《现代通信网及其关键技术》第12章ng.ppt

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1、第12章 软交换与下一代网络,12.1 概 述下一代通信网络概念的形成和相关技术的发展为中国电信提供了一次重要的战略转型和发展的机遇。其特点是：（1）新业务层出不穷，数据业务快速发展，数据业务量迅速膨胀。在一些经济发达国家，数据业务量已经超过语音业务量。,（2）新的语音压缩技术已经可将语音信号压缩在低于64kbit/s的信道上传递。这种技术已经在IP电话、第二代和第三代移动通信系统中得到广泛应用。未来网络的带宽资源将主要用于数据业务，而语音业务则可用固定不变的甚至更少的带宽。（3）计算机技术的发展和计算机互连需求的增加，使得基于IP或ATM的分组交换数据网日益发展壮大，这种分组交换网将适合各种

2、类型信息的传送，而且网络资源利用率高。,NGN（下一代网络）的出现与发展不是革命，而是演进。从业务上看，应支持语音和视频业务及多媒体业务；从网络上看，在垂直方向应包括业务层和传送层，在水平方向应覆盖核心网和边缘网。,12.1.1 下一代网络的定义,下一代网络应该是:一个通过高速公共传输链路和路由器等节点，利用IP承载语音、数据和视频所有比特流的多业务网；一个能为各种业务提供有保证的服务质量的网络；一个在与网络传送层及接入层分开的服务平台上提供服务与应用的网络；一个向用户提供宽带接入，能充分发挥容量潜力的网络；一个具有后向兼容性，能充分挖掘现有网络设施潜力和保护已有投资，允许平滑演进的网络。,8

3、.1.2 下一代网络的特征下一代网络是可以提供包括语音、数据和多媒体等各种业务的综合开放的网络构架，有三大特征。1采用开放的网络构架体系（1）将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，各个部件可以按相应的功能划分，各自独立发展。（2）部件间的协议接口基于相应的标准。,2下一代网络是业务驱动的网络（1）业务与呼叫控制分离。（2）呼叫与承载分离。3下一代网络是基于统一协议的分组网络（1）第一层和第二层的交换的研究，第一层指光网络基础设施引入光交换，第二层指引入MPLS的交换。（2）IP选路的研究。（3）在网络边缘提供业务平台的研究。,（4）核心网络技术与相关协议体系结构的研究。（5）层间控制能

4、力转化的研究。通常控制和管理的区别是有度的，例如交叉连接和交换是用电路颗粒和反应时间来区别的，同样底层的保护倒换和IP层的动态选路之间的差别也有度。因此有必要研究层间功能的变化。,（6）网络端到端业务的研究，研究QoS和带宽控制；控制和管理的融合，研究动态选路和保护倒换等。（7）接入网的研究。研究新业务、新技术和新结构在接入网传送分组数据和语音所需要的能力和接入网支持不同QoS业务的能力。,将的基本特征主要归纳为：分组化、多业务、宽带化、移动性、安全性、可管理性和开放性，强调控制功能与承载能力的分离、业务功能和传送功能的分离以及用户接入和业务提供的分离。,12.2 下一代网络基本结构与业务能力

5、,图12.1 下一代网络的分层结构,12.2.1 下一代网络的分层结构,NGN分为四层结构：接入层、传输层、控制层、业务层,业务和呼叫控制完全分离、呼叫控制和承载完全分离,（1）接入和传输层（Access and transport layer）：将用户连接至网络，集中用户业务并将它们传递至目的地，包括各种接入手段。（2）媒体层（Media layer）：将信息格式转换成为能够在网络上传递的格式。例如：将语音信号分割成ATM信元或IP包。此外，媒体层可以将信息选路至目的地。,（3）控制层（Control layer）：包含呼叫智能。此层决定用户收到的业务，并能控制低层网络元素对业务流的处理。（

6、4）业务/应用层（Network Service/Application Layer）：在呼叫建立的基础上提供额外的服务。但将现有网络演变成下一代网络并非一日之工，而原有的网络与新网络将并存，所以新网络还需能够和原有网络互通，这要求新的网络体系能够完成以下功能：,与现有No.7信令网互通。与现有的业务（如智能网提供的业务）互通。与现有的PSTN体系融合。,12.2.2 下一代网络的业务分类,下一代网络是业务和应用驱动的、分组化的网络，其业务与控制相分离的特点决定了可提供业务的多样性和个性化。1.基本划分根据下一代网络的分层结构，下一代网络可提供的业务包括传输层业务、承载层业务和业务层业务三大类

7、：第一，传输层包括管理面、传输控制面和传送面三个子层，负责为承载层提供专线，将承载层的接连节点连接起来。传输层业务包括 业务、带宽和电路批发业务、管道出租、设备出租、光纤基础设施和波长出租业务等。第二，承载层包括业务元传递面、控制面和管理面三个子层，负责分组寻址、复用及路由功能，同一承载层之上可提供多种业务，并提供相应的可靠性的服务质量保证。承载层业务包括宽带专线，接入，等互联网接入和承载业务。第三，业务层包括媒体处理与会话面、呼叫控制面和应用服务面三个子层，主要负责业务的提供，不同的业务采用同一个承载层来承载。业务层业务包括各种丰富多彩的语音、数据、视频等多媒体业务和应用（电子邮件、浏览、视

8、频会议等）。业务层是下一代网络提供业务最丰富、最重要的层面。,从业务和应用的角度来看，下一代网络可提供的业务包括传统的语音业务、分组的数据业务和增值的多媒体业务三大类：第一，语音业务是传统电信业务中的基本业务，也是下一代网络发展必不可少的业务，包括传统网络提供的普通话音业务、业务、智能话音业务等。第二，数据业务主要包括以分组交换为基础的数据接入业务（窄带拨号接入、接入、接入等）、数据承载业务（业务、帧中继业务等）和各种数据的增值应用（电子邮件、数据中心等）。第三，多媒体业务将语音、数据、视频等多种信息融合在一起，为用户提供多样化和个性化的业务。目前，下一代网络能够提供的多媒体业务包括会话型的多

9、媒体业务、信息交互类多媒体业务和多媒体采集类业务。,根据业务提供方式的不同，下一代网络的业务又可以分为：直接由下一代网络提供的基本业务和补充业务；下一代网络和现有智能网的进行互通，充当，提供的传统智能网业务；利用应用服务器提供的增值业务、智能业务及未来的各项业务；由第三方开发商开发、定制，为用户提供的各种新型业务；和或专用平台互联，提供和专用平台所具有的业务,下一代网络的业务特点与现有网络相比，下一代网络的业务是多样性的、个性化的，其特点主要表现在以下几个方面：（1）延续性和渐进性下一代网络能够很好地继承现有网络和网络的各项基本业务和补充业务，包括基本语音呼叫、查找恶意呼叫、无条件呼叫前转、遇

10、忙呼叫前转、无应答呼叫前转、主叫号码显示、主叫号码显示限制、闹钟、截接、三方呼叫、主叫线识别提供业务、主叫线识别限制业务等。下一代网络还能够完成现有智能网中的功能，通过信令与现有智能网的通信，并提供智能网的相关业务，包括被叫集中付费业务、计帐卡呼叫业务、虚拟专用网业务、通用个人通信业务、大众呼叫业务、电话投票业务、广域集中用户交换业务、号码携带业务等。下一代网络提供的业务应该立足于现有业务并逐步引入新业务，其过程应该是一个渐进的过程，既不可盲目引入也不能停滞不前。,（2）语音、数据、视频融为一体下一代网络将语音、数据、视频等多种信息融为一体，因此多种媒体增值业务是下一代网络中的特色业务，典型的

11、应用包括统一消息业务、即时消息、多媒体会议电话业务、视频点播（）、白板业务、网络游戏、语音门户、通用号码业务、点击拨号业务、点击传真业务、业务、可视电话、呼叫等待等层出不穷的多媒体业务。（3）多样化和智能化目前，对于网络的智能化要求正逐渐从网络核心向网络的边缘和终端转移，不再是单纯地由网络来提供业务，终端也将越来越多地参与业务提供。下一代网络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。,（4）个性化下一代网络能够向用户提供个性化的业务。用户可以通过用户终端、系统提供的网页，定制自己的业务实现方式、业务特征和相关的业务信息。例如，用户可自由选择呼叫路由

12、、配置呼叫前转、呼叫方式、接听方式、接听顺序和呼叫中转传递信息等。个性化业务符合可运营、可管理的要求，不仅能够实现通信的个性化，而且可以给运营商带来丰厚的利润。（5）虚拟化虚拟业务是将用户个人信息（如身份、联系方式、住所等）虚拟化，用户在任何位置、任何网络、使用任何的终端，所呈现出的个人特征、用户接口和业务都是相同的。例如采用与通信设备的物理端口无关的虚拟号码来代替用户的多个电话号码，主叫用户只需拨打虚拟号码，就可以直接找到被叫用户，而不必关心他身处何地。另外，虚拟家庭、虚拟社区等虚拟业务也将是下一代网络中有代表性的虚拟业务。,（6）移动性和开放性下一代网络中，单个用户采用不同的接入方式时，将

13、作为单个用户来处理，允许用户跨越现有的网络边界使用和管理他们的业务。下一代网络使用虚拟归属环境和开放业务体系架构实现移动性的支持。虚拟归属环境是一个可携带性概念，它允许用户携带其个人业务参数（包括可选业务、接口参数等）在网络间漫游，而与用户所使用的终端、所在的位置、所处的网络无关。下一代网络具有标准的、开放的接口（），开放业务体系架构提供了一个可扩展、可升级的体系，为业务提供商的新业务创建了一个开放的环境，同时允许用户快速定制多样的业务。,（7）全分组化除传统电话网为电路交换之外，目前的业务网基本上是分组业务网。在电路交换网中，一条物理连接只支持一条电路，只能完成一项业务通信，为了获得多项业务

14、，一个用户必须拥有多条电路，或采用中间节点作为业务交换节点，这是极其不方便和不经济的。而在分组交换网中，一条物理连接可支持多条虚电路，能同时完成多项业务通信。下一代网络充分考虑到分组交换网的多业务优势，因此，其业务网采用全分组的业务网。综上所述，不难看出，下一代网络是业务驱动型的网络，由于业务与控制的分离，它能够独立于网络迅速提供各种增值业务，其业务具有以多媒体特性为主、开放性、移动性、个性化、智能化等多方面的特点。下一代网络业务的提供需要基于完善的网络结构，其发展是一个渐进的过程，依赖于人们对业务的需求和驱动。随着下一代网络商用体系的建立和投入使用，下一代网络的业务将能够提供更可靠的安全和服

15、务质量保证，个性化、虚拟化的业务、多媒体业务等也将更加丰富和成熟。,12.2.4 NGN的网络发展策略,网络建设模式 从目前网络向NGN网络的过度，可采用分步建设策略。第一步小规模商用试验网建设。第二步在商用实验网的基础上，采用分域处理话务呼叫控制方法，将全国分成多个域，每个域内设立软交换设备和分布式网关，分地域全网开展规模运营，每个区域有一套或多套软交换设备提供网络业务，负责维护域内路由数据。第三步在前两个阶段网络运营取得成功的基础上，结合软交换技术，充分利用运营商网络资源，实现基于软交换技术的NGN网络规模建设，最终形成NGN网络。,2.网络互通方式 在NGN的建设过程中，实现与原有网络的

16、互通方式包括：（1）NGN与PSTN/ISDN/GSM/CDMA的互通（2）NGN与七号信令网的互通（3）软交换网络与现有智能网的互通,12.2.5 NGN存在的问题,组网方式 在技术和实践方面都有待进一步的探索。2.协议兼容性 软交换的协议尚未做到兼容性，标准还在发展之中。3.应用程序接口（API）基于开放的业务平台，采用标准的API接口为网络运营商提供新业务开创了美好的前景，但相应的产品仍在探索和研发之中。4.业务开发 5.网络QoS,12.2.6 三网融合,三网融合即电话交换网、因特网及有线电视网的有机网融合。其本质是建成国家信息高速公路，实现网络从传输、接入到交换各个层面的宽带化。其表

17、现为业务层互相渗透，应用层使用统一的通信协议，网络层互连互通技术上趋向一致。这可以从如下几方面体现。,传统的电信网（电话网）是以语音业务为主进行优化设计的，以SDH时分复用传输系统为基础，用程控交换机实现电路交换。有线电视网CATV是以传输电视节目为主的单向广播式网络，其入户带宽优势是传统电信网所无法比拟的。,1.为什么要实现三网融合,计算机网的连接方式和它所能提供的业务，在上述两种极端的情况之间实现了所有的可能。IP技术是一种面向非连接的分组/包交换网络技术，它对通信资源的利用率远远高于传统的基于电路交换的通信网络技术，通信费用也低得多，其最成功和最伟大的应用是Internet。,光因特网是

18、一种比较适合多网长期共存环境的组网方案。光因特网最大的优点之一是可以适应IP数据业务的不对称性（不同波长上的数据速率可以不同）。另一特点是光纤环的两侧都能使用，使路由可获得全部带宽，在传大批量的突发数据时就不需要缓存，只有当光纤断裂时才会发生分组丢失。,2.三网融合与光因特网,光因特网与光ATM比较的好处是，它避免了ATM网的高度复杂性，带宽利用率较高，管理成本较低。三网融合与宽带接入1宽带接入在三网融合中的地位和作用2合理发展建设宽带接入（1）充分利用已有的铜线资源。我国铜缆已有相当规模，国家为此付了巨大投资，若不考虑需求对铜缆完全改造，会因投资大而造成浪费。,（2）注重窄带接入网向宽带接入网的平滑过渡。宽带接入网建设层次主要有:一是物理媒介层，主要应是光纤，应发展光纤接入网；二是传输通道层，从目前技术发展来看，应先取SDH和ATM；三是具体应用的接入设备，应根据技术发展情况加以选用。,（3）规划好接入网的布局将接入网分为主干层、配线层和引入层三层，这样有利于接入网的规划和建设。（4）注重在光纤接入网中逐步实现电信网和CATV网的融合电信网和CATV网的拓扑结构不同，传输的业务也不同，但随着技术的发展，在宽带接入上可以联合建设，逐步融合。,