作者：gnuhpc
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1.NGN產生的背景和需求：

a.通信網發(fā)展：

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

GSM移動通信網結構

智能網體系結構

·        SCF：業(yè)務控制功能

·        SDF：業(yè)務數據功能

·        SMF：業(yè)務管理功能

·        SMAF：業(yè)務管理接入功能

·        SSF：業(yè)務交換功能

·        CCF：呼叫控制功能

·        SRF：特殊資源功能

·        SCEF：業(yè)務生成環(huán)境功能

下一代開放的電信網絡構架：

b.計算機網絡發(fā)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(yè)務應用的融合。

技術推動力

·        數字技術的迅速發(fā)展和全面采用

·        大容量光纖通信技術的發(fā)展

·        軟件技術的發(fā)展為三網融合提供了實現手段

·        IP協議的普遍采用為三網融合提供了統(tǒng)一的傳送協議

d.未來業(yè)務需求：

·        傳統(tǒng)電話網對日益增長的數據業(yè)務不堪重負

·        人們希望IP網能傳送數據、語音及更多新業(yè)務

2.基本概念

a ）概念：NGN是一個具有豐富內涵的術語，涵蓋了目前網絡發(fā)展的多個領域：

·        以ASON為主的下一代光網絡

·        以IPv6和MPLS為主的下一代因特網

·        以軟交換和IMS為主的下一代交換控制網

·        以3G和B3G為主的下一代移動網

·        下一代業(yè)務網、下一代接入網、下一代管理網，……

NGN是一個能夠利用多種寬帶和具有QoS能力的傳送技術提供電信業(yè)務的基于分組的網絡。在NGN中，業(yè)務相關功能(service-related functions)獨立于底層傳送相關技術(transport-related technologies) 。該網絡允許用戶不受限地接入網絡，自由地選擇服務提供商和/或業(yè)務。NGN支持通用移動性(generalized mobility)，從而能夠向用戶提供一致的、無處不在的業(yè)務。

b）最終目標： 
實現在任何時間(Whenever)、任何地點(Wherever)、以任何方式(Whatever)和任何人(Whoever)進行通信，是未來融合網絡發(fā)展的方向。

c）總體特征：

·        基于分組的網絡：利用分組交換技術的靈活性傳送不同帶寬和QoS需求的業(yè)務

·        采用分層的體系結構：業(yè)務功能與傳送功能相分離，控制、承載、會話、業(yè)務相分離，接口逐漸開放和標準化，業(yè)務相關的功能與底層的傳輸技術無關，便于各層技術的獨立發(fā)展

·        業(yè)務驅動的網絡：NGN的終極目標是實現業(yè)務的快速有效提供和使用

·        融合異構的網絡：通過核心的分組交換技術實現對各種傳統(tǒng)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(yè)務的目標

·        各種不同的識別機制，可以解析到IP地址

d）提供能力要求

·        提供創(chuàng)建、部署和管理各種可能業(yè)務的能力：各種媒體類型業(yè)務、各種帶寬要求業(yè)務、會話型業(yè) 務、消息型業(yè)務、數據傳送業(yè)務、實時和非實時業(yè) 務、客戶定制業(yè)務、第三方提供的業(yè)務等等。

·        業(yè)務與傳輸無關：業(yè)務功能與傳輸功能之間有明確的區(qū)分，它們的演進相互獨立，業(yè)務提供獨立于網絡和接入類型。

·        功能實體之間通過標準接口進行通信的能力。

·        支持傳統(tǒng)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(yè)務遷移能力

·        支持通用移動性Generalized mobility: 允許用戶或者其他移動實體不管位置是否變化，所處的接入技術環(huán)境是否變化，都具有通信和接入業(yè)務的能力。業(yè)務可用性的程度可能取決于幾個因素，包括：接入網的能力、用戶的歸屬網絡與拜訪地網絡(如果適用)之間的業(yè)務等級協議等等。移動性包括具有或者不具有業(yè)務連續(xù)性的通信能力。

3.基本架構

對比與傳統(tǒng)通信網：

VS  

允許網絡運營商從不同的制造商那里購買最合適的網絡部件構建自己的網絡，而不必受制于一家公司的解決方案。

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

基于軟交換的NGN體系結構的核心思想：軟交換是NGN的控制功能的實現，它為NGN提供實時性業(yè)務的呼叫控制和連接控制功能，是NGN呼叫與控制的核心。軟交換技術作為業(yè)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，通過軟件方式實現原來交換機的控制、接續(xù)和業(yè)務處理等功能，各實體之間通過標準的協議進行連接和通信，便于在NGN中更快地實現各類復雜的協議及更方便地提供業(yè)務。

功能實體基本功能有：

·        軟交換設備：呼叫控制、協議功能、業(yè)務提供功能、業(yè)務交換功能、操作維護功能、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、受控操作功能、管理和統(tǒng)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，以便使信令能夠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(fā)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：為用戶提供各種業(yè)務

二者比較 

·        相同點：基本技術都是基于IP分組網絡,都實現了控制與承載的分離;大部分的協議都是相似或者完全相同的;許多網關設備和終端設備甚至是可以通用的。

·        不同點：總體區(qū)別主要是在網絡構架上,軟交換體系側基于主從控制(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(tǒng)/終端側統(tǒng)一采用基于IP承載網的SIP協議,體現出與接入網的獨立性,并天生支持移動性管理并且具有一定的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(yè)務相關數據的功能，提供控制和管理業(yè)務資源和網絡服務以支持用戶業(yè)務和應用的功能。用戶業(yè)務可以由業(yè)務層的多個子層來實現NGN業(yè)務層只關心在對等實體之間操作的應用和業(yè)務。從體系結構的角度來看，業(yè)務層的每一子層都可以有自己的用戶、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，這些被攜帶的數據可以是用戶信息、控制信息和管理信息，在傳送層實體之間可能建立動態(tài)或靜態(tài)的關聯來控制和管理信息傳送。NGN傳送層可以由多個子層來實現。從體系結構的觀點來看，傳送層的每一子層有它自己的用戶、控制和管理平面。

4.關鍵技術

·        軟交換和IMS技術：在核心控制層，采用軟交換或IMS提供端到端的業(yè)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(fā)展史上的一塊里程碑 
后者由3GPP提出，是對軟交換的繼承和發(fā)展，結構更清晰，功能更完整。

·        核心傳送技術：采用光傳送網和光交換網解決傳輸和高帶寬問題，采用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(yè)務提供技術：業(yè)務層API技術：Parlay/OSA API、JAIN、SIP Servlet，… 多種層次的業(yè)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(yè)務融合

附注：思考題整理

NGN的定義和主要特點是什么？

基于軟交換的下一代網絡體系結構與基于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？

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