IP网络业务关键承载技术探讨_电信_NGN及软交换

IP网络业务关键承载技术探讨

2007/06/14

　　IP网络技术迅速发展，掀起网络和业务融合的浪潮，传统电信网络和业务都朝着IP化的方向演进。面对竞争和多业务融合发展的需求，许多电信运营商作出了网络技术转型的重大战略举措——建设具有融合多业务能力的IP承载网。承载的业务包括电信运营自营关键盈利业务，如NGN和3G业务；以MPLSVPN为基础的企业互联业务市场需求强劲，是另外一项重要的业务；高质量IDC、IPTV以及视频监控业务，作为运营商的重要转型业务，也是将来新的业务增长点。这些业务特征各自不同，需要在网络部署相应的技术来满足业务承载的要求。

业务特征及对网络的需求

　　总体上看，IP网络业务涵盖了从话音到数据、视频的综合多媒体业务，大致分为以下几个方面：

　　（1）语音业务：主要包括NGN和3G语音，业务对时延、抖动非常敏感，对网络带宽要求不高，但需要可预计的时延和丢包率。

　　（2）交互式视频：主要有视频会议、可视电话、IPTV、视频监控等应用，业务对时延、抖动非常敏感，对网络带宽要求高，也需要可预计的时延和丢包率。

　　（3）数据业务：主要包括大客户互联网业务、IDC、3G数据，时延、丢包、抖动与企业应用有关，带宽需求随业务量变化较大，一般都要求可靠传送。

　　（4）企业互连：即VPN业务，通常企业有语音、视频、企业关键业务系统等多业务同时运行的要求，因此通常有兼具以上业务的需求。

　　因此，这些业务通过IP网络进行融合，客观上需要部署与之相适应的承载技术，才能保证业务的正常运营。

IP网络业务关键承载技术考虑

网络组织及容量

　　关键业务快速增长对网络结构和容量提出了高的要求，网络建设总体要求是在保证网络层次化的同时实现网络扁平化，提高网络效率，实现路由路径最短化。通过减少汇接节点、汇接层次、端到端路由跳数等多种手段来减少节点间延时。在核心节点、汇接节点和边缘节点重叠的节点，内部简化为一个层次，提高效率。核心节点的选择，充分考虑业务流量、传输资源状况和地理位置因素，一般采用全网状结构互连，保证在正常情况下，核心节点间延时小于15ms；同一局向之间至少使用两条链路互连，采用不同的传输路由，相互之间优先备份，控制故障影响的范围。汇接节点设置根据流量流向，充分考虑网络结构的优化，至少连接两个核心节点，实现两个局向负载分担、故障备份。边缘节点可以直接连接核心节点，减少汇接节点的数量和设备数量，减少端到端的路由跳数。

网络自愈及保护的考虑

　　为保证话音、交互式视频、流媒体业务的质量，减少在网络故障情况下业务中断时间，要求网络具有快速路由收敛和故障保护能力。

（1）路由收敛

　　在IGP路由域的部署上，为满足NGN、3G语音等实时业务的需求，需要对IGP路由收敛进行科学部署，如：采用POS快速故障检测技术，结合PRC和I-SPF路由计算以及科学调整控制参数实现全网路由收敛时间小于1秒，可以满足绝大多数实时业务的需求。同时采用端口波动压制（damping）技术提高网络稳定性。

（2）MPLS收敛与保护

　　MPLS部署上，只针对关键的路由进行标签分发，同时整合LDP相关定时器，进一步提高收敛速度。此外，基于TE的快速重路由FRR可实现50ms左右的保护能力，综合考虑技术的扩展性和网络节点的重要性，一般在网络核心层部署FRR实现长途10GPOS广域网链路保护。

服务质量保证

　　话音、交互式视频、流媒体业务对IP网络QoS提出高的要求，企业互连VPN由于存在多业务同时运行需求，对网络QoS提出了新的要求。

　　网络部署中考虑在链路适度轻载的基础上，结合基于DiffServ的QoS技术，提供不同等级的服务质量保证。针对不同等级业务分配不同的带宽资源，保证高等级业务不受低等级业务的影响。通常，3G和NGN语音以及信令流量给予最高优先级，即采用优先转发机制，同时对该类业务预留高带宽，保证在业务突发的情况下，业务质量完全可以有保证。同时，结合信令呼叫准入控制技术，防止业务运行过载。对于IPTV业务，一般配置较高的优先等级QoS保障，通过对信息源进行QoS标记、分类，在网络中进行QoS调度，从而使业务有QoS保证。对于大客户MPLSVPN业务，一般存在多种应用共同运行，需要部署多个QoS等级实现业务质量差异化，同时还需结合层次化QoS机制来具体部署。

通过组播实施IPTV承载

　　IPTV业务占用的带宽高，采用单播方式承载需要占用大量的带宽资源，同时对业务系统的要求也很高，客观上要求部署组播承载IPTV实现流量优化。实际部署中一般采用ASM模型进行部署，整个骨干网络设置为一个PIM-SM域，并通过设置组播边界、分组过滤等对组播流量进行控制和管理。由于大部分的用户在城域网，因此需要结合骨干和城域网，通过MBGP和MSDP协议实施端到端的跨域组播。从目前网络设备能力来看，网络核心一般具备较好的组播能力，但由于城域边缘设备组播能力不足，如DSLAM设备，从而使城域组播初期主要延伸至BAS来部署。

网络业务安全保证

（1）网络基础设施安全保证

　　通过对外网隐藏网络基础设施路由，并在所有UNI和PNNI接口部署I-ACL，杜绝了来自网络外部针对网络基础设施的攻击；所有外联链路关闭IGP协议，防止对基础设施路由攻击；通过为路由协议分配专门的QoS和资源，保证网络控制层不受任何网络拥塞影响。

（2）业务安全保证

　　利用MPLSVPN技术分别组建3G、NGN、视讯专网，通过VPN的隔离能力保证自营关键业务安全。根据3G、NGN网络的特点，所有3G、NGN网络的媒体网关、信令网关和服务器直接接入专用业务路由器，预留专有板卡端口专门提供3G、NGN接入。视讯会议业务，将视讯交换层的MCU、GK、数据会议服务器、网关等设备直连到PE，组建视讯业务专网。

　　互联网业务流量易于产生DDOS和病毒流量攻击，可结合uRPF及QoS机制来防范，在网络边缘部署uRPF达到控制伪造IP地址DDOS攻击，通过QoS机制将非法流量以及其它DDOS攻击引入besteffort等级，达到控制病毒等垃圾流量、保证关键业务正常运行的目的。

　　综上所述，越来越多的业务通过IP网络承载已经成为不可阻挡的发展趋势，运营商运营的关键NGN、3G、IPTV业务，企业VPN互连、视频会议/监控、大客户专线/IDC等业务，对IP网络提出了更高的要求。通过实施网络组织、网络自愈和保护、服务质量保证、组播部署以及网络业务安全等多方位关键技术部署，取得了良好的效果，逐步获得了电信运营商的网络与业务转型经验，在探索可持续发展的互联网商业模式方面迈出了重要的一步。

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