NGN學習筆記1——NGN的基本概念和體系結構

1.NGN產生的背景和需求：

a.通訊網發展：

PSTN採用集中式架構，交換硬件和呼叫控制以及部分業務邏輯都集中在交換機中完成。

 

GSM移動通訊網結構

智能網體系結構

• SCF：業務控制功能
• SDF：業務數據功能
• SMF：業務管理功能
• SMAF：業務管理接入功能
• SSF：業務交換功能
• CCF：呼叫控制功能
• SRF：特殊資源功能
• SCEF：業務生成環境功能

下一代開放的電信網絡構架：

b.計算機網絡發展：

c.三網融合：

三網融合是指電信網、計算機網和有線電視網在高層業務應用的融合。

技術推進力

• 數字技術的迅速發展和全面採用
• 大容量光纖通訊技術的發展
• 軟件技術的發展爲三網融合提供了實現手段
• IP協議的廣泛採用爲三網融合提供了統一的傳送協議

d.將來業務需求：

• 傳統電話網對日益增加的數據業務不堪重負
• 人們但願IP網能傳送數據、語音及更多新業務

 

2.基本概念

a ）概念：NGN是一個具備豐富內涵的術語，涵蓋了目前網絡發展的多個領域：

• 以ASON爲主的下一代光網絡
• 以IPv6和MPLS爲主的下一代因特網
• 以軟交換和IMS爲主的下一代交換控制網
• 以3G和B3G爲主的下一代移動網
• 下一代業務網、下一代接入網、下一代管理網，……

NGN 是一個可以利用多種寬帶和具備QoS能力的傳送技術提供電信業務的基於分組的網絡。在NGN中，業務相關功能(service-related functions)獨立於底層傳送相關技術(transport-related technologies) 。該網絡容許用戶不受限地接入網絡，自由地選擇服務提供商和/或業務。NGN支持通用移動性(generalized mobility)，從而可以向用戶提供一致的、無處不在的業務。

b）最終目標：
實如今任什麼時候間(Whenever)、任何地點(Wherever)、以任何方式(Whatever)和任何人(Whoever)進行通訊，是將來融合網絡發展的方向。

c）整體特徵：

• 基於分組的網絡：利用分組交換技術的靈活性傳送不一樣帶寬和QoS需求的業務
• 採用分層的體系結構：業務功能與傳送功能相分離，控制、承載、會話、業務相分離，接口逐漸開放和標準化，業務相關的功能與底層的傳輸技術無關，便於各層技術的獨立發展
• 業務驅動的網絡：NGN的終極目標是實現業務的快速有效提供和使用
• 融合異構的網絡：經過核心的分組交換技術實現對各類傳統網絡和多種接入技術的融合
• 支持通用移動性：真正實現用戶隨時隨地以任何方式使用業務的目標
• 各類不一樣的識別機制，能夠解析到IP地址

d）提供能力要求

• 提供建立、部署和管理各類可能業務的能力：各類媒體類型業務、各類帶寬要求業務、會話型業 務、消息型業務、數據傳送業務、實時和非實時業 務、客戶定製業務、第三方提供的業務等等。
• 業務與傳輸無關：業務功能與傳輸功能之間有明確的區分，它們的演進相互獨立，業務提供獨立於網絡和接入類型。
• 功能實體之間經過標準接口進行通訊的能力。
• 支持傳統的和NGN感知的終端設備：模擬電話機、傳真機、ISDN終端、蜂窩移動電 話、GPRS終端、SIP終端，……
• 支持QoS保障和安全能力，業務遷移能力
• 支 持通用移動性Generalized mobility: 容許用戶或者其餘移動實體無論位置是否變化，所處的接入技術環境是否變化，都具備通訊和接入業務的能力。業務可用性的程度可能取決於幾個因素，包括：接入 網的能力、用戶的歸屬網絡與拜訪地網絡(若是適用)之間的業務等級協議等等。移動性包括具備或者不具備業務連續性的通訊能力。

 

3.基本架構

對比與傳統通訊網：

VS  

容許網絡運營商從不一樣的製造商那裏購買最合適的網絡部件構建本身的網絡，而沒必要受制於一家公司的解決方案。

具體舉例：基於軟交換的NGN體系結構（左）和基於IMS的NGN體系結構（右）

  

基 於軟交換的NGN體系結構的核心思想：軟交換是NGN的控制功能的實現，它爲NGN提供實時性業務的呼叫控制和鏈接控制功能，是NGN呼叫與控制的核心。 軟交換技術做爲業務/控制與傳送/接入分離思想的體現，是NGN體系結構中的關鍵技術，其核心思想是硬件軟件化，經過軟件方式實現原來交換機的控制、接續 和業務處理等功能，各實體之間經過標準的協議進行鏈接和通訊，便於在NGN中更快地實現各種複雜的協議及更方便地提供業務。

功能實體基本功能有：

• 軟交換設備：呼叫控制、協議功能、業務提供功能、業務交換功能、操做維護功能、計費功能
• 媒體網關功能：接入功能、語音處理功能、媒體流映射功能、受控操做功能、管理和統計功能
• 信令網關功能：對在SCN（電路交換網）中傳輸的信令進行適配，以便使信令可以以分組的形式傳送到媒體網關控制器（MGC），反之對來自MGC的信令進行轉換，將以IP分組形式發送到SG的信令進行轉換，以便在SCN中進行傳輸
• 媒體服務器的功能：控制接口、會議功能、錄音和回放、錄像和回放、語音的編碼和解碼、視頻的編碼和解碼、語音識別、文轉音及音轉文功能
• 應用服務器功能：爲用戶提供各類業務

兩者比較

• 相同點：基本技術都是基於IP分組網絡,都實現了控制與承載的分離;大部分的協議都是類似或者徹底相同的;許多網關設備和終端設備甚至是能夠通用的。
• 不 同點：整體區別主要是在網絡構架上,軟交換體系側基於主從控制(MGC/MG),需利用和繼承PSTN的接入網絡,以方便過渡.而IMS可在系統/終端側 統一採用基於IP承載網的SIP協議,體現出與接入網的獨立性,並天生支持移動性管理而且具備必定的QoS保障機制。

ITU-T的基本參考模型：

NGN Service stratum：NGN中向用戶提供傳送業務相關數據的功能，提供控制和管理業務資源和網絡服務以支持用戶業務和應用的功能。用戶業務能夠由業務層的多個 子層來實現NGN業務層只關心在對等實體之間操做的應用和業務。從體系結構的角度來看，業務層的每一子層均可以有本身的用戶、控制和管理平面。

NGN transport stratum：NGN中向用戶提供傳送數據的功能，以及控制和管理傳輸資源以在終端實體之間攜帶這些數據的功能，這些被攜帶的數據能夠是用戶信息、控制 信息和管理信息，在傳送層實體之間可能創建動態或靜態的關聯來控制和管理信息傳送。NGN傳送層能夠由多個子層來實現。從體系結構的觀點來看，傳送層的每 一子層有它本身的用戶、控制和管理平面。

4.關鍵技術

• 軟交換和IMS技術：在覈心控制層，採用軟交換或IMS提供端到端的業務控制，前者是在IP電話網關功能分解的基礎上提出的一種新的呼叫控制技術，是電信網發展史上的一塊里程碑
  後者由3GPP提出，是對軟交換的繼承和發展，結構更清晰，功能更完整。
• 核心傳送技術：採用光傳送網和光交換網解決傳輸和高帶寬問題，採用MPLS和IPv6提供有QoS保證的分組傳送能力
• 接入層技術：寬帶接入技術、私網穿越技術、安全認證技術等
• 開放業務提供技術：業務層API技術：Parlay/OSA API、JAIN、SIP Servlet，… 多種層次的業務生成技術：腳本、組件/架構、API
• 端到端的QoS技術、網絡安全技術
• 網絡管理技術、移動性管理
• 網絡融合和業務融合

 

附註：思考題整理

NGN的定義和主要特色是什麼？

基於軟交換的下一代網絡體系結構與基於IMS的下一代網絡體系結構的異同？

ITU-T給出的NGN分層模型包括哪幾層，各層的主要功能有哪些？

通用移動性的含義？