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1、Page 0,HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,IP电信网解决方案,IP承载网发展方向探讨,Page 1,汇报提纲,IP网络演进之路业界发展动态华为公司IP电信网解决方案IP电信网平滑演进为IMS承载网华为公司IP电信网应用案例,Page 2,IP互联网疯狂的时代,Page 3,IP承载网理性的时代,Page 4,IP电信网智能的时代,Page 5,未来网络发展趋势,Page 6,网络面临的问题,IP网络如何保障电信级业务服务质量？多业务承载网如何感知其承载的业务？IP网络如何保障电信级业务安全？,安全？,QoS？,业务感知？,Page 7,网络的调整总是慢于业务量分布
2、的变化，网络局部拥塞不可避免电信级业务不同于传统Internet数据业务，它对带宽有严格要求，不允许出现丢包现象,QoS:如何承载需要带宽保证的业务,？,简单丢包如何承载电信级业务,喂，喂,网速太慢了,丢包,Page 8,运营商业务规划要求有方便的网络规划手段来支持，目前网络的规划仅凭经验和对业务的初步分析，IP网络缺乏必要的规划手段,QoS:业务流量如何规划,Page 9,单终端多业务方式下，承载网如何识别业务,业务使用的便利性使得单终端多业务成为趋势现有的基于端口、VLAN的业务识别方式在单终端多业务情况下无法识别业务，业务的QoS无法保证,Page 10,承载网安全问题,2，流量DOS攻
3、击造成合法用户的业务被破坏,1，业务盗用造成用户非法占用网络资源,Page 11,焦点一：多业务IP承载网对业务流的识别，帮助解决网络的QoS和安全问题。焦点二：IP网络QoS问题：解决/规避网络拥塞问题，实现网络资源的规划和管理。,网络问题分析,Page 12,焦点一:业务层配合边缘网关感知业务,优点：1、业务变化不需改动承载资源控制层设备和边缘网关，改造方便 2、对多种业务统一调度承载网资源，避免承载资源的浪费,业务层面,承载网络层面,ICP内容服务器,MS,PC,IMS,边缘网关,边缘网关,按业务请求承载网资源,下发QoS控制命令,媒体流,对业务请求进行统一控制,核心路由器,承载网资源控
4、制层面,流分类，根据控制命令执行QoS策略,语音流,SoftSwitch,IPTV,承载控制实体,Page 13,焦点一:业务感知解决网络安全问题,业务层面,承载网络层面,IMS,下发ACL安全控制命令,业务流,承载控制实体,核心路由器,承载网资源控制层面,SoftSwitch,IPTV,用户,用户,1,2,3,4,5,6,7,业务感知的接入控制，避免业务盗用和流量攻击,Page 14,大带宽 优点：实施简单，能够一定程度地解决QoS问题 缺点：网络资源利用率不高，用户流量的需求是无穷尽的差分服务（DiffServ）模型优点：技术简单，拓展性强，主要用于骨干网缺点：各种业务叠加在一起后，其流量
5、模型和业务模型将会是非常复杂的，缺乏对整个网络的流量规划流量工程（TE）模型优点：可实施性强，效率高，布署简单缺点：端到端Full-Meshed TE隧道，网络规模大时存在严重的扩 展性问题；大规模部署MPLS TE维护复杂，高OPEX,焦点二:业界解决QoS问题的传统思路,Page 15,DiffServ模型按区分的业务等级给每个业务划分带宽，对每个业务带宽内部出现的拥塞和丢包无法解决。现在通常用DiffServ轻载的模式来解决这个问题。DiffServ区分业务等级，按照一定的比例放大每个业务带宽，以此来规避网络的拥塞，缓和IP网络的QoS问题轻载会导致网络资源的浪费，网络建设成本过高，而且
6、不一定能完全解决网络QoS问题。,焦点二:现有IP QoS技术上引入适当的CAC机制,如果有适当的拒绝机制（CAC），当网络拥塞时，拒绝会话接入；当网络无拥塞时，再接入会话。这样不但可以保证电信级业务的服务质量，解决了网络QoS问题，同时网络还可以重载，解决了轻载带来的成本过高的问题。,Page 16,TMG,TMG,TMG,TMG,MGW,MGW,MGW,MGW,端到端Full-Meshed TE隧道，网络规模较大时存在严重的扩展性问题；大规模部署MPLS TE维护复杂，高OPEX。,焦点二:MPLS TE方案扩展性问题,Page 17,FE,FE,FE,FE,FE,FE,FE,FE,FE
7、7 FE,端到端部署TE，上行链路规划带宽远大于下行链路，实际带宽利用效率低。,局向,局向,Service-Planning,PE,P,MG,MPLS TETunnels,焦点二:MPLS TE方案低效率问题,Page 18,TE Switching模型：解决了N2问题，易于扩展,Region A,Region B,Region C,Core,PE,PE,PE,PE,PE,PE,PE,PE,TPE,TPE,TPE,Segmental TE Tunnels,Segmental TE Tunnels,Segmental TE Tunnels,Segmental TE Tunnels,焦点二:分层技
8、术方案TE Switching,Page 19,通过MPLS DiffServ/MPLS TE方式为每个业务虚拟一张逻辑承载网；逻辑承载网中引入TPE，采用逐段控制和分域分层技术，保证了方案的可扩展性；承载控制实体记录了承载网络的拓扑和管理实时资源情况，从而实现对业务申请的呼叫接纳控制CAC，保证了电信级业务服务质量。,承载控制实体,承载控制实体,承载控制实体,资源足够了,TPE,TPE,TPE,TPE,逻辑承载网,焦点二:现有IP QoS技术分层分域CAC,TPE,TPE,Page 20,实施CAC后，能够得到网络各部分的业务接通率、呼损率、呼损分布、业务分布等硬指标，根据这些硬指标就很容易
9、实施网络规划,焦点二:CAC的实施有利于网络规划,Page 21,在现有互联网的基础上演进：与现有的互联网共存，保护现有网络的投资。业务层与承载层分离：资源控制与基础网络分离，承载层与业务无关，满足多业务承载的要求。引入分层分域的资源管理和CAC机制，保证网络QoS：不仅能够提供现有的互联业务，使现有互联业务电信化运营；而且能够承载NGN、3G等新兴业务的要求。实现用户/业务的智能识别：根据用户/业务的不同提供的服务质量。,这就是IP电信网(IPTN)！,网络演进方向:IP电信网(IP Telecom Network),Page 22,汇报提纲,IP网络演进之路业界发展动态华为公司IP电信网解
10、决方案IP电信网平滑演进为IMS承载网华为公司IP电信网应用案例,Page 23,ITU、ETSI、3GPP等组织都制定了IP电信网络相关的框架标准基于会话的动态QoS控制模型是热点分层架构，如引入了承载控制层关键技术包括CAC、路径选择、资源预留、动态策略决策、策略执行,最新国际标准动态,Page 24,引入承载控制层，对承载层资源统一管理规划，实现承载层的CAC承载控制层业务控制层和IP端局配合感知业务承载层分成多个管理域（MA），区域间的路由器（TPE）可以实现分层管理,ITU Y.1291:资源独立控制的QoS结构框架,Page 25,SCPF:Session Control Prox
11、y Function SCF:Service Control Function IBCF:Interconnection Border Control Function PDF:Policy Decision Function M-PDF:Medium PDF I-PDF:Interconnection PDFTRCF:Transport Resource Control Function A-TRCF:Access TRCF C-TRCF:Core TRCF I-TRCF:Interconnection TRCFBGF:Border Gateway Function I-BGF:Interc
12、onnection BGF A-BGF:Access BGFNACF:Network Attachment Control Functions ANF:Access Node Function ENF:Edge Node Function,ITU RACF:NGN架构下的接入资源访问控制模型,Page 26,RACF模型的QoS交互过程,2、资源使用请求,4、检查是否有可用资源,6、准入安装,7、安装确认,资源使用响应,1、触发,3、决策,5、决定是否准入,Page 27,RACS（Resource and Admission Control Subsystemystem）:ETSI TISP
13、AN制定的NGN架构下的接入资源访问控制。,ETSI TISPAN RACS,SPDF和A-RACF共同完成资源控制,Page 28,PDF:Policy Decision Function BCF:Bearer Control Function UE:User Equipment IP-CAN:IP Connectivity Access Network PEP:Policy Enforcement Point,3GPP 端到端QOS模型,PDF与BCF共同实现承载资源CAC和管理规划,Page 29,2003.7，IP电信网相关文稿被ITU-T SG13接纳，华为专家担任Y.123.QoS
14、的起草,可运营可管理 多业务支撑 服务质量保证 业务安全,华为公司:IP电信网领航者,2005.7 广东电信IP电信网试商用,Page 30,汇报提纲,IP网络演进之路业界发展动态华为公司IP电信网解决方案IP电信网平滑演进为IMS承载网华为公司IP电信网应用案例,Page 31,基于IPTN的承载网端到端QoS解决方案,Page 32,接入网,接入网,接入网,接入网,全国骨干网,网关,终端,网关,终端,终端,(1)业务请求,(3)QoS请求,(6)CAR,城域网,(5)从LSP总带宽中减去本次请求带宽,(8)从LSP总带宽中减去本次请求带宽,(6)OK,(9)OK,(11)CAR,(10)从
15、LSP总带宽中减去本次请求带宽,城域网,城域网,(2)QoS请求,(4)QoS请求,(7)双向层次化QoS,(12)双向层次化QoS,仅两端PE同RM通信,分层分域地进行端到端的资源分配,TPE,TPE,TPE,TPE,Page 33,IPTN骨干层架构,Page 34,资源拓扑管理、CAC、Qos路径计算、Qos请求代理(参考TISPAN RACS功能实体：RACF和SPDF),承载控制层,RM1,RM,RM2,业务控制层,RM管理承载网资源，决定是否接纳呼叫，并指定业务流路径，控制IP端局设备完成业务感知实施网络资源管理以及CAC后，能够得到网络各部分的业务接通率、呼损率、呼损分布(及原因
16、)、业务分布等硬指标，从而实施网络规划 特点1：业务使用前申请资源、使用中保持资源、使用后释放资源(业务服务器触发)特点2：和现存IP网络共存，现存IP网络经简单改造即可升级成IPTN网络 特点3：承载网商用模式的改变：按业务收费(区别于按流量、时间、带宽收费模式),执行CAR、流映射等策略、DPI等(参考TISPAN RACS功能实体：IP-Edge和A-BGF),2.资源请求,2.资源请求,骨干层CAC及QoS选路(示意),Page 35,MPLS 多标签栈方式下的QoS选路过程,逻辑承载网,承载控制层,RM4,RM3,RM2,RM1,MA4,MA3,MA2,MA1,跨区LSP,区内LSP
17、,管理区,以目的IP地址为索引选路,L2,L1,L3,L4,SoftSwitch,IP,IP,数据转发过程,只要求PE和TPE设备支持多标签栈的弹出和有带宽保证的LSP,Page 36,LSP备份对每条LSP设立其 备份LSP，主用LSP具有较低的Cost值，备用LSP具有较大的Cost值。RM根据LSP的资源状况调整LSP的Cost值，一旦主用LSP的Cost值超过备用LSP，将起用备用LSP跨域路由备份对每条跨域路由设立其备份路由，主用路由具有较低的Cost值，备用路由具有较大的Cost值RM根据其路由上的资源申请情况调整路由的Cost值，一旦主用路由的Cost值超过备用路由，将起用备用路
18、由(例如：在某条路由上申请资源不成功，增加该路由的Cost值。),MPLS方式下的可靠性:基于Cost的LSP和路由备份,Page 37,ER1,Video phone,P1,TPE,ER2,TPE1,TPE2,Video phone,P2,P1,BFD:双向流检测(Bidirectional Forwarding Detect)切换时间:200 ms(典型 50ms),如图，ER1和TPE1对LSP1运行BFD功能,一旦ER1或者TPE1检测到LSP1上的任何故障，ER1和TPE1将LSP1上的所有会话流切换到其备份LSP LSP1上。,LSP1,LSP1,MPLS方式下的可靠性(续):基于
19、BFD LSP切换,TPE,Page 38,大带宽网络节点,建立IP端局到大带宽网络节点的LSP,承载控制层,RM1,RM2,业务控制层,建立BAS到大带宽网络节点的LSP高优先级用户或高价值业务走LSP到大带宽网络节点(上行)，大带宽网络节点的流量走LSP到BAS(下行),2.资源请求,LSP,Page 39,IPTN接入层QoS构架,Page 40,华为公司IPTN总结,概念IPTN，即IP电信网，是建立在IP网络技术基础上，提供能够满足电信运营需求的通信网络或解决方案，简单来说，IP电信网IP网络技术+电信运营需求IPTN可实现对实时性要求较高业务的承载，例如语音、视频等业务，其业务质量
20、可和传统电信网络相当，即实现了严格的QoS保证，也可称之为Hard QoS，同时支持电信级服务质量的IP新业务IPTN不是对现有IP网络的否定，而是对其进行优化改造，解决现有IP网络的QoS、安全、管理等问题特点与现有IP网络共存，在承载层基于MPLS，与Native IP业务从资源上分离开，不影响Native IP业务可承载传统的电信业务，并且支持新的电信业务引入承载控制层，实现对资源的统一管理引入CAC机制，业务使用前申请资源、使用中保证资源、使用后释放资源基于分层的网络结构，承载层、承载控制层、业务控制层,Page 41,华为公司IPTN总结(续),建网思路话音、视频等电信业务和Nati
21、ve IP业务共用一个物理网络不改动运营商现有的骨干路由器，仅要求运营商位于PE、TPE位置的骨干路由器支持多标签栈的弹出和带带宽保证的LSP不改动运营商现有的接入网，仅要求接入层L2设备最好支持802.1P所有的改动集中在RM和IP端局设备上。最大限度地利用运营商的接入网和骨干网，并保证严格的端到端QoS支持按业务和用户服务，按业务和用户计费，并支持IP网络目前和今后可能出现的商业模式良好的可实施性、可扩展性和可管理性,从此，运营商承载网可以按业务和用户收费，不再只是管道。,Page 42,汇报提纲,IP网络演进之路业界发展动态华为公司IP电信网解决方案IP电信网平滑演进为IMS承载网华为公
22、司IP电信网应用案例,Page 43,用户能够在不同的场所随时接入通信服务在家，在办公室,在移动中使用不同的设备接入固话,PCs,手机,PDAs享受统一的业务只需要统一的一个帐户一次开户，一个联系地址、一套使用说明、同一个帐单地址格式：J,IMS是未来发展趋势,IMS新的体系架构能够让用户在任何地方使用任何设备使用任何服务，带来更好的用户体验。,Page 44,IMS的新体系架构,完全分离的网络架构：业务、控制、承载分离。全IP网络：核心网、接入侧、承载网的全IP化。VHE（虚拟归属环境）:不再沿用PLMN由拜访域的控制网元提供呼叫控制的机制，所有的业务连接请求都由归属IMS进行处理。融合的网
23、络:IMS接入无关，能够同时为固定和移动提供融合的IMS业务。,Page 45,理解,决策,执行,资源授权/更新/撤销确认承载预留门控打开/关闭指示承载释放/故障,IMS的承载资源管理架构与华为公司提出并倡导的IPTN架构完全吻合！,IMS提出IP承载网QoS新理念,Page 46,华为的IPTN的QoS机制可以保证IMS下端到端的QoS实现,IP电信网平滑演进为IMS承载网,Page 47,汇报提纲,IP网络演进之路业界发展动态华为公司IP电信网解决方案IP电信网平滑演进为IMS承载网华为公司IP电信网应用案例,Page 48,广东电信IPTN组网图,选定为佛山、中山和深圳三个城市，在深圳设
24、两个核心节点模拟省干；设计容量大约21000用户，其中佛山10000，中山6000，深圳5000；业务初期以NGN语音、视频电话、VOD点播为主，NGN话音接入方式有3种，AMG接入、IAD接入和可视电话终端接入。,2005年7月5日下午3:28，中山成功开通第一个IPTN试商用用户,Page 49,广东电信IPTN佛山组网图,承载层采用了4台NE40-8作为P设备，5台MA5200G-8作为PE，接入层共有7台S3528G。承载控制层采用1台RM9000，作为RACS部件。佛山在2005年8月开通了基于软交换的语音和视频业务号段，除此之外还有IPTV/VOD、部分上网业务。2006年3月，佛
25、山通过邮科院和企发部的测试，验证了在大背景流、拥塞情况下，IPTN相比DiffServ对VoIP、视频电话等会话型业务可提供更为优越的QoS保障。,Page 50,测试环境配置：,可视电话语音帧长74字节（ITU-T G.723编码）,0,0,0,丢包率,59us,42.6us,67.9us,抖动,917.1us,239.3us,196.2us,端到端时延,1500帧长,160帧长,74帧长,测试结果,IPLR1*10-3,IPLR1*10-3,丢包率,IPDV10ms,IPDV10ms,抖动,IPVD10ms,IPVD10ms,端到端时延,Y.1541中规定的class 0的QoS参数指标,
26、Y.1541推荐的字节长度为160帧长,大背景流、拥塞情况下视频电话的QoS性能参数值,大背景流、拥塞情况下VoIP的QoS性能参数值,测试项目,广东电信IPTN佛山测试报告（一）,Page 51,36.6%,0,丢失率,201521 us,38.4 us,抖动,201759.8 us,148.7us,端到端时延,DiffServ方案,IPTN QoS方案,测试结果,高优先级大背景流超过高优先级队列的容量时，DiffServ方案的业务性能下降，电话质量很差。而RM为业务流选择了其它通路，使业务性能依然良好，电话质量良好。,预期结果,DiffServ方案：1 向网络中注入大量高优先级背景流量，使
27、网络恰好处于临界拥塞状态，并打一路可视电话；2通过SMARTBITS监测业务QoS参数值，并与上面的测试结果相比较。IPTN QoS方案：1使用模拟软件向RM发消息，为IPTN QoS预留带宽。2向网络中注入同样的高优先级背景流量，使网络恰好处于临界拥塞状态，并打一路可视电话；3通过SMARTBITS监测业务QoS参数值，并与上面的测试结果相比较。,测试方法,高优先级的大背景流，超过高优先级队列容量时，与DiffServ对比测试,测试项目,广东电信IPTN佛山测试报告（二）,Page 52,华为公司IPTN发展路标,Page 53,华为公司IPTN解决方案在华为公司内部的OA网上应用了近一年；同时在广东电信开通试验局，目前处于试商用阶段；现在正在和泰国、俄罗斯的运营商洽谈部署IPTN事宜。华为公司的IPTN解决方案将因其简单、标准、实用和成熟，将在全球范围内大规模商用,总结,Page 54,Thank You,
