城域网差异化服务解决方案

2019-04-25 15:58:31 来源: 渝北信息港

1 引言

经过多年的建设,骨干的带宽和容量有了大幅提升,络瓶颈已从骨干逐步转移到城域上。建设城域必须考虑到络的投资本钱和业务发展的需求和络的可扩展性,以业务带动络建设,多业务运营已成为新时期运营商发展的趋势,在城域领域,随着业务类型的多样化、业务流向/流量不确定性的增加,如何以客户和业务需求为导向,以丰富的络资源运用满足客户的差异化的需求,并为运营商带来延续的赢利,是亟待解决的重点课题。

不同的客户资费不同,需要的带宽和QoS也不同,家庭互联客户需要的带宽较小,QoS要求也不严格;IPTV客户要求带宽较大,时延、丢包方面要求也比较高;而企业VPN客户,除QoS要求较高外,可能还需要VPN自管理的管界面。

业务可以分为一般数据业务、视频业务、语音业务3类。

(1)语音业务:对流量需求较小,但对丢包和延迟敏感。具体要求是:延迟不大于150ms、抖动不大于30ms、丢包率不大于1%,每一个呼唤需要21~320kbit/s带宽,并且每一个呼唤的控制信息需要150bit/s的带宽。

(2)视频业务:对流量需求很大,对丢包和延迟敏感程度中等。具体要求是:延迟不大于150ms、抖动不大于30ms、丢包率不大于1%,小的高优先级带宽需求也要在达到视频流所用带宽的基础上增加20%,例如384kbit/s的视频流就至少需要460 kbit/s高优先级的带宽。

(3)数据业务:对流量需求突发性很强,对丢包和延迟不太敏感。城域中数据业务类型多种多样,有些对延时很敏感,有些则没有,有些对抖动要求很刻薄,有些则没有。因此,对不同的业务类型应有不同的流量模型,并加以区分,比如WWW、E-mail、FTP、ERP等应用。

多业务运营、综合信息服务提供是新时期运营商发展的新方向,差异化服务就是为不同的客户提供不同的带宽、QoS、计费策略、自管理策略的业务。

2 基于络平面的差异化服务

络平面包括物理络平面和逻辑络平面,可以通过链路符合率的控制提供差异的业务特性。

虽然络融会和多业务承载能力是络建设的重要指标,但是基于络平面的差异化服务解决方案依然是基本、经常使用的差异化服务解决方案。如中国电信在163骨干以外建设的高QoS水平的电信业务承载CN2,就是基于络平面的差异化服务解决方案的典型案例,而目前电信和通都在进行的路由型城域改造,也可以认为是在BRAS的公众业务平面(A1平面)的基础上,新建一个由业务路由器(SR)组成的城域电信业务承载平面(A2平面)。

基于络平面的差异化服务解决方案有以下4种模式,如图1所示。

图1 基于络平面的差异化服务解决方案

(1)每业务每络的“独立络”模式;

(2)业务分别接入,再融会承载的“分离—融会”模式;

(3)业务经融合络接入,再分离进入独立的络平面的“融会—分离”模式;

(4)业务经融合络接入,再分离进入独立的络平面处理,再统一承载的“融合—分离—融合”模式。

模式的选择与络和业务发展阶段、各层次业务负荷百分比和运维和管理的便利性有关。

基于络平面的差异化服务解决方案的关键是选择业务的分离点。业务进入资源相对独立的络或通道的地方,称之为业务的分离点。

分离点的选择一般可以考虑以下原则:

(1)某一络层次负荷太重,并且扩容效益不佳,可以考虑新建一个平面,将部分业务疏导到新的平面;

(2)某一络层次设备能力不能满足新业务的要求,可以斟酌新建一个平面,将部分业务疏导到新的平面;

(3)分离点的选择应充分考虑到业务辨认和疏导的便利性和有效性。

基于络平面的差异化服务解决方案的另一个关键是业务辨认和疏导技术,有基于端口的、基于VLAN的、基于MAC地址的、基于EthernetProtocolType的、基于IP地址的、基于5元组的、基于DPI的业务识别和疏导技术。

目前城域建设中,比较重要的业务分离动向有:基于SelectiveQinQ的BRAS/SR双边缘接入;IPTVCDN专;部份城域正在部署宽带接入B平面;部份城域正在部署精品城域骨干B平面;部分城域正在部署专业化SR,VPNSR、IPTV SR、AG SR分离等。

3 基于队列机制的差异化服务

在融会和多业务承载的络平面上,可以通过队列机制提供QoS差异化的业务。

典型路由/交换设备的队列机制包括流分类、抛弃算法和出入队列调度算法3个环节。当前有多种流分类机制,简单的有基于802.1p、IPToS、DSCP等优先级分类的,复杂的有基于5元组,乃至7层DPI的流分类;入队列调度大致有RED、WRED算法两种;出队列调度算法较多,基本的有严格优先队列(PQ)效率较高的有加权公平队列(WFQ)对某种业务重点保障的低延迟队列(LLQ)等,每一年还有各种形形色色的新研究成果出现。

IP络QoS技术有DiffServ和IntServ两种模型,DiffServ是逐跳独立决策和队列处理的QoS模型;IntServ是全路径统一队列策略的QoS模型。DiffServ的扩展性好,可用作络基本的QoS机制,一般根据业务需求制定了8个QoS级别,对不同的QoS要求的业务赋予不同的QoS级别;而IntServ机制可以提供端到端严格的QoS,可以用作特定业务的处理,如高资费的专线业务和通信保障等。

基于队列机制的差异化服务解决方案适用于络容量总体上基本满足业务负荷要求的多业务融会络或多业务融会的层次络。

4 基于动态QoS控制的差异化

动态QoS技术主要通过资源预留及呼唤接纳控制(CAC)机制实现对基于呼叫的VoIP和VoD业务的QoS保证。另外,通过动态QoS技术还可以比较灵活地实现基于用户/内容的按需QoS保证业务等。其基本思路是在络层之上构建承载控制层,实现对络中关键节点(如BRAS装备)的资源控制和调度。承载控制层包括两个基本部件:资源管理服务器和用户位置信息系统。另外,为了便于动态QoS的部署,还需要在业务管理层面引入QoS业务管理平台或业务服务器中间件,QoS业务管理平台主要是针对非呼叫类业务;业务服务器中间件主要是针对基于呼唤的业务。在用户使用具有QoS保证的业务前或在建立基于呼唤的业务进程中,增加资源请求和分配的进程可以实现对用户的动态QoS保证。

QoS业务管理平台提供QoS业务管理、用户管理、资源管理和QoS计费信息等;资源管理服务器用于QoS策略分发、带宽资源利用等情况的统计;用户位置信息系统用于提供用户所在的接入节点的线路信息。

BRAS设备需要具有带宽资源预留功能。为了在宽带接入范围内提供更好的QoS保证,BRAS装备应能够将用户的服务等级信息转化成802.1p2层优先级标记下发给下层络,下层络直接根据802.1p优先级标记进行队列调度和QoS处理。

如果是基于呼唤的VoIP、VoD等业务,则可以直接定义这种业务的服务等级,用户发起业务要求时,只需要通过业务服务器中间件向资源管理服务器提出业务资源占用要求便可。

5 小结

中兴通讯提供全系列的路由器、宽带接入服务器、集聚交换机、接入层交换机及管产品,各种装备在对应层面上提供了丰富的服务质量部署策略,可提供多层次的差异化、辨别化服务,保证各种数据、音频、视频业务的转发质量。

在中国电信城域改造试点工作中,中兴通讯协助绵阳电信成功完成了城域优化,实现了普通拨号用户业务、吧业务、大客户专线业务、NGN承载的差异化服务。陕西电信采取中兴通讯数据产品组建了包括接入、会聚和业务路由器的城域络,宽带接入分为普通业务平面和高优先级业务平面,保证了在宽带接入内普通业务不会对高优先级业务产生影响。另外,中兴通讯T1200、T600、T64G等设备具有强大的QoS能力,能为不同用户和不同业务提供不同QoS等级的差异化服务,使得NGN、专线接入、企业互连等高优先级业务能够获得其需要的服务质量。中兴通讯数据产品在现有的IP城域中为IPTV业务提供有质量保证的差异化服务,并协助运营商对IP络进行优化和改造,形成差异化的业务支持能力,同时提供语音、视频、数据专线等业务的承载,积累了丰富的差异化服务络建设经验。

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