李瑋

摘要：伴隨國民經(jīng)濟(jì)與現(xiàn)代科技水平的發(fā)展，通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，從過去單一方式的語音通信手段，逐步演變?yōu)檎Z音、數(shù)據(jù)、多媒體等多種媒體方式相融合的能夠滿足多種通信需求、具有多種功能的綜合性通信網(wǎng)絡(luò)。在鐵路、電力、石油等專用通信網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)代通信新技術(shù)的應(yīng)用隨處可見，也為眾多專用通信網(wǎng)提供更多方式、更加多樣的專用通信服務(wù)。隨著下一代通信技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，基于IP的通信技術(shù)體制在專網(wǎng)通信中的應(yīng)用也越來越為廣泛。

關(guān)鍵詞：下一代網(wǎng)絡(luò)；通信技術(shù)；專網(wǎng)通信

一、前言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代科技水平的不斷發(fā)展，因科技發(fā)展而帶來的通信技術(shù)的不斷發(fā)展不僅影響著人們的日常生活，也在影響著通信技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)等不同方面的應(yīng)用?，F(xiàn)代通信技術(shù)經(jīng)歷數(shù)十年的發(fā)展至今，已不僅僅停留在話音通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴囊?；而是要滿足用戶多方面，多層面的需求。通信技術(shù)一直朝著多元化的方向演進(jìn)，隨著科技水平和技術(shù)創(chuàng)新的不斷加速，通信技術(shù)越來越向著寬帶化、智能化、個性化的方向演進(jìn)，在滿足人們?nèi)粘Ｉ顚νㄐ欧?wù)越來越高的水平需求之外，在企業(yè)生產(chǎn)、協(xié)調(diào)指揮的專用通信需求方面也提供了更多層面的應(yīng)用[1]。

二、下一代網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)與特點

下一代網(wǎng)絡(luò)采用開放的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架體系，根據(jù)所處網(wǎng)絡(luò)不同，所提供的功能也不同。下一代網(wǎng)絡(luò)在功能上可分為四個平面：接入平面，傳送平面，控制平面和業(yè)務(wù)/應(yīng)用平面（如圖1）。其中，以軟交換作為下一代網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)在控制平面。

與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比，下一代網(wǎng)絡(luò)采用全新的體系模型，使得網(wǎng)絡(luò)控制和承載分離、業(yè)務(wù)和控制分離、業(yè)務(wù)和接人分離、用戶數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一管理等多種新型技術(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)具有明顯的成本、業(yè)務(wù)和維護(hù)上的優(yōu)勢等。

從發(fā)展趨勢上看，下一代網(wǎng)絡(luò)的核心層功能結(jié)構(gòu)將趨向扁平化的結(jié)構(gòu)，即業(yè)務(wù)層面上采用統(tǒng)一的IP通信協(xié)議，傳送層面上具有更大的傳輸容量。核心網(wǎng)的發(fā)展將更加傾向于傳送層和業(yè)務(wù)層而獨立發(fā)展，并進(jìn)行優(yōu)化；網(wǎng)絡(luò)邊緣則更傾向于多業(yè)務(wù)、多體系的融合，允許多協(xié)議業(yè)務(wù)接入，能以最經(jīng)濟(jì)的成本和靈活、可靠且持續(xù)支持一切已有的和將有的業(yè)務(wù)和信號。

三、下一代網(wǎng)絡(luò)的主要功能和關(guān)鍵技術(shù)

下一代網(wǎng)絡(luò)的主要功能是以電路實時交換為主的PSTN語音網(wǎng)絡(luò)和基于IP的分組交換網(wǎng)絡(luò)融合產(chǎn)生的，可以提供語音、數(shù)據(jù)、多媒體等業(yè)務(wù)服務(wù)的綜合性網(wǎng)絡(luò)；同時，也是融合網(wǎng)絡(luò)的重要標(biāo)志[2-3]。下一代網(wǎng)絡(luò)以IP分組交換為主，采用分層結(jié)構(gòu)，這樣的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的好處是：

1.將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)分解成相互獨立的層面，從而優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。

2.各獨立層面分別引入支撐技術(shù)，與網(wǎng)絡(luò)規(guī)范和具體實施方案無關(guān)，各層面保持相對穩(wěn)定，既可以采用統(tǒng)一的操作維護(hù)系統(tǒng)，也可以分別進(jìn)行維護(hù)。

下一代網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)包括接入層、核心控制層、業(yè)務(wù)層等三個大的層面。接入層由接入和傳送兩個層面組成。接入層以采用多種接入方式向用戶提供窄帶、寬帶、光纖、寬帶無線接入等多種接入方式，支持語音、數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)流的接入處理，并實現(xiàn)業(yè)務(wù)的連接管理、設(shè)備訪問控制、權(quán)限認(rèn)證、承載層網(wǎng)絡(luò)安全等功能。核心控制層主要以軟交換技術(shù)為核心層技術(shù)，包括地址與路由技術(shù)、組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全和管理、QoS保障等。業(yè)務(wù)層具有統(tǒng)一的業(yè)務(wù)開放平臺，能夠承載多種業(yè)務(wù)媒體流，包括基本電信業(yè)務(wù)和智能網(wǎng)業(yè)務(wù)等。

四、下一代網(wǎng)絡(luò)中所采用的交換技術(shù)演進(jìn)

交換技術(shù)發(fā)展是通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要部分，通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，大多是伴隨交換技術(shù)的發(fā)展而不斷演進(jìn)。早期的通信網(wǎng)絡(luò)，采用的是以電路實時交換為要的交換方式，進(jìn)行語音、窄帶數(shù)據(jù)的傳輸。隨著IP技術(shù)的發(fā)展，以IP分組為單位的分組交換網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)由原有的只傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，逐步向其他業(yè)務(wù)覆蓋，產(chǎn)生了基于IP的語音、圖像等多媒體等業(yè)務(wù)的綜合業(yè)務(wù)體制，實現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的IP化承載。

下一代網(wǎng)絡(luò)是以軟交換為核心的控制功能實體，為網(wǎng)絡(luò)提供具有實時性要求業(yè)務(wù)的呼叫控制和連接控制功能，是下一代網(wǎng)絡(luò)呼叫與控制的核心。軟交換是網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)以及下一代分組網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備之一，它獨立于傳送網(wǎng)絡(luò)，主要完成呼叫控制、資源分配、協(xié)議處理、路由、認(rèn)證、計費(fèi)等功能，同時可以向用戶提供現(xiàn)有電路交換所能提供的所有業(yè)務(wù)，并向第三方提供可拓展能力，是電路交換網(wǎng)與IP網(wǎng)的協(xié)調(diào)中心，通過各種媒體網(wǎng)關(guān)的控制實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的業(yè)務(wù)層融洽。

五、企業(yè)通信信息需求和專網(wǎng)通信的發(fā)展

企業(yè)內(nèi)部通信需求一般可以包括語音、數(shù)據(jù)、圖像和視頻以及支持分布式數(shù)據(jù)存儲和處理的基礎(chǔ)設(shè)施。

語音通信主要是指電話通信，在企業(yè)內(nèi)部電話通信一直是企業(yè)內(nèi)部通信的主要形式。作為企業(yè)內(nèi)部通信的基本工具，今后，電話通信依然是企業(yè)通信所采用的主要通信方式。目前，隨著基于IP的語音通信技術(shù)的發(fā)展，以VoIP協(xié)議為主的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和語音通信技術(shù)合并產(chǎn)生的IP語音通信正逐步取代傳統(tǒng)語音通信系統(tǒng)越來越多的被采用而成為主要通信方式。

數(shù)據(jù)通信是指除語音通信之外的任何形式的信息傳遞。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是為數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計的專用通信網(wǎng)絡(luò)，是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的擴(kuò)充，數(shù)據(jù)通信采用分組交換技術(shù)，完成分組從發(fā)送站點到接收站點的傳輸與控制。

視頻圖像通信是辦公環(huán)境中逐步成為重要的組成部分，文本、圖形、照片等依托電話網(wǎng)絡(luò)或者以太網(wǎng)、IP網(wǎng)絡(luò)等傳送到其它地方，和移動網(wǎng)絡(luò)的相互滲透影響，使得圖像通信的應(yīng)用越來越廣泛、快捷。

專網(wǎng)通信原指在一些行業(yè)、部門或單位內(nèi)部為滿足企業(yè)、政府、部門內(nèi)部組織管理、安全生產(chǎn)、調(diào)度指揮、應(yīng)急通信等需要所建設(shè)的專用通信網(wǎng)絡(luò)。早期的專網(wǎng)通信大多以語音通信為主要業(yè)務(wù)方式；伴隨著交換技術(shù)的不斷發(fā)展，從建國早期的機(jī)電式交換設(shè)備到電子式交換設(shè)備再到現(xiàn)在以軟交換為主要應(yīng)用方式的下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，語音通信網(wǎng)無論是在業(yè)務(wù)方式，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，覆蓋范圍上都發(fā)生了巨大的變革。對于專網(wǎng)用戶來講，在本行業(yè)，單位內(nèi)部還建有獨立的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，隨著通信技術(shù)的不斷演進(jìn)，通信網(wǎng)絡(luò)正朝著多網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一融合的方向發(fā)展，公網(wǎng)和專網(wǎng)通信并存發(fā)展也將長期存在。

六、下一代通信技術(shù)在專網(wǎng)通信中的應(yīng)用

隨著下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷應(yīng)用，計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)三者不斷融合，推動現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在提供傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的同時，也提供了更加多樣、靈活、個性化的服務(wù)能力，在企業(yè)內(nèi)部，除了滿足企業(yè)內(nèi)部對基本通信的需求外，在企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)共享，現(xiàn)代化辦公，降低企業(yè)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，便捷管理等方面都提供了有效地保證。

（1）語音通信業(yè)務(wù)。無論是公網(wǎng)還是專網(wǎng)，語音通信都是基本的業(yè)務(wù)需求，無論是在以電路交換為主要方式的通信網(wǎng)絡(luò)中，還是在以軟交換為主要方式的網(wǎng)絡(luò)中，語音通信都已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)，在國內(nèi)，以CCS7為主要互通方式的電路交換網(wǎng)絡(luò)和軟交換網(wǎng)絡(luò)之間的互通也非常成熟。

目前，無論是公網(wǎng)還是專網(wǎng)在組網(wǎng)上基本上都是采用在核心層引入軟交換設(shè)備的方式。軟交換設(shè)備在用戶接入側(cè)采用以H.323，H.248，MGCP，SIP協(xié)議等方式的用戶接入設(shè)備為主的用戶接入模式；提供語音、窄帶數(shù)據(jù)、寬帶數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)的接入。

（2）調(diào)度指揮通信。在行業(yè)或企業(yè)內(nèi)部建立專用的調(diào)度指揮通信系統(tǒng)，是為了提高企業(yè)的調(diào)度指揮，協(xié)同工作的效率，實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)的有效整合。大多數(shù)調(diào)度指揮通信系統(tǒng)都是建立在基于軟交換的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之上，采用更加靈活的組網(wǎng)和接入方式，從而可以實現(xiàn)更多的業(yè)務(wù)功能和更加有效地通信方式。例如：在部分行業(yè)專用通信網(wǎng)絡(luò)中，都建設(shè)有獨立于語音通信網(wǎng)的專用調(diào)度通信系統(tǒng)。

（3）數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。下一代網(wǎng)絡(luò)是基于IP承載為主要方式網(wǎng)絡(luò)，融合語音、數(shù)據(jù)、多媒體等多種業(yè)務(wù)，采用業(yè)務(wù)與呼叫控制分離，呼叫與承載分離的設(shè)計思路。在下一代通信網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)可以完全建立在以IP承載為主要方式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，避免重復(fù)建設(shè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)帶來的成本。

（4）移動辦公應(yīng)用。下一代網(wǎng)絡(luò)可以很好的支持無線應(yīng)用，對于基于IP的無線多媒體業(yè)務(wù)傳輸，容量更大，靈活性更高，同時為企業(yè)內(nèi)部辦公提供更多個性化的移動辦公需求服務(wù)。

七、基于IP的技術(shù)體制在電信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

下一代網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)建立在IP基礎(chǔ)上同時向全I(xiàn)P的方向發(fā)展，全I(xiàn)P的下一代網(wǎng)絡(luò)具有分層的結(jié)構(gòu)，包括控制層、核心層、接入層、疊加層四個基本層面。

基于IP的技術(shù)體制在電信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用除體現(xiàn)在傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)中，在其他方面也有廣泛的應(yīng)用。在傳送網(wǎng)技術(shù)上，以IP傳送為主的傳送網(wǎng)技術(shù)正逐步占據(jù)主導(dǎo)地位。

（1）IP over SDH。SDH（同步數(shù)字體系）是物理層的傳輸技術(shù)，用以實現(xiàn)高速傳輸和復(fù)用，采用國際電信聯(lián)盟（ITU）統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，由一整套分等級的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字傳送結(jié)構(gòu)組成；同時SDH提供同步幀結(jié)構(gòu)，并規(guī)范了復(fù)用方法和數(shù)字信號復(fù)用接口和速率標(biāo)準(zhǔn)，將PDH、ATM、IP等數(shù)字信號碼流復(fù)用進(jìn)SDH幀結(jié)構(gòu)當(dāng)中；實現(xiàn)了對數(shù)字信號的高速、大容量傳輸。IP over SDH可以在SDH網(wǎng)絡(luò)上直接運(yùn)行IP業(yè)務(wù)，具有網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)簡單，傳輸效率高，技術(shù)較為成熟的特點。

（2）IP over WDM。IP over WDM是建立在寬帶傳輸基礎(chǔ)上的IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要采用DWDM（密集波分復(fù)用）以提高網(wǎng)絡(luò)帶寬。IP over WDM具有差錯檢測、前向糾錯、故障容錯、波長路由選擇等功能保證網(wǎng)絡(luò)的控制與管理以及透明傳輸服務(wù)性等要求。

（3）IP over ATM。IP over ATM是將IP數(shù)據(jù)包封裝為ATM信元，以ATM信元形式在信道中傳輸；根據(jù)IP數(shù)據(jù)包的IP地址通過某種機(jī)制進(jìn)行路由地址處理，按路由轉(zhuǎn)發(fā)。從而有效地解決IP的路由瓶頸問題，并提高IP包的轉(zhuǎn)發(fā)速度。IP over ATM具有良好的流量控制均衡能力以及故障恢復(fù)能力，網(wǎng)絡(luò)可靠性高，適應(yīng)于多業(yè)務(wù)，具有良好的網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展能力；目前，IP over ATM還不能提供完全的QoS保證，而且由于ATM本身技術(shù)較為復(fù)雜，且不能滿足高帶寬業(yè)務(wù)需求，技術(shù)發(fā)展緩慢，應(yīng)用較少。

（4）PTN（分組傳送網(wǎng)）。目前，傳送網(wǎng)技術(shù)經(jīng)歷了由早期的PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字體系）到SDH（同步數(shù)字體系）再到MSTP（多業(yè)務(wù)傳送平臺）的發(fā)展。在提高傳輸容量的可靠性能的同時，基于IP的分組傳送技術(shù)也在不斷取代現(xiàn)有的傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得傳送網(wǎng)絡(luò)也朝著這一方向演進(jìn)。

近年來，以PTN（分組傳送網(wǎng)）為主體的新一代傳送網(wǎng)技術(shù)體制不斷應(yīng)用，PTN技術(shù)主要定位于高可靠性、小顆粒業(yè)務(wù)的接入及承載，與傳統(tǒng)傳送網(wǎng)絡(luò)相比PTN具有以下特點：

1.采用與現(xiàn)有本地傳輸網(wǎng)絡(luò)相同的分層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，接入層采用環(huán)型或鏈型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，可承載在波分系統(tǒng)上，上下層相連可采用兩點接入方式。

2.支持多種業(yè)務(wù)類型接入，同時充分利用現(xiàn)有資源，保護(hù)已有投資提供各種接入方式等。

八、基于IP的技術(shù)體制在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

基于IP的技術(shù)體制除在傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)和電信支撐網(wǎng)絡(luò)中逐步應(yīng)用外，在其他領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。

（1）IP視頻業(yè)務(wù)。IP視頻業(yè)務(wù)采用基于IP的視頻實現(xiàn)技術(shù)，實現(xiàn)實時視頻傳輸、視頻捕捉、監(jiān)控等?；贗P方式的視頻可以滿足直播、點播、時移、回看等要求。同時具有部署方便、建設(shè)成本低、可實現(xiàn)全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容分發(fā)等，同時還可以減輕骨干網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力，降低運(yùn)營商對骨干網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投入成本。

（2）IP會議電視。IP會議電視是IP視頻業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)會議電視相結(jié)合的產(chǎn)物，IP會議電視系統(tǒng)IP視頻會議系統(tǒng)由會議終端、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)閘、IP網(wǎng)絡(luò)以及多點控制器組成；IP視頻會議系統(tǒng)具有成本低、部署快捷、用戶交互使用方便等特點，可提供單向或雙向?qū)崟r通信。隨著IP視頻技術(shù)的發(fā)展，今后，這一技術(shù)在提高QoS保障，提高系統(tǒng)的實時穩(wěn)定性能方面還需進(jìn)一步完善。

九、下一代網(wǎng)絡(luò)存在的主要問題和發(fā)展方向

下一代網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展歷程中除了其優(yōu)化、靈活、易于拓展的優(yōu)點外，由于其開放性接口多，其在網(wǎng)絡(luò)和用戶數(shù)據(jù)安全方面的主要問題也逐步凸顯，成為了下一代網(wǎng)絡(luò)需要逐步解決的重要問題之一。隨著下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，其國際化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程也逐漸顯現(xiàn)，由于下一代網(wǎng)絡(luò)沒有國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，很多協(xié)議都是在應(yīng)用中逐步補(bǔ)充完善，這給網(wǎng)絡(luò)在互聯(lián)互通方面造成了一定的局限。目前，在下一代網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，IMS在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，業(yè)務(wù)層面進(jìn)一步整合以及標(biāo)準(zhǔn)化和開放性方面取得了很大進(jìn)展，IMS進(jìn)一步分離控制和業(yè)務(wù)，更加扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和安全的QoS保障作為下一代網(wǎng)絡(luò)的逐步過渡演進(jìn)的方向。

十、結(jié)語

現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為主要標(biāo)志，下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是指以基于IP的交換和傳輸為基本方式的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢是寬帶化、智能化、個人化、綜合化。

隨著基于IP的核心網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展完善，通信網(wǎng)絡(luò)正在向著下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面不斷演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也向著扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)?；陔娐方粨Q的程控交換技術(shù)是目前應(yīng)用范圍最廣，時間最長，最為成熟的交換技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)的安全性，可靠性相對于其他方式而言都較高。但隨著新業(yè)務(wù)拓展和應(yīng)用需求的不斷提高，傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)已不能滿足更多方面的需求。目前，以軟交換為主要代表的基于IP的網(wǎng)絡(luò)不斷更新，通信網(wǎng)絡(luò)融合化、統(tǒng)一化的發(fā)展趨勢愈加明顯，并將朝著智能化，綜合化的方面繼續(xù)邁進(jìn)。H

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