宽带业务综合管理系统解决方案分析
河南省通信公司 赵东生 李克利 王森
2003/01/09
随着互联网接入业务和应用业务的发展，IP技术逐渐成为主流选择，宽带化成为互联网的方向。近几年来，在Internet中国骨干网带宽不断扩展的情况下，各个运营商已经将着眼点放在宽带城域网的建设以及宽带应用业务的运营上，宽带市场的竞争日益加剧。
河南省通信公司针对竞争环境，认真思考，开拓创新，提出了“全程宽带”的发展思路，于2000年启动宽带IP网及城域网建设，按照统一规划、统一设计、统一选型、统一建设的指导思想，于2001年在省域范围内建成一体化宽带IP网，为用户提供多种方式的宽带接入服务。同时，河南省通信公司以宽带IP网为基础，在视频点播及组播、视频会议、虚拟现实等方面进行了探索，初步为用户提供了一些宽带应用服务。在宽带业务发展过程中，为了使网络拥有更高的可管理性及可运营性，河南省通信公司提出基于扩展的DHCP（动态主机配置协议）技术并进行改进，结合了Web认证、客户端等机制，建设了宽带业务综合管理系统。该系统于2002年12月正式投入试运行，效果良好。
河南省通信公司以IP over DWDM方式进行宽带IP网建设，为了贯彻“全程宽带”的思路，考虑到整体网络的无阻塞性以及在宽带应用业务上的组播支持，选择了“核心层Router核心层＋汇聚层L3 Switch汇聚层＋接入层L3/L2 Switch”的建设模式，各层都基于IP技术构建，没有使用宽带接入服务器（BAS）进行用户的认证和管理。该网络设备处理能力高，骨干带宽充足，网络性能优秀，在宽带IP业务发展初期一举奠定了河南省通信公司在本地市场中的主导地位。但是随着业务量的增加，网络在可管理性和可运营性方面的问题逐渐显示出来，例如用户端IP地址盗用、计费方式单一以及不能提供宽带应用业务实时计费功能等，这些问题已经影响到对宽带市场的进一步开发。
针对上述情况，河南省通信公司提出了宽带业务综合管理系统的建设方案，为宽带用户接入提供认证管理、IP地址分配和计费，同时为ICP提供针对宽带应用业务的计费运营支持。在选择技术方案时，主要考虑满足以下需求。
可管理性。实现全网IP地址的可规划，达到对有限地址资源的充分利用，同时有利于全网路由策略的优化高效；支持多种用户接入方式的灵活认证，并易于实现全省漫游；在不改变现有网络结构的基础上，实现全网的统一管理和监控；投资节省，结构简洁，不影响将来网络的扩容和提速。
可运营性。支持用户接入的动态识别，可以按时长计费；不增加额外瓶颈，支持无阻塞传递宽带应用业务，不影响网络组播性能，实现网内各种业务的透明传输；支持针对ICP/ISP的计费服务；提供对网络运营和用户使用信息的统计分析功能。
对于电信企业来说，网络可管理性和可运营性的优劣，直接关系到企业能否在面对用户时保证服务质量和面对竞争时采用灵活的市场经营策略，并与企业的发展息息相关。但是如何实现网络的可运营和可管理性的辨证统一，目前一些成熟的做法是在用户密集区加装宽带接入服务器。这样不仅加大了资金投入，通常高达网络建设投资的30％～40％，更重要的是在用户接入层和汇聚层之间又增加了一层设备，可能成为宽带服务新的瓶颈，使宽带网络端到端的透明传输打了折扣，同时大量分散的BAS本身就增加了宽带网络管理的难度。这正是河南省通信公司没有上宽带接入服务器的重要原因。
河南通信宽带用户主要通过两种接入方式（LAN和xDSL）接入宽带IP网，其中LAN接入一般通过二层交换机（BAN）和三层交换机（ZAN）两级设备后接入汇聚层交换机；xDSL接入都是二层设备，直接接入汇聚层交换机。宽带业务综合管理系统位于网络核心层，为整个网络的宽带用户提供认证管理和应用计费。
河南通信宽带综合业务管理系统是基于扩展DHCP技术的。DHCP即动态主机配置协议是为了免除繁琐易错的主机手工配置手续，而代之以由一台DHCP Server集中地进行按需自动配置地址，在提高效率的同时避免了人工配置错误。它是一个客户机/服务器的协议，客户端的DHCP软件会找寻网络中的DHCP服务器，并申请从DHCP服务器中获得IP地址。在现有的操作系统中如Win95/98/2000/XP、LINUX等的协议栈中都缺省带有DHCP的客户端协议。DHCP的认证机制比较简单，一般应用于局域网中。扩展的DHCP（DHCP＋）就是在原有DHCP技术基础上增加了认证管理部分。
河南通信宽带综合业务管理系统以用户接入认证为基础，实现接入业务认证管理和应用业务计费两部分功能。在进行用户接入认证时，基本技术使用DHCP＋，同时使用网络中三层交换的相关功能。
系统逻辑结构可以分为三个部分：DHCP平台、认证平台和管理计费平台，其中管理计费平台又可分为接入业务和应用业务两部分。DHCP平台负责处理用户DHCP请求，完成DHCP标准流程；认证平台负责接收并与后台管理计费平台确认用户的认证信息，以及与DHCP Server的通信等；管理计费平台负责系统管理、用户控制、接入业务的资料管理和计费信息统计、应用业务的资料管理和计费信息统计。另外，管理计费平台还提供与传统市话97的接口，进行账务及工单信息的交互；提供与不同的应用（ICP）服务网站之间的接口，以支持应用计费。
系统软件采用面向对象的结构化体系，各个功能模块独立性及开放性强，主要功能模块由不同的硬件设备承担工作，不仅利于将来实现对新业务的管理，而且提高了运行可靠性。系统硬件组网时全部使用双备份结构，每一网元（网络设备、服务器等）都做了双机热备，安全性较高。
系统除了认证模块外，还具有计收费模块、账务管理模块、业务管理模块、资源管理模块和决策支持模块等。
系统主要特点是：全省统一数据库，统一管理、统一认证，可以在全省范围内实现用户账号的漫游，便于集中管理，统计分析用户信息，了解用户上网习惯，为业务决策提供科学依据；动态分配IP地址，极大地节约了IP地址，并具有防止伪、盗IP地址功能；DHCP对网络拓扑结构没有要求，因此网络组织灵活，DHCP服务器可以设置在网络任意一点上，并能安全可靠地提供服务，比如河南省宽带IP网现在是双星形结构，容灾能力很强。
业务流量不经过DHCP服务器，因此不会形成新的网络瓶颈；DHCP不会影响网络上的各种协议，也就是对引进新的业务是透明的，比如可以很方便的引入组播业务，而PPPoE目前支持组播还有问题；可以为ICP提供针对宽带应用的计费服务。以此为基础，ISP与知名ICP强强合作，利益分成，建立宽带业务价值链，营造宽带IP的生态环境。
宽带的发展已经从竞争导向和投资导向阶段过渡到了运营盈利阶段，河南省通信公司及时明确宽带IP业务的发展目标及思路，建设了宽带业务综合管理系统。以该系统为基础，河南省通信公司将在大力发展接入业务的基础上，加快与ICP的合作进程，推动应用业务良性循环，进而实现应用业务和接入业务的双向互促型发展战略。
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