QoS:以太網走向電信級的第一關
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傳統以太網技術在QoS方面存在缺陷
目前大多數企業用戶都采用以太網接入。然而,由于認證計費、服務質量、可管理性、信息安全、可靠性以及實裝率低等多種因素,以太網作為公用電信網接入方式尚需進一步改進。主要問題是目前以太網還沒有機制保證端到端性能,無法提供實時業務所需要的QoS能力。
其次,以太網尚不能提供電信級公用電信網所必需的硬件和軟件可靠性,特別是由于以太網交換機的光口以點到點方式直接相連,省掉了傳輸設備,不具備內置的故障定位和性能監視能力,使以太網中發生的故障難以診斷和修復。
以太網原來主要用于小型局域網絡環境,OAM&P能力很弱,而且只有網元級的管理系統,其管理工具也不足以支持公用電信網所必需的網絡范圍的管理。而在公用電信網中,必須有效地運行和維護大規模的地理分散的網絡,必須有很強的OAM&P能力和網絡級的管理能力。
另外,以太網沒有內置保護功能,主要靠路由器來實施保護,需要大約1秒的時間才能使數據流重新定向,使以太網無法傳送電信級的語音數據流。
因此,以太網主要適用于節點數不多的局域網環境。只有妥善地解決了上述主要問題后,傳統以太網才能順利地應用于公用電信網的高密集用戶環境。以太網日益成為一種可替代傳輸的基礎網絡設施,作為一種新的城域網技術,它必須提供在帶寬、時延、抖動等方面有保證的服務。
新業務對網絡QoS的總體要求
各種新業務由于自身特性不同對于網絡的要求也不盡相同,如對于語音業務對于延時、抖動要求比較高;視頻流業務對帶寬、吞吐量的要求相當高,對于延時、抖動要求相對不高;對于游戲類對延時的要求相當高。各種新業務對于QoS的要求呈現出不同特點,總體來講基于3G,NGN的新業務對于網絡的要求大致如下:
n 最大抖動小于10ms;平均抖動小于5ms;平均時延小于14ms;丟包率小于0.0001;中斷恢復小于2s;設備應具備線速轉發能力;達到99.999%的電信級可靠性等等??梢?,新業務對于網絡要求較高,這些指標在沒有QoS保障機制的存在擁塞的網絡中是很難實現的。
電信級城域以太網的QoS控制
為了改良現有網絡更好的為網絡上的新業務服務,下一代的電信級城域以太網逐漸浮出水面,它從設計理念,網絡實施,城域網規劃,QoS保障上,與前一代的城域網相比都有了長足的進步,下面我們著重從QoS角度對新型的電信級以太網進行分析。
首先是可靠性分析。對于傳統的以太網連接方式如果采用無冗余鏈路連接方式可能會喪失對于鏈路的保護,而對于有冗余鏈路的連接方式如果采用標準的STP協議則故障恢復時間相當長達約需要幾十秒鐘的時間。這顯然是運營商網絡無法接受的。在電信級城域以太網中支持環狀的連接方法,這種環狀連接的網絡在最初期的以太網絡環境中曾經出現過,叫做令牌環網絡,但由于工作原理比較復雜,實際效果不好,令牌環網絡在目前的實際網絡中已經極少見到了。支持環狀網絡與令牌環網絡的工作原理完全不同。它利用環狀網絡天生的網絡冗余結構,通過ERP/RPR協議以及先進的控制機理維護環狀網絡,能夠做到最少50ms級的快速鏈路故障恢復。
其次是QoS控制。電信級以太網的QoS控制機制從本質上屬于差分式的服務方式。因此具有良好的擴展性和簡單易行的特點。眾所周知,ATM或幀中繼網絡中有較多的QoS控制機制,能夠實現靈活的QoS控制,電信級城域以太網網絡中,借鑒了ATM在QoS控制方面的一些先進思想,使得以太網以一種“ATM like”的方式工作,從而達到靈活的控制QoS的目的。在電信級以太網中采用了比較豐富的QoS控制方法,能夠很靈活的應用于各種網絡環境,更好的保證了網絡QoS質量。在電信級以太網中還引入了EVC的概念,類似于ATM于幀中繼的的PVC的概念,能夠很好地對用戶進行分類管理,以及對于同一用戶的不同應用進行區分化的服務。利用先進的QoS控制機制能夠實現很多傳統以太網很難實現的功能,來更好地迎合新業務對于QoS方面的要求,包括:每用戶服務級別保證 (SLA)、靈活的服務級別策略 (SLS)、峰值速率、誤碼率、通道參數、為每個點到點服務提供端到端保證的 SLA、保證SLA的組播服務 (Triple Play)、同一條鏈路提供多種增值服務 (Service Multiplexing) 、保證每個簽約用戶的服務級別、可以基于 Port+VLAN+CoS+DSCP+IP提供服務以及在保護模式下提供服務,等等。
從上面的特性可以看出,電信級以太網在很多方面類似于傳統的ATM、幀中繼網絡,比如也能支持CIR、PIR,可提供類似于專線業務的SLA,等。同時由于以太網自身的優點,對于組播、廣播等業務的處理性能優于傳統的ATM、幀中繼網絡。
SCNB的電信級以太網,一方面采取分層的業務類別和優先級管理,滿足IEEE 802.1p CoS標準規定,并且支持遠程的參數控制和修改,已經完全可以支持城域網的多業務承載和QoS需求,為運營商開展多元化、多層次的增值業務提供有力的支撐。
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