[论文解读] Convergence and Next Generation Networks

Jaydip Sen, Munir Sayyad+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2010

ICT Impact and Policies被引用 27

一句话总结

本白皮书提出了一套基于IP融合的下一代网络（NGN）综合框架，强调IP多媒体子系统（IMS）作为统一语音、视频和数据服务的核心使能技术。该白皮书概述了架构转型、标准化工作以及在实现固定-移动融合方面的技术挑战，重点关注异构网络中的服务质量（QoS）、安全性和互操作性。

ABSTRACT

The communications sector is undergoing significant changes, with the emergence of a number of platforms available to provide a different range of services. Some of these platforms are complementary to each other, while others are competitive, or can provide a valid substitute for some of the services provided. Up till now, the most important communications platform in most of the developing countries has been the public switched telecommunication network (PSTN) which provides access to all households and buildings. This universality in providing access has also meant that the network has generally been designated as one for universal service.This chapter focuses on the area where the most significant changes are taking place in the communication sector. The objective of this chapter is neither to give an overview of all communication platforms, nor is it aimed to assess the relative extent to which different platforms complement or compete with each other. The central theme of this chapter is to examine the developments in what is commonly refereed to as next generation access networks and next generation core networks and their role in convergence.

研究动机与目标

• 分析下一代网络（NGN）和服务融合的驱动因素与技术使能因素。
• 研究IP多媒体子系统（IMS）在固定与移动网络间实现端到端服务融合中的作用。
• 识别阻碍无缝NGN部署的网络架构、互联及标准化方面的主要挑战。
• 评估NGN迁移对印度电信产业的影响，特别是对农村和欠发达地区的影响。
• 概述QoS、移动性管理、跨层优化和频谱效率方面的开放研究挑战。

提出的方法

• 提出一种分层NGN架构，包含独立的接入、核心和业务平面，强调基于IP的融合。
• 分析IMS架构，详细说明S-CSCF、P-CSCF、I-CSCF和应用服务器等关键功能实体，用于会话控制和服务交付。
• 评估包括编号、寻址、合法监听以及固定-移动融合机制在内的互联框架。
• 审查3GPP、IETF、ATIS及其他组织的标准化活动，以确保NGN服务的互操作性和全球部署。
• 通过使用IMS实现住宅NGN部署的案例研究，展示服务的端到端融合。
• 通过分析印度市场趋势、基础设施限制和农村部署的可负担性问题，识别技术和政策挑战。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何有效设计和部署IMS，以实现在固定和移动网络间语音、视频和数据服务的无缝融合？
• RQ2 从电路交换向全IP下一代核心网络迁移，需要哪些关键的架构和拓扑变更？
• RQ3 在信号质量各异、切换需求多样的异构多接入NGN环境中，如何确保QoS和移动性管理？
• RQ4 3GPP、IETF和ATIS等标准化组织在实现融合NGN服务互操作性和全球部署方面发挥什么作用？
• RQ5 在印度等发展中国家市场，特别是在农村地区，NGN部署面临的主要技术、经济和社会障碍是什么？

主要发现

• IMS被确定为服务融合的主要技术使能者，为异构网络间会话控制、认证和策略管理提供标准化框架。
• 向全IP NGN的转变需要对核心网络节点进行重大重组，并重新思考互联模型，特别是编号、寻址和合法监听方面。
• 由于无线信道条件动态变化，且需在不同接入技术间实现无缝切换，移动和无线NGN环境中的QoS保障仍是关键挑战。
• 网络层与链路层之间的跨层优化对于提升移动性管理性能至关重要，尤其是在切换决策和资源分配方面。
• 在印度，可负担性、电力供应不足、回传基础设施薄弱以及农村地区最后一公里连接有限，是NGN部署的主要障碍，尤其对低收入人群影响显著。
• 尽管投资巨大且监管关注度高，印度新电信运营商的进入仍面临重大财务和执行风险，限制了短期内的市场颠覆。