详解下一代网络技术——NGN

　　下一代网络(NGN)是一个建立在IP技术基础上的新型公共电信网络，能够容纳各种形式的信息，在统一的管理平台下，实现音频、视频、数据信号的传输和管理，提供各种宽带应用和传统电信业务， 是一个真正实现宽带窄带一体化、有线无线一体化、有源无源一体化、传输接入一体化的综合业务网络。　　　　Internet是下一代网络的主体，IP技术是实现计算机互联网、传统的电话网和有线电视网三网融合的关键技术。随着Internet技术的发展，最终将实现计算机互联网、电话网(PSTN)和有线电视网实现三网融合。　　　　下一代网络除了能向用户提供语音、高速数据、视频信息业务外，还能向用户方便地提供视频会议、电话会议功能，而且能像广播网一样，向有此项要求的用户提供统一的消息、时事新闻等。　　　　一、下一代网络的构成　　与传统的网络不同，NGN以在统一的网络架构上解决各种综合业务的灵活提供能力为出发点，提供诸如，“业务逻辑、业务的接入和传送手段，业务的资源提供能力和业务的认证管理等服务。为此，在NGN中，以执行各种业务逻辑的软交换(Softswitch)设备为核心进行网络的构架建设。除此之外，业务逻辑可在应用服务器上统一完成，并可向用户提供开放的业务应用编程接口(API)。因此，在NGN中业务层面和业务控制层面从传统的网络中分离出来，已成为重要的一部分(以后运营商的竞争将会集中在业务层面)。而对于媒体流的传送和接入层面，NGN将通过各种接入手段将接入的业务流集中到统一的分组网络平台上传送。另外重要的一点就是NGN强调网络的开放性，其原则包括网络架构、网络设备、网络信令和协议　　　　分组化的、开放的、分层的网络架构体系是下一代网络的显著特征。业界基本上按业务层、控制层、传送层(媒体层)、接入层四层划分,各层之间通过标准的开放接口互连。　　　　业务层：一个开放、综合的业务接入平台，在电信网络环境中，智能地接入各种业务，提供各种增值服务，而在多媒体网络环境中，也需要相应的业务生成和维护环境。在NGN中，业务层由一系列的业务应用服务器组成,提供各种各样的业务控制逻辑，完成增值业务处理。同时提供开放的第三方接口，易于引入新型业务。　　　　控制层：主要指网络为完成端到端的数据传输进行的路由判决和数据转发的功能，它是网络的交换核心，目的是在传输层基础上构建端到端的通信过程，软交换(Softswitch)将是下一代网络的核心，体现了NGN的网络融合思想。　　　　传送层：面向用户端支持透明的TDM线路的接入，在网络核心提供大带宽的数据传输能力，并替代传统的配线架，构建灵活和可重用的长途传输网络，一般为基于DWDM技术的全光网。传送层独立于业务控制提供QoS保证的分组化大容量骨干传送平台。　　　　接入层：在用户端支持多种业务的接入，提供各种宽窄带、移动或固定用户接入。接入设备应能向上连接高速传输线路，向下支持多种业务的接口。　　　　二、下一代网络中的媒体网关　　媒体网关在NGN中扮演着重要的角色，如果说软交换是NGN的”神经“，应用层是NGN的”大脑“，那么媒体网关就是NGN的”四肢“，任何业务都需要媒体网关在软交换的控制下实现。　　　　1.媒体网关的主要功能　　　　在相关的标准(如H.248、MGCP)中，媒体网关被定义为是将一种网络中的媒体转换成另一种网络所要求的媒体格式。如媒体网关能够在电路交换网的承载通道和分组网的媒体流之间进行转换，可以处理音频、视频或T。120，也具备处理这三者任意组合的能力，并且能够进行全双工的媒体翻译，可以演示视频/音频消息，实现其他IVR功能，同时还可以进行媒体会议等。　　　　媒体网关主要涉及的功能如下。　　　　(1)用户或网络接入功能　　　　媒体网关负责各种用户或各种接入网络的综合接入，如普通电话用户、ISDN用户、ADSL接入、以太网用户接入或PSTN/ISDN网络接入、V5接入和3G网络接入等。总之，媒体网关设备是用户或用户网络接入核心媒体层的”接口网关“。 　　(2)接入核心媒体网络功能　　　　媒体网关以宽带接入手段接入核心媒体网络。目前接入核心媒体网络主要通过ATM或IP接入。ATM是面向连接的第2层技术，具有可靠的业务质量(QoS)保证能力，IP则是目前应用广泛的第3层技术。　　　　(3)媒体流的映射功能　　　　在NGN中，任何业务数据都被抽象成媒体流，媒体流可以是话音、视频信息，也可以是综合的数据信息。由于用户接入和核心媒体之间的网络传送机制的不一致性，因而需要将一种媒体流映射成另一种网络要求的媒体流格式。但是由于业务和网络的复杂性，媒体流映射并不是简单的映射，它涉及到媒体编码格式、数据压缩算法、资源预约和分配。特殊资源的检测处理。媒体流的保密等多项与媒体流属性相关的内容。此外，对不同的业务特性又有其特殊的要求，如话音业务对回声抑制、静音压缩、舒适噪音插入等有其特别要求。　　　　(4)受控操作功能　　　　媒体网关受软交换的控制，它绝大部分的动作，特别是与业务相关的动作都是在软交换的控制下完成的，如编码、压缩算法的选择，呼叫的建立、释放、中断，资源的分配和释放，特殊信号的检测和处理等。媒体网关和软交换之间的特殊关系决定了它们之间控制协议的重要性，MGCP和H.248就是软交换和媒体网关之间的控制协议。MGCP由IETF定义，实现相对简单，早期应用比较多，但目前的趋势则是转向了由ITU-T定义的H.248标准(可以说H.248是IETF与ITU-T结合的标准，IETF中叫MEACO)。　　　　(5)管理和统计功能　　　　作为网络中的一员，媒体网关同样受到网管系统的统一管理，媒体网关也要向软交换或网管系报告相关的统计信息。　　　　　　2.媒体网关的分类　　　　从设备本身讲，媒体网关并没有一个明确的分类，因为媒体网关负责将各种用户或网络综合接入到核心网络，但并不是说任何一个媒体网关设备都要支持所有的接入功能。媒体网关同样要遵循开放性原则，未来的NGN中的媒体网关都要受到软交换系统的统一控制。根据媒体网关设备在网络中的位置，可以将其分为如下几类。 　　　　(1)中继媒体网关　　　　主要针对传统的PSTN/ISDN的中继媒体网关，负责PSTN/ISDN的C4或C5的汇接接入，将其接入到ATM或IP网络，主要实现VoATM或VoIP功能。　　　　(2)综合接入媒体网关　　　　综合接入媒体网关负责各种用户或接入网的综合接入，如直接将PSTN/ISDN用户，Ethernet用户、ADSL用户或V5用户接入。这类综合接入媒体网关一般放置在靠近用户的端局，同时它还具有拨号Modem数据业务分流的功能。　　　　(3)小区或企业用媒体网关　　　　从目前的情况看，放置在用户住宅小区或企业的媒体网关主要解决用户话音和数据(主要指Internet数据)的综合接入，未来可能还会解决视频业务的接入。　　　　3.媒体网关与H.248/MEGACO协议　　　　MGCP是IETF较早定义的媒体网关控制协议，主要从功能的角度定义媒体网关控制器和媒体网关之间的行为，实现比较简单，没有H.248那样对包和属性的详细定义，事件交互的机制也比较简单。事件交互由一个操作和一个响应组成，对属性参数没有过多的定义。困此，MGCP具有实现简单等特点，但其互通性和支持业务的能力受到限制。　　　　H.248/MEGACO因其功能灵活、支持业务能力强而受到重视，而且不断有新的附件补充其能力，是目前媒体网关和软交换之间的主流协议，目前国内通信标准推荐软交换和媒体网关之间应用H.248协议。　　　　H.248和MECIACO在协议文本上相同，只是在协议消息传输语法上有所区别，H.248采用ASN。1语法格式(ITU-T X。680 1997)，MEGACO采用ABNF语法格式(RFC2234)　　　　下一代网络要取得成功，离不开各种媒体网关的综合业务接入能力和在软交换系统控制下实现具体业务的能力，NGN技术以业务为核心展开，而业务关系到各个方面的问题，媒体网关设备只是这些业务链条中重要的一个环节。从某种程度上讲，媒体网关与软交换系统的配合决定着下一代网络的网络体系架构。　　　　三、下一代网络中的软交换　　软交换要求把呼叫控制功能从媒体网关(传输层)中分离出来，通过软件实现连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和生成呼叫详细记录等功能，把控制和业务提供分开。软交换提供了在包交换网中与电路交换相同的功能，因此，软交换也称为呼叫代理或呼叫服务器。　　　　软交换是与业务无关的，它是在基于IP的网络上提供电信业务的技术。在电路交换网中，呼叫控制、业务提供以及交换矩阵均集中在一个系统中；而软交换的主要设计思想是业务、控制与传送、接入分开，各实体间通过标准协议进行连接和通信，能够更灵活地提供业务。即软交换是基于软件的分布式交换/控制平台，它将呼叫控制功能从网关中分离出来，从而可以方便地在网上引入多种业务。　　　　1.软交换的网络结构及实现　　　　软交换主要处理实时性业务，包括语音、视频和多媒体等业务，它可用于IP网、ATM网等数据通信网，也可用于电路交换网络。软交换用在IP网上是很自然的，因为IP网的呼叫控制与承载连接是分开的。从应用来说，软交换主要是应用在IP网上的。　　　　软交换的实现是通过网关发出信令，控制语音和数据业务的互通。信令网关(SG)将SSN7信令转换成IP信令或根据通信要求发出IP信令控制媒体网关的数据通信，媒体网关(MG)负责电话交换网的PCM流与IP网络的数据包的转换。SG和MG都要受到媒体网关控制器/呼叫代理(MGC/CA)的控制，这里，SG、MGC/CA及其附属的数据库和完成的功能就是软交换。　　　　媒体网关用来处理电路交换网和IP网的媒体信息互通。在H.248协议中，MG实体完成不同网络间不同媒体信息的转换。H。323协议中