基本介紹
背景,基本介紹,意義,發展角度,網路功能,業務能力,業務特點,業務方式,設備,成本,關鍵技術,傳統技術,3G時代,面臨威脅,應對原則,存在問題,網路安全,承載網的QoS,網路互聯互通,業務開發,網路管理,
背景
NGN 是“下一代網路（Next Generation Network）”或“新一代網路（New Generation Network）”的縮寫。那它的“上一代”網路是什麼？
其實，上一代網路就是普通的電話網。自從亞歷山大·格拉漢姆·貝爾發明了世界上第一台電話機以來，在很長的一段時間，人們為之而興奮。電話網，也就是以音聲傳導為目的的回線交換技術被使用。電話網的出現拉近了人們的距離，但在這個階段，只能進行聲音的傳送。相信大家一定還記得當時裝一部電話的費用非常高昂，打一個電話也得措辭得當，長話短說，否則電話費用將是一筆很大的賬單。
隨著技術的進步，以數據通信為主要目的的基於網際網路的分組交換通信也漸漸被使用。至2000年為止，第1代以聲音為主的網路通信量尚占有優勢。而現今，因為數據通信大量增加的原因，更加節省費用的並同樣可以支持音聲傳送的分組交換傳送通信網路漸漸被使用。音聲通信與數據通信相結合的一元化信息傳送的第2代網路被賦予運用。網際網路與電話網相比，簡單性與安全性是一個弱點。於是，集合了ip網路的長處的下一代通信網路NGN出現了。
NGN是從傳統的以電路交換為主的PSTN網路，逐漸邁向以分組交換為主的網路，它承載了原有PSTN網路的所有業務，把大量的數據傳輸卸載到IP網路中以減輕PSTN網路的重荷，又以IP技術的新特性增加和增強了許多新老業務。從某種意義上講，NGN是基於TDM（Time Division Multiplexing，時分復用）的PSTN語音網路和基於IP/ATM的分組網路融合的產物，它使得在新一代網路上語音、視頻、數據等綜合業務成為了可能。如下圖所示。
NGN的“誕生”具有劃時代的意義，它不是原有網路的簡單延伸及疊加，也不是革命而是演進！人們稱之為“電信史上的一塊里程碑，標識著新一代電信網路時代的到來。”
2009年，中國感測網標準體系已形成初步框架，向國際標準化組織提交的多項標準提案被採納。感測網標準化工作已經取得積極進展。感測網在國際上又稱為"物聯網"，這是繼計算機、網際網路與移動通信網之後的又一次信息產業浪潮。物聯網用途廣泛，遍及智慧型交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智慧型消防、工業監測、老人護理、個人健康等多個領域。這一技術將會發展成為一個上萬億元規模的高科技市場。隨著感測器、軟體、網路等關鍵技術迅猛發展，感測網產業規模快速增長，套用領域廣泛拓展，帶來信息產業發展的新機遇。中國對物聯網的發展也高度重視，並將此稱為感測網。經過長期艱苦努力，中國相關機構和企業攻克了大量關鍵技術，取得了國際標準制定的重要話語權，感測網發展具備了一定產業基礎，在電力、交通、安防等相關領域的套用也初見成效。《國家中長期科學與技術發展規劃（2006-2020年）》和"新一代寬頻移動無線通信網"重大專項中均將感測網列入重點研究領域。9月11日，經國家標準化管理委員會批准，全國信息技術標準化技術委員會組建了感測器網路標準工作組。標準工作組聚集了中國科學院、中國移動等國內感測網主要的技術研究和套用單位，將積極開展感測網標準制訂工作，深度參與國際標準化活動，旨在通過標準化為產業發展奠定堅實技術基礎。
基本介紹
NGN是一個分組網路，它提供包括電信業務在內的多種業務，能夠利用多種頻寬和具有QoS能力的傳送技術，實現業務功能與底層傳送技術的分離；它允許用戶對不同業務提供商網路的自由接入，並支持通用移動性，實現用戶對業務使用的一致性和統一性。它是以軟交換為核心的，能夠提供包括語音、數據、視頻和多媒體業務的基於分組技術的綜合開放的網路架構，代表了通信網路發展的方向。NGN具有分組傳送、控制功能從承載、呼叫/會話、套用/業務中分離、業務提供與網路分離、提供開放接口、利用各基本的業務組成模組、提供廣泛的業務和套用、端到端QoS和透明的傳輸能力通過開放的接口規範與傳統網路實現互通、通用移動性、允許用戶自由地接入不同業務提供商、支持多樣標誌體系，融合固定與移動業務等等特徵。
意義
從意義上講，NGN是基於TDM的PSTN語音網路和基於IP/ATM的分組網路融合的產物，它使得在新一代網路上語音、視頻、數據等綜合業務成為了可能。是可以同時提供話音、數據、多媒體等多種業務的綜合性的、全開放的寬頻網路平台體系，至少可實現千兆光纖到戶。NGN能在的網路基礎上提供包括話音、數據、多媒體等多種服務，還能把用於長途電話的低資費IP電話引入本地市話，有望大大降低本地通話費的成本和價格。
發展角度
從發展的角度來看，NGN是在傳統的以電路交換為主的PSTN網路中逐漸邁出了向以分組交換為主的步伐的，它承載了原有PSTN網路的所有業務，同時把大量的數據傳輸卸載到IP網路中以減輕PSTN網路的重荷，又以IP技術的新特性增加和增強了許多新老業務。
在ETSI中，對NGN有這樣的定義：“NGN是一種規範和部署網路的概念，即通過採用分層、分布和開放業務接口的方式，為業務提供者和運營者提供一種能夠通過逐步演進的策略，實現一個具有快速生成、提供、部署和管理新業務的平台。”ITU－T將NGN應具有的基本特徵概括為以下幾點：多業務（話音與數據、固定與移動、點到點與廣播的會聚）、寬頻化（具有端到端透明性）、分組化、開放性（控制功能與承載能力分離，業務功能與傳送功能分離，用戶接入與業務提供分離）、移動性、兼容性（與現有網的互通）。除此之外，安全性和可管理性（包括QoS的保證）是電信運營公司和用戶所普遍關心的，也是NGN與的網際網路的主要區別。
下一代網路
下一代網路NGN是傳統電信技術發展和演進的一個重要里程碑。從網路特徵和網路發展上看，它源於傳統智慧型網的業務和呼叫控制相分離的基本理念，並將承載網路分組化、用戶接入多樣化等網路技術思路在統一的網路體系結構下實現。因此，準確地說NGN並不是一場技術革命，而是一種網路體系的革命。它繼承了現有電信技術的優勢，以軟交換為控制核心、以分組交換網路為傳輸平台、結合多種接入方式（包括固定網、移動網等）的網路體系。NGN與現有技術相比具有明顯的優勢。
網路功能
如果將NGN和人體結構做對比，那么各個層分別充當了如下的角色：
l 業務層：業務層主要為網路提供各種套用和服務，提供面向客戶的綜合智慧型業務，提供業務的客戶化定製。相當於人的臉，是用戶最能直接感受到的部分。
l 控制層：控制層負責完成各種呼叫控制和相應業務處理信息的傳送。在這一層有一個重要的設備即軟交換設備，它能完成呼叫的處理控制、接入協定適配、互連互通等綜合控制處理功能，提供全網路套用支持平台。相當於人的大腦，指揮著整個身體的運作。
l 媒體傳輸層：媒體傳輸層主要指由IP路由器等骨幹傳輸設備組成的包交換網路，是軟交換網路的承載基礎。媒體傳輸層就好比人體的血管 ，媒體包相當於血液，正是有了血管作為承載，才能將血液傳送到身體各個部位。
l 接入層：接入層主要指與現有網路相關的各種接入網關和新型接入終端設備，完成與現有各種類型的通信網路的互通並提供各類通信終端（如模擬話機、SIP Phone、PC Phone可視終端、智慧型終端等）到IP核心層的接入。接入層就好比人的四肢，做的任何一個動作都會將信號傳送給大腦。
從NGN的網路架構我們可以總結為一句話：NGN不僅實現了業務提供與呼叫控制的分離，而且還實現了呼叫控制與承載傳輸的分離。
業務能力
業務特點
●多媒體化：NGN中發展最快的特點將是多媒體特點，同時多媒體特點也是NGN最基本、最明顯的特點；
●開放性：NGN網路具有標準的、開放的接口，為用戶快速提供多樣的定製業務；
●個性化：個性化業務的提供將給未來的運營商帶來豐厚的利潤；
●虛擬化：虛擬業務將是個人身份、聯繫方式以至於住所都虛擬化。用戶可以使用個人號碼，號碼可以攜帶等虛擬業務，實現任何時候、任何地方的通信；
業務方式
下一代網路⒊利用套用伺服器，實現現有的增值業務、智慧型業務及未來的各項業務；
⒋由第三方提供業務；
⒌和ISP/ICP或專用平台互聯，提供SIP/ICP和專用平台所具有的業務。
設備
從設備上看，軟交換的眾多設備是通過功能分離從傳統網路中演化而來的，軟交換體系可以由多個設備提供商來提供基於開放標準的產品，使得運營商能夠靈活地選擇最合適的產品去建設網路，而且開放的標準也能促進發展和節約成本。
成本
關鍵技術
NGN的九大支撐技術：
1.IPv6
下一代網路
下一代網路2.光纖高速傳輸
⒊光交換與智慧型光網
⒋寬頻接入
⒌城域網
⒍軟交換
⒎3G和後3G移動通信系統
⒏IP終端
9.網路安全
傳統技術
IPv6：作為網路協定，NGN將基於IPv6。IPv6相對於IPv4的主要優勢是：擴大了地址空間、提高了網路的整體吞吐量、服務質量得到很大改善、安全性有了更好的保證、支持即插即用和移動性、更好地實現了多播功能。
光纖高速傳輸技術：NGN需要更高的速率、更大的容量，但為止我們能夠看到的，並能實現的最理想傳送媒介仍然是光。因為只有利用光譜才能帶給我們充裕的頻寬。光纖高速傳輸技術現正沿著擴大單一波長傳輸容量、超長距離傳輸和密集波分復用(DWDM）系統三個方向在發展。單一光纖的傳輸容量自1980至2000年這20年裡增加了大約1萬倍。已做到40Gb/s，預計幾年後將再增加16倍，達到6.4Tb/s。超長距離實現了1.28T（128x10G）無再生傳送8000Km。波分復用實驗室最高水平已做到273個波長、每波長40Gb(日本NEC）。
光交換與智慧型光網：光有高速傳輸是不夠的，NGN需要更加靈活、更加有效的光傳送網。組網技術現正從具有分插復用和交叉連線功能的光聯網向利用光交換機構成的智慧型光網發展，從環形網向網狀網發展，從光-電-光交換向全光交換髮展。智慧型光網能在容量靈活性、成本有效性、網路可擴展性、業務靈活性、用戶自助性、覆蓋性和可靠性等方面比點到點傳輸系統和光聯網帶來更多的好處。
下一代網路
寬頻接入：NGN必須要有寬頻接入技術的支持，因為只有接入網的頻寬瓶頸被打開，各種寬頻服務與套用才能開展起來，網路容量的潛力才能真正發揮。這方面的技術五花八門，主要有以下四種技術，一是基於高速數字用戶線(VDSL）；二是基於乙太網無源光網（EPON）的光纖到家（FTTH）；三是自由空間光系統（FSO）；四是無線區域網路(WLAN）。城域網：城域網也是NGN中不可忽視的一部分。城域網的解決方案十分活躍，有基於SONET/PDH/SDH的、基於ATM的、也有基於乙太網或WDM的，以及MPLS和RPR（彈性分組環技術）等。
彈性分組環：彈性分組環是面向數據（特別是乙太網）的一種光環新技術，它利用了大部分數據業務的實時性不如話音那樣強的事實，使用雙環工作的方式。RPR與媒介無關，可擴展，採用分散式的管理、擁塞控制與保護機制，具備分服務等級的能力。能比SONET/SDH更有效地分配頻寬和處理數據，從而降低運營商及其企業客戶的成本。使運營商在城域網內通過乙太網運行電信級的業務成為可能。
3G時代
3G和後3G移動通信系統：3G定位於多媒體IP業務，傳輸容量更大，靈活性更高，並將引入新的商業模式，正處在走向大規模商用的關鍵時刻。制定3G標準的3GPP組織於2000年5月已經決定以IPv6為基礎構築下一代移動網，使IPv6成為3G必須遵循的標準。包括4G在內的後3G系統將定位於寬頻多媒體業務，使用更高的頻帶，使傳輸容量再上一個台階。在不同網路間可無縫提供服務，網路可以自行組織，終端可以重新配置和隨身佩帶，是一個包括衛星通信在內的端到端IP系統，與其他技術共享一個IP核心網。它們都是支持NGN的基礎設施。IP終端：隨著政府上網、企業上網、個人上網、汽車上網、設備上網、家電上網等等的普及，必須要開發相應的IP終端來與之適配。許多公司現正在從固定電話機開始開發基於IP的用戶設備，包括汽車的儀錶板、建築物的空調系統以及家用電器，從音響設備和電冰櫃到調光開關和電咖啡壺。所有這些設備都將掛在網上，可以通過家庭LAN或個人網（PAN）接入或從遠端PC機接入。
網路安全技術：網路安全與信息安全是休戚相關的，網路不安全，就談不上信息安全。除了常用的防火牆、代理伺服器、安全過濾、用戶證書、授權、訪問控制、數據加密、安全審計和故障恢復等安全技術外，今後還要採取更多的措施來加強網路的安全，例如，針對現有路由器、交換機、邊界網關協定(BGP）、域名系統(DNS）所存在的安全弱點提出解決辦法；迅速採用強安全性的網路協定（特別是IPv6）；對關鍵的網元、網站、數據中心設定真正的冗餘、分集和保護；實時全面地觀察了解整個網路的情況，對傳送的信息內容負有責任，不盲目傳遞病毒或攻擊；嚴格控制新技術和新系統，在找到和克服安全弱點之前不允許把它們匆忙推向市場。
面臨威脅
就通信網路現狀而言，NGN可能面臨如下安全威脅。
1．電磁安全：隨著偵聽技術的發展以及計算機處理能力的增強，電磁輻射可能引發安全問題。
下一代網路
下一代網路⒉設備安全：當前設備容量越來越大，技術越來越複雜，複雜的技術和設備更容易發生安全問題。
⒊鏈路安全：通信光纜電纜敷設規範性有所下降。在長江、黃河、淮河等幾條大江大河上布放光纜時，基本都敷設並集中在鐵路橋（或公路橋）上，可能出現“橋毀纜斷”通信中斷的嚴重局面。
⒋通信基礎設施過於集中：國內幾個主要運營商在省會城市的長途通信局（站）採用綜合樓方式，在發生地震火災等突發事件時，極易產生通信大規模中斷的局面。
⒐終端安全：典型的多業務終端是一個計算機，與傳統的專用傻終端例如電話相比，智慧型終端故障率以及配置難度都大大提高。
⒑網路業務安全：多業務網路很少基於物理連線埠或者線路區分用戶，因此業務被竊取時容易產生糾紛。
⒒網路資源安全：多業務網路中，用戶惡意或無意（感染病毒）濫用資源（例如頻寬資源）會嚴重威脅網路正常運行。
⒓通信內容安全：網路傳輸的內容可能被非法竊取或被非法使用。
⒔有害信息擴散：傳統電信網不負責信息內容是否違法。隨著新業務的開展，對於有害信息通過網路擴散傳播的問題應引起NGN的高度重視。
應對原則
面對上述以及未來可能出現的未知的安全威脅，首先應明確如下應對原則：
⒈安全不是絕對的，安全威脅永遠存在。
安全不是一種穩定的狀態，永遠不能認為採用了怎樣的安全措施就能到達安全狀態。首先，付出資源、管理代價可以增加安全性，但是無論多少代價也不能達到永遠、絕對的安全。其次，安全是一個不穩定的狀態，隨著新技術的出現以及時間的推移，原本相對安全的措施和技術也會變得相對不安全。第三，安全技術和管理措施是有針對性、有範圍的，通常只對已知或所假想的安全威脅有效。安全技術和安全管理措施不確保對未知或未預想的安全威脅生效。
⒉安全應作為基礎研究，需要長期努力。
NGN安全研究範圍廣泛，包括法律法規、技術標準、管理措施、網路規劃、網路設計、設備可靠性、業務特性、商業模式、纜線埋放、加密強度、加密算法、有害信息定義等大量領域。因此安全研究不是一蹴而就，需要長期努力。安全投入本身不能產生直接效益，只能防止和減少因不安全因素而造成的損失。安全研究應當作為一項基礎研究，由國家、運營商和相關企業長期投入，共同努力。
⒊安全需要付出代價，安全要求應當適度。
NGN安全是所有人都希望的，但不是所有人都能意識到為達到一定的安全標準所需要付出的代價。為安全付出的代價可能是人力、物力、財力，也可能是降低效率。因此安全要求應當適度，為機密性付出的代價大於因泄密可能受到的損失時該安全要求便意義不大。在日常通話中能保證機密性當然理想，但是如需要增加幾倍的通話費用來增加機密性（機密性通常只能增加，無法絕對確保），相信大多數用戶都無法接受。
⒋安全隱患有大有小，應分輕重緩急。
當前NGN上存在大量已知和未知的安全隱患。對於眾多的安全隱患，應當視可能造成的危害以及需要付出的成本，分輕重緩急分別解決。一般來說可能大面積影響網路業務提供的安全隱患應當優先解決，例如影響同步網安全、網路路由協定正常運行的安全隱患等。對於不影響業務正常開展，或者只以較小可能影響少量用戶同時需要資金人員較多的安全隱患例如無線接口用戶數據未加密等可以稍稍延後解決。
⒌安全不僅是技術問題，更重要的是管理。
下一代網路⒎網路安全不僅僅是定性的，還應當定量評估。
當前計算機系統有安全登機評估標準，可以定量評估。長期以來，通信網路主要提供話音服務，對話音自身的信息安全以及內容是否合法並不關心。因此主要採用業務可用性以及設備可靠性來體現網路安全。但是當前通信網路支撐著國家重要安全設施的正常運行，因此網路安全有必要定量評估並劃分等級。不同的網路套用應當有最低安全等級要求。對所有通信都提供最高安全等級固然很好，但是為此付出幾倍甚至幾十倍的成本顯然不是公眾和運營商所期望的。
⒏不同網路上關注的安全問題應當各有側重。
傳統電信網路主要提供專線型的數據傳輸以及點到點的話音業務。因此傳統電信網主要關注的是網路自身的安全以及網路服務的安全。而網際網路是為教育科研網路設計，服務可控性較差，並缺乏有效的商業模式，且其所具有的可大量傳遞數據信息並開展BBS以及點到多點、匿名傳送等業務的特性也決定了網際網路應更關注服務可控性以及網路上的信息安全。
存在問題
網路安全
NGN網路的一個特點是開放性連線埠增多，導致其安全性下降。
NGN網路的安全問題主要包括網路安全和用戶數據安全兩個方面。網路安全是指交換網路本身的安全，即交換網路中的網關、交換機、伺服器不會受到非法攻擊。需要在IP網上採用合適的安全策略，以保證交換網的網路安全。用戶數據安全是指用戶的賬戶信息和通信信息的安全，即不會被非法的第三方竊取和監聽。則要求有相應的安全認證策略保證用戶賬戶信息的安全，同時無論是用戶的賬戶信息還是用戶的通信信息的安全均需要IP網的安全策略作為保證。
承載網的QoS
IP、ATM都是可供選擇的技術，其中ATM的QoS問題解決得比較徹底，對實時性較高的業務會比較有利。但是，它由於是面向連線的技術，信令比較複雜，另外，ATM的問題很多並沒有解決。因此，未來的承載網採用IP的可能性極大。但是，IP網本身亦有許多問題需要解決，如服務質量QoS如何保證?分組數據網是為傳送非實時、突發性數據業務而設計的，能否為下一代網路所承載的話音及視頻等實時業務提供所需的QoS服務保證，是下一代網路發展所面臨的主要問題。
網路互聯互通
隨著NGN技術本身在不斷發展，協定本身也需要根據業務需求不斷完善和補充。個廠家採用的協定不行同，而設備要在今後幾年實現互聯互通，這是關鍵問題。互聯互通至少包括3個方面的內容：水平互通、垂直互通以及信令網間的互通。
軟交換技術沒有一個國際統一的標準組織，協定主要參照ITU-T和IETF定義的協定，但是針對實際的套用，很多國家和運營商都在技術規範上做了補充定義。中國通信標準化協會網路與交換技術委員會從2001年起開始制定軟交換系統相關規範及標準，主要包括設備規範、協定規範、接口規範和業務相關規範等，共完成相關規範59個。
與軟交換相比，IMS標準化和開放性程度相對高，國際上多個機構和組織都在進行相關標準的研究和定義。從標準的成熟程度來看，移動套用標準比較成熟。3GPPR6認為是移動網可以用的標準。3GPPR7標準從2005年3月啟動，在引入新業務，如CSI、VCC、E2EQoS、PCC、IMS拓展到固網領域等方面開展更深入的研究。
