宽带网技术和业务发展趋势

近年来，ITU-T(国际电信联盟电信标准化部分)开展了对下一代网络(NGN)的研究，欧共体的IST(信息社会技术)计划中也开展了下一代网络倡议(NGN Initiative)研究，而IETF则继续开展提高互联网能力的研究。2001年5月，ITU-T召开了“未来网络演化”学术会议讨论NGN的发展，在小组讨论中形成如下共识：未来方向是发展全分组的网络基础设施，实现电信和广播的融合；ITU-T将沿着全球信息基础设施(GII)已经确立的GII原理和框架(Y.110、Y.130)继续向前发展。GII是一个很宽的框架，它包容了电信网络各个演化阶段的网络(从N-ISDN到NGN)，并使它们能够互通。Y.110明确了GII是计算机、通信和广播3种技术的交汇区。

　　ITU提出，NGN更着重于电信网络的演化，如果从更高的角度看，不应将NGN看成今天哪一种网络简单的发展和延伸。如果将电信的NGN称为狭义NGN的话，那么广义NGN将是基于IP的三网融合产物。NGN不仅能提供今天三网所能提供的各种业务及其延伸，还将具有网络融合后产生的新功能。此外，NGN还将实现固定和移动网络的融合。

　　在网络的体系结构方面，NGN将从今天的IP网演进形成：首先是网络的IP化，从终端、接入网、城域网到广域网都将实现IP化；进一步的改进是IP网的结构，开发新协议以满足NGN的要求。可以说，今天的宽带网就是未来下一代网的雏形。

　　1 NGN是三网融合的产物

　　三网融合的第一步是采用统一的IP核心网。今天的电信(包括固定和移动)网、计算机数据网和广播电视网是互相独立的，各有自己的网络和服务运营系统。在NGN中，将形成统一的IP核心网，各种业务只是接入媒体和方法不同，内容和应用服务也是统一的。NGN不仅能够提供今天三网所能提供的各种业务及其延伸，还将出现很多三网融合的新业务，如宽带交互新媒体、功能丰富的新一代IP电话等。

　　2 NGN将实现固定和移动网络的融合

　　今天的蜂窝无线移动通信系统(包括2G、2.5G和3G)，拥有自己专门的接入、核心网络和交换传输设备。在NGN中，固定和移动通信仅仅是接入方法不同。图1给出固定和移动通信采用统一的IP核心网示意图。固定网xDSL等宽带接入、移动GSM和3G(UMTS)、无线局域网(WLAN)以及数字音、视频广播(DAB和DVB)均使用统一的IP核心网，各种服务只是接入媒体和方法不同。图2给出了各种接入层的特点以及当用户移动时的越区切换要求。

图1 固定和移动统一的IP核心网

图2 各种接入层

　　3 IP化的网络基础设施

　　NGN是从现有IP网的基础上演化产生的。随着10GE标准的制订和智能光网的发展，目前电信网络正在向端到端的以太网方向演化(如图3所示)。

图3 端到端的以太网

　　核心智能光网使用GMPLS(广义多协议标签交换)协议提供以太网路径，通过边缘路由器连接以太网城域网、接入网和社区网，实现端到端的以太网。这种全IP的传输网络将成为NGN传输网络的基本形态。

　　在蜂窝移动通信方面也正在经历类似的IP化的过程。从图4可见，不论WCDMA或cdma2000,都将从开始的电路交换话音、ATM核心网向IP核心网、IP电话、IP无线接入网方向逐步演化，最终实现端到端的IP。

图4 无线移动通信的IP化演化进程

　　4 从IP网向NGN演化

　　目前的IP并不能完全满足NGN的要求,必须在结构和协议上进行改进和演化。下面首先讨论NGN对网络性能的要求，这大概可以归纳成以下几点：

• 端到端的服务质量(QoS)；
• 服务的快速布设和可移植性；
  
• 任意时间、地点和场合的宽带接入；
  
• 业务驱动：根据业务选路，分配网络资源，按照服务级协议(SLA)协议保证QoS按照不同费率计费；
  
• ?支持多方会晤提供多业务的能力，尤其是多功能IP电话能力；
  
• 为形成宽带“生态系统”所需要的认证、授权、计费(AAA)和管理系统；
  
• 安全性。

　　而目前的IP网(即互联网)能够满足上述要求吗？目前的IP网络只能提供“尽力而为”的数据服务，服务于居民客户和职业客户，连接因特网、内部网和外部网。它主要提供两种服务：一种是集中服务，用来集中非永久连接客户(拨号)的流量送到应用服务商(ASP)和内容提供商(ICP)；另外一种是传输服务，传输站点之间永久连接用户的流量，直接连接IP网和因特网。而且它只能提供基于IPv4协议的“尽力而为”型服务，不能为不同类型业务提供区分服务，没有QoS保证，依靠过量布设避免拥塞来弥补QoS能力的不足。该网可以提供IP电话和因特网呼叫等待，但是性能不够好。因此目前的互联网必须演进，才能满足NGN宽带业务的需求。

　　5 宽带业务的“生态系统”

　　中国的宽带网络建设和宽带业务的发展经历了前一阶段“跑马圈地”的浮躁之后，开始步入稳步健康发展的轨道。运营商开始认识到发展宽带业务必须形成价值链，建立健康的“生态系统”。宽带运营商将不能只提供传输服务，其宽带业务还包括内容提供和应用服务。运营商不可能包办各种业务，必须和ICP(Internet内容提供商)、ASP等相结合，形成健康的“生态系统”。只有发挥各方面的积极性，才能创造出各种宽带内容和应用服务，形成宽带服务市场，步入健康发展的轨道。

　　中国移动短消息业务的成功证明了建立“生态系统”的必要性。中国移动和众多的ICP和ASP合作，向用户提供定制消息、聊天和游戏等各种业务。由中国移动给用户一个统一的帐单，再和各个ICP和ASP分帐。由于短消息以条计费，没有实时业务，其运行计费系统比较简单。而宽带业务则要复杂得多，必须建立业务驱动系统才能满足要求。

　　6 业务驱动

　　NGN是以业务驱动为特征的网络，它将业务从承载网中剥离出来，灵活地构建于一个统一的开放平台。由于平台的开放性和标准性，未来业务的开发者可能是运营商，也可能是第3方，从而可使业务种类得到极大的丰富。

　　NGN具有如下3个特征：

• 采用分层的全开放的网络，具有独立的模块化结构；
  
• 业务和呼叫控制完全分离；
  
• 呼叫与承载完全分离。
  

　　宽带业务主要可以分为4类：通信业务、内容业务、电子商务和社区服务。其中，通信业务要提供点到点和点到多点的对接；而其它几种业务则主要采用浏览器-服务器的Web工作模式，并需要建立一个业务平台(如图5所示)。

图5 业务平台

　　该业务平台的主要作用为在宽带网上管理和交付业务，提供各种业务模式，具体如下：

　　(1)交付业务：通过业务节点，识别用户和选择业务，建立和取消连接，执行带宽分配、QoS、接入控制策略,并提供移动性和安全性。

　　(2)业务管理，包括：即时供应租用专线、VoIP、VPN等；AAA；链路、存储链路、组播等业务保证；VLAN(虚拟局域网)管理。

　　业务驱动将智能设置在网络边缘，发展融接入集中、接入服务和边缘路由功能于一体的业务路由器，按照业务选择路由，连接需要的ASP或ICP等；并根据SLA配置网络资源，提供所需要的服务质量和认证、授权、计费系统。它可以统一支持宽带固网和无线移动业务??有线和无线以太网接入(W2E)。

　　业务驱动可以通过在网络边缘建立业务节点，设置业务路由器、业务管理中心来实现。统一的IP核心网中，共用设备支持固定以太网、WLAN和无线广域网(WWAN)等各种接入方法，提供三网融合、固定和移动相结合的宽带综合业务(如图6所示)。

图6 统一的IP核心网

　　对于通信业务则需要建立基于会晤启始协议(SIP)的信令网，先在信令网上建立通信双方或多方的会晤，再通过业务节点进行选路、分配网络资源，实现业务交付。对于电话业务来说，这就是软交换，更宽一些使它可以支持多方会晤，提供综合业务。概括起来，其作用是：以SIP协议建立信令网(控制平面)，根据用户请求在信令网上选路，连接会晤各方，通过业务节点在传输网上选路，调动、控制网络资源实现会晤。其支持多业务、多方工作，支持正在发展中的各种新业务，并统一支持固网和无线移动业务。

　　7 结束语

　　宽带网是下一代网络的雏形。NGN是在IP基础上的三网融合，也是固定网和无线移动网络的结合。发展宽带网的关键是建立健康的“生态系统”。业务驱动型的下一代网络为发展宽带业务，形成“生态系统”提供了所需的功能。这是目前宽带网络设备方面的发展重点，将形成一个规模可观的市场。

[摘要] 宽带网是下一代网络的雏形，下一代网络是在IP基础上的三网融合，也是固定网和无线移动网络的结合。发展宽带网的关键是建立健康的“生态系统”。业务驱动型的下一代网络为发展宽带业务，形成“生态系统”提供了所需的条件。

[关键词] 宽带网；下一代网；生态系统；业务驱动；会晤启始协议

[Abstract] The broadband network is the rudiment of NGN, and NGN is based on IP and derived from the convergence of three networks and is also the combination of fixed networks and mobile networks. It is key to build a favorable "ecosystem" for the development of broadband network, and the service-driven NGN just provides necessary conditions for the development of broadband network services and the establishment of an "ecosystem".

[Keywords] Broadband network; NGN; Ecosystem; Service-driven; SIP