網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型下的寬帶接入QoS技術(shù)實(shí)施研究

摘要　本文首先介紹了目前寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的QoS現(xiàn)狀，然后從網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的角度探討了在寬帶接入網(wǎng)絡(luò)實(shí)施QoS的主要思路及相關(guān)技術(shù)，最后，針對固網(wǎng)運(yùn)營商提出對現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行改造、在接入網(wǎng)引入QoS技術(shù)以適應(yīng)多業(yè)務(wù)承載的策略建議。

1、概述

當(dāng)前，隨著市場和技術(shù)的變化使得固網(wǎng)運(yùn)營商正在尋求新的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)的通信業(yè)務(wù)正向信息娛樂、數(shù)字化生活領(lǐng)域擴(kuò)展，IPTV、VoIP以及P2P應(yīng)用等業(yè)務(wù)種類不斷豐富。這使得寬帶網(wǎng)絡(luò)所承載的業(yè)務(wù)將從以傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)為主逐步向多業(yè)務(wù)承載方向發(fā)展。這就要求寬帶網(wǎng)絡(luò)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型，以適應(yīng)業(yè)務(wù)需求的變化和業(yè)務(wù)發(fā)展的要求。

能否成功實(shí)施網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型涉及多個方面的因素，包括網(wǎng)絡(luò)的物理架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供及QoS能力、網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營支撐體系等。其中，網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供及QoS能力是最基本的因素。本文將主要從寬帶接入的角度探討固網(wǎng)運(yùn)營商實(shí)施QoS技術(shù)的相關(guān)問題。

2、寬帶接入QoS的現(xiàn)狀

目前的寬帶接入網(wǎng)主要以承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，也有少量的視頻流業(yè)務(wù)，所有業(yè)務(wù)都無法得到QoS保證，網(wǎng)絡(luò)為所有業(yè)務(wù)提供的只是一種盡力而為的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。對于專線業(yè)務(wù)，一般是通過ATM、SDH及DDN網(wǎng)絡(luò)來提供的。

早期的城域網(wǎng)/接入網(wǎng)設(shè)備在DiffServ/802.1p優(yōu)先級等QoS保障機(jī)制方面的能力參差不齊，但缺乏可運(yùn)營的電信級QoS方案，無法實(shí)現(xiàn)端到端的QoS保證，導(dǎo)致視頻斷斷續(xù)續(xù)，時好時壞，VoIP業(yè)務(wù)經(jīng)常出現(xiàn)丟包情況，用戶無法盡情享受多媒體IP業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

3、寬帶接入QoS的實(shí)現(xiàn)機(jī)制

對于寬帶接入網(wǎng)來說，QoS的控制點(diǎn)主要是接入終端、接入平臺、匯聚網(wǎng)絡(luò)及BRAS/SR 3個關(guān)鍵部件。由于接入網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的情況比較復(fù)雜，而且涉及多種技術(shù)，一般來說，在這個層次采用區(qū)分服務(wù)（DiffServ）的思想實(shí)現(xiàn)QoS是一個比較好的解決辦法，即采用業(yè)務(wù)區(qū)分與標(biāo)記、業(yè)務(wù)映射與分類承載、二層優(yōu)先級處理以及帶寬管理和擁塞管理的策略。

3.1　業(yè)務(wù)區(qū)分與標(biāo)記

寬帶接入網(wǎng)實(shí)施QoS必須要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)區(qū)分與標(biāo)記，業(yè)務(wù)區(qū)分與標(biāo)記可以使網(wǎng)絡(luò)具有多業(yè)務(wù)傳遞邊緣的能力。在業(yè)務(wù)區(qū)分的網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)首先必須被識別并實(shí)現(xiàn)分類標(biāo)記。這樣，網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備便可利用這個分類標(biāo)記進(jìn)行相應(yīng)的處理。目前，比較可行的技術(shù)方案是在網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行業(yè)務(wù)識別及分類標(biāo)記。即上行方向在用戶端的接入終端上完成業(yè)務(wù)流分類和業(yè)務(wù)等級標(biāo)識，在電信可信任的設(shè)備上進(jìn)行業(yè)務(wù)等級的審查或重標(biāo)識，下行方向在業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)（BRAS）完成業(yè)務(wù)識別及分類標(biāo)記。接入終端與業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)之間主要是根據(jù)業(yè)務(wù)標(biāo)記進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)分流、優(yōu)先級隊(duì)列調(diào)度及QoS處理。

上行方向，接入終端可以采用多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)區(qū)分與標(biāo)記，如基于物理端口的業(yè)務(wù)區(qū)分、基于以太網(wǎng)協(xié)議類型的業(yè)務(wù)區(qū)分、基于業(yè)務(wù)終端類型的業(yè)務(wù)區(qū)分、基于IP報文深度分析的業(yè)務(wù)區(qū)分等。目前，基于物理端口的業(yè)務(wù)區(qū)分方法是比較可行的，而且對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)兼容性比較好，但是，必須要考慮運(yùn)營商對接入終端的控制與管理，以及用戶私有接入終端的業(yè)務(wù)盜用問題。從長遠(yuǎn)來看，隨著無線技術(shù)及家庭網(wǎng)關(guān)的成熟和應(yīng)用，基于IP報文深度分析的業(yè)務(wù)區(qū)分是今后上行方向?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)區(qū)分的發(fā)展趨勢。

與上行方向相對應(yīng)，下行方向也有兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)區(qū)分與標(biāo)記，主要是基于以太網(wǎng)協(xié)議類型和基于IP地址及五元組的業(yè)務(wù)區(qū)分方法。

基于以太網(wǎng)協(xié)議類型的業(yè)務(wù)區(qū)分是指業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)（BRAS）通過檢測下行業(yè)務(wù)流的以太網(wǎng)幀中的以太網(wǎng)協(xié)議類型實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)區(qū)分和業(yè)務(wù)標(biāo)記。目前的以太網(wǎng)協(xié)議類型有PPPoE和IPoE兩種。PPPoE一般用于低優(yōu)先級的寬帶業(yè)務(wù)，如高速上網(wǎng)，而IPoE一般用于視頻或其他的VoIP業(yè)務(wù)。這種業(yè)務(wù)區(qū)分方法的特點(diǎn)是技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡單，但是無法進(jìn)一步細(xì)分業(yè)務(wù)等級，可擴(kuò)展性較差。

基于IP地址及五元組的業(yè)務(wù)區(qū)分有兩種：一種是基于靜態(tài)IP地址的業(yè)務(wù)區(qū)分，通過IP地址靜態(tài)規(guī)劃，將不同類型的IP地址段用于不同類型業(yè)務(wù)的IP地址分配，這樣，業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)根據(jù)下行方向IP報文的源IP地址類型就可以識別相應(yīng)的業(yè)務(wù)類型，然后進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)標(biāo)識和QoS處理；另一種是基于動態(tài)IP地址及五元組的業(yè)務(wù)區(qū)分，這種方法可根據(jù)用戶需要實(shí)現(xiàn)動態(tài)業(yè)務(wù)區(qū)分和服務(wù)質(zhì)量保證，而且比較容易細(xì)分客戶群。但是，對業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)的處理能力有較高的要求。

目前，在業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)實(shí)施基于靜態(tài)IP地址的業(yè)務(wù)區(qū)分和標(biāo)識是比較可行的。隨著寬帶業(yè)務(wù)的深入發(fā)展以及用戶業(yè)務(wù)需求的個性化，在業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)實(shí)施基于動態(tài)IP地址的業(yè)務(wù)區(qū)分是未來的發(fā)展趨勢。

3.2　業(yè)務(wù)映射與分類承載

在實(shí)施業(yè)務(wù)區(qū)分與標(biāo)記后，必須在接入網(wǎng)內(nèi)采取業(yè)務(wù)映射與分類承載，業(yè)務(wù)映射與分類承載的作用主要是將接入網(wǎng)內(nèi)的不同業(yè)務(wù)標(biāo)記的數(shù)據(jù)流映射到不同的承載通道，以便實(shí)施不同的優(yōu)先級處理策略。

整個接入網(wǎng)可分為兩個子層，即接入終端至寬帶接入平臺之間的接入子層和寬帶接入平臺至業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)之間匯聚子層。接入子層的業(yè)務(wù)映射與承載有兩種承載方案：一種是多邏輯通道方案，即為用戶的每種業(yè)務(wù)分配不同的邏輯通道（如多PVC、多VLAN等）；另一種是單邏輯通道方案，即用戶的所有業(yè)務(wù)共享一個邏輯通道（如單PVC、單VLAN等）。而且，其邏輯通道還與具體的接入技術(shù)有關(guān)，這里主要考慮ADSL接入技術(shù)。

匯聚子層也可根據(jù)業(yè)務(wù)類型的劃分情況采用多邏輯通道或單邏輯通道方案，即為每種不同的業(yè)務(wù)流分配不同或相同的業(yè)務(wù)VLAN。其中的單VLAN或者多VLAN是指同一個用戶的不同單播業(yè)務(wù)類型，是否將其分別承載到不同的VLAN上。為保證DSLAM之間的隔離，不同DSLAM之間的單播業(yè)務(wù)的VLAN互不相同。對于視頻組播業(yè)務(wù)，采用不同于單播業(yè)務(wù)的VLAN。為保證組播的高效復(fù)制，所有DSLAM的所有用戶的視頻組播VLAN相同。

對于單VLAN方案，DSLAM上的所有類型單播業(yè)務(wù)共用一個VLAN，視頻組播業(yè)務(wù)使用另外的組播VLAN。在BRAS/SR上，對于單播VLAN，根據(jù)IP地址，將不同業(yè)務(wù)類型映射到不同子接口，而組播VLAN映射到另一個子接口。

對于多VLAN方案，DSLAM上需要配置4個業(yè)務(wù)VLAN，分別是數(shù)據(jù)VLAN、話音VLAN、視頻單播VLAN、視頻組播VLAN。在BRAS上，不同DSLAM相同業(yè)務(wù)的VLAN屬于同一個子接口，數(shù)據(jù)、話音、視頻單播業(yè)務(wù)分占3個子接口，視頻組播業(yè)務(wù)占另一個子接口。

將接入層的PVC和匯聚層的VLAN情況結(jié)合，DSL接入網(wǎng)的業(yè)務(wù)映射和分類承載有以下3種方案：

（1）單PVC單VLAN方案：在接入子層所有業(yè)務(wù)承載一條PVC上，在匯聚子層所有單播業(yè)務(wù)承載在一個VLAN上。

（2）單PVC多VLAN方案：在接入子層所有業(yè)務(wù)承載在一條PVC上，由DSLAM標(biāo)記不同的VLAN Tag，區(qū)分不同的業(yè)務(wù)，在匯聚子層上不同單播業(yè)務(wù)承載在不同VLAN上。

（3）多PVC多VLAN方案：在接入子層上不同業(yè)務(wù)承載在不同PVC上，在匯聚子層上不同單播業(yè)務(wù)承載在不同VLAN上。

單PVC與多PVC方式相比，其區(qū)別主要體現(xiàn)在業(yè)務(wù)配置、業(yè)務(wù)標(biāo)記的審查和重標(biāo)識以及優(yōu)先級處理策略方面。在單PVC方式下，業(yè)務(wù)配置比較簡單，能夠較好的兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，但是DSLAM設(shè)備必須基于二層802.1D優(yōu)先級標(biāo)記進(jìn)行業(yè)務(wù)標(biāo)識的信任度檢查和重標(biāo)記；在多PVC方式下，業(yè)務(wù)配置比較復(fù)雜，但是DSLAM設(shè)備實(shí)現(xiàn)比較靈活，可基于二層802.1D優(yōu)先級標(biāo)記或PVC進(jìn)行業(yè)務(wù)標(biāo)識的信任度檢查和重標(biāo)記。

單VLAN與多VLAN方式相比，在單VLAN方式下，匯聚子層只能基于二層802.1D優(yōu)先級標(biāo)記進(jìn)行QoS處理；而在多VLAN方式下，匯聚子層可基于VLAN+二層802.1D優(yōu)先級標(biāo)記進(jìn)行QoS處理，如實(shí)施帶寬管控、隊(duì)列調(diào)度等。

目前，多PVC多VLAN方式對接入網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)要求相對容易實(shí)現(xiàn)，能夠支持現(xiàn)網(wǎng)的DSLAM設(shè)備升級，具有較強(qiáng)的可操作性，可基本解決接入網(wǎng)的QoS問題。但是，其最大的不足就是業(yè)務(wù)模式變化后，需要配置的工作量比較大，網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性受限于PVC資源。隨著家庭網(wǎng)關(guān)功能的增強(qiáng)和普及，單PVC多VLAN方式將是未來寬帶接入網(wǎng)實(shí)施業(yè)務(wù)映射和分類承載的發(fā)展方向。

3.3　二層優(yōu)先級處理

3.3.1　上行方向處理機(jī)制

當(dāng)不同用戶端口上行方向有數(shù)據(jù)流時，接入終端根據(jù)用戶端口屬性進(jìn)行相應(yīng)的IEEE802.1D二層優(yōu)先級標(biāo)記和隊(duì)列調(diào)度處理，然后，將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的線路接口上。

在寬帶接入平臺，根據(jù)IEEE802.1D優(yōu)先級標(biāo)記進(jìn)行隊(duì)列調(diào)度、QoS處理，將同一端口上的具有不同IEEE802.1D優(yōu)先級標(biāo)記的業(yè)務(wù)流映射到上聯(lián)接口的不同業(yè)務(wù)VLAN域，從而實(shí)現(xiàn)不同用戶的業(yè)務(wù)流匯聚及不同類型業(yè)務(wù)的分流功能。寬帶接入平臺可根據(jù)業(yè)務(wù)需要采用多個上聯(lián)接口，也可以采用一個上聯(lián)接口。

在匯聚網(wǎng)絡(luò)側(cè)，主要是根據(jù)業(yè)務(wù)VLAN實(shí)施不同類型業(yè)務(wù)的流量隔離，并根據(jù)IEEE802.1D優(yōu)先級標(biāo)記進(jìn)行QoS處理和轉(zhuǎn)發(fā)策略。

在業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)側(cè)，主要根據(jù)IEEE802.1D優(yōu)先級標(biāo)記實(shí)施隊(duì)列調(diào)度和QoS處理，如有必要，還需要根據(jù)IEEE802.1D優(yōu)先級標(biāo)記對DiffServ的DSCP參數(shù)進(jìn)行標(biāo)記，然后轉(zhuǎn)發(fā)到骨干網(wǎng)。

3.3.2　下行方向處理機(jī)制

在業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)側(cè)，主要根據(jù)DiffServ的DSCP參數(shù)（如果進(jìn)入業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)的業(yè)務(wù)流無DSCP標(biāo)記，業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)可根據(jù)IP地址/五元組進(jìn)行DSCP標(biāo)記）實(shí)施優(yōu)先級隊(duì)列調(diào)度和QoS處理，并實(shí)現(xiàn)DiffServ的DSCP標(biāo)記與IEEE802.1D二層優(yōu)先級標(biāo)記和業(yè)務(wù)VLAN的映射，然后將具有IEEE802.1D二層優(yōu)先級和業(yè)務(wù)VLAN標(biāo)記的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)到匯聚網(wǎng)絡(luò)。

在匯聚網(wǎng)絡(luò)側(cè)，主要是根據(jù)業(yè)務(wù)VLAN和IEEE802.1D二層優(yōu)先級實(shí)施不同類型業(yè)務(wù)的流量隔離、帶寬控制、QoS處理和轉(zhuǎn)發(fā)策略。

在寬帶接入平臺，根據(jù)IEEE802.1D優(yōu)先級標(biāo)記進(jìn)行隊(duì)列調(diào)度和QoS處理，并將同一端口上的不同業(yè)務(wù)流根據(jù)IEEE802.1D優(yōu)先級標(biāo)記映射并轉(zhuǎn)發(fā)到線路接口上。

接入終端將下行數(shù)據(jù)流直接轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的用戶端口上

3.4　帶寬管理和擁塞管理

能夠?qū)﹄娦艠I(yè)務(wù)進(jìn)行識別，并且執(zhí)行了優(yōu)先級處理機(jī)制，還不足夠完全保障業(yè)務(wù)的QoS，還必須實(shí)現(xiàn)一套帶寬管理的CAR機(jī)制。帶寬管理CAR機(jī)制是在對業(yè)務(wù)識別的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格控制已接納業(yè)務(wù)對資源的使用，防止已接納業(yè)務(wù)超標(biāo)準(zhǔn)使用承載網(wǎng)資源，從而避免業(yè)務(wù)造成資源的爭奪，保障網(wǎng)絡(luò)資源的合理使用。

在帶寬管理技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)時，設(shè)備內(nèi)部是通過不同層級的邏輯標(biāo)識來執(zhí)行的。以下是各層級對應(yīng)的與帶寬管理技術(shù)相關(guān)的邏輯標(biāo)識：

物理端口級：帶寬規(guī)劃

業(yè)務(wù)級：業(yè)務(wù)VLAN

用戶級：接入設(shè)備的用戶端口

用戶不同業(yè)務(wù)Session：IP地址或五元組

因此，上行方向，接入網(wǎng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)針對用戶端口、業(yè)務(wù)VLAN的速率限制；下行方向，接入網(wǎng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)基于IP地址、業(yè)務(wù)VLAN的速率限制策略。

另外，寬帶接入網(wǎng)還必須提供強(qiáng)有力的WRED擁塞管理機(jī)制，能夠針對802.1D優(yōu)先級設(shè)置處理策略，在出現(xiàn)擁塞時先丟棄那些低等級的業(yè)務(wù)，而優(yōu)先保證高等級業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

4、寬帶接入QoS的實(shí)施策略

實(shí)施寬帶接入QoS策略的關(guān)鍵是能夠配合骨干網(wǎng)絡(luò)在接入網(wǎng)的各種設(shè)備內(nèi)部實(shí)施完整而統(tǒng)一的業(yè)務(wù)區(qū)分與標(biāo)記、業(yè)務(wù)映射與分類承載以及優(yōu)先級處理策略，使整個網(wǎng)絡(luò)的QoS能夠做到：

（1）可預(yù)見：不同業(yè)務(wù)對QoS有不同的要求，需要從業(yè)務(wù)的角度明確需要實(shí)現(xiàn)何種程度的QoS保障；

（2）可部署：QoS需要進(jìn)行全程全網(wǎng)的實(shí)施，要求做到端到端的實(shí)施保證。

（3）可監(jiān)控：對QoS進(jìn)行測量和監(jiān)控，快速判斷各種故障對SLA的影響程度，提高客戶的滿意度。

（4）可感知：通過部署QoS，使用戶可以獲得一致的業(yè)務(wù)感受。

4.1　寬帶接入QoS的總體規(guī)劃

實(shí)施寬帶接入QoS，首先必須進(jìn)行QoS的總體規(guī)劃，其規(guī)劃原則可如下：

（1）根據(jù)不同業(yè)務(wù)特性在接入網(wǎng)內(nèi)實(shí)施針對業(yè)務(wù)類型的業(yè)務(wù)分流

目前可考慮的業(yè)務(wù)類型可以分為VoIP語音、視頻、專線互聯(lián)及互聯(lián)網(wǎng)接入等。另外，還必須考慮到寬帶網(wǎng)絡(luò)本身還存在管理和控制信令等，這種消息流與VoIP數(shù)據(jù)流具有同等的QoS保證需求。

（2）在接入網(wǎng)的匯聚層實(shí)施業(yè)務(wù)VLAN策略

實(shí)施業(yè)務(wù)VLAN策略，可根據(jù)業(yè)務(wù)及流量特性對業(yè)務(wù)VLAN進(jìn)行合理的帶寬規(guī)劃，流量控制和隔離，盡量減少不同類型業(yè)務(wù)流量之間影響。

（3）不同客戶實(shí)施不同的QoS

對于重要的企業(yè)VPN專線、同城互聯(lián)客戶，至少在接入網(wǎng)匯聚層實(shí)施獨(dú)享帶寬和獨(dú)立邏輯通道（業(yè)務(wù)VLAN）的二層QoS策略；對于個人和家庭用戶，可針對用戶的業(yè)務(wù)類型，提供不同的QoS策略。

（4）不同業(yè)務(wù)類型實(shí)施不同的QoS

個人和家庭用戶的業(yè)務(wù)基本上以VoIP、視頻和互聯(lián)網(wǎng)接入為主，其業(yè)務(wù)優(yōu)先等級依次由高到低，這三類業(yè)務(wù)之間實(shí)施絕對優(yōu)先級調(diào)度策略。

對于互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)，可根據(jù)業(yè)務(wù)內(nèi)容再細(xì)分成不同優(yōu)先級類型。根據(jù)業(yè)務(wù)內(nèi)容細(xì)分的情況下，用戶訪問不同的內(nèi)容具有不同的服務(wù)質(zhì)量，如訪問互聯(lián)星空內(nèi)容時比訪問其它網(wǎng)站內(nèi)容具有更好的服務(wù)質(zhì)量。

根據(jù)業(yè)務(wù)內(nèi)容細(xì)分的優(yōu)先級的確定有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一種是ISP與運(yùn)營商雙方共同確定ISP所提供內(nèi)容的服務(wù)等級，ISP內(nèi)容在進(jìn)入運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)之前打好相應(yīng)的優(yōu)先級標(biāo)記，用戶訪問ISP的不同內(nèi)容，可能獲得不同的服務(wù)質(zhì)量；另一種是用戶在訪問ISP內(nèi)容前，首先訪問ISP提供的Portal頁面，在Portal頁面中用戶選定欲訪問內(nèi)容的服務(wù)等級，然后，再通知運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)針對相關(guān)內(nèi)容打上相應(yīng)的優(yōu)先級標(biāo)記。

4.2　寬帶接入QoS的引入

QoS技術(shù)的部署主要包括資源控制、資源隔離和資源調(diào)度等各種技術(shù)及策略的運(yùn)用。資源控制對使用的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行限制，主要通過對流量的許可控制實(shí)現(xiàn)，例如對不同類型的流量的限制、對流量的優(yōu)先級控制等，資源的限制使得在網(wǎng)絡(luò)中不同類型的流量具有合理的比例和分布。資源隔離主要保證不同的流量不會相互干擾，這種隔離可以通過設(shè)置流量優(yōu)先級來實(shí)現(xiàn)，優(yōu)先級主要確保低優(yōu)先級的流量不會干擾高優(yōu)先級的流量。資源調(diào)度對資源進(jìn)行分配和調(diào)度。

考慮到QoS現(xiàn)實(shí)技術(shù)成熟程度的限制，QoS的引入實(shí)施及完善必將是長期的過程，建議分兩個階段來實(shí)施。

4.2.1　第一階段

在寬帶多業(yè)務(wù)發(fā)展初期，建議在寬帶接入網(wǎng)內(nèi)引入802.1D二層優(yōu)先級+擁塞調(diào)度機(jī)制的靜態(tài)QoS機(jī)制，具體措施如下：

（1）根據(jù)業(yè)務(wù)需要，定義服務(wù)等級；

（2）在網(wǎng)絡(luò)邊緣，實(shí)施業(yè)務(wù)區(qū)分與標(biāo)記策略。下行方向，由業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)關(guān)根據(jù)IP地址/五元組對業(yè)務(wù)流進(jìn)行識別，上行方向，由接入終端根據(jù)物理端口進(jìn)行業(yè)務(wù)區(qū)分和標(biāo)記。

（3）匯聚層及寬帶接入平臺根據(jù)802.1D優(yōu)先級標(biāo)記執(zhí)行預(yù)設(shè)置的QoS處理策略，如隊(duì)列調(diào)度，擁塞處理等。另外，寬帶接入平臺負(fù)責(zé)對上行802.1D二層優(yōu)先級標(biāo)記的信任度檢查和重標(biāo)記。

（4）匯聚層通過VLAN技術(shù)進(jìn)行必要的帶寬資源隔離，至少應(yīng)實(shí)現(xiàn)組播業(yè)務(wù)帶寬資源與其他業(yè)務(wù)帶寬資源的隔離。

4.2.2　第二階段

802.1D二層優(yōu)先級+擁塞調(diào)度機(jī)制的QoS機(jī)制存在許多不足，因此，隨著寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展，必須在網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)上引入承載控制層，實(shí)現(xiàn)基于呼叫接納控制技術(shù)的動態(tài)QoS機(jī)制。

動態(tài)QoS技術(shù)主要通過資源預(yù)留及呼叫接納控制（CAC）機(jī)制實(shí)現(xiàn)對基于呼叫的VoIP和VoD業(yè)務(wù)的QoS保證。另外，通過動態(tài)QoS技術(shù)還可以比較靈活的實(shí)現(xiàn)基于用戶/內(nèi)容的按需QoS保證業(yè)務(wù)等。其基本思路如下：

在網(wǎng)絡(luò)層之上構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)層的“大腦”，即承載控制層，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)（如BRAS設(shè)備）的資源控制和調(diào)度。承載控制層包括兩個基本部件：資源管理服務(wù)器和用戶位置信息系統(tǒng)。另外，為了便于動態(tài)QoS的部署，還需要在業(yè)務(wù)管理層面引入QoS業(yè)務(wù)管理平臺或業(yè)務(wù)服務(wù)器中間件，QoS業(yè)務(wù)管理平臺主要是針對非呼叫類業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)服務(wù)器中間件主要是針對基于呼叫的業(yè)務(wù)。用戶在使用具有QoS保證的業(yè)務(wù)前或在建立基于呼叫的業(yè)務(wù)過程中，增加資源請求和分配的過程，從而實(shí)現(xiàn)對用戶的動態(tài)QoS保證。

QoS業(yè)務(wù)管理平臺提供QoS業(yè)務(wù)管理、用戶管理、資源管理以及QoS計費(fèi)信息等；資源管理服務(wù)器用于QoS策略分發(fā)、帶寬資源利用等情況的統(tǒng)計；用戶位置信息系統(tǒng)用于提供用戶所在的接入節(jié)點(diǎn)的線路信息。

用戶通過PC在使用具有QoS保證的業(yè)務(wù)之前，可以通過Portal頁面方式進(jìn)行QoS請求，相關(guān)的QoS參數(shù)可以包括用戶服務(wù)等級、用戶所需帶寬、時長及對端IP地址等。以下以用戶的按需帶寬業(yè)務(wù)為例，說明其具體業(yè)務(wù)流程（如圖1所示）：

圖1　QoS業(yè)務(wù)流程示意圖

（1）用戶通過QoS業(yè)務(wù)管理平臺的Portal頁面申請所需要的帶寬大小及相應(yīng)的服務(wù)等級；

（2）QoS業(yè)務(wù)管理平臺通過SOAP接口向資源管理服務(wù)器申請資源；

（3）資源管理服務(wù)器通過SOAP接口查詢用戶的物理位置；

（4）資源管理服務(wù)器根據(jù)用戶的物理位置查詢資源，并決定是否接納或拒絕來自QoS業(yè)務(wù)管理平臺的請求；

（5）如果接納，資源管理服務(wù)器進(jìn)行資源預(yù)留，并通過COPS接口將用戶的服務(wù)等級下發(fā)給BRAS設(shè)備，BRAS設(shè)備建立用戶IP地址與服務(wù)等級之間的映射關(guān)系；同時，資源管理服務(wù)器相應(yīng)QoS業(yè)務(wù)管理平臺的資源請求；

（6）QoS業(yè)務(wù)管理平臺接收來自資源管理服務(wù)器的響應(yīng)，將計費(fèi)信息通過相關(guān)接口下發(fā)給計費(fèi)系統(tǒng)；

（7）用戶開始使用具有QoS保證的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

另外，BRAS設(shè)備需要具有帶寬資源預(yù)留功能。為了在寬帶接入網(wǎng)范圍內(nèi)提供更好的QoS保證，BRAS設(shè)備應(yīng)能夠?qū)⒂脩舻姆��?wù)等級信息轉(zhuǎn)化成802.1D二層優(yōu)先級標(biāo)記下發(fā)給下層網(wǎng)絡(luò)，下層網(wǎng)絡(luò)直接根據(jù)802.1D優(yōu)先級標(biāo)記進(jìn)行隊(duì)列調(diào)度和QoS處理。

如果是基于呼叫的VoIP、VoD等業(yè)務(wù)，則可以直接定義這種業(yè)務(wù)的服務(wù)等級，用戶發(fā)起業(yè)務(wù)請求時，只需要通過業(yè)務(wù)服務(wù)器中間件向資源管理服務(wù)器提出業(yè)務(wù)資源占用請求即可。

5、現(xiàn)有寬帶接入網(wǎng)的技術(shù)改造

針對寬帶接入QoS的部署需求，應(yīng)從以下5個方面入手實(shí)施寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)改造，以解決接入網(wǎng)適應(yīng)多業(yè)務(wù)承載所面臨的QoS技術(shù)問題：

（1）優(yōu)化寬帶接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

對接入網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化的思路是：使BRAS下移，減少匯聚網(wǎng)絡(luò)的層次，將規(guī)模較大的二層匯聚網(wǎng)絡(luò)改成多個相互隔離的規(guī)模較小的二層網(wǎng)絡(luò)，盡量減少DSLAM級聯(lián)級數(shù)，擴(kuò)展DSLAM設(shè)備的上聯(lián)口帶寬能力。

（2）DSLAM的IP化改造

為支持多媒體業(yè)務(wù)，現(xiàn)有的ATM上行的DSLAM設(shè)備必須改造成IP上行，或在原有的ATM-DSLAM節(jié)點(diǎn)旁新建IP-DSLAM節(jié)點(diǎn)，直接將多業(yè)務(wù)用戶割接到新的IP-DSLAM節(jié)點(diǎn)。

（3）多業(yè)務(wù)VLAN隔離

在匯聚網(wǎng)絡(luò)通過實(shí)施不同業(yè)務(wù)采用不同的VLAN策略，進(jìn)行業(yè)務(wù)分流，并保證VLAN之間的隔離，根據(jù)VLAN進(jìn)行相應(yīng)的QoS處理策略。

（4）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備QoS功能的統(tǒng)一和升級

對接入網(wǎng)范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的QoS功能進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，特別是涉及到的BRAS、接入終端和接入平臺三個關(guān)鍵部件，并進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)升級或改造以保證接入網(wǎng)范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對端到端的QoS功能的支持。

（5）智能多業(yè)務(wù)端口接入終端

采用智能的多業(yè)務(wù)端口接入終端替換現(xiàn)有的單端口終端，并采用多PVC上行、實(shí)施業(yè)務(wù)與端口、端口與PVC綁定的策略。