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解析IP電信化成功之路

2010/01/11

　　傳統的電信服務(wù)正面臨著(zhù)來(lái)自IT業(yè)廉價(jià)競爭者的激烈挑戰。電信業(yè)務(wù)IP化之后，運營(yíng)商可以淘汰大量PSTN交換機房，裁掉多余的維護人員，OPEX節約不可小覷。以BT為例，21CN的IP化改造可以節省絕大部分的機房，估算每年可以降低數億英鎊的OPEX。可見(jiàn)，電信IP化已成為運營(yíng)商繼續生存乃致煥發(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(shuō)，它泛指電信運營(yíng)商提供海量公眾業(yè)務(wù)時(shí)必須具有的能力。這里的海量公眾業(yè)務(wù)包括電話(huà)、電視、傳真、Internet上網(wǎng)服務(wù)等。不同業(yè)務(wù)的電信級側重指標不同，不同的用戶(hù)承諾(金銀銅等)需要的電信級指標也不同。具體來(lái)講，電信級的衡量指標分成兩個(gè)維度，一是客戶(hù)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、響應速度)、業(yè)務(wù)的可用性能力(7×24小時(shí))、業(yè)務(wù)的安全性能力(業(yè)務(wù)隔離);另一個(gè)是網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)服務(wù)指標，包括網(wǎng)絡(luò )擴展性(網(wǎng)絡(luò )規模)、網(wǎng)絡(luò )穩定性(幾個(gè)9 )、可維護管理。

　　溯源IP電信化

　　運營(yíng)商需要隨時(shí)了解網(wǎng)絡(luò )的運行狀態(tài)(正常或告警)，針對性地改進(jìn)網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量，提升客戶(hù)體驗。而客戶(hù)體驗正是運營(yíng)商品牌價(jià)值的核心要素之一。

　　但是原來(lái)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。因為統計復用的原因，IP業(yè)務(wù)承載沒(méi)有固定的時(shí)隙和電路，出現故障之后往往沒(méi)有頭緒可查，使運維人員無(wú)從下手。

　　其次，傳統的電信業(yè)務(wù)是專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用，各司其職，很好滿(mǎn)足了其所承載業(yè)務(wù)的QoS。在IP網(wǎng)絡(luò )時(shí)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(diǎn)決定了其對網(wǎng)絡(luò )的QoS不同，很難用同一標準衡量網(wǎng)絡(luò )的好壞。也就是說(shuō)，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(diǎn)在于其自組網(wǎng)能力，但該特點(diǎn)同時(shí)也導致IP網(wǎng)絡(luò )不可控。由于所有的組網(wǎng)都通過(guò)路由協(xié)議控制，路由協(xié)議的架構規劃，對網(wǎng)絡(luò )的穩定性和可靠性有決定性影響，一個(gè)規劃不良的IP網(wǎng)絡(luò )會(huì )導致蝴蝶效應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，從傳統電信網(wǎng)的電信級因素中借鑒經(jīng)驗和吸收營(yíng)養，提升IP網(wǎng)絡(luò )的電信級能力。在解決電信級業(yè)務(wù)時(shí)，需要遵循電信業(yè)務(wù)規律，合理規劃和部署IP網(wǎng)絡(luò )，提升應用IP網(wǎng)絡(luò )的能力。提升IP的業(yè)務(wù)體驗能力和可視化維護管理能力，主要可以從這幾個(gè)方面著(zhù)手改進(jìn)：

　　網(wǎng)絡(luò )自立

　　PSTN時(shí)代PSTN和SDH配合組網(wǎng)，PSTN負責語(yǔ)音交換，SDH負責傳輸，雙方有清晰的接口和維護界面。NGN時(shí)代IP網(wǎng)取代了PSTN的交換部分和SDH的承載部分，同時(shí)承擔交換和傳輸的功能，因此當出現語(yǔ)音故障后無(wú)法定位。解決之道是分離業(yè)務(wù)和承載，用戶(hù)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。這樣當出現問(wèn)題時(shí)，可以很容易區分是IP網(wǎng)絡(luò )的故障，還是業(yè)務(wù)系統的故障。通過(guò)業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò )解耦合的方式實(shí)現網(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(shí)，多種業(yè)務(wù)將競爭有限的帶寬和轉發(fā)資源，必然互相影響。此外，Internet網(wǎng)絡(luò )上充斥著(zhù)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(jìn)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。由于在標簽轉發(fā)的網(wǎng)絡(luò )中，中間節點(diǎn)僅僅看標簽而不看內容，因此通過(guò)對不同的業(yè)務(wù)分配不同的MPLS管道，可以實(shí)現業(yè)務(wù)的彼此隔離。

　　其次，業(yè)務(wù)處理要隔離，也就是說(shuō)，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(shí)現業(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(gè)多業(yè)務(wù)邊緣路由器上，那也要將不同的單板進(jìn)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(lài)路由協(xié)議組網(wǎng)，傳統上依賴(lài)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(shí)間太長(cháng)，承載電信級業(yè)務(wù)的時(shí)候無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)時(shí)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(shí)現50m s甚至更短的保護能力，通過(guò)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 )，保護的層次化和結構化也至關(guān)重要，其目的在于出現問(wèn)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(wèn)題根源，大大加快修復故障的速度。對于大型運營(yíng)商，全國或者全球的IP網(wǎng)絡(luò )是分段維護的，出現問(wèn)題能快速定位區段也是必須的需求。

　　業(yè)務(wù)規劃

　　電信業(yè)務(wù)雖然占用帶寬不大，也可以復用和收斂，但是端到端QoS必須嚴格保證。沒(méi)有規劃的IP網(wǎng)絡(luò )承載電信業(yè)務(wù)時(shí)，經(jīng)常會(huì )出現網(wǎng)絡(luò )大部分資源空閑、而局部擁塞的情況，導致用戶(hù)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劃，通過(guò)規劃消除網(wǎng)絡(luò )瓶頸，做到端到端服務(wù)質(zhì)量保證。

　　性能監控

　　SDH中基于bit的監控機制在IP網(wǎng)絡(luò )中不再有效，I P時(shí)代應該采用P E R概念，即丟包率。目前，國際電聯(lián)針對此類(lèi)問(wèn)題已發(fā)布多個(gè)標準，以解決PER的性能監控問(wèn)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和性能監視的標準。通過(guò)在網(wǎng)絡(luò )中端到端部署BFD，在節點(diǎn)之間部署MPLS OAM或Eth OAM，可以實(shí)現層次化、結構化的性能監控能力。

　　另外，流媒體業(yè)務(wù)的監控是IP網(wǎng)絡(luò )性能監控的最新挑戰和熱門(mén)話(huà)題。我們知道，MPEG視頻編碼有I幀、B幀和P幀，P幀丟失對畫(huà)面只有有限影響，但是I幀丟失將導致3-5秒的畫(huà)面凍結。在IP時(shí)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，但是這些探針設備價(jià)格昂貴，大量部署并不現實(shí)。華為提供了系統內置與外置探針結合的方案，通過(guò)系統內置探針可以檢測到大多數業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)質(zhì)量，少量非線(xiàn)性高清視頻業(yè)務(wù)，則可通過(guò)外置探針進(jìn)行性能監控。內置+外置探針巧妙結合，實(shí)現了最佳性?xún)r(jià)比。

　　網(wǎng)絡(luò )級網(wǎng)管

　　一直以來(lái)，IP網(wǎng)絡(luò )的網(wǎng)絡(luò )管理能力都較弱，只能管理單個(gè)節點(diǎn)，基本上是命令行的圖形化界面，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )運維中也很少使用。開(kāi)通電信業(yè)務(wù)之后，IP網(wǎng)絡(luò )經(jīng)常會(huì )產(chǎn)生大量告警，卻又毫無(wú)頭緒，無(wú)法判斷網(wǎng)絡(luò )問(wèn)題，也找不到故障根源。或者用戶(hù)的業(yè)務(wù)已經(jīng)不通了，網(wǎng)管上卻沒(méi)有告警等情況。顯然，IP網(wǎng)絡(luò )單點(diǎn)的管理已無(wú)法適應電信級業(yè)務(wù)，一個(gè)網(wǎng)絡(luò )級的網(wǎng)管系統，能夠實(shí)現真正的端到端業(yè)務(wù)配置、管理、監控、告警，準確定位故障，并實(shí)現可視化、可監控，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(shí)還應該具備CAC能力，通俗的說(shuō)就是剎車(chē)機制。舉一個(gè)例子，一個(gè)路由器端口只能支持1000路話(huà)音，當1000路話(huà)音已經(jīng)占用了全部帶寬時(shí)，第1001個(gè)電話(huà)呼叫應該被拒絕，這是傳統PSTN系統通常的處理結果。但是在IP網(wǎng)上，當第1001個(gè)參與者加入到這場(chǎng)爭搶帶寬資源的游戲時(shí)，將會(huì )導致所有1001個(gè)用戶(hù)的話(huà)音質(zhì)量都受到影響，因為每個(gè)人的可用帶寬都減少了，丟包率大大升高。由此可見(jiàn)，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)的基礎承載網(wǎng)絡(luò )，也因此給IP網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)巨大挑戰和全新問(wèn)題，IP網(wǎng)絡(luò )需要持續不斷地技術(shù)創(chuàng )新以適應新情況。歷史上的IP正是通過(guò)不斷改進(jìn)、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的電信化應該是在IP網(wǎng)絡(luò )的基礎上，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(wèn)題等待著(zhù)我們去研究和探討，通過(guò)不斷的創(chuàng )新和改進(jìn)，推動(dòng)IP技術(shù)向前發(fā)展。

通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)


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