NGN标准的研究和制定

雷毅 雷远扬

　　摘 要
下一代网络的概念已经提出多年，业界有诸多不同的理解和解释。为了加快NGN的研究和标准制定工作的进程，ITU在2004年年初召开关于NGN的会议上，给出了NGN的定义并推出了12个标准建议草案。本文对NGN的定义和部分标准建议进行介绍。

　　关键词 下一代网络 技术标准 框架体系 功能结构

　　下一代网络（NGN）的概念已经提出多年，但在业界有诸多不同的理解和解释。什么是下一代网络，如何组建下一代网络，它是通信运营商和设备制造商的战略性课题。为此，业界的专家和学者进行了很长时间的激烈讨论，对其支持的业务、功能架构等进行了诸多的
研究和试验。这些工作对于给出NGN确切的定义和有关标准的制定奠定了坚实的基础。

　　为了加快NGN的研究和标准制定工作的进程，ITU-T
SG13（NGN课题组）继2003年9月会议之后，于2004年1、2月间又召开了NGN课题报告人联合会议和研究组全体会议。会议经过与会人员的激烈辩论并达成共识，给出了NGN的确切定义。会议还推出了12个NGN标准建议草案，旨在对NGN的研究方向、框架体系、互联互通、服务质量、移动性管理、可管理的IP网络和NGN的演进方式等提出总体要求，为世界各国的通信运营商和设备制造商提出网络发展与产品研究开发的思路及依据。

　　本文对NGN的定义和部分标准建议进行介绍。

　　1 NGN的定义与特征
 

ITU-T给出NGN的定义是：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；其业务功能与其传送技术相独立。此外，NGN可以使用户自由接入到不同的业务提供商，并支持通用移动性。

　　NGN的基本特征是：分组传送；控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离；业务的提供与网络分离，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；具有端到端QoS和透明的传输能力；通过开发接口与传统网络互通；具有通用移动性；允许用户自由地接入不同业务提供商，支持多样标本体系，并能将其解析为IP地址以用于IP网络路由；同一业务具有统一的业务特性；实现固定与移动业务的融合；业务功能独立于底层传送技术，适应所有管理要求，保证应急、安全和私密性等要求。

　　2 NGN的业务功能要求和框架建议

　　ITU-T
Y.NGN-FRA建议给出了NGN业务功能框架模型。业务与网络分离是NGN的一个最重要的特点，如果相应地把NGN的功能垂直地划分到两个独立的层面上——业务层和传送层，在这两个层面上，每种功能就都可以分别映射到用户平面、控制平面和管理平面上。

　　NGN的业务体系要求达到的目标是：实现分布式控制，适应IP网络分布处理的结构特点，消除依赖于单一的信令结构缺陷，支持分布计算位置的透明性；实现开放式控制，可以将网络接口开放，支持第三方控制的业务创建、业务更新和业务逻辑；业务提供和网络运营分离，基于上述分布式控制和开放式控制机制，推出独立于网络运营商的业务提供商，促使NGN业务提供竞争格局的形成，以利于丰富多样的增值业务的快速捉供；支持网络业务的融合，特别需要具有灵活而方便地生成话音/数据融合业务的能力，以充分体现下一代网络的技术潜力和市场价值；具有完善的安全保护，这是开放式体系的基本要求，在开放网络控制接口的同时，必须确保业务提供者的可信任性，保护网络基础设施的安全运行。

　　业务层包括一系列控制、管理网络业务和端用户的功能。业务层中控制平面的功能实体包括接入控制功能实体、定位服务功能实体、与分组网络互操作的控制功能实体、与PSTN／ISDN互操作的控制功能实体、媒体资源控制功能实体。

　　管理平面的功能实体包括代理功能实体、网元管理功能实体、网络管理功能实体和业务管理功能实体。传送层的管理平面包括代理功能实体、网元管理功能实体、网络管理功能实体。传送层功能用于两个物理接点之间数据信息的传送，包括一系列控制和管理网络资源的功能，提供用户之间、两个业务平台之间或用户与业务平台之间的连接。

　　3 服务质量保证体系

　　QoS是下一代网络极为关键内容之一，ITU-T
SG13在QoS上主要围绕3个建议草案开展工作。这3个建议分别是Y.qosar、Y.123.qos和Y.e2e.qos。

　　Y.qosar建议草案提供了在分组网络中支持QoS的建议框架。这个框架结构是由一组QoS构建模块组成的。这些模块跨越了3个逻辑平面，即控制平面、数据平面和管理平面。它们组织起来可以达到控制网络性能的目的，最终借助这些模块的组合应用可以帮助电信运
营商提供综合的业务性能，从而确定出针对某种业务的客户满意度。

　　Y.123.qos建议草案给出了基于以太网的IP接入网络的QoS架构。它规定了一个分层的参考模型，并给出了协议需求及实施方法。在Y.123.qos中针对此架构所涉及的拓扑与资源状态收集需求和信令描述也进行了规定。

　　Y.e2e.qos建议草案给出了从IP网络演进成为NGN的一种端到端QoS架构。尤其是在核心网络中，MPLS作为了种关键技术应得以支持，从而方便地提供VPN、流量工程和QoS路由。ITU-T建议下一步在以下几方面开展工作，进一步增强计费灵活性和商业应用模式的研究；进一步研究业务控制层与承载层之间的接口与控制信息的交互；进一步加强域间QoS控制的研究；进一步包括无连接业务的情况，增大协议的适用范围；进一步增加对移动性的支持。

　　4 移动性管理

　　下一代网络的目标是实现固网与移动网的融合。为此，移动性管理是下一代网络的重要内容。ITU-T在最近召开的NGN会议上，细化了NGN移动性管理的总体要求和体系架构。

　　移动性是指对于用户或终端位置的改变而持续接入服务、继续通信的能力。移动性一般可划分为两种，一种是游牧移动性，另一种是无缝移动性。游牧移动性是指用户或终端在移动时能改变其：网络接入点，但正在进行的会话或通信会中断，要会话须重新进行启动；无缝移动性是指用户或终端移动时，可以随时改变其网络接入点，而不中断正在进行的会话或通信。不论是游牧移动还是无缝移动都要求在核心网，提供相应的功能来支持移动性。这些功能的实现需要对用户进行鉴别、授权、位置更新、用户信息的下载等，对于这些问题的处理我们称之为移动性管理。

　　为用户或终端提供移动性管理，以保证不同网络间的漫游和服务是NGN的紧迫任务之一。从用户的观点来看，用户可标示为移动用户或固定用户，但不论是移动用户还是固定用户应该能够从任何网络接入点接入网络，包括使用任何接入技术进行用户的网间漫游，并且
对用户的有效性和可靠性应该为网络的功能所支持。

　　依据NGN网络拓扑，NGN中的移动性管理可分为网间，移动性管理、网内移动性管理和接入网移动性管理。网间移动性管理主要是解决不同NGN间NNI的移动性管理问题；网内移动性管理主要是解决同一NGN内的NNI移动性管理问题；接入网移动性管理主要是解决接入网内的移动性管理问题。由于解决问题的着重点不同，这3种对移动性管理的要求也不同。接入网内移动性管理，由于其是相同的接入技术和同一个运营商而相对简单。网内移动性管理也同样如此。而网间移动性管理由于涉及不同的接入技术和不同的运营者而相对复杂。

　　5 可管理的IP网络框架

　　可管理也是NGN的重要内容之一。ITU-T最近提出了可管理的IP网络框架建议（MAN-NGN）。它的概念是基于SLA的可管理的IP网络，SLA是业务提供者与用户之间的业务协定，它明确了用户的要求和业务提供者的承诺，规定了提供的服务质量标准和业务提供者必须完成的性能指标。

　　SLA定义的网络能力都可以向用户提供，它是基于请求或订购的方式来实现。用户可以为每种应用指定具体的性能要求，如带宽、传递时延、丢失率等。当然，用户也可以不要SLA，那就是享受没有服务质量保证的尽力而为服务。在IP网络中应用SLA可以确保提供给用户的网络性能和可用性。通过与用户的协商，网络运营商应该能够控制和管理IP网络资源，根据不同的应用类型和设备类型提供与所协商的SLA相一致的端到端连接服务。

　　MAN-NGN业务是从用户的角度来定义的，这与现存网络的业务概念是大不相同的。网络与业务提供的功能是相分离的，网络提供者负责网络资源的调度和网络控制并提供给用户一定的网络能力，用户可以在网络提供者的帮助下开发自己的业务。

　　MAN-NGN业务可以定义为允许用户选择端用户，包括人、终端设备和应用；允许用户利用网络提供者提供的相关网络资源配置自己的网络业务和网络结构；允许用户通过与网络提供者协商关于QoS和包括安全能力在内的网络性能的SLA来为自己的网络选择一些控制和管理功能。

　　MAN-NGN的业务要求可以分为应用级性能和网络级性能要求，应用级性能要求，即端用户业务要求，包括可用性、响应时间、业务阻塞概率、业务优先级和QoS/CoS；网络级性能要求，即网络提供者业务要求，包括包差错率和包丢失率、双向时延/单径时延与时延
抖动、可用性（系统正常运行时间、平均故障时间、平均修复时间）、峰值带宽、有效带宽和最低带宽、移动接入时本地认证的双向时延、接入阻塞概率和业务概率、流量监测和统计等。

　　6 现有网络向NGN的演进

　　现有网络只能向下一代网络逐步演进，不可能变革到下一代网络。ITU-T的Y.MIG建议草案，描述了从现有网络演进到NGN的指导方针。但目前研究的内容主要集中于PSTN网络到NGN的演进。

　　Y.MIG建议草案确定了演进的基本原则，并从传送、控制业务和管理等多方面定义了PSTN到NGN的演进方式。对于传送方面，该建议从接入和核心两方面进行了细化。建议明确了接入部分要具有支持PBX、V5和远端接入模块等多种能力，其核心部分可以根据情况采用TDM、ATM和IP等多种技术方案；关于控制方面给出了关于连接控制、验证和信令的一些必要考虑；对于业务方面也提出了基本的分离原则和实施步骤建议。

　　7 结束语

　　我国著名的通信设备制造企业，如大唐电信、烽火科技、华为、中兴等积极参与国际标准的研究和制定，并取得了显著的成绩。到目前为止，我国已有5项提案获得ITU-T的通过，成为国际技术标准。其中大唐电信制定的TD-SCDMA第三代移动通信系统技术标准、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城域网多业务环（MSR）都是下一代网络技术标准的基础工作。

　　在2004年1、2月ITU召开的NGN课题报告人联合会议和研究组全会上，我国代表团共向ITU提交了17篇文稿。其中NGN业务要求、NGN-QoS要求、NGN功能框架、NGN网络演进、NGN接入管理要求、NGN寻址与编址要求和NGN互通要求等文稿通过会议的认真讨论而被ITU所接受。

　　总之，下一代网络是发展中的事物，有关NGN标准的研究和试验正在紧锣密鼓地进行。通信产业属于高新技术产业，高新技术产业的特点是技术标准先行，产品随之。随着NGN标准的加快进行，下一代网络建设的进程也将会加快。

　　雷 毅 中国联通山西分公司

　　雷远扬 山西省通信公司晋中市分公司

摘自 中国电信