從配角到主角寬帶接入網QoS仍具挑戰

2019-11-04 12:29:47

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供稿：網友

　　隨著電信運營商希望在ip網絡上提供實時的視頻和音頻業務，非凡是在接入網由于成本因素，帶寬相對受限，帶來了QoS的需求。但是，由于在整個寬帶接入網上部署QoS解決方案需要對整個網絡進行調整和重新配置，重新部署的復雜性很高，支持多業務的寬帶接入網QoS仍然是一個挑戰。

目前很少有電信運營商在寬帶接入網實現了完整的基于區分服務的QoS方案。由于端到端的QoS指標被分配到若干個IPOD，因此需要寬帶接入網與其它IPOD針對網絡資源進行交互和協調。寬帶接入網還需要支持SLA，提供SLA監測機制、相關的網絡治理以及運營機制。

寬帶城域網QoS機制

寬帶接入網通常通過城域網連入骨干網，討論寬帶接入網QoS必須考慮寬帶城域網QoS方案的影響。

城域網通常采用光網絡技術，可以基于包交換方式，基于電路交換方式或者基于二者的結合。MSTP設備是新一代SDH設備，在電路交換之外，增加2層、2.5層或3層的數據交換能力，使得設備具備了電路交換與數據交換兩種能力。其中，多協議標記交換(MPLS)技術將第三層技術(如IP路由)與第二層技術(如ATM，FR)有機地結合起來，構成所謂的2.5層交換，MPLS技術可以使MSTP具有許多性能上的優勢，提供有很高QoS要求的實時服務，已經成為寬帶城域網的要害支撐技術之一。寬帶接入網QoS方案設計時應該考慮與MSTP網的MPLS機制相配合，還要考慮兩者之間的映射。顯然，假如采用統一的MPLS機制，可以簡化QoS方案。

RPR綜合了以太網和SDH的優點，定義了一個獨立的物理層——彈性分組環媒介訪問控制層，解決了城域網中大量使用的環技術中的多業務傳輸問題。RPR技術采用高速硬件技術和標記交換技術處理數據包，能夠根據所接受的分組頭的CoS域的值決定如何轉發(排隊和調度)或丟棄該分組，支持基于策略的整形和管制，用SLA機制來確定承諾信息速率(CIR)、突發信息速率(BIR)和最大突發大小。基于上述QoS機制，RPR聲稱能提供話音質量的TDM電路服務，也能為實時和非實時的可變比特率業務提供一定的QoS保證，并且盡可能轉發盡力而為業務。RPR技術的QoS機制有別于已有的寬帶接入網QoS機制，但采用的QoS機制大同小異，QoS方案聯合設計時，主要考慮二者之間的映射和配合。

由于城域網和接入網可以分別采用不同的方法確保服務質量，也正是由于采用不同的QoS方案，因此在接入網和城域網之間需要在通信量治理上進行合作，進行服務水平協議SLA(Service Level Agreement)的協商。

寬帶接入網QoS機制

接人網的QoS有其非凡的復雜性：一方面接入網的帶寬通常受到限制，另一方面接入網的情況比較復雜，涉及多種技術，如以太網、ATM、FR等；多種業務聚合，如視頻、音頻和數據等業務。

在典型的樹狀拓撲寬帶接入網中，上行通信量存在著匯聚現象。上行通信量通常具有嚴格的服務質量要求，因此寬帶接入網需要確保各種業務的上行通信量的服務質量。假如寬帶接入網的下行通信量僅來自于一個骨干網，下行通信量不會產生匯聚現象。但是當寬帶接入網的通信流可能來自不同的網絡(電話交換網、IP骨干網、電視網)，甚至來自于同種類型的多個網絡時，必然會導致寬帶接入網中某種類型服務流的匯聚。另外，寬帶接入網可能使用不同速率的數據鏈路，導致速率不匹配，引起短暫的擁塞發生。因此，對于下行通信量也需要確保它們的服務質量。

由于采用的物理介質不同，產生了兩種不同類型的接入技術：一種是采用載波調制的頻分復用技術的頻帶系統，如ADSL和HFC網；另外一種是基帶系統，采用基帶二進制編碼機制，如通常的PON網絡和以太網網絡。

由于采用的技術不同，造成了不同接入技術QoS方案難易的差異。ADSL和HFC使用頻分復用技術，一些業務被提供給專用的帶寬，這些業務間并不互相干擾，降低了QoS方案復雜度。例如，在HFC網絡中的數據業務和電視業務之間或者ADSL網中的電話業務和數據業務之間分別占用不同的頻譜，一個用戶的不同業務之間互不干擾。而在寬帶IP接入網中采用統計復用技術，各種業務共享某些鏈路的整個鏈路帶寬，如何確保多業務的服務質量是一個更困難的問題。

當前在IP包交換網中確保服務質量的方法有兩種類型。第一種方法是應用級服務質量機制，不改變網絡的體系結構，通過修改應用級的實現，使它們更好地適應網絡條件，也就是時延和包丟失率等變化，例如，糾錯編解碼機制、前向糾錯FEC和新的傳送層協議諸如實時傳輸協議/實時控制協議RTP/RTCP。第二種方法通過修改網絡機制來確保業務的服務質量，主要涉及服務質量框架、調度機制、緩存治理機制、接入控制機制和通信量調整機制等方法。由于篇幅有限，這里不對這些QoS機制做深入介紹。

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