《通信網(wǎng)理論與技術(shù)》課件第10章

第10章下一代網(wǎng)絡(luò)10.1概述10.2NGN的核心技術(shù)——軟交換10.3NGN業(yè)務(wù)技術(shù)及發(fā)展方向10.1概

述

10.1.1NGN的概念及分層

1.NGN的概念

NGN是“下一代網(wǎng)絡(luò)(NextGenerationNetwork)”。NGN是以軟交換為核心,采用開放、標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu),能夠提供話音、視頻、數(shù)據(jù)等多媒體綜合業(yè)務(wù)的下一代網(wǎng)絡(luò)。

NGN的概念已經(jīng)提出多年,業(yè)界存在諸多不同的解釋。在2005年年初,國際電聯(lián)NGN會議上,經(jīng)過激烈的辯論,NGN的定義終于有了定論:NGN是基于分組的網(wǎng)絡(luò),能夠提供電信業(yè)務(wù);利用多種寬帶能力和QoS保證的傳輸技術(shù);其業(yè)務(wù)相關(guān)功能與其傳輸技術(shù)相獨立。NGN使用戶可以自由接入到不同的業(yè)務(wù)提供商;NGN支持通用移動性,允許為用戶提供始終如一的、普遍存在的業(yè)務(wù)。

2.NGN的分層

(1)接入與傳輸層。其功能是提供靈活的接入手段,保護(hù)已有的用戶接口,同時支持更先進(jìn)的接入技術(shù)。例如,各種寬窄帶、移動或固定用戶接入,包括各種媒體網(wǎng)關(guān)或智能接入終端設(shè)備,主要有:信令網(wǎng)關(guān)(SG)、中繼網(wǎng)關(guān)(TG)、接入網(wǎng)關(guān)(AG)、綜合接入設(shè)備(IAD)、

無線接入網(wǎng)關(guān)(WAG)、

媒體資源服務(wù)器、

H.323網(wǎng)關(guān)(H.323GW)等。

(2)媒體傳輸層。其功能是負(fù)責(zé)將不同類型的信息格式轉(zhuǎn)換成為能夠在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔⒏袷健＠?將來自PSTN的語音信號轉(zhuǎn)換成ATM信元或IP包。此外,媒體層可以將信息媒體流選路至目的地。

(3)控制層。該層提供呼叫智能,控制媒體層網(wǎng)絡(luò)元素建立端到端的連接。主要涉及軟交換相關(guān)的功能,完成業(yè)務(wù)邏輯的具體執(zhí)行,其中包含呼叫控制,資源管理,接續(xù)控制和路由等操作,實現(xiàn)各種信令協(xié)議的互通和轉(zhuǎn)換。此層是NGN的核心神經(jīng),決定用戶收到的業(yè)務(wù),并能控制低層網(wǎng)絡(luò)元素對業(yè)務(wù)流的處理。

(4)應(yīng)用業(yè)務(wù)層。該層提供終端用戶增值業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)管理功能。主要負(fù)責(zé)在呼叫建立的基礎(chǔ)上提供各種各樣的增值業(yè)務(wù),控制邏輯相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理及服務(wù),完成增值業(yè)務(wù)處理,如業(yè)務(wù)生成、業(yè)務(wù)邏輯定義和業(yè)務(wù)編程接口等。此外,業(yè)務(wù)層還負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)相關(guān)的管理功能,如業(yè)務(wù)認(rèn)證和業(yè)務(wù)計費(fèi)等。同時提供開放的第三方可編程接口(API),易于引入新型業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)層由一系列的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器組成,包括SCP、AAA服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器等。

10.1.2NGN的特征和業(yè)務(wù)承載網(wǎng)的界定

1.NGN的特征

(1)多媒體特征。該特征是下一代通信業(yè)務(wù)最基本、最明顯的特征。NGN中沒有通信帶寬的制約,人們在語音溝通的同時可以得到更多的信息,如可視電話、視頻點播(VOD)等將被廣泛地應(yīng)用。另外,語音識別和語音文本的雙向轉(zhuǎn)換業(yè)務(wù),如從電話中收聽E－mail,或?qū)h的錄音直接轉(zhuǎn)換為文本進(jìn)行存儲等業(yè)務(wù)也會逐步得到人們的關(guān)注和青睞。

(2)開放性特征。如前所述,NGN網(wǎng)絡(luò)具有標(biāo)準(zhǔn)的、開放的接口,專業(yè)化業(yè)務(wù)提供商或者運(yùn)營商自身開發(fā)的程序可以方便地通過開放的應(yīng)用程序接口(OPENAPI)加載到網(wǎng)絡(luò)上,為用戶快速提供多樣的定制業(yè)務(wù)。隨著NGN網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,越來越多的業(yè)務(wù)提供商可以利用自身的優(yōu)勢為特定用戶群提供量身定做的個性化業(yè)務(wù),對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供的普遍業(yè)務(wù)進(jìn)行補(bǔ)充,人們可以更加廣泛地利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

(3)個性化特征。NGN中將會涌現(xiàn)出大量的個性化業(yè)務(wù),即指針對某一特殊群體的業(yè)務(wù),如針對某個公司、某所大學(xué)或某個城市開展的業(yè)務(wù)。這種業(yè)務(wù)可以由專業(yè)化業(yè)務(wù)提供商來提供,同時特殊群體用戶也可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行定制,從而方便特殊群體的工作和管理,成為他們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪胁豢苫蛉钡暮脦褪帧?/p>

(4)虛擬化特征。虛擬業(yè)務(wù)是將用戶個人信息(如身份、聯(lián)系方式、住所等)虛擬化,如采用與通信設(shè)備的物理端口無關(guān)的虛擬號碼來代替用戶的多個電話號碼,包括手機(jī)號碼、家庭電話號碼以及辦公電話號碼等,主叫用戶只需撥打虛擬號碼,就可以直接找到被叫用戶,而不必關(guān)心他身處何地。另外,虛擬家庭、虛擬社區(qū)等虛擬業(yè)務(wù)也將是NGN中有代表性的虛擬業(yè)務(wù),這些業(yè)務(wù)可以使人們打破地域和時間的限制,方便地進(jìn)行各種交流。

(5)智能化特征。NGN的通信終端具有多樣化、智能化的特點,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和終端特性結(jié)合起來可以提供更加智能化的業(yè)務(wù)。同時,用戶可以將多種業(yè)務(wù)組合起來,形成新的業(yè)務(wù)。也可以對業(yè)務(wù)進(jìn)行簡單的選擇和配置,智能地生成符合自己需要的業(yè)務(wù)。智能型的通信業(yè)務(wù)將和人們的工作生活聯(lián)系得越來越緊密。

2.NGN業(yè)務(wù)承載網(wǎng)的界定

NGN是一個實現(xiàn)了全面融合的網(wǎng)絡(luò),不但包括了電話網(wǎng)絡(luò),如PSTN,ISDN,H.323,還包括了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),如ATM,IP等網(wǎng)絡(luò)。因此,多種網(wǎng)絡(luò)之間的互通是NGN成功的必要條件。IP技術(shù)作為最成功的互連網(wǎng)分組應(yīng)用技術(shù),它的包容性也得到了最大的驗證,在NGN網(wǎng)絡(luò)中將采用全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)。為了NGN業(yè)務(wù)的順利展開,必須從業(yè)務(wù)需求的角度著手,結(jié)合目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,精心設(shè)計NGN承載網(wǎng)絡(luò),需要考慮的問題包括地址規(guī)劃、路由規(guī)劃、服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)安全等方方面面的因素。雖然NGN承載網(wǎng)的覆蓋范圍最終應(yīng)該能通達(dá)全國,但考慮運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、業(yè)務(wù)提供的都有一個分階段的發(fā)展過程,所以承載網(wǎng)的設(shè)計中還必須考慮能否靈活、平滑的擴(kuò)展?？梢灶A(yù)見,NGN承載網(wǎng)將是一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),在很多方面對目前的數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。

1)物理隔離從圖10.1中可以看出,物理隔離是指另外建設(shè)一張IP專網(wǎng),主要是在匯聚層和骨干網(wǎng)層面上采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu):一張網(wǎng)絡(luò)承載Internet業(yè)務(wù),稱之為Internet網(wǎng),主要提供傳統(tǒng)互連網(wǎng)業(yè)務(wù),按照上網(wǎng)時間及內(nèi)容收費(fèi)。另一張網(wǎng)絡(luò)承載IP電信業(yè)務(wù),提供高質(zhì)量的電信級業(yè)務(wù),滿足NGN,3G對承載網(wǎng)的需求,支持VPN、視訊、語音以及流媒體等業(yè)務(wù)的要求,稱之為IP專網(wǎng)。

圖

10.1物理隔離示意圖

2)邏輯隔離從圖10.2中可以看出,邏輯隔離是在現(xiàn)有的運(yùn)營商數(shù)據(jù)網(wǎng)基礎(chǔ)上,利用已經(jīng)比較成熟的VPN(如MPLSVPN)技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行隔離:將網(wǎng)絡(luò)劃分為兩個邏輯子網(wǎng),一個是Internet業(yè)務(wù)子網(wǎng),另一個是NGN業(yè)務(wù)子網(wǎng)。兩個子網(wǎng)通過VPN進(jìn)行隔離。NGN業(yè)務(wù)與Internet業(yè)務(wù)的區(qū)分在邊緣路由器PE上完成,PE根據(jù)物理接口或邏輯接口區(qū)分業(yè)務(wù)的類型,邏輯接口可以是VLAN,PVC等。

在NGN子網(wǎng)中,再有針對性地對QoS以及安全等問題進(jìn)行解決。

圖

10.2邏輯隔離示意圖

智能終端、媒體網(wǎng)關(guān)、綜合接入設(shè)備以及軟交換系統(tǒng)等設(shè)備連接到該邏輯網(wǎng)絡(luò),與數(shù)據(jù)網(wǎng)的其他業(yè)務(wù)終端相對隔離。隔離的承載網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的基本方法如下:

(1)骨干網(wǎng)中,采用運(yùn)營商IP骨干網(wǎng)的MPLSVPN,或ATM骨干網(wǎng)PVC功能,甚至可直接基于傳輸網(wǎng)獨立建設(shè)一個NGN專用的VPN。

(2)城域網(wǎng)中,利用運(yùn)營商IP城域網(wǎng)L3路由交換機(jī)VLAN功能,或ATM城域網(wǎng)PVC功能,為NGN業(yè)務(wù)分配專用VLAN。

(3)接入網(wǎng)中,為終端分配采用與其他業(yè)務(wù)不同的IP地址段,二層設(shè)備上利用VLAN實現(xiàn)業(yè)務(wù)的隔離。BAS或其他三層設(shè)備通過識別終端的地址,實現(xiàn)業(yè)務(wù)的分流。實現(xiàn)NGN業(yè)務(wù)與Internet業(yè)務(wù)的邏輯隔離,則IP地址獨立于數(shù)據(jù)基礎(chǔ)網(wǎng),便于業(yè)務(wù)擴(kuò)展、安全控制和QoS的滿足,有利于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營。

3)兩種策略的比較將NGN業(yè)務(wù)與Internet業(yè)務(wù)隔離,在業(yè)界已經(jīng)達(dá)成共識。但究竟是采用物理隔離還是邏輯隔離,一直存在著激烈的爭論。最大的分歧不是技術(shù)問題,因為物理隔離和邏輯隔離使用大量相似的技術(shù)方案,爭論的焦點仍然集中在投資成本和回報上。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的實踐中,既有使用邏輯隔離的案例,也有使用物理隔離的情況。

從技術(shù)角度上看,邏輯隔離肯定會比物理隔離來得復(fù)雜。首先對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的要求較高,路由器需要支持MPLSVPN、策略路由以及QoS等,交換機(jī)要支持VLAN,QoS等,BAS要支持用戶管理、用戶地址綁定以及QoS等。如果使用私有地址還需要解決地址的穿越問題。其次,網(wǎng)絡(luò)改造的配置工作大,基本上所有的基礎(chǔ)設(shè)備都要進(jìn)行配置升級。再次,網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜,網(wǎng)管系統(tǒng)不僅要管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,還需要管理業(yè)務(wù),有時還必須實現(xiàn)業(yè)務(wù)層和網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)聯(lián),如用戶開戶不僅需要配置營賬系統(tǒng),而且還要配置接入設(shè)備(如交換機(jī)、BAS)。

從投資的角度上看,物理隔離初期的成本肯定會高于邏輯隔離。但要在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上承載新的電信業(yè)務(wù),必須要進(jìn)行全網(wǎng)的業(yè)務(wù)功能升級和節(jié)點擴(kuò)容。電信業(yè)務(wù)對帶寬需求有跳躍式的增長,某些熱點地區(qū)可能會更高,如果將這些業(yè)務(wù)承載在現(xiàn)有的IP核心網(wǎng)上,必然還要進(jìn)行端口及鏈路升級,這些升級費(fèi)用也不會便宜,到最后有可能還要重新建網(wǎng)。因此,從長遠(yuǎn)的利益看,建設(shè)高起點、

全業(yè)務(wù)、

可擴(kuò)展的IP專網(wǎng)可能更節(jié)約成本。

10.2NGN的核心技術(shù)——軟交換

10.2.1面向NGN的軟交換軟交換(SoftSwitch)又稱為呼叫代理(Agent)、呼叫服務(wù)器或媒體網(wǎng)關(guān)控制。其基本含義就是把呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)中分離出來,通過服務(wù)器上的軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能,包含呼叫選路、管理控制、連接控制(建立會話、拆除會話)、信令互通。其結(jié)果就是把呼叫傳輸與呼叫控制分離開,為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面,使業(yè)務(wù)提供者可以自由地將傳輸業(yè)務(wù)與控制協(xié)議結(jié)合起來,實現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移,使軟交換能無縫地軟統(tǒng)一于通信數(shù)據(jù)、傳真、視頻等多媒體業(yè)務(wù)。其中更重要的是,軟交換采用了開放式應(yīng)用程序接口(API),允許在交換機(jī)制中靈活引入新業(yè)務(wù)。

10.2.2基于軟交換的NGN體系結(jié)構(gòu)

NGN是以軟交換技術(shù)為核心的開放性網(wǎng)絡(luò),采用軟交換技術(shù),將傳統(tǒng)交換機(jī)的功能模塊分離為獨立網(wǎng)絡(luò)部件,各部件按相應(yīng)功能進(jìn)行劃分,獨立發(fā)展。即業(yè)務(wù)功能與呼叫控制功能分離、呼叫控制功能與承載功能分離,實現(xiàn)開放的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?；谲浗粨Q技術(shù)構(gòu)造的NGN網(wǎng)絡(luò)從功能上可以分為接入層、傳輸層、控制層和業(yè)務(wù)層(見圖10.3)。

圖

10.3NGN網(wǎng)絡(luò)示意圖

采用業(yè)務(wù)、控制和承載分離機(jī)制構(gòu)造的NGN網(wǎng)絡(luò),是一種分層的、全開放的網(wǎng)絡(luò),這種開放性主要體現(xiàn)在以下三個方面:

(1)業(yè)務(wù)與控制分離。利用純軟件進(jìn)行控制鏈接,使控制與業(yè)務(wù)無關(guān),各自獨立發(fā)展,業(yè)務(wù)可不斷更新,控制方式可不斷改進(jìn),兩者互不影響。這兩層之間的接口是標(biāo)準(zhǔn)的、開放的。目前,國際上比較常用的接口技術(shù)是PARLAY,作為開放的標(biāo)準(zhǔn)接口,PARLAY是由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商提供給業(yè)務(wù)提供商的。它的接口能力覆蓋了呼叫控制、用戶交互、消息、移動業(yè)務(wù)、連接管理等。總之,PARLAY是網(wǎng)絡(luò)和資源能力的API的封裝,業(yè)務(wù)提供商可以用PARLAY所提供的資源對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制從而達(dá)到生成新業(yè)務(wù)的目的。

(2)控制與承載分離。呼叫控制與傳輸層之間有開放的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口,控制技術(shù)和承載技術(shù)各自獨立發(fā)展,互不相關(guān),互不影響,這樣承載網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)革新發(fā)展不會影響呼叫控制層。

(3)承載與接入分離。目前,存在各種各樣的用戶終端,不同的用戶終端對應(yīng)不同的接入方式,承載與接入分離允許不同的接入網(wǎng)與承載網(wǎng)相接,便于用戶接入使用豐富的下一代業(yè)務(wù)。

10.2.3軟交換技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用情況

1.軟交換技術(shù)的現(xiàn)狀我國的軟交換標(biāo)準(zhǔn)研究組在2000年制定了軟交換的系列標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)定位在業(yè)務(wù)層面上,對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及相關(guān)規(guī)范做了總體要求,包括接入的媒體網(wǎng)關(guān)、ID終端設(shè)備、服務(wù)器接口、開放業(yè)務(wù)平臺接口等。隨著NGN應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,還將有更多的針對接入服務(wù)器和控制設(shè)備的基于軟交換協(xié)議的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。目前已經(jīng)有很多的新型控制協(xié)議,如H.228協(xié)議等,在軟交換方面出現(xiàn)了比較完整的國家互通標(biāo)準(zhǔn)。

(2)本地接入(PacketLocalAccess)。在多種多樣的接入方式條件下,例如DSL,Ethernet,Cable,WirelessLAN,雙絞線等,采用軟交換技術(shù)實現(xiàn)分組話音的本地接入。從某種意義上講,它不僅完成了Class5端局的替代或新建,而且為終端用戶提供了數(shù)據(jù)和語音的綜合業(yè)務(wù)。

(3)多媒體業(yè)務(wù)(MultimediaServices)。針對用戶多媒體業(yè)務(wù)的需求,利用軟交換技術(shù),將各種應(yīng)用服務(wù)器上的新業(yè)務(wù),在軟交換設(shè)備的集中呼叫控制下,通過各種網(wǎng)關(guān)設(shè)備最終提供給廣大終端用戶,其中軟交換直接控制著各種新業(yè)務(wù)的發(fā)放與實施,保證了業(yè)務(wù)在全網(wǎng)開展的及時性。另外,支持開放的API接口,通過與第三方應(yīng)用服務(wù)提供商合作,開發(fā)并引入新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用。

(4)3G核心網(wǎng)(3GCoreNetwork)。軟交換技術(shù)不僅適用于固定網(wǎng)絡(luò),同樣,在3GPPR4定義的3G無線核心網(wǎng)中,也采用軟交換技術(shù),實現(xiàn)呼叫控制與媒體承載的分離。與固網(wǎng)相比,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完全一致,但在移動性管理,安全保密,認(rèn)證授權(quán)等方面,對軟交換設(shè)備功能進(jìn)行了相應(yīng)的擴(kuò)展。

10.3NGN業(yè)務(wù)技術(shù)及發(fā)展方向

10.3.1NGN的業(yè)務(wù)模型

NGN業(yè)務(wù)模型的重要基點是將業(yè)務(wù)運(yùn)營和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營分離,引入獨立于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的業(yè)務(wù)運(yùn)營商。前者提供網(wǎng)絡(luò)層及以下的服務(wù),后者提供應(yīng)用層服務(wù)。為了充分利用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和用戶之間可靠的客戶關(guān)系,業(yè)務(wù)層應(yīng)架構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)控制層或邊緣接入層之上,通過網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商作為代理建立與用戶的商業(yè)關(guān)系。

根據(jù)這樣的模型可以建立起良性的業(yè)務(wù)生態(tài)價值鏈。業(yè)務(wù)提供的參與方將包括網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、接入服務(wù)商、業(yè)務(wù)運(yùn)營商、軟件開發(fā)商、內(nèi)容提供商以及用戶本身,各方密切合作共同實現(xiàn)增值業(yè)務(wù)。同時每一方都將從中獲利,由此形成多方共贏的格局。價值鏈越長,參與方越多,就越容易充分調(diào)動各方的積極性,建立起一個可贏利的、可持續(xù)發(fā)展的業(yè)務(wù)體系。支持上述模型最重要的業(yè)務(wù)技術(shù)就是開放式應(yīng)用編程接口(API)技術(shù)。其基本思想是將底層網(wǎng)絡(luò)能力抽象為一系列標(biāo)準(zhǔn)軟件接口,供編程人員調(diào)用,使業(yè)務(wù)開發(fā)者無需知道通信網(wǎng)技術(shù)和協(xié)議細(xì)節(jié),只需根據(jù)業(yè)務(wù)控制邏輯本身就可以編制應(yīng)用程序,從而實現(xiàn)業(yè)務(wù)層和網(wǎng)絡(luò)層的分離。

10.3.2NGN的業(yè)務(wù)技術(shù)

1.開放式分布技術(shù)

1)Parlay/OSA技術(shù)為了促進(jìn)電信業(yè)的競爭,英國電信部在20世紀(jì)90年代宣布英國電信(BT)必須允許第三方業(yè)務(wù)提供商訪問其交換機(jī),這意味著必須開放交換機(jī)的控制接口,這將對運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的安全和完整性帶來巨大的挑戰(zhàn)。自然,BT不愿意公開這些控制接口而讓第三方直接進(jìn)入其網(wǎng)絡(luò)。為此,BT聯(lián)合微軟、北電和西門子等制造廠商發(fā)起成立了Parlay組織,研究開發(fā)安全的開放式交換機(jī)接口,該接口屏蔽了交換機(jī)的原有控制接口,但是業(yè)務(wù)提供者卻可以利用該接口向交換機(jī)發(fā)出控制指令。實際上就是開放原來封閉的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)控制接口,形成一個更有競爭性的增值業(yè)務(wù)開發(fā)環(huán)境。

Parlay模型由以下三個部分組成:

(1)客戶端應(yīng)用。第三方開發(fā)的業(yè)務(wù)邏輯程序,通過Parlay接口訪問相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)功能。由第三方單位管理。

(2)框架接口。提供Parlay可靠運(yùn)行必須的安全和管理功能，由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商管理。

(3)業(yè)務(wù)接口。提供訪問底層網(wǎng)絡(luò)的具體能力,如呼叫控制、用戶交互等，由業(yè)務(wù)運(yùn)營商管理。

2)JAIN技術(shù)

BT發(fā)起Parlay研究的同時,SUN公司也發(fā)起了Java語言的電信應(yīng)用編程接口,稱之為JAIN技術(shù)。兩者的設(shè)計思想類似,應(yīng)用目標(biāo)都是支持包括電話網(wǎng)、移動網(wǎng)和Internet在內(nèi)的多重網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開發(fā)綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)。兩者的差別是,Parlay的著重點在于第三方業(yè)務(wù)提供,因此定義了完備的安全管理框架接口;JAIN的重點在于開發(fā)位于可編程交換機(jī)內(nèi)部的應(yīng)用程序,定義了完備的至各類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議映射的協(xié)議API。目前，已成立聯(lián)合工作組同步兩者的研究進(jìn)程,原則上業(yè)務(wù)API和框架接口將采用Parlay標(biāo)準(zhǔn),協(xié)議API將采用JAIN標(biāo)準(zhǔn)。

3)Web業(yè)務(wù)技術(shù)

Web業(yè)務(wù)(WebServices)這一名詞首先由微軟在2000年提出。需要注意的是,它并非一種新的Web工具,而是一種全新的分布計算環(huán)境。其基本思想是利用開放式的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),在Internet上實現(xiàn)分布式軟件開發(fā)、軟件工程和軟件使用。這里,“業(yè)務(wù)”指的是分布在Internet中的各種軟件,無論是單位用戶還是個人用戶都可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求,利用Web業(yè)務(wù)技術(shù)調(diào)用在網(wǎng)上已有的業(yè)務(wù)軟件,構(gòu)成自己的應(yīng)用軟件。不同單位的應(yīng)用軟件之間、單位和客戶應(yīng)用軟件之間也可以通過Web業(yè)務(wù)技術(shù)互相調(diào)用,以支持電子商務(wù)、客戶關(guān)系模型等應(yīng)用。雖然它和只能提供數(shù)據(jù)服務(wù)的普通Web含義完全不同,但是其采用的協(xié)議和接口依然屬于已經(jīng)廣泛使用的Web技術(shù)。

2.SIP技術(shù)

1)代理服務(wù)器技術(shù)代理服務(wù)器是SIP網(wǎng)絡(luò)的基本網(wǎng)元,完成呼叫請求的消息選路和轉(zhuǎn)發(fā)功能,其地位類似于傳統(tǒng)電信網(wǎng)中的交換機(jī),只是功能比較簡單,常常是無狀態(tài)的。因此,一個直接的提供網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的方法就是以某種方式在代理服務(wù)器中置入控制程序,指令代理服務(wù)器對指定的呼叫進(jìn)行特殊的轉(zhuǎn)發(fā)處理,以實現(xiàn)諸如呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫篩選等基本補(bǔ)充業(yè)務(wù)。這樣的控制程序一般比較簡單,其執(zhí)行由收到的SIP消息觸發(fā)。IETF定義了多種代理服務(wù)器控制機(jī)制。

由IPTEL工作組定義的呼叫處理語言(CPL)是一種非常簡單的腳本語言,沒有循環(huán),不支持用戶定義的變量,采用XML結(jié)構(gòu)描述如何對呼叫請求消息選擇路由。用戶可以在瀏覽器上編輯CPL腳本,并將它發(fā)送到代理服務(wù)器上執(zhí)行。代理服務(wù)器可以利用JavaServlet技術(shù)實現(xiàn)腳本的觸發(fā)。服務(wù)器上將裝備一個啟動Servlet和相當(dāng)于Java虛擬機(jī)的Servlet引擎,當(dāng)代理服務(wù)器收到SIP消息后,由啟動Servlet觸發(fā)內(nèi)置CPL腳本的解釋,然后根據(jù)解釋結(jié)果決定如何處理該消息的轉(zhuǎn)發(fā)。

代理服務(wù)器也可以采用SIP公共網(wǎng)關(guān)接口(CGI)技術(shù)進(jìn)行控制。和Web服務(wù)器一樣,輸入的SIP消息通過公共網(wǎng)關(guān)接口觸發(fā)后臺處理程序,從而確定消息的轉(zhuǎn)發(fā)決策。由于SIP協(xié)議結(jié)構(gòu)類似于HTTP,因此SIPCGI的實現(xiàn)并不困難。另一種功能更強(qiáng)的控制機(jī)制是SIPServlet技術(shù),主要面向業(yè)務(wù)運(yùn)營商。這種方式的控制邏輯通常比較復(fù)雜,由JavaBean組件組成,或直接用Java語言編寫。控制邏輯的執(zhí)行也由輸入SIP消息經(jīng)由啟動Servlet觸發(fā)。

2)應(yīng)用服務(wù)器技術(shù)上述代理服務(wù)器技術(shù)主要是提供基于呼叫重定向的基本補(bǔ)充業(yè)務(wù),對于更為復(fù)雜的增值業(yè)務(wù)常要設(shè)置相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器。為了支持增值業(yè)務(wù),SIP本身的功能常需要增強(qiáng)。為此,SIP提供了三種擴(kuò)展機(jī)制:頭部擴(kuò)展、方法擴(kuò)展和消息體擴(kuò)展,分別用于定義新的消息參數(shù)、

操作和消息體內(nèi)容類型。

3.智能終端技術(shù)

在傳統(tǒng)電話網(wǎng)中,普遍使用的電話機(jī)屬于沒有智能的盲終端。演進(jìn)到NGN后,多媒體業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)融合業(yè)務(wù)涉及大量的終端控制和處理功能,有些業(yè)務(wù)還要求通過對等方式在終端之間直接交互實現(xiàn),它們都要求終端具有相當(dāng)?shù)闹悄堋＿@些終端需要具備呼叫控制、媒體控制、協(xié)議處理、安全接入、用戶界面等功能,由內(nèi)置CPU控制,猶如一臺簡易型PC,但是對技術(shù)復(fù)雜度和成本等卻有很苛刻的要求。特別是移動終端,由于體積、功耗的限制,必須考慮特殊的平臺技術(shù)和協(xié)議技術(shù)。3GPP和制造商已提出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)。

1)移動執(zhí)行環(huán)境和SIM卡應(yīng)用工具技術(shù)它們是3GPP標(biāo)準(zhǔn)。其中,移動執(zhí)行環(huán)境(MexE)是WAP和Java技術(shù)的結(jié)合。WAP是專為移動終端設(shè)計的,因此它具有較強(qiáng)的針對移動終端的控制能力。而Java則可提供底層圖形控制接口,使編程者可以控制終端屏幕的像素,特別適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)游戲應(yīng)用。兩者結(jié)合可顯著提高終端智能,既可工作于客戶/服務(wù)器方式,也可工作于終端間直接交互的對等方式。

MExE技術(shù)支持在移動終端上的應(yīng)用,SIM卡應(yīng)用工具(SAT)技術(shù)則支持在用戶識別模塊(SIM)卡上的應(yīng)用,它定義了SIM卡和終端之間的應(yīng)用編程接口,從而可以在SIM卡上直接開發(fā)業(yè)務(wù)應(yīng)用程序。SAT也支持從網(wǎng)絡(luò)上下載小的應(yīng)用程序,稱之為現(xiàn)場編程。

2)J2ME和BREW技術(shù)

J2ME又稱為無線Java,是SUN公司專門設(shè)計用于運(yùn)行資源受限的微型Java環(huán)境,應(yīng)用目標(biāo)是作為手機(jī)的開放式軟件平臺。J2ME和移動運(yùn)營商的無線Java服務(wù)器配合,可為用戶提供全新圖形化的移動增值業(yè)務(wù)。

BREW是由高通公司提供的無線設(shè)備應(yīng)用平臺,在其上可方便地進(jìn)行無線應(yīng)用開發(fā)、設(shè)備配置和計費(fèi)等,也可下載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,定制手機(jī)功能。

當(dāng)前它是和J2ME激烈競爭的技術(shù)。

10.3.3NGN的發(fā)展方向

1.向多元化的無縫寬帶接入網(wǎng)演進(jìn)

WiMAX定位于寬帶移動無線接入,速率和成本優(yōu)于3G,但移動性和覆蓋不如3G,不適合做跨區(qū)漫游和切換,主要應(yīng)用于熱點覆蓋,是3G的補(bǔ)充,但在城域?qū)拵У退贅I(yè)務(wù)上則會分流3G的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。同時,由于其速率高、方便、無需挖地、布網(wǎng)快,會對固網(wǎng)DSL和電纜調(diào)制解調(diào)器(CM)形成一定的沖擊。WiMAX的復(fù)雜性要遠(yuǎn)高于Wi-Fi,作為電信級網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營技術(shù),也還有不少事情要做。預(yù)計將會在未來城域網(wǎng)寬帶接入市場上占據(jù)重要的地位,成為僅次于DSL和CM的固定(帶有一定的移動性)寬帶接入手段。

2.向以軟交換/IMS為核心的下一代交換網(wǎng)演進(jìn)據(jù)估計,基于軟交換的新業(yè)務(wù)成本僅為PSTN的五分之一,開發(fā)周期為PSTN的十分之一。當(dāng)前軟交換面臨的主要問題是缺乏大規(guī)?，F(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗,特別是互操作、實時業(yè)務(wù)的QoS保障、安全性、網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理和維護(hù)操作等。其次,軟交換在業(yè)務(wù)和應(yīng)用上很薄弱,特別是多媒體業(yè)務(wù)支持方面較弱,受部分嵌套式業(yè)務(wù)的影響,其API接口功能還受一定限制,從而影響了第三方的業(yè)務(wù)實現(xiàn)和集成效率。

3.向以IPv6為基礎(chǔ)的下一代互連網(wǎng)演進(jìn)目前有關(guān)IPv6的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)基本成型,但實際網(wǎng)絡(luò)推進(jìn)速度很慢。實施IPv6既需要升級網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議,又需要升級應(yīng)用軟件或更換用戶的通信程序,改變路由器的包轉(zhuǎn)發(fā)模塊,這幾乎涉及到網(wǎng)上所有的設(shè)備,不僅耗時費(fèi)力,而且IPv6應(yīng)用工具和應(yīng)用軟件很少。

4.向以3G/B3G為代表的下一代移動通信網(wǎng)演進(jìn)

2004年以來,作為3G的兩種FDD制式的WCDMA和CDMA2000,都呈現(xiàn)了快速發(fā)展的勢頭。這兩種制式均已基本成熟,技術(shù)和業(yè)務(wù)能力相差不大,經(jīng)濟(jì)性能上也相差不大。TD-SCDMA的開發(fā)盡管取得了明顯的進(jìn)步,但商用化進(jìn)程要明顯落后于WCDMA和CDMA2000。除了歷史原因外,其標(biāo)準(zhǔn)沒有得到全球的廣泛支持的根本原因是在資金和研發(fā)人力投入上處于絕對劣勢。開發(fā)一個開放的橫向結(jié)構(gòu)的綜合業(yè)務(wù)平臺是3G業(yè)務(wù)拓展的關(guān)鍵,其中最基本的是要實施統(tǒng)一配置、統(tǒng)一認(rèn)證計費(fèi)、統(tǒng)一安全管理、

統(tǒng)一用戶數(shù)據(jù)和統(tǒng)一內(nèi)容管理。

5.向以ASON為基礎(chǔ)的下一代傳輸網(wǎng)演進(jìn)

由于技術(shù)上的重大突破和市場的驅(qū)動,這幾年波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展十分迅猛。最新的發(fā)展趨勢是引入自動波長配置功能,即所謂的自動交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON),使光連網(wǎng)從靜態(tài)光連網(wǎng)走向自動交換光網(wǎng)絡(luò)。智能光網(wǎng)絡(luò)將成為未來幾年光通信發(fā)展的重要方向和市場機(jī)遇。

10.4網(wǎng)格技術(shù)

1.網(wǎng)格的典型體系結(jié)構(gòu)

1)五層沙漏結(jié)構(gòu)五層沙漏結(jié)構(gòu)是一種早期的抽象層次結(jié)構(gòu),以“協(xié)議”為中心,強(qiáng)調(diào)協(xié)議在網(wǎng)格資源共享和互操作中的地位。通過協(xié)議實現(xiàn)一種機(jī)制,使得虛擬組織的用戶與資源之間可以進(jìn)行資源使用的協(xié)商、建立共享關(guān)系,并且可以進(jìn)一步管理和開發(fā)新的共享關(guān)系。這一標(biāo)準(zhǔn)化的開放結(jié)構(gòu)對網(wǎng)格的擴(kuò)展性、互操作性、一致性以及代碼共享都很有好處。圖10.4為五層沙漏結(jié)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)圖。

圖

10.4五層沙漏的典型結(jié)構(gòu)

2)開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)OGSA是GlobalGridForum4的重要標(biāo)準(zhǔn)建議,是目前最新、最有影響力的一種網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu),被稱為是下一代的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。OGSA的目的就是要將Grid的一些功能,更確切地說是Globus的一些功能融合到WebService這個框架中。與前期網(wǎng)格不同的是,OGSA是面向服務(wù)的結(jié)構(gòu),將所有事務(wù)都表示成一個Grid服務(wù),計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)、程序、數(shù)據(jù)等都是服務(wù),所有的服務(wù)都聯(lián)系對應(yīng)的接口,所以,OGSA被稱為是以服務(wù)為中心的“服務(wù)結(jié)構(gòu)”,通過標(biāo)準(zhǔn)的接口和協(xié)議支持創(chuàng)建、終止、管理和開發(fā)透明的服務(wù),其發(fā)展象征著WebService的一個進(jìn)步,結(jié)合目前的WebService技術(shù),支持透明安全的服務(wù)實例,OGSA有效地擴(kuò)展了WebService架構(gòu)的功能。

五層模型與OGSA都相當(dāng)重視互操作性,但OGSA更強(qiáng)調(diào)服務(wù)的觀點,將互操作性問題轉(zhuǎn)化為定義服務(wù)的接口和識別激活特定接口的協(xié)議。這一面向服務(wù)的模型具有很多優(yōu)點,環(huán)境中的所有組件都是虛擬化的,通過提供一個所有Grid服務(wù)實現(xiàn)基礎(chǔ)的一致接口的核心集,可以使得分級的、更高級別的服務(wù)的構(gòu)建能夠跨越多個抽象層以一種統(tǒng)一的方式進(jìn)行處理。虛擬化還促使從多個邏輯資源實例到同一物理資源的映射,不考慮實現(xiàn)的服務(wù)組合,以及一個VO內(nèi)的基于低級資源組合的資源管理。正是Grid服務(wù)的虛擬化加強(qiáng)了通用服務(wù)語義行為無縫地映射到本地平臺設(shè)施的能力。

2.網(wǎng)格協(xié)議Globus工具包在網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用成為主流的時代,單機(jī)操作系統(tǒng)(如NT、Windows等)的地位已經(jīng)降低,網(wǎng)格管理軟件實際上是更高層次的網(wǎng)格操作系統(tǒng),其核心技術(shù)主要是一體化的信息平臺、語義網(wǎng)站、智能代理和知識本體技術(shù)等。建立網(wǎng)格服務(wù)的協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)是網(wǎng)格發(fā)展的重點和難點。Globus項目是目前國際上最有影響力的與網(wǎng)格計算相關(guān)的項目之一,是來自世界各地關(guān)注網(wǎng)格技術(shù)的研究人員和開發(fā)人員共同努力的成果。它是圍繞四種主要活動來組織的:研究、軟件工具、實驗臺和應(yīng)用程序。

Globus對資源管理安全、信息服務(wù)及數(shù)據(jù)管理等網(wǎng)格計算的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,開發(fā)能在各種平臺上運(yùn)行的網(wǎng)格計算工具軟件,幫助規(guī)劃和組建大型的網(wǎng)格實