NGN的产生与发展（一）

1  NGN产生的背景

1.1军事领域的背景

        尽管与Internet直接继承自ARPANET不同，NGN并非脱胎于美国的某个军事项目，同时NGN本身也是一个不断发展的概念，体现着人类对下一代网络的期待。NGN所涉及的技术复杂而多样，多数也没有和美军项目的清晰联系，但是，这样一种事实是任何人都不能忽略的，即美军是当今高新技术的领跑者，常常是美军的先进技术成熟后在不威胁国家安全的情况下转为民用。

        有了这样的认识，我们可以从美军的发展过程中看到对NGN产生的一些影响：

       （1）美国防部高级研究计划署(DARPA)于1994年启动全球移动信息系统（GloMo）研究，计划涉及移动组网，自适应无线电，中间件和网络应用等技术。期望籍此为战斗单元提供增强的网络连接和多媒体服务，支持网络的快速部署和自恢复，支持全移动通信，通过多种设施，使战斗无线电台能够接入大容量干线网。该项目强调网络对信息流量、用户数量和网络带宽的适应性，强调自身的抗干扰能力，强调硬件的模块化和软件的组件化，支持异构网络互联。

        （2）2000年，美军又启动了多功能移动通信保密自适应通信系统（MOSAIC）计划。MOSAIC充分利用GloMo项目成果，通过综合无线技术和网络协议，为下一代战术互联网提供技术基础，以支持数据、语音和视频业务在地面平台和空间平台间的无缝传输。提高战术作战中心（TOC）的机动性和抗毁性，以此为载体，实现单兵系统、车载系统、战术系统和战略系统的互联。

       （3）指战员信息网——战术部分（WIN-T），该计划始于1999年，规划周期为15年。它是美陆军史上第二次大规模重建的战术通信计划，作为未来作战系统（FCS）的通信网络，为陆军部队（从前线部队到战场后方包括后勤部门、指挥和控制部门以及作战支持部门）提供一个集成的、灵活、安全、生存能力强、无缝连接的多媒体信息网络，并能同时提供多种安全级的话音、数据及视频业务。同时，WIN-T也是全球信息栅格网的一部分。该计划强调模块化设计、依据用户要求可伸缩、能适应战争最新发展、将最有效地利用带宽和频谱、符合联合技术体系结构（JTA）、网络技术以商用标准为基础，易于升级、操作、维护和培训。WIN-T将大量采用符合JTA的商用现成技术，采用开放体系结构，方便将来吸收先进技术，并灵活地插入可用的技术改进型部件。

        在美军的带动下，其他一些国家的战术通信系统也在迅速发展：英国的战术网无线电（CNR）和澳大利亚的短波战术无线网（TPRN），应用无线分组交换技术，支持语音、图像、报文、传真等综合业务传输。法军正大量投入使用的第四代无线电台（PR4G）也综合了分组无线电功能。法国的RITA2000高级通信系统，提供语音、数据、互联网、视频会议、传真、电子邮件等服务，极大提高了战场见识能力和武器平台的数据传输能力。

        从美军的发展可以看出，战术通信网处理的基本对象是语音、数据和视频，所采用的基本传输手段是分组交换，采用开放的体系架构，强调硬件的模块化和软件的组件化，强调网络自身的适应性，强调异构网络的无缝互连和新业务的灵活扩展。

        美军的研究规划从来都是服从于国家整体长期的发展战略，规划详尽，谋划深远。事实上，美军一直强调技术在军民领域的协同发展。美军的信息通信系统无论是战术互联网还是战略互联网，将来都是美国所主导的全球信息栅格网或国家信息栅格网的一部分。而全球信息栅格网是美国所一直鼓吹的未来信息化社会的基础。

 

1.2  民用领域的产生背景

       虽然没有像在军事领域如同美国国防部那样强势的主导者，民用领域中以电话网为代表的电信网络、以国际互联网为代表的数据网络和以传统有线电视网为代表的广播电视网的相互融合不断加快，日益呈现出不同于以往任何传统网络的新的面貌，显示了和军用通信领域相近的发展趋势。究其原因，主要有市场发展、技术进步两大主要推力。

       从市场的角度来说，变化的起点是在电信行业。数据业务的兴起，尤其是互联网的迅猛发展，对传统的电信行业发起了强大冲击，不论是从体系结构、管理理念、服务质量还是从商业运作模式等方面都已经发生了并将持续产生巨大的变化。具体来讲，主要表现在一下几个方面：

         1.从世界范围来看，移动网的发展极为迅速。移动业务对固网业务的分流作用越来越明显，2002年国际电信联盟（ITU）发布的报告显示，移动技术的替代和业务分流，使固网在话务量、收入和电话主线三方面全面进入衰退时期。

          2.从业务发展的趋势来看，互联网数据业务对传统固话业务的分流日益增加，IP业务的发展对传统公用电话交换网（PSTN）语音业务的冲击十分明显，IP业务不断以远高于电话增长的速度增长，电话业务这种传统电信网络的主角正逐渐成为配角。

         3.从用户角度来说，移动电话的快速普及加速提升了人们对更广泛业务的移动性要求：回复到理性的宽带和多媒体业务增长给电信业带来变暖迹象的同时，暴露了网络的不适应；用户对通信永远在线与无处不在的期望对网络资源的管理和利用提出了新的要求；人们对通信对象从P2P到P2M的要求提高了对网络可扩展性的要求。

         4.从产业链的角度来说，日益竞争的电信环境在拉长电信业务的产业链的同时，打破了原来由网络运营商包揽产业链的格局，出现了NP、SP和CP分离的局面。以太网技术从局域网扩展到城域网的应用，模糊了公用网和专用网以及用户驻地网的边界，网络架构面临适应竞争和监管，以及方便用户自由选择业务提供者的压力。

 

       从技术角度来说，变化的起点是以微电子和因特网为代表的新技术革命正在深刻地改变着传统的电信观念和体系架构，以电信网、互联网和广播电视网三网融合为特征的革命正在发生：

1.微电子技术：多数专家相信，微电子技术将会继续按照摩尔定律发展（18个月翻番）。以CPU，DSP为代表的处理器芯片处理能力不断迅速提高，以SOC为代表的嵌入技术的不断发展，为人类认识和解决问题不断拓展新的边界，提供新的可能手段。

 2.数字技术：数字技术的迅速发展和全面采用，是话音、数据和图像信息可以采用统一的编码进行交换，是三网融合的前提和基础。

3.光通信技术：光传输容量正以超摩尔定律速度增长（9个月翻番），成本中的距离因素正在趋于死亡。光通信技术为为综合传输各种业务提供了必要的带宽和传输质量，光传输网络是三网融合的理想平台。

4.IPv6和高速路由、交换技术：统一的IP协议的采用，使各种不同的一IP为基础的业务可以在不同的网络上互联互通。IP协议是人类历史上首个统一的并为三大网接受的通信协议，为三网融合奠定了最坚实的技术基础。IPv6又解决了因特网地址资源不足的问题，为扁平化的网络建设提供了必要条件，高速路由、交换技术使传统的话音、视频信息在分组交换网上传输的服务质量的到了保证。

5.软件技术：软件技术的发展，使得三大网络及其终端都能通过软件变更支持各种用户所需的网络特性和新的业务需求。

   

        在市场和技术两方面的推动下，电信业的百年巨变正在悄然发生。跨国的电信企业，有线电视公司，多媒体设备制造商，各类计算机软硬件厂商的结盟、收购重组、相互渗透、开放市场、引入竞争的速度不断加快。国内外的电信公司都在积极行动对现有的电信网实施技术转型，从而导致在过去的20年里，电信行业经历了从模拟到数字、从固定到移动、从人工到智能、从语音到数据的全方位的技术更新过程。数字化、综合化、融合化、宽带化、智能化和个人化是当代通信技术发展的主要特征：

        1.所谓数字化是指通信技术的数字化；

2.综合化是指人们对通信业务种类的需求不断增加，从语音业务到数据、多媒体业务都在迅猛发展；

3.融合化是指以电话网为代表的电信网络和以因特网为代表的数据网络的互通和融合进程正在加快，在数据业务占据主导的情况下，现有电信网的业务将融合到下一代数据网中；

4.宽带化是指为用户提供高速而全方位的信息服务；

5.所谓智能化是将传统电话网中交换机的功能予以分解，让交换机只完成基本的呼叫处理，而把各类业务的处理交给具有业务控制功能的计算机系统来完成，尤其是采用开放式架构和标准接口，以解决信息网络在性能、安全、可管理性、可扩展性等方面面临的诸多问题；

6.个人化是指使通信最终适应个人的移动性，实现任何人在任何地点、任何时间，不论室内还是室外，不论高速移动还是静止，也不论是否使用同样的终端或使用怎样的终端，都可以通过唯一的个人通信号码，发出或接收呼叫，进行所需的通信。

        从电信业的变革过程可以看出，推动其变革的技术和市场因素实际上互为因果，相互促进，良性互动，是整个社会经济发展具有活力的体现。电信业为适应社会经济的发展，积极寻求自身发展的新思路。由于IP分组网本身具有综合业务的传送能力，不仅可以传送IP化的话音，也可以传送IP化的视频和多媒体业务，因此人们自然想到通过交换软件如果能够实现对这些业务的控制能力，这个网络就具备了在一个网络上提供多种业务的能力。通过引入应用服务器，实现控制和业务的分离；引入媒体网关，实现呼叫控制和承载分离。各功能之间采用开放接口，使资源配置和网络建设更加灵活。这就是下一代网络（NGN）和软交换最初的思想萌芽。NGN最早提法出现于1997年左右，期间还出现过一体化网络（UN）、新的公共网（NPN）、可持续发展网络（CUN）等各种概念和提法。最后，人们普遍接受了NGN这一通信业界广泛流行的提法。

        现在看来，NGN是一个很宽泛并且不断发展的概念，它可以说是在网络业务量和电信外部环境几乎同时发生巨变的情况下，电信业试图利用技术发展的最新成果，适应技术和市场发展、变革、竞争需求而提出的下一代网络发展的总体设想和思路，以及一系列技术解决方案，而并非特指某种具有严格定义定界的业务网络。NGN当前关注的重点可以概括为：如何通过开放的架构，实现异构网络的融合和新业务的快速生成。与前面谈到的美军战术通信网的发展有异曲同工之妙。