程控交换技术7-软交换
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19
网络的走向
百度文库电信网？ 电信网？ IP网？ 网
20
互联网面临的现状与挑战？ 互联网面临的现状与挑战？
21
中国的互联网用户
中国Internet 宽带接入用户数几年后可能多于窄带 中国 Internet用户年增长率 用户年增长率:2002年中国为 年中国为75% (世界 世界30%); 2003年中国为 年中国为34.5% 用户年增长率 年中国为 世界 年中国为 我国使用ADSL/Cable Modem上网的用户数已占 上网的用户数已占Internet用户数 用户数17.7%（半年就增 我国使用 上网的用户数已占 用户数 （ ），如果将专线 上网的用户也计入宽带接入的话， 长77.6%），如果将专线 ），如果将专线LAN上网的用户也计入宽带接入的话，宽带上网用户已超过 上网的用户也计入宽带接入的话 上网人数的1/2，预计几年后将以宽带上网为主要手段； 上网人数的 ，预计几年后将以宽带上网为主要手段；
17
电信业发展面临挑战
网络架构面临适应竞争和监管以及方便用户自由选择业 务提供者的压力； 务提供者的压力； 目前网络的主要收入来源（话音）与投资重点（宽带） 目前网络的主要收入来源（话音）与投资重点（宽带） 不一致； 不一致； 运营公司既顾虑升级网络的投资能否回收又担心网络不 改造会流失用户特别是大客户； 改造会流失用户特别是大客户； 电信业超高速发展和高利润时代难以再现 总之无论传 统电信网还是互联网都不同程度感受到这种发展与变革 的潮流； 的潮流； 经历电信低谷而尚未完全复苏的电信运营公司把重振的 希望寄托在新一代的网络技术出现。 希望寄托在新一代的网络技术出现。
11
中国的电信网络规模
截至2008年12月底， 截至2008年12月底，全国电话用 2008 月底 6 户总数达9.82亿户。 9.82亿户 户总数达9.82亿户。 其中移动电话用户6.41亿户， 6.41亿户 其中移动电话用户6.41亿户， 5 互联网网民2.98亿户。 2.98亿户 互联网网民2.98亿户。 网络与用户规模均居世界首位。 网络与用户规模均居世界首位。 4 从网络规模看固定和移动用户数 3 均分别居世界第一位。 均分别居世界第一位。
18
电信业发展走到十字路口
IP对电信网技术的挑战 对电信网技术的挑战: 对电信网技术的挑战 ------传统的技术不理想，新的技术又欠成熟 传统的技术不理想， 传统的技术不理想 数据业务发展很快， 数据业务发展很快，但所占投资和消耗带宽与收入不成比例 IP收费模式对传统电话收费模式的冲击 收费模式对传统电话收费模式的冲击 移动用户的增长与ARPU的下降同样很快 的下降同样很快 移动用户的增长与 电信业超高速发展和高利润时代难以再现 美国的电信公司面临信用危机 中国的电信业面临分拆后的新的竞争形势
4
交换技术的发展趋势
人工 自动 模拟 数字 低速 高速 简单 智能 电路交换 分组交换 单一业务交换 综合业务交换 电子电路控制 计算机软件控制
5
交换技术与电信网络
交换技术是构成电信网络的基本要素(交 换设备、传输设备、终端设备) 交换技术与交换系统是电信网络的核心 交换技术的更新带来电信网络的革命与 升级换代 现代电信网络的发展史就是现代交换技 术的发展史
交换技术的发展 下一代网络（NGN）产生背景 软交换架构/下一代网络分层结构 软交换机功能的变化 软交换解决方案
2
电路交换技术
人工交换 自动交换
---模拟交换：步进制、纵横制、空分 ---数字交换：程控数字交换
3
宽带交换技术
快速电路交换 快速分组交换（帧中继） ATM IP IP交换(路由) ( ) 标记交换（Tag Switching） 光交换
控制层
控制设备
软交换设备（ ） 软交换设备（SS）
控制设备
承载层/传送层 承载层 传送层
Core Packet Network
媒体网关
IP/ATM/SDH/DWDM
路由器
以太网 交换机
第三层交换机
路由交换机 多种接口：以太网、 多种接口：以太网、FDDI、 、 DDN、SDH、ATM、FR 、 、 、 内部路由协议： 内部路由协议：RIP、OSPF 、 控制过滤功能较弱 价格较贵 适于园区网
交换路由器 简单接口： 简单接口：主要为以太网 内部与外部路由协议： 内部与外部路由协议：RIP、 、 OSPF、BGP 、 控制过滤功能较完备 价格较便宜 适于广域网
22
我国干线Internet业务量超过电话业务量 业务量超过电话业务量 我国干线
23
互联网的发展之路
24
紧张的IPV4地址容量 地址容量 紧张的
25
Internet面临的挑战 Internet面临的挑战
互联网络技术本身存在的问题
体系结构:可扩展性， 体系结构:可扩展性，层次结构 IPv4的地址空间有限和复杂路由问题 IPv4的地址空间有限和复杂路由问题 网络系统和信息安全， 网络系统和信息安全，信用问题 端到端的高性能通信和服务质量控制问题 缺乏互联网数学模型问题
8.3 软交换技术
学习目标: 学习目标: 了解下一代网络/ 了解下一代网络/软交换产生背景 掌握软交换的基本概念
（和电路交换、分组交换的区别、联系？） 和电路交换、分组交换的区别、联系？）
理解下一代网络基本概念 理解软交换/下一代网络体系结构， 理解软交换/下一代网络体系结构，理解每一 层的作用
1
主要内容
35
下一代网络产生的背景( 下一代网络产生的背景(二)
技术融合 网络融合 应用融合 供应商融合 下一代网络是基于TDM的PSTN话音网与分组 数据网融合而形成的可以提供综合业务的网络
36
对下一代网络的基本共识
光纤通信技术发展速度超过Moore定律， DWDM成为光纤通信的主流技术 基于IP协议的数字业务将逐步成为电信网络的 主要业务 无线与移动通信是下一代网络的重要组成部分， 固定与移动网的融合是重要的发展方向 近期内还不能实现光分组交换，下一代网络需 要光电技术的互补结合
39
主要内容
交换技术的发展 下一代网络（NGN）产生背景 软交换架构/下一代网络分层结构 软交换机功能的变化 软交换解决方案
40
软交换架构/ 软交换架构/下一代网络分层结构
业务层
数据库 业务平台 OSS
业务层：提供软交换网 络各类业务所需要的业 务逻辑、数据资源及媒 体资源，包括应用服务 器系统、业务管理系统 及Web 服务器 控制层：提供呼叫控制、承 载控制和路由解析等功能， 包括软交换和路由服务器两 类设备；
37
对下一代网络的基本共识
下一代网络应用具有扩展性、灵活性、QoS、 安全性及电信级的可靠性，提供充分的地址 （IPv6） 下一代网络应致力于信息共享与协同工作，在 TCP/IP、Web协议基础上形成更易于共享与协 作的新标准与新协议
38
下一代网络的要求
降低网络建设和运行维护成本 快速提供新业务，涉足新领域 适应技术发展趋势，满足不同用户需求
31
• • • • • • •
分组交换 智能在“边缘” 智能在“边缘” 低可靠性和安全性 新型的PC和企业应用业务 新型的 和企业应用业务 平价率或按带宽计价 难保证QOS 难保证 智能 PC
NGN:从网络技术融合的思路演进 从网络技术融合的思路演进
32
NGN从业务会聚的思想演进 从业务会聚的思想演进
固定 移动
2 1 0
90' 91' 92' 93' 94' 95' 96' 97' 98' 99' 00' 01' 02' 03' 04' 05'
12
网络业务量对比
网络业务量
数据年增30-40% 数据年增
电话年增5-10% 电话年增
1998
2008
13
电信业务量所占带宽资源与业务收入不对称
14
中国在世界电信标准中地位
33
34
下一代网络产生的背景（一） 下一代网络产生的背景（
无处不在的IP 数据业务的爆涨 运营商以数据形式的业务收入持续增加，2006 年中移动数据业务收入超过总收入的20％ 大容量的DWDM(密集波分复用器)问世 IETF(Internet 工程任务组)提出的IP over Everything 和 Everything over IP
15
中国的电信业务发展面临的矛盾
业务限制、 业务限制、地域垄断与过度竞争兼有 长途带宽过剩与接入瓶颈共存 增量与增收不同步 资金短缺与重复建设并存 电信法规建设跟不上监管需要
16
电信业发展面临挑战
移动用户的增长与ARPU的下降同样很快； 的下降同样很快； 移动用户的增长与 的下降同样很快 移动电话的快速普及加速提升了人们对更广泛业务的移 动性要求； 动性要求； IP对传统电信网技术的挑战 对传统电信网技术的挑战: 对传统电信网技术的挑战 ------传统的技术不理想，新的技术又欠成熟； 传统的技术不理想， 传统的技术不理想 新的技术又欠成熟； IP收费模式对传统电话收费模式的冲击； 收费模式对传统电话收费模式的冲击； 收费模式对传统电话收费模式的冲击 数据业务发展很快，但所占投资和消耗带宽与收入不成 数据业务发展很快， 比例； 比例； 宽带和多媒体业务增长给通信业带来变暖迹象的同时暴 露了网络的不适应； 露了网络的不适应； 宽带应用的开发远落后于设施的建设
6
下一代交换技术
网络业务节点的走向
窄带与宽带综合交换机？ 窄带与宽带综合交换机？ ATM交换机 交换机？ ATM交换机？ 路由器？ 路由器？ 以太网交换机？ 以太网交换机？ 软交换机？ 软交换机？
7
支持IP的业务节点的发展 支持IP的业务节点的发展
ATM 交换机 MPLS 交换机 具有较强的 QOS能力 能力
8
电信网络的发展趋势
模拟 数字 低速 高速 简单 智能 封闭 开放 单一业务 综合业务 网络协议独特性 网络协议的统一性 承载与控制相结合 承载与控制相分离
9
主要内容
交换技术的发展 下一代网络（NGN）产生背景 软交换架构/下一代网络分层结构 软交换机功能的变化 软交换解决方案
10
NGN
NGN是“下一代网络(Next Generation Network)” 的缩写。 软交换是NGN的核心 NGN能够提供话音、视频、数据等多媒体综合 业务，它采用开放、标准体系结构，提供下一 代网络丰富的业务。 背景：电信网面临的挑战、互联网面临的挑战
互联网应用对网络技术提出的挑战
上述技术问题阻碍互联网应用的发展 互联网应用的进一步发展带来管理和社会方面的挑战
互联网管理与运营面临的挑战
互联网管理运行的复杂， 互联网管理运行的复杂，经济模型仍不明确
仅仅对数据业务, Internet仍然需要改进 仅仅对数据业务, Internet仍然需要改进 Internet2或NGI在基本技术、设计理念、计费模式等方面与Internet不会有实质性变 Internet2或NGI在基本技术、设计理念、计费模式等方面与Internet不会有实质性变 在基本技术 Internet 26 主要的不同是带宽扩展。 化，主要的不同是带宽扩展。
Internet面临的挑战 Internet面临的挑战
对路由表的容量需求增长过快
多媒体会议
更多的应用需求，如 更多的应用需求，
流媒体 （Media streaming） streaming） PDA 移动电话 家用电器
在一个尚缺乏信誉的世界里需要提供有信用的服务 业务提供者需要提供多样性业务 例如窃听) 第三方介入 (例如窃听) 低端用户增加
27
网络汇聚之路？ 网络汇聚之路？
28
网络处在换代的前夜
29
NGN与NGI几乎相同的目的但不同的道路 与 几乎相同的目的但不同的道路
30
NGN：网络会聚之梦 NGN：网络会聚之梦
IP + QOS = NGN（下一代网） ？ （下一代网）
电路交换 五个9) 高可靠性 (五个 五个 TDM 传送 有限的可编程能力 基于通信时长的计费 慢的业务交付 傻瓜电话终端 电话业务 智能网业务 •单一基础设施 单一基础设施 •分组交换 分组交换 •智能分布 合作 智能分布/合作 智能分布 •分等级的可靠性、安全性 分等级的可靠性、 分等级的可靠性 与受控的 QoS •新型的商业模式 新型的商业模式 •高附加值的业务捆绑 高附加值的业务捆绑 •及时的业务交付 及时的业务交付 •智能的终端 智能的终端 •宽带业务能力 宽带业务能力
网络的走向
百度文库电信网？ 电信网？ IP网？ 网
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互联网面临的现状与挑战？ 互联网面临的现状与挑战？
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中国的互联网用户
中国Internet 宽带接入用户数几年后可能多于窄带 中国 Internet用户年增长率 用户年增长率:2002年中国为 年中国为75% (世界 世界30%); 2003年中国为 年中国为34.5% 用户年增长率 年中国为 世界 年中国为 我国使用ADSL/Cable Modem上网的用户数已占 上网的用户数已占Internet用户数 用户数17.7%（半年就增 我国使用 上网的用户数已占 用户数 （ ），如果将专线 上网的用户也计入宽带接入的话， 长77.6%），如果将专线 ），如果将专线LAN上网的用户也计入宽带接入的话，宽带上网用户已超过 上网的用户也计入宽带接入的话 上网人数的1/2，预计几年后将以宽带上网为主要手段； 上网人数的 ，预计几年后将以宽带上网为主要手段；
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电信业发展面临挑战
网络架构面临适应竞争和监管以及方便用户自由选择业 务提供者的压力； 务提供者的压力； 目前网络的主要收入来源（话音）与投资重点（宽带） 目前网络的主要收入来源（话音）与投资重点（宽带） 不一致； 不一致； 运营公司既顾虑升级网络的投资能否回收又担心网络不 改造会流失用户特别是大客户； 改造会流失用户特别是大客户； 电信业超高速发展和高利润时代难以再现 总之无论传 统电信网还是互联网都不同程度感受到这种发展与变革 的潮流； 的潮流； 经历电信低谷而尚未完全复苏的电信运营公司把重振的 希望寄托在新一代的网络技术出现。 希望寄托在新一代的网络技术出现。
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中国的电信网络规模
截至2008年12月底， 截至2008年12月底，全国电话用 2008 月底 6 户总数达9.82亿户。 9.82亿户 户总数达9.82亿户。 其中移动电话用户6.41亿户， 6.41亿户 其中移动电话用户6.41亿户， 5 互联网网民2.98亿户。 2.98亿户 互联网网民2.98亿户。 网络与用户规模均居世界首位。 网络与用户规模均居世界首位。 4 从网络规模看固定和移动用户数 3 均分别居世界第一位。 均分别居世界第一位。
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电信业发展走到十字路口
IP对电信网技术的挑战 对电信网技术的挑战: 对电信网技术的挑战 ------传统的技术不理想，新的技术又欠成熟 传统的技术不理想， 传统的技术不理想 数据业务发展很快， 数据业务发展很快，但所占投资和消耗带宽与收入不成比例 IP收费模式对传统电话收费模式的冲击 收费模式对传统电话收费模式的冲击 移动用户的增长与ARPU的下降同样很快 的下降同样很快 移动用户的增长与 电信业超高速发展和高利润时代难以再现 美国的电信公司面临信用危机 中国的电信业面临分拆后的新的竞争形势
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交换技术的发展趋势
人工 自动 模拟 数字 低速 高速 简单 智能 电路交换 分组交换 单一业务交换 综合业务交换 电子电路控制 计算机软件控制
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交换技术与电信网络
交换技术是构成电信网络的基本要素(交 换设备、传输设备、终端设备) 交换技术与交换系统是电信网络的核心 交换技术的更新带来电信网络的革命与 升级换代 现代电信网络的发展史就是现代交换技 术的发展史
交换技术的发展 下一代网络（NGN）产生背景 软交换架构/下一代网络分层结构 软交换机功能的变化 软交换解决方案
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电路交换技术
人工交换 自动交换
---模拟交换：步进制、纵横制、空分 ---数字交换：程控数字交换
3
宽带交换技术
快速电路交换 快速分组交换（帧中继） ATM IP IP交换(路由) ( ) 标记交换（Tag Switching） 光交换
控制层
控制设备
软交换设备（ ） 软交换设备（SS）
控制设备
承载层/传送层 承载层 传送层
Core Packet Network
媒体网关
IP/ATM/SDH/DWDM
路由器
以太网 交换机
第三层交换机
路由交换机 多种接口：以太网、 多种接口：以太网、FDDI、 、 DDN、SDH、ATM、FR 、 、 、 内部路由协议： 内部路由协议：RIP、OSPF 、 控制过滤功能较弱 价格较贵 适于园区网
交换路由器 简单接口： 简单接口：主要为以太网 内部与外部路由协议： 内部与外部路由协议：RIP、 、 OSPF、BGP 、 控制过滤功能较完备 价格较便宜 适于广域网
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我国干线Internet业务量超过电话业务量 业务量超过电话业务量 我国干线
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互联网的发展之路
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紧张的IPV4地址容量 地址容量 紧张的
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Internet面临的挑战 Internet面临的挑战
互联网络技术本身存在的问题
体系结构:可扩展性， 体系结构:可扩展性，层次结构 IPv4的地址空间有限和复杂路由问题 IPv4的地址空间有限和复杂路由问题 网络系统和信息安全， 网络系统和信息安全，信用问题 端到端的高性能通信和服务质量控制问题 缺乏互联网数学模型问题
8.3 软交换技术
学习目标: 学习目标: 了解下一代网络/ 了解下一代网络/软交换产生背景 掌握软交换的基本概念
（和电路交换、分组交换的区别、联系？） 和电路交换、分组交换的区别、联系？）
理解下一代网络基本概念 理解软交换/下一代网络体系结构， 理解软交换/下一代网络体系结构，理解每一 层的作用
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主要内容
35
下一代网络产生的背景( 下一代网络产生的背景(二)
技术融合 网络融合 应用融合 供应商融合 下一代网络是基于TDM的PSTN话音网与分组 数据网融合而形成的可以提供综合业务的网络
36
对下一代网络的基本共识
光纤通信技术发展速度超过Moore定律， DWDM成为光纤通信的主流技术 基于IP协议的数字业务将逐步成为电信网络的 主要业务 无线与移动通信是下一代网络的重要组成部分， 固定与移动网的融合是重要的发展方向 近期内还不能实现光分组交换，下一代网络需 要光电技术的互补结合
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主要内容
交换技术的发展 下一代网络（NGN）产生背景 软交换架构/下一代网络分层结构 软交换机功能的变化 软交换解决方案
40
软交换架构/ 软交换架构/下一代网络分层结构
业务层
数据库 业务平台 OSS
业务层：提供软交换网 络各类业务所需要的业 务逻辑、数据资源及媒 体资源，包括应用服务 器系统、业务管理系统 及Web 服务器 控制层：提供呼叫控制、承 载控制和路由解析等功能， 包括软交换和路由服务器两 类设备；
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对下一代网络的基本共识
下一代网络应用具有扩展性、灵活性、QoS、 安全性及电信级的可靠性，提供充分的地址 （IPv6） 下一代网络应致力于信息共享与协同工作，在 TCP/IP、Web协议基础上形成更易于共享与协 作的新标准与新协议
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下一代网络的要求
降低网络建设和运行维护成本 快速提供新业务，涉足新领域 适应技术发展趋势，满足不同用户需求
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• • • • • • •
分组交换 智能在“边缘” 智能在“边缘” 低可靠性和安全性 新型的PC和企业应用业务 新型的 和企业应用业务 平价率或按带宽计价 难保证QOS 难保证 智能 PC
NGN:从网络技术融合的思路演进 从网络技术融合的思路演进
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NGN从业务会聚的思想演进 从业务会聚的思想演进
固定 移动
2 1 0
90' 91' 92' 93' 94' 95' 96' 97' 98' 99' 00' 01' 02' 03' 04' 05'
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网络业务量对比
网络业务量
数据年增30-40% 数据年增
电话年增5-10% 电话年增
1998
2008
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电信业务量所占带宽资源与业务收入不对称
14
中国在世界电信标准中地位
33
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下一代网络产生的背景（一） 下一代网络产生的背景（
无处不在的IP 数据业务的爆涨 运营商以数据形式的业务收入持续增加，2006 年中移动数据业务收入超过总收入的20％ 大容量的DWDM(密集波分复用器)问世 IETF(Internet 工程任务组)提出的IP over Everything 和 Everything over IP
15
中国的电信业务发展面临的矛盾
业务限制、 业务限制、地域垄断与过度竞争兼有 长途带宽过剩与接入瓶颈共存 增量与增收不同步 资金短缺与重复建设并存 电信法规建设跟不上监管需要
16
电信业发展面临挑战
移动用户的增长与ARPU的下降同样很快； 的下降同样很快； 移动用户的增长与 的下降同样很快 移动电话的快速普及加速提升了人们对更广泛业务的移 动性要求； 动性要求； IP对传统电信网技术的挑战 对传统电信网技术的挑战: 对传统电信网技术的挑战 ------传统的技术不理想，新的技术又欠成熟； 传统的技术不理想， 传统的技术不理想 新的技术又欠成熟； IP收费模式对传统电话收费模式的冲击； 收费模式对传统电话收费模式的冲击； 收费模式对传统电话收费模式的冲击 数据业务发展很快，但所占投资和消耗带宽与收入不成 数据业务发展很快， 比例； 比例； 宽带和多媒体业务增长给通信业带来变暖迹象的同时暴 露了网络的不适应； 露了网络的不适应； 宽带应用的开发远落后于设施的建设
6
下一代交换技术
网络业务节点的走向
窄带与宽带综合交换机？ 窄带与宽带综合交换机？ ATM交换机 交换机？ ATM交换机？ 路由器？ 路由器？ 以太网交换机？ 以太网交换机？ 软交换机？ 软交换机？
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支持IP的业务节点的发展 支持IP的业务节点的发展
ATM 交换机 MPLS 交换机 具有较强的 QOS能力 能力
8
电信网络的发展趋势
模拟 数字 低速 高速 简单 智能 封闭 开放 单一业务 综合业务 网络协议独特性 网络协议的统一性 承载与控制相结合 承载与控制相分离
9
主要内容
交换技术的发展 下一代网络（NGN）产生背景 软交换架构/下一代网络分层结构 软交换机功能的变化 软交换解决方案
10
NGN
NGN是“下一代网络(Next Generation Network)” 的缩写。 软交换是NGN的核心 NGN能够提供话音、视频、数据等多媒体综合 业务，它采用开放、标准体系结构，提供下一 代网络丰富的业务。 背景：电信网面临的挑战、互联网面临的挑战
互联网应用对网络技术提出的挑战
上述技术问题阻碍互联网应用的发展 互联网应用的进一步发展带来管理和社会方面的挑战
互联网管理与运营面临的挑战
互联网管理运行的复杂， 互联网管理运行的复杂，经济模型仍不明确
仅仅对数据业务, Internet仍然需要改进 仅仅对数据业务, Internet仍然需要改进 Internet2或NGI在基本技术、设计理念、计费模式等方面与Internet不会有实质性变 Internet2或NGI在基本技术、设计理念、计费模式等方面与Internet不会有实质性变 在基本技术 Internet 26 主要的不同是带宽扩展。 化，主要的不同是带宽扩展。
Internet面临的挑战 Internet面临的挑战
对路由表的容量需求增长过快
多媒体会议
更多的应用需求，如 更多的应用需求，
流媒体 （Media streaming） streaming） PDA 移动电话 家用电器
在一个尚缺乏信誉的世界里需要提供有信用的服务 业务提供者需要提供多样性业务 例如窃听) 第三方介入 (例如窃听) 低端用户增加
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网络汇聚之路？ 网络汇聚之路？
28
网络处在换代的前夜
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NGN与NGI几乎相同的目的但不同的道路 与 几乎相同的目的但不同的道路
30
NGN：网络会聚之梦 NGN：网络会聚之梦
IP + QOS = NGN（下一代网） ？ （下一代网）
电路交换 五个9) 高可靠性 (五个 五个 TDM 传送 有限的可编程能力 基于通信时长的计费 慢的业务交付 傻瓜电话终端 电话业务 智能网业务 •单一基础设施 单一基础设施 •分组交换 分组交换 •智能分布 合作 智能分布/合作 智能分布 •分等级的可靠性、安全性 分等级的可靠性、 分等级的可靠性 与受控的 QoS •新型的商业模式 新型的商业模式 •高附加值的业务捆绑 高附加值的业务捆绑 •及时的业务交付 及时的业务交付 •智能的终端 智能的终端 •宽带业务能力 宽带业务能力