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解析IP電信化成功之路

2010/01/11

　　傳統(tǒng)的電信服務(wù)正面臨著來自IT業(yè)廉價競爭者的激烈挑戰(zhàn)。電信業(yè)務(wù)IP化之后，運營商可以淘汰大量PSTN交換機房，裁掉多余的維護人員，OPEX節(jié)約不可小覷。以BT為例，21CN的IP化改造可以節(jié)省絕大部分的機房，估算每年可以降低數(shù)億英鎊的OPEX�？梢姡娦臝P化已成為運營商繼續(xù)生存乃致煥發(fā)新活力的基本前提。

　　愿景美好，但是如果IP不能達到電信化的要求，就需要更多的維護人員維護IP網(wǎng)絡(luò)本身，不僅降低O P E X的目的難以達到，甚至還需更多的花費。因此，IP能否達到電信化要求，是電信I P化能否成功的關(guān)鍵。

　　什么是電信級?通俗地說，它泛指電信運營商提供海量公眾業(yè)務(wù)時必須具有的能力。這里的海量公眾業(yè)務(wù)包括電話、電視、傳真、Internet上網(wǎng)服務(wù)等。不同業(yè)務(wù)的電信級側(cè)重指標(biāo)不同，不同的用戶承諾(金銀銅等)需要的電信級指標(biāo)也不同。具體來講，電信級的衡量指標(biāo)分成兩個維度，一是客戶體驗的保障，包括業(yè)務(wù)的質(zhì)量保證能力(保真度、流暢度、響應(yīng)速度)、業(yè)務(wù)的可用性能力(7×24小時)、業(yè)務(wù)的安全性能力(業(yè)務(wù)隔離);另一個是網(wǎng)絡(luò)運營服務(wù)指標(biāo)，包括網(wǎng)絡(luò)擴展性(網(wǎng)絡(luò)規(guī)模)、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性(幾個9 )、可維護管理。

　　溯源IP電信化

　　運營商需要隨時了解網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)(正�；蚋婢�)，針對性地改進網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，提升客戶體驗。而客戶體驗正是運營商品牌價值的核心要素之一。

　　但是原來T D M 網(wǎng)絡(luò)中很容易衡量業(yè)務(wù)質(zhì)量的方法，在IP網(wǎng)絡(luò)中不再可行。因為統(tǒng)計復(fù)用的原因，IP業(yè)務(wù)承載沒有固定的時隙和電路，出現(xiàn)故障之后往往沒有頭緒可查，使運維人員無從下手。

　　其次，傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)是專網(wǎng)專用，各司其職，很好滿足了其所承載業(yè)務(wù)的QoS。在IP網(wǎng)絡(luò)時代，各種業(yè)務(wù)都承載到IP網(wǎng)上，IP網(wǎng)絡(luò)必須綜合考慮各種業(yè)務(wù)的QoS需求，但這些業(yè)務(wù)本身的特點決定了其對網(wǎng)絡(luò)的QoS不同，很難用同一標(biāo)準(zhǔn)衡量網(wǎng)絡(luò)的好壞。也就是說，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和業(yè)務(wù)質(zhì)量在IP網(wǎng)絡(luò)中不再是一回事。再次，IP網(wǎng)絡(luò)的最大優(yōu)點在于其自組網(wǎng)能力，但該特點同時也導(dǎo)致IP網(wǎng)絡(luò)不可控。由于所有的組網(wǎng)都通過路由協(xié)議控制，路由協(xié)議的架構(gòu)規(guī)劃，對網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性有決定性影響，一個規(guī)劃不良的IP網(wǎng)絡(luò)會導(dǎo)致蝴蝶效應(yīng)或大范圍的路由震蕩。

　　七招成就IP電信化

　　I P電信化的基本理念“I P-B a s e d +Telecom-Plug”可以解讀為：保留IP網(wǎng)絡(luò)基因，從傳統(tǒng)電信網(wǎng)的電信級因素中借鑒經(jīng)驗和吸收營養(yǎng)，提升IP網(wǎng)絡(luò)的電信級能力。在解決電信級業(yè)務(wù)時，需要遵循電信業(yè)務(wù)規(guī)律，合理規(guī)劃和部署IP網(wǎng)絡(luò)，提升應(yīng)用IP網(wǎng)絡(luò)的能力。提升IP的業(yè)務(wù)體驗?zāi)芰涂梢暬S護管理能力，主要可以從這幾個方面著手改進：

　　網(wǎng)絡(luò)自立

　　PSTN時代PSTN和SDH配合組網(wǎng)，PSTN負責(zé)語音交換，SDH負責(zé)傳輸，雙方有清晰的接口和維護界面。NGN時代IP網(wǎng)取代了PSTN的交換部分和SDH的承載部分，同時承擔(dān)交換和傳輸?shù)墓δ�，因此�?dāng)出現(xiàn)語音故障后無法定位。解決之道是分離業(yè)務(wù)和承載，用戶的業(yè)務(wù)處理集中到多業(yè)務(wù)邊緣路由器，網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的功能交給IP路由器，雙方各司其職，分工明確。這樣當(dāng)出現(xiàn)問題時，可以很容易區(qū)分是IP網(wǎng)絡(luò)的故障，還是業(yè)務(wù)系統(tǒng)的故障。通過業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)解耦合的方式實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)的隔離。

　　業(yè)務(wù)隔離

　　IP網(wǎng)絡(luò)承載多種業(yè)務(wù)時，多種業(yè)務(wù)將競爭有限的帶寬和轉(zhuǎn)發(fā)資源，必然互相影響。此外，Internet網(wǎng)絡(luò)上充斥著各種攻擊和木馬。

　　為了保證電信級業(yè)務(wù)的安全和業(yè)務(wù)體驗，首先有必要對業(yè)務(wù)進行隔離。業(yè)務(wù)隔離首先需要將不同的業(yè)務(wù)承載到不同的通道上，目前最常用的就是MPLS。由于在標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)中，中間節(jié)點僅僅看標(biāo)簽而不看內(nèi)容，因此通過對不同的業(yè)務(wù)分配不同的MPLS管道，可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)的彼此隔離。

　　其次，業(yè)務(wù)處理要隔離，也就是說，在業(yè)務(wù)處理邊緣，不同的業(yè)務(wù)最好分配到不同的業(yè)務(wù)路由器上，以實現(xiàn)業(yè)務(wù)處理的隔離。如果為了降低成本而把多種業(yè)務(wù)集成到一個多業(yè)務(wù)邊緣路由器上，那也要將不同的單板進行隔離，以保證不同業(yè)務(wù)之間相互的影響最小。

　　網(wǎng)絡(luò)保護

　　IP網(wǎng)絡(luò)依賴路由協(xié)議組網(wǎng)，傳統(tǒng)上依賴路由協(xié)議本身的保護機制。但是路由協(xié)議的hello報文的間隔時間太長，承載電信級業(yè)務(wù)的時候無法滿足實時性保護的要求。BFD協(xié)議作為一種快速雙向路由檢測機制，可以實現(xiàn)50m s甚至更短的保護能力，通過BFD檢測觸發(fā)機制，可以把IP網(wǎng)絡(luò)的保護性能提升到SDH的水平。

　　此外，對于大型網(wǎng)絡(luò)，保護的層次化和結(jié)構(gòu)化也至關(guān)重要，其目的在于出現(xiàn)問題后，能夠快速定位到故障層次(IP層/鏈路層/物理層)。有了層次化檢測機制之后，就可以快速找到問題根源，大大加快修復(fù)故障的速度。對于大型運營商，全國或者全球的IP網(wǎng)絡(luò)是分段維護的，出現(xiàn)問題能快速定位區(qū)段也是必須的需求。

　　業(yè)務(wù)規(guī)劃

　　電信業(yè)務(wù)雖然占用帶寬不大，也可以復(fù)用和收斂，但是端到端QoS必須嚴格保證。沒有規(guī)劃的IP網(wǎng)絡(luò)承載電信業(yè)務(wù)時，經(jīng)常會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)大部分資源空閑、而局部擁塞的情況，導(dǎo)致用戶體驗下降。因此，承載電信業(yè)務(wù)的IP網(wǎng)絡(luò)，需要端到端的帶寬資源規(guī)劃，通過規(guī)劃消除網(wǎng)絡(luò)瓶頸，做到端到端服務(wù)質(zhì)量保證。

　　性能監(jiān)控

　　SDH中基于bit的監(jiān)控機制在IP網(wǎng)絡(luò)中不再有效，I P時代應(yīng)該采用P E R概念，即丟包率。目前，國際電聯(lián)針對此類問題已發(fā)布多個標(biāo)準(zhǔn)，以解決PER的性能監(jiān)控問題。Y.1711和Y.1731協(xié)議族分別給予MPLS和Eth，作為IP的鏈路層協(xié)議，定義了OAM和性能監(jiān)視的標(biāo)準(zhǔn)。通過在網(wǎng)絡(luò)中端到端部署B(yǎng)FD，在節(jié)點之間部署MPLS OAM或Eth OAM，可以實現(xiàn)層次化、結(jié)構(gòu)化的性能監(jiān)控能力。

　　另外，流媒體業(yè)務(wù)的監(jiān)控是IP網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控的最新挑戰(zhàn)和熱門話題。我們知道，MPEG視頻編碼有I幀、B幀和P幀，P幀丟失對畫面只有有限影響，但是I幀丟失將導(dǎo)致3-5秒的畫面凍結(jié)。在IP時代，顯然承載I幀的IP報文和承載P幀的IP報文的重要性不同。一般的方法是在網(wǎng)絡(luò)中分段部署探針和檢測器，但是這些探針設(shè)備價格昂貴，大量部署并不現(xiàn)實。華為提供了系統(tǒng)內(nèi)置與外置探針結(jié)合的方案，通過系統(tǒng)內(nèi)置探針可以檢測到大多數(shù)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)質(zhì)量，少量非線性高清視頻業(yè)務(wù)，則可通過外置探針進行性能監(jiān)控。內(nèi)置+外置探針巧妙結(jié)合，實現(xiàn)了最佳性價比。

　　網(wǎng)絡(luò)級網(wǎng)管

　　一直以來，IP網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理能力都較弱，只能管理單個節(jié)點，基本上是命令行的圖形化界面，在實際網(wǎng)絡(luò)運維中也很少使用。開通電信業(yè)務(wù)之后，IP網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常會產(chǎn)生大量告警，卻又毫無頭緒，無法判斷網(wǎng)絡(luò)問題，也找不到故障根源�；蛘哂脩舻臉I(yè)務(wù)已經(jīng)不通了，網(wǎng)管上卻沒有告警等情況。顯然，IP網(wǎng)絡(luò)單點的管理已無法適應(yīng)電信級業(yè)務(wù)，一個網(wǎng)絡(luò)級的網(wǎng)管系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)真正的端到端業(yè)務(wù)配置、管理、監(jiān)控、告警，準(zhǔn)確定位故障，并實現(xiàn)可視化、可監(jiān)控，將成為支撐運維的關(guān)鍵。

　　CAC機制

　　I P網(wǎng)絡(luò)承載電信業(yè)務(wù)時還應(yīng)該具備CAC能力，通俗的說就是剎車機制。舉一個例子，一個路由器端口只能支持1000路話音，當(dāng)1000路話音已經(jīng)占用了全部帶寬時，第1001個電話呼叫應(yīng)該被拒絕，這是傳統(tǒng)PSTN系統(tǒng)通常的處理結(jié)果。但是在IP網(wǎng)上，當(dāng)?shù)?001個參與者加入到這場爭搶帶寬資源的游戲時，將會導(dǎo)致所有1001個用戶的話音質(zhì)量都受到影響，因為每個人的可用帶寬都減少了，丟包率大大升高。由此可見，CAC機制是承載業(yè)務(wù)必不可少的能力。

　　全IP的趨勢發(fā)展，使得IP成為所有業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)，也因此給IP網(wǎng)絡(luò)帶來巨大挑戰(zhàn)和全新問題，IP網(wǎng)絡(luò)需要持續(xù)不斷地技術(shù)創(chuàng)新以適應(yīng)新情況。歷史上的IP正是通過不斷改進、不斷完善自我，成就了今天組網(wǎng)協(xié)議的“一哥”地位。IP網(wǎng)絡(luò)的電信化增強方案不應(yīng)改變IP自身的基因，否則就失去了IP的本色。所以IP的電信化應(yīng)該是在IP網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，加上電信級增強特性。

　　IP電信化才剛剛起步，還有很多新的問題等待著我們?nèi)パ芯亢吞接懀ㄟ^不斷的創(chuàng)新和改進，推動IP技術(shù)向前發(fā)展。

通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)


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