前沿課題講座綜述隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，各類網(wǎng)絡(luò)融合趨勢(shì)明顯，而在融合過(guò)程中各項(xiàng)技術(shù)不斷取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)展進(jìn)步。下面就由融合題目出發(fā)簡(jiǎn)要敘述一下前沿課題講座中提及的主要技術(shù)。一、通信網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展趨勢(shì)網(wǎng)絡(luò)融合的含義是通過(guò)不同的終端在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)獲取信息和享受多樣化的業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)融合應(yīng)能做到滿足以下需求屏蔽用戶終端、網(wǎng)絡(luò)類別提供統(tǒng)一、綜合的業(yè)務(wù)；減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本；簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和管理等；需要尋求能夠提供收入的新業(yè)務(wù)，如基于SIP的增值業(yè)務(wù)；與現(xiàn)有基于TDM承載的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互連互通，既能保證網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)，又能最大限度地保護(hù)現(xiàn)有投資。當(dāng)前電信網(wǎng)有了很大的發(fā)展，大量新技術(shù)的出現(xiàn)使得網(wǎng)絡(luò)融合成為可能。其中，VOIP技術(shù)使得在分組網(wǎng)絡(luò)（如IP網(wǎng)絡(luò)）上統(tǒng)一承載數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和多媒體等多種媒體流成為可能；軟交換技術(shù)的發(fā)展使得多種網(wǎng)絡(luò)上基于多種協(xié)議的實(shí)時(shí)呼叫的統(tǒng)一控制成為可能；開放業(yè)務(wù)接口技術(shù)（OPENAPI）和分布式中間件技術(shù)（如CORBA）的發(fā)展使得多種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)層面的融合成為可能，并進(jìn)一步促進(jìn)了電信領(lǐng)域與IT領(lǐng)域的融合；各種寬帶接入、綜合接入、無(wú)線接入技術(shù)（如WLAN、3G、BEYOND3G）的發(fā)展使得多種網(wǎng)絡(luò)到核心分組傳輸網(wǎng)絡(luò)的綜合接入成為可能；光網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)（如ASON）的發(fā)展促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)寬帶化，使得以多媒體業(yè)務(wù)為主要特征的全業(yè)務(wù)提供成為可能。這些新技術(shù)促進(jìn)了多種網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)層面、控制層面、接入層面和傳送層面的融合，促進(jìn)了電信領(lǐng)域與IT領(lǐng)域的融合。網(wǎng)絡(luò)融合是建立在網(wǎng)絡(luò)可分離的前提下，只有這樣才能靈活、開放地提供各種各樣的業(yè)務(wù)。首先，應(yīng)用層與控制層分離，以便獲得業(yè)務(wù)與用戶的物理位置具備無(wú)關(guān)性；其次，控制層與傳送層分離，便于呼叫或會(huì)話的控制獨(dú)立于承載的控制，可實(shí)現(xiàn)基于不同承載提供相同的控制能力；再次，傳送層與接入層需要完全分離，使得無(wú)論何種終端、何種接入方式都可以共享同一承載網(wǎng)絡(luò)，從而充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，屏蔽網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。這樣的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)即下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）技術(shù)。二、NGN發(fā)展趨勢(shì)NGN是目前通信業(yè)界關(guān)注和探討的一個(gè)熱點(diǎn)話題，人們希望通過(guò)NGN來(lái)解決目前各類網(wǎng)絡(luò)中的許多問(wèn)題，如網(wǎng)絡(luò)安全、QOS、網(wǎng)絡(luò)融合、前后向兼容平滑演進(jìn)以及可贏利商業(yè)模式等。但客觀說(shuō)來(lái),NGN目前依然存在不少問(wèn)題和困惑，但目前已經(jīng)有以下共識(shí)和進(jìn)展在標(biāo)準(zhǔn)方面，基于SIP的3GPPIMS是目前比較完善的體系結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)組織ETSI、ITUT等已經(jīng)有固定領(lǐng)域應(yīng)用IMS架構(gòu)的明確傾向，以后的固定NGN的多媒體域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將可能在基于3GPPIMS架構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展。同時(shí)，ITUT、ETSI所定義的NGN業(yè)務(wù)需求包括了通信、信息、娛樂等業(yè)務(wù)，移動(dòng)性已經(jīng)成為固定NGN的一個(gè)重要需求，NGN網(wǎng)絡(luò)將在IMS架構(gòu)基礎(chǔ)上擴(kuò)展支持固定接入和其他融合業(yè)務(wù)。在運(yùn)營(yíng)商方面，部分先進(jìn)運(yùn)營(yíng)商，如英國(guó)電信、法國(guó)電信等已經(jīng)明確提出在固定IP多媒體域，甚至PSTN電路域應(yīng)用IMS架構(gòu)的思路。很多運(yùn)營(yíng)商希望基于IMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)成為NGN的統(tǒng)一業(yè)務(wù)控制平臺(tái)，支持多種接入技術(shù)和多種業(yè)務(wù)。在廠商方面，不少電信大廠商已經(jīng)加大IMS在固網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用的研究，積極參與基于IMS的NGN標(biāo)準(zhǔn)制定。因此，基于3GPPIMS架構(gòu)擴(kuò)展支持固定網(wǎng)絡(luò)接入需求和未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的各種業(yè)務(wù)需求，以便實(shí)現(xiàn)未來(lái)固定、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在核心業(yè)務(wù)控制層的共享和融合，并提供對(duì)高層多種業(yè)務(wù)的支持已經(jīng)成為固定NGN網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。三、IMS技術(shù)IMS（IP多媒體子系統(tǒng)）最初是3GPP組織制定的3G網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，目前已被ITUT和ETSI（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)）認(rèn)可，納入NGN（下一代網(wǎng)絡(luò)）的核心標(biāo)準(zhǔn)框架，并被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)未來(lái)FMC（固定/移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合）的重要技術(shù)基礎(chǔ)。IMS作為3GPP在版本中提出的IP多媒體架構(gòu)，到目前為止有R5、R6和R7三個(gè)版本。提出了全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用SIP協(xié)議進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理、多媒體會(huì)話信令和載體業(yè)務(wù)傳輸，實(shí)現(xiàn)端到端的IP業(yè)務(wù)。IMS全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)分成了四個(gè)部分IMS核心控制部分、應(yīng)用層、接入層以及傳統(tǒng)TDM/R4網(wǎng)絡(luò)互通層面。IMS技術(shù)的特點(diǎn)IMS是一個(gè)核心控制層，接入IMS網(wǎng)的接入網(wǎng)是IPCAN，即接入網(wǎng)可以是任何IP網(wǎng)WCDMA網(wǎng)、CDMA2000網(wǎng)，WLAN或者ADSL，CABLE都可以接入到IMS域。IMS提供的核心控制層面與接入無(wú)關(guān)，這樣才可以真正的實(shí)現(xiàn)FMC。雖然IMS是針對(duì)移動(dòng)通信而提出的，但在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合愿望的驅(qū)動(dòng)下，IMS已經(jīng)擴(kuò)展到固網(wǎng)通信領(lǐng)域。目前TISPAN工作組推薦的NGN的體系結(jié)構(gòu)，采用基于IMS架構(gòu)的NGN。在TISPAN的NGN架構(gòu)中，主要使用3GPP的IMS的核心網(wǎng)絡(luò)作為核心控制系統(tǒng)，并在3GPP規(guī)范的基礎(chǔ)上對(duì)IMS系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展以支持XDSL等固定接入方式。由于有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)帶寬、終端鑒權(quán)、位置信息和資源管理等多方面存在差異，TISPAN將在這些方面加以擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)固定接入。四、3GPP和3G第三代合作伙伴計(jì)劃3RDGENERATIONPARTNERSHIPPROJECT，即3GPP是一個(gè)成立于1998年12月的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)。目前其成員包括歐洲的ETSI、日本的ARIB和TTC、中國(guó)的CCSA、韓國(guó)的TTA和北美的ATIS。3GPP的目標(biāo)是在ITU的IMT2000計(jì)劃范圍內(nèi)制訂和實(shí)現(xiàn)全球性的第三代移動(dòng)電話系統(tǒng)規(guī)范。它致力于GSM到UMTS（WCDMA的演化。3G是英文3RDGENERATION的縮寫，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)相對(duì)第一代模擬制式手機(jī)1G和第二代GSM、TDMA等數(shù)字手機(jī)2G,第三代手機(jī)一般是指將無(wú)線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。能夠處理圖像、音樂、視頻等多種形式,提供網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)信息服務(wù)。第三代與前兩代的主要區(qū)別是在傳輸聲音和數(shù)據(jù)的速度上的提升,它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式,提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。國(guó)際電信聯(lián)盟ITU確定3G通信的三大主流無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)分別是WCDMA寬頻分碼多重存取、CDMA2000多載波分復(fù)用擴(kuò)頻調(diào)制和TDSCDMA時(shí)分同步碼分多址接入。相對(duì)第一代模擬制式手機(jī)1G和第二代GSM、TDMA等數(shù)字手機(jī)2G,3G通信的名稱繁多,國(guó)際電聯(lián)規(guī)定為“MT2000“國(guó)際移動(dòng)電話2000標(biāo)準(zhǔn),歐洲的電信業(yè)巨頭們則稱其為“UMTS“通用移動(dòng)通信系統(tǒng)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,移動(dòng)終端以車速移動(dòng)時(shí),其傳轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)速率為144KBPS,室外靜止或步行時(shí)速率為384KBPS,而室內(nèi)為2MBPS。但這些要求并不意味著用戶可用速率就可以達(dá)到2MBPS,因?yàn)槭覂?nèi)速率還將依賴于建筑物內(nèi)詳細(xì)的頻率規(guī)劃以及組織與運(yùn)營(yíng)商協(xié)作的緊密程度。第三代移動(dòng)通信增加的新業(yè)務(wù)有（1）高速電路交換數(shù)據(jù)（HSCSD）業(yè)務(wù)是GSM向第三代移動(dòng)通信兼容的一種軟件解決方案，它把單個(gè)業(yè)務(wù)信道的數(shù)據(jù)速率從96KB/S提高到144KB/S，并可把四條信道復(fù)用在一個(gè)時(shí)隙中，從而使數(shù)據(jù)經(jīng)營(yíng)者能夠提供高達(dá)576KB/S的傳輸速率，是目前數(shù)據(jù)傳輸速率的6倍。（2）通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（GPRS）是由諾基亞開發(fā)的基于IP解決方案的可使GSM運(yùn)營(yíng)者邁向多媒體無(wú)線業(yè)務(wù)以其兼容第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的另一項(xiàng)新技術(shù)，可提供高達(dá)115KB/S的數(shù)據(jù)傳輸速率。（3）增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率（EDGE）業(yè)務(wù)是由GSM和TDMA廠商正在合作開發(fā)的基于未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的應(yīng)用平臺(tái)，它將能為未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)IMT2000提供高達(dá)384KB/S的移動(dòng)速率業(yè)務(wù)。可以看出，3G的提出主要是為了數(shù)據(jù)高速通信的需要，盡管與先前的技術(shù)相比，3G網(wǎng)絡(luò)的速度已經(jīng)有了大幅提高，但是相對(duì)于WIMAX來(lái)說(shuō)，3G網(wǎng)絡(luò)的速度較WIMAX低30倍，3G發(fā)射塔的覆蓋面積比WIMAX要小10倍。五、WIMAXWIMAX全稱為WORLDINTEROPERABILITYFORMICROWAVEACCESS，即全球微波接入互操作性。WIMAX的另一個(gè)名字是80216。目前較新的80216E標(biāo)準(zhǔn)于2006年初發(fā)布，該標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)版本稱為802162005。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的系統(tǒng)工作在26GHZ之間適宜于移動(dòng)性的許可頻段，引入OFDMA技術(shù)，在5MHZ的信道范圍內(nèi)提供15MBIT/S的速率。在提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，引入用戶端以車輛速度的可移動(dòng)性，提出支持小區(qū)和信道間高層切換能力。WIMAX的長(zhǎng)處在于采取了動(dòng)態(tài)自適應(yīng)調(diào)制、靈活的系統(tǒng)資源參數(shù)及MQAMODFM多載波調(diào)制等一系列新技術(shù)，從而取得無(wú)線接入技術(shù)的靈活性與可移動(dòng)性，并兼具較高速率處理能力可達(dá)70100MBI/S，甚至更高及較好QOS與安全性控制，可與XDSL和CABLEMODEM等線纜傳統(tǒng)寬帶接入的速率、帶寬與QOS相媲美。盡管WIMAX運(yùn)行速率可為目前所謂純凈的原始3G的30倍甚至更高，其覆蓋范圍用低階調(diào)制時(shí)可與3G匹敵，但這不是3G那種以無(wú)線廣域網(wǎng)WWAN為基本模式，以公眾語(yǔ)音及多媒體全球區(qū)域或國(guó)家漫游為主導(dǎo)的個(gè)人手機(jī)終端為重要標(biāo)志的基本市場(chǎng)定位，本質(zhì)上它是作