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标题: 下一代网络（NGN）互通框架模型的探讨 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-13 16:29
标题: 下一代网络（NGN）互通框架模型的探讨
NGN和固定电话网（PSTN）、移动电话网（PLMN）、智能网（IN）、H.323 VoIP网络、互联网和3G网络等现有和未来的各种网络互通是实现网络之间无缝操作的重要方面。例如，NGN网络同PSTN、PLMN、H.323 VoIP网络、3G网络以及其他下一代网络等互通可以为用户提供端到端的业务能力；NGN网络同Internet、CATV网络等互通可以为用户提供丰富的通信内容。另一方面，通过NGN和传统网络互通，使NGN网络的逐步实现成为可能，并且使用户即能够获得丰富的NGN业务，同时又能够获得传统网络提供的业务。为了确保提供端到端业务的能力，NGN网络必须与现有的各种电信网络共存，并且必须依赖于这些网络。此外，NGN作为电信运营商电信级业务网络中的一种，尽管IP网络是一种平面模型的网络架构，但是，对于NGN网络，很难采用一种单一的或者纯平面模型的网络架构来构造该网络。在不同的运营商之间，要求将NGN网络划分为不同的控制域和管理域，而且，每一个运营商的网络也需要划分为不同等级的运营域与管理域。因此，在不同类型的网络，不同的运营商以及不同的控制域和管理域之间，构造NGN和各种网络之间的互通模型将是十分重要的。一、NGN的互通功能模型
　　NGN的互通功能模型如图1所示。

图1　NGN的互通功能模型

　　由图1可知，为了实现NGN和各种网络之间的互通，可以在不同的控制/管理域或者网络之间采用互通功能（IWF）部件来实现，在这里，IWF部件仅仅是一个逻辑概念。为了易于实现，IWF通常被映射到传输层、交换/选路层和应用层3个不同的层中，每一层根据不同的应用都有自己的IWF功能部件。因此，NGN和各种网络之间的互通将分别通过3个层面的互通来实现。另一方面，网络资源的互通也是十分重要的方面，而网络资源IWF功能部件从层中分离出来，并且，网络资源同时会对不同的层产生影响，例如，IP地址资源、IP地址分配功能和IP地址组被控制在应用相关层中，但是，依据IP地址实施的路由分配以及访问控制表（ACL）策略可以在交换/选路相关层中实现。
二、NGN和各种网络之间的互通模型
　　NGN和现有各种网络之间的互通包括NGN和PSTN、IP电话网（H.323 VoIP网络）、IN、信令网（No.7网络）、PLMN、互联网等网络之间的互通。鉴于文章篇幅所限，本文重点探讨NGN和PSTN、H.323 VoIP网络和IN网络之间的互通模型。
　　1.NGN和PSTN之间的互通模型
　　NGN和PSTN之间的互通模型如图2所示。

图2　NGN和PSTN之间的互通模型

　　由图2可知，在NGN和PSTN之间的互通功能模型中，存在信令网关（SG）和媒体网关（MG）两种逻辑实体。SG负责PSTN（例如R2，ISUP和PRI等）和NGN（例如SIGTRAN，H.323，H.248和MGCP等）之间的信令传送和会话功能。MG负责媒体传输和会话功能。在这里，软交换、SG和MG仅仅是一个逻辑实体，它们可以集成到一些物理硬件中。下面，我们分别从传输层、交换/选路层、应用层和网络资源4个层面的互通来描述NGN和PSTN之间的互通。
　　（1）传输层互通
　　由于在NGN终端和PSTN终端之间没有端到端的链路，因此，在NGN和PSTN的传输层之间不需要互通功能。在这种情况下，在对等的实体之间，不需要比特流的点对点传送，所有的流量将终结于网关，互通功能将通过各种类型的网关（例如MG和SG）实现。
　　（2）交换/选路层互通
　　交换/选路层在NGN和PSTN互通功能中是最复杂的一层，是其他层的基础，主要包括下列互通功能：
　　●不同信令协议之间的转换功能；
　　●消息和消息参数的翻译、屏蔽和过滤；
　　●消息和参数的映射；
　　●使用消息的采集；
　　●在两种方式下，不同代码类型之间的转换（例如PCM、G.723.1或G.729之间的转换）；
　　●根据不同的请求，终结不同类型的物理/逻辑链路（例如，在PSTN中，所有的链路是TDM 64Kbit/s或2Mbit/s链路，而在NGN中，所有链路是基于分组技术的）。
　　（3）应用层互通
　　在PSTN中，由于应用层构造在智能网平台上，因此，应用层互通功能参考智能网部分。
　　（4）网络资源互通
　　网络资源互通功能包括号码资源分配、QoS协商和AAA功能。
　　①号码资源分配：在NGN中，不是所有的主叫/被叫用户都由通用资源识别码（URI）来标识，有一些用户使用E.164编码模式，例如通过接入网关（AG）或者综合接入设备（IAD）接入的普通电话用户（POTS），软电话用户和H.323 VoIP用户。为了有效地实现NGN与PSTN网络的互通，对于NGN而言，拥有号码资源的分配能力是非常必要的，这种能力可以依赖于一个与传统的操作系统互连的实际操作平台。
　　②QoS协商：在NGN和PSTN之间不需要QoS协商。
　　③AAA功能：对于认证、授权和计费功能，无论是由PSTN发起呼叫，还是由NGN发起呼叫，不需要双方认证和计费。
　　2.NGN和H.323 VoIP网络之间的互通模型
　　NGN和H.323 VoIP网络之间的互通模型如图3所示。我们将从传输层、交换/选路层和网络资源3个层面的互通来描述NGN和H.323 VoIP网络之间的互通。

图3　NGN和H.323 VoIP网络之间的互通模型

　　（1）传输层互通
　　NGN和H.323 VoIP网络都基于分组网络，媒体链路端到端的信道由呼叫信令创建和控制，并且同基于分组网络（ATM，MPLS或IP等）的相关承载协议实现网间互连。在这里，对于对等实体之间比特流的点对点传送，所有的流量将通过分组网络传送，因此，这种传送主要与交换/选路层有关。
　　（2）交换/选路层互通
　　对于控制信令互通模型有关守（GK）选路模型和直接连接模型两种模型。
　　①GK选路模型
　　在GK选路模型中（见图4），NGN不会觉察到H.323网关（GW）的存在，所有的信令将通过互通GK传送，例如H.225.0，Q.931，H.245和RAS等协议。

图4　GK选路模型

　　②直接连接模型
　　在直接连接模型中（见图5），软交换通过H.225.0（RAS）协议同GK进行初始化呼叫，然后，通过Q.931协议同GW进行呼叫建立处理过程；在创建H.245控制信道之后，软交换将直接同GW协商媒体能力和媒体流量信道。

图5　直接连接模型

　　（3）资源互通
　　资源互通主要讨论IP地址资源互通。NGN和H.323网络都基于分组技术，公共IPv4地址的数量不能满足所有的终端使用公共IPv4地址，因此，必须存在大量的基于私有IPv4地址的网络，并且需要NAT功能部件实现网络互通。IP地址资源互通模型如图6所示。

图6　IP地址资源互通

　　由图6可知，IP地址资源互通主要由软交换和防火墙（FW）两个功能部件来实现。对于FW，内建应用层网关（ALG）功能，H.323、SIP和BICC等协议根据不同的业务量比特分析应用层协议，修改或者执行ACL功能。对于软交换，有ALG功能，在FW设备和软交换之间执行标准的控制协议（例如MIDCOM协议）。
　　3.NGN和传统IN网络之间的互通模型
　　NGN和传统的IN网络之间的互通功能需要解决以下两个方面的问题，一个是对于新的NGN用户，如何继承所有的传统IN业务，另一个是对于传统的用户如何提供新的NGN业务。因此，这意味着互通主要是在应用层和资源方面的互通。
　　NGN和传统的IN网络之间的互通功能主要基于协议之间的互通，因此，NGN和IN网络的互通实体必须支持大量的协议，例如DSS1的增强版本，TUP over SS7或者ISUP over SS7，INAP，MAP，CAMEL over SS7以及CAMEL over TCP/IP等。NGN和IN网络之间的互通功能模型如图7所示。

图7　NGN和IN网络之间的互通模型

　　由图7可知，NGN和IN网络的业务控制点（SCP）之间的信令互通可以采用以下两种解决方案，一个是SCP通过SG接入NGN，另一个是SCP直接接入NGN。对于前一种解决方案，需要采用传统的INAPoSS7协议，SG将MTP2或者MTP3协议转换为M2UA或者M3UA协议等，INAP协议将透明传输；对于后一种解决方案，需要采用INAPoIP协议，或者由软交换提供INAPoSS7oTDM接口，在这种情况，SCP可以和NGN进行无缝的结合。
　　对于NGN与IN网络的智能外设（IP）之间的互通，可以根据下面的方式接入，如图8所示。

图8　NGN与IN的IP设备之间的互通模型

　　由图8可知，NGN中的实体（例如MG，软交换等）可以通过一些标准的协议（例如INAP/TCAP和H.248/MGCP等）接入到IN网络中的IP设备。在这里，图中的软交换仅仅是一个逻辑上的概念。
三、结语
　　关于NGN和各种网络之间的互连互通一直是业界广泛关注的热点问题，这个话题目前谈论比较多的是NGN和各种网络的网络设备之间如何互连互通，而本文主要从网络分层的角度探讨了NGN和各种网络之间互连互通的实现方法，即NGN和各种网络之间的互连互通如何在传输层、交换/选路层、应用层和网络资源4个层面上实现互连互通。希望这种分析方法对读者更好地理解NGN和各种网络之间的互连帮助。

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