网络转型下的宽带接入QoS技术实施研究(3)
QoS技术
3.2宽带接入QoS的引入
QoS技术的部署主要包括资源控制、资源隔离和资源调度等各种技术及策略的运用。资源控制对使用的网络资源进行限制，主要通过对流量的许可控制实现，例如对不同类型的流量的限制、对流量的优先级控制等，资源的限制使得在网络中不同类型的流量具有合理的比例和分布。资源隔离主要保证不同的流量不会相互干扰，这种隔离可以通过设置流量优先级来实现，优先级主要确保低优先级的流量不会干扰高优先级的流量。资源调度对资源进行分配和调度。
考虑到QoS现实技术成熟程度的限制，QoS的引入实施及完善必将是长期的过程，建议分两个阶段来实施。
3.2.1第一阶段
在宽带多业务发展初期，建议在宽带接入网内引入802.1D二层优先级+拥塞调度机制的静态QoS机制，具体措施如下：
(1)根据业务需要，定义服务等级;
(2)在网络边缘，实施业务区分与标记策略。下行方向，由业务边缘网关根据IP地址/五元组对业务流进行识别，上行方向，由接入终端根据物理端口进行业务区分和标记。
(3)汇聚层及宽带接入平台根据802.1D优先级标记执行预设置的QoS处理策略，如队列调度，拥塞处理等。另外，宽带接入平台负责对上行802.1D二层优先级标记的信任度检查和重标记。
(4)汇聚层通过VLAN技术进行必要的带宽资源隔离，至少应实现组播业务带宽资源与其他业务带宽资源的隔离。
3.2.2第二阶段 802.1D二层优先级+拥塞调度机制的QoS机制存在许多不足，因此，随着宽带业务的发展，必须在网络层的基础上引入承载控制层，实现基于呼叫接纳控制技术的动态QoS机制。
动态QoS技术主要通过资源预留及呼叫接纳控制(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的实现基于用户/内容的按需QoS保证业务等。其基本思路如下：
在网络层之上构建网络层的“大脑”，即承载控制层，实现对网络中关键节点(如BRAS设备)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叫的业务。用户在使用具有QoS保证的业务前或在建立基于呼叫的业务过程中，增加资源请求和分配的过程，从而实现对用户的动态QoS保证。
QoS业务管理平台提供QoS业务管理、用户管理、资源管理以及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。
用户通过PC在使用具有QoS保证的业务之前，可以通过Portal页面方式进行QoS请求，相关的QoS参数可以包括用户服务等级、用户所需带宽、时长及对端IP地址等。以下以用户的按需带宽业务为例，说明其具体业务流程(如图1所示)：
图1 QoS业务流程示意图
(1)用户通过QoS业务管理平台的Portal页面申请所需要的带宽大小及相应的服务等级;
(2)QoS业务管理平台通过SOAP接口向资源管理服务器申请资源;
(3)资源管理服务器通过SOAP接口查询用户的物理位置;
(4)资源管理服务器根据用户的物理位置查询资源，并决定是否接纳或拒绝来自QoS业务管理平台的请求;
(5)如果接纳，资源管理服务器进行资源预留，并通过COPS接口将用户的服务等级下发给BRAS设备，BRAS设备建立用户IP地址与服务等级之间的映射关系;同时，资源管理服务器相应QoS业务管理平台的资源请求;
(6)QoS业务管理平台接收来自资源管理服务器的响应，将计费信息通过相关接口下发给计费系统;
(7)用户开始使用具有QoS保证的互联网业务。
另外，BRAS设备需要具有带宽资源预留功能。为了在宽带接入网范围内提供更好的QoS保证，BRAS设备应能够将用户的服务等级信息转化成802.1D二层优先级标记下发给下层网络，下层网络直接根据802.1D优先级标记进行队列调度和QoS处理。
如果是基于呼叫的VoIP、VoD等业务，则可以直接定义这种业务的服务等级，用户发起业务请求时，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请求即可。
4、现有宽带接入网的技术改造
针对宽带接入QoS的部署需求，应从以下5个方面入手实施宽带接入网络的技术改造，以解决接入网适应多业务承载所面临的QoS技术问题：
(1)优化宽带接入网络架构
对接入网进行优化的思路是：使BRAS下移，减少汇聚网络的层次，将规模较大的二层汇聚网络改成多个相互隔离的规模较小的二层网络，尽量减少DSLAM级联级数，扩展DSLAM设备的上联口带宽能力。
(2)DSLAM的IP化改造
为支持多媒体业务，现有的ATM上行的DSLAM设备必须改造成IP上行，或在原有的ATM-DSLAM节点旁新建IP-DSLAM节点，直接将多业务用户割接到新的IP-DSLAM节点。
(3)多业务VLAN隔离
在汇聚网络通过实施不同业务采用不同的VLAN策略，进行业务分流，并保证VLAN之间的隔离，根据VLAN进行相应的QoS处理策略。
(4)网络设备QoS功能的统一和升级
对接入网范围内网络设备的QoS功能进行统一规划，特别是涉及到的BRAS、接入终端和接入平台三个关键部件，并进行相应的技术升级或改造以保证接入网范围内网络设备对端到端的QoS功能的支持。
(5)智能多业务端口接入终端
采用智能的多业务端口接入终端替换现有的单端口终端，并采用多PVC上行、实施业务与端口、端口与PVC绑定的策略。
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