网络发展趋势回顾“交换技术”发展

挑战

1、固定电话的份额不断减少
2、网络的数据化趋势
3、VoIP对传统语音通信的冲击IP telephony or Voice over IP (VoIP)
4、聊软件狂切运营商蛋糕－微信，米聊

从话音为主逐渐向话音、数据和视频的融合业务转变；
从固话业务向移动业务拓展（狭义的全业务）；
从传统公网业务市场向企事业市场渗透；
从电信业务向包括有线电视业务在内的广义全业务发展；
交换网向以软交换向/IMS为核心的下一代交换网演进；
接入网向多元化的下一代无缝宽带接入网演进（FTTP,WiMAX,GPON和家庭联网以及IPTV等业务应用）；
互联网向以IPv6为基础的下一代互联网演进；
移动网向以5G为代表的下一代移动网；
传送网向以光联网为基础的下一代传送网演进；

什么是交换？？

交换源于电话通信，基本任务：在大规模网络中支持用户间的话音、文本、数据、图像等媒体信息端到端的有效传递。
由于交换机的作用控制用户之间的连通，类似于开关，因此英文中：switch；
电路交换、多速率交换、快速电路交换、ATM交换、快速分组交换、帧交换、分组交换。

电路交换

国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）将交换定义为“根据请求，从一套入口和出口中，建立起一条为传输信息而从指定入口到指定出口的连接”，电路交换（Circuit Switching）是一种电路之间的实时交换。

电路交换的主要特点：话音或数据的传输时延小且无抖动，话音或数据在通路中“透明”传输，不需存储、分析和处理，传输效率比较高；但是，电路的接续时间较长，电路资源被通信双方独占，电路利用率低。电路交换的致命缺点：电路中断后必须重新拨号建立连接。

分组交换（Packet Switching）

分组交换将用户的一整份报文分割成若干数据块，即分组。
基本原理：“存储－转发”。分组交换最基本的思想就是实现通信资源的共享。同步时分复用（STD）异步（统计）时分复用（ATD）

分组交换的特点

优点：高效、灵活、迅速、可靠。
缺点：分组交换会造成较大的时延及其抖动，不能满足实时通信的需要。当通信量很大时，输入队列和输出队列都可能产生溢出，使分组丢失；

快速分组交换——异步传递方式（ATM）

ATM是一种采用异步时分复用方式、以固定信元长度为单位、面向连接的信息转移（包括复用、传输与交换）模式。

交换技术的发展

MPLS

是IP和ATM融合的技术，它在IP中引入了ATM的技术和概念，同时拥有IP和ATM的优点和技术特征。MPLS致力于解决下面的问题：Internet骨干网的路由器瓶颈，QOS支持Traffic Engineering，VPN等。MPLS可以与现有的ATM、IP 网兼容。MPLS标记交换分组转发是基于定长短标记的完全匹配，而不是像路由器那样需要运行最长匹配算法。

软交换/IMS

软交换思想吸取了IP、ATM、IN和TDM等众家之长，形成分层、全开放的体系架构，软交换的基本含义就是把呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来。呼叫控制与业务，传输相分离，IMS与软交换基本思路相同。

光交换

光交换：分为光路光交换和分组光交换；
光路光交换对象：整个光纤链路或者光纤中的波长通道；光交换结构也有空分交换，时分交换；
分组光交换的交换对象：光通道中传送的一个或多个分组；

通信网演进趋势

用户驻地网指用户终端至用户网路介面(UNI)之间所包含的机线设备，小至电话机，大至局域网；
核心网是电信网的骨干，对电话网而言，包含长途网和局间中继网；
接入网即为沟通核心网与CPN之间的部分，由一系列传送实体(诸如线路设施和传输设备)组成

中国电信光传送网正在从初期建设时以点到点链路连接的格状网逐步向以环、DXC、1+1等保护和恢复技术为主导的网状网过渡
从垂直方向看，电信网至少可以划分为三层，从下至上为传送网，业务网和应用层。传送网负责资讯的传送，为其上层的业务网提供传送平台。业务网负责为用户提供所需的业务，为其上层的具体应用提供业务平台。业务网包括传统电话网，非IP数据网(又称基础数据网)，IP网等等。传送网可以分为物理层和通道层，每一层可以进一步分解成更细的层面。为了支持各层网路的有效运行和管理，需要有支撑网。所谓支撑网具体指信令网、同步网与电信管理网。这些支撑网有的只是在传送网层面需要，有的只是某些业务网层面需要，有的则几乎各个层面都需要。

NGN

NGN技术变革几乎设计通信网的各个层面。我国提出了把NGN划分成为不同层面的5类网络的思路。
下一代业务网络－核心为软交换；
下一代传送网络－核心为光传送网络；
下一代接入网－多元化的宽带接入；
下一代移动网络－LTE；
下一代数据网络－宽带数据通信网；

Definition of NGN: Y.2001 (1/2)

ITU-T SG 13: Rec. Y.2001

A NGN is a packet-based network able to provide telecommunication services and able to make use of multiple broadband, QoS-enabled transport technologies and in which service-related functions are independent from underlying transport-related technologies. It enables unfettered access for users to networks and to competing service providers and/or services of their choice. It supports generalized mobility which will allow consistent and ubiquitous provision of services to users.

NGN的技术特征

网络层采用IP协议；
链路层采用电信级分组节点；
传送层趋于光传输技术；
接入层采用多元化的宽带接入技术；
呼叫控制和业务层独立于承载层；
管理平面提供运营网各种所需的管理功能；
开放式体系结构和标准接口；

NGN Architecture Overview

传输层功能

将NGN中所有功能实体连接起来，完成用户数据从源端发送到目的端，NGN的传输层是提供QOS保证的IP网络。
Access functions:将用户接入网络；如xDSL , CDMA
Access transport functions: 接入网中的传输
Edge Functions — Edge functions are used for traffic processing when access traffic is merged into the core network. 边缘汇聚功能
Transport Control Functions
RACFs :资源预留、接纳控制、门控；网络边界控制：NAPT, NAT,Firewall control等
NACF
Transport User Profile

业务层的功能

业务层的功能：提供会话和非会话的业务，包括业务控制功能和应用功能。
业务控制功能：业务层功能包括会话控制，登记，以及鉴权和授权功能。这些功能还能控制媒体资源。
应用功能： NGNs采用开放式API，支持第三方业务提供商利用NGN的能力为NGN用户创建增值业务。
Service User Profile:业务层用户的数据

Example of NGN Realization