解密DSL的QoS
2005/01/07
對于DSL來(lái)說(shuō)，要想提供高端服務(wù)——尤其是視頻服務(wù)，QoS是必不可少的。
運營(yíng)商基礎網(wǎng)絡(luò )形形色色的演化，歸根結底都圍繞著(zhù)運營(yíng)商最關(guān)心的利潤增長(cháng)問(wèn)題。隨著(zhù)全球投入使用的DSL線(xiàn)路數目迅速接近1億，利用現有的DSL網(wǎng)絡(luò )提供更加豐富的高端服務(wù)，成為業(yè)界共同矚目的焦點(diǎn)。采用QoS和可靠的端對端策略強制 (policy enforcement) 技術(shù)是目前許多應用軟件的主要特征。如何把這些特性應用到DSL網(wǎng)絡(luò )上呢？
DSL網(wǎng)絡(luò )需要QoS嗎？
為了更好地理解目前DSL網(wǎng)絡(luò )的QoS狀況，我們最好從一個(gè)比電信運營(yíng)更為廣泛的環(huán)境來(lái)考慮。現在的電信運營(yíng)商，無(wú)論規模大小，都被迫在對它們的業(yè)務(wù)模式進(jìn)行重組，或者為業(yè)務(wù)模式賦予新的活力。之所以如此，并不僅僅是因為傳統語(yǔ)音業(yè)務(wù)的收入已經(jīng)在同質(zhì)化競爭的市場(chǎng)中由于價(jià)格戰而大大縮水，一個(gè)更值得擔憂(yōu)的威脅來(lái)自有線(xiàn)多業(yè)務(wù)運營(yíng)商(CABLE MSOs，利用有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )提供電視、寬帶、語(yǔ)音等多種業(yè)務(wù)的運營(yíng)商)的沖擊。通過(guò)增加語(yǔ)音業(yè)務(wù)來(lái)實(shí)現數據、音頻和視頻的多種捆綁服務(wù) (triple-play)，有線(xiàn)多業(yè)務(wù)運營(yíng)商已經(jīng)極大地鞏固了自己在市場(chǎng)競爭中的地位。Triple-play曾經(jīng)是電信運營(yíng)商很感興趣、并且希望提供的一種服務(wù)產(chǎn)品，但是現在它們不得不承認，在這種產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和推出上自己已經(jīng)處于落后的位置。
突然之間，電信運營(yíng)商就進(jìn)入了一個(gè)必須考慮和直面DSL的QoS問(wèn)題的境地。原因很簡(jiǎn)單，DSL沒(méi)有QoS，任何傳送視頻服務(wù)的嘗試就都是不可靠的。
為了便于理解，我們以一條DSL線(xiàn)路為例。如果這條線(xiàn)路正在傳輸視頻數據(30fps) ，當然同時(shí)還有Internet數據包(文本、圖片再加上文件下載) 也在這條線(xiàn)路上傳輸。對于Internet數據來(lái)說(shuō)，干擾平穩的視頻流、進(jìn)而損害視頻圖像，就是非常可能的。惟一可以采取的防范措施就是為所有的連接預留足夠的過(guò)載能力，或者對視頻流賦予最高的優(yōu)先權，從而保證視頻數據得到可靠、及時(shí)的傳輸，不會(huì )受繁忙的網(wǎng)絡(luò )數據傳輸的影響。
更廣泛地說(shuō)，如果一個(gè)數據包集成了聲音、游戲和其他包括視頻數據在內的服務(wù)，需要有限訪(fǎng)問(wèn)DSL連接，那么對靈活可變的DSL的QoS的需求就顯得極其迫切了。考慮到對QoS的需求，DSL連接的速度變得越來(lái)越不那么重要了。
目前，基于中等帶寬的DSL網(wǎng)絡(luò )的VoIP服務(wù)正變得越來(lái)越普遍。這種服務(wù)也需要特殊保護，以避免同時(shí)在一條線(xiàn)路上傳送的其他網(wǎng)絡(luò )瀏覽數據的干擾。
在美國，一些運營(yíng)商除了提供語(yǔ)音和數據業(yè)務(wù)之外，還要支持兩套不同標準清晰度的電視節目。有些運營(yíng)商甚至支持三種電視制式，其中至少有一個(gè)是高清晰度電視頻道。這樣一來(lái)，傳輸速率就有可能要在4 Mbps～20Mbps之間，甚至可能要更高。視頻業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò )的需求可能允許對現有ADSL網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行重新利用，但也可能會(huì )超過(guò)現有訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)的支持能力，從而要求現有設備和網(wǎng)絡(luò )升級到ADSL2/2+、VDSL、VDSL2或者FTTH。
電信運營(yíng)商如果不為它們的DSL網(wǎng)絡(luò )增加QoS特性，在網(wǎng)絡(luò )尚有可觀(guān)的富余容量的情況下也許還可以堅持一段時(shí)間，但是隨著(zhù)服務(wù)需求的不斷增加，DSL網(wǎng)絡(luò )的QoS終將成為必不可少的特性，即便是像當今住宅小區網(wǎng)絡(luò )一樣具有非常高的傳輸速率的DSL網(wǎng)絡(luò )也是一樣。正是人們對于視頻服務(wù)的需求，使DSL的QoS成為一項必不可少的功能。
QoS在新秩序中將不僅僅是保證數據從A到B的穩定可靠傳輸的技術(shù)，它還要根據需求的產(chǎn)生、改變和消失，來(lái)對不斷改變的服務(wù)狀況作出反應。有效的QoS要求在時(shí)間段對時(shí)間段、端對端服務(wù)的基礎上具有動(dòng)態(tài)的靈活性。
接入網(wǎng)的IP QoS
DSL QoS必須是靈活的、最大限度地獨立于數據傳輸速率和數據訪(fǎng)問(wèn)的技術(shù)。那么到底該如何應用它呢？為了做出一個(gè)有根據的決策，我們先來(lái)大概瀏覽一下在更廣闊的網(wǎng)絡(luò )中基礎設施的發(fā)展趨勢。
毫無(wú)疑問(wèn)，電信運營(yíng)商正在不遺余力地圍繞IP勾畫(huà)它們的產(chǎn)品服務(wù)戰略。這集中反映在運營(yíng)商的采購正在從ATM設備轉向以太網(wǎng)設備。同時(shí)，它們的興趣正逐漸集中到MPLS上，利用MPLS實(shí)現現有的ATM架構可更容易、更快速地兼容IP數據傳輸。
隨著(zhù)運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )向IP轉移的進(jìn)程，融合了端對端策略強制技術(shù)的QoS將會(huì )被用來(lái)在核心網(wǎng)絡(luò )中控制復雜多變的傳輸的優(yōu)先權配置，同時(shí)也會(huì )應用到局域網(wǎng)中去。通過(guò)這種技術(shù)，我們可以很簡(jiǎn)捷地實(shí)現對域的訪(fǎng)問(wèn)。在實(shí)施和部署DSL QoS的過(guò)程中，需要用到兩種重要的技術(shù)：ATM和IP。
在理想的情況下，既然基于A(yíng)TM的用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )設備已經(jīng)是過(guò)時(shí)的產(chǎn)品，那么住宅小區的網(wǎng)絡(luò )就不需要用ATM了。然而，ATM在這里之所以是一種必須的技術(shù)，是因為現有的大約1億左右的DSL線(xiàn)路都是以ATM為基礎的。既然ATM網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)建成，而它又有強健的可靠機制來(lái)承載QoS，運營(yíng)商當然會(huì )盡可能利用ATM網(wǎng)絡(luò )的潛在能力。
網(wǎng)絡(luò )環(huán)境必須是自我調節、自我維持的，而依靠已經(jīng)定型的ATM技術(shù)來(lái)兼容靈活的QoS標準是不現實(shí)的，也是無(wú)以為繼的。可能的解決方案是，每項QoS服務(wù)都需要一個(gè)VC(也許是兩個(gè)語(yǔ)音和兩個(gè)視頻頻道)，還要加上盡可能好的Internet訪(fǎng)問(wèn)。IP QoS則在另一方面賦予了我們所需的動(dòng)力，所以這種解決方案應該用IP QoS指示來(lái)對訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )的傳輸進(jìn)行優(yōu)先次序排列。
無(wú)論是DSLAM或者DLC設備，它們都越來(lái)越多地支持IP，而且能夠直接使用IP QoS甄別器(IP或者端口地址、協(xié)議和DiffServ代碼點(diǎn)) 。但是，即使是不支持IP的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境(如ATM DSLAM)，現在也沒(méi)有必要用強健但缺乏靈活性的ATM特性來(lái)應用QoS。DSL論壇在它的技術(shù)報告TR-058和TR-059中，為這種網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展指出了方向。
考慮到IP服務(wù)的激增、多對多服務(wù)的提供商/客戶(hù)模式以及動(dòng)態(tài)QoS標準，DSL論壇的主要建議是，最好從ATM DSLAM到客戶(hù)住址直接采用單一的ATM VC配置。在DSLAM上層，下一代的BRAS(寬帶遠程訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器)
可以用來(lái)構建下游的網(wǎng)絡(luò )。BRAS可以巡視所有的用戶(hù)傳輸并分配通向ATM域的優(yōu)先權。這種模式再加上層次分明的架構，可以減少或者避免下游網(wǎng)絡(luò )丟棄包含高優(yōu)先級IP傳輸信元的可能性，從而有效地在一個(gè)不支持的環(huán)境中保持IP
QoS，同時(shí)允許QoS策略只采用靈活的IP特性實(shí)施。
無(wú)論是何種訪(fǎng)問(wèn)方案，電信運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )都必須和視頻服務(wù)賽跑。同時(shí)，DSL QoS也會(huì )成為使視頻服務(wù)變成現實(shí)的一項必不可少的技術(shù)。IP不僅僅是提供端到端技術(shù)一致性的協(xié)議，同時(shí)，IP QoS機制也是能提供這種應用所需的靈活性的惟一可選方案。
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