Next Generation Network (NGN), auch Next Generation Access Network (NGA-Netz), bezeichnet in der Telekommunikation die Netzwerktechnologie, welche traditionelle leitungsvermittelnde Telekommunikationsnetze wie Telefonnetze, Kabelfernsehnetze, Mobilfunknetze usw. durch eine einheitliche paketvermittelnde Netzinfrastruktur und -architektur ersetzt und zu den älteren Telekommunikationsnetzen kompatibel ist. Die Bezeichnung NGN/NGA wurde auch (stark vereinfachend) als Schlagwort für die Umstellung der früheren Telekommunikationsnetze auf Internet-Protokoll-Technologie (IP) benutzt, da dies die vorherrschende Wahl zur Implementierung von paketvermittelnden Netzen war.
Der Vorteil ist die Konvergenz. Dabei ist eines der wesentlichen Merkmale von NGN, dass unterschiedliche Netzfunktionen wie Transport, Dienst und die Kontrollfunktion (zum Beispiel Signalisierung) auf unterschiedlichen (logischen) Netzebenen realisiert werden.
Kritiker sehen in NGNs eine Gefährdung der Netzneutralität, insbesondere auf die geplante Einführung der definierten Ende-zu-Ende-Dienstgüte (QoS) und die damit verbundene Möglichkeit, Datenströme gezielt „auszubremsen“ oder sogar auszusperren, – NGN-Arbeitsblatt, welches die Möglichkeit einer gezielten Aussperrung von Internetinhalten beschreibt. wird dabei hingewiesen. – Heise. c’t. 1/2009, S. 28: Netzneutralität.
Hintergrund Motivation Durch den steigenden Kostendruck im Telekommunikationsmarkt und den Preisverfall bei Sprachdiensten sahen sich die Diensteanbieter und Netzbetreiber gezwungen, neue Ansätze zum wirtschaftlichen und effizienten Angebot von Telekommunikationsdiensten und Betrieb von Telekommunikationsnetzen zu suchen. Früher wurde der Telekommunikationsmarkt von traditionellen Telefonieanbietern dominiert. Es ist aber eine zunehmende Konvergenz der Dienste und Netze zu beobachten. Damit drängen auch klassische Portalanbieter wie zum Beispiel Google, Yahoo, MSN oder auch Kabelnetzbetreiber auf diesen Markt. Das zunehmende Angebot von Telefondiensten mittels IP-Telefonie (VoIP) ist nur ein Beispiel. Im Zuge dieser Konvergenz nimmt im Endkundenumsatz der Wertbeitrag der Netzbereitstellung zu Gunsten des Dienstleistungsangebots ab; die Wertschöpfungsketten des Telekommunikationsmarktes verändern sich. Die etablierten Netzbetreiber sehen sich daher gezwungen, Kosteneinsparpotentiale zu suchen und ihre Geschäftsmodelle zu überdenken. Aufgrund der Konvergenz der vier Branchen Telekommunikation, Information, Medien und Entertainment hat sich als zusammenfassende Bezeichnung das Akronym TIME etabliert.
Die traditionelle Telekommunikations-Infrastruktur war heterogen aufgebaut. Festnetztelefonie und Datenübertragung wurden mit unterschiedlicher Technik realisiert. Es bestanden unmittelbare Abhängigkeiten zwischen Diensten und der verwendeten Technik, wodurch die Einführung neuer Dienste durch Anpassungen der Hardware ein sehr kostspieliger und langwieriger Prozess war. Zusätzlich bot die Beschränkung auf nur eine Systemtechnik ein großes Einsparpotential in Bezug auf die Kosten für Wartung, Umbau und Beschaffung sowie die Verringerung der Technikstandorte und -flächen. Als grundsätzliche Möglichkeit wurde die Umstellung der früheren leitungsvermittelnden Netze auf paketvermittelnde Netze unter Nutzung des Internet-Protokolls gesehen.
Historische Entwicklung Die ersten NGN-Spezifikationen für den europäischen Raum erfolgten im ETSI Project TIPHON (Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks). Durch die Zusammenlegung dieses ProjektsETSI TIPHON website. mit dem ETSI TC SPAN (Technical Committee Services and Protocols for Advanced Networks) wurde dann das ETSI TC TISPAN. (Telecoms & Internet converged Services & Protocols for Advanced Networks) gegründet, das bis heute die Bearbeitung von Standards für NGN innerhalb von ETSI betreut.
Die Arbeiten in ETSI TC TISPAN erfolgten vor dem Hintergrund der Erstellung von Konzepten für die Migration von PSTN/ISDN hin zu paketvermittelnden Netzen. Es wurde ein NGN spezifiziert, das PSTN und ISDN anschalten und ersetzen kann. Dabei werden alle Systemkomponenten bereitgestellt, um insbesondere Sprachübermittlungsdienste in einem NGN zu realisieren.
Zusätzlich existiert noch das 3rd Generation Partnership Project (3GPP), das ein NGN aus UMTS heraus entwickelte und damit von den Mobilfunkbetreibern vorangebracht wurde. 3GPP hat die Kernspezifikation von IP Multimedia Subsystem (IMS) basierend auf IP-Technologie erarbeitet. Beide Gruppen, ETSI TC TISPAN und 3GPP, strebten eine Implementierung von NGN auf Grundlage von IMS an. Dabei arbeiteten ETSI TISPAN und 3GPP eng zusammen, um ein Auseinanderlaufen der IMS-Spezifikationen zu vermeiden.
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Definition und Spezifikation Definition der ITU Die ITU-T definiert ein NGN in der ITU-T-Empfehlung Y.2001ITU-T-Empfehlung Y.2001 (12/04). wie folgt (Übersetzung aus dem Englischen):
Der Begriff der allgemeinen Mobilität spielt beim NGN eine grundlegende Rolle und wird in der ITU-T-Empfehlung Y.2001 daher noch genauer definiert (Übersetzung aus dem Englischen):
Des Weiteren listet die ITU-T-Empfehlung Y.2001 die folgenden vierzehn grundlegenden Merkmale auf, die erfüllt sein müssen, damit ein Telekommunikationsnetz als NGN angesehen werden kann:
Paketübertragung Aufteilung der Steuerfunktionen in Übermittlungseigenschaften, Ruf/Verbindung und Anwendung/Dienst Abkopplung des Dienstangebots vom Netz und Bereitstellung von offenen Schnittstellen Unterstützung eines großen Spektrums von Diensten, Anwendungen und Mechanismen auf der Grundlage von Dienste-Bausteinen (Dienste-Modulen) (einschließlich Echtzeit/Streaming/Nicht-Echtzeit-Dienste und Multimedia) Breitband-Fähigkeiten mit durchgehender Dienstgüte und Transparenz Zusammenarbeit mit vorhandenen Netzen über offene Schnittstellen Generelle Mobilität Uneingeschränkter Zugang der Nutzer zu verschiedenen Diensteanbietern Vielzahl von Identifikationsschemata Einheitliche Dienstmerkmale für den gleichen Dienst aus der Sicht des Nutzers Konvergenz von Diensten zwischen fest/mobil Unabhängigkeit von dienstbezogenen Funktionen von den zugrunde liegenden Beförderungstechnologien Unterstützung unterschiedlicher Last-Mile-Technologien Erfüllung aller regulatorischen Anforderungen, zum Beispiel Notfallkommunikation sowie Sicherheit/Vertraulichkeit usw.
Das Konzept der ETSI Arbeitsgruppe TIPHON Diese ETSI-Arbeitsgruppe wurde 1997 gegründet und ist mittlerweile zugunsten der ETSI AG TISPAN eingestellt worden. Das Konzept besteht im Wesentlichen aus folgenden Komponenten: Media Gateways, welche die einzelnen Netze physikalisch verbinden und für die Übertragung von Informationen sorgen – einschließlich dabei notwendiger Format- und Datenkonvertierung, und Softswitches, welche die Media Gateways steuern und zum Beispiel Verbindungen über alle Netzgrenzen hinweg auf- und abbauen.
Neue Dienste in einem NGN werden auch als NGS (Next Generation Services) bezeichnet. Erbracht werden diese Services von der sogenannten Service Delivery Platform (SDP).
Das IMS der 3GPP IMS wird im europäischen Raum vom 3GPP, ein Zusammenschluss von Betreibern und Herstellern im Bereich des Mobilfunks,. entwickelt. Mit Release 5 seiner „Technical Recommendations (TR)“ wird ein „all IP“ Konzept eingeführt.
Das Konzept umfasst drei Schichten, das „Transport Layer“ des ITU Ansatzes wird dabei in „Transport Layer“ und „IMS Layer“ gesplittet. Die Funktionalität verteilt sich wie folgt: Die Transportschicht umfasst die Gateways und bindet die Zugangsnetze ein Die IMS-Schicht umfasst die „Call-Control“-Funktion (CSCF), sowie Kontrollfunktionen für die Gateways die Serviceschicht enthält das HSS (Datenbank) und AS (Application Server)
Eine detaillierte Beschreibung und Quellen befindet sich in IP Multimedia Subsystem.
Das Konzept der ETSI Arbeitsgruppe TISPAN Das ETSI TISPAN NGN ist in Release 2 spezifiziert. Dieses Konzept nimmt IMS zum Ausgangspunkt („Core IMS“) und integriert nicht mobilfunkspezifische Zugangsformen.. Genannt werden insbesondere: „Fixed Access“ (SIP und klassische Telefonie) „Cable Access“ (Zugriff aus Kabelfernsehnetzen) „Mobile Access“ (Mobilfunk) „Broadband Wireless Access“ (WLAN, WiMAX)
In der ETSI Spezifikation ES 282 001ETSI ES 282 001:Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN); NGN Functional Architecture. wird die grundlegende Architektur definiert.
ETSI unterscheidet zwischen zwei funktionalen Gruppen:ETSI ES 282 001: Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN); NGN Functional Architecture. Transportschicht (Transport Stratum) Serviceschicht (Service Stratum) Die Applikationen werden hier zur Serviceschicht gezählt. Es wird von (logischen) Funktionen gesprochen, das Wie deren technischer Realisierung ist kein Gegenstand der Spezifikationen. Die Begriffe haben nichts mit den ähnlich lautenden der OSI-Modells zu tun.
Transportschicht Die Transportschicht umfasst die „Transport processing functions“, das „Network Attachment Subsystem“ (NASS)ETSI ES 282 004: Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN); NGN Functional Architecture; Network Attachment Sub-System (NASS). und das Resource and Admission Control Subsystem (RACS).ETSI ES 282 003: Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN); Resource and Admission Control Sub-system (RACS); Functional Architecture. Die Transport processing functions (in Release 1 Transfer functions genannt) binden das NGN-System an die zu bedienenden Netze an. Hierzu gehören auch Signalisierungs- und Mediagateways. Das NASS und das RACS enthalten die Kontrollfunktionen und Dienste der Transportschicht. Dazu gehören insbesondere die IP-Adressverwaltung, IP-basierte Zugangskontrolle (beide NASS), Resourceverwaltung und NAT-Unterstützung (beide RACS).
Serviceschicht Das „Core“ IP Multimedia Subsystem (IMS)ETSI ES 283 003: Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN); IP Multimedia Call Control Protocol based on Session Initiation Protocol (SIP) and Session Description Protocol (SDP) Stage 3. ist die zentrale Komponente der NGN-Architektur. Es realisiert einen SIP IMS-Switch zur Kontrolle aller SIP-Multimediadienste. Es unterstützt das IMS based PSTN/ISDN Emulationssystem.
Das PSTN/ISDN Emulation subsystem (PES)ETSI ES 282 002: Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN); PSTN/ISDN Emulation Sub-system (PES); Functional architecture. ermöglicht es POTS- oder ISDN-Dienste zu emulieren, und somit Endgeräte der klassischen Telefonie an das NGN anzuschließen. Das PES unterscheidet zwei Ansätze: den Softswitch basierenden Ansatz und den auf dem IMS basierenden Ansatz.
Das The IPTV SubsystemETSI TS 182 028: Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking (TISPAN); IPTV Architecture; Dedicated subsystem for IPTV functions. spezifiziert die Integration von IPTV und ähnliche Dienste in das NGN.
Die Common components sind eine Reihe von Funktionen, die von den oben genannten Funktionen der Serviceschicht gemeinsam genutzt werden. Dazu gehören insbesondere Schnittstellen zum Datenbankzugriff (User Profile Server Function und Subscription Locator Function) und zum Zugriff auf die Applikationen (Application Server Function (ASF))
Für die Application Server Function (ASF) werden drei Schnittstellen definiert: SIP Application Servers (SIP AS) zur Anbindung von Applikationen, die das SIP beherrschen the IM-SSF Application Server zur Anbindung an IN-Applikationen mit CAMEL oder ETSI Core INAP Schnittstellen OSA SCS Application Server zur Anbindung an IN-Applikationen mit OSA/Parlay Schnittstellen