作为呼叫控制和业务
16、控制的信令，而在软交换中，SIP只是可用于呼叫控制的多种协议的一种，更多的使用媒体网关协议（MGCP）和H.248协议。,总体来讲，IMS和软交换的区别主要是在网络构架上。软交换网络体系基于主从控制的特点，使得其与具体的接入手段关系密切，而IMS体系由于终端与核心侧采用基于IP承载的SIP协议，IP技术与承载媒体无关的特性使得IMS体系可以支持各类接入方式，从而使得IMS的应用范围从最初始的移动网逐步扩大到固定领域。此外，由于IMS体系架构可以支持移动性管理并且具有一定的服务质量（QoS）保障机制，因此IMS技术相比于软交换的优势还体现在宽带用户的漫游管理和QoS保障方面。,5. 物联网（IoT）,物联网（IOT）的定义,物联网的三大特征,全面感知,可靠传输,智能处理,利用RFID、传感器、二维码等 能够随时随地采集物体的动态 信息。,通过网络将感知的各种 信息进行实时传送。,利用计算机技术，及时地对海
