下一代网络(NGN)是一个基于IP的全新通信网络，可以承载语音、数据、多媒体等种类丰富的业务。它是建立在单一的包交换网络基础上，应用软交换技术、各种应用服务器及媒体网关技术建立起来的一种分布式的、电信级的、端到端的统一网络。NGN汇聚了固定、移动、宽带等多种网络，致力于和PSTN(公共交换电话网)及移动网的完美互通。同时，NGN提供了一个开放式的体系架构，便于新业务的快速开发和部署。面对不断增长的用户需求，如何在NGN业务平台上加载类似智能业务这样的新型增值业务，是运营商面对的一项重要课题。

    下一代网络的基本思路是具有统一的IP通信协议和巨大的传输容量，能以最经济的成本灵活、可靠、持续地支持一切已有和将有的业务和信号。显然，这样的网络其基础物理层只能是波分复用（WDM）光传送网，这样才可能提供巨大的网络带宽，保证可持续发展的网络结构、容量和性能以及廉价的成本，支持当前和未来的任何业务和信号。

ITU 对NGN的概述

    一般观点认为传统的电信服务和下一代网络的主要区别是：前者为分散垂直集成面向专门应用的网络，后者是能够承载所有服务的单一网络，前者在向后者转移。对于电话服务，其将从电路交换的基础设施向分组交换的基础设施转移。在当前，下一代网络标准化工作目标是，确保基于IP的下一代网络能够达到与传统电话网络相同的服务标准，不仅包括电话服务，而且包含尽可能广泛的当前和未来的多媒体应用。

    1 ITU-TY.2001 建议：下一代网络概述

    ITU-TY.2001 建议给出了下一代网络的一般定义。下一代网络（NGN）能提供电信服务，使用多宽带及确保服务质量（QoS）的传输技术，是基于分组技术的网络。在该网络内，与服务相关的功能不依赖于与传输相关的基础技术。它能使用户无束缚地接入网络并能促进服务供应商的竞争。NGN支持能对用户提供个性化和无所不至服务的广泛移动性。

    该定义确认了服务与传输的分离，提出把服务质量控制（QoS）加到基于IP的传输上。NGN使得服务供应商可以很容易地确立服务项目，用户可以自由地选择服务。该定义还表明移动和固定系统间以及固定系统间移动性得到适当延伸。

    2 ITU-TY.2011 建议：下一代网络的一般原则和参考模型

    ITU-TY.2011 的主要目的是确立支持下一代网络服务的功能模型的开发基础。

    该建议首先指出了下一代网络分层系统和ITU-TX.200[3]建议书中定义的七层开放系统互连的基本参考模型（OSIBRM）间的潜在差别。例如，在考虑下一代网络系统（非开放系统互联）时，对比七层开放系统互连的基本参考模型的层数和特殊特征，可能会遇到如下几种困难情形:

    * 层数可能不是七;

    * 单个层的功能可能与开放系统互连的基本参考模型不符;

    * 开放系统互连的基本参考模型中某些规定的或禁止的条件/定义可能不适用;

    * 所涉及的协议可以不是开放系统互连协议（典型的例子是IP）;

    * 开放系统互连的基本参考模型的一致性要求可能不适用。

    ITU-TY.2011 的附件详细地列出了可为下一代网络保留的开放系统互连的基本参考模型的条款和不适用的条款。

    下一代网络的服务将包括两个方面：基于会话的服务和非基于会话的服务。前者的例子诸如IP电话、电视会议和电视聊天，后者业务有媒体流和广播等。此外，下一代网络支持公用交换电话网/综合业务数字网(PSTN/ISDN)替代物（ITU-T的术语即PSTN/ISTN的仿真）。 。

    1 传输层功能

    传输层功能为下一代网络内所有成分和物理上分开的功能提供连接。IP是下一代网络最有前景的传输技术。因此，传输层将为下一代网络外的末端用户设备和通常驻留在网络内服务器上的控制器和启动器提供连接。传输层还负责提供端对端的服务质量控制。端对端的服务质量是人们所期望的下一代网络应具有的特性之一。

    传输层分成接入网和核心网两个部分，并由一种连接功能连接起来。

    （1）接入功能

    接入功能管理末端用户对网络的接入。它涉及的接入技术有宽带码分多址（W-CDMA）和数字用户线（xDSL）等。接入网包括相关的电缆接入、数字用户线技术、无线技术、以太网技术和光学接入的功能。

    （2）接入传输功能

    接入传输功能负责将信息通过接入网进行传输。它还提供直接处理用户业务，包括缓冲管理、排队和调度、包过滤、业务分级、标注、监控和整形的服务质量控制机制。

    （3）边缘功能

    当接入业务并入核心网时，边缘功能负责进行业务处理。

    （4）核心传输功能

    核心传输功能负责确保通过核心网的信息传输顺利进行。根据与传输控制功能的相互作用，它提供鉴别网内传输质量的方法。它还提供直接处理用户业务，包括缓冲管理、排队和调度、包的过滤、业务分级、标注、监控和整形、门控制和防火墙的服务质量机制。

    （5）网络接触控制功能

    网络接触控制功能执行接入级的登录以及进入下一代网络服务的末端用户功能的启动。它提供网络级的识别/认证，管理接入网的IP地址空间和确认接入会话，还向末端用户发布下一代网络服务和应用功能的接触点。也即，网络接触控制功能协助末端用户设备进行登录和启动使用下一代网络。

    （6）资源与准入控制功能

    资源与准入控制功能提供准入控制和门控制功能，包括对网址、端口编译（NAPTs）和不同服务场地码点（DSCPs）的控制。准入控制通过网络接触控制功能来进一步核验用户身份。核验资源的可用性是指准入控制功能验证一个资源（如带宽）申请的合理性，在检查了已经分配或占用的资源后，决定是否在剩余资源中批准配给。

    资源与准入控制功能与传输功能相互作用来控制传输层内的功能，包括：包过滤、业务分级、标注和监控，带宽保留和指配、网址和端口编译、IP地址的反欺骗、网址和端口编译/防火墙的通过和使用计量。

    （7）传输用户身份功能

    传输用户身份功能块将传输层内的用户和其他控制数据编译成单一的“用户身份”。该功能可以规定为驻留在下一代网络内任何部分的一组功能性合作数据库并加以实现。

    （8）网间连接功能

    网间连接功能提供与其他网络的互联能力，包括许多现存的网络，如基于公用交换电话网/综合业务数字网的网络。为其他网络设置的网络-网络接口，用在控制与传输级两者中，包括边界处的网间连接。控制和传输级间的交互可以直接进行，或通过传输控制功能进行。

    （9）媒体处理功能

    该系列的媒体资源处理功能为提供生成单音信号、译码和会议桥接类的服务进行媒体资源处理。

    2 服务层功能

    服务层功能提供基于会话的和非会话的服务，包括现况信息的描绘，即时消息交换的消息方法等。服务层功能还提供与现有的公用交换电话网/综合业务数字网服务和能力相关的全部网络功能，以及与遗留雇主设备的接口。

    （1）服务和控制功能

    它包括在服务级上的会话控制功能、登录功能、确认和批准功能，控制媒体源（专门资源）的功能。

    （2）服务用户身份功能

    该功能将服务层内的用户和其他控制数据编译成单一的“用户身份”。该功能可以规定为驻留在下一代网络内任何部分的一组功能性合作数据库，并加以实现。

    （3）应用功能

    下一代网络支持开放的应用接口，可使第三方服务供应商为用户提供增强的服务。全部应用功能（委托的和非委托的）和服务供应商，通过服务层内的服务或网间连接器，接入下一代网络资源。

    3 管理功能

    管理功能可以分布式地位于每个功能实体（FE）内，与网络要素（NE）管理、网络管理和服务管理功能实体相交互。

    管理功能包括计费和开单功能，给NGN运营商提供资源利用率数据以使他们能准确地给用户开计费单。记费和开单功能支持离线记账的数据收集和近实时的在线记账类的数据收集。

    4 末端用户功能

    对末端用户的接口有物理接口和功能接口两种方式，如图2所示。下一代网络对所有类型的雇主设备都支持，包括遗留下来的单线电话和复杂的集团网络。末端用户设备可以是移动的，也可以是固定的。

    NGN 的九大支撑技术：IPv6、光纤高速传输、光交换与智能光网、宽带接入、城域网、软交换、3G和后3G移动通信系统、IP终端、网络安全

     IPv6

    作为网络协议，NGN将基于IPv6。IPv6相对于IPv4的主要优势是：扩大了地址空间、提高了网络的整体吞吐量、服务质量得到很大改善、安全性有了更好的保证、支持即插即用和移动性、更好地实现了多播功能。

    光纤高速传输技术

    NGN 需要更高的速率、更大的容量，但到目前为止我们能够看到的，并能实现的最理想传送媒介仍然是光。因为只有利用光谱才能带给我们充裕的带宽。光纤高速传输技术现正沿着扩大单一波长传输容量、超长距离传输和密集波分复用(DWDM)系统三个方向在发展。单一光纤的传输容量自1980至2000年这20年里增加了大约1万倍。目前已做到40Gb/s，预计几年后将再增加16倍，达到6.4Tb/s。超长距离实现了1.28T(128x10G)无再生传送8000Km。波分复用实验室最高水平已做到273个波长、每波长40Gb(日本NEC)。

    光交换与智能光网

    光有高速传输是不够的，NGN需要更加灵活、更加有效的光传送网。组网技术现正从具有分插复用和交叉连接功能的光联网向利用光交换机构成的智能光网发展，从环形网向网状网发展，从光-电-光交换向全光交换发展。智能光网能在容量灵活性、成本有效性、网络可扩展性、业务灵活性、用户自助性、覆盖性和可靠性等方面比点到点传输系统和光联网带来更多的好处。

    宽带接入

    NGN 必须要有宽带接入技术的支持，因为只有接入网的带宽瓶颈被打开，各种宽带服务与应用才能开展起来，网络容量的潜力才能真正发挥。这方面的技术五花八门，主要有以下四种技术，一是基于高速数字用户线(VDSL)；二是基于以太网无源光网(EPON)的光纤到家(FTTH)；三是自由空间光系统(FSO)；四是无线局域网(WLAN)。

    城域网

    城域网也是NGN中不可忽视的一部分。城域网的解决方案十分活跃，有基于SONET/SDH/SDH的、基于ATM的、也有基于以太网或WDM的，以及MPLS和RPR(弹性分组环技术)等。

    这里需要一提的是弹性分组环(RPR)和城域光网(MON)。弹性分组环是面向数据(特别是以太网)的一种光环新技术，它利用了大部分数据业务的实时性不如话音那样强的事实，使用双环工作的方式。RPR与媒介无关，可扩展，采用分布式的管理、拥塞控制与保护机制，具备分服务等级的能力。能比SONET/SDH更有效地分配带宽和处理数据，从而降低运营商及其企业客户的成本。使运营商在城域网内通过以太网运行电信级的业务成为可能。城域光网是代表发展方向的城域网技术，其目的是把光网在成本与网络效率方面的好处带给最终用户。城域光网是一个扩展性非常好并能适应未来的透明、灵活、可靠的多业务平台，能提供动态的、基于标准的多协议支持，同时具备高效的配置能力、生存能力和综合网络管理的能力。

    软交换

    为了把控制功能(包括服务控制功能和网络资源控制功能)与传送功能完全分开，NGN需要使用软交换技术。软交换的概念基于新的网络分层模型(接入与传送层、媒体层、控制层与网络服务层四层)概念，从而对各种功能作不同程度的集成，把它们分离开来，通过各种接口协议，使业务提供者可以非常灵活地将业务传送协议和控制协议结合起来，实现业务融合和业务转移，非常适用于不同网络并存互通的需要，也适用于从话音网向多业务多媒体网的演进。

    3G 和后3G移动通信系统

    3G 定位于多媒体IP业务，传输容量更大，灵活性更高，并将引入新的商业模式，目前正处在走向大规模商用的关键时刻。制定3G标准的3GPP组织于2000年5月已经决定以IPv6为基础构筑下一代移动网，使IPv6成为3G必须遵循的标准。包括4G在内的后3G系统将定位于宽带多媒体业务，使用更高的频带，使传输容量再上一个台阶。在不同网络间可无缝提供服务，网络可以自行组织，终端可以重新配置和随身佩带，是一个包括卫星通信在内的端到端IP系统，与其他技术共享一个IP核心网。它们都是支持NGN的基础设施。

    IP 终端

    随着政府上网、企业上网、个人上网、汽车上网、设备上网、家电上网等等的普及，必须要开发相应的IP终端来与之适配。许多公司现正在从固定电话机开始开发基于IP的用户设备，包括汽车的仪表板、建筑物的空调系统以及家用电器，从音响设备和电冰箱到调光开关和电咖啡壶。所有这些设备都将挂在网上，可以通过家庭LAN或个人网(PAN)接入或从远端PC机接入。

    网络安全技术

    网络安全与信息安全是休戚相关的，网络不安全，就谈不上信息安全。现在，除了常用的防火墙、代理服务器、安全过滤、用户证书、授权、访问控制、数据加密、安全审计和故障恢复等安全技术外，今后还要采取更多的措施来加强网络的安全，例如，针对现有路由器、交换机、边界网关协议(BGP)、域名系统(DNS)所存在的安全弱点提出解决办法；迅速采用强安全性的网络协议(特别是IPv6)；对关键的网元、网站、数据中心设置真正的冗余、分集和保护；实时全面地观察了解整个网络的情况，对传送的信息内容负有责任，不盲目传递病毒或攻击；严格控制新技术和新系统，在找到和克服安全弱点之前不允许把它们匆忙推向市场。