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电信网络技术发展的主要热点问题及趋势探讨

2/14/2005来源:电信网络人气:6954

中国电信研究院副院长赵慧玲


  一、NGN网络架构及演进的研究

  电信网络的发展趋势是在分组化的ip平台上提供丰富的、多样化的业务。国际各标准组织开始NGN标准化的研究,随着这种趋势的日益明显,市场对于全球性的NGN标准提出了非常迫切的要求。目前国际NGN标准的研究重点之一是在NGN的体系架构和网络演进等方面。

  1.NGN的体系架构(IMS)

  NGN的体系架构目前讨论最多的是网络融合架构,欧洲TISPAN计划将NGN架构描述为4个网络子系统,即IMS多媒体子系统、PSTN、ISDN仿真子系统、基于RSTP的流媒体子系统和其他多媒体子系统。ITUFGNGN将其进行了相应的修正,在此基础上2004年12月会议继续补充了NASS和RACE功能。

  IP多媒体子系统(IMS)为NGN接入网和终端提供基于SIP的业务,包括多媒体会话业务、集群信息定购等。

  PSTN、ISDN仿真子系统是从与IP网络通过网关相连的传统终端的角度模拟PSTN、ISDN,它保证PSTN、ISDN业务的可用性和同一性,使得用户感觉不到他们并未与PSTN、ISDN直接相连。PSTN、ISDN仿真子系统与IMS在逻辑上是分离的,其技术上的不同点在于前者是基于H.248和SIP-I的,而后者是基于纯SIP的。值得注意的是,两者只是在概念上的分离,不同子系统的功能实体可能在同一物理节点上实现。

  网络附属子系统(NASS)提供IP地址分配(如利用动态主机配置协议DHCP)、IP层认证、基于用户轮廓的网络接入鉴权、基于用户轮廓的接入网络配置、IP层位置管理等功能。

  资源和准入控制子系统(RACS)提供准入控制和网关控制功能。准入控制即依据用户轮廓、运营者策略和资源可用性进行准入决定;网关控制包括网络地址和端口转换、DSCP标记等。

  2.网络演进

  NGN的网络演进目前引起了广泛的关注,固网演进是否适于采用IMS的架构,IMS(IPMultimediaSubsystem)是3GPP在Release5版本提出的支持IP多媒体业务的子系统,它的核心特点是采用SIP和与接入的无关性,目前IMS支持2G和3G的移动接入方式,还不能支持固定接入方式。在网络融合的发展趋势下,3GPP、ETSI和ITU-T都在研究基于IMS的网络融合方案,目的是使IMS成为基于SIP会话的通用平台,同时支持固定和移动的多种接入方式,实现固网和移动网的融合。但目前相当多的运营商面临的问题是如何将传统基于电路的PSTN演进到基于分组技术的NGN中。尽管IMS可能成为NGN的重要组成部分,但是这种模式并不是很容易能够迅速进行商业化的部署,特别是移动网络和固定网络的差异也使为移动网络设计的IMS的推广造成了一些不确定的影响。

  目前,以欧洲ETSI为代表的TISPAN计划提出了基于IMS的体系架构是NGN的主体架构,认为IMS代表了NGN网络发展的方向。IMS系统采用SIP进行端到端的呼叫控制,这就为IMS同时支持固定和移动接入提供了技术基础,也使得网络融合成为可能。但是由于基于IMS的网络融合的研究刚刚开始,技术上还不够成熟稳定,其标准化工作也相应地成为了目前研究的重点。虽然ITU、3GPP、TISPAN都已经确定了IMS作为NGN的基础框架,但很多网元和接口的功能还需要进行增强或修改;此外,目前标准组织的活动还处于功能需求的研究阶段,实现这些功能的流程、消息及参数还需要具体的规范定义。从产品的开发看,虽然国内外主流厂商都在进行IMS产品的开发,但受到标准进程的限制,目前的产品仅能支持IMS的某些应用,并非完整意义上的IMS网络产品,不能够满足运营商大规模建网的需求。对于运营商而言,基于IMS的网络融合方案可以使其基于统一的核心网络为固定和移动用户提供相同的业务,相对固网和移动网的核心网并存的网络架构,不仅可以减少网络结构的复杂度,也应该可以降低网络的运维成本,但是同时也对网络的运营和管理提出了挑战,运营商需要针对网络融合的新架构研究相应的管理对策。IMS将来如何提供统一的业务平台,标准乃至商品的成熟性等问题仍有待进一步的探讨和解决。

  在2004年12月ITUNGN会议上,大会同意启动基于呼叫服务器(软交换)的网络演进的标准化研究。ITUFGNGN也在2004年6月启动了PSTN演进的研究,提出了基于呼叫服务器(软交换)的PSTN演进方案和示例。

  二、以开放体系架构和基于分组传送为主要特征的软交换技术

  软交换技术是近年发展起来的一种新的呼叫控制技术,已经逐渐成为电路交换向分组交换演进的主流技术。从技术发展趋势来看,电路交换将向以分组技术为基础的软交换演进,但在相当长的时间内电话交换网仍将与软交换网络共存。实践证明,软交换技术趋于成熟,达到了组建商用网络的技术条件。采用软交换技术实现电路交换向分组交换演进是电话网发展的重要技术举措。

  软交换技术从1997年开始发展,正在逐步从试验阶段走向商用阶段,并在国内外得到应用。总体上看,美国的运营商要领先于欧洲,新兴运营商要积极于传统运营商。目前,美国的Verizon公司、SPRint公司、加拿大的BELLCANADA、英国的BT等公司已经开始引入软交换系统并开展业务。国内运营商也陆续开始利用软交换系统提供业务。随着竞争的日益激烈和多样化、个性化业务需求的不断增加,软交换技术已经成为运营商实现综合业务经营、向不同业务领域渗透的重要技术手段。

  软交换业务提供方式有三种:由软交换设备提供PSTN基本业务及补充业务;采用SIP应用服务器或Parlay应用服务器来提供运营商自营的新型业务;利用PARLAY应用服务器通过第三方提供业务,此种方式仍处于探索阶段,应进一步深入研究和实践。

  在语音网络引入软交换技术应认真研究引入的策略和不同厂家业务平台的互通。

  三、基于MPLS、逐步引入IPv6,确保安全和多业务能力的数据技术

  1.MPLS技术

  基于MPLS的IP网络技术是目前国内外主流运营商的一致选择。从今后的整体网络定位和业务发展趋势来看,逐步向网络边缘扩展的MPLS是面向传统和新型业务的核心承载技术,是实现网络融合的统一基础承载平台。随着技术及应用的发展,需要在MPLS网络中逐步部署MPLSOAM功能。MPLS主要用来提供成熟的BGP/MPLS方式的三层VPN和Martini方式的二层VPN业务。在全网统一的策略前提下,以DiffServ模式结合多种节点QoS保证技术,逐步实现IP网络业务的分类控制,满足关键业务及用户对网络传送的带宽、时延和抖动等性能要求;业务控制协议以COPS和RADIUS协议为主。

  在全网统一策略的前提下,IP网络以DiffServ模式为主,结合多种节点QoS保证技术,逐步实现业务的分类控制,用来满足关键业务及用户对网络传送的带宽、时延、抖动等性能要求。业务控制协议以COPS和RADIUS协议为主。中国电信正在积极打造基于MPLS技术的精品网络,为实时业务保证服务质量和企业客户提供优质的服务.

  2.IPv6技术

  IPv6相关技术本身已经基本成熟,全球IPv6地址的分配正在加速。各运营商正在积极研究向IPv6的过渡策略。并充分利用宽带用户快速发展的契机,使新增的IP城域网/接入网设备具有IPv6的能力。同时将继续探索IPv6特色业务和所需的业务平台。

  国内外对于IPv6的关注已经上升到了相当的高度,对IPv6的各项研究和实现已经展开。华为、中兴、思科和Juniper等厂商已经开发出了面向IPv6网络的路由器产品,日本KAME、微软、IBM、SunMicrosystems、Trumpet、Hitachi等公司,分别研制开发了不同平台上的IPv6系统软件和应用软件。日本目前是全球拥有IPv6地址最多的国家,NTTCom和KDDI等主要日本运营商现在几乎都提供了IPv6业务。

  欧洲国家对IPv6发展极为重视,主要原因在于欧洲在移动通讯领域已经掌握了先机,即将到来的3G时代更让他们看到了在未来网络经济中与美国并驾齐驱的希望。要将这一希望变为现实,IPv6统治地位的早日确立就成为关键中的关键。为了抓住这一发展的契机,欧洲的各大厂商和运营商都对IPv6寄予了厚望并全力推广和研究IPv6,如诺基亚、爱立信、BT等公司一直都是IPv6研究方向的主要引导者。

  美国是互联网的发源地,以IPv4为基础的互联网成就了美国新经济的巨大发展,“911”后,美国为了防止恐怖分子对网络的袭击,迅速采用增强安全性的网络协议,开始大力推动IPv6的发展,其中重要的一条是IPv6的安全性要比IPv4高。并且在美国也有了IPv6的商用网,目前美国国防部已经开始正式的IPv6试验工作,并计划在2010年前将所有的军用装备替换成支持IPv6的设备。

  在国内,最早进入IPv6领域的是CERNET,在国内教育网范围内组建了IPv6试验床。在政府方面,由国家发展改革委员会牵头,联合工程院、科技部、教育部、信息产业部和自然科学基金会等部门启动了中国下一代互联网项目CNGI,以促进IPv6在中国的普及,该项目既是一个科技开发项目,也是一个试验示范工程项目。台湾省于2002年8月起开始启动“e-Taiwan计划”,其中明确制定了互联网从IPv4过渡到IPv6的日程表,即到2007年全部更换为IPv6。其目标是到2008年,台湾省的互联网将全面过渡到IPv6。

  作为国内最大的电信运营商之一,中国电信集团公司积极进行关于下一代网络的研究与试验。通过研究IPv6及相关技术,为中国电信制定长远的NGI/NGN发展策略提供了决策依据,避免在战略政策的制定上陷入误区。另外,通过深入的研究和广泛的实验,为中国电信建设下一代网络进行技术储备和提供技术支持。目前Internet正以令人难以预料的速度在膨胀,据统计平均每年Internet的规模都扩大一倍,当前推动Internet发展的动力是日益成熟的个人电脑市场。更高的性能和更低的价格使得个人电脑市场成为Internet发展的巨大引擎,这是在Internet发展初期所没有预料到的情况。尤其值得注意的是,Internet下一阶段发展的动力将不仅仅只是个人电脑市场,而是由多个市场共同推动,如个人移动计算设备、网上娱乐服务、网络设备控制、家电等等。此外,终端的非PC化,特别是各类传感器的导入,将使网络无所不在。而与之不相适应的是,Internet当前使用的IP版本IPv4正因为各种自身的缺陷而举步维艰。在IPv4面临的一系列问题中,IP地址即将耗尽无疑是最为严重的,有预测表明,以目前Internet发展速度计算,所有IPv4地址将在2005~2010年间分配完毕。尽管使用NAT技术、CIDR技术在一定程度上延缓了IP地址的紧张局面,但是移动通信技术的发展对IP地址空间提出了更大的需求,引入并采用新的地址方案势在必行。同时多媒体数据流的加入,对数据流真实性的鉴别以及出于安全性等方面的需求都迫切要求新一代IP的出现。

  3.城域以太网技术

  城域以太网是采用以太网技术作为用户网络接口(UNI)的城域网,可运行于裸光纤、SDH、DWDM、MSTP和MPLS等多种传送方式之上。

  针对以太网技术缺少QoS保障和统一的网管能力等问题,以太网论坛(MEF)主要从4个方面开展研究工作:城域以太网的架构;城域以太网提供的业务;城域以太网的保护和QoS;城域以太网的管理。城域以太网作为一种全新的网络架构,可以更好地利用传统网络,保护既有投资。

  城域以太网技术在城域网建设中越来越引起重视,下一步的标准化工作内容包括:进一步标准化以太网业务参数和相关属性,定义运营商级的基于以太网的城域传送技术,定义以太网电路仿真以及城域以太网的EMS和NMS。

  城域以太网具有两个发展方向:一是以太网技术向下与SDH结合,利用SDH的管理能力、故障保护等能力提升以太网的组网能力和性能,此方向有代表性的是MSTP技术;二是保持以太网的底层特征,利用上层的智能技术来补充以太网相关能力的不足,此方向有代表性的是MPLS技术。

  4.终端

  网络的发展是为业务服务的,而业务的提供需要通过终端加以实现,我们必须为下一代网络提供新型终端,包括智能型终端、具有移动性的终端。目前终端的单调和业务功能的不统一,导致了用户对新网络业务接受的缓慢,导致了在基础核心网络部署后网络之上新型增值业务的发展缓慢和推广困难。因此,对于网络终端的革新、实现融合多种功能的统一业务终端势在必行。

  5.视讯

  电信运营商目前可提供的视讯业务在总体上分两大类:一是以客户/服务器模式服务提供内容服务为基础的,以VOD等为服务形式的狭义流媒体服务,如VOD视频点播、IPTV和远程教育等;另一是以点到点或多点视音频通信为主要服务形式的视讯会议、远程医疗、远程教育等服务。二者都应属于广义流媒体(或多媒体)的范畴,与电视、电影等传统的视音频节目最大的区别在于可以提供交互式服务形式(优势所在)。此外,还有一些如远程视频监控、视频检索等介于以上两者之间的服务。

  VOD流媒体等服务主要应用于家庭教育、娱乐、游戏等,需要有内容提供商。视讯会议类服务主要应用于大客户、VIP用户以及普通家庭用户的团体和个人间的视音频通信。

  随着视频编解码技术、大规模集成电路技术以及软件技术的飞速发展,随着视听多媒体通信框架(H.320、H.323等)的不断成熟,影响视讯业务发展的技术壁垒逐渐消除,单位服务成本逐渐下降。

  多媒体视讯业务在宽带业务中是非常重要的应用,从用户通信需求的角度讲,通信的“可视化”是一个必然的发展趋势。当前IP视讯技术主要集中在视音频编解码技术、视听多媒体框架和视频通信业务平台等方面。

  但总体上讲,视讯业务发展还处于培育期,在业务开展模式、业务盈利模式等方面还处于摸索阶段。


----《通信世界》