據(jù)MII關(guān)于2003年的電信業(yè)務(wù)公告，2003年我國移動通信用戶數(shù)（2.68693億）開始超過固定電話用戶數(shù)（2.63305億），而且年增長率（30.4%）也超過固定用戶（22.9%），移動業(yè)務(wù)收入也超過固定業(yè)務(wù)；長途的移動通信累計通話時長（540.9億分鐘）已接近固定長途電話時長（579.1億分鐘），而且前者的年增長率約為后者的4倍，從通話時長上移動超固定也就是一兩年的事；在長途電話業(yè)務(wù)中，累計通話時長VoIP（808.1億分鐘）已經(jīng)分別超過TDM的固定電話和移動電話，在國際電話業(yè)務(wù)累計時長中，VoIP（8.89億分鐘）多于TDM的固定加移動電話（7.4億分鐘）；在干線帶寬中，基于IP的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所需的帶寬已超過TDM電話（固定+移動）所需的帶寬。
　　另外據(jù)CNNIC2004年1月報告，我國使用ADSL/Cable Modem上網(wǎng)的用戶數(shù)已占Internet用戶數(shù)17.7%，如果將專線LAN上網(wǎng)的用戶也計入寬帶接入的話，寬帶上網(wǎng)用戶已超過上網(wǎng)人數(shù)的1/3，而且使用ADSL/Cable Modem上網(wǎng)的用戶數(shù)增長率遠(yuǎn)高于其他接入方式，預(yù)計幾年后將以寬帶上網(wǎng)為主要手段；移動通信用戶接近2.7億，據(jù)中國移動2003年上半年統(tǒng)計，移動夢網(wǎng)用戶占其用戶總數(shù)的一半，而2003年底我國上網(wǎng)的計算機總數(shù)為3089萬臺，顯然移動通信終端已取代PC成為最普遍的上網(wǎng)終端。還值得注意的是隨著RFID（射頻標(biāo)識芯片）的大量使用，無處不在的傳感器聯(lián)網(wǎng)將預(yù)示著M2M（機器間通信）成為繼P2P（人與人通信）之后的又一通信新應(yīng)用，未來十年或更長一點時間，M2M的終端數(shù)將超過P2P的終端數(shù)。
　　面對電信業(yè)務(wù)和應(yīng)用環(huán)境的變化，現(xiàn)有的基于電話業(yè)務(wù)設(shè)計的電路交換網(wǎng)不能靈活適應(yīng)帶寬各異的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展；專為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而設(shè)計的Internet對實時業(yè)務(wù)不具有QoS保障能力。即便對Internet賴以起家的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，Internet過去的成功并不意味著此路永遠(yuǎn)越走越寬，全球Internet用戶在近7億基礎(chǔ)上13%的年增長率及幾乎每年翻番的業(yè)務(wù)量給Internet設(shè)施以巨大的壓力，路由器已變得越來越復(fù)雜，用戶接入速率因?qū)拵Щ�而呈�?shù)量級的提高，可擴(kuò)展性的問題無法回避，此外還有安全性與業(yè)務(wù)質(zhì)量保證問題，這些在Internet設(shè)計時始料不及的問題促使人們對其反思。ITU關(guān)于NGN的標(biāo)準(zhǔn)化研究課題中優(yōu)先安排的是NGN網(wǎng)絡(luò)體系的研究。美國最近啟動了一個名為"100x100"項目（支持每戶100Mbps、一億家庭上網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)體系研究），旨在以革命性思想來探討網(wǎng)絡(luò)體系變革之路。下面我們就從網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)方面對傳統(tǒng)電信網(wǎng)與Internet進(jìn)行比較與探討。
等級網(wǎng)與無級網(wǎng)
　　傳統(tǒng)的電話網(wǎng)是等級網(wǎng)，如美國和中國過去將電話網(wǎng)的業(yè)務(wù)節(jié)點（交換機）分為五級（C1～C5），隨著光纖的大量使用，傳輸系統(tǒng)的成本大大下降，主要節(jié)點間都有物理的直達(dá)路由，交換的級數(shù)便相應(yīng)減少，但目前大多還分為端局、長途匯接局和省中心三級。Internet在設(shè)計之初就是無級網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)上路由器處于同一個平面，每個路由器獨立配置，路由器之間大多數(shù)情況下雖然沒有直達(dá)的物理路由但都有邏輯連接，鏈路數(shù)隨著路由器數(shù)目以平方關(guān)系增加，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大時很難管理。特別是當(dāng)從IPv4升級到IPv6，目的地址數(shù)從4個字節(jié)擴(kuò)展到16個字節(jié)，若繼續(xù)采用不分級的選路方案，則導(dǎo)致增加選路延時，因此等級選路方案值得考慮，事實上IPv6的地址中已引入了等級尋址的結(jié)構(gòu)。
　　最近我國很多電信運營公司都在試驗軟交換設(shè)備，軟交換設(shè)備在路由器或ATM交換機之上引入業(yè)務(wù)控制模塊，它的出現(xiàn)不僅賦予業(yè)務(wù)節(jié)點開發(fā)新業(yè)務(wù)和應(yīng)用的潛力，而且其帶寬的靈活性和大容量作為VoIP交換機使用也有競爭力，但在利用軟交換設(shè)備組網(wǎng)時究竟選擇等級網(wǎng)結(jié)構(gòu)還是無級網(wǎng)結(jié)構(gòu)，目前還缺乏經(jīng)驗。在網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化研究中最為關(guān)注的是NGN，期待它綜合現(xiàn)有電話網(wǎng)和IP網(wǎng)的優(yōu)點并支持多種業(yè)務(wù)，其中NGN采用何種（分級或不分級）體系是標(biāo)準(zhǔn)化的主要研究內(nèi)容。從管理的角度這個問題并不復(fù)雜，當(dāng)我們考慮全球連網(wǎng)或在國內(nèi)的多個運營商之間聯(lián)網(wǎng)時，分級是自然的選擇，就是在同一個運營商內(nèi)只要其網(wǎng)絡(luò)具有一定規(guī)模，分級更符合其管理習(xí)慣，不過級數(shù)以較少為好。
控制面與管理面
　　交換是由控制面的信令控制的，交叉連接則是由管理面的網(wǎng)管控制的，兩者都是對被控制的凈荷實施空間、時間或波長等變換，區(qū)別的僅僅是被控制的凈荷的顆粒大小和完成交換/交叉連接的時間。顯然管理面的功能可以由控制面來完成，如果解決了顆粒性和實時性問題，控制面的功能也可以由管理面來完成，這兩個面的功能界限可以淡化。在電信競爭環(huán)境下為了提高對客戶需求的響應(yīng)速度和服務(wù)質(zhì)量，趨勢是將部分管理面的功能交由控制面來實現(xiàn)。
　　長期以來所有的傳輸系統(tǒng)都是由網(wǎng)管來配置的，隨著傳輸網(wǎng)越來越復(fù)雜，依靠網(wǎng)管人工配置通路費時且容易造成人為差錯，無法適應(yīng)通道動態(tài)地快速提供的需要。ASON（自動交換光網(wǎng)絡(luò)）將控制面引入到光傳輸系統(tǒng)，這是傳輸系統(tǒng)演變?yōu)閭魉途W(wǎng)的一次革命，借助于GMPLS（通用多協(xié)議標(biāo)簽交換）作為信令實現(xiàn)包括光層在內(nèi)的按需自動連接配置，賦予光層連接接納控制、選路和拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)等新的功能，也可以說將光傳輸節(jié)點升級為光路由器�？刂泼娴墓δ芤膊⒎窃郊�中越好，為了控制面的快速響應(yīng)，可以將一些與鏈路和接口有關(guān)的常規(guī)功能分布處理，或?qū)⒁恍┕δ苻D(zhuǎn)移到用戶面（轉(zhuǎn)發(fā)面）。
電路交換與分組交換
　　對NGN的基本要求是開放的系統(tǒng)協(xié)議和開放的業(yè)務(wù)體系，其中業(yè)務(wù)與傳送層功能分離是這種開放性的標(biāo)志之一。這里的傳送層包括網(wǎng)絡(luò)層及其下層的傳送功能，提供業(yè)務(wù)平臺之間的連接性，而不是OSI模型中網(wǎng)絡(luò)層之上的"傳送層"。NGN在網(wǎng)絡(luò)層選擇了分組交換模式，這并非因為統(tǒng)計復(fù)用的高效，是為了保持低的時延而不得不采用輕載運行，統(tǒng)計復(fù)用的效率被傳輸資源的低利用率抵消，但分組交換具有電路交換不可比擬的帶寬靈活性，因此盡管它不如電路交換可靠和安全，仍然成為網(wǎng)絡(luò)層（如IP、Ethernet）甚至鏈路層（如ATM、FR）的主流交換方式。
　　目前物理層不論用電或光傳送都是連續(xù)比特流，可以說物理層仍然是基于電路型方式工作，而且傳統(tǒng)的物理層沒有交換功能。ASON利用GMPLS協(xié)議不僅在網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層而且在光層實現(xiàn)在信令控制下的交叉連接或交換。雖然目前還未看到有光存儲和全光波長變換的經(jīng)濟(jì)上可行的解決方案，但從技術(shù)上看不久有可能實現(xiàn)，光交換被看作是寬帶交換的未來。甚至有人認(rèn)為既然分組交換因其帶寬的顆粒性用在鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，光交換也應(yīng)該從電路型過渡到分組型，簡化中間層次直接實現(xiàn)IP over Optical。但在光層實現(xiàn)分組交換需要解決從光信號中直接提取控制字段信息難題。回避這一難題的突發(fā)光交換成為一時的研究熱點，這實際上是通過精確計算鏈路傳輸時延及準(zhǔn)備發(fā)送的分組長度，使用類似于隨路信令技術(shù)預(yù)置控制在光分組到達(dá)節(jié)點的時刻開啟該節(jié)點的光開關(guān)實現(xiàn)分組傳送，在復(fù)雜的光網(wǎng)絡(luò)中這一方式存在可擴(kuò)展性問題并且限制了在故障恢復(fù)時光路由選擇的靈活性。顯然IP over Optical的簡單性不應(yīng)以靈活性和經(jīng)濟(jì)性為折中。
　　問題還不僅在于技術(shù)上可否做得到或是否經(jīng)濟(jì)，而是有無必要實現(xiàn)光的分組交換。光層的最大優(yōu)勢是大容量，它適于對少量高帶寬的業(yè)務(wù)信號進(jìn)行交換或交叉連接。光交換并不需要也不可能代替電的交換，光層的交換與電的鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層等的交換應(yīng)該是互補關(guān)系。細(xì)顆粒的交換由電層來完成是合適的，電層的分組交換與光層的寬帶“電路交換”配合應(yīng)該是經(jīng)濟(jì)合理的解決方案，當(dāng)然如果光層能夠感受分組網(wǎng)絡(luò)層的流量變化和鏈路帶寬與可靠性的要求將有助于端到端的QoS和全網(wǎng)性能優(yōu)化。有人提議在網(wǎng)絡(luò)邊緣對于盡力而為的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)IP繼續(xù)起支配作用，在核心網(wǎng)則使用"電路交換"的光網(wǎng)絡(luò)作為多業(yè)務(wù)平臺 。
面向連接和無連接
　　電路交換是面向連接，分組交換有面向連接和無連接之分，分別以ATM和IP為代表，在ATM和IP之爭中IP因其簡單而占了上風(fēng)，但無連接模式在QoS保證方面先天不足，即便對QoS不敏感的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，也缺乏可擴(kuò)展性，無連接的方式還不利于對用戶數(shù)據(jù)流的管理和安全性。有人指出未來的Internet需要有一些面向連接的特征，因此基于IP協(xié)議但輔以面向連接的信令支持成為新的探索方向。
　　傳統(tǒng)的路由器是逐跳選路，在網(wǎng)絡(luò)層同時進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)與通道選擇，路由器處理能力成為瓶頸。MPLS（多協(xié)議標(biāo)簽交換）實現(xiàn)了轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離，用面向連接的信令（標(biāo)簽）使任何一種基于分組的鏈路層技術(shù)都可支持網(wǎng)絡(luò)層無連接的IP包的傳送。利用LDP可以為分組傳送預(yù)留LSP通道的網(wǎng)絡(luò)資源，利用標(biāo)簽可以表示不同的業(yè)務(wù)類型，方便采用流量工程措施為解決可擴(kuò)展性問題以及QoS問題奠定了基礎(chǔ)，引入面向連接的信令來改進(jìn)IP包的傳送性能的方式。
　　信令是面向連接模式的主要標(biāo)志。QoS的保證也離不開信令的作用。就目前所知,在IP網(wǎng)中還沒有單一的QoS措施能夠滿足不同業(yè)務(wù)的QoS要求，可能需要控制面、用戶數(shù)據(jù)面和管理面的多種QoS措施配合。為了跨過不同的面組合使用各種QoS措施，需要在這些措施之間利用信令或數(shù)據(jù)庫查表交互QoS參數(shù)，軟交換設(shè)備等業(yè)務(wù)節(jié)點之間也需要通過信令來溝通。在多個異構(gòu)網(wǎng)相連時可能涉及不同的QoS機制，需要借助信令來協(xié)調(diào)以保證端到端的QoS性能。QoS信令可以是帶內(nèi)的或帶外的，因此可在用戶數(shù)據(jù)傳輸之前進(jìn)行資源預(yù)留和QoS選路。帶內(nèi)信令肯定是隨路的，即信令消息與用戶數(shù)據(jù)經(jīng)過相同的路由，信令節(jié)點與路由器可合用一設(shè)置，帶外信令可以是隨路的也可以是非隨路的，后者即信令消息所經(jīng)過的節(jié)點并不都在用戶數(shù)據(jù)的路由上，信令節(jié)點單獨設(shè)置雖增加成本但帶來靈活性。
智能集中與分布
　　傳統(tǒng)的電話網(wǎng)的終端很簡單，智能集中在網(wǎng)絡(luò)。Internet的設(shè)計思想是智能分散在終端，網(wǎng)絡(luò)是"傻瓜"，網(wǎng)絡(luò)不了解用戶業(yè)務(wù)的質(zhì)量要求。NGN保證端到端的QoS的關(guān)鍵是在多接入技術(shù)和多管理域的環(huán)境下優(yōu)化有限的網(wǎng)絡(luò)資源，為不同的業(yè)務(wù)提供不同的QoS，NGN采用的是Internet的技術(shù)（IP或與IP友好的傳送技術(shù)）而不是其機理，即不再讓網(wǎng)絡(luò)作為"傻瓜"把復(fù)雜功能推給終端，在資源分配和業(yè)務(wù)傳遞方面網(wǎng)絡(luò)必須是主動的和有智能的，不能像Internet那樣靠終端來適應(yīng)。從智能管理的角度可以將網(wǎng)絡(luò)分為運載層（在這一層上的路由器等業(yè)務(wù)節(jié)點組成邏輯運載網(wǎng)LBN）、運載控制層（在這一層上有與LBN對應(yīng)的運載資源管理器BRM，它記錄和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜唾Y源數(shù)據(jù)庫，還可以有流量監(jiān)視和SLA管理等功能）和業(yè)務(wù)控制層（有各種業(yè)務(wù)控制服務(wù)器SCS，如軟交換的業(yè)務(wù)控制功能）。
　　SCS識別每一業(yè)務(wù)請求、翻譯編號或命名為IP地址并發(fā)送到源側(cè)的BRM，BRM基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜唾Y源數(shù)據(jù)庫對業(yè)務(wù)流進(jìn)行對應(yīng)的LBN域內(nèi)通道選擇、資源分配和接納控制，BRM除了向SCS返回響應(yīng)外，將流識別、通道和QoS屬性通知LBN的入口邊緣路由器，該路由器按BRM規(guī)范的通道信息和QoS要求對業(yè)務(wù)流進(jìn)行分組識別、分類、包封、賦形和標(biāo)記，域內(nèi)的路由器沿著規(guī)定的通道按優(yōu)先權(quán)轉(zhuǎn)發(fā)分組。不同的BRM通過信令交互作用為域間業(yè)務(wù)流選擇域間通道。當(dāng)業(yè)務(wù)流需要跨過多個運營商時，網(wǎng)間還需設(shè)置應(yīng)用網(wǎng)關(guān)或邊界路由器，以便按規(guī)定的SLA管理網(wǎng)間鏈路資源。當(dāng)然在強調(diào)智能在網(wǎng)絡(luò)的同時并不排斥智能在邊緣，網(wǎng)絡(luò)的智能與終端的智能配合可提供更多樣性的業(yè)務(wù)。
多業(yè)務(wù)網(wǎng)的綜合和多業(yè)務(wù)綜合網(wǎng)
　　就人們的愿望來說，總是希望用一個網(wǎng)完成全業(yè)務(wù)的所有功能，從ISDN到B-ISDN都是從這一目標(biāo)開始的，Internet的出現(xiàn)使B-ISDN作為目標(biāo)網(wǎng)之夢破滅。從VoIP開始Internet也朝著全業(yè)務(wù)網(wǎng)方向擴(kuò)展，但QoS、可擴(kuò)展性和安全性是無法回避的問題，在Internet上解決這些問題的難度和代價催生了NGN的出現(xiàn)。NGN應(yīng)具有的基本特征可概括為：多業(yè)務(wù)（話音與數(shù)據(jù)、固定與移動、點到點與廣播的會聚）、寬帶化（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(yè)務(wù)功能與傳送功能分離；用戶接入與業(yè)務(wù)提供分離）、移動性、兼容性（與現(xiàn)有網(wǎng)的互通），此外還應(yīng)有安全性和可管理性（包括QoS的保證）。一個具有這些特征的網(wǎng)絡(luò)毫無疑問堪稱全業(yè)務(wù)網(wǎng)，問題僅僅是如何實現(xiàn)以及是否經(jīng)濟(jì)合理。
　　一種設(shè)計思想是集電信網(wǎng)和Internet優(yōu)點于一身構(gòu)造一個多業(yè)務(wù)綜合網(wǎng)，實現(xiàn)B-ISDN希望而又未實現(xiàn)的目標(biāo)。由于電信網(wǎng)和Internet機理不同甚至相反，所以融合并非易事。另一種設(shè)計思路是用多個業(yè)務(wù)網(wǎng)綜合為全業(yè)務(wù)網(wǎng)，在多個網(wǎng)上業(yè)務(wù)會聚，實現(xiàn)一個號碼的綜合接入，從用戶使用的感覺仍是一個多業(yè)務(wù)的綜合網(wǎng)。3G以公共的接入手段同時連到電路交換子系統(tǒng)（CS）、分組交換子系統(tǒng)（PS）和IP多媒體子系統(tǒng)（IMS），按需提供移動多業(yè)務(wù)能力的方式就是一例。甚至有人明確提出固定業(yè)務(wù)與移動業(yè)務(wù)在很多方面（例如營業(yè)許可、競爭環(huán)境、適用法規(guī)、編號方式、資費標(biāo)準(zhǔn)）不同，不要試圖為固定與移動業(yè)務(wù)的綜合產(chǎn)生一個單一的NGN。而且反映用戶要求的業(yè)務(wù)差異化越來越明顯，網(wǎng)絡(luò)能力客戶化的呼聲漸起，不同的網(wǎng)絡(luò)各具所長，當(dāng)用一個網(wǎng)來綜合時一些特點可能難以體現(xiàn)。
　　ITU在一些文件中提出NGN作為GII的實現(xiàn)方式，特別是應(yīng)基于GII的多樣性技術(shù)的"網(wǎng)絡(luò)聯(lián)邦"的概念 ，更直接地說“NGN被看作是GII的'網(wǎng)絡(luò)聯(lián)邦'（用IP能力增強的傳統(tǒng)電信、廣播和數(shù)據(jù)網(wǎng)的聯(lián)合）的一部分"。由此看出ITU并不排除用幾個網(wǎng)的聯(lián)合實現(xiàn)NGN的方式。至少在NGN的初期總要面對與多個現(xiàn)有網(wǎng)互通的現(xiàn)實，而且在NGN的初期其主要贏利的業(yè)務(wù)仍然是話音，原有的PSTN是非常適合承擔(dān)這一任務(wù)的，具有PSTN的運營商將首先選擇在NGN中通過VoIP的MG或軟交換設(shè)備利用PSTN支持話音業(yè)務(wù)的方式。
　　面臨電信業(yè)務(wù)和電信環(huán)境發(fā)生的變化，網(wǎng)絡(luò)體系在交換/選路等級、控制面與管理面功能、電路交換與分組交換、面向連接與無連接、智能的集中與分布、業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)綜合等方面的研究和選擇中還存在諸多挑戰(zhàn)。此外在異構(gòu)網(wǎng)和多業(yè)務(wù)環(huán)境下，移動性管理、編號與尋址、網(wǎng)絡(luò)安全體系等也是值得關(guān)注的問題，下一代網(wǎng)絡(luò)任重而道遠(yuǎn)。

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