摘 要介紹了下一代網(wǎng)(NGN)的國際發(fā)展動向及發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了支撐NGN的主要技術(shù)和基本要求，最后預(yù)測了NGN的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞下一代網(wǎng)(NGN) 固定網(wǎng) 接入網(wǎng) 城域網(wǎng)
一、引言
　　“下一代”網(wǎng)的提法最早是由美國克林頓政府于1997年10月10日提出的(下一代互聯(lián)網(wǎng)行動計(jì)劃NGI)。其目的是研究下一代先進(jìn)的組網(wǎng)技術(shù)，建立試驗(yàn)床，開發(fā)革命性應(yīng)用。
　　然而，到了90年代末，電信市場在世界范圍內(nèi)開放競爭，互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用使數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)急劇增長，用戶對多媒體業(yè)務(wù)產(chǎn)生了強(qiáng)烈需求，對移動性的需求也與日俱增。電信業(yè)面臨著強(qiáng)烈的市場沖擊與技術(shù)沖擊。在這種形勢下，出現(xiàn)了下一代網(wǎng)(NGN)的提法，并成為大家探討最多的一個話題。
　　到了2002年，世界范圍內(nèi)發(fā)生了兩個變化。一是全球移動用戶數(shù)超過固定用戶數(shù)，二是全世界網(wǎng)上傳送的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量超過話音業(yè)務(wù)量。實(shí)際上，這兩個“超過”反映了隨著時(shí)代與技術(shù)的進(jìn)步，人類對移動性和信息需求急劇上升的趨勢，隱含著大量更高價(jià)值的下一代服務(wù)與應(yīng)用。當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)，不管是電話網(wǎng)，還是互聯(lián)網(wǎng)或移動網(wǎng)，均不能適應(yīng)這個發(fā)展趨勢，必須向下一代發(fā)展。因此，NGN成為網(wǎng)絡(luò)界描述未未電信網(wǎng)共同使用的一個新概念。實(shí)際上，它好像一把大傘，涵蓋了固定網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)、核心網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)、用戶駐地網(wǎng)等許多內(nèi)容。
　　對于NGN，只有歐洲ETSI曾將其作為定義和部署網(wǎng)絡(luò)的一個概念。由于它們形式上分為不同的層和面，并使用開放的接口，所以NGN給服務(wù)提供商與運(yùn)營商提供了一個能逐步演進(jìn)的平臺，在此平臺上可不斷創(chuàng)造，開放和管理新的服務(wù)。從這一定義可以看出，NGN最后的落腳點(diǎn)是服務(wù)，是可以不斷創(chuàng)造、開放和管理的新的服務(wù)。
二、國外主要發(fā)展動態(tài)
　　現(xiàn)在，許多國家都在研究探討NGN，但時(shí)至今日，運(yùn)營商、制造商和服務(wù)提供商對NGN的看法各不相同。大家都希望能夠?qū)�NGN取得共識，以便對它制定國際標(biāo)準(zhǔn)，于是，ITU-T在2002年1月的13組會議上決定啟動NGN的標(biāo)準(zhǔn)化工作，并在第13研究組內(nèi)建立一個新的項(xiàng)目，即NGN2004Project，該項(xiàng)目將與ITU-T已有的GII(全球信息基礎(chǔ)設(shè)施)項(xiàng)目相對應(yīng)，因?yàn)镮TU-T把NGN看作是GII的具體實(shí)現(xiàn)，ITU在1995年啟動的GII項(xiàng)目形成了目前的Y系列建議，包括GII原則與架構(gòu)、GII場景設(shè)想方法與舉例、信息通信結(jié)構(gòu)、互聯(lián)參考模型，后來又加入了有關(guān)IP傳送的內(nèi)容。但在Y系列建議中，除了互操作與互通問題沒有完備外，網(wǎng)絡(luò)上如何具體實(shí)現(xiàn)的問題更是空白。NGN2004Project的目標(biāo)即是填補(bǔ)這一空白，計(jì)劃在2004年制定出相關(guān)建議。NGN2004Project包括NGN的總體框架模型、NGN的功能體系結(jié)構(gòu)模型、端到端QoS、服務(wù)平臺、網(wǎng)絡(luò)管理和安全性。
　　歐盟于2001年啟動了為期2年的NGN行動計(jì)劃(NGNI)，以推動歐洲信息技術(shù)的發(fā)展。NGNI不僅包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和演進(jìn)，還包括業(yè)務(wù)需求與業(yè)務(wù)模型、管制政策等眾多內(nèi)容。為此，成立了“網(wǎng)絡(luò)設(shè)施”，“移動與無線”，“光網(wǎng)絡(luò)”，“家庭網(wǎng)絡(luò)”，“邊緣設(shè)備”，“QoS/CoS、SLA/SLS、流量工程”，“網(wǎng)管和主動網(wǎng)絡(luò)”7個工作組。研究內(nèi)容涉及QoS、IPv6、光網(wǎng)、接入網(wǎng)、有線與無線的融合、內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)的管理、業(yè)務(wù)(包括業(yè)務(wù)需求、模型等)、衛(wèi)星、移動通信、互操作性等。
三、對NGN的基本要求
　　雖然目前對NGN還沒有形成統(tǒng)一認(rèn)識，NGN最終發(fā)展成什么樣現(xiàn)在也難以描述清楚，但對NGN至少可以提出一些基本要求：
　　(1)為了支持更多更有價(jià)值的服務(wù)與應(yīng)用，特別是支持今后將成為主要市場驅(qū)動力的視像應(yīng)用和多媒體，NGN應(yīng)是一個具有巨大容量，在每一個網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)都不會產(chǎn)生帶寬瓶頸的網(wǎng)絡(luò)。
　　(2)為了消滅地址壁壘，恢復(fù)因地址有限而失去的端到端連接功能，讓數(shù)十上百億的人和設(shè)備上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的普遍服務(wù)，并且把服務(wù)方式由提取(pull)演進(jìn)為推送(push)，NGN應(yīng)是一個具有海量地址空間，能實(shí)現(xiàn)端到端連接的網(wǎng)絡(luò)。
　　(3)面對用戶對新服務(wù)需求的急劇增長，NGN應(yīng)是一個基于IP的，能夠承載話音、多媒體、數(shù)據(jù)和視象等所有比特流的多業(yè)務(wù)網(wǎng)，并能通過各種各樣的傳送特性(實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)、由低到高的數(shù)據(jù)速率、不同的QoS、點(diǎn)到點(diǎn)/多播/廣播/會話/會議等等)滿足這些業(yè)務(wù)的要求，使服務(wù)質(zhì)量得到保證，令用戶滿意。運(yùn)營商可以推出新的盈利模式，實(shí)現(xiàn)按質(zhì)論價(jià)、優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)。
　　(4)為了適應(yīng)完全開放與競爭的環(huán)境，讓眾多的運(yùn)營商、制造商和服務(wù)提供商方便地進(jìn)入市場參與競爭，易于生成和運(yùn)行各種服務(wù)，NGN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能組織應(yīng)當(dāng)提供開放式的接口。
　　(5)服務(wù)與應(yīng)用是無止境的，為了讓服務(wù)與應(yīng)用能夠不斷演進(jìn)，而不受制于網(wǎng)絡(luò)，NGN應(yīng)是一個在與網(wǎng)絡(luò)傳送層/接入層分開的服務(wù)平臺上提供服務(wù)與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)。也就是說，服務(wù)的提供要與網(wǎng)絡(luò)分開，服務(wù)功能要與傳送功能分開。
　　(6)為了充分挖掘現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施潛力和保護(hù)已有投資，NGN應(yīng)是一個具有后向兼容性、能與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(PSTN、IPv4網(wǎng)等)互操作與互通、允許平滑演進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)。
　　(7)移動電話的大發(fā)展充分表明人類對移動性的旺盛需求，電話服務(wù)需要移動性，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)同樣需要移動性�，F(xiàn)在越來越多的人希望在移動的過程中高速接入互聯(lián)網(wǎng)，獲取急需的信息，完成所想做的事情。NGN應(yīng)能支持普遍的移動性和游牧性。
　　在新世紀(jì)，在新的經(jīng)濟(jì)體系下，網(wǎng)絡(luò)安全和信息安全保障能力將是國家的綜合國力、經(jīng)濟(jì)競爭實(shí)力和生存能力的重要組成部分，是世界各國在奮力攀登的制高點(diǎn)。因此，NGN應(yīng)具備很高的安全性，能夠適應(yīng)國家安全、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科研生產(chǎn)和保護(hù)公眾利益的需要。
四、支撐NGN的主要技術(shù)
　　為了滿足上述基本要求，NGN必須得到許多新技術(shù)的支持。下面列舉若干目前能夠預(yù)見到的技術(shù)。
　　1.IPv6
　　作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，NGN將基于IPv6。IPv6相對于IPv4的主要優(yōu)勢是，擴(kuò)大了地址空間，提高了網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量，服務(wù)質(zhì)量得到很大改善，安全性有了更好的保證，支持即插即用和移動性，更好地實(shí)現(xiàn)了多播功能。IPv6并非盡善盡美，一勞永逸，不可能解決所有問題，何況今后還會遇到現(xiàn)在預(yù)計(jì)不到的問題。但不管怎樣，IPv6帶來的好處將使網(wǎng)絡(luò)上到一個新臺階，并將在發(fā)展中不斷完善。
　　2.光纖高速傳輸技術(shù)
　　NGN需要更高的速率，更大的容量。但到目前為止，能夠看到的，并能實(shí)現(xiàn)的最理想的傳送媒介仍然是光。因?yàn)橹挥欣�用光譜才能帶來充裕的帶寬。光纖高速傳輸技術(shù)現(xiàn)正沿著擴(kuò)大單一波長傳輸容量、超長距離傳輸和密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)3個方向在發(fā)展。單一光纖的傳輸容量自1980～2000年這20年里增加了大約1萬倍。目前已達(dá)到40Gbit/s，預(yù)計(jì)幾年后將再增加16倍，達(dá)到6.4Tbit/s。超長距離實(shí)現(xiàn)了1.28Tbit/s(128×10Gbit/s)無再生傳送8000km，波分復(fù)用實(shí)驗(yàn)室最高水平已達(dá)到273個波長，每波長40Gbit/s的10.9Tbit/s系統(tǒng)(日本NEC)。
　　3.光交換與智能光網(wǎng)
　　光有高速傳輸是不夠的，NGN需要更加靈活、更加有效的光傳送網(wǎng)。組網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)正從具有分插復(fù)用和交叉連接功能的光聯(lián)網(wǎng)向利用光交換機(jī)構(gòu)成的智能光網(wǎng)發(fā)展，即從環(huán)形網(wǎng)向網(wǎng)狀網(wǎng)發(fā)展，從光—電—光交換向全光交換發(fā)展。智能光網(wǎng)能在容量靈活性、成本有效性、網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性、業(yè)務(wù)提供靈活性、用戶自助性、覆蓋性和可靠性等方面，比點(diǎn)到點(diǎn)傳輸系統(tǒng)和光聯(lián)網(wǎng)具有更多的優(yōu)越性。
　　4.寬帶接入
　　NGN必須有寬帶接入技術(shù)的支持，因?yàn)橹挥薪尤刖W(wǎng)的帶寬瓶頸被打開，各種寬帶服務(wù)與應(yīng)用才能開展起來，網(wǎng)絡(luò)容量的潛力才能真正發(fā)揮。這方面的技術(shù)五花八門，其中主要技術(shù)有高速數(shù)字用戶線(VDSL)，基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)(EPON)的光纖到家(FTTH)，自由空間光系統(tǒng)(FSO)、無線局域網(wǎng)(WLAN)。與ADSL相比，VDSL既可工作于不對稱方式，也可工作于對稱方式，速度要快得多，能支持ADSL不能支持的業(yè)務(wù)。再加上VDSL不基于ATM技術(shù)，設(shè)備簡單，建設(shè)快，故總體造價(jià)比ADSL便宜。由于具有上述優(yōu)勢，VDSL在2001年開始升溫。特別是利用FTTC或FTTB配合VDSL可以成為一種很好的寬帶接入方案，既能滿足目前需要，也能適應(yīng)將來更新的技術(shù)。所謂EPON，就是把全部數(shù)據(jù)裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)來傳送的一種PON。考慮到現(xiàn)在95%的LAN都使用以太網(wǎng)，把以太網(wǎng)技術(shù)用于對IP數(shù)據(jù)最優(yōu)的接入網(wǎng)是十分合乎邏輯的。由EPON支持的FTTH現(xiàn)正在悄然興起，它能支持Gbit/s的速率，而且成本不久可降到與DSL和HFC網(wǎng)相當(dāng)?shù)乃�平。美國在FTTH安裝方面在過去12個月中增加了200%多。自由空間光系統(tǒng)(FSO)是光纖通信與無線通信的結(jié)合。它通過大氣而不是光纖傳送光信號。FSO技術(shù)既能提供類似光纖的速率，在無線接入帶寬上有了明顯突破，又不需在頻譜這樣的稀有資源方面有很大的初始投資(因?yàn)闊o需許可證)。與光纖線路相比，F(xiàn)SO系統(tǒng)不僅安裝時(shí)間少得多，成本也低得多，F(xiàn)SO已經(jīng)在企業(yè)和多住戶單元(MDU)市場得到使用。WLAN具有一定的移動性，靈活性高，建網(wǎng)迅速，管理方便，網(wǎng)絡(luò)造價(jià)低，擴(kuò)展能力強(qiáng)以及不需許可證等優(yōu)點(diǎn)。隨著其自身技術(shù)的提高，現(xiàn)被重新定位為一種高速無線接入技術(shù)，在一定范圍可滿足接入互聯(lián)網(wǎng)和移動辦公的需求，形成了自己的市場空間，與移動通信、固定無線接入、無線個人域網(wǎng)等其它無線技術(shù)互為補(bǔ)充。
　　5.城域網(wǎng)
　　城域網(wǎng)也是NGN中不可忽視的一部分。城域網(wǎng)的解決方案十分活躍，有基于SONET/SDH/SDH和ATM的，也有基于以太網(wǎng)或WDM以及MPLS和RPR(彈性分組環(huán)技術(shù))等。這里需要一提的是彈性分組環(huán)(RPR)和城域光網(wǎng)(MON)。彈性分組環(huán)是面向數(shù)據(jù)(特別是以太網(wǎng))的一種光環(huán)新技術(shù)，它利用了大部分?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性不如話音那樣強(qiáng)的事實(shí)，使用雙環(huán)工作方式。RPR與媒體無關(guān)，可擴(kuò)展，采用分布式管理、擁塞控制與保護(hù)機(jī)制，具備分服務(wù)等級的能力，它比SONET/SDH能更有效地分配帶寬和處理數(shù)據(jù)，從而降低運(yùn)營商及其企業(yè)客戶的成本，使運(yùn)營商在城域網(wǎng)內(nèi)通過以太網(wǎng)運(yùn)行電信級的業(yè)務(wù)成為可能。城域光網(wǎng)是代表發(fā)展方向的城域網(wǎng)技術(shù)，其目的是把光網(wǎng)在成本與網(wǎng)絡(luò)效率方面的好處帶給最終用戶。城域光網(wǎng)是一個擴(kuò)展性非常好并能適應(yīng)未來的透明、靈活、可靠的多業(yè)務(wù)平臺，能提供動態(tài)的、基于標(biāo)準(zhǔn)的多協(xié)議支持，同時(shí)具備高效配置、生存能力和綜合網(wǎng)絡(luò)管理的能力。
　　6.軟交換
　　為了把控制功能(包括服務(wù)控制功能和網(wǎng)絡(luò)資源控制功能)與傳送功能完全分開，NGN需要使用軟交換技術(shù)。軟交換的概念基于新的網(wǎng)絡(luò)功能模型分層(分為接入與傳送層、媒體層、控制層與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層四層)概念，從而對各種功能作不同程度的集成，把它們分離開來，通過各種接口協(xié)議，使業(yè)務(wù)提供者可以非常靈活地將業(yè)務(wù)傳送和控制協(xié)議結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)融合和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移，非常適用于不同網(wǎng)絡(luò)并存互通的需要，也適用于從話音網(wǎng)向多業(yè)務(wù)/多媒體網(wǎng)的演進(jìn)。
　　7.3G和后3G移動通信系統(tǒng)
　　3G定位于多媒體IP業(yè)務(wù)，傳輸容量更大，靈活性更高，形成了家族式的世界單一標(biāo)準(zhǔn)，并將引入新的商業(yè)模式，目前正處在走向大規(guī)模商用的關(guān)鍵時(shí)刻。值得關(guān)注的是，3G將與IPv6相結(jié)合。歐盟認(rèn)為，IPv6是發(fā)展3G的必要工具，若想大規(guī)模發(fā)展3G，就不得不升級到IPv6。制定3G標(biāo)準(zhǔn)的3GPP組織于2000年5月已經(jīng)決定以IPv6為基礎(chǔ)構(gòu)筑下一代移動網(wǎng)，使IPv6成為3G必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)。包括4G在內(nèi)的后3G系統(tǒng)將定位于寬帶多媒體業(yè)務(wù)，使用更高的頻帶，使傳輸容量再上一個臺階。在不同網(wǎng)絡(luò)問可無縫提供服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)可以自行組織，終端可以重新配置和隨身佩帶，是一個包括衛(wèi)星通信在內(nèi)的端到端IP系統(tǒng)，與其它技術(shù)共享一個IP核心網(wǎng)。它們均為支持NGN的基礎(chǔ)設(shè)施。
　　8.IP終端
　　隨著政府上網(wǎng)、企業(yè)上網(wǎng)、個人上網(wǎng)、汽車上網(wǎng)、設(shè)備上網(wǎng)、家電上網(wǎng)等等的普及，必須開發(fā)相應(yīng)的IP終端來與之適配。許多公司現(xiàn)正在從固定電話機(jī)開始開發(fā)基于IP的用戶設(shè)備，其中包括汽車的儀表板、建筑物的空調(diào)系統(tǒng)、家用電器、音響設(shè)備、電冰箱及調(diào)光開關(guān)和電咖啡壺等。所有這些設(shè)備都將掛在網(wǎng)上，可以通過家庭LAN或個人域網(wǎng)(PAN)接入或從遠(yuǎn)端PC機(jī)接入。
    9.網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
　　網(wǎng)絡(luò)安全與信息安全是休戚相關(guān)的，網(wǎng)絡(luò)不安全，就談不上信息安全。現(xiàn)在，除了常用的防火墻、代理服務(wù)器、安全過濾、用戶證書、授權(quán)、訪問控制、數(shù)據(jù)加密、安全審計(jì)和故障恢復(fù)等安全技術(shù)外，還要采取更多的措施來加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全，例如針對現(xiàn)有路由器、交換機(jī)、邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)、域名系統(tǒng)(DNS)所存在的安全弱點(diǎn)提出解決辦法；迅速采用增強(qiáng)安全性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(特別是IPv6)；對關(guān)鍵的網(wǎng)元、網(wǎng)站、數(shù)據(jù)中心設(shè)置真正的冗余、分集和保護(hù)；實(shí)時(shí)全面觀察了解整個網(wǎng)絡(luò)的情況，對傳送的信息內(nèi)容負(fù)有責(zé)任，不盲目傳遞病毒或攻擊；嚴(yán)格控制新技術(shù)和新系統(tǒng)，在找到和克服安全弱點(diǎn)之前或者另加安全性之前不允許把它們匆忙推向市場等。
五、結(jié)束語
　　NGN好比一個新生兒，在不久的將來它一定會成長起來。但無法預(yù)測最終它會是什么樣，因?yàn)樵谒�的成長過程中必然會遇到這樣和那樣的問題，有些預(yù)料得到，有些預(yù)料不到。但有理由相信，NGN必將在不斷探索、不斷創(chuàng)新、不斷演進(jìn)的過程中成長起來，它將在容量、質(zhì)量、功能和包容性上給予足夠的保證，可以放開手腳創(chuàng)造更多更有價(jià)值的服務(wù)與應(yīng)用，把人類帶入一個新的信息時(shí)代。(雷震洲/CHINA通信網(wǎng))