IPv6與下一代NGN網絡概述

摘要：IPv6作為通往下一代因特網的橋梁，突破了私用地址空間和網絡地址翻譯的限制，其幾乎無限的地址空間為實現新的多業務服務提供了一個通用平臺；下一代網絡NGN支持多業務服務的體系架構，其應用依賴于IP架構而廣泛的發展。

關鍵詞：IPv6 NGN 軟交換 分組

未來的NGN通信網絡融合幾乎所有的通信網絡，將提供廣泛的數字、語音和多媒體業務，并且滿足無線數據通信業務的需求。這些都對網絡的服務質量（QoS）、安全性和移動性提出了更高的要求。同時通信網絡與計算機網絡的融合已經成為未來發展的目標，其它多業務網絡和IP網絡的融合呈現一體化的趨勢。多個網絡在IP層上的統一，預示著未來的核心網絡將是全IP的網絡。對于網絡通信，意味著大量的通信設備需要某種形式的IP連接——這就要求現在的通信網絡進行較大的改變，逐步過渡到分組網絡中去，并建立適應分組網絡的呼叫控制機制以及業務模型。

1 背景

伴隨著全球電信行業的迅猛發展，多媒體為代表的下代業務需求也在迅速地增長，特別是IP業務發展迅猛，多媒體全IP化趨勢已為業界公認。為適應電信業這一新的形勢，業界在2004年初國際電聯會議上經過辯論給出了NGN的定義：正式提出NGN是基于分組的網絡，能夠利用多種寬帶能力和QoS保證的傳送技術；其傳送技術與相關功能獨立；NGN可使用戶自由接入不同提供商；并支持通用移動性。目前NGN體系采用分層結構，從上到上分為核心媒體層、業務層及控制層、傳送與接入層，其中，通過多方式接入及光纖高速傳輸為接入與傳送層，以IPv6為協議的分組核心網絡為核心媒體層，軟交換及其他控制機制為控制層，保證提供基本與附加業務的為業務層。IP協議是NGN核心媒體層的協議集的核心。它在NGN中的版本為IPv6，IETF于一九九五年九月形成IPv6的核心協議，IPv6協議成為NGN核心媒體層的基礎協議。

因IPv6標準在移動性和安全性上開展多種業務比IPv4更有利，所以IPv6開展業務更具優勢。使用IPv6作為傳輸層協議是網絡更易于管理，其巨大的地址空間打破了NAT的局限性并提高網絡性能。IPv6的優越性主要體現在以下幾個方面：①IPv6具有更大的地址空間。②IPv6使用更小的路由表。③IPv6增加了增強的組播（Multicast）支持以及對流的支持（Flow Control），這使得網絡上的多媒體應用有了長足發展的機會，為服務質量（QoS，Quality of Service）控制提供了良好的網絡平臺。④IPv6加入了對自動配置（Auto Configuration）的支持。這使得網絡（尤其是局域網）的管理更加方便和快捷。⑤IPv6具有更高的安全性。

2 NGN體系結構

2.1 NGN概念

廣義NGN：是Next Generation Network，下一代網絡，下一代通信網絡的融合。

狹義NGN：指以軟交換為控制層，兼容語音、數據、視頻三網的開放體系架構，這是一種業務驅動型網絡。是集話音、數據、傳真和視頻業務于一體的全新的網絡。

NGN是基于分組的網絡，能夠提供電信業務；利用多種寬帶能力和QoS保證的傳送技術；其業務相關功能與其傳送技術相獨立（ITU-T最新定義）。

2.2 NGN一次完成的呼叫過程

2.3 NGN體系結構

NGN體系架構是分成體系架構，分為：業務管理，網絡控制，核心交換，邊緣接入。①業務管理層：在呼叫建立的基礎上提供額外的增值服務，及運營支撐。②網絡控制層：實現呼叫控制，其核心技術就是軟交換技術，完成基本的實時呼叫控制和連接控制功能。③核心交換層：采用分組技術，提供一個高可靠性的、提供QoS保證和大容量的統一的綜合傳送平臺。④邊緣接入層：通過各種接入手段將連接各類用戶，并將信息格式轉換成為能夠在網絡上傳遞的信息格式。

2.4 NGN網絡基本構件

NGN網絡包含的基本構件通常有如下幾個：媒體資源服務器、中繼網關與信令網關、接入設備、軟交換、業務服務器等，還有IP承載網這個必不可少部分：NGN網絡結構具有通過分組網實現信令和業務的互通、通過分組接口連到分組承載網、分層、構件化等基本特點。

2.4.1 軟交換：亦稱媒體網關控制器，只負責呼叫控制和信令，無傳輸功能。即兩用戶間通信只在呼叫建立和斷開時，通過信令與軟交換交互，其它時候并不經過軟交換。

2.4.2 接入設備：含接入媒體網關和IAD（綜合接入設備），其功能就是實現最終用戶的接入，就像傳統交換機里邊的用戶板。它必須能把原來用戶板所處理的一些基本呼叫信令（比如摘機、撥號、掛機等）轉換成分組網上能夠傳送的協議，實現接入設備和軟交換之間的交互，軟交換才有可能接收信息，控制接入設備。

2.4.3 中繼網關和信令網關：NGN的建設過程十分漫長，需要NGN和PSTN共存，中繼網關（完成電路中繼和分組網上的媒體流的轉換）和信令網關（完成基于電路中繼的七號信令系統和基于IP承載的SIGTRAN信令系統的轉換）即為實現NGN和PSTN互通的設備。

2.4.4 媒體資源服務器：系電路交換機中專門用來完成放音、收號功能，實現特殊業務的部件，如常聽到的“您所呼叫的用戶正忙……”。NGN體系下，它能夠為NGN網絡提供基于IP網絡的媒體資源。

2.4.5 業務服務器：其位置和功能在NGN網絡中類似于傳統電信網絡中的智能網，起到為NGN網絡用戶提供增值服務的作用。

2.4.6 分組傳送網：分組傳送網在NGN里邊至關重要，NGN網絡的全部信息包括媒體流與信令流的傳發，都依賴于它。從目前分組網的發展趨勢看，IP技術的網絡已成為事實標準，NGN以IP作為承載網也基本得到業界的認同。IP的靈活、開放給NGN發展帶來很多好處，但同時也帶來了諸如QOS、安全、管理、IP地址空間不足等諸多問題。因此NGN的發展需要一個完善IP技術分組傳送網作為承載，NGN下一代網絡的發招要求也促使IP技術的發展和更新。

3 IPv6與NGN的關系

從發展理念上分析，IPv6的發展有助于NGN系統從一個點的網絡向一個“面”的網絡發展。在利用IPv6開展NGN業務時，一方面IP地址空間足夠大，在互聯互通方面有很強的優勢，另一方面在部署IPv6網絡時已經考慮到承載綜合業務的需求，網絡的服務質量和安全性方面有保證，IPv6的網絡從一開始就具備承載NGN業務的能力。

4 IPv6在NGN中的應用

IPv6將對NGN的發展起著推動作用，以數字奧運理念為例，大致包括新聞中心、場館和家庭。新聞中心的承載平臺為IPv6，業務平臺為NGN系統，通過PUSH業務接收場館中最新的比賽消息，并以電子報紙的方式發到電子報紙的訂戶手中。新聞發布可以通過記者招待會的方式和虛擬記者招待會方式，還可提供可視電話、視頻會議方式的遠程采訪工作。場館的應用是會場的監控和集群通信，通過基于IPv6的寬帶無線網絡（WLAN、3G）對場館進行監控，在場館中進行工作聯絡，將會方便和安全得多。

IPv6是家庭應用最難普及的地方，在IPv6的情況下，IPTV則可以通過多播方式由電視中心直接播發到網絡上，并以IP的方式送到每個用戶的電視機中。

5 小結

本文詳細介紹了基于IP的下一代NGN的體系構架。NGN的提出順應了通信網絡發展的趨勢，在下一代網絡（NGN）的業務承載層采用IPv6可以擴大IP地址空間、增加IP網絡安全性、提高網絡服務質量。隨著IPv6技術的不斷成熟，IPv6網絡的商用化進程將會不斷加快，必將會大大地推動下一代網絡的發展。