NGN承載網的QoS

2019-11-03 09:09:58

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供稿：網友

1 QoS概述

　　在ip分組交換網上實現業務的端到端QoS的可以采取如下階段方案：

1、基于DiffServ或ToS；

2、基于Best-Effort（盡力而為）的流量工程；

3、基于Best-Effort（盡力而為）的流量工程+DiffServ或ToS；

4、基于DiffServ的流量工程，結合快速重路由等技術對實時業務的支持有望達到電信級QoS。

2 QoS的分層實現

　　NGN業務要求端到端的QoS保證，NGN業務端到端的QoS保證需要整網設備支持。目前采用Diff-Serv模型更符合城域網的現狀，要求城域網承載網轉發設備（L2/L3交換機、BAS、路由器）及NGN部件（軟交換、網關、IAD）應支持Diff-Ser模式QoS特性，邊緣設備實現報文著色標識，接入匯聚轉發設備實現流量監管、重分類、標識、擁塞管理，骨干轉發設備根據標識進行高速轉發和擁塞管理。城域網中不同業務流的QoS要求是不同的，可以將語音、視頻、信令、數據等業務流應分為不同優先級，針對不同的業務設置不同優先級，提供不同的QoS保證。

　　華為公司建議在城域網的各個層次采用Diff-Serv、超額帶寬、CAR、接入數量控制以及動態QoS策略等多種技術來保證NGN業務的端到端QoS。

2.1城域骨干層

　　目前各大運營商的IP骨干網是一個輕載網，帶寬能得到很好保證，即使帶寬不足，也很方便增加帶寬。所以骨干網主要采取超額帶寬、Diff-Serv 來保證業務的QoS。

　　當業務量增加時，骨干網有可能成為重載網。如果骨干網采用MPLS VPN建立NGN業務網，就可以采用MPLS Diff-Serv、MPLS TE、MPLS快速重路由等技術來保證骨干網業務的QoS。

2.2城域匯聚層和接入層

　　寬帶交換資源短期內還很昂貴，城域接入資源的寬帶化實現困難，所以在城域網匯聚層和接入層存在帶寬收斂，必須采取相應QoS技術，保證NGN業務的質量。

1、業務優先級劃分(Diff-Serv模型)。

　　在FTTB+LAN接入時，L2交換機采用VLAN進行業務隔離，并為不同業務接入端口分配不同的優先級，從而提供二層QoS（802.1p）保證。L2交換機將NGN業務配置為高優先級，保證NGN業務優先轉發，出現擁塞時采用隊列調度算法優先保證話音數據流的轉發。城域匯聚層BAS識別接入設備的業務，為NGN業務流分配高優先級，保證NGN上行流的業務質量，同時BAS具有二層優先級標識和三層優先級標識相互映射能力，對于下行流可按三層優先級進行隊列調度，同時將三層優先級標識（DSCP/TOS）映射為二層優先級（802.1p）,以保證下行流的QoS。2、用戶接入流量及數量限制

　　所有用戶接入BAS，BAS通過CAR可以對不同的用戶限制帶寬,PC分配較低的優先級及帶寬，而對IAD分配較高的優先級和帶寬，防止普通用戶對帶寬的無節制濫用。PS可以動態收集BAS設備的帶寬使用情況，同時通過與軟交換的交互，了解NGN業務的帶寬需求，從而在BAS上可按用戶及業務的粒度進行動態QoS策略配置，為用戶提供差異性業務，保證用戶的SLA。PS可以下發QoS策略給BAS，BAS交換機可以進一步通過協議（各廠家私有協議）下發QoS策略給下掛的L2交換機。

2.3 NGN邊緣接入層

　　NGN邊緣接入層設備（IAD、網關）支持Diff-Serv模型，對不同的業務流應具有分類標識功能，包括二層和三層標識，以便NGN承載網設備根據標識對不同的業務提供相關的QoS保證。NGN邊緣接入層設備應具有控制接入用戶數目的功能，出口帶寬應大于滿負荷時的業務流量，以保證NGN業務的QoS。

3 IP語音時延分析及解決方法

　　NGN網絡首先要解決實時語音業務的QoS，VOIP語音業務的特點就是對數據包的時延、丟失和抖動比較敏感。下圖是對語音時延的分析，可以看出媒體網關是主要產生時延的設備。

　　端到端的時延可以分成兩個部分：固定時延和可變時延。固定時延包括CODEC時延和打包時延。固定時延是和采用的壓縮算法，打包的語音數據量相關的。這部分的時延優化的可能性不大，通過選擇合適的壓縮算法，減少打包數據量，合理分配DSP的負荷，采用設計良好的Pipeline處理流程等方法可以改進這部分的時延。

　　可變時延包括：排隊/緩存時延，串行化時延，去抖時延。這些和設備的端口速率，網絡的負載情況，經過的網絡路徑、設備對QOS的支持方式、實現的QOS算法等密切相關。特別是去抖時延與承載網絡的抖動指標密切相關，通過采用合適的網絡技術可以顯著降低語音通過網絡是引入的抖動，從而減少去抖時延。

　　Codec、打包和去抖這些功能都是在網關上實現的，因此毫無疑問網關是影響語音時延的關鍵設備。但是網絡的抖動性能指標，確是一個非常重要的因素。

由CHINA通信網組稿

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