下一代网络的发展及其与IPv6的关系

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下一代网络NGN是当今的研究热点，而作为与NGN发展密切相关的IPv6，将来必将取代IPv4。从NGN的概念出发，着重介绍了下一代网络（NGN）的网络结构、特点以及现阶段发展状况和今后发展趋势，并对NGN与IPv6的关系以及IPv6在NGN中应用的场景进行了详细的探讨。
　　引言
　　随着科学技术的突破以及Internet业务的飞速发展，人们对通信业务的需求逐渐由单一语音业务变为对数据、图像和语音的多种综合业务需求，未来的NGN（下一代网络）将是一个可以提供固定/移动话音、数据和视频等多种业务的新型网络。然而，相对于目前网络中所使用的IPv4标准，IPv6标准在地址空间、安全性和移动性上，更有利于开展多种业务，IPv6替代IPv4已经为必然趋势，而NGN则是IPv6业务的具体实施。NGN的发展很大程度上受IPv6的发展影响，而IPv6的发展也随NGN的完善得到促进，两者互相促进、互相作用。具体来说，NGN是IPv6业务发展的推动力，而IPv6是NGN进一步发展的基础。
　　1、NGN及其发展
　　1.1　NGN概述
　　NGN（Next Generation Network，下一代网络，缩写为NGN）泛指一个不同于目前一代的，大量采用创新技术，以IP技术为核心，同时可以支持语音、数据和多媒体业务的融合网络。一方面，NGN不是现有电信网和IP网的简单延伸和叠加，也不是单项节点技术和网络技术，而是整个网络框架的变革，是一种整体解决方案。另一方面，NGN的出现与发展不是革命，而是演进，即在继承现有网络优势的基础上实现的平滑过渡。具体来说，NGN是一种业务驱动型网络，通过开放式协议和接口，实现业务与呼叫控制分离以及呼叫控制与承载分离，使业务独立于网络，以便灵活、快速地提供业务。
　　1.2　NGN网络
　　NGN是以软交换技术为核心的开放性网络，采用软交换技术，将传统交换机的功能模块分离为独立网络部件，各部件按相应功能进行划分，独立发展，即业务功能与呼叫控制功能分离、呼叫控制功能与承载功能分离，实现开放的分布式网络结构。基于软交换技术构造的NGN网络从功能上可以分为接入层、传送层、控制层和业务层。业务层主要包括SCF、应用服务器、AAA服务器等功能。业务层通过开放的业务层接口向用户提供丰富多彩的下一代业务。
　　控制层是NGN网络的核心，主要包括软交换设备。软交换设备是呼叫控制的核心，完成呼叫连接的建立和释放，以及媒体网关接入功能、媒体网关资源管理、带宽管理、选路、信令互通和安全管理等功能。
　　传送层指核心传送网，包括提供IP包转发的各种承载网功能实体。NGN采用高速分组化核心承载，不论话音、数据还是视频，一律数字化，采用高速包交换分组网络，实现电信网、计算机网和有线电视网三网融合，同时支持语音、数据、视频等业务。
　　接入层包括各种接入网关、中继网关、媒体网关、智能终端以及综合接入设备（IAD）。各类网关和智能终端主要实现媒体流格式的转换和传送，从而实现语音分组在分组网的承载和传输。网络互通和网络设备网关化，通过接入网关、中继网关等网关，可实现与PSTN，PLMN，Internet等网络的互通，有效地继承原有网络的业务。
　　1.3　NGN的特点
　　从技术层面看，NGN具有以下基本特点：分布式网络结构、高速分组化核心承载、独立的网络控制层、网络互通和网络设备网关化、多样化接入、端到端QoS和透明的传输能力、通用移动性。
　　从业务层面看，NGN具有开放性、高效性、多用户、多媒体、资源共享、低成本等特点。
　　1.4　NGN的发展现状及趋势
　　NGN的概念自问世以来，就以快速发展的态势在世界范围内不断推广、应用，其发展过程及趋势可以归纳为以下四个阶段：
　　1）起步阶段（1996-1998）
　　国际电联首先提出了H.323 VoIP协议，应用H.323体系构建了分组长途电话网络，获得了可观的收益，为NGN相关协议和应用的发展打下了一定的技术基础，而且从另一个侧面说明了语音1P化承载的必然性。在这个阶段，国内部分运营商也建设了长途IP电话网络。
　　2）软交换试验阶段（1999-2004）
　　自从提出软交换概念以来，在众多制造商和运营商的共同推动下，软交换产品逐步趋于成熟，功能日益丰富，标准化过程正稳步推进，软交换技术开始逐步走向市场。在这期间，国内外软交换的实验不断进行，初期软交换的实验内容绝大部分限于软交换的汇接功能、简单的多媒体业务，后期随着软交换技术的日益成熟，试验逐步转为较大规模的商用试验，部分新运营商开始尝试建设正式运营的NGN商用网络。
　　3）规模部署阶段（预计2005-2009）
　　预计在这几年的发展中，软交换体系将逐步完善并实现商用化，越来越多的运营商开始大规模部署NGN的商用网络，主要集中于NGN基础结构的建设和现有PSTN网络怎么向NGN过渡，以及采用NGN技术进行交换机的改造和替换工作。
　　4）稳定发展阶段（2010年以后）
　　在这一发展过程中，NGN的重点在开发更先进的增值业务上。在这个过程中，也可以逐步实现固网和移动网的融合。随着网络自身业务的完善，包括承载网QoS的完善，网络业务逐步转向以提供多媒体业务为特征的业务。
　　下一代网络以IPv6为核心，NGN的发展很大程度上受IPv6的发展影响，所以IPv6的发展推动着下一代网络的不断进步。
　　2、NGN的发展与IPv6的关系
　　2.1　IPv6与NGN的关系
　　IPv6与NGN的发展密切相关。随着电信业和Internet技术的发展，下一代网络（NGN/NGI）已初具端倪，并将进一步演进和发展。ITU-T的NGN计划（NGN 2004 Project）将下一代网络看作是全球信息基础设施（GII）的具体实现；ETSI将NGN定义为是一种规范和部署网络的概念，通过采用分层、分面和开放接口的方式，给业务提供者和运营者提供一个平台，借助这一平台逐步演进，以生成、部署和管理新的业务；
　　从发展理念上分析，IPv6的发展有助于NGN业务从一个点的网络向一个“面”的网络发展。在IPv4网络情况下，限于各种条件的限制（地址问题、带宽问题、设备问题）在开展NGN业务时，必须对IPv4网络进行优化，而这种优化工作必须一个点，一个点的开展。在利用IPv6开展NGN业务时，一方面IP地址空间足够大，提供便于部署的移动IP技术，在互联互通方面有很强的优势，另一方面在部署IPv6网络时已经考虑到承载综合业务的需求，网络的服务质量和安全性方面有保证，因此IPv6的网络从一开始就具备承载NGN业务的能力，也就是说，在IPv6网络上开展NGN业务是一个网络平“面”的问题。具体到CNGI的建设，在利用IPv6标准建立的试验网络上，通过开展NGN业务支持VoIP、视频会议等，不仅能够在试验技术的同时，探索网络运营的新方式，也就是如何在一个“面”的网络上开展业务，如何跨越不同的行政区划，管理范围如何协调的问题。
　　2.2　IPv6在NGN中的应用
　　NGN已经成为语音、视频通信的主流技术之一，3G标准的R5阶段也将是以NGN为核心网的业务平台，而IPv6将对NGN的发展起着推动作用，以数字奥运理念为例，大致包括新闻中心、场馆和家庭。
　　新闻中心应用：新闻中心的承载平台为IPv6（固定的和移动的），业务平台为NGN系统，通过PUSH业务接收场馆中最新的比赛消息，并以电子报纸的方式散发到奥运电子报纸的订户手中。在新闻发布上，不仅可以通过现在的记者招待会的方式发布新闻，还可以采用虚拟记者招待会的方式在网络上开展新闻发布的工作，也可以提供可视电话、视频会议方式的远程采访工作。
　　场馆应用：场馆的主流应用是会场的监控和集群通信，通过基于IPv6的宽带无线网络（WLAN、3G）对场馆进行监控，在场馆中进行工作联络，将会方便和安全得多。比赛场馆中有第一手的新闻资料，也有比赛直接相关的人、物，在加强场馆与用户的互动上，可以开展很多内容，比如运动员与体育爱好者的互动，场内观众与场外观众的互动，超级用户还可以控制场内某些摄像器材，观看特定的比赛内容，比如只关注姚明在比赛中的情景。
　　家庭应用：家庭应用是IPv6最难于普及的地方，除了可以开展普通的网络业务外，上文中所述的电子报纸、现场互动等都可以吸引很多观众的参与，但是开展基于IP的IPTV业务则是家庭应用的最重要的应用。由于IPv4的地址有限，IPTV通常很难做到大面积的推出，在IPv6的情况下，IPTV则可以通过多播方式由电视中心直接播发到网络上，并以IP的方式送到每个用户的电视机中。
　　3、以IPv6为核心的下一代网络（NGN）发展展望
　　随着互联网的发展，全球上网的人数将越来越多，而IP地址资源匮乏将成为制约其发展的瓶颈。另外，随着移动通信的迅猛发展，运营商急需寻求降低网络成本，开发新业务的新途径，只有这样才能保证其持续发展，以便在竞争中掌握主动权。下一代网络的出现和发展恰好提供了这样一个重要的机遇，现已成为不可阻挡的发展趋势。而IPv6代表着未来一代的互联网协议，是下一代网络的核心技术，其发展前景巨大，以IPv6为核心的下一代网络（NGN）必将带领现代通信世界走向辉煌的明天。