无线网络模式ngn

‘壹’ 什么是NGN网

NGN是NextGenerationNetwork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，不同的领域对下一代网络有不同的看法。

所谓下一代网络应当是基于“这一代”网络而言，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。

NGN的主要特点是能够为公众灵活、大规模地提供以视讯业务为代表，包含话音业务、互联网业务在内的各种丰富业务。

当前所谓的电信网是为电话业务设计的，实质上是为电话网服务的。要适应NGN多业务、灵活开展业务的特征，必须要有新的网络结构来支持。

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特征：

1、NGN是业务独立于承载的网络

传统电话网的业务网就是承载网，结果就是新业务很难开展。NGN允许业务和网络分别提供和独立发展，提供灵活有效的业务创建、业务应用和业务管理功能，支持不同带宽的、实时的或非实时的各种多媒体业务使用，使业务和应用的提供有较大的灵活性。

2、NGN采用分组交换作为统一的业务承载方式

传统的电话网采用电路（时隙）方式承载话音，虽然能有效传输话音，但是不能有效承载数据。NGN的网络结构对话音和数据采用基于分组的传输模式，采用统一的协议。

NGN把传统的交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，它们通过标准的开放接口进行互联，使原有的电信网络逐步走向开放，运营商可以根据业务的需要，自由组合各部分的功能产品来组建新网络。部件间协议接口的标准化可以实现各种异构网的互通。

3、NGN能够与现有网络如PSTN、ISDN和GSM等互通

现有电信网规模庞大，NGN可以通过网关等设备与现有网络互联互通，保护现有投资。同时NGN也支持现有终端和IP智能终端，包括模拟电话、传真机、ISDN终端、移动电话、GPRS终端、SIP终端、H248终端、MGCP终端、通过PC的以太网电话、线缆调制解调器等。

‘贰’ 软交换是什么意思

软交换是一种功能实体，为下一代网络NGN提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。

简单地看，软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，而软交换是与业务无关的，这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。

软交换技术是NGN网络的核心技术，为下一代网络(NGN)具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能。软交换技术独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。

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VOIP和软交换关系：

VOIP，VoiceoverInternetProtocol，俗称IP电话、VOIP网络电话或者网络IP电话，是利用互联网实现语音通信的一种先进通信手段，我们利用Internet廉价的上网费用和全世界无处不通的特点来传输语音。

而软交换就是对应的服务器，比如你有一台电话，你的电话号码以及你要打给别人的号码都要到对应的软交换上进行登记注册。这样你就可以通过软交换来进行通话。

常用的信令协议有sip和h248以及mgcp，其中媒体流一般通过rtp来进行传输。

‘叁’ 软交换技术的软交换究竟是什么

什么是软交换？在询问这样的问题时，我们经常会得到一系列特征的描述：它是NGN的核心，它具有开放的架构，它能够实现呼叫控制与媒体传输分离……
思科系统亚太区NGN/VoIP首席技术顾问殷康认为，尽管“软交换”是目前NGN讨论的热点，但是人们对它的概念仍然有些似是而非。他说:“‘软交换’这个术语可以说是从Softswitch翻译而得。Softswitch这一术语借用了传统电信领域PSTN网中的‘硬’交换机‘switch’的概念，所不同的是强调其基于分组网上呼叫控制与媒体传输承载相分离的含义。国内一开始有人将Softswitch译为‘软交换’。但是‘软交换’这个翻译术语含义不够十分明晰，单从字面上看很难使人理解它究竟是设备系统概念还是体系概念。”
殷康指出，我国电信业历来将名词属性的、设备概念范畴的switch译为“交换机”，而将动名词属性的switching 译为“交换”。X25 switch译为X25交换机，ATM switch译为ATM交换机，L2/L3 switch 译为二层/三层交换机。因此他建议，为学术研讨的严肃性，应该将softswitch更为确切地译为“软交换机”。这只是翻译概念上的问题。不过从某一方面来说，对于软交换概念的模糊，也反映了产业界对于软交换认识上在某些方面依旧存在偏差，存在着过分强调某一方面的能力，或者是过分夸大了软交换功能的情况。甚至可以说在很长的一段时间，软交换被人为地“神话”了，它被认为是一种代表着通信行业的未来，似乎无所不能的技术。
软交换是一种正在发展的概念，包含许多功能。其核心是一个采用标准化协议和应用编程接口（API）的开放体系结构。这就为第三方开发新应用和新业务敞开了大门。软交换体系结构的其它重要特性还包括应用分离（de-couplingof applications）、呼叫控制和承载控制。
软交换是一种功能实体，为下一代网络NGN提供具有实时性要求的业务的呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。
简单地看，软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的，不同的业务所需要的呼叫控制功能不同，而软交换是与业务无关的，这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。 软交换技术区别于其它技术的最显着特征，也是其核心思想的三个基本要素是：
1）开放的业务生成接口。
软交换提供业务的主要方式是通过API与“应用服务器”配合以提供新的综合网络业务。与此同时，为了更好地兼顾现有通信网络，它还能够通过INAP与IN中已有的SCP配合以提供传统的智能业务。
2）综合的设备接入能力。
软交换可以支持众多的协议，以便对各种各样的接入设备进行控制，最大限度地保护用户投资并充分发挥现有通信网络的作用。
3）基于策略的运行支持系统。
软交换采用了一种与传统OAM系统完全不同的、基于策略（Policy－based）的实现方式来完成运行支持系统的功能，按照一定的策略对网络特性进行实时、智能、集中式的调整和干预，以保证整个系统的稳定性和可靠性。
作为分组交换网络与传统PSTN网络融合的全新解决方案，软交换将PSTN的可靠性和数据网的灵活性很好地结合起来，是新兴运营商进入话音市场的新的技术手段，也是传统话音网络向分组话音演进的方式。目前在国际上，软交换作为下一代网络（NGN）的核心组件，已经被越来越多的运营商所接受和采用。 目前比较普遍的看法认为，软交换系统主要应由下列设备组成：
1）软交换控制设备（Softswitch Control Device）这是网络中的核心控制设备（也就是我们通常所说的软交换）。它完成呼叫处理控制功能、接入协议适配功能、业务接口提供功能、互连互通功能、应用支持系统功能等。
2）业务平台（Service Platform）完成新业务生成和提供功能，主要包括SCP和应用服务器。
3）信令网关（Signaling Gateway）目前主要指七号信令网关设备。传统的七号信令系统是基于电路交换的，所有应用部分都是由MTP承载的，在软交换体系中则需要由IP来承载。
4）媒体网关（Media Gateway）完成媒体流的转换处理功能。按照其所在位置和所处理媒体流的不同可分为：中继网关（Trunking Gateway）、接入网关（Access Gateway）、多媒体网关（Multimedia Service Access Gateway）、无线网关（Wireless Access Gateway）等。
5）IP终端（IP Terminal）目前主要指H.323终端和SIP终端两种，如IP PBX、IP Phone、PC等。
6）其它支撑设备。如AAA服务器、大容量分布式数据库、策略服务器（Policy Server）等，它们为软交换系统的运行提供必要的支持。 软交换的技术定义可以描述为：
· 它是一种提供了呼叫控制功能的软件实体；
·它支持所有现有的电话功能及新型会话式多媒体业务；
·它采用标准协议（如SIP、H.323、MGCP、MEGACO/H.248、SIGTRAN以及各种其它的数据及ITU协议）；
·它提供了不同厂商的设备之间的互操作能力
·它与下列一种或多种组件配套使用
·媒体网关
·信令网关
·特性服务器（例如提供CLASS业务）
·应用服务器（例如提供多媒体业务）
·媒体服务器（如提供数据流媒体、会议和广告等业务）
·管理、供应和收费/计费接口。
也许从业务角度来看，可以给出一个更形象的定义：
软交换是一种针对与传统电话业务和新型多媒体业务相关的网络和业务问题的解决方案。它能够减少资本和运营支出，提高收入。 中国电信集团公司总工程师韦乐平指出，泛义的NGN包容了所有新一代网络技术，狭义的NGN就是指软交换。在国内，人们往往把NGN与软交换联系在一起，甚至将它们等同起来。实际上，由国际上有关NGN的研究与行动可以看出，NGN包含的内容非常广泛。
1996年，美国政府与大学分别牵头提出下一代Internet行动计划（NGI）与Internet2。另外，国际上还有很多政府部门、行业团体、标准化组织等机构参与的NGN行动计划，如IETF的下一代IP、3GPP与UMTS论坛的下一代移动通信、加拿大的CANET3、欧盟的NGN行动计划等。这些NGN计划与行动很多与软交换没有什么关系，它们有的是专门研究本领域的网络技术发展（例如IETF的“下一代IP”研究的是如何从IPv4向IPv6过渡），有的则是包容了多种网络技术与应用的综合研究项目。
当然，国际上也有一些专门研究针对话音网的下一代组网技术，例如Telcordia（原Bellcore）提出的基于软交换的NGN方案。但是说NGN就是软交换，无疑是很值得商榷的。根据国内目前所提出的NGN解决方案，作为其最重要的特征之一，软交换平台的开放性可以为运营商提供一个灵活快捷的新业务开发模式，让NGN真正成为业务驱动的网络。
“但是软交换并不就是NGN，甚至可以说，软交换不一定就是NGN的核心技术。”国家IP与多媒体标准研究组主席蒋林涛指出。他认为：“NGN涉及的核心技术存在两个层次：一个是承载网层面，备选的核心技术有TDM、ATM、IP等，软交换并不在其中；一个是业务网层面，软交换技术将发挥核心的作用。”未来VoIP的核心技术将是软交换。软交换是NGN中语音部分，即下一代电话业务网（包括固定网、移动网）中的核心技术，但是NGN所要承载的业务模式今天还不是很清楚，我们很难断定VoIP就是未来NGN的核心通信业务。因此有业内人士认为，不能简单地断定，软交换就是NGN的核心技术。 那么认为NGN就是软交换，或是NGN寄希望于单一的“软交换”综合性设备，会带来什么样的后果呢？殷康认为，这势必会造成NGN解决方案缺乏可行的整体系统网络效益和目标，使得NGN的思考和讨论局限于单一类别设备以及相关技术的局部结构体系和范畴。更严重的是，“软交换”的设备特征和技术特征自身只能提供非常有限的“网络”概念和功能，这很可能造成NGN的组网方式和其总体网络体系结构成为无解之惑。
有资料指出，目前美国的Bell Atlantic、Level3、英国电信、英国大东、德国电信、日本NTT等很多运营商都开展了NGN试验，也取得了一些阶段性的成果。由于软交换本身的成熟性，它们的试验绝大部分限于软交换的汇接功能，能够提供一些简单的多媒体业务，但大部分都是单域的小规模的网路。
UT 斯达康首席科学家杨景认为，NGN的核心应该体现在跨网络业务上，而不是开放业务接口。他说：“与其说NGN是一个交换网，还不如说它是一个基于IP基础设施的业务网。”目前，中国电信软交换试验网的技术也要求在 CLASS4（长途链路）以及 CLASS5（ 接入层）都实现软交换机制。
“软交换机体现的是通过媒体控制协议MGCP/H248技术来实现呼叫控制与媒体传输相分离的思想，软交换机概念的提出使NGN的语音业务功能和与传统PSTN网的交换机功能可以完全透明地兼容，从根本上确保了IP电话技术能够完全替代PSTN网络中的交换机，” 殷康说，“软交换机是NGN的重要组成部分，但它更多的是关注在IP网中呼叫控制功能的设备和系统，其本身并不能构成特别的整体组网技术机制和网络体系构架。完全围绕软交换机为核心进行相互联接的组网方式没有太大试验和探讨价值。它限定了NGN只能是软交换机静态配置的、互为联接的，也即是所谓全平面网的‘无网模式’。”
殷康认为，‘无网模式’的NGN体系结构只能支持一个或几个软交换机，没有可扩展性也没有灵活性，是不适合规模运营的。软交换机必须具有与“网络”相联的能力。这个“网络”就是NGN的多媒体信令网。他说:“软交换机之间通过NGN多媒体信令不仅可以保障无限的可扩展性，选路结构的动态和灵活性，还真正实现了‘网络就是交换机’的目标。”
“下一代网的组网是采用分层的多媒体信令网和平坦的媒体流结构，多媒体信令网通过多媒体信令协议体系和多媒体信令传送点网元来实现。由于多媒体信令网的主要功能不涉及媒体控制，所以，一般不由软交换机组成，而是由专门的多媒体信令服务器来构成。” 殷康说，“真正意义的下一代网既需要智能端点业务的创新繁荣，又需要其系统可规模经营管理。就目前的技术成熟和发展来看，ITU-H323协议、IETF-SIP协议和MGCP/H248协议为特征的软交换机等三种技术都是IP电话通信和下一代网的实现手段。这三种技术各有区别和特长需要相辅相成，只有采用融合三种技术的网络架构体系和实现手段，才为上策。”
许多学者很早以前就指出，软交换机也可以看成是在H323和SIP体系下，智能网关分解的结果。它在下一代网中承担着区域或端局系统平台的重任，肩负着同时控制网络接入话务和控制PSTN网络边缘互联话务的功能。但是，软交换机仍然需要其他关键技术和设备来协同工作以确保可行的QoS和网络安全方案。软交换机提供现有电路交换机的各种语音业务，并支持语音、数据、视频融合的多媒体端点新业务和多样化的第三方业务（包括视频电话，视频电话会议，PC-Phone），但软交换机并不应看成是通用的数据、视频业务和应用的控制平台。因此，只有对软交换机在NGN中给予适当的定位，使其担当恰如其分的角色，才是发挥其在NGN中重要和关键的功能的正确方法。 降低成本
今天的大多数网络运营商最为关注的是保证其现有业务的安全。在近期内，话音和拨号业务仍是他们的主要收入来源，且流量还会继续增长。虽然宽带接入正在增长，但在大多数市场中仍然非常有限。与此同时，解除管制和竞争导致价格下降并侵蚀了运营商的利润。这些因素，再加上资金有限，迫使运营商不得不降低运营和资本开支（OPEX和CAPEX）。
然而在实现这些节约的过程中，运营商投资于未来技术显然比利用现有技术优化网络更好一些，虽然许多情况下后者也能够实现类似的节约。这一决策主要是从商业而非技术方面考虑的。
新的收入
只降低成本还远远不够。虽然通过提供传统业务来降低成本可以带来保护运营商的利润，但是创造和部署能够产生收入的新业务才是固定电话业务提供商得以生存的关键。从图1中的图表可以看出，固定电话收入正在“缩水”。
基本业务（如添加/取消媒体、演示、消息传递、以及媒体组合等）将被整合，从而为最终用户提供可以任何接入形式访问的会话式多媒体业务。这些业务可能包括视频会议、可视电话、话音增强式游戏以及由用户控制的呼叫处理等。
一种改良方法
目前的普遍观点认为：网络运营商的发展方向将是基于分组交换的多业务网络环境，由软交换提供呼叫和会话控制。
然而，在目前的商业形势下，向软交换环境融合存在着巨大的挑战。如果现有基础设施不能有效满足其目标应用和客户的需求，它根本不可能存在。任何替代技术都必须能够与现有解决方案一样、或更出色地处理某一应用－－在功能和/或价格方面更具优势。另外，新的业务模式必须证明能够满足对现有技术所支持业务的需求。但是，由于电话仍然是运营商的主要收入来源，所以不能提供全套PSTN业务和电信级服务质量（QoS）的PSTN替代解决方案不能获得采用。运营商们不能拿自己的电话客户和收入去冒险。
通信服务提供商需要采取渐进式发展方法，把软交换技术作为经济高效的宽带多业务网络的一部分进行部署。

‘肆’ NGN下一代网和4G网的区别是什么

NGN是“下一代网络(Next Generation Network)”或“新一代网络(New Generation Network)”的缩写。NGN是以软交换为核心，能够提供话音、视频、数据等多媒体综合业务，采用开放、标准体系结构，能够提供丰富业务的下一代网络。 基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和QoS保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立。NGN使用户可以自由接入到不同的业务提供商；NGN支持通用移动性。 4G通信技术是指第四代通信技术，目前日本的NTT DoCoMo公司已经表示，4G通信的试验网络已经部署在公司的横须贺研发园内，该网络集结了试验基站和移动终端，同时NTT DoCoMo公司还表示，4G通信服务将于2010年推出，网络的下载速度可以达到100Mbps，上载速度为20Mbps。美国AT&T公司推出的4G通信网络的试验，据说可以配合目前的EDGE进行无线上传，并通过OFDM技术达到快速下载的目的。美国AT&T公司声称大约还需要五年，这项技术才能发布；再有十年左右的时间，4G才能真正投入到商用阶段。在去年二月份，欧洲的四家移动设备生产商——阿尔卡特、爱立信、诺基亚和西门子组成了世界无线研究论坛(WWRF)，以研究3G以后的发展方向。WWRF预计4G技术将在2010年开始投入应用。我国也有自主研发的LTE(LONG TERM ENVOLOTION)技术，现已在上海世博园应用，并在香港成功试商用。速度达到100MBPS。 目前的4G技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能的。如果说现在的3G能为我们提供一个高速传输的无线通信环境的话，那么4G通信将是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。 与传统的通信技术相比，4G通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度。然而，在通话品质方面，目前的移动电话消费者还是能接受的。随着技术的发展与应用，现有移动电话网中手机的通话质量还在进一步提高。数据通信速度的高速化的确是一个很大优点，它的最大数据传输速率达到100Mbit/s，简直是不可思议的事情。另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，未来的4G通信费用也要比目前的通信费用低。 4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力，跨越多个运营者和服务，提供大范围服务。第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输；抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术；高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；大容量、低成本的无线接口和光接口；系统管理资源；软件无线电、网络结构协议等。第四代移动通信系统主要是以正交频分复用（OFDM）为技术核心。OFDM技术的特点是网络结构高度可扩展，具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力，可以提供比目前无线数据技术质量更高（速率高、时延小）的服务和更好的性能价格比，能为4G无线网提供更好的方案。

‘伍’ 下一代网络的背景

NGN 是“下一代网络（Next Generation Network）”或“新一代网络（New Generation Network）”的缩写。那它的“上一代”网络是什么？
其实，上一代网络就是普通的电话网。自从亚历山大·格拉汉姆·贝尔发明了世界上第一台电话机以来，在很长的一段时间，人们为之而兴奋。电话网，也就是以音声传导为目的的回线交换技术被使用至今。电话网的出现拉近了人们的距离，但在这个阶段，只能进行声音的传送。相信大家一定还记得当时装一部电话的费用非常高昂，打一个电话也得措辞得当，长话短说，否则电话费用将是一笔很大的账单。
随着技术的进步，以数据通信为主要目的的基于因特网的分组交换通信也渐渐被使用。至2000年为止，第1代以声音为主的网络通信量尚占有优势。而现今，因为数据通信大量增加的原因，更加节省费用的并同样可以支持音声传送的分组交换传送通信网络渐渐被使用。音声通信与数据通信相结合的一元化信息传送的第2代网络被赋予运用。因特网与电话网相比，简单性与安全性是一个弱点。于是，集合了ip网络的长处的下一代通信网络NGN出现了。
NGN是从传统的以电路交换为主的PSTN网络，逐渐迈向以分组交换为主的网络，它承载了原有PSTN网络的所有业务，把大量的数据传输卸载到IP网络中以减轻PSTN网络的重荷，又以IP技术的新特性增加和增强了许多新老业务。从某种意义上讲，NGN是基于TDM（Time Division Multiplexing，时分复用）的PSTN语音网络和基于IP/ATM的分组网络融合的产物，它使得在新一代网络上语音、视频、数据等综合业务成为了可能。如下图所示。
NGN的“诞生”具有划时代的意义，它不是原有网络的简单延伸及叠加，也不是革命而是演进！人们称之为“电信史上的一块里程碑，标识着新一代电信网络时代的到来。”
NGN网路除了以上说的电话网、IP网络以外，也包括播放网。以NGN为基础的流媒体服务和播放服务也在被标准化，融合了前两者网络的通信与播放的融合网络也正在被开发中。
2009年，中国传感网标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳。传感网标准化工作已经取得积极进展。传感网在国际上又称为物联网，这是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。随着传感器、软件、网络等关键技术迅猛发展，传感网产业规模快速增长，应用领域广泛拓展，带来信息产业发展的新机遇。中国对物联网的发展也高度重视，并将此称为传感网。经过长期艰苦努力，中国相关机构和企业攻克了大量关键技术，取得了国际标准制定的重要话语权，传感网发展具备了一定产业基础，在电力、交通、安防等相关领域的应用也初见成效。《国家中长期科学与技术发展规划（2006-2020年）》和新一代宽带移动无线通信网重大专项中均将传感网列入重点研究领域。9月11日，经国家标准化管理委员会批准，全国信息技术标准化技术委员会组建了传感器网络标准工作组。标准工作组聚集了中国科学院、中国移动等国内传感网主要的技术研究和应用单位，将积极开展传感网标准制订工作，深度参与国际标准化活动，旨在通过标准化为产业发展奠定坚实技术基础。