5. All-IP Network

5.1 緣起

• 電信自由化的浪潮，刺激網路的大量建設、新技術的加速 引進、與新服務的提供。

• 光纖技術的進步，使得以 DWDM 技術為基礎的高容量光纖可輕易的 取代銅線網路，長途頻寬的供應大幅增加，價格降低。

• 近年來網際網路的蓬勃發展，刺激大量多媒體網路資訊的流通，使得 頻寬需求大幅增加，網路的應用多樣化，對品質的要求亦隨之複雜化。

• 網際網路在全球蓬勃發展，間接使得IP 技術變成全球網路的共同 標準。

• VoIP 技術的發展，使得 packet switched 網路可以支援語音與 即時影像的服務。

5.2 NGN (Next Generation Network)定義

"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."

由以上定義我們歸納出幾項重點:

1. 使用 PS Network 傳送所有訊號

毫無疑問的NGN已經決定使用All-IP Network 作為未來通訊網路的 統一架構。

2. 服務層與傳輸層分離

傳統的CS網路使用封閉式的軟硬體架構，所有軟硬體都由 同一家設備製造商提供，不同製造商的軟硬體並不相容，導致 造價昂貴，不易開發新服務。 電信業者除了架設實體網路之外，還負責提供所有服務（例如 電話）。NGN 的此項目標即是要改革此項限制。實體網路建設 與服務建設可以分開經營，換言之，有志於專門經營通訊服務 而無力經營實體網路的業者都可以投入，不受軟硬體的限制， 例如VoIP 業者即是如此。NGN 的目標還要更進一步讓目前的 第一類電信業者的服務建設分離出來，使得獨立的服務提供商 可以自行開發各種新服務並建置在各家實體網路業者的網路上。 就像現在Internet 上的 VoIP 業者可以獨立的運作。

3. 使用者可以自由選用服務提供者

這個目標的著眼點是要讓使用者可以自由選擇服務提供者，不受用戶迴路 的限制。一般而言，使用者向某一家LEC 租用用戶迴路之後， 其所有的通訊服務（例如長途電話或數據服務等）很自然的都會使用 同一家公司所提供的服務，否則會非常不方便。電信自由化的目標中納入 「平等接續」的概念，就是要讓使用者很方便的使用不同公司所 提供的服務，促進公平競爭。NGN 所倡議的目標也包含了此項精神， 不能因All-IP 網路的引進而犧牲了平等接續的特性。

4. 具有寬頻能力

由於未來的通訊需求包含多樣的多媒體通訊，All-IP Network 必須 具備寬頻通訊的能力才能應付這些需求。

5. 具有彈性而且可以順利轉移服務的行動通訊能力

隨著世界快速的變動，使用者對於行動通訊需求越來越強，也越來越複雜， 無線通訊技術也同樣的快速進步，行動使用者在外行動將會面臨 各種各樣的無線電技術以及各種不同的行動網路，例如GSM, WCDMA, cdma2000, Wi-Fi, WiMAX 等。All-IP 網路必須能夠與這些網路 相容，讓使用者可以任意運用各種行動網路。此外，在使用不同網路時， 使用者的特定功能必須能不受切換行動網路的影響，此即所謂的 「Service Mobility」。

6. 符合各國電信法

我們在先前的章節已經提過，作為電信服務業者，都必須在電信法的規範下 進行，無法配合電信法的技術是不允許被採用的，試圖規避電信法 的作法終將不能生存。（過去幾年，常有 VoIP 業者將 Phone-to-PC VoIP 業務的受阻歸罪於電信主管機關的打壓，這種說法並不足取。)

從ITU-U 的定義中顯示，All-IP網路已經是時勢所趨， 而且蓬勃發展的網路電話也已經證明 網路IP 化以經是不可擋的趨勢。

5.3 All-IP 網路 Physical Layer 架構

本地接取網路將稱為入口接取網路（Entrance Stub Network），遠端則稱 為出口接取網路（Exit Stub Network）。所有核心網路的營運者利用 interconnection 鏈結相互連接成的網路，稱為骨幹網路（Backbone Network）。 當傳送一個封包到其他網路時，將先從入口接取網路出發，經過數個核心網路 （骨幹網路）後，最後送到出口接取網路。核心網路中連接接取網路的邊緣 路由器（edge router），稱為邊界入口閘道器（Border Gateway，BG）， 在接取網路與 核心網路間執行閘道器的功能。以提供服務品質保證的目的而言，邊界入口閘道 器也需要執行允入控制（Admission control）。另一方面，接取網路連接核心網 路的邊緣路由器，稱為接取閘道器（Access Gateway，AG）。為簡化起見， 我們假設 每一個接取網路只接上一個核心網路。當然實際上為了可靠度等原因， 一個接取網路 可以接上數個核心網路，我們的解決方案只需做小幅度的修改即可適用。 核心網路互連之路 由器則稱為Inter-Domain Gateway。 圖5.1 為簡化之All IP網路架構。

圖5.1 簡化之All IP網路 Physical Layer 架構

5.4 新型跨網路服務

此種革命性的 整合型 All-IP 網路不但可以降低建置成本、營運管理成本，更重要者， 可以提供一個新的服務平台，開創了跨網路通訊（例如電腦與電話的結合) 的一片天。

(在傳統的網路服務架構中，data communications service 與 telecommunication service 是分由 PS Network 與 CS Network分別提供， 跨 data communication 與 telecommunication的服務有建置上的困難。）

舉例而言，當我們用傳統的電話撥接上網，連上某家公司的網頁， 若要用網頁上所提供的聯絡電話與該公司聯絡時，必須將電話 掛斷，或使用另一部電話，而不能直接在網頁上所提示的電話號碼 直接點下去就由同一個電話線自動接通到該電話，這就是因為同一條電話線 只能提供一個語音服務的緣故，即使用戶是使用ISDN 或ADSL 這種多電路 的設備，也因為網路並未整合，無法實現此種理想的服務。 當整合型All-IP 網路建置成之後，此類的服務將變為可能。 例如最近剛發表的 MSN 就能讓使用者一面使用 Instant Message 一面啟動網路電話交談功能。Skype 3.0 也已經開啟了此項功能。 整合型All-IP網路無論在品質控制、新服務之設計支援、提供跨網路 應用服務之能力、降低營運成本上都有很高的潛力超越傳統 的分離式網路，表5.1 是簡單的比較：

表5.1 PSTN、Internet VoIP、及All-IP Network 之能力比較

	PSTN/IN	Internet	All-IP Network
Multimedia services	No	Yes	Yes
QoS-enabled	Yes (voice)	No	Yes
Network intelligence	Yes	No	Yes
Intelligent CPE	No	Yes	Yes
Underlying transport network	Circuit switching	Packet Switching	Packet Switching
Service architecture	Semi-distinct	Ad hoc	Distinct
Integrated control and management	No	Yes	Yes
Service reliability	High	Low	High
Service creation	Complex	Ad-hoc	Systematic
Ease of use of services	Medium	High	High
Evolvability/modularity	Low	Medium	High
Time to market of services	Long	Short	Short
Architecture openness	Low	High	High

我們試舉一些跨網路的新型服務為例：

轉接網路化(超連結轉接)

在傳統的電信網路架構下，當有人打電話到某大公司總機而事先不知受話者 之分機號碼時，總機值機員必須以人工方式查詢受話者分機號碼，才能幫忙 轉接，同樣的，如果打錯分機號碼，而受話者要幫忙轉接到正確的受話者 時，也必須以人工方式查詢受話者分機號碼，轉接過程耗時費力嚴重影響效率。 現在雖然有自動總機的設備可以以語音方式將部分分機號碼提供給發話者， 由發話者自行查詢，如此可以省下受話公司的人工轉接成本，但是自動總機 系統對發話者卻造成更大的負擔，整體電信系統的親和力反而大幅倒退， 轉接程序尚有大幅改進的空間。

在新型跨網路的網路架構下，發話端 CPE 除了傳統電話機之外，也可能是具有 接收 http/www/WAP 網頁資訊的 PDA 或 電腦，我們可以在收話端 (總機）裝設自動偵測發話端 CPE 基本能力之機制， 如果偵測到 CPE 具有接收 http/www/WAP 網頁資訊的能力， 我們可以在收話端自動將來電轉接到網頁電話簿上， 由使用者以瀏覽網頁的方式尋找受話者的電話， 更進一步的，最好可以直接在網頁上展示分機號碼的地方， 用mouse按一下，便可以將電話轉接到受話端。 受話總機或104查號台也可配備類似設備供值機員 以網頁的形式查詢電話並直接轉接， 以備當發話端CPE沒有接收網頁的功能時，可以提供幫助。