改變網絡結構

典型的寬帶網絡分為接入層、匯聚層、核心層三層結構。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。匯聚層設備對接入層通過FE/GE、ATM155等接口接入的業(yè)務流通過GE/POS匯聚到城域網核心層，最終由城域核心設備匯聚到骨干網。這種寬帶網絡的分層結構使網絡層次清晰。接入層為不同用戶提供各種接入手段，匯聚層對接入層業(yè)務流匯聚，城域網核心層保證快速轉發(fā)。

但是，在典型的樹狀拓撲寬帶接入網中，對于上行方向來說，不同業(yè)務的上行通信量存在著匯聚現(xiàn)象，需要確保各種業(yè)務的上行通信量的服務質量。對于下行方向來說，BAS作為業(yè)務控制點，同樣存在對不同業(yè)務下行通信量的匯聚現(xiàn)象，特別是當不同業(yè)務流量來自不同骨干網絡的情況下。另外，寬帶接入網可能使用不同速率的數(shù)據(jù)鏈路，導致速率不匹配，引起短暫的擁塞發(fā)生。因此，下行通信量也需要確保服務質量。因此，寬帶接入網的上行和下行方向均需要實施QoS解決方案。

總體規(guī)劃

實施寬帶接入QoS，首先必須進行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)務特性在接入網內實施針對業(yè)務類型的業(yè)務分流，目前可考慮的業(yè)務類型可以分為VoIP語音、視頻、專線互聯(lián)及互聯(lián)網接入等。另外，還必須考慮到寬帶網絡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，在接入網的匯聚層實施業(yè)務VLAN策略，并根據(jù)業(yè)務及流量特性對業(yè)務VLAN進行合理的帶寬規(guī)劃。

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

第四，不同業(yè)務類型實施不同的QoS：個人和家庭用戶的業(yè)務基本上以VoIP、視頻和互聯(lián)網接入為主，其業(yè)務優(yōu)先等級依次由高到低，這三類業(yè)務之間實施絕對優(yōu)先級調度策略；而互聯(lián)網接入業(yè)務在下行方向可再根據(jù)內容細分成兩類優(yōu)先級：具有一定QoS保證的互聯(lián)網業(yè)務和無QoS保證的普通互聯(lián)網業(yè)務，這兩種優(yōu)先級實施加權平均的調度策略。

QoS的引入

QoS技術的部署主要包括資源控制、資源隔離和資源調度等各種技術及策略的運用。資源控制對使用的網絡資源進行限制，主要通過對流量的許可控制實現(xiàn)，例如對不同類型的流量的限制、對流量的優(yōu)先級控制等，資源的限制使得在網絡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相互干擾，這種隔離可以通過設置流量優(yōu)先級來實現(xiàn)，優(yōu)先級主要確保低優(yōu)先級的流量不會干擾高優(yōu)先級的流量。資源調度對資源進行分配和調度。

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

第一階段：在寬帶多業(yè)務發(fā)展初期，建議在寬帶接入網內引入802.1D二層優(yōu)先級+擁塞調度機制的靜態(tài)QoS機制。

根據(jù)業(yè)務需要，定義服務等級；

(2)在網絡邊緣，實施業(yè)務區(qū)分與標記策略。下行方向，由業(yè)務邊緣網關根據(jù)IP地址/五元組對業(yè)務流進行識別，上行方向，由接入終端根據(jù)物理端口進行業(yè)務區(qū)分和標記。

(3)匯聚層及寬帶接入平臺根據(jù)802.1D優(yōu)先級標記執(zhí)行預設置的QoS處理策略，如隊列調度，擁塞處理等。另外，寬帶接入平臺負責對上行802.1D二層優(yōu)先級標記的信任度檢查和重標記。

(4)匯聚層通過VLAN技術進行必要的帶寬資源隔離，至少應實現(xiàn)組播業(yè)務帶寬資源與其他業(yè)務帶寬資源的隔離。

第二階段：802.1D二層優(yōu)先級+擁塞調度機制的QoS機制存在許多不足，因此，隨著寬帶業(yè)務的發(fā)展，必須在網絡層的基礎上引入承載控制層，實現(xiàn)基于呼叫接納控制技術的動態(tài)QoS機制。

動態(tài)QoS技術主要通過資源預留及呼叫接納控制(CAC)機制實現(xiàn)對基于呼叫的VoIP和VoD業(yè)務的QoS保證。另外，通過動態(tài)QoS技術還可以比較靈活的實現(xiàn)基于用戶/內容的按需QoS保證業(yè)務等。其基本思路如下：

在網絡層之上構建網絡層的“大腦”，即承載控制層，實現(xiàn)對網絡中關鍵節(jié)點(如BRAS設備)的資源控制和調度。承載控制層包括兩個基本部件：資源管理服務器和用戶位置信息系統(tǒng)。另外，為了便于動態(tài)QoS的部署，還需要在業(yè)務管理層面引入QoS業(yè)務管理平臺或業(yè)務服務器中間件，QoS業(yè)務管理平臺主要是針對非呼叫類業(yè)務，業(yè)務服務器中間件主要是針對基于呼叫的業(yè)務。用戶在使用具有QoS保證的業(yè)務前或在建立基于呼叫的業(yè)務過程中，增加資源請求和分配的過程，從而實現(xiàn)對用戶的動態(tài)QoS保證。

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

用戶通過PC在使用具有QoS保證的業(yè)務之前，可以通過Portal頁面方式進行QoS請求，相關的QoS參數(shù)可以包括用戶服務等級、用戶所需帶寬、時長及對端IP地址等。以下以用戶的按需帶寬業(yè)務為例，說明其具體業(yè)務流程(如圖所示)：

用戶通過QoS業(yè)務管理平臺的Portal頁面申請所需要的帶寬大小及相應的服務等級；

(2)QoS業(yè)務管理平臺通過SOAP接口向資源管理服務器申請資源；

(3)資源管理服務器通過SOAP接口查詢用戶的物理位置；

(4)資源管理服務器根據(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)務管理平臺的請求；

(5)如果接納，資源管理服務器進行資源預留，并通過COPS接口將用戶的服務等級下發(fā)給BRAS設備，BRAS設備建立用戶IP地址與服務等級之間的映射關系；同時，資源管理服務器響應QoS業(yè)務管理平臺的資源請求；

(6)QoS業(yè)務管理平臺接收來自資源管理服務器的響應，將計費信息通過相關接口下發(fā)給計費系統(tǒng)；

(7)用戶開始使用具有QoS保證的互聯(lián)網業(yè)務。

另外，BRAS設備需要具有帶寬資源預留功能。為了在寬帶接入網范圍內提供更好的QoS保證，BRAS設備應能夠將用戶的服務等級信息轉化成802.1D二層優(yōu)先級標記下發(fā)給下層網絡，下層網絡直接根據(jù)802.1D優(yōu)先級標記進行隊列調度和QoS處理。

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

改變QoS方式

針對寬帶接入QoS的部署需求，應從以下五個方面入手實施寬帶接入網絡的技術改造，以解決接入網適應多業(yè)務承載所面臨的QoS技術問題：

第一，優(yōu)化寬帶接入網絡架構。使BRAS下移，減少匯聚網絡的層次，將規(guī)模較大的二層匯聚網絡改成多個相互隔離的規(guī)模較小的二層網絡，盡量減少DSLAM級聯(lián)級數(shù)，擴展DSLAM設備的上聯(lián)口帶寬能力。

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

第三，多業(yè)務VLAN隔離。在匯聚網絡通過實施不同業(yè)務采用不同的VLAN策略，進行業(yè)務分流，并保證VLAN之間的隔離，根據(jù)VLAN進行相應的QoS處理策略。

第四，網絡設備QoS功能的統(tǒng)一和升級。對接入網范圍內網絡設備的QoS功能進行統(tǒng)一規(guī)劃，特別是涉及到的BRAS、接入終端和接入平臺三個關鍵部件，并進行相應的技術升級或改造以保證接入網范圍內網絡設備對端到端的QoS功能的支持。

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

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