下一代网络业务总体发展研究 （1）

摘要　本文针对下一代网络的定义和特点，结合国内外对下一代网络业务的研究现状，充分分析下一代网络业务的特点和需求，并对业务加以分类，研究业务发展所面临的环境及带来的变化，从而提出发展下一代网络业务的考虑、步骤和目标。

一、概述

下一代网络(NGN)是目前国际、国内各研究机构、运营商和设备制造商研究讨论的热点，众所周知，下一代网络是业务驱动的网络，各种新技术的应用、关键问题的解决都是为了更好地为用户提供各种业务。下一代网络是有能力提供全业务的网络，对业务的总体发展进行研究，有助于深入了解业务对网络、维护、计费、安全等各方面的需求，更好地促进下一代网络的实现和发展。

二、下一代网络的定义和特点

在新的电信形势下，市场管制放开、运营商之间日益开放的竞争环境、数据话务量的爆炸性增长以及不断增长的多媒体业务需求和移动性需求等都是引入下一代网络的关键因素。

NGN是目前国际、国内各研究机构、运营商和设备制造商讨论的热点。ITU-T 13组在NGN术语定义的建议草案中初步给出了NGN的定义：下一代网络(NGN)是基于分组的网络，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；其业务相关功能与底层传送技术相独立；用户可以自由接入到不同的业务提供商；支持通用移动性，可以在任何地方向用户提供一致的业务。

虽然对NGN定义还有一些争议，但就NGN的基本特征已经在业界达成共识，即：基于分组传送；承载能力、呼叫/会话、应用/业务的控制功能分离；业务提供与网络分离，提供开放接口；基于业务创建模块支持广泛的业务和应用(包括实时/流媒体/非实时业务和多种媒体)；具有端到端QoS和透明传送的宽带能力；通过开放接口与传统网络互通；具有通用移动性；允许用户自由地选择业务提供商和业务；支持多种标识方案，并能将其解析为IP地址以便IP网络选路；对于同一种业务，用户应该感知到相同的业务特性；固定与移动之间业务融合；业务功能独立于底层传送技术；适应所有管制要求，如紧急通信、安全性和私密性等要求。

NGN的目标就是要实现任何时间、任何地点使用任何媒体的通信，允许业务和网络能力的平滑演进，并且可运营、可管理。

三、国内外对下一代网络业务的研究现状

ITU-T在2004年6月专门成立了NGN Focus Group，分7个研究组分别研究NGN相关的业务、框架、QoS、控制和信令、安全、演进、未来分组交换网问题。NGN业务由WG1组研究，包括NGN范围、一般需求、业务和能力、移动性业务和能力等几个方面的内容。目前已经形成三个草案，2005年6月还将形另外三个草案。在ITU-T Focus Group这三个已经形成的建议草案中，描述了release 1阶段NGN支持的业务、接入网种类、终端类型等范围，以及业务体系的目标、业务能力、业务需求等内容。但大部分内容都在讨论之中，还没有定稿，比如业务应该如何分类、应该具有哪些业务能力等。

我国相关的“863”、科技委等项目也在进行NGN业务的研究，从最直观的NGN业务需求入手，研究下一代网络业务对网络、编号、设备等的需求。

四、下一代网络业务能力

下一代网络可以提供各种各样的业务和应用，总的来说，下一代网络业务应具有如下的业务能力。有了这些基本的业务能力，下一代网络可以利用这些业务能力，并在此基础上，提供更多的业务特征、业务以及应用。

NGN应能提供移动性(Mobility)、识别(Identification)、授权(Authorization)、证实(Authentication)、定位(Location)、呈现(Presence)、群管理(Group Management，例如CUG/VPN)、会话处理/控制(Session Handling/Session Contro1)、业务申请/登记管理(Service Subscription/Registration Management)、用户和终端资料管理(User and Terminal Profile Management)、消息(Messaging)、推送(Push)、策略控制(Policy Contro1)、脱机/在线计费(0ffline & Online Charging)、紧急通信管理(Emergency Communication [ETS/TDR]Management)、监听管理(Lawful intercept[LI]Management)等基本的业务能力。

五、下一代网络业务需求和特点

NGN网络可以为用户提供语音、数据、视频等多媒体业务和应用。从严格意义上讲，“业务”和“应用”是不同的。业务是网络中的功能模块，应用是在网络业务的基础上开发的，它不是网络内的组成成分，但它是终端用户可以使用的能力集，例如可视电话、视频点播、电视广播等。“业务”和“应用”都是指一种结构化的能力集，“应用”是通过业务所支持的增值功能来提供给用户的能力集，而“业务”则是用于支持应用的结构化能力集。业务和应用的区别在于：业务是由网络提供者或运营者作为网络内部的一个成分来提供的，而应用则是由网络使用者在他所使用的业务网络之上提供的。

但很多时候，很难将业务和应用做个清晰的界定。所以，本报告并不对业务和应用加以区分。

NGN是个有能力提供全业务的网络，包括话音、数据、视频、流媒体、Internet接入、数字TV广播、移动等各种带宽、有线、无线业务和应用，并提供开放的业务接口，允许多种业务提供商构建和提供业务。从用户的角度看，NGN包含现有业务环境(如电话业务、无线/移动业务、广播和分布式业务以及Internet等)提供的所有电信业务和应用。从技术的角度看，NGN涉及电信技术、计算机技术、安全技术、电子应用技术、广播技术等多种技术手段。

与现有网络提供的业务相比，下一代网络业务的特点主要体现在业务生成、购买、使用等方面的几个“更加”上，即业务生成更加方便、快捷，更多的人可以生成业务，用户更容易购买和使用业务，并具有更多的选择，业务部署和维护更加简单。

与其他网络和技术的发展过程相同，通过最直观的业务需求入手，可以深入研究NGN对网络和技术等各方面的需求。

ITU-T 13组正在研究制定NGN业务需求方面的建议，来自各方面的文稿有各自不同的说法，目前处于草案阶段，还没有形成稳定的建议。但总的来说，下一代网络的业务需求主要体现在开放性、兼容性、移动性、互通性、融合性、客户化、安全可靠性、可维护、可管理、可控制、可计费等几个方面。

开放体系、多方参与、多种方式、快速提供业务：NGN提供业务时应使用开放的业务体系和系统协议，能够让多方参与业务提供，以多种方式、灵活、快速地生成和提供业务，增加新的商业机会，鼓励竞争。在NGN中生成和部署的业务可能以网络侧为主或者以终端侧为主，并且有不同的方式，例如A)通过灵活的体系框架，为终端用户网络设备、服务提供商等提供最大限度的灵活性。通过这个框架，运营商可以有效地部署多媒体应用，而不一定非要等这些应用或附加技术在NGN环境或其他地方标准化之后才可以部署，例如通过从第三方下载客户软件提供业务；B)业务引擎的方式，业务引擎就是业务技术，是一组网络和终端功能，包括标准的工具、协议和应用接口等，以提供基本的传送和控制。通过业务引擎，允许用与厂家无关的方式部署各种业务和应用。

支持现有的和未来的各种各样的业务和应用：NGN应适应并支持各种媒体(话音、数据、视频等)、各种编码方案、各种类型(实时和非实时、延时敏感和延时包容等)、各种方式(对话、单点传送、多点传送和广播等)、各种带宽需求(几kbit/s到几百Mbit/s，需要或不需要带宽保证)的业务和应用。

支持多种接入技术：应支持固定铜线、光纤、无线等多种接入技术，并且业务和应用以及会话和呼叫控制应该与所使用的接入类型无关。

支持通用移动性，提供无缝的业务连续性：支持用户和终端的移动性，支持用户在任何时间任何地点使用任何接入技术的移动性，保证网络之间的透明通信，并保持无缝的业务连续性。

移动性是指对于用户和终端位置的改变而持续接入服务、继续通信的能力。移动性可划分为两个级别，第一种是称为“游牧”的移动性，另外一种是“无缝移动”。游牧是指用户在移动时能改变其网络接入点，但正在进行的服务会话会完全停止，需要重新启动；而无缝移动是指当用户或终端移动时，能随时改变其网络接入点而不中断正在进行的服务会话。

移动性包含终端移动性、用户移动性和业务移动性。终端移动性是指终端在不同位置(同一个终端设备在移动过程中或者在不同位置使用同一个终端)接入电信业务的能力，以及网络识别终端、定位终端的能力。而用户移动性是指用户在不同位置使用任何终端通过个人标识符接入电信业务的能力，以及网络根据用户资料(Profile)向用户提供业务的能力。业务移动性是针对特定业务的，即用户使用某个预定业务的能力，与用户位置和所使用的终端无关。

为用户和终端提供移动性管理以保证不同网络间的漫游、服务的无缝移动性是NGN最紧迫的需求之一。用户可以是移动用户或固定用户，应能从任何网络接入点接入网络，包括使用任何接入技术进行用户的网间漫游，并且网络可以感知用户是否有效是否可靠。移动性管理应与现有的3G系统和固定系统相一致，并且与接入网技术无关、基于IP技术、支持网络之间的漫游和无缝切换机制，并且与接入类型和网络的管理所有权无关。

NGN利用宽带分组网络支持安全可靠的多媒体业务；提供可靠的端到端通信，满足不同范围的服务质量(QoS)要求，从尽力而为到商业应用，满足不同优先等级的业务要求。NGN还应支持多媒体应用的能力协商，例如可用媒体资源、QoS、用户可用的Profile信息等。能力协商可以发生在多媒体会话调用时、接受时或者多媒体会话过程中(例如，改变终端能力、改变媒体类型等)。能力协商可以由用户启动或者由网络运营商或由应用来启动。

网络必须提供安全机制：NGN首先应支持各种管制要求，例如紧急业务和合法侦听，要满足紧急业务的优先处理需求。在此前提下，NGN还要提供有效的安全手段，通过一定的安全机制保证安全可靠的通信，防止非法使用网络和业务，而不必要由用户掌握特定的通信知识或建立不同的流程，以保护网络内敏感信息的传送、防止用户非法使用业务、防止网络受到非法攻击。

NGN应从网络运营者和用户的角度提供安全保证，与其它网络和用户建立信任关系，包括网络鉴别和证实一个用户的能力，以及网络鉴别和证实另外一个网络的能力。用户也应该具有鉴别网络的能力。应允许网络运营者限制网络拓扑、网络资源的可见度，保护网络拓扑和网络资源不被非法接入或占用。

支持与现有网络和其他NGN网络的互通，允许电路交换网向分组交换演进。

支持固定和移动网络和业务的融合：为固定和移动用户的会话控制、安全性、QoS、计费和业务提供单一的解决方案，无论用户在什么地方使用什么接入技术，都把他们作为一个单一的个体，提供统一的业务配置，并允许多业务网络资源共享。

支持各种各样的现有终端和NGN所知道的终端，并支持终端智能化：例如模拟电话、传真机、ISDN话机、无线蜂窝电话、GPRS终端、SIP终端、PC电话、数字机顶盒、Cable Modem等各种各样的终端。

提高用户交互程度，业务更加客户化：应提高终端用户和网络之间的交互程度，为终端用户提供更多的灵活性、接入性和可用性，允许业务用户订制自己的业务，业务更加客户化，并且降低用户使用的复杂性，用户使用简单、灵活、易操作。NGN应给用户提供业务控制、管理能力，用户可以自己选择和配置业务种类、业务特征和业务资料，例如用户可以选择配置他要使用的基本业务、补充业务、增值业务等，并维护自己的业务资料。用户还可以通过简单的操作进行呼叫处理状态查询、呼叫记录查询、终端状态查询、用户状态查询、呼叫控制等，用户还可以根据主叫、时间、用户状态等信息影响某些会话处理原则，例如拒绝、前转到语音信箱、顺序/并行接续到几个终端等。

最大化公共管理功能：NGN的管理功能应该可以在不同技术、不同业务之间共享，降低维护管理成本，并支持端到端的可追踪能力。对NGN业务要提供性能监视、差错检测、系统保护、差错信息、故障定位等基本的OAM功能，支持不同种类网络的OAM功能，支持不同网络运营商环境，支持端到端和分段的OAM。

NGN业务和应用必须是可计费的。NGN必须提供支持记账和计费功能所需要的用户资料和会话资料。需要记账和计费的网络提供商或业务提供商可以用标准的方法获得这些用户资料和会话资料。应能针对不同业务和应用，支持不同的计费策略，典型的方式可以是实时的或后处理的，基于固定费用或基于每个会话的具体使用等。

允许多种媒体会话，灵活地进行会话控制：NGN应允许不同媒体类型的多媒体会话，同时为了保证互通性，应该定义一套默认的媒体类型集。允许一个用户同时运行多个不相干的多媒体会话，允许在一个多媒体会话中包含一个或多个多媒体应用，并允许用户激活一个会话内的并发多媒体应用。NGN应提供一种机制，允许用户自动或明确拒绝一个来话会话或只接受其中的一部分，应支持在一个多媒体会话过程中，协商增加或删除多媒体应用的媒体成分，应允许用户暂停、恢复媒体会话，并允许用户在任何时候结束多媒体会话。NGN还应允许用户或网络修改一个多媒体会话或多媒体会话中单个媒体的目的地，修改目的地可以由始发方、接收方或者由网络代表他们发起。

六、下一代网络业务的分类

下一代网络(NGN)是业务和应用驱动的网络。NGN将为用户提供话音、数据、多媒体等丰富多彩的业务和应用。NGN网络所提供的业务包括传输层、承载层、业务层三个方面。

(一)传输层业务

传输层是网络的物理基础，主要提供网络物理安全保证以及业务承载层节点之间的连接功能，可以直接提供Ll VPN业务、带宽和电路批发业务、管道出租、设备出租、光纤基础设施和波长出租业务等。

(二)承载层业务

承载层是基于分组的网络，提供分组寻址、统计复用及路由功能，为不同业务或用户提供网络QoS保证和网络安全保证，可以提供宽带专线、ATM/FR接入、L2VPN、L3VPN等互联网接入和承载业务。

(三)业务层业务

业务层控制和管理网络业务，为最终用户提供各种丰富多彩的语音、数据、视频等多媒体业务和应用。可以说业务层是NGN提供业务最丰富、最重要的层面。

业务层业务种类非常繁多、特征非常丰富，业务之间有交叉重叠，一种业务可能作为另外一种业务的业务特征或增强，并且目前很难预见到未来可能出现的所有应用和业务，进行准确的定义，并进行不重不漏非常准确的分类。由于NGN的体系架构、功能实现、业务分类等都在探讨过程中，目前只能大致针对业务和应用加以分类。

目前存在几种不同的分类方式。即：①按业务的基本属性和提供方式分类；②按功能特征分类；③按通信属性分类；④按会话控制分类。

1.按业务的基本属性和提供方式分类

从业务的基本属性和提供方式上来看，业务层业务可以分为基本业务、补充业务和增强业务。

基本业务是由NGN中的呼叫/会话控制实体提供的，是NGN中提供的最普通的业务，是组成补充业务的基础，通常为基本的点到点话音、传真和视频等业务。

补充业务也是由NGN中的呼叫/会话控制实体提供的，是在基本业务的基础上增加用户业务数据和业务特征的业务。例如号码显示类、呼叫前转类、多方通信类等基于话音、数据或视频的补充业务。

增强业务是由NGN中的业务控制实体或者第三方提供的业务，这些业务具有丰富多彩的业务特征，由业务控制实体或者第三方完成业务控制和业务数据功能，并控制网络中的呼叫/会话控制实体完成呼叫处理。

2.按功能特征分类

按照功能特征，业务层业务/应用可以分为两类：交互式和分配式。交互式业务/应用包括三类，即对话式、消息类和查询类。分配式业务/应用包括两类，即无用户单独表达控制和有用户单独表达控制。

对话式业务/应用是指在用户和用户之间、用户和网络之间提供端到端的双向实时通信，类型可以是活动图像、声音、数据、文档等。例如电话、视频电话、视频会议、视频监视(大楼、交通)、视频/音频信息传输(电视转播)、点到点/多点多语解说、点到点/多点高速不受限数据信息传送、高容量文件传送、实时控制、遥感勘测、告警、高速电传、专业图像、医学图像等高质图像通信、远端游戏等。

消息类业务/应用是通过带有存储转发的存储单元、邮箱和/或消息处理单元(例如消息编辑、处理和转换)完成用户之间的通信，信息类型可以是动画和文档。例如传送移动图像和声音的电子视频邮箱业务、用户混合文档的电子邮件。

查询类业务/应用是指用户查询信息中心存储的信息，信息中心将信息按需发送给用户。信息可以是移动图片、图像、文档、数据等。

分配式业务/应用的特点是点到多点通信和单向信息交换，包括无用户单独表达控制的分配式业务/应用和有用户单独表达控制的分配式业务/应用。

无用户单独表达控制的分配式业务/应用提供一个连续的信息流，信息流从一个中心源提供给连接到网络上的授权用户，用户的数量不限。用户可以随时访问这个信息流，但他们不能决定所需的信息何时发送，用户不能控制广播的开始时间和出现的次序。当用户接入时，信息很可能不在开始处。例如这类业务/应用的具体例子就是电视和声音节目的广播，例如电视节目、电子报纸、电子出版物等。

有用户单独表达控制的分配式业务/应用也是从一个中心源同时向许多授权的用户提供信息。但是在这里信息是作为一个有序的实体(如一定数量的帧)循环地提供给用户，用户有单独接入周期性分配信息的能力，能控制信息开始的时间及出现的次序。这类业务/应用的具体例子就是全频道可视图文广播、远端教学和培训、电子广告等。

3.按通信属性分类

抛开各种功能特性，从业务最根本的通信属性，可以对业务层业务加以分类。典型的通信属性包括两个方面，即通信方的数量和实时/非实时特性。按照通信属性，业务层业务和应用分为以下几类：

4.按会话控制分类

对于NGN业务，ITU-T NGN FG从会话控制的角度来进行划分，分为基于会话控制的业务、基于非会话控制业务、网络业务和管制业务。

(1)基于会话控制的业务，例如：

实时通信话音业务，包括与现有的PSTN和移动网络互通。

点到点交互式多媒体业务，包括交互式实时话音、视频和其他媒体(可视电话、白板等)

虚拟专用网(VPN)业务：利用公网资源为用户提供多点控制和保证安全的通信，VPN业务也可以用于支持其他业务和应用。

交互式合作通信业务：带有文件共享、应用共享、电子学习、游戏的多媒体会议。

NGN上的Push to talk业务。

内容传递业务：向用户传递Vedio或其他媒体流，例如Radio或Video流、音乐点播、视频点播、数字电视频道分配、财务信息分配、专业或医疗图像分配、电子出版物等。

网络感知业务：这种业务根据用户请求向用户提供某个项目(例如商品)的信息。通过在项目上附加标识，通过NGN收集并查询这个项目相关的历史信息。例如通过标识准确记录一片蔬菜的历史(如收获日期、耕作地区、农夫姓名等)。这种标识可以通过多种方式实现，例如通过RFID芯片。

呈现和通用通知业务：呈现可以联系的用户、他们的当前状态以及其他业务相关的通知。呈现也可以作为支持或增强其他业务的能力。

即时消息(IM)：用户可以产生一个私用聊天室与其他用户实时聊天，具体形式类似电话，但基于文本而不是话音。IM系统会在好友上线时通知用户，用户即可以启动会话聊天。

现有的PSTN/ISDN业务，包括PSTN/ISDN emulation业务和PSTN/ISDN simulation业务，即向传统终端提供PSTN/ISDN emulation业务，向IP终端提供simulation业务，不一定包含所有的PSTN/ISDN业务。

基于会话控制的Internet业务。

基于会话控制的ISP接入业务。

企业主机和传送业务。

网络设备管理。

群消息——即时消息和延迟消息。

(2)基于非会话控制业务，例如：

数据通信业务，例如数据文件传送、传真、电子邮箱和网页浏览。

数据获取应用，例如电子软件。

推送业务。

信息业务，例如电影票信息、高速路流量状态等。

在线应用，例如在线销售、电子商务等。

语音驱动业务。

远端控制业务，例如家庭应用控制、遥感勘测、告警等。

消息业务，例如SMS、MMS等。

广播/多播业务。

(3)网络业务：例如网络的管理、维护等。

(4)管制业务：例如紧急通信业务(ETS)、合法拦截业务、突然事件告警广播业务等。

目前ITU对这些业务种类没有具体的定义，还需要进一步完善。

总之，NGN业务/应用种类繁多，分类方式也是多种多样的。目前很没有一个公认的标准的业务/应用分类。

七、下一代网络业务所面临的环境及带来的变化

下一代网络将面临新的电信环境，并且由于业务的开放性、业务和网络相对分离，会带来业务提供生成模式的变化，业务用户、网络提供商、业务/应用提供商和内容提供商等作为独立的角色通过多种方式参与业务提供，产生多种商业模式，业务提供更加开放、更加灵活，业务市场份额不断扩大，价值链不断增长。随着网络和技术的发展，网络的智能逐渐从网络核心向网络的边缘和终端转移，终端将越来越多地参与业务提供，与网络相互配合，共同提供业务，这对终端相关的存储技术、操作系统、显示方式、应用软件等方面提出了更高的要求。

新的业务提供模式带来了组网和业务提供的灵活性，打破了原有传统网络和业务的运营管理模式，同时也带来了运营管理模式、计费结算方式、互通监管方式、政策法规等一系列的变化，也需要不断探索合适的商业模式、资费模式和管理模式，充分考虑NGN的特点，发挥各种角色的优势，使得价值链上的各方都能够获得最大的收益。

八、发展下一代网络业务的考虑、步骤和目标

从目前的业务种类来看，电话业务目前仍是非常重要也是必须提供的业务，继承原有PSTN／ISDN所提供的基本业务和补充业务，这些业务将是NGN的启动业务。NGN将首先为使用各种终端的各种用户提供基本的电话业务，随着网络技术的成熟和运营经验的增加，根据具体情况确定实施策略，逐渐为用户提供各种多媒体业务。NGN能够提供的业务种类、步骤和丰富程度决定了NGN发展的成败。

NGN业务的发展是一个渐进的过程，它的推动力主要是市场需求和技术的发展。在NGN建设的初期，它能提供的业务主要是基于分组的话音业务和简单无QoS保证的多媒体业务；随着NGN的发展，多媒体将成为通信的主流业务，对多媒体业务的QoS要求也日益提高，有QoS保证的多媒体业务将得到快速的发展；在NGN逐步完善后，由于其标准性、开放性的特点，第三方业务提供商将会给网络提供丰富的业务，其中个性化、虚拟化的业务将不断增长。

NGN业务具有丰富的应用前景，满足人们多样化和个性化的业务需求。在NGN上，可以融合通信、信息、电子商务、娱乐等业务，各种新型的语音、数据、图像融合业务将层出不穷，改善人们的沟通和生活方式。(c001)