下一代网络技术发展趋势浅析
时间：2020-12-31 04:01:43 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要： 固网智能化、IP化，移动网络带宽的提高、业务多样化极大改变以前各个网络功能单一的局面。电信网、Internet网、有线电视甚至是移动网络，彼此之间业务的渗透越来越多，关于下一代网络和三网融合的观念逐渐越来越多得被人们提出和接受。以NGN为核心，介绍下一代网络的概念，及相关技术的发展趋势。
关键词： NGN；IPv6；软交换；IMS
中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0820025－01
1 下一代网络概念
NGN（Next Generation Network）即下一代通信网络。它是以软交换为核心的，能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构，代表了通信网络发展的方向。NGN具有分组传送、控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离、业务提供与网络分离、提供开放接口、利用各基本的业务组成模块、提供广泛的业务和应用、端到端QoS和透明的传输能力通过开放的接口规范与传统网络实现互通、通用移动性、允许用户自由地接入不同业务提供商、支持多样标志体系，融合固定与移动业务等等特征。
2 下一代网络的优势特征
更大：IPV6地址空间，接入网络的终端种类和数量更多，网络应用更为广泛，路由性能改善；
更快：100M以上的端到端的高性能通讯；
更安全可信：可进行网络对象识别、身份认证和访问授权，具有数据加密和完整性，实现一个可信任的网络；
更及时：组播服务，服务质量QOS，大规模实时交互应用；
更方便：基于移动和无线的丰富应用；
更可管理：有序的管理，有效的运营，及时的维护；
更有效：有盈利模型，获得重大社会效益和经济效益。
3 下一代网络的技术体系结构
3.1 IPv6技术
现有的互联网是在IPv4协议的基础上运行。IPv6是下一版本的互联网协议，也可以说是下一代互联网的协议，它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展，IPv4定义的有限地址空间将被耗尽，地址空间的不足必将妨碍互联网的进一步发展。为了扩大地址空间，拟通过IPv6重新定义地址空间。IPv4采用32位地址长度，只有大约43亿个地址，而IPv6采用128位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。按保守方法估算IPv6实际可分配的地址，整个地球的每平方米面积上仍可分配1000多个地址。在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题，主要有端到端IP连接、服务质量（qos）、安全性、多播、移动性、即插即用等。
3.1.1 目前优势与不足共存
相对于IPv4技术，IPv6具有以下几点优势：
1）IPv6把IP地址由32位增加到128位，从而能够支持更大的地址空间，扩展了网络的路由和寻址能力，解决了IPv4地址枯竭的问题。
2）简化了报文格式，丢弃了IPv4报文中的一些冗余部分，降低了报文处理和带宽开销，网络转发效率更高。
3）IPv6集成了IPSec，用于网络层的认证与加密，为用户提供端到端的安全。
4）IPv6增强的组播支持以及对流的支持以及QOS的考虑，这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会，为服务质量控制提供了良好的网络平台。
5）MobileIPv6增强了移动终端的移动特性、安全特性、路由特性，降低了网络部署的难度和投资，为用户提供了永久在线的服务。
现有的安防系统与IPv6结合归根到底是网络视频监控系统终端设备与IPv6网络的结合，需要通过终端设备升级支持IPv6协议栈。目前在安防行业内，网络视频监控设备，包括网络摄像机、网络视频服务器以及网络视频监控平台软件等产品会率先实现IPv6的应用。IPv6视频监控技术将会在如交通管理、应急指挥等大规模网络视频监控的行业中应用。例如北京奥运会、上海世博会中，视频监控在IPv6的支持下为保障安全起到了至关重要的作用，是目前安防系统与IPV6相结合较成功的案例。
3.1.2 IPv6应用网络过渡是关键
目前IPv6在中国安防大规模应用的时机还未成熟，IP网络还主要是以IPv4为主，向IPv6的过渡还有一段路程要走，但网络IPv6化是大势所趋，目前主流网络设备提供商都已经提出相关的IPv6解决方案，同时电信运营商也着手计划部署IPv6网络。一旦基础网络IPv6过渡完成，网络视频监控设备必然会向IPv6化过渡。
网络视频监控设备从IPv4向IPv6过渡的技术难度不大，主要的技术过渡是设备的网络模块从支持IPv4协议栈向IPv4/IPv6双栈，最终过渡到支持IPv6协议栈的过程，对视频编码不会产生很大影响。
总的来讲，IPv6的出现对网络视频监控的发展是起到促进作用的，本质上是对视频流的基础承载环境的优化，会使网络视频监控的应用场景和应用内容更加丰富。
3.2 软交换技术
软交换是下一代网络提出的新的概念和技术，核心思想是通过硬件软件化的思想来实现原来交换业务的控制连接和处理，可以在同一个网络同一时间上同时提供语音、数据以及多媒体业务，软交换的核心是一个标准化协议和应用编程接口的开发体系结构，以便提供更广泛的应用和业务平台。软交换的体系结构如图1所示。
由图1所知，软交换体系结构分为业务/应用层、网络控制层、核心交换层和边缘接入层。边缘接入层，负责将各种网络和终端设备介入软交换体系机构；核心交换层，对各种不同的业务和媒体流提供公共的传送平台，多采用基于分组的传送方式，目前比较公认的核心传送网为IP网或ATM骨干网；其主要实体为软交换设备，实现网路控制层，完成呼叫控制、路由、认证、资源管理等功能；业务/应用层，在呼叫控制的基础上向最终用户提供各种增值业务。
在软交换系统中，IP承载使网络调整更为灵活，同时也使媒体能力增强，进而带来一些新的业务，增强运营商网络的网络价值。另一方面，软交换分离的架构使得网络部署更灵活，可以有效降低运营商网络的建网成本和运营维护成本。由此可见，IP承载的变化是对传统网络的一个革命性的改变。
3.3 IMS
IMS（IP Multimedia Subsystem）即IP多媒体子系统，是由3GPP标准组织在R5版本提出，是在基于IP的网络上提供多媒体业务的通用网络架构，R5版本主要定义IMS的核心结构、网元功能、接口和流程等内容；R6版本对IMS进行了完善，增加了部分IMS业务特性，IMS与其他网络的互通规范和WLAN接入等特性；R7加强了对固定、移动融合的标准化制定，要求IMS支持xDSL、Cable等固定接入方式。
IMS技术对控制层功能做了进一步分解，实现了会话控制实体CSCF（call Session Control Function）和承载控制实体MGCF（Media Gateway Control Function）在功能上的分离，使网络架构更为开放、灵活，所以IMS实际上比传统软交换更“软”。
IMS以其业务、控制、承载完全分离的水平架构，集中的用户属性和接入无关等特性，一方面解决目前软交换技术还无法解决的问题，如用户移动性支持、标准开放的业务接口、灵活的IP多媒体业务提供等；另一方面，由于其接入无关性，也使得IMS成为固定和移动网络融合演进的基础。IMS的目的是建立与接入无关，能被移动网络与固定网络共用的融合核心网。
4 结束语
网络技术仍是当今世界发展的主流技术，下一代网络将以承载业务分离为核心概念，实现Internet网、电话网、有线电视网三网融合，固网和移动网络融合，为终端用户提供统一的接口和服务，将给人们生活带来新的变革。
参考文献：
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[2]王向群，NGN中的软交换和IMS技术，电力系统通信，第28卷，第172期.
[3]杨松、曹型兵，IMS的应用与发展，电信工程技术与标准化，2007.3.
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