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下一代计算机网络技术

【摘要】:因此,IPv6协议将成为电信网、移动通信网和计算机网融合的唯一纽带,也是下一代互联网最重要的关键技术之一。软交换为下一代网络提供具有实时性要求的业务呼叫控制和连接控制功能,是下一代网络呼叫与控制的核心,也是电信网和计算机网融合的关键技术。下一代互联网的核心协议IPv6在第三代移动通信中的应用研究已经开始。

1.下一代互联网协议IPv6

目前互联网使用的IP协议版本是IPv4,它自身的缺陷,不能满足下一代互联网的要求。IPv4采用32位地址长度,只有大约43亿个地址,由于历史原因,美国占据了约70%的IPv4地址,13亿人口的中国只0.4亿个IPv4地址。地址不足在一定程度上限制了我国互联网及通信产业的发展。

下一代互联网协议IPv6采用128位地址长度,地址容量丰富、而且IPv6协议在安全性、服务质量(Qos)和移动性等方面具有比IPv4协议更好的特性。因此,采用IPv6协议的下一代互联网比现在的互联网具有更好的扩展性,并且更安全、更容易为用户提供高质量服务、更灵活地支持移动通信。

因此,IPv6协议将成为电信网、移动通信网和计算机网融合的唯一纽带,也是下一代互联网最重要的关键技术之一。

2.软交换

软交换是一种开放的体系,采用标准的协议。目前,ITU-T(国际电信联盟)、ETF(互联网工程任务组)、ISC(国际软交换合作团体)等国际组织正在合作制定和完善相关协议和标准。

软交换是一种功能实体,软交换的核心思想是交换的软件化,通过软件方式来实现原来交换机的控制、呼叫连接和业务处理的功能,各实体之间通过标准的协议进行连接和通信。软交换为下一代网络提供具有实时性要求的业务呼叫控制和连接控制功能,是下一代网络呼叫与控制的核心,也是电信网和计算机网融合的关键技术。其软交换的功能结构如图1.14所示。

3.移动通信和移动IP技术

从20世纪80年代初期第一代模拟移动通信商用开始,基本上每十年出现一代新的技术,如图1.15所示。从20世纪90年代初,IETF开始下一代网络互联协议(IPng)的研究,1995年9月正式形成IPv6的核心协议。1997年,3GPP(third generation partnership project)标准化组织最早提出采用IPv6的第三代移动通信(3G)框架,在该版本中用户层主要采用IPv6的PDP,在传输层IPv6则是作为可选项,而3GPP在R99版中采用了终端支持的IPv6地址分配机制以及IPv6报头压缩等标准,R4版中则采用了新的IPv6报头压缩标准,而R5版则强制性采用IPv6,即在多媒体核心网中采用IPv6。由此可以看出:无论是下一代互联网还是下一代移动网都将IPv6作为基本的网络协议。

图1.14 软交换的功能图

(www.chuimin.cn)

图1.15 蜂窝移动通信标准的演进图

第三代移动通信(3G)的发展已接近成熟,不久将步入商业应用阶段,传统的电路交换和现行的分组交换网络将会被IP分组交换网络取代。下一代互联网的核心协议IPv6在第三代移动通信中的应用研究已经开始。IETF(互联网工程任务组)与ITU-T(国际电信联盟标准部)、3GPP(第三代移动通信伙伴课题)等国际化组织正联合协调IPv6在第三代移动通信中应用的技术问题,国际电信联盟(ITU)从3G的最新版本R4开始,已经将核心网络的技术定义为NGN。

目前ITU开始研究3G以后的系统,为了避免冲击3G,不采用4G的名称,而代之以IMT-2000以后系统,又称为后3G。同时,ITU还开展下一代网络NGN的研究。NGN将是固定电话网、移动电话网和Internet在IP基础上的融合。3G定位于多媒体IP业务,传输容量更大,灵活性更高,正处在走向大规模商用的关键时刻。其主要特点如下几点:

(1)移动网络和固定网络使用统一的IP核心网络。

(2)移动电话和固定电话都是IP电话,使用统一的软交换和管理计费系统。

(3)使用移动IP解决IP漫游问题。

(4)采用IPv6作为IP核心网络协议。

(5)接入网可以将不同的无线接口无缝连接到IP核心网。

4.光网络

为了提供更快速度和更宽的带宽,下一代互联网的基础网络平台必须是全光网络,全光网络使通信网具备更强的灵活性、可管理性以及透明性。DWDM(密集波分复用)就是相关的研究热点之一。直接在光纤上运行的互联网就是光互联网,也称为IP over DWDM,它是一个真正的链路层数据网,可以通过指定波长作旁路和直接连通,网络的流量工程可以只在IP层完成。将光交换机引入具有分插复用和交叉连接功能的互联网,即发展为智能光网(ION),智能光网主要着重研究IP业务和未来光网络间的互相协调机制。由于分组化的、开放的、分层的网络体系结构是NGN的显著特征,传输层将有光网络承担。因此,光网络也成为NGN的研究重点和关键技术之一。