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摘要
通過分析運營商IP城域網(wǎng)的多業(yè)務需求，結合城域網(wǎng)的網(wǎng)絡結構，區(qū)分家庭網(wǎng)關和企業(yè)網(wǎng)關等不同的終端類型，闡述了在EPON接入模式下的多業(yè)務接入、區(qū)分和服務質(zhì)量保障方案。
1 引言
根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡信息中心(CNNIC)發(fā)布的《第21次中國互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》，截止到2007年底，中國網(wǎng)民總人數(shù)達到2.1億人，而使用率最高的網(wǎng)絡應用依次是：網(wǎng)絡音樂(86.6%)、即時通信(81.4%)和網(wǎng)絡影視(76.9%)。
可以預見，隨著IPTV、全球眼等業(yè)務的發(fā)展以及web2.0應用的日益繁榮，人們對帶寬的需求將越來越高，像高清IPTV這樣的應用，每個用戶的帶寬將達到20～50Mbit/s，而在10年內(nèi)更將達到70Mbit/s。如此高的帶寬需求，傳統(tǒng)的銅纜接入技術將難以勝任，而光纖接入則可以在20km范圍內(nèi)輕松達到穩(wěn)定的千兆接入。所以光節(jié)點逐漸下移，接入層逐漸向FTTH演進成為寬帶發(fā)展的必然趨勢。
本文將通過分析城域網(wǎng)的多業(yè)務需求，結合運營商城域網(wǎng)網(wǎng)絡結構，區(qū)分家庭網(wǎng)關和企業(yè)網(wǎng)關等不同的終端類型,闡述在EPON接入模式下的多業(yè)務接入、區(qū)分和服務質(zhì)量保障方案。
2 城域網(wǎng)的多業(yè)務需求
隨著IP技術的不斷進步和城域網(wǎng)業(yè)務的迅猛發(fā)展，運營商的IP城域網(wǎng)將逐漸演變?yōu)閿?shù)據(jù)、語音、視頻業(yè)務的綜合承載網(wǎng)絡，要求城域網(wǎng)能夠滿足互聯(lián)網(wǎng)接入、企業(yè)互連、IPTV、3G/NGN等業(yè)務的綜合化承載和差異化服務需求。
IP城域網(wǎng)各項業(yè)務的帶寬和QoS質(zhì)量需求可以匯總參見表1。
表1 IP城域網(wǎng)各項業(yè)務的帶寬和QoS質(zhì)量需求匯總
3 EPON接入模式下的城域網(wǎng)多業(yè)務體系架構
IP城域網(wǎng)主要由城域骨干網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)組成，圖1給出了EPON接入模式下的城域網(wǎng)多業(yè)務體系架構。
圖1 EPON接入模式下的城域網(wǎng)多業(yè)務體系架構示意圖
城域骨干網(wǎng)是業(yè)務接入控制點（包括BRAS和業(yè)務路由器）及其以上的城域網(wǎng)核心路由器組成的三層路由網(wǎng)絡，劃分為核心層和業(yè)務接入控制層。核心層由核心路由器組成，負責對業(yè)務接入控制點設備進行匯接并提供IP城域網(wǎng)到骨干網(wǎng)的出口，具備業(yè)務識別、標識和策略路由功能。
業(yè)務接入控制層又稱業(yè)務網(wǎng)關，由寬帶接入服務器（BRAS）與業(yè)務路由器（SR）兩種業(yè)務接入控制設備組成，主要負責業(yè)務接入控制。BRAS主要實現(xiàn)撥號和專線接入互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關功能；SR主要實現(xiàn)大客戶專線接入互聯(lián)網(wǎng)、MPLS PE和組播網(wǎng)關功能。業(yè)務接入控制層是二層網(wǎng)絡與三層網(wǎng)絡的轉換點，以下為二層網(wǎng)絡，以上為三層網(wǎng)絡。
寬帶接入網(wǎng)是業(yè)務接入控制點以下、用戶CPE以上的二層接入網(wǎng)絡，層次上劃分為匯聚層和接入層。匯聚層網(wǎng)絡主要由以太匯聚交換機設備組成。接入層可以采用xDSL、LAN等多種技術，這里主要考慮采用EPON接入技術的模型。EPON接入層包含EPON設備（OLT，ODN，ONU）、接入線路以及定制化的用戶端設備（家庭網(wǎng)關，企業(yè)網(wǎng)關）等。
4 EPON模式下的多業(yè)務接入方案
在EPON接入模式下，可以實現(xiàn)寬帶上網(wǎng)、企業(yè)互聯(lián)、語音、IPTV、全球眼、視訊等多種業(yè)務的接入，根據(jù)接入終端類型不同，可以劃分為2類，即家庭網(wǎng)關接入和企業(yè)網(wǎng)關接入（采用IP VPN或者專線的方式接入）。其中，家庭網(wǎng)關接入包括：PC終端：寬帶上網(wǎng)、語音（SIP軟終端）、全球眼等；機頂盒：IPTV；SIP硬終端：語音業(yè)務。企業(yè)網(wǎng)關接入包括：寬帶上網(wǎng)業(yè)務、語音（SIP軟終端）、全球眼；語音業(yè)務：SIP硬終端；視訊業(yè)務：視頻會議。
（1）業(yè)務終結模型
在城域網(wǎng)的業(yè)務接入控制層，采用多邊緣模型實現(xiàn)對不同類型業(yè)務的終結。業(yè)務終結模型按照業(yè)務的不同特性和不同需求統(tǒng)一進行設計，并分別終結到BRAS和SR設備。具體的原則是：
●家庭網(wǎng)關接入的PC終端類業(yè)務終結到BRAS，采用PPPoE接入方式；
●機頂盒接入的IPTV業(yè)務，在業(yè)務發(fā)展的初期，可以終結在BRAS上，采用PPPoE接入方式；在業(yè)務大規(guī)模部署階段，終結在SR上，采用IPoE接入方式；
●SIP硬終端接入的語音業(yè)務，終結在SR上，采用IPoE接入方式。
●企業(yè)網(wǎng)關接入的所有業(yè)務，均終結在SR上，并根據(jù)不同的流量類型分別進行服務質(zhì)量保障。
（2）家庭網(wǎng)關的PVC及VLAN規(guī)劃
家庭網(wǎng)關可以通過ADSL口接入到ONU集成的DSLAM上，也可以通過LAN口直接接入到ONU。
對于接入到ONU集成DSLAM的家庭網(wǎng)關，劃分4個PVC，分別用于上網(wǎng)、語音、視頻、網(wǎng)管，在DSLAM上實現(xiàn)PVC到用戶VLAN的映射，并在匯聚交換機實現(xiàn)QinQ封裝，根據(jù)業(yè)務終結模型，分別終結到BRAS和SR。
對于直接接入到ONU的家庭網(wǎng)關，劃分4個VLAN，分別用于上網(wǎng)、語音、視頻、網(wǎng)管，并在匯聚交換機實現(xiàn)QinQ封裝，根據(jù)業(yè)務終結模型，分別終結到BRAS和SR。
（3）企業(yè)網(wǎng)關的VLAN規(guī)劃
企業(yè)網(wǎng)關通過LAN口接入到ONU，并通過匯聚交換機實現(xiàn)QinQ封裝，最后終結在SR上。
5 EPON模式下的多業(yè)務保障方案
5.1 業(yè)務區(qū)分和等級規(guī)劃
根據(jù)業(yè)務不同特性和需求，進行業(yè)務區(qū)分和業(yè)務等級的劃分。
（1）IPTV類視頻業(yè)務為非對稱性流量模型，需要重點保障下行流量的QoS。
（2）語音類（SIP硬終端接入）和視訊類業(yè)務為對稱性或準對稱性流量模型，需要對雙向流量進行QoS保障。
（3）上網(wǎng)業(yè)務為IP城域網(wǎng)的基本業(yè)務，不需要進行QoS保障。
主要采用DiffServ模型，通過流量分類、標記、限速、隊列調(diào)度和擁塞控制等技術實現(xiàn)QoS保障。在城域網(wǎng)中使用8個業(yè)務等級和5個優(yōu)先級隊列，可以對QoS業(yè)務等級規(guī)劃如表2所示。
表2 對QoS業(yè)務等級規(guī)劃
5.2 帶寬分配和預留
在接入層的ONU設備上，實現(xiàn)對用戶帶寬限速，為語音業(yè)務VLAN（PVC）分配200k帶寬；為IPTV業(yè)務VLAN（PVC）分配4M帶寬（可根據(jù)需求擴展），上網(wǎng)業(yè)務使用剩余帶寬；企業(yè)專線或IP VPN根據(jù)客戶的租約分配帶寬。
在城域網(wǎng)骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)匯聚層為相關業(yè)務預留帶寬，初期可以為語音（網(wǎng)管）業(yè)務預留鏈路帶寬的10%，為IPTV業(yè)務預留30%。
5.3 分類標記和隊列調(diào)度
（1）家庭網(wǎng)關上行流量
●場景一：家庭網(wǎng)關接入ONU（集成DSLAM）
家庭網(wǎng)關將上網(wǎng)和IPTV的PVC配置為UBR；將語音和網(wǎng)管PVC設置為CBR，網(wǎng)關上行口優(yōu)先保障語音。
ONU集成的DSLAM實現(xiàn)PVC－VLAN映射，匯聚交換機實現(xiàn)QinQ，ONU和匯聚交換機均不做標記和調(diào)度，輕載保證QoS。
BRAS和SR在語音接入子接口標記IP Precedence值為4，并轉換為MPLS EXP標記，上行口根據(jù)EXP標記進行隊列調(diào)度，優(yōu)先保障語音。核心和匯聚路由器信任EXP標記并根據(jù)EXP標記進行隊列調(diào)度，優(yōu)先保障語音。
●場景二：家庭網(wǎng)關接入ONU
家庭網(wǎng)關按照端口對上網(wǎng)、語音、視訊等接入業(yè)務劃分VLAN，在ONU上對各個業(yè)務VLAN基于802.1p進行QoS標記，并分別進行限速。
匯聚交換機實現(xiàn)QinQ，并繼承ONU的QoS標記，根據(jù)標記的等級進行隊列調(diào)度和擁塞控制。
BRAS和SR及其以上的城域骨干網(wǎng)設備均信任來自下游的QoS標記，并根據(jù)標記進行隊列調(diào)度和擁塞控制。
（2）家庭網(wǎng)關下行流量
城域網(wǎng)語音流量通過BAC設備與軟交換網(wǎng)絡互通。在連接軟交換BAC設備的SR設備端口上，將入端口流量標記IP Precedence值為4，城域網(wǎng)路由器、匯聚交換機、ONU均信任該標記，并進行隊列調(diào)度和擁塞控制。
在連接IPTV組播源和點播POP點的SR端口上，將入流量標記IP Precedence值為5，城域網(wǎng)路由器、匯聚交換機、ONU均信任該標記，并進行隊列調(diào)度和擁塞控制。
（3）企業(yè)網(wǎng)關雙向流量
對于采用企業(yè)網(wǎng)關接入的客戶，實現(xiàn)雙向的QoS保障。
在企業(yè)網(wǎng)關上，按照端口對上網(wǎng)、語音、視訊等接入業(yè)務劃分VLAN，并基于802.1p進行QoS標記。
在匯聚交換機實現(xiàn)QinQ，并根據(jù)與客戶簽訂的合同進行限速。匯聚交換機及其以上的城域網(wǎng)設備均信任來自下游的QoS標記，并根據(jù)標記進行隊列調(diào)度和擁塞控制。
這樣可以實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)關接入客戶的企業(yè)內(nèi)部語音和視訊流量的雙向QoS保障。
6 結束語
隨著固網(wǎng)運營商大舉實施“光進銅退”計劃，以EPON為代表的FTTH和FTTB產(chǎn)品在城域網(wǎng)的部署范圍將逐步擴大，而通過本文提出的解決方案，可以較好的實現(xiàn)EPON模式下的多業(yè)務接入和保障。
