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IP城域网多业务控制网关的部署关键

时间:2019-04-25 17:33:10 来源:互联网 阅读:1次

由于越来越多的基于互联的增值业务正在改变传统电信市场的格局,以IP为核心的互联极大地加快了传统电信技术和业务被淘汰的步伐。IP城域是互联业务运营的重要基础络,在IP城域的业务运营中,业务控制关肩负着络用户的认证、计费、带宽和流量控制、QoS控制等职责,是个人业务、家庭业务、大客户业务接入的控制点,是运营商络运营的重要关口。随着IP城域的发展,业务控制关也在不断演进。

IP城域业务控制关

IP城域是位于用户驻地和IP省骨干之间(CMNet、IP专)的络。

IP城域的业务控制关,基本可分为两类:BRAS和业务路由器,分别对个人家庭类用户和大客户类用户进行接入控制。

BRAS即为宽带接入服务器,主要功能是宽带用户进行2层终结、认证计费和管理,是宽带用户在IP上的下一跳关。目前IP技术成为城域主流,主要提供GE/FE和各种POS接口。ATM架构的BRAS现在基本已经被淘汰,当前的BRAS都是以IP为基础结构的BRAS产品。当城域宽带用户发展一定的范围以后,进入用户密集阶段,本来的BRAS集中式侧挂就成为城域性能瓶颈,因此BRAS散布直挂端局就成为城域组发展必然的选择。

业务路由器处在IP络边缘,负责接入用户业务,而相对应地,核心(骨干)路由器处在IP络核心位置,主要负责中继流量调度转发。早的业务路由器就是专线接入路由器和MPLS VPN PE路由器合一的产物。随着宽带业务的兴起,NGN、IPTV和3G等业务都需要在城域内承载,因此业务路由器不再仅仅只面向大客户开展专线接入和VPN互连功能,还需要面向商业用户甚至个人用户承载IPTV、NGN业务,业务路由器的需要被大大扩大了。

BRAS和业务路由器未来如何在络中部署,如何实现对不同业务的接入,依然是IP城域发展的一个焦点问题。

直面业务转型的挑战

业务转型对电信运营商提出这样一个课题,那就是综合业务层、统一核心层和传送层,拓展接入层的络融会和业务融会能力,打造一张具有综合支持能力的新一代电信络,为企业的业务转型提供支撑,使独立分离、层级繁多的复杂络向功能融会、架构扁平、用户和业务可控的简单络转变。这要求整合现有络资源,构成扁平化的络架构,使之具备强大的综合支撑能力;要求对现有技术和络进行融会;要求开放业务平台;要求向家庭络、企业内部络延伸,基于同一络向所有用户提供综合信息服务。

IP络不但可以承载各类业务,而且由于其业务传送是基于带宽共享的分组交换,其传送成本要远远低于基于电路交换的传统电信。为了实现电信企业的业务转型,将各类业务向 IP 络迁移,需要解决现有 IP 络在业务的安全性、可靠性、服务质量和可运营性上所面临的一系列问题,将 IP 络向电信级络转型。转型的目标是要构建一张商业 IP 络,在运营性和可靠性上与传统电信具有可比性。在商业化的IP 络上,除承载Internet业务以外,还可以承载从传统电信上所迁移过来的语音和大客户专线业务,同时还可提供视频、多媒体、游戏、文娱、P2P 点对点的通信业务,使络运营商从基础络供应商向综合信息络业务供应商方向转变,实现 IP 络对业务的可知性、可管性、可营性和可靠性。

为了满足目前 IP 络对多业务承载所面临的安全、QoS和业务可营可管等方面的要求,需要在目前的IP络上部署多种业务关(包括:BRAS、SR、SBC、GGSN等装备)。在全业务运营模式下,若建设络仍依照传统的业务关建设模式,即随业务发展不断叠加相应的业务关,将导致运维本钱增高、络结构也业务部署复杂化等问题。

多业务控制关的关键技术

为了解决目前 IP 络对多业务承载所面临的安全、QoS和业务可营可管等方面的问题,运营商需要整合现有络资源,统一核心层和传送层,拓展接入层的络融会和业务融会能力,构成扁平化的络架构,使独立分离、层级繁多的复杂络向功能融会、架构扁平、用户和业务可控的简单络转变。同时,在络中部署业务控制节点,在络边缘对各类业务进行聚合、合法性检验、业务感知和区分服务,使之具有强大的综合业务支撑和运营管理能力。这就催生了新一代IP城域架构,如图1所示。

图1 转型后的IP城域络架构

在边沿对多业务会聚后进入 IP 核心时,运营商需要对业务实行安全、QoS控制策略,保证各类业务以合法的身份、明确的 QoS 要求,安全地接入到 IP 核心,使 IP 核心依照边沿设备的指导,对各类业务提供相应的 QoS 服务,从而到达对综合业务的支持和运营管理的目的。这些功能是通过在核心边缘部署多业务控制关来实现。

多业务控制关需支持以下技术。

核心边沿智能化。核心边沿与现有IP 络的边沿路由器类似,需要具有一定的交换容量,提供多种接口类型,接入其他各种业务络的业务。但由于现有边沿路由器是为承载 Internet业务,采取尽力而为的服务模式,没法担当 IP 络向电信级络转型的重担。故需强化核心边缘,对业务终端进行接入认证、进行业务的感知分类,对会聚进来的业务流经过业务内容的深度分析、安全检测和 QoS控制以后,再进入IP核心,从而确保用户业务的可信度和络资源分配的有序性,并对每一种业务依照商业规则和服务契约进行控制、QoS 服务保证和业务的运营计费。

多种业务关合一化。在络边沿的业务控制层,放至可灵活升级、能够实现多种业务关(包括:BRAS、SR、SBC、GGSN等装备)功能的多业务控制关,对接入的多种业务统一进行业务控制。

业务要求的CAC。CAC是对用户的业务要求(呼唤)进行控制。当络资源不足,没法对业务作出QoS许诺时,谢绝业务的请求,只有当络资源足够时,接纳用户的业务要求或呼叫。没有呼唤控制,就是没有服务许诺。所以呼唤控制是 IP 络向电信运营级络转型的一个关键特点。在 CAC 机制中,在业务层和承载层之间需要有一个控制层面,称为承载控制层,通过承载控制层将业务层和承载层关联,使业务层感知到承载层的络资源以及对业务的承载能力和 QoS 的许诺能力,对用户的业务要求作出谢绝或接纳的响应。

业务可靠性。全部IP络对承载的业务需要实现零损失级的保护和倒换,保证运营收入和用户业务体验的无损失。业务的可靠性需要络设备的可靠性和络可靠性来保证。在装备层面要求设备本身在交换、主控板、电源等关键部件上需要采取冗余设计,主控板和重要的业务板之间能够热备份。在络层面需要支持BFD、MPLS OAM、LDP/MPLS FRR、RPR等,保证链路和络的可靠性,局部的链路或络故障,不会造成用户业务的中断。

安全保证。公众用户的各类业务终端接入到 IP 络后,终端、业务和络所面临的安全问题必须要有相应的对策。一方面需要将非法用户拒之门外,运营商络对于合法接入的终端,需要保证其业务的安全。另一方面需要抑制合法用户的非法活动,包括故意的(如恶意络攻击)和非故意的(如病毒等)活动,避免对络资源的非法占用。

多业务控制关的部署

部署于IP 核心边沿的多业务控制关,支持传统业务向 IP 迁移,将业务汇聚到 IP/MPLS核心进行统一传送,在传送进程中保证业务的 QoS、安全和可靠性,使 IP 络从承载 Internet 数据业务向承载多业务方向演进,大大提升了多业务承载对多业务的会聚、业务的安全控制和QoS辨别服务的能力,协助助络运营商实现 IP 络向可运营电信级络的成功转型。

图2 基于多业务控制关的络平台

在络边缘部署了多业务控制关后,从接入到核心的络架构非常简洁、高效。

部署多业务控制关,简化络后,提高了IP络面临多业务承载所面临的安全、QoS和业务可营可管等方面的能力。随着运营商全业务运营的深入发展,在络建设伊始,就可以络上部署多种业务关。在全业务运营下,部署多业务控制关后,能够给运营商络建设带来优化络结构、简化络层次、方便增加新业务特性、边沿本钱下降等好处。

多业务控制关是业务控制关的发展趋势,随着运营商全业务运营的发展,业界各主要厂家也针对运营商IP络承载多业务的需求,推出了多业务控制关设备以满足要求,包括以BRAS为基础架构的综合业务关(华为、爱立信等)和以业务路由器为基础架构的综合业务关(上海贝尔等)。从目前的产业链看,以BRAS为基础的综合关发展的相对较早,以业务路由器为基础的综合关发展的相对滞后,但目前基于这两个架构的技术和装备都在迅速发展中。

对运营商而言,未来的全业务将基于IP络来展开。IP络的业务控制点装备,关系到全部IP络的运营,是IP络建设的重要环节。基于多业务控制关的络平台如图2所示。

作为城域业务的重要控制设备,多业务控制关必须采取大容量、高性能、稳定成熟的设备。

(1) 容量方面的要求:当单台装备失效时,所有用户均要切换到备用的装备上来,单台设备承载用户数量突然增加一倍(对单台装备的并发用户数要求高);目前BRAS已随着络扁平化及光进铜退向20/40G平台演进,并发用户数从128k提升至256k。

(2) 视频承载的要求:为承载IPTV业务,多业务控制关对组播技术/HQoS/频道的快速切换技术(FCC)/丢错包重传等要求较高。

(3) 可靠性的要求:随业务类型、用户数量的不断增加,可靠性要求逐步从从单机内热备到跨机箱热备升级,支持不同业务/不同等级业务的多场景备份方案,有效保证关键业务的可靠性及用户体验。

(4) 融会演进的要求:多业务关对IPv6、WLAN AC、DPI等都全面支持,由常规的BRAS产品升级为光接入和视频承载时期的多业务控制关,后续逐渐融会PDSNWAG功能。

多业务控制关的引进

随着业界各厂家装备的不断成熟,运营商在络建设上应择机适时引入多业务控制关。在具体引入策略上,可斟酌以下方式。

(1) 密切跟踪多业务控制关技术和相干产品的发展。

(2) 在现有业务关的选择上,建议选择具有向多业务控制关演进能力的装备。

(3) 在部份区域可先进行试点,验证多业务控制关的功能和性能,检验成熟后再逐步推行。

随着络和业务的融会,多业务控制关将不同业务功能在统一的平台上进行整合,并终究实现固定和移动业务统一的控制关。这类统一的控制关将为运营商的全业务络运营带来更多的便利,简化络架构、下降络投资,节省机房空间和传输链路。

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