（通信与信息系统专业论文）支持自适应业务提供的内容适配技术研究.pdf

南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要 摘要 下一代网络( n g n ：n e x tg e n e r a t i o nn e r o ) 是以i p 技术为核心，能够提供话音、 视频、数据等多媒体综合业务，采用开放、标准体系结构的业务驱动网络。这主要表现在 网络能力将向业务提供者开放，从而形成一个独立于网络运营商的业务运营商，以适应开 放式的i n t e r n e t 业务需求和日益智能化的客户终端环境。近年来，自适应业务提供及内容 适配等关键技术已经成为电信领域、计算机领域的研究焦点。 论文总结笔者参与国家自然科学基金项目的研究心得，围绕n g n 自适应业务提供体系 结构和多媒体消息业务应用，对内容适配技术及其实现进行了深入的研究和探讨。 论文首先讨论了n g n 业务的提供方式和业务生成技术，根据n g n 业务提供技术的演 进，分析了自适应业务产生的背景、业务分类、业务提供方法，对其中的关键技术，如： 上下文感知、业务发现、元数据、用户p r o f i l e 等进行分析和研究，提出了融合的自适应业 务提供体系结构。在此基础上，对内容适配技术进行了深入的研究，分析了内容适配技术 产生的原因、适配的位置、适配的种类等，并详细描述了笔者提出的自适应业务的内容适 配框架。根据该框架，论文进一步深入研究了多媒体消息业务中内容适配的流程和实现。 南京邮电大学 硕士学位论文摘要 学科、专业：工学通信与信息系统 研究方向： i p 与宽带网络技术 作2 0 0 4 级研究生时政指导教师糜正琨 题目：支持自适应业务提供的内容适配技术研究 英文题目： s t u d yo nt h ec o n t e n ta d a p t a t i o nt e c h n o l o g y s u p p o r t i n ga d a p t i v es e r v i c ep r o v i s i o n i n g 主题词： 下一代网络自适应业务内容适配 k e y w o r d s ：n g n a d a p t i v es e r v i c e s c o n t e n ta d a p t a t i o n 南京邮电大学硕士研究生学位论文英文摘要 a b s t r a c t n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k ( n g n ) ，w h i c hi sd r i v e nb ys e r v i c e s ，a d o p t st h eo p e na n d s t a n d a r d i z e da r c h i t e c t u r ea n dp r o v i d e st h ei n t e g r a t e dm u l t i m e d i as e r v i c e s ，i n c l u d i n ga u d i o ，v i d e o a n dd a t ab a s e do ni pt e c h n o l o g y t h r o u g ho p e n i n gt h en e t w o r k c a p a b i l i t i e st os e r v i c ep r o v i d e r s ， t h es e r v i c ep r o v i d e ri n d e p e n d e n tf r o mn e t w o r kp r o v i d e ri ss h a p e dt oa d a p tt h ed e m a n do f o p e n i n t e r n e ts e r v i c e sa n di n c r e a s i n g l yi n t e l l i g e n tu s e rt e r m i n a le n v i r o n m e n t i nr e c e n ty e a r s ，k e y t e c h n o l o g i e so fa d a p t i v es e r v i c ep r o v i s i o n i n ga n dc o n t e n ta d a p t a t i o nh a v eb e e nh o tr e s e a r c h t o p i c si nt h ef i e l d so ft e l e c o m m u n i c a t i o na n dc o m p u t e rs c i e n c e b a s e do nt h ei d e a ss t i m u l a t e df r o mt h en a t i o n a ln a t u r a ls c i e n c ef o u n d a t i o np r o j e c t ，t h i s p a p e rg i v e sa ni n - d e p t hs t u d ya n de x p l o r a t i o no nt h ec o n t e n ta d a p t a t i o nt e c h n o l o g i e sw i t h i nt h e e n v i r o n m e n to fn g na d a p t i v es e r v i c ep r o v i s i o n i n ga r c h i t e c t u r ea n dm u l t i m e d i am e s s a g i n g s e r v i c ea p p l i c a t i o n s f i r s to fa l l ，t h ep a p e rd i s c u s s e sn g ns e r v i c ep r o v i s i o n i n gm e t h o d sa n ds e r v i c ec r e a t i o n t e c h n o l o g i e s b e a r i n gi nm i n dt h ee v o l u t i o no f n g ns e r v i c ep r o v i s i o n i n gt e c h n o l o g i e s ，t h ep a p e r a n a l y z e st h eb a c k g r o u n do fs e r v i c ef o r m u l a t i o n ，s e r v i c ec l a s s i f i c a t i o na n ds e r v i c ep r o v i s i o n i n g m e t h o d s f o l l o w i n gt h ea n a l y s i sa n ds t u d yo fs u c hk e yt e c h n o l o g i e sa sc o n t e x ta w a r e n e s s ， s e r v i c ed i s c o v e r y , m e t a d a t aa n du s e r p r o f i l e ，ac o n v e r g e da d a p t i v es e r v i c ep r o v i s i o n i n g a r c h i t e c t u r ei sp r o p o s e d t h e nt h ep a p e rc o n d u c t sa ni n - d e p t hs t u d yo nc o n t e n ta d a p t a t i o n t e c h n o l o g i e s ，i n c l u d i n gt h em o t i v a t i o no fe m e r g e n c eo fc o n t e n ta d a p t a t i o n ，t h el o c a t i o no f a d a p t a t i o na n dt h ec l a s s i f i c a t i o no fc o n t e n ta d a p t a t i o n d e t a i l e dd e s c r i p t i o ni sp r o v i d e do ft h e a u t h o rp r o p o s e dc o n t e n ta d a p t a t i o nf r a m e w o r kf o ra d a p t i v es e r v i c e p r o v i s i o n i n g f i n a l l y , t h e p a p e rm a k e sf u r t h e rs t u d yo nc o n t e n ta d a p t a t i o np r o c e d u r ea n di t si m p l e m e n t a t i o nu n d e rt h i s f r a m e w o r kt os u p p o r tm u l t i m e d i am e s s a g i n gs e r v i c e s i i 南京邮电大学 硕士学位论文摘要 学科、专业：工学通信与信息系统 研究方向： i p 与宽带网络技术 作2 0 0 4 级研究生时政指导教师糜正琨 题目：支持自适应业务提供的内容适配技术研究 英文题目： s t u d yo nt h ec o n t e n ta d a p t a t i o nt e c h n o l o g y s u p p o r t i n ga d a p t i v es e r v i c ep r o v i s i o n i n g 主题词： 下一代网络自适应业务内容适配 k e y w o r d s ：n g n a d a p t i v es e r v i c e s c o n t e n ta d a p t a t i o n 南京邮电大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 匣立煎日期：兰监竺! ! 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电大学研究生部办理。 研究生签名：时攻导师签名： 肛瓤掣 南京邮电大学硕上研究生学位论文 第一章弓i 言 1 1 论文背景 第一章引言 在过去的一个世纪中，通信网的发展主要取决于技术更新。七十年代的数字通信和八 十年代的程控交换这两项标志性通信新技术的问世就是一个明证，它们促使通信网进入一 个新的时代，获得了前所未有的大发展。然而，随着新技术层出不断地涌现和通信产业竞 争态势的日益加剧，自上世纪末开始，业务驱动网络发展的趋势已经明朗，业务和市场决 定新技术的取舍已成为人们的共识。 最早支持这一观念转换的成功网络应用就是上世纪九十年代初标准化的智能网技术。 源于美国贝尔公司解体引发的竞争需要，为了能快速提供增值业务，智能网第一次提出了 业务控制和网络控制分离的思想，它并没有改变原有电信网的基础技术，却极大地提升了 网络的收益，驱动全球电信网十余年的持续高速发展。这可称为通信网的第一代业务体系 结构。然而智能网本身仍然是一个封闭的、集中式的网络结构，其业务创建构件是面向过 程的，难以重用和扩展，尤其是封闭式的结构使得业务提供仍然控制在网络运营商手中， 业务提供的灵活性和有效性十分受限。 至九十年代末，在飞速发展的i n t e m e t 的强烈冲击下，通信网发生了具有历史意义的 转型，提出了下一代网络( n g n ) 的概念。和传统网络相比，n g n 的一个重要特点就是 网络必须由封闭式转型为开放式，这主要表现为网络能力将向业务提供者开放，从而形成 一个独立于网络运营商的业务运营商，以适应开放式的i n t e m e t 业务需求和日益智能化的 客户终端环境。在技术上，就是将各种网络能力抽象成为计算机领域中的应用编程接口 ( a p i ) 提供给第三方使用，从而在网络层之上形成一层独立的业务层，其典型代表就是 目前已为信息通信界广为采用的p a r l a y 技术。3 g p p 在此基础上提出了基于a p i 的开放式 业务体系结构( o s a ) ，它和p a r l a y 组织、e t s i 的研究方向完全一致，已成为下一代网络 重点研究的业务提供机制。该结构使网络业务提供由智能网的封闭式的面向过程技术发展 到开放式的面向对象技术，由于标准化的a p i 屏蔽了底层各种网络协议和网络能力的实现 细节，业务开发者可以很容易地创建和部署增值业务。这就是当前热点研究之中的业务体 系，或可称为第二代业务体系结构。 尽管上述p a r l a y o s a 体系结构实现了面向第三方的开放式控制，已成为目前n g n 业 务提供的主流技术，然而，目前定义的网络a p i 主要还是针对连接型的电信业务，对于数 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章引言 据业务的整合能力相对比较欠缺；业务启动主要还是基于网络控制层的预置触发机制，依 赖于传统呼叫的有限状态机技术；业务模型主要还是“终端一软交换机一业务控制点”方式， 很少考虑智能终端的情况。凡此种种，都是因为p a r l a y 源于通信网应用，其初衷是开放智 能网业务控制接口，因此目前实现的p a r l a y 系统在很大程度上相当于是位于i p 网络中的 s c p ，它们能在i p 网络中实现原有的各种智能网业务，但是缺乏支持网络融合的能力，未 f l 跪, j 建有特色的、已有通信网无法实现的新型业务。这一情况极大地制约了n g n 的发展， 3 g 网络发展步伐的放缓，在很大程度上也是由于缺乏有竞争力的业务所致。因此，业界已 在思考如何在p a r l a y o s a 的基础上融入计算机网络的模型和技术，研究新一代的业务体系 结构，以适应未来的网络融合环境和智能化用户环境。 近年来，计算机界和通信界提出和探讨了许多业务提供技术，包括p i n t 技术、c p l 技术、s e r v l e t 技术、专用应用服务器技术、v o i c ex m l 技术、m e x e 终端技术、移动代理 技术以及热点的w e bs e r v i c e s 技术等。所有这些技术都从某个侧面体现了通信和计算机技 术的结合，具有其相应的应用场合，但是没有能融入一个统一的n g n 业务架构，缺乏核 心思想，也不利于业务技术标准化和业务互操作。 1 2 论文的研究思路 本论文的研究思路就是以提供自适应业务为目标，在现有业务提供方式的基础上提出 一个新的n g n 业务体系结构，并围绕此结构研究相应的业务提供关键技术。笔者认为， 目前的业务结构没有充分考虑用户智能、网络资源层智能以及业务层智能的协作，表现为 所提供的业务都是基于预先设定的静态逻辑和静态数据，没有对环境的自适应能力，因此 业务缺乏智能性、融合性和多样性。其实，许多业务提供新技术都是为了支持这样的自适 应能力而提出的。 笔者提出，所研究的新的业务体系结构和关键技术应支持业务对以下三个环境的自适 应能力： ( 1 ) 自适应用户环境：业务提供的对象是用户，评判业务质量、决定业务市场最终也 是有赖于用户，因此能为用户提供满意的个性化服务应该是n g n 业务的一个重要目标。 在传统通信网中，由于终接的都是没有智能的盲终端，因此用户只能通过简单的操作发出 指定的业务请求，然后由网络自行请求提供预先规定的服务。在n g n 中，终接的大都是 智能终端，它们可以有自行配置数据、指示复杂要求、甚至执行简单逻辑的能力，因此业 务体系结构必须支持根据用户偏好、终端能力、所在位置和所处环境自适应提供最合适的 2 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章引言 服务的能力。 目前通信网中最能体现这一能力的就是移动网中的v h e 业务。它在2 g 网络中就已提 出，然而未予实现；3 g p p 将其作为3 g 网络的一项重要的业务特性，规范了功能要求。但 是，v h e 局限于业务对用户位置的透明性，原则上是通过预先设定的数据来完成的，而且 是蜂窝网的一种特定解决方案，因此所提供的能力和n g n 的自适应要求尚有很大的距离。 ( 2 ) 自适应网络环境：业务的服务质量除了业务逻辑本身以外，在很大程度上取决 于网络环境。目前的业务都是在预先规定的网络条件下提供的，如果网络条件不能满足要 求，业务请求就被拒绝。在未来的n g n 中，考虑到终端和网络智能后的网络自适应能力 包括两个方面，一是在业务启动过程中，用户和网络之间应有更强的协商机制，允许一定 程度的降质启动，以提高业务服务成功率。正在研究之中的4 g 网络的软切换就是这样的 思路。二是在业务执行过程中，如果网络条件发生变化，业务层应该有能力指示网络层进 行相应的调整，以尽力保证业务的正常进行。这就需要增加现在网络尚没有的反馈机制。 ( 3 ) 自适应业务环境：p a r l a y o s a 结构注重于业务提供的开放性，并没有研究业务如 何有效地创建；结构中包含的分布计算环境也只是为了解决远程业务逻辑对象的位置无关 性，并不涉及分布式业务创建机制。随着新的分布计算技术的出现，特别是w e bs e r v i c e s 技术的出现，必须十分重视将这些新的分布计算技术融入到n g n 业务的创建中，以支持 不同业务之间的合作、业务综合和业务分布式创建，这对于实现通信网和i n t e m e t 的业务 融合有非常重要的意义。 到目前为止，业界就n g n 业务提供提出了许多有价值的技术，并应用于各自的系统， 但是缺乏核心研究方向和统一的架构。本论文以自适应业务提供为方向，以融合的业务架 构为目标，研究新的n g n 业务体系结构和关键技术，有着重要的意义。 1 3 本人所做的工作 在导师的指导下，笔者从2 0 0 4 年1 1 月开始致力于研究下一代网络业务提供中的内容 适配技术。这是国家自然科学基金项目的一个内容，本论文的研究思路就是围绕如何提供 自适应业务，在现有n g n 业务体系架构的基础上，借鉴最新的分布计算技术，提出新一 代n g n 自适应业务结构模型，并就自适应业务提供中的内容适配关键技术进行深入的研 究。 笔者首先跟踪研究了当前人工智能领域、通信领域和计算机领域都密切关注的下一代 网络自适应业务提供技术，对业务自适应提供的基本原理、基本思想，以及自适应业务的 南京邮电大学硕十研究生学位论文 第一苹弓i 苦 关键实现技术，如：上下文感知、业务生成、业务发现、内容适配、元数据等进行了广泛 的研究。在此基础上，笔者参考i t u t 、3 g p p 、o m a 等组织制定的标准规范和建议草案， 以及欧洲一些关于业务自适应和重配置的研究项目，提出了一种新的能够支持根据用户和 网络环境自适应提供最合适的服务的下一代网络自适应业务提供体系结构。根据此业务结 构，笔者对其中的关键技术内容适配进行了深入的研究和探讨，分析了内容适配技术 产生的原因、适配的位置、适配的种类等，并详细描述了笔者提出的自适应业务的内容适 配框架。根据该框架，论文进一步深入研究了多媒体消息业务中内容适配的流程及其设计 实现。 4 南京邮电大学硕：卜研究生学位论文第二章下一代嘲络业务技术 第二章下一代网络业务技术 智能网的出现虽然给业务开发和业务部署带来了一定的灵活性，但其基于基础网络的 本质决定了它们仍然是各自独立的提供增值业务，即便是综合智能网也有无法很好的支持 多媒体业务的缺点。下一代网络的目标则是通过将业务与网络控制、承载与接入分离，实 现在统一的业务平台上提供语音、数据、多媒体等各种业务，并能通过开放、标准的a p i 接入第三方开发的业务，从而丰富电信业务，降低电信运营成本，增加运营收入，最终形 成从设备商到运营商、业务提供商的良性循环的产业链。 2 1 下一代网络的软交换控制 2 1 1 下一代网络功能及体系结构 近年来，下一代网络( n g n ，n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k ) 已经成为电信产业聚焦的热点， 开发下一代可持续发展的网络来支持语音业务和日益重要的数据及多媒体业务已经成为 众多电信运营商的战略目标。从发展的角度来看，n o n 是从传统的以电路交换为主的p s t n 逐渐迈向以分组交换为主，它承载了原有p s t n 的所有业务，把大量的数据传输转移到i p 网络中以减轻p s t n 的重荷，形成开放的、融合的、统一的网络平台。因此，n g n 是基于 t d m 的p s t n 语音网络和基于i p a t m 的分组网络融合的产物，它使得在新一代网络上语 音、视频、数据等综合业务成为了可能。这样不仅能降低网络成本，而且能派生出许多新 型的、集成的业务，为运营商创造了新的利润增长点，使网络向着信息传送更加高效、业 务生成更加灵活的方向发展。 n g n 并不是传统的p s t n 和i p 网络的简单的互联，它具有丰富的内涵，包含了电信 网络各个层面的新技术。它具有以下的特点： ( 1 ) n g n 的网络结构对语音和数据采用基于分组的传输模式，采用统一的协议。它 把传统交换功能模块分离成为独立的网络部件，使他们通过标准的开放接口进行互联，使 原有的电信网络逐步走向开放，运营商可以根据业务的需要，自由组合各部分的功能产品 来组建新的网络。部件之间协议接口的标准化可以实现各种异构网的互通。 ( 2 ) n g n 也是业务独立于网络的网络。通过业务与呼叫控制分离以及呼叫控制与承 载分离实现相对独立的业务体系，允许业务和网络分别提供和独立发展，提供灵活有效的 业务创建、业务应用和业务管理功能，使得业务和应用的提供有较大的灵活性，从而满足 5 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二苹下一代网络业务技术 不断发展更新的业务需要，这也是网络具有的可持续发展的能力和竞争力。 ( 3 ) 多样化接入方式。n g n 通过网关设备实现与现有网络，例如p s t n 、i s d n 和 g s m 等的互通，同时也支持现有终端和i p 智能终端，包括模拟电话、传真机、i s d n 终端、 移动电话、g p r s 终端、s i p 终端、h 2 4 8 终端、m g c p 终端、通过p c 的以太网电话、线 缆调制解调器等。 ( 4 ) 多业务的支持。支持语音、数据、视频的多媒体综合应用。 ( 5 ) 合适的性能价格比，保证较低的网络建设和运营成本。 下一代网络的层次结构可分为：接入与传输层( a c c e s sa n dt r a n s p o r tl a y e r ) 、媒体传送 层( m e d i aa n dt r a n s p o r tl a y e r ) 、控制层( c o n t r o ll a y e r ) 和应用业务层( n e t w o r ks e r v i c e l a y e r ) ，n g n 层次结构如图2 1 所示。 业务层 控制层 媒体传送层 接入与传输层 图2 一ln g n 体系结构 ( 1 ) 接入与传输层 其功能是提供灵活的接入手段，保护已有的用户接口，同时支持更先进的接入技术。 例如，各种宽窄带，移动或固定用户接入，包括各种媒体网关或智能接入终端设备，主要 有：信令网关( s g ) 、中继网关( t g ) 、接入网关( a g ) 、综合接入设备( i a d ) 、无线接 入网关( w a g ) 、媒体资源服务器、h 3 2 3 网关( h 3 2 3g w ) 等。 ( 2 ) 媒体传送层 6 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二苹f 一代网络业务技术 其功能是负责将不同类型的信息格式转换成为能够在网络上传送的信息格式。例如， 将来自p s t n 的语音信号转换成a t m 信元或i p 包。此外，媒体层可以将信息媒体流选路 至目的地。 ( 3 ) 控制层 提供呼叫智能，控制媒体层网元建立端到端连接。主要涉及软交换相关的功能，完成 业务逻辑的具体执行，其中包含呼叫控制，资源管理，接续控制和路由等操作，实现各种 信令协议的互通和转换。此层是n g n 的核心，决定用户能获得的业务，并能控制低层网 元对业务流的处理。 ( 4 ) 业务层 提供增值业务的控制和管理功能。主要负责在呼叫建立的基础上提供各种各样的增值 业务，控制逻辑相应的网络管理及服务，完成增值业务处理，如业务生成、业务逻辑定义 和业务编程接口等。此外，业务层还负责业务相关的管理功能，如业务认证和业务计费等。 同时提供开放的第三方可编程接口( a p i ) ，易于引入新型业务。业务层由一系列的业务应 用服务器组成，包括s c p 、a a a 服务器、数据库、应用服务器、网管服务器等。 2 1 2 软交换技术 软交换是基于软件实现的交换功能实体，是下一代网络呼叫与控制的核心。软交换将 呼叫控制功能从媒体网关( 传输层) 中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能，包括 呼叫选路、管理控制、连接控制( 建立拆除会话) 和信令互通，从而实现呼叫媒体与呼叫 控制的分离，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。软交换主要提供连接控制、 翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和呼叫详细记录等功能。与 此同时，软交换还将网络资源、网络能力封装起来，通过标准开放的业务接口和业务应用 层相连，从而可方便地在网络上快速提供新业务。呼叫代理( c a l la g e n t ) 、呼叫服务器( c a l l s e r v e r ) 或媒体网关控制器( m e d i ag a t e w a yc o n t r o l l e r ) 均可被看作软交换设备的一种。 软交换设备的功能结构如图2 2 所示。从功能上看，软交换设备的主要功能包括： 呼叫控制功能、业务提供功能、业务交换功能、互通功能、计费功能、网管功能和路由、 地址解析与认证功能等。 7 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章下一代网络业务技术 s i g t r a n ： 业务创作a p i 应用服务器 t s i p t b l c c 一信令网关l _ _ - _ _ _ - _ _ _ _ - _ _ _ _ - _ 01 ；= y l 醐- ，rl l i 一一一 图2 2 软交换设备功能结构示意图 由图2 一l 可见，软交换位于网络控制层，通过与媒体层网关的交互，接收处理中的呼 叫相关信息，指示网关完成呼叫媒体层的接续。其主要任务是在各点之间建立关系，这些 关系可以是简单的呼叫，也可以是一个较为复杂的处理。软交换技术主要用于处理实时业 务，如话音业务、视频业务、多媒体业务等，此外还提供一些基本补充业务，与传统交换 呼叫控制和基本业务的提供非常类似。 软交换可以实现跨域控制，可以对接入层面丰富多样的设备进行控制和管理，为用户 提供话音、数据和视频业务，以及其它融合业务。作为n g n 的核心部件，软交换设备可 独立开发和制造，并为众多媒体设备所共用，因此其成本相对较低，有助于降低运营设备 的投资。 软交换概念一经提出，很快便得到了业界的广泛认同和重视，i s c ( i n t e r n a t i o n a l s o f l s w i t c hc o n s o r t i u m ) 的成立更加快了软交换技术的发展步伐，软交换相关标准和协议得 到了i e t f 、i t u t 等国际标准化组织的重视。经过几年发展，软交换技术在标准化和产业 化方面均取得了长足的进展，一些协议如h 3 2 3 、m g c p 等不断完善，b i c c 、s i p s i p t 、 h 2 4 8 等新协议不断推出，一些基于软交换技术的产品逐步走向实用化阶段，使软交换成 为n g n 最为活跃和热门的话题。 8 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章下一代网络业务技术 2 2 下一代网络业务特征 2 2 1 下一代网络业务畿力 下一代网络是业务和应用驱动的、分组化的网络，其业务与控制相分离的特点决定了 可提供业务的多样性和个性化。总的来说，下一代网络业务应具有如下的业务能力。有了 这些基本的业务能力，下一代网络可以利用这些业务能力，并在此基础上，提供更多的业 务特征、业务以及应用。 n g n 应能提供移动性( m o b i l i t y ) 、用户标识( i d e n t i f i c a t i o n ) 、授权( a u t h o r i z a t i o n ) 、认证 ( a u t h e n t i c a t i o n ) 、定位( l o c a t i o n ) 、呈现( p r e s e n c e ) 、群管( g r o u pm a n a g e m e n t ，例如 c u g v p n ) 、会话处理控带q ( s e s s i o nh a n d l i n g s e s s i o nc o n t r 0 1 ) 、业务申请登记管理( s e r v i c e s u b s c r i p t i o n r e g i s t r a t i o nm a n a g e m e n t ) 、用户和终端资料管理( u s e ra n dt e r m i n a lp r o f i l e m a n a g e m e n t ) 、消息( m e s s a g i n g ) 、推送( p u s h ) 、策略控葡 ( p o l i c yc o n t r 0 1 ) 、脱机在线计费 ( o f f l i n e &o n l i n e c h a r g i n g ) 、紧急通信管理( e m e r g e n c y c o m m u n i c a t i o n e t s t d r m a n a g e m e n t ) 、合法侦听管理( l a w f u li n t e r c e p t l i m a n a g e m e n t ) 等基本的业务能 力。 2 2 2 下一代网络业务需求和特点 n g n 是个有能力提供全业务的网络，包括话音、数据、视频、流媒体、i n t e r n e t 接入、 数字t v 广播、移动等各种带宽、有线、无线业务和应用，并提供开放的业务接口，允许 多种业务提供商构建和提供业务。从用户的角度看，n g n 包含现有业务环境( 如电话业务、 无线移动业务、广播和分布式业务以及i n t e r a c t 等) 提供的所有电信业务和应用。从技术的 角度看，n g n 涉及电信技术、计算机技术、安全技术、电子应用技术、广播技术等多种技 术手段。 与现有网络提供的业务相比，下一代网络业务的特点主要体现在业务生成、购买、使 用等方面的几个“更加”上，即业务生成更加方便、快捷，更多的人可以生成业务，用户更 容易购买和使用业务，并具有更多的选择，业务部署和维护更加简单。 与其他网络和技术的发展过程相同，通过最直观的业务需求入手，可以深入研究n g n 对网络和技术等各方面的需求。 i t u t1 3 组正在研究制定n o n 业务需求方面的建议，来自各方面的文稿有各自不同 9 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章下一代网络业务技术 的说法，目前处于草案阶段，还没有形成稳定的建议。但总的来说，下一代网络的业务需 求主要体现在开放性、兼容性、移动性、互通性、融合性、客户化、安全可靠性、可维护、 可管理、可控制、可计费等几个方面。 ( 1 ) 开放体系、多方参与、多种方式、快速提供业务：n g n 提供业务时应使用开放 的业务体系和系统协议，能够让多方参与业务提供，以多种方式、灵活、快速地生成和提 供业务，增加新的商业机会，鼓励竞争。在n g n 中生成和部署的业务可能以网络侧为主 或者以终端侧为主，并且有不同的方式，例如舢通过灵活的体系框架，为终端用户网络设 备、服务提供商等提供最大限度的灵活性。通过这个框架，运营商可以有效地部署多媒体 应用，而不一定非要等这些应用或附加技术在n g n 环境或其他地方标准化之后才可以部 署，例如通过从第三方下载客户软件提供业务；b ) 业务引擎的方式，业务引擎就是业务技 术，是一组网络和终端功能，包括标准的工具、协议和应用接口等，以提供基本的传送和 控制。通过业务引擎，允许用与厂家无关的方式部署各种业务和应用。 ( 2 ) 支持现有的和未来的各种各样的业务和应用：n g n 应适应并支持各种媒体( 话音、 数据、视频等) 、各种编码方案、各种类型( 实时和非实时、延时敏感和延时包容等) 、各种 方式( 对话、单点传送、多点传送和广播等) 、各种带宽需求( 几k b i t s 到几百m b i t s ，需要 或不需要带宽保证) 的业务和应用。 ( 3 ) 支持多种接入技术：应支持固定铜线、光纤、无线等多种接入技术，并且业务和 应用以及会话和呼叫控制应该与所使用的接入类型无关。 ( 4 ) 支持通用移动性，提供无缝的业务连续性：支持用户和终端的移动性，支持用户 在任何时间任何地点使用任何接入技术的移动性，保证网络之间的透明通信，并保持无缝 的业务连续性。 从性能上看，移动性可划分为两个级别，第一种是称为“游牧”的移动性，另外一种是“无 缝移动”。游牧是指用户在移动时能改变其网络接入点，但正在进行的服务会话会完全停止， 需要重新启动；而无缝移动是指当用户或终端移动时，能随时改变其网络接入点而不中断 正在进行的服务会话。 从应用上看，移动性可分为终端移动性、用户移动性和业务移动性等三种类别。终端 移动性是指终端在不同位置( 同一个终端设备在移动过程中或者在不同位置使用同一个终 端) 接入电信业务的能力，以及网络识别终端、定位终端的能力。而用户移动性是指用户在 不同位置使用任何终端通过个人标识符接入电信业务的能力，以及网络根据用户资料 ( p r o f i l e ) 用户提供业务的能力。业务移动性是针对特定业务的，即用户使用某个预定业务 的能力，与用户位置和所使用的终端无关。 1 0 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章下一代网络业务技术 为用户和终端提供移动性管理支持以保证不同网络间的漫游、服务的无缝移动性是 n g n 最紧迫的需求之一。用户可以是移动用户或固定用户，应能从任何网络接入点接入网 络，包括使用任何接入技术进行用户的网间漫游，并且网络可以感知用户是否有效是否可 靠。移动性管理应与现有的3 g 系统和固定系统相一致，并且与接入网技术无关、基于i p 技术、支持网络之间的漫游和无缝切换机制，并且与接入类型和网络的管理所有权无关。 ( 5 ) n g n 利用宽带分组网络支持安全可靠的多媒体业务；提供可靠的端到端通信， 满足不同范围的服务质量( q o s ) 要求，从尽力而为到商业应用，满足不同优先等级的业务要 求。n g n 还应支持多媒体应用的能力协商，例如可用媒体资源、q o s 、用户可用的p r o f i l e 信息等。能力协商可以发生在多媒体会话调用时、接受时或者多媒体会话过程中( 例如，改 变终端能力、改变媒体类型等) 。能力协商可以由用户启动或者由网络运营商或应用启动。 ( 6 ) 网络必须提供安全机制：n g n 首先应支持各种管制要求，例如紧急业务和合法 侦听，要满足紧急业务的优先处理需求。在此前提下，n g n 还要提供有效的安全手段，通 过一定的安全机制保证安全可靠的通信，防止非法使用网络和业务，而不必要由用户掌握 特定的通信知识或建立不同的流程，以保护网络内敏感信息的传送、防止用户非法使用业 务、防止网络受到非法攻击。 ( 7 ) n g n 应从网络运营者和用户的角度提供安全保证，与其它网络和用户建立信任 关系，包括网络鉴别和证实一个用户的能力，以及网络鉴别和证实另外一个网络的能力。 用户也应该具有鉴别网络的能力。应允许网络运营者限制网络拓扑、网络资源的可见度， 保护网络拓扑和网络资源不被非法接入或占用。 ( 8 ) 支持现有网络和其他n g n 网络的互通：支持电路交换网向分组交换网平滑演进； 支持固定和移动网络的融合；支持不同网络在业务层面上的融合。为固定和移动用户的会 话控制、安全性、q o s 、计费和业务提供单一的解决方案，无论用户在什么地方使用什么 接入技术，都把他们作为一个单一的个体，提供统一的业务配置，并允许多业务网络资源 共享。 ( 9 ) 支持各种各样的现有终端和n g n 所知道的终端，并支持终端智能化：例如模拟 电话、传真机、i s d n 话机、无线蜂窝电话、g p r s 终端、s i p 终端、p c 电话、数字机顶 盒、c a b l em o d e m 等各种各样的终端。 ( 1 0 ) 提高用户交互程度，业务更加客户化：应提高终端用户和网络之间的交互程度， 为终端用户提供更多的灵活性、接入性和可用性，允许业务用户订制自己的业务，业务更 加客户化，并且降低用户使用的复杂性，用户使用简单、灵活、易操作。n g n 应给用户提 供业务控制、管理能力，用户可以自己选择和配置业务种类、业务特征和业务资料，例如 1 1 南京邮电大学硕七研究生学位论文 第二章下一代网络业务技术 用户可以选择配置他要使用的基本业务、补充业务、增值业务等，并维护自己的业务资料。 用户还可以通过简单的操作进行呼叫处理状态查询、呼叫记录查询、终端状态查询、用户 状态查询、呼叫控制等，用户还可以根据主叫、时间、用户状态等信息影响某些会话处理 原则，例如拒绝、前转到语音信箱、顺序并行接续到几个终端等。 ( 1 1 ) 最大化公共管理功能：n g n 的管理功能应该可以在不同技术、不同业务之间共 享，降低维护管理成本，并支持端到端的可追踪能力。对n g n 业务要提供性能监视、差 错检测、系统保护、差错信息、故障定位等基本的o a m 功能，支持不同种类网络的o a m 功能，支持不同网络运营商环境，支持端到端和分段的o a m 。 ( 1 2 ) n g n 业务和应用必须是可计费的：n o n 必须提供支持记账和计费功能所需要 的用户资料和会话资料。需要记账和计费的网络提供商或业务提供商可以用标准的方法获 得这些用户资料和会话资料。应能针对不同业务和应用，支持不同的计费策略，典型的方 式可以是实时的或后处理的，基于固定费用或基于每个会话的具体使用等。 ( 1 3 ) 允许多种媒体会话，灵活地进行会话控n - n g n 应允许不同媒体类型的多媒体 会话，同时为了保证互通性，应该定义一套默认的媒体类型集。允许一个用户同时运行多 个不相干的多媒体会话，允许在一个多媒体会话中包含一个或多个多媒体应用，并允许用 户激活一个会话内的并发多媒体应用。n g n 应提供一种机制，允许用户自动或明确拒绝一 个来话会话或只接受其中的一部分，应支持在一个多媒体会话过程中，协商增加或删除多 媒体应用的媒体成分，应允许用户暂停、恢复媒体会话，并允许用户在任何时候结束多媒 体会话。n g n 还应允许用户或网络修改一个多媒体会话或多媒体会话中单个媒体的目的 地，修改目的地可以由始发方、接收方或者由网络代表他们发起。 2 2 3 下一代网络业务的分类 n g n 为用户提供话音、数据、多媒体等丰富多彩的业务和应用。n g n 网络所提供的 业务包括传输层、承载层、业务层三个方面。由于n g n 的体系架构、功能实现、业务分 类等都在探讨过程中，目前只能大致针对业务和应用加以分类。 i t u tn g nf g 从会话控制的角度来进行划分，分为基于会话控制的业务、基于非会 话控制业务、网络业务和管制业务。 ( 1 ) 基于会话控制的业务，例p g 实时通信话音业务，包括与现有的p s t n 和移动网络互通。 点到点交互式多媒体业务，包括交互式实时话音、视频和其他媒体( 可视电话、白板 1 2 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章下一代网络业务技术 等) 虚拟专用网( v p n ) 业务：利用公网资源为用户提供多点控制和保证安全的通信，v p n 业务也可以用于支持其他业务和应用。 交互式合作通信业务：带有文件共享、应用共享、电子学习、游戏的多媒体会议。 n g n 上的p u s ht ot a l k 业务。 内容传递业务：向用户传递v i d e o 或其他媒体流，例如r a d i o 或v i d e o 流、音乐点播、 视频点播、数字电视频道分配、财务信息分配、专业或医疗图像分配、电子出版物等。 网络感知业务：这种业务根据用户请求向用户提供某个项目( 例如商品) 的信息。通过 在项目上附加标识，通过n g n 收集并查询这个项目相关的历史信息。例如通过标识准确 记录一片蔬菜的历史( i n 收获日期、耕作地区、农民姓名等) 。这种标识可以通过多种方式 实现，例如通过r f i d 芯片。 呈现和通用通知业务：呈现可以联系的用户、他们的当前状态以及其他业务相关的通 知。呈现也可以作为支持或增强其他业务的能力。 即时消息( i m ) ：用户可以产生一个私用聊天室与其他用户实时聊天，具体形式类似电 话，但基于文本而不是话音。i m 系统会在好友上线时通知用户，用户即可以启动会话聊天。 现有的p s t n i s d n 业务，包括p s t n i s d ne m u l a t i o n 业务和p s t n ，i s d ns i m u l a t i o n 业务，即向传统终端提供p s t n i s d ne m u l a t i o n 业务，向i p 终端提供s i m u l a t i