下一代網絡(NGN)是一個建立在IP技術基礎上的新型公共
電信網絡，能夠容納各種形式的
信息，在統一的管理平臺下，實現音頻、視頻、數據信號的傳輸和管理，提供各種寬帶應用和傳統
電信業務，是一個真正實現寬帶窄帶一體化、有線無線一體化、有源無源一體化、傳輸接入一體化的綜合業務網絡。
Internet是下一代網絡的主體，IP技術是實現計算機互聯網、傳統的電話網和有線電視網三網融合的關鍵技術。隨著Internet技術的發展，最終將實現計算機互聯網、電話網(PSTN)和有線電視網實現三網融合。
下一代網絡除了能向用戶提供語音、高速數據、視頻信息業務外，還能向用戶方便地提供視頻會議、電話會議功能，而且能像廣播網一樣，向有此項要求的用戶提供統一的消息、時事新聞等。
一、下一代網絡的構成
與傳統的網絡不同，NGN以在統一的網絡架構上解決各種綜合業務的靈活提供能力為出發點，提供諸如，“業務邏輯、業務的接入和傳送手段，業務的資源提供能力和業務的認證管理等服務。為此，在NGN中，以執行各種業務邏輯的軟交換(Softswitch)設備為核心進行網絡的構架建設。除此之外，業務邏輯可在應用服務器上統一完成，并可向用戶提供開放的業務應用編程接口(API)。因此，在NGN中業務層面和業務控制層面從傳統的網絡中分離出來，已成為重要的一部分(以后運營商的競爭將會集中在業務層面)。而對于媒體流的傳送和接入層面，NGN將通過各種接入手段將接入的業務流集中到統一的分組網絡平臺上傳送。另外重要的一點就是NGN強調網絡的開放性，其原則包括網絡架構、網絡設備、網絡信令和協議
分組化的、開放的、分層的網絡架構體系是下一代網絡的顯著特征。業界基本上按業務層、控制層、傳送層(媒體層)、接入層四層劃分,各層之間通過標準的開放接口互連。
業務層：一個開放、綜合的業務接入平臺，在電信網絡環境中，智能地接入各種業務，提供各種增值服務，而在多媒體網絡環境中，也需要相應的業務生成和維護環境。在NGN中，業務層由一系列的業務應用服務器組成,提供各種各樣的業務控制邏輯，完成增值業務處理。同時提供開放的第三方接口，易于引入新型業務。
控制層：主要指網絡為完成端到端的數據傳輸進行的路由判決和數據轉發的功能，它是網絡的交換核心，目的是在傳輸層基礎上構建端到端的通信過程，軟交換(Softswitch)將是下一代網絡的核心，體現了NGN的網絡融合思想。
傳送層：面向用戶端支持透明的TDM線路的接入，在網絡核心提供大帶寬的數據傳輸能力，并替代傳統的配線架，構建靈活和可重用的長途傳輸網絡，一般為基于DWDM技術的全光網。傳送層獨立于業務控制提供QoS保證的分組化大容量骨干傳送平臺。
接入層：在用戶端支持多種業務的接入，提供各種寬窄帶、移動或固定用戶接入。接入設備應能向上連接高速傳輸線路，向下支持多種業務的接口。
二、下一代網絡中的媒體網關
媒體網關在NGN中扮演著重要的角色，如果說軟交換是NGN的”神經“，應用層是NGN的”大腦“，那么媒體網關就是NGN的”四肢“，任何業務都需要媒體網關在軟交換的控制下實現。
1.媒體網關的主要功能
在相關的標準(如H.248、MGCP)中，媒體網關被定義為是將一種網絡中的媒體轉換成另一種網絡所要求的媒體格式。如媒體網關能夠在電路交換網的承載通道和分組網的媒體流之間進行轉換，可以處理音頻、視頻或T。120，也具備處理這三者任意組合的能力，并且能夠進行全雙工的媒體翻譯，可以演示視頻/音頻消息，實現其他IVR功能，同時還可以進行媒體會議等。
媒體網關主要涉及的功能如下。
(1)用戶或網絡接入功能
媒體網關負責各種用戶或各種接入網絡的綜合接入，如普通電話用戶、ISDN用戶、ADSL接入、以太網用戶接入或PSTN/ISDN網絡接入、V5接入和3G網絡接入等。總之，媒體網關設備是用戶或用戶網絡接入核心媒體層的”接口網關“。 (2)接入核心媒體網絡功能
媒體網關以寬帶接入手段接入核心媒體網絡。目前接入核心媒體網絡主要通過ATM或IP接入。ATM是面向連接的第2層技術，具有可靠的業務質量(QoS)保證能力，IP則是目前應用廣泛的第3層技術。
(3)媒體流的映射功能
在NGN中，任何業務數據都被抽象成媒體流，媒體流可以是話音、視頻信息，也可以是綜合的數據信息。由于用戶接入和核心媒體之間的網絡傳送機制的不一致性，因而需要將一種媒體流映射成另一種網絡要求的媒體流格式。但是由于業務和網絡的復雜性，媒體流映射并不是簡單的映射，它涉及到媒體編碼格式、數據壓縮算法、資源預約和分配。特殊資源的檢測處理。媒體流的保密等多項與媒體流屬性相關的內容。此外，對不同的業務特性又有其特殊的要求，如話音業務對回聲抑制、靜音壓縮、舒適噪音插入等有其特別要求。
(4)受控操作功能
媒體網關受軟交換的控制，它絕大部分的動作，特別是與業務相關的動作都是在軟交換的控制下完成的，如編碼、壓縮算法的選擇，呼叫的建立、釋放、中斷，資源的分配和釋放，特殊信號的檢測和處理等。媒體網關和軟交換之間的特殊關系決定了它們之間控制協議的重要性，MGCP和H.248就是軟交換和媒體網關之間的控制協議。MGCP由IETF定義，實現相對簡單，早期應用比較多，但目前的趨勢則是轉向了由ITU-T定義的H.248標準(可以說H.248是IETF與ITU-T結合的標準，IETF中叫MEACO)。
(5)管理和統計功能
作為網絡中的一員，媒體網關同樣受到網管系統的統一管理，媒體網關也要向軟交換或網管系報告相關的統計信息。
2.媒體網關的分類
從設備本身講，媒體網關并沒有一個明確的分類，因為媒體網關負責將各種用戶或網絡綜合接入到核心網絡，但并不是說任何一個媒體網關設備都要支持所有的接入功能。媒體網關同樣要遵循開放性原則，未來的NGN中的媒體網關都要受到軟交換系統的統一控制。根據媒體網關設備在網絡中的位置，可以將其分為如下幾類。
(1)中繼媒體網關
主要針對傳統的PSTN/ISDN的中繼媒體網關，負責PSTN/ISDN的C4或C5的匯接接入，將其接入到ATM或IP網絡，主要實現VoATM或VoIP功能。
(2)綜合接入媒體網關
綜合接入媒體網關負責各種用戶或接入網的綜合接入，如直接將PSTN/ISDN用戶，Ethernet用戶、ADSL用戶或V5用戶接入。這類綜合接入媒體網關一般放置在靠近用戶的端局，同時它還具有撥號Modem數據業務分流的功能。
(3)小區或企業用媒體網關
從目前的情況看，放置在用戶住宅小區或企業的媒體網關主要解決用戶話音和數據(主要指Internet數據)的綜合接入，未來可能還會解決視頻業務的接入。
3.媒體網關與H.248/MEGACO協議
MGCP是IETF較早定義的媒體網關控制協議，主要從功能的角度定義媒體網關控制器和媒體網關之間的行為，實現比較簡單，沒有H.248那樣對包和屬性的詳細定義，事件交互的機制也比較簡單。事件交互由一個操作和一個響應組成，對屬性參數沒有過多的定義。困此，MGCP具有實現簡單等特點，但其互通性和支持業務的能力受到限制。
H.248/MEGACO因其功能靈活、支持業務能力強而受到重視，而且不斷有新的附件補充其能力，是目前媒體網關和軟交換之間的主流協議，目前國內通信標準推薦軟交換和媒體網關之間應用H.248協議。
H.248和MECIACO在協議文本上相同，只是在協議消息傳輸語法上有所區別，H.248采用ASN。1語法格式(ITU-T X。680 1997)，MEGACO采用ABNF語法格式(RFC2234)
下一代網絡要取得成功，離不開各種媒體網關的綜合業務接入能力和在軟交換系統控制下實現具體業務的能力，NGN技術以業務為核心展開，而業務關系到各個方面的問題，媒體網關設備只是這些業務鏈條中重要的一個環節。從某種程度上講，媒體網關與軟交換系統的配合決定著下一代網絡的網絡體系架構。
三、下一代網絡中的軟交換
軟交換要求把呼叫控制功能從媒體網關(傳輸層)中分離出來，通過軟件實現連接控制、翻譯和選路、網關管理、呼叫控制、帶寬管理、信令、安全性和生成呼叫詳細記錄等功能，把控制和業務提供分開。軟交換提供了在包交換網中與電路交換相同的功能，因此，軟交換也稱為呼叫代理或呼叫服務器。
軟交換是與業務無關的，它是在基于IP的網絡上提供電信業務的技術。在電路交換網中，呼叫控制、業務提供以及交換矩陣均集中在一個系統中；而軟交換的主要設計思想是業務、控制與傳送、接入分開，各實體間通過標準協議進行連接和通信，能夠更靈活地提供業務。即軟交換是基于軟件的分布式交換/控制平臺，它將呼叫控制功能從網關中分離出來，從而可以方便地在網上引入多種業務。
1.軟交換的網絡結構及實現
軟交換主要處理實時性業務，包括語音、視頻和多媒體等業務，它可用于IP網、ATM網等數據通信網，也可用于電路交換網絡。軟交換用在IP網上是很自然的，因為IP網的呼叫控制與承載連接是分開的。從應用來說，軟交換主要是應用在IP網上的。
軟交換的實現是通過網關發出信令，控制語音和數據業務的互通。信令網關(SG)將SSN7信令轉換成IP信令或根據通信要求發出IP信令控制媒體網關的數據通信，媒體網關(MG)負責電話交換網的PCM流與IP網絡的數據包的轉換。SG和MG都要受到媒體網關控制器/呼叫代理(MGC/CA)的控制，這里，SG、MGC/CA及其附屬的數據庫和完成的功能就是軟交換。
媒體網關用來處理電路交換網和IP網的媒體信息互通。在H.248協議中，MG實體完成不同網絡間不同媒體信息的轉換。H。323協議中相似的功能實體是MM(Media Mana-ger)，它在MG或其他網關中負責將電路交換網媒體(PCM流等)轉換成H。323媒體(RTP/RTCP)。
信令網關負責將電路交換網的信令轉換成IP網的信令，根據相應的信令生成IP網的控制信令，在IP網中傳輸。
媒體網關控制器/呼叫代理負責控制IP網絡的連接(包括呼叫控制功能)。MGC/CA是軟交換的重要組成部分和功能實現部分。MGC是H.248協議關于MG媒體通道中呼叫連接狀態的控制部分。MGC可以通過H.248協議或媒體網關控制協議(MGCP)、媒體設備控制協議(MDCP)對MG進行控制，MGC/CA之間通過H。323或者SIP協議連接。本地交換網(LS)包括本地電路交換網和SSN7網等。
由于軟交換要實現各種信令間的協議轉換，因此，它需要支持SSN7、ISUP、SIP、H。323和MGCP等協議。
軟交換是下一代網絡的控制功能實體，為下一代網絡提供具有實時性要求的業務呼叫控制和連接控制功能，是下一代網絡呼叫與控制的核心。軟交換技術，是NGN體系結構中的關鍵技術，其核心思想是硬件軟件化，通過軟件來實現原來交換機的控制、接續和業務處理等功能，各實體間通過標準化協議進行連接和通信，便于在NGN中更快地實現各類復雜的協議，更方便地提供業務。軟交換設備是多種邏輯功能實體的集合，提供綜合業務的呼叫控制、連接以及部分業務功能，是NGN中語音/數據/視頻業務呼叫、控制、業務提供的核心設備。
2.軟交換的功能
(1)提供支持多種信令協議(包括H.248、H。323、SIP、SCTP、ISUP+、INAP+、RADIUS、SNMP等)的接口，實現PSTN網和IP/ATM網間的信令互通和不同網關之間的互通。
(2)從當前應用的角度來看，軟交換首先應能支持語音業務，其次是提供各種增值業務和補充業務。
(3)提供可編程的、邏輯化控制的、開放的API協議，實現與外部應用平臺的互通。
(4)提供關口功能，包括接入認證、地址解析和帶寬管理等功能，并具有計費功能。
(5)軟交換的競爭力主要在軟件上，它既可以作為獨立的NGN網絡部件分布在網絡的各處，為所有媒體提供基本業務和補充業務，也可以與其它的增強業務節點結合，形成新的產品形態。
(6)在電路交換網上，軟交換和媒體網關以及信令網關結合，完成控制轉換和媒體接入轉換，可作為匯接局和長途局的接入，提供現有的PSTN網中的基本業務和補充業務。
(7)在電路/分組網上，軟交換可與分組終端進行互通，實現分組網與電路交換網的互通。
(8)在智能網上，軟交換與媒體網關結合完成SSP功能，與智能網的SCP結合提供各種智能業務。
經過幾年的發展，軟交換技術的標準化和產業化的工作也取得了長足進展，一些老協議，如H。323、MGCP等不斷完善成熟，BICC、SIP/SIP-T等新協議也不斷推出，基于軟交換技術的產品已逐步進入實用化階段，軟交換成為NGN中最活躍和熱門的話題。
目前許多公司和廠商都已經推出了軟交換設備，軟交換將在下一代網絡的話音、數據、圖像通信中扮演重要的控制角色，顯然它將成為NGN的關鍵技術，并成為技術研究的熱點，具有廣闊的發展前景。
四、下一代網絡能提供的新業務
NGN在原有的PSTN，ISDN，智能網等等業務的基礎上又增加了許多自己特有的業務，如下：
入口業務：主要是針對用戶的終端環境，為其提供監控，協調等功能，并能為用戶提供個性化的業務環境。它是VHE(Virtual Home Environment)的基本功能組成部分。
增強型多媒體會話業務：保持多方多媒體會話，而不會因為有會話方的加入或離開，以及會話方終端的變換而終止會話。
可視電話：能建立在移動/固定，移動/移動，固定/固定電話之間的可視呼叫。
Click to Dial：能在個人業務環境或Web會話中提供Click to Dial的業務直接對在線用戶或服務器發出呼叫。
Web會議業務：能通過WEB browser來組織多方的多媒體會議。
增強型會話等待：允許用戶處理實時的呼叫(如實時的呼叫屏等)。
語音識別業務：能自動識別語音并相應的作出標準的或事先用戶設定的操作。
Text->Speech->Text：支持文本到語音雙向轉換。
基本定位業務：主要用在手機上，提供實際的地理位置
個人路由策略：根據不同的時間，系統對照用戶的Routing Profile有選擇的把入呼叫轉移到不同的話機上。
VOD：視頻點播業務，用戶可以根據需要訂閱不同的視頻流服務。
增強型的呼叫功能：因為呼叫類型的增加，參與呼叫用戶類型的增加，從而相應的呼叫/會話的轉移等業務也得到了相應的加強。同時還增加了會話合并功能，即兩個出呼叫或入呼叫可以整合成一個三方會話。
五、下一代網絡的特點
(1)開放性：NGN可以根據所處網絡的不同，所提供功能的不同劃分為幾個模塊，每個模塊能獨立發展，互不干涉，又能有機組合成一個整體；同時這種開放性也表現在各運營商可根據自己的需求來選擇市場上的優勢產品，而不必擔心不同設備間的互連互通上。
(2)高效：因為NGN網絡能實現業務與呼叫控制的分離，為業務真正的從網絡中獨立出來，有效的縮短新業務的開發周期提供了良好的條件；而且隨著多網互通的實現，許多新興業務也應運而生。
(3)多用戶：NGN綜合了固定電話網，移動電話網和IP網絡的優勢，使得模擬用戶，數字用戶，移動用戶，ADSL用戶，ISDN用戶，IP窄帶網絡用戶，IP寬帶網絡用戶甚至是通過衛星接入的用戶都能作為下一代網絡中的一員相互通信。
(4)多媒體：語音、視頻以及其它多媒體流在下一代網絡中的實時傳輸成為了NGN的又一亮點。
(5)資源共享：國際互聯網的豐富信息資源一直是電信運營商面前的一塊肥肉，由于采用了IP技術，NGN的出現使得在呼叫過程中獲取國際互聯網的資源變得不再是難事。
(6)低成本：采用了相對廉價的IP等網絡作為中間傳輸的載體，因而NGN的通信費用將大大降低，這種優勢尤其體現在長途，越洋電話上。
六、下一代網絡的融合特征
下一代網絡是一個高度融合的網絡，融合的特征主要體現在如下幾個方面：
技術融合：電信技術、數據通信技術、移動通信技術、有線電視技術及計算機技術相互融合，出現了大量的混合各種技術的產品：路由器支持話音、交換機提供分組接口等。
網絡融合：傳統獨立的網絡：固定與移動、話音和數據開始融合，逐步形成一個統一的網絡。
業務融合：未來的電信經營格局絕對不是數據和話音的地位之爭，而更多地是數據、話音兩種業務的融合和促進，同時，圖像業務也會成為未來電信業務的有機組成部分，從而形成話音、數據、圖像三種在傳統意義上完全不同的業務模式的全面融合。大量話音、數據、視頻融合的業務，如VOD、VoIP、IP智能網、Web呼叫中心等業務不斷廣泛應用，網絡融合使得網絡業務表現更為豐富。
產業融合：網絡融合和業務融合必然導致傳統的電信業、移動通信業、有線電視業、數據通信業和信息服務業的融合，數據通信廠商、計算機廠商開始進入電信制造業，傳統電信廠商大量收購數據廠商。
七、現有電信網絡如何演進到下一代網絡
現有電信網絡在話音業務方面已經相當成熟。中國電信擁有遍布全國的電路交換網絡，在這幾十年來，中國電信投入了相當大的資金。如何保護現有資金和保護現有電信業務的收益是電信網絡演進至NGN的需要解決的問題。演進應該分為幾個層面。
(1)從網絡接入層上的演進：寬帶接入建設為用戶提供寬帶的且面向分組的接入，可以為用戶提供更加高速的接入方式。現在各地智能小區的建設已經全面展開，意味著面向NGN的演進的開始。
(2)從長途網絡層面上的演進：利用集成的或獨立的中繼網關，旁路部分話音話務到IP或ATM網絡上，利用SoftSwitch進行路由控制和業務的提供，我們稱之為中繼旁路的策略。利用這種方式可以減緩現在的電路交換網絡的擁塞問題。
(3)從Local交換網絡層面上的演進：市話局是具有最大部分投資的點，擁有大量的用戶機架以及許多Local的電話業務數據，改造將是最為困難的。建議利用綜合的具有大容量的寬帶接入設備取代現有的用戶架，以獨立的Access Gateway接入到IP網絡或ATM網絡，升級SoftSwitch和應用服務器以支持Local的電話業務和IP業務。
八、有線電視網絡的改造也應向下一代網絡靠近
電信網迫切感到必需向下一代網絡轉型。有線電視網的雙向改造不可違背技術發展的規律的。首先應當研究下一代網絡的技術發展，在網絡雙向改造中，應當采用下一代網絡技術或靠近下一代網絡的技術，以便為過渡到下一代網絡奠定下良好的基礎。
有線電視網在語音和數據通信方面都沒有歷史，也就沒有包袱。因此有線電視網在單向網向雙向網的改造中，就像一張白紙，正好畫最新最美的圖畫。應當緊跟當前信息網絡技術的發展方向，去研究雙向改造方案。應當采用最新的、最有發展前景的技術去改造網絡，首先要選準有線電視網的正確位置，而后確定一個正確的網絡改造方向。
HFC有線電視網的雙向改造成功與否，決定它的發展命運。在網絡雙向改造方面，應當是高起點、大氣勢、營造出市場競爭的信心和決心。如果能把有線電視網經過改造而成為技術先進、品質優良的信息網絡，這就是和傳統網絡運營商競爭的銳利武器。
有線電視網是和電信網、計算機網并行的國家三大信息網絡之一。它有一張覆蓋全國的光纜、電纜混合網，終端連接著一億個用戶，而且還在以每年500萬戶的速度穩步發展中。因此它的改造效果必須和它的地位相適應，以便和其它網絡在業務市場中開展競爭，促進信息技術發展，采用高起點，直接建設下一代網絡技術相融合的網絡。有線電視網的雙向改造是要建成連接千家萬戶的新型城域網，應當把網絡的長遠規劃、長遠目標放在首位，網絡的改造目標要真正順著寬帶高速，支持綜合業務這個網絡發展方向，而且現在已具備這個條件。
國外多家運營商已經進行了NGN網絡試運營，國內運營商也正在積極進行NGN網絡實驗。隨著產品、技術、標準和網絡運營的不斷成熟，相信在不久的將來，NGN必然會成為網絡建設的主流。
