改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

典型的寬帶網(wǎng)絡(luò)分為接入層、匯聚層、核心層三層結(jié)構(gòu)。接入層提供XDSL等多種接入方式，接入PC、IPSTB、ePhone、IAD等多種終端設(shè)備，通過各種終端開展寬帶接入、Internet互聯(lián)、語音、視頻等業(yè)務(wù)。匯聚層設(shè)備對(duì)接入層通過FE/GE、ATM155等接口接入的業(yè)務(wù)流通過GE/POS匯聚到城域網(wǎng)核心層，最終由城域核心設(shè)備匯聚到骨干網(wǎng)。這種寬帶網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)使網(wǎng)絡(luò)層次清晰。接入層為不同用戶提供各種接入手段，匯聚層對(duì)接入層業(yè)務(wù)流匯聚，城域網(wǎng)核心層保證快速轉(zhuǎn)發(fā)。

但是，在典型的樹狀拓?fù)鋵拵Ы尤刖W(wǎng)中，對(duì)于上行方向來說，不同業(yè)務(wù)的上行通信量存在著匯聚現(xiàn)象，需要確保各種業(yè)務(wù)的上行通信量的服務(wù)質(zhì)量。對(duì)于下行方向來說，BAS作為業(yè)務(wù)控制點(diǎn)，同樣存在對(duì)不同業(yè)務(wù)下行通信量的匯聚現(xiàn)象，特別是當(dāng)不同業(yè)務(wù)流量來自不同骨干網(wǎng)絡(luò)的情況下。另外，寬帶接入網(wǎng)可能使用不同速率的數(shù)據(jù)鏈路，導(dǎo)致速率不匹配，引起短暫的擁塞發(fā)生。因此，下行通信量也需要確保服務(wù)質(zhì)量。因此，寬帶接入網(wǎng)的上行和下行方向均需要實(shí)施QoS解決方案。

總體規(guī)劃

實(shí)施寬帶接入QoS，首先必須進(jìn)行QoS的總體規(guī)劃，其規(guī)劃原則可如下：

第一，根據(jù)不同業(yè)務(wù)特性在接入網(wǎng)內(nèi)實(shí)施針對(duì)業(yè)務(wù)類型的業(yè)務(wù)分流，目前可考慮的業(yè)務(wù)類型可以分為VoIP語音、視頻、專線互聯(lián)及互聯(lián)網(wǎng)接入等。另外，還必須考慮到寬帶網(wǎng)絡(luò)本身還存在管理和控制信令等，這種消息流與VoIP數(shù)據(jù)流具有同等的QoS保證需求。

第二，在接入網(wǎng)的匯聚層實(shí)施業(yè)務(wù)VLAN策略，并根據(jù)業(yè)務(wù)及流量特性對(duì)業(yè)務(wù)VLAN進(jìn)行合理的帶寬規(guī)劃。

第三，不同客戶實(shí)施不同的QoS：對(duì)于重要的企業(yè)VPN專線、同城互聯(lián)客戶，至少在接入網(wǎng)匯聚層實(shí)施獨(dú)享帶寬和獨(dú)立邏輯通道(業(yè)務(wù)VLAN)的二層QoS策略；對(duì)于個(gè)人和家庭用戶，可針對(duì)用戶的業(yè)務(wù)類型，提供不同的QoS策略。

第四，不同業(yè)務(wù)類型實(shí)施不同的QoS：個(gè)人和家庭用戶的業(yè)務(wù)基本上以VoIP、視頻和互聯(lián)網(wǎng)接入為主，其業(yè)務(wù)優(yōu)先等級(jí)依次由高到低，這三類業(yè)務(wù)之間實(shí)施絕對(duì)優(yōu)先級(jí)調(diào)度策略；而互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)在下行方向可再根據(jù)內(nèi)容細(xì)分成兩類優(yōu)先級(jí)：具有一定QoS保證的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和無QoS保證的普通互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，這兩種優(yōu)先級(jí)實(shí)施加權(quán)平均的調(diào)度策略。

QoS的引入

QoS技術(shù)的部署主要包括資源控制、資源隔離和資源調(diào)度等各種技術(shù)及策略的運(yùn)用。資源控制對(duì)使用的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行限制，主要通過對(duì)流量的許可控制實(shí)現(xiàn)，例如對(duì)不同類型的流量的限制、對(duì)流量的優(yōu)先級(jí)控制等，資源的限制使得在網(wǎng)絡(luò)中不同類型的流量具有合理的比例和分布。資源隔離主要保證不同的流量不會(huì)相互干擾，這種隔離可以通過設(shè)置流量優(yōu)先級(jí)來實(shí)現(xiàn)，優(yōu)先級(jí)主要確保低優(yōu)先級(jí)的流量不會(huì)干擾高優(yōu)先級(jí)的流量。資源調(diào)度對(duì)資源進(jìn)行分配和調(diào)度。

考慮到QoS現(xiàn)實(shí)技術(shù)成熟程度的限制，QoS的引入實(shí)施及完善必將是長期的過程，建議分兩個(gè)階段來實(shí)施。

第一階段：在寬帶多業(yè)務(wù)發(fā)展初期，建議在寬帶接入網(wǎng)內(nèi)引入802.1D二層優(yōu)先級(jí)+擁塞調(diào)度機(jī)制的靜態(tài)QoS機(jī)制。

根據(jù)業(yè)務(wù)需要，定義服務(wù)等級(jí)；

(2)在網(wǎng)絡(luò)邊緣，實(shí)施業(yè)務(wù)區(qū)分與標(biāo)記策略。下行方向，由業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)根據(jù)IP地址/五元組對(duì)業(yè)務(wù)流進(jìn)行識(shí)別，上行方向，由接入終端根據(jù)物理端口進(jìn)行業(yè)務(wù)區(qū)分和標(biāo)記。

(3)匯聚層及寬帶接入平臺(tái)根據(jù)802.1D優(yōu)先級(jí)標(biāo)記執(zhí)行預(yù)設(shè)置的QoS處理策略，如隊(duì)列調(diào)度，擁塞處理等。另外，寬帶接入平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)上行802.1D二層優(yōu)先級(jí)標(biāo)記的信任度檢查和重標(biāo)記。

(4)匯聚層通過VLAN技術(shù)進(jìn)行必要的帶寬資源隔離，至少應(yīng)實(shí)現(xiàn)組播業(yè)務(wù)帶寬資源與其他業(yè)務(wù)帶寬資源的隔離。

第二階段：802.1D二層優(yōu)先級(jí)+擁塞調(diào)度機(jī)制的QoS機(jī)制存在許多不足，因此，隨著寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展，必須在網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)上引入承載控制層，實(shí)現(xiàn)基于呼叫接納控制技術(shù)的動(dòng)態(tài)QoS機(jī)制。

動(dòng)態(tài)QoS技術(shù)主要通過資源預(yù)留及呼叫接納控制(CAC)機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)基于呼叫的VoIP和VoD業(yè)務(wù)的QoS保證。另外，通過動(dòng)態(tài)QoS技術(shù)還可以比較靈活的實(shí)現(xiàn)基于用戶/內(nèi)容的按需QoS保證業(yè)務(wù)等。其基本思路如下：

在網(wǎng)絡(luò)層之上構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)層的“大腦”，即承載控制層，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)(如BRAS設(shè)備)的資源控制和調(diào)度。承載控制層包括兩個(gè)基本部件：資源管理服務(wù)器和用戶位置信息系統(tǒng)。另外，為了便于動(dòng)態(tài)QoS的部署，還需要在業(yè)務(wù)管理層面引入QoS業(yè)務(wù)管理平臺(tái)或業(yè)務(wù)服務(wù)器中間件，QoS業(yè)務(wù)管理平臺(tái)主要是針對(duì)非呼叫類業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)服務(wù)器中間件主要是針對(duì)基于呼叫的業(yè)務(wù)。用戶在使用具有QoS保證的業(yè)務(wù)前或在建立基于呼叫的業(yè)務(wù)過程中，增加資源請(qǐng)求和分配的過程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的動(dòng)態(tài)QoS保證。

QoS業(yè)務(wù)管理平臺(tái)提供QoS業(yè)務(wù)管理、用戶管理、資源管理以及QoS計(jì)費(fèi)信息等；資源管理服務(wù)器用于QoS策略分發(fā)、帶寬資源利用等情況的統(tǒng)計(jì)；用戶位置信息系統(tǒng)用于提供用戶所在的接入節(jié)點(diǎn)的線路信息。

用戶通過PC在使用具有QoS保證的業(yè)務(wù)之前，可以通過Portal頁面方式進(jìn)行QoS請(qǐng)求，相關(guān)的QoS參數(shù)可以包括用戶服務(wù)等級(jí)、用戶所需帶寬、時(shí)長及對(duì)端IP地址等。以下以用戶的按需帶寬業(yè)務(wù)為例，說明其具體業(yè)務(wù)流程(如圖所示)：

用戶通過QoS業(yè)務(wù)管理平臺(tái)的Portal頁面申請(qǐng)所需要的帶寬大小及相應(yīng)的服務(wù)等級(jí)；

(2)QoS業(yè)務(wù)管理平臺(tái)通過SOAP接口向資源管理服務(wù)器申請(qǐng)資源；

(3)資源管理服務(wù)器通過SOAP接口查詢用戶的物理位置；

(4)資源管理服務(wù)器根據(jù)用戶的物理位置查詢資源，并決定是否接納或拒絕來自QoS業(yè)務(wù)管理平臺(tái)的請(qǐng)求；

(5)如果接納，資源管理服務(wù)器進(jìn)行資源預(yù)留，并通過COPS接口將用戶的服務(wù)等級(jí)下發(fā)給BRAS設(shè)備，BRAS設(shè)備建立用戶IP地址與服務(wù)等級(jí)之間的映射關(guān)系；同時(shí)，資源管理服務(wù)器響應(yīng)QoS業(yè)務(wù)管理平臺(tái)的資源請(qǐng)求；

(6)QoS業(yè)務(wù)管理平臺(tái)接收來自資源管理服務(wù)器的響應(yīng)，將計(jì)費(fèi)信息通過相關(guān)接口下發(fā)給計(jì)費(fèi)系統(tǒng)；

(7)用戶開始使用具有QoS保證的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

另外，BRAS設(shè)備需要具有帶寬資源預(yù)留功能。為了在寬帶接入網(wǎng)范圍內(nèi)提供更好的QoS保證，BRAS設(shè)備應(yīng)能夠?qū)⒂脩舻姆��?wù)等級(jí)信息轉(zhuǎn)化成802.1D二層優(yōu)先級(jí)標(biāo)記下發(fā)給下層網(wǎng)絡(luò)，下層網(wǎng)絡(luò)直接根據(jù)802.1D優(yōu)先級(jí)標(biāo)記進(jìn)行隊(duì)列調(diào)度和QoS處理。

如果是基于呼叫的VoIP、VoD等業(yè)務(wù)，則可以直接定義這種業(yè)務(wù)的服務(wù)等級(jí)，用戶發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求時(shí)，只需要通過業(yè)務(wù)服務(wù)器中間件向資源管理服務(wù)器提出業(yè)務(wù)資源占用請(qǐng)求即可。

改變QoS方式

針對(duì)寬帶接入QoS的部署需求，應(yīng)從以下五個(gè)方面入手實(shí)施寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)改造，以解決接入網(wǎng)適應(yīng)多業(yè)務(wù)承載所面臨的QoS技術(shù)問題：

第一，優(yōu)化寬帶接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。使BRAS下移，減少匯聚網(wǎng)絡(luò)的層次，將規(guī)模較大的二層匯聚網(wǎng)絡(luò)改成多個(gè)相互隔離的規(guī)模較小的二層網(wǎng)絡(luò)，盡量減少DSLAM級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)，擴(kuò)展DSLAM設(shè)備的上聯(lián)口帶寬能力。

第二，DSLAMIP化改造。為支持視頻業(yè)務(wù)，現(xiàn)有的ATM上行的DSLAM設(shè)備必須改造成IP上行，或在原有的ATM-DSLAM節(jié)點(diǎn)旁新建IP-DSLAM節(jié)點(diǎn)，直接將多業(yè)務(wù)用戶割接到新的IP-DSLAM節(jié)點(diǎn)。

第三，多業(yè)務(wù)VLAN隔離。在匯聚網(wǎng)絡(luò)通過實(shí)施不同業(yè)務(wù)采用不同的VLAN策略，進(jìn)行業(yè)務(wù)分流，并保證VLAN之間的隔離，根據(jù)VLAN進(jìn)行相應(yīng)的QoS處理策略。

第四，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備QoS功能的統(tǒng)一和升級(jí)。對(duì)接入網(wǎng)范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的QoS功能進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，特別是涉及到的BRAS、接入終端和接入平臺(tái)三個(gè)關(guān)鍵部件，并進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)升級(jí)或改造以保證接入網(wǎng)范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)端到端的QoS功能的支持。

第五，智能多業(yè)務(wù)端口接入終端。采用智能的多業(yè)務(wù)端口接入終端替換現(xiàn)有的單端口終端，并采用多PVC上行、實(shí)施業(yè)務(wù)與端口、端口與PVC綁定的策略。

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