关于下一代网络的体系结构

●【业界新技术】下一代网络（NGN）标准简介（2003-07-17 通信世界）一、概念与定义NGN是Next Generation Network的缩写，字面意思是下一代网络。

当前所谓的下一代网络是一个很松散的概念。

因为不同的领域对下一代网络有不同的看法，所以尚没有公认的明确的定义。

此外，所谓下一代网络应当是在“这一代”网络基础上有突破性或者革命性进步才能称为“下一代”网络。

在计算机网络看来，这一代网络是以IPv4为基础的互联网，下一代网络是以高带宽以及IPv6为基础的NGI（下一代互联网）。

在传输网络看来，这一代网络是以TDM为基础，SDH以及WDM为代表的传输网络，下一代网络是ASON（自动交换光网络）以及GFP（通用帧协议）为基础。

在移动通信网络看来，这一代网络是以GSM为代表的网络，下一代网络是3G（第三代移动通信），以WCDMA以及CDMA2000为代表。

在电话网看来，这一代网络是以TDM时隙交换为基础的程控交换机组成的电话网络，下一代网络是指以分组交换和软交换为基础的电话网络。

在电信网络层以下所采用的核心技术来看，这一代网络是以TDM电路交换为基础的网络，下一代网络在网络层以下将以分组交换为基础构建。

总体来说，我们认为广义上的下一代网络是指以软交换为代表能够为公众大规模灵活提供视讯话音数据等多种通信业务，以分组交换为业务统一承载平台，传输层适应数据业务特征及带宽需求，与通信运营商相关，可运营、维护、管理的通信网络。

二、NGN分层由于通信网络庞大而复杂，网络通常分层描述。

如图1所示NGN可以分成业务层、业务承载层以及传输层。

*其中传输层主要提供点到点专线连接。

可以采用ASON等技术。

*业务承载层采用分组形式，提供寻址、复用以及路由交换功能。

*业务层基于业务承载层提供的分组服务，为用户提供实际的服务例如电话、视频会议、流媒体点播等，主要采用软交换方式提供。

三、NGN特征NGN主要特点是能够为公众大规模灵活提供以视讯业务为代表，包含话音业务互联网业务等。

下一代通信网络技术1、世界范围内电信业的发展期待振兴目前，全世界电话用户大约22亿多，固定电话和移动电话各占一半，移动电话略多；因特网用户数（包括无线互联网用户数）5亿；预计，电话用户数发展速度：移动通信用户即将超过固定电话用户；预计互联网用户数在4－5年时间后，将超过固定电话用户数；历来，网络的发展对于运营商影响极大，因为运营商几乎所有的业务都是依靠网络进行的。

这些影响是：原有网络能否满足用户的需要，是运营商能否取得稳定收入的决定性因素；新的网络的诞生，将从老的网络中抢走大量用户，使得运营商的利润大量转移。

例如移动网络的诞生和发展，使得固话用户流失，收入下降。

小灵通对于移动通信也有极大的影响，在老的网络上开展新的业务或者增值业务，将使得运营商增加大量的业务和利润。

网络业务发展停滞，运营商就将“下课”。

2、最近的两个动向：（1）美国宽带发展提速：2002年，美国宽带用户增加了640万户，达到1740万户.其中仅Comcast 公司cable modem 用户就增加了120万户；预测至2005年，宽带用户将超过窄带用户，至2007年，宽带用户将达到4900万户。

图1 ：图1 美国宽带发展提速（2）光纤到户（FTTH ）启动，美、日走向实用目前的最新进展，表明，网络的干线在向全光网络发展，接入网则向光纤到家庭（FTTH ）发展。

图2 ：美国宽带用户增长率预测2002年新增电缆用户数图2 FTTH-EPON实验网光器件价格不断下降，使FTTH如约到来：据介绍，今年以来，FTTH用的激光器和收发器价格，VCSEL(850nm) 3-5US$/只，收发器（850nm）40US$/只，用户对于FTTH的承受能力：估记在300US$，（据了解，目前中国电信ADSL的建设费用约180US$。

）根据资料介绍，美国和日本的FTTH最近有较大的发展：*美国加快光纤到户的部署据FTTH协会估计，美国已经有20个州的70个社区，72000个用户铺设了光纤到户的网络，可以为用户提供话音、视频和互联网服务；预计到2004年传统运营商将开始全面铺设和提供FTTH服务。

选择题：1：存储转发交换包括（ABCDE）。

A：报文交换 B：分组交换 C：帧中继 D：异步转移模式 E：IP交换2：下列哪种交换技术在带宽，速度上更具有优势（D）D光交换3：模拟用户接口电路包含的功能有（BCDFGHJ）。

A：同步B：过压保护 C：馈电 D混合电路 E：帧码产生F：编译码和滤波 G：振铃 H：监视 I：效验 J：测试4：数字程控交换系统的数据包括（ＢＤＥ）。

A应用数据B：局数据 C：存储数据Ｄ：用户数据 E：交换系统数据 F：维护数据5：MPLS可兼容的协议包括（ABCDEFGH）。

A：ATM B：PPP C：IPv4 D：Ethernet E : SDH F : IPv6 G : DWDM H : IPX6：IP协议采用的连接方式是（B）。

A：面向连接B：无连接7：ATM用的连接方式是（A）A：面向连接8：分组交换要为每个分组增加控制和地址比特（增加额外的开销），所以分组交换比电路交换的线路传输资源的利用率肯定要（A）。

Ａ：高9：ATM适配层是位于（B）。

A：ATM交换机中B：ATM端系统中10：NGN是一个定义极其松散的术语，泛指一个大量采用新技术，以（A）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。

A：IP11：在（C）中，向用户提供的每一项业务都与交换机直接有关，业务应用和呼叫控制都由交换机完成。

A：软交换网，B：只能网C 电路交换网12：在软交换网络中，提供基本呼叫控制功能的是（A）。

A：媒体网关填空题：1：下一代网络的核心技术是软交换技术2：下一代网络在网络体系结构上大体可分为 4 层，分别是：接入层，传输层，控制层，业务层。

3：内部处理中的分析处理程序包括 4 种，分别是去话分析，号码分析，来话分析，状态分析。

4：按照程序的实时性和紧急性，数字程控系统的程序分为 3 级，分别是故障级，时钟级，基本级。

5： = 18 ccs6：处理机的双机冗余配置方式有3种，分别是微同步，话务分担，主备用。

下一代互联网体系结构研究现状和发展趋势作者：吴建平李星刘莹来源：《中兴通讯技术》2011年第02期互联网已成为支撑现代社会发展及技术进步的重要的基础设施之一。

深刻地改变着人们的生产、生活和学习方式，成为支撑现代社会经济发展、社会进步和科技创新的最重要的基础设施。

互联网及其应用水平已经成为衡量一个国家基本国力和经济竞争力的重要标志之一。

随着超高速光通信、无线移动通信、高性能低成本计算和软件等技术的迅速发展，以及互联网创新应用的不断涌现，人们对互联网的规模、功能和性能等方面的需求越来越高。

三十多年前发明的以IPv4协议为核心技术的互联网面临着越来越严重的技术挑战，主要包括：网络地址不足，难以更大规模扩展；网络安全漏洞多，可信度不高；网络服务质量控制能力弱，不能保障高质量的网络服务；网络带宽和性能不能满足用户的需求；传统无线移动通信与互联网属于不同技术体制，难以实现高效的移动互联网等等。

为了应对这些技术挑战，美国等发达国家从20世纪90年代中期就先后开始下一代互联网研究。

中国科技人员于20世纪90年代后期开始下一代互联网研究。

目前，虽然基于IPv6协议的新一代互联网络的轮廓已经逐渐清晰，许多厂商已开始提供成熟的IPv6互联设备，大规模IPv6网络也正在建设并在迅速发展。

但是互联网络面临的基础理论问题并不会随着IPv6网络的应用而自然得到解决，相反，随着信息社会和正在逐渐形成的全球化知识经济形态对互联网络不断提出新的要求，更需要人们对现有的互联网络体系结构的基础理论进行新的思考和研究。

近年来国际上已经形成了两种发展下一代互联网的技术路线：一种是“演进性”路线，即在现有IPv4协议的互联网上不断“改良”和“完善”网络，最终平滑过渡到IPv6的互联网；另一种是“革命性”路线，以美国FIND／GENI项目为代表，即重新设计全新的互联网体系结构，满足未来互联网的发展需要。

本文首先介绍国际下一代互联网体系结构的研究现状，涉及美国和欧洲的GENIE、FIND、FIRE以及FIA等计划。

什么是NGN？下一代网络(NGN)是一个基于IP的全新通信网络，可以承载语音、数据、多媒体等种类丰富的业务。

它是建立在单一的包交换网络基础上，应用软交换技术、各种应用服务器及媒体网关技术建立起来的一种分布式的、电信级的、端到端的统一网络。

NGN汇聚了固定、移动、宽带等多种网络，致力于和PSTN(公共交换电话网)及移动网的完美互通。

同时，NGN提供了一个开放式的体系架构，便于新业务的快速开发和部署。

面对不断增长的用户需求，如何在NGN业务平台上加载类似智能业务这样的新型增值业务，是运营商面对的一项重要课题。

下一代网络的基本思路是具有统一的IP通信协议和巨大的传输容量，能以最经济的成本灵活、可靠、持续地支持一切已有和将有的业务和信号。

显然，这样的网络其基础物理层只能是波分复用（WDM）光传送网，这样才可能提供巨大的网络带宽，保证可持续发展的网络结构、容量和性能以及廉价的成本，支持当前和未来的任何业务和信号。

ITU对NGN的概述一般观点认为传统的电信服务和下一代网络的主要区别是：前者为分散垂直集成面向专门应用的网络，后者是能够承载所有服务的单一网络，前者在向后者转移。

对于电话服务，其将从电路交换的基础设施向分组交换的基础设施转移。

在当前，下一代网络标准化工作目标是，确保基于IP的下一代网络能够达到与传统电话网络相同的服务标准，不仅包括电话服务，而且包含尽可能广泛的当前和未来的多媒体应用。

1 ITU-TY.2001建议：下一代网络概述ITU-TY.2001建议给出了下一代网络的一般定义。

下一代网络（NGN）能提供电信服务，使用多宽带及确保服务质量（QoS）的传输技术，是基于分组技术的网络。

在该网络内，与服务相关的功能不依赖于与传输相关的基础技术。

它能使用户无束缚地接入网络并能促进服务供应商的竞争。

NGN支持能对用户提供个性化和无所不至服务的广泛移动性。

该定义确认了服务与传输的分离，提出把服务质量控制（QoS）加到基于IP的传输上。

前言IP 多媒体子系统 (IMS) 是一组规范，描述用于实现基于 IP 的电话和多媒体服务的下一代网络 (NGN) 体系结构。

IMS 定义了一个完整的体系结构和框架，允许在基于 IP 的基础设施上对声音、视频、数据和移动网络技术进行聚合。

它填补了两个最成功的通信范式（移动电话和 Internet 技术）之间的空白。

IMS 最初是由第三代合作伙伴计划 (3GPP) 定义的，3GPP 是多个电信标准组织间达成的协作协议，是其支持 GSM 网络和无线电技术发展的标准化工作的一部分。

IMS 最初是在 3GPP 第 5 版中推出的，其中将互联网工程工作小组（Internet Engineering Task Force ，IETF）定义的“会话发起协议”（Session Initiated Protocol，SIP）作为了 IMS 的主要协议。

3 GPP 的第 6 版和第 7 版对此进行了进一步的增强，以包括其他功能，如在线状态和组管理、与 WLAN 和基于 CS 的系统协作以及固定带宽接入等。

另一个标准组织，第三代合作伙伴计划 2（3rd Generation Partnership Project 2，3GPP2）也对自己的 IMS 进行了标准化。

成立 3GPP2 是为了将北美和亚洲移动无线电通信跨系统操作过渡到第三代系统。

3GPP2 规范有关 IMS 的最初版本主要源自 3GPP 第 5 版。

两个组织定义的 IMS 网络相当类似，但并非完全相同。

3GPP2 根据其特定的问题进行了相应的调整。

不过，这两个组织的目的都是为了确保 IMS 应用程序将跨不同的网络基础设施一致地工作。

除了 3GPP 和 3GPP2 外，开放移动联盟（Open Mobile Alliance，OMA）在制订和开发 IMS 移动标准化方面也扮演着重要的角色。

OMA 定义的服务构建于 IMS 基础设施之上，如即时消息传递（Instant Messaging，IM）、在线状态服务和组管理服务等。

观察Industry ObservationI G I T C W 产业32DIGITCW2021.03IPv6作为下一代互联网核心协议，在应用后能够逐步取代IPv4协议。

分析IPv6设计初衷可知，目 的在于促使网络协议地址空间扩大，IPv6可以让用户获得无限的网络空间。

在地址长度方面，IPv4为32位，IPv6为128位，这也是两者的主要差异。

IPv6和IPv4进行对比，IPv6在现代网络应用中将发挥更大作用，并涉及汽车互联、建筑自动化、传感器网络、非PC 网络和端对端网络等，与人们生活各方面密切相关。

此外，IPv6比IPv4更具安全性，提升了地址空间和包头格式。

IPv6也能得到QoS 支持，具有可扩充优势，通过IPv6网络体系结构与网络改造，确保今后IPv6顺利取代IPv4。

1 I Pv6概述IPv6是“Internet Protocol Version 6”的缩写，也是下一代IP 协议，目的在于取代IPv4，在地址数量方面有了大幅度提升。

因为IPv4的缺陷主要是缺乏足够的网络地址资源，这为互联网应用与发展带来了巨大的限制。

在应用IPv6以后，能够突破网络地址资源数量不足等限制，并在多种接入设备连入互联网方面消除存在的问题。

2016年，互联网数字分配机构（IANA ）已向国际互联网工程任务组（IETF ）提出建议，在新制定的国际互联网标准中不再兼容IPv4，转变为只向IPv6提供支持。

2 I Pv6网络体系结构与网络改造方案2.1 I Pv6网络内部改造对网络改造来说，现在很少的设备能够在软件更新后实现双栈的目的，大部分情况下必须通过全新双栈设备提供支持。

若是中心设备在升级后可以双栈支持，在业务连接、方案设置方面与企业网重新建立雷同[1]。

要想支持更新，我们应注重研发新的双栈设备，让IPv4与IPv6建立内部联系，引进新的双栈设备后，将实现NAT-PT 与IPv6的正常连通。

分析现有网络结构可知，主要采取IPv4网络体系结构，为全面取代IPv4，投入的资金量较大，网络升级改造也不能对网络环境造成影响。

下一代互联网架构及关键技术研究与实现随着科技的发展和人们对互联网的需求不断增长，现有的互联网架构已经逐渐显露出一些瓶颈和局限性。

为了适应未来互联网的发展方向，下一代互联网架构的研究和实现成为了重要研究领域之一。

本文将介绍下一代互联网架构及其关键技术的研究与实现。

下一代互联网架构是指在当前互联网基础架构的基础上进行创新和改进的新一代互联网架构，其目标是提升互联网的性能、安全性、可扩展性和灵活性。

下一代互联网架构的研究和实现涉及到多个关键技术领域，包括网络体系结构、传输协议、路由技术、安全机制、资源管理等。

在网络体系结构方面，当前的互联网主要采用了分布式的点对点结构。

而下一代互联网架构则需要更加灵活和可扩展的网络结构来应对日益增长的用户数量和数据流量。

其中，软件定义网络（SDN）是一种被广泛研究的网络体系结构，它将网络控制平面和数据转发平面分离，提供了灵活的网络控制和管理方式，能够更好地适应网络的动态性和可扩展性。

在传输协议方面，下一代互联网架构需要支持更高的带宽和更低的延迟。

当前主流的传输协议如TCP/IP在某些情况下存在性能瓶颈。

因此，研究人员提出了一系列新的传输协议，例如QUIC（Quick UDP Internet Connections）、MultipathTCP等。

这些新的传输协议通过优化数据传输的方式，提升了网络的性能和效率。

在路由技术方面，下一代互联网架构需要更加高效和灵活的路由算法。

当前的路由算法主要是基于距离矢量或链路状态的，存在路由计算复杂和网络收敛慢的问题。

因此，研究人员提出了一些新的路由算法，如源路由、链路状态和距离矢量相结合的路由算法等。

这些新的路由算法能够更好地适应网络的动态变化，提高路由的效率和可靠性。

在安全机制方面，下一代互联网架构需要更加强大的安全机制来应对网络安全威胁。

当前互联网面临着各种各样的安全威胁，如黑客攻击、数据泄露等。

为了增强网络的安全性，研究人员提出了一系列新的安全机制，如网络流量分析、入侵检测系统、身份验证和加密等。

下一代网络体系结构的思考
徐其兴;于嘉;余文奇
【期刊名称】《河南工程学院学报（社会科学版）》
【年(卷),期】2005(020)002
【摘要】传统计算机网洛体系结构存在许多不足之处,而面向用户管理的应用层主动网络(UALAN)框架模型,从体系结构方面为解决当前网络中存在的难题提供了可能的解决方案.该模型是在现有网络基础上构建的,所以便于推广和应用,同时也有利于现有网络的过渡.
【总页数】3页(P85-87)
【作者】徐其兴;于嘉;余文奇
【作者单位】郑州经济管理干部学院,电子信息工程系,河南,郑州,451191;北京大学,信息管理学院,北京,100080;郑州经济管理干部学院,电子信息工程系,河南,郑
州,451191
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.02
【相关文献】
1.关于下一代网络体系结构与应用模式的思考 [J], 李国杰;徐志伟
2.基于软交换的下一代网络体系结构分析 [J], 郭瑜
3.基于软交换技术的下一代网络体系结构及相关技术的研究 [J], 李晓辉
4.下一代网络体系结构初探 [J], 张炜;陈晨
5.结合实际做好下一代网络体系结构的研发 [J], 李国妍
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。