NGN架构
下一代网络(NGN)技术简述
下一代网络（NGN）技术简述摘要：本文通过对下一代网络(NGN)进行了初步的介绍和分析，针对NGN 的特点、优势和面临的问题做出了简单的总结关键词：下一代网络系统架构优势问题下一代网络(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。
下一代网络(NGN)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。
总体来说，广义上的下一代网络(NGN)是指以软交换为代表，IMS为核心框架，能够为公众灵活提供大规模视视频话音数据等多种通信业务，以分组交换为业务统一承载平台，传输层适应数据业务特征及带宽需求，与通信运营商相关，可运营、维护、管理的通信网络。
一．NGN主要特征NGN的主要特点是能够为公众灵活、大规模地提供以视频业务为代表，包含话音业务、互联网业务在内的各种丰富业务。
当前所谓的电信网是为电话业务设计的，实质上是为电话网服务的。
要适应NGN多业务、灵活开展业务的特征，必须要有新的网络结构来支持。
一般来说，NGN主要有如下特征。
1．NGN是业务独立于承载的网络传统电话网的业务网就是承载网，结果就是新业务很难开展。
NGN允许业务和网络分别提供和独立发展，提供灵活有效的业务创建、业务应用和业务管理功能，支持不同带宽的、实时的或非实时的各种多媒体业务使用，使业务和应用的提供有较大的灵活性，从而满足用户不断增长的对新业务的需求，也使得网络具有可持续发展的能力和竞争力。
下一代网NGN体系结构与基本特点
杨伟 0808420215 研1－083
主要内容 NGN的定义 NGN的特征 NGN的模型 NGN的技术 关于软交换
NGN的定义 广义的下一代网实际包容了所有新一 代网络技术
如果特指业务网层面，则是指下一代业务网例如对于数据 网，则下一代网指下一代互联网（NGI Next Generation Internet) 如果特指移动网，则是指3G网和超3G网 如果特指传送网层面，则下一代网指下一代传送网,特别 是光网络。 如果特指接入网层面，则下一代网指各种宽带接入网
关于软交换
业务管理层
SCP AS NMC
会话控制层
MS
SSC
其它软交换系统
核心传送层
路由
外围接入层
SG MG AG IAD
软交换主要特征：
关于软交换
1、语音分组化 2、业务、控制、传送/接入分离 3、各实体之间通过标准的协议进行连接和通信
各网元的功能：
软交换机：呼叫控制、资源管理、路由控制、地址解析翻译 中继媒体网关（MG）：连接PSTN网和IP网络，实现媒体传输格式转 换，主要用于中继SST 信令网关(SG)：连接SST和IP网络，实现SST信令传输格式转换 接入网关(AS)：终端用户无线基站接入，完成媒体流转换和非SST信 令处理等功能 综合接入设备（IAD）：用于传统用户终端的接入，如PBX 媒体服务器（MS）：提供特殊的媒体资源和IRV（交互式语言应答统 应用服务器(AS)：业务执行、管理、开发环境 网络管理中心（NMC）：系统管理、连接运行支撑系统
NGN的9大支撑技术
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，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，例如汽车的仪表板、家用 电器等，所有这些设备将可以通过家庭LAN或个人网(PAN)接入或从远 端PC机接入。 网络安全技术 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)。
浅析NGN网络层次架构
众所周知，传统分离的网络存在业务单一、互通困难、维护管理复杂等问题。
要实现运营商多年来“全业务运营”的梦想，这是首当其冲的问题。
然而各各网络都有自己不同的体系结构，怎么把这些分离的网络融合到一起，其实是一个很复杂的工程。
OSI分层模型给了我们很大启示，在OSI分层模型中，各层之间相互独立；相邻层之间通过相应的接口和协议进行通信；不同结点相同层的功能相同；这些原则在NGN进行网络融合时，同样适用。
融合后的整个下一代网络NGN，主要分为以下几个层次：数据接入层、核心交换层、媒体控制层、业务层。
通过分层实现业务和呼叫分离，呼叫控制和承载相分离。
一、数据接入层：也称边缘接入层，由各类媒体网关和综合接入设备（IAD）组成，通过各种接入手段将各类用户连接至网络，并将信息格式转换成为能够在分组网络上传递的信息格式。
通过宽带接入、PSTN、PLMN和无线接入等实现。
二、核心交换层：也称传输层，即NGN的承载网络。
用于负责建立和管理承载连接，并对这些连接进行交换和路由，用以响应控制层的控制命令。
传输层可用多种形式，如：IP网络、ATM分组交换网络、SDH光网络、WDM波分、SAON光网络等等。
三、媒体控制层：负责呼叫逻辑，处理呼叫请求，并指示传送层建立合适的承载连接。
软交换与IMS技术均可应用于NGN的控制层，需要支持支持众多的协议接口，以实现与不同类型网络的互通。
软交换和IMS是这层的核心，它可以实现业务和呼叫控制的分离。
四、用于处理业务逻辑，其功能包括IN（智能网）业务逻辑、AAA（认证、鉴权、计费）和地址解析，且通过使用基于标准的协议和API来发展业务应用.NGN业务领域： NGN不仅提供现有的电话业务和智能网业务外，还可以提供与互联网应用结合的业务、多媒体业务等。
NGN提供的主要业务：（1）PSTN的话音业务基本的PSTN/ISDN语音业务、标准补充业务、CENTREX业务和智能业务。
（2）与Internet相结合的业务Click to dail、WEB 800、Instant Messaging、同步浏览、个人通信管理。
NGN业务介绍
1.2 NGN特点
• NGN是系统工程，不能简 单地等同于软交换、应用 服务器或IP接入网
• NGN强调呼叫控制与接入 相互独立，但接入设备同 样需要遵从规范要求
• NGN是鱼承载网是水；承 载网规划与设计是NGN不 可分离的生存要素
[ 内容介绍 ]
1 NGN网络结构和呼叫流程
2 NGN网络特点和相关协议 3 NGN典型接入设备的应用 4 NGN业务介绍 5 SBC介绍
ADSL
RTU LAN
运营商可管理 的IP网络
ADSL
OpenEye plus
使用OpenEye后，可 拨打视频电话，同时 不影响打电话上网：
RJ11口连 接普通话机
RTU
LAN USB接口 连接电脑
通过POTS终端可发起接听NGN可视电话 用户可选择NGN方式的语音及增值业务 以前的PSTN来话也可正常接入 软终端和PSTN电话可同时使用，互不影 响
Server
IP城域网
体 网
关
互
IAD
通
规
范
”
周期鉴权，双向认证，防冒仿，防盗打 ―――确保业务安全
Ephone 1口 2口 4口 8口 12口 16口 32口
全系列IAD完全可以和以下厂商的软交换 设备互通兼容：SONUS、北电、中兴、 朗讯、思科、西门子 等。
3.2 OpenEye应用
未使用OpenEye前， 能够打电话和上网：
ASP/ISP
3.4 PON的应用
OLT(MA5680T):提供上行到IP网络的GE/10GE接口，同时提供接入ONU的 PON口。 MDU(MA5620G):负责与 OLT 之间的信息互通，提供数据、 CATV及语音用户 接入，接口包含FE、xDSL、POTS 、E1/T1。
ngn 简介-最终版
A1540 Litespan
3rd Party
PABX
16
8
PSTN-IP间的互操作设备 – 网关
P
S
T
N
PRI
Trunking gateway
Gatekeeper/SIP server
IP
RTP
RTP
Residential gateway
Media Signaling
VoIP application on PC
Modify Subtract
Move AuditValue AuditCapablities
Notify ServiceChange
Gateway
Termination
Description
Addition of a termination to a context. The first addmessage creates a new context
26
13
媒体网关控制协议(MEGACO / H.248) 呼叫流程
PSTN
Local Exchange
Media Gateway
Media Gateway Controller
Data Network
Local Exchange
Media Gateway
1 Initial Address Message (IAM)
POTS
PSTN
POTS
POTS
POTS POTS
Source: ALTIGEN 12
6
网络演进(2)——ISDN Network
PBX POTS
POTS
PSTN
ISDN
ngn是什么意思 ngn的四个特点
ngn是什么意思ngn的四个特点NGN 是“下一代网络(Next Generation Network)”或“新一代网络(New Generation Network)”的缩写。
NGN是以软交换为核心，能够提供话音、视频、数据等多媒体综合业务，采用开放、标准体系结构，能够提供丰富业务的下一代网络。
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；其业务相关功能与其传送技术相独立。
NGN 使用户可以自由接入到不同的业务提供商；NGN支持通用移动性。
它是电信史一块里程碑，标志着新一代电信网络时代的到来。
有关“ngn是什么意思ngn的四个特点”的详细说明。
1.ngn是什么意思NGN 是“下一代网络(Next Generation Network)”或“新一代网络(New Generation Network)”的缩写。
NGN是以软交换为核心，能够提供话音、视频、数据等多媒体综合业务，采用开放、标准体系结构，能够提供丰富业务的下一代网络。
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；其业务相关功能与其传送技术相独立。
NGN 使用户可以自由接入到不同的业务提供商；NGN支持通用移动性。
它是电信史一块里程碑，标志着新一代电信网络时代的到来。
NGN是指下一代网络。
所谓“下一代网络”，从字面上理解，应该是以当前网络为基点的下一代网络。
它是电信史一块里程碑，标志着新一代电信网络时代的到来。
NGN(Next Generation Network)即下一代通信网络。
它是以软交换为核心的，能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构，代表了通信网络发展的方向。
NGN具有分组传送、控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离、业务提供与网络分离、提供开放接口、利用各基本的业务组成模块、提供广泛的业务和应用、端到端QoS和透明的传输能力通过开放的接口规范与传统网络实现互通、通用移动性、允许用户自由地接入不同业务提供商、支持多样标志体系，融合固定与移动业务等等特征。
下一代网络(NGN)的框架结构
下一代网络（NGN）的框架结构摘要国际NGN 标准的研究重点之一是NGN 的体系架构，欧洲ETSI 的TISPAN 计划推进速度最快，也具有实施性，本文主要介绍了TISPAN NGN 的总体结构以及其中的IP多媒体子系统（IMS）、PSTN 仿真子系统（PES）的功能。
1 NGN 的标准化进程为了加快NGN的研究和标准化进程，国际标准组织都在制定NGN 的标准。
ITU-TSG11 和SG13为主，启动了NGN的标准研究。
SG11在新的研究期推出5个研究课题，在NGN 环境中网络控制功能体系、应用控制和信令需求与协议、会话控制和信令需求与协议、承载控制和信令需求与协议、资源控制和信令需求与协议、准备推广分组网络的手册；SG13推出了15个NGN标准草案，意在对NGN的研究方向、框架体系、业务需求、网络功能、互通、服务质量、移动性管理、可管理的IP网络和NGN 演进方式等各个方面提出总体要求；欧洲标准化组织ETSI继成功运作了主导全球3G标准之后，又雄心勃勃地开展了NGN 的TISPAN（Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking）计划。
在此背景下，2004 年6 月ITU-T 要加速NGN标准工作，成立了NGN 专题研究组FGNGN，分别在7个领域进行工作，依次为业务需求、功能体系架构和移动性、IP QoS、控制和信令能力、网络安全、网络演进以及IP 承载能力要求。
2 NGN 的结构2.1 概述目前国际NGN 标准的研究重点之一是NGN的体系架构，不同标准研究组织提出的架构也不尽相同，但是在NGN的结构中欧洲计划推进速度最快，相应的标准也具有实施性，因此它的标准将会直接影响ITU-T的NGN的标准。
因此下面主要介绍目前TISPAN 对NGN的研究进展。
TISPAN NGN的功能结构包括业务层和基于IP的传送层。
什么是NGN
什么是NGN？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。
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Softswitch
H.248/MGCP RTP/RTCP
SIP/H.323 SIP/H.323 H.248/MGCP IP Router/ATM switch
Core Packet Network
SG
SS7/MTP
MG
TDM
IAD
H323 GW
TDM
MG
PSTN/PLMN
第 10页
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内部公开▲
纲要
什么是NGN NGN架构 基本原理 中兴软交换硬件介绍 中兴软交换软件架构 主要协议介绍 基本流程介绍 组网介绍
第 3页
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第 16页
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内部公开▲
基本呼叫流程举例
主要是通过一个基本呼叫来熟悉和理解软交换的实现
呼叫模型 Pstn下的 用户 呼叫 SIP 智能终端。
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业务控制和业务实现分离
与此同时，软交换还将网络资源、网络能力封装起来，通过标准开放的业务接口 和业务应用层相连，可方便地在网络上快速提供新的业务。业务的实现由AS 来 完成，而业务控制由SS来处理。AS 和SS之间采用标准的SIP协议来通信（当然
也可以是其它的协议，比如H248和MGCP，但这两者目前已经不是主流）。
内部公开▲
中兴软交换的软件架构
Resource Manager Call Server L4
Veinu
SS7 Adapter H.248 Adapter SIP Adapter
O A M
TCAP SCCP/TUP/ISUP M3UA H248 SIP
L3
D B
SCTP
UDP
UDP SCTP
OSS
第 15页
第 9页
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内部公开▲
协议分布
SHLR Map/Sigtran Datebase LDAP
BICC/SIP –T/SIP-I
AS
SIP
Softswitch
SS7/Sigtran
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中兴软交换网络架构特点
采用分层的网络模型。 Softswitch体系结构基于分层模型， 各层之间通过标准协议通信。
支持设备的综合接入。Softswitch体系结构完成PSTN/ ISDN、PLMN、IN和Internet中各种设备的综合接入。 实现强大的业务能力。Softswitch体系结构通过开放标准 业务接口和现有SCP互通快速提供新业务。
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中兴软交换网络体系架构
业务层
控制层
SCP Datebase
AAA Server
Application Server
Policy Server
Softswitch
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主要协议
H.248/MGCP：主要用于SS和MG之间，完成对媒 体网关的控制。也用于终端设备的接入。 SIP：用于SS和SIP终端，SS之间，SS和AS之间， 完成呼叫的信令接入和对话建立。 BICC：用于SS之间，完成不同SS域之间的信令和 媒体信息交互。 TUP/ISUP：用于与PSTN间的呼叫相关信息交互. SIGTRAN: 用于传统信令在IP网中的传输
Modify Mdiea
Ack Asnser_Ind ANM conversation
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基本呼叫流程图（续）
SS Psttn SG MG SS7A H248 CS SIP SIP Phone
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NGN架构、基本原理和组网介绍
新员工培训
日期：2013年7月10日
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中兴软交换软件架构特点
使用同一业务平台，屏蔽介入方式的差异。各协议适配模块不负责业 务控制和处理，只是将接收到的协议消息转换成系统内部的标准消息 （Neinu）统一发送给业务模块处理。并且把接收到业务处理模块的 Neinu消息转换换成协议消息发送给对端设备。这样使得各个呼叫协 议实现简单和统一，从而降低了系统的复杂程度。同时便于业务功能 的统一实现，避免各个协议重复工作。
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软交换单板介绍
SC：系统控制板 ，作为系统的控制核心，支持连接后台 数据库，提供操作维护接口，监控其它单板等等。 SPC：系统协议处理板 ，完成协议和业务功能实现。 SSN：系统交换板 ，SSN作为系统数据交换的枢纽 ，完 成SC，SPC，NIC之间的信息交换，类似于一个以太网交 换机 。 NIC：网络接口板 ，NIC为Softswitch系统提供对外的网 络出 CSN：中心交换板，用于多框级连通信。
提供基于策略的网管机制。Softswitch体系结构提供全新 的基于策略的网管机制实现了动态网管。
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主要网元
Softswitch(SS)：作为系统的控制核心设备，完成协议处理、呼叫 处理、资源管理、业务代理等，并作为系统的对外接口完成和其它 系统的互连互通功能。 Access Gateway（AG）：在SS的控制下，完成媒体流转换和非 SS7信令处理等功能，主要用于ISDN，V5，PBX等用户接入。 Trunk Gateway（TG）：在SS的控制下，完成媒体流转换和接续 等功能，主要用于中继（SS7信令）接入。 Application Server（AS）：利用SS提供的应用编程接口（API）， 通过提供业务生成环境，完成业务创建和维护功能。和软交换通过 SIP协议交互。 Signaling Gateway（SG）：完成电路交换网（基于MTP）和包交 换网（基于IP）之间的SS7信令的转换功能。
S SC SC P C
Middle Plane 1 B S C I 2 S C I 3 4 5 6 7 C S N I 8 C S N I 9 N I C 10 11 12 13 14 15 16 17 N I C T I C S S N I B
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基本原理
软交换的两个基本思想 信令和媒体分离（也称传输和控制分离）
将传统的交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议 （ＭＧＣＰ（已非主流）、Ｈ２４８）且主要使用纯软件进行处理，于是，Ｓｏ ｆｔＳｗｉｔｃｈ（软交换）技术应运而生。 这样媒体的交换不在交换控制设 备上进行而是在媒体网关之间或者智能终端进行。
PreMedia Ack
Setup_ind
Invite (SDP = IP1, Port 1, 180 codelist )
Alert _Ind ACM
Alert_Ind 200Ok(SDP = IP2,Port2 ,code Answer_I =8) nd
Modify(R = IP2,Port2, code =8) Rpl
IP Router/ATM switch
Softswitch
核心层
Core Packet Network
边缘层
SS7 Networ k
SG
TG
AG
NAS
H323 GW
IP PBX
MSAG
IAD
Wireless
WAG
PSTN/ISD N
Broadband Access
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NGN架构
从某种意义上说，固网NGN的架构一直没有明确的规范， 相关的标准和定义一直在发展和完善。 （引用）以欧洲ETSI为代表的TISPAN计划提出，基于IMS 的体系架构是NGN的主体架构，认为IMS代表了NGN网络 发展的方向。IMS系统采用SIP协议进行端到端的呼叫控制， 这就为IMS同时支持固定和移动接入提供了技术基础，也 使得网络融合成为可能。但是由于基于IMS的网络融合研 究刚刚开始，技术上还不够成熟稳定，其标准化工作也相 应地成为了目前研究的重点。虽然ITU、3GPP、TISPAN 都已经确定了将IMS作为NGN的基础框架，但很多网元和 接口的功能还需要进行增强或修改