对IP电信网的思考(下)

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华为IP电信网概念的提出是为了解决NGN承载网的问题，在传统的IP网络利用MPLS技术逻辑分离互联网与电信业务承载网资源，基于标记交换路径(LSP)分别规划各业务逻辑承载网资源，通过新增的资源管理器完成网络资源的管理，实施会话接纳控制，并根据资源情况确定业务流路径，可见资源管理服务器是其设计的灵魂，MPLS是保障QoS的基础设施。但有一个问题，基础平台是否走互联网?如果是，那么这个IP电信网必然与互联网共享一些的硬件资源，而由于互联网本身达不到电信级别的稳定、可靠及安全性，必然会影响到基于同一物理平台的IP电信网这个逻辑网络，那么就使得IP电信网也不能达到电信运营的标准，所以即使实现了逻辑分离，也不能保障IP电信网的可靠性。如果不支持互联网业务，那么这个网络本身就是一个物理专网，为何还用逻辑专网的方式呢?逻辑专网的方式并没有增加对业务QoS的支持能力，而只是共享了资源。可见这种方案只是对现状的一种改良，是一种叠加网的模式，没有彻底地解决问题。华为的IP电信网借助于MPLS技术保障QoS，而MPLS本身是一种夹层协议，其运转始终不能离开IP的相关协议，具有很大的局限性。　　所以如果IP网要成为一切业务的承载网，那么最根本的方式就是改造，包括对协议本身的改造，以及对目前互联网运营模式的改造。
4、网络改造的几点设想
　　问题的焦点在于IP网络能否提供语音、视频等高QoS要求业务的能力。显然有两个途径：IP网络本身改造以适应目前的语音、视频业务对QoS的要求，或者语音、视频的编码能够适应IP网络所能提供的QoS指标。显然，后者是不现实的。下面提出几点改造的设想。
　　4.1　吸取ATM的优点
　　为提高IP网络的QoS能力，IP必须采纳ATM的优点，支持同步传输的能力。
　　ATM是目前经过实践证明，能保证高QoS的分组技术。ATM可以很好地承载目前各种类型的业务，其对QoS要求很高的语音、视频业务的良好支持，归根到底是源于其最底层的信元是同步的，使得时延抖动非常小，另外定长的信元、简化的报头使得快速分组交换成为可能，端到端时延非常小。
　　IP如果想承载高QoS要求的业务，必须吸取ATM的优点做一些改造，首先IP的传输必须实现同步的功能，可以通过两种方式：第一种方式，像ATM那样在分组(信元)的层次传输就是同步的，IP分组的传输也采用同步的方式；第二种方式，IP分组异步传输但插入同步报文。笔者认为，网络层支持同步功能是保证业务层高QoS指标的基础，以分组网络承载多媒体业务必须在分组的层次上支持同步功能，如果做不到，那么即使上层做再多的处理也不能进一步改善相关的QoS指标。其次IP必须吸纳ATM快速分组交换的思想，可以考虑IP头的定长机制，同时对IP头的相关字段进行重新定义，以简化网络节点对分组的处理，进一步缩小传输时延，使得路由器接近ATM交换机的处理性能。
　　应该指出MPLS不是IP电信网的理想技术，虽然其可以显著地改善IP网络的转发性能及部分提高QoS的能力，但由于其来源于IP与ATM的结合，比较依赖原有的相关协议，并且MPLS本身的协议也比较复杂，低端设备一般不支持。MPLS的重要应用，如流量工程(对于充分利用IP网络资源，提高IP网络的QoS指标与总体性能具有重要意义)及基于流量工程的快速重路由(对于提高IP骨干网络的可靠性具有重要意义)，相关协议复杂，甚至不成熟。其应用范围有限(主要针对骨干网)，而且设备的开销大，运行维护、管理、配置的经验较少，运营商对其应用持比较谨慎的态度。可见目前的MPLS技术不是IP电信网的理想选择。
　　4.2　规范链路层技术
　　IP技术本身对网络层以下没有作具体的要求，但底层技术对于网络的整体能力有很大的影响，因此IP电信网的模型必须制订链路层接入规范，对于IP层以下的链路层技术必须作出明确的技术要求，如对链路层网络技术类型的选择及相应的接入规范。以太网是目前城域网建设的主流方案，但以太网本身与IP技术非常类似，无连接，只提供“尽力而为”的QoS保证，而且以太网本身是局域网技术，基于透明桥的工作机制，要求广播域贯穿整个VLAN域内，在城域范围内采用以太网运营已经产生了很多问题，如大量的广播流量使网络性能下降，基于广播的窃听降低网络的安全性。如果想依靠以太网作为IP网的链路层技术达到电信级别的运营要求，目前还是不现实的。可以预见，如果今后要将以太网发展为IP链路层的主流技术，那么以太网本身也必须做适当的改造，以保证提交给IP层的QoS指标满足要求。当然，IP还可以直接承载于传输设备上，但都存在一些问题。
　　4.3　IP电信网运营模式的探索
　　基于传统互联网的运营模式，对于运营商来说是被动的，陷入了一种无奈并且尴尬的境地。只提供了接入，而对网络的内容与应用、用户的行为都无法控制，面对带宽的需求只能不断升级却不能得到相应的回报。目前的互联网的运营模式已经广为接受，很难改变，运营商只有通过与ICP的合作达到对内容的部分控制，实现与ICP共赢。但是新一代基于IP网络的电信业务必须有全新的业务模式，主要体现在三个方面：第一，对用户的接入控制；第二，对用户呼叫业务的控制，新增网络控制功能识别业务呼叫类型，并分别与应用服务器、网络设备进行交互，以确定是否有足够的服务器资源及网络资源，以确定是否接纳呼叫；第三，采取灵活的计费策略满足各种不同的计费需求，对业务连接进行计费。只有实现对网络资源、应用资源及用户资源的统一管理，才能为宽带业务的电信化运营提供决策依据。
5、运营实践的思考
　　5.1　现有的IP网络不适应电信网要求
　　在网络规划与建设中发现，以基于传统互联网概念的技术体系、设备作为基础，来设计承载NGN业务，很难满足要求。目前的IP网络，不论是共享资源的逻辑网络，还是与互联网独立的物理设备，能否作为今后IP电信网的物质基础，都是一个疑问。即使达到预计的目标，网络付出的代价却是得不偿失。网络轻载是目前网络能够提供的保证业务QoS的重要手段，但更是一种过渡的手段，不能作为今后IP电信网的承载模型，因为随着业务量的上升，网络升级的费用与业务的收入不成比例，基于定性的分析与粗颗粒的定量模型使得运营商不可能对网络资源进行精确管理，也难以实现对业务的精确管理。这种发展方向不能长远。
　　5.2　NGN的尴尬
　　在发展大客户的过程中，我们发现，基于电路交换的业务稳定、可靠、用户更信赖。而使用NGN，由于系统的成熟性问题，或者承载网的问题，用户的投诉较多，对于商业客户，我们为什么不用传统的方式去实现，而采用没有把握的NGN模式呢?客户关心的是服务质量，而不是技术手段，以目前的技术水平在IP网上开展传统的语音业务，实践证明是达不到电信运营级别的。
　　5.3　互联网承载不可行
　　基于互联网开展电信级的业务困难重重。互联网是一个开放的网络，其开放性造成了其复杂性，网络的质量也不稳定。经过实际的运营发现，即使城域网的静态质量非常好，但由于瞬态质量不可控，语音业务质量不稳定，因此，基于现有的互联网直接承载NGN业务是不可行的。
　　5.4　NGN承载网的思路
　　实践证明，在网络轻载的情况下，对网络质量影响较大的是接入层与汇聚层，而核心层、骨干层的设备能力及带宽绰绰有余。通过在接入层及汇聚层设备设置必要的专用设备，网络的整体质量能得到极大的改善。NGN取代PSTN从骨干网(长途中继)入手，是一个重要的思路及可行的方式，但城域网内的承载网质量成为NGN下一步发展的一个重要挑战。
　　5.5　对物理专网承载的思考
　　IP电信网是基于IP承载各种电信业务的网络，采用物理专网，实现与互联网隔离，减少了许多不可控制的因素，似乎是比较好的解决方案，因此运营商发展IP电信网需要考虑重新建设，而不是改造升级，如中国电信集团的CN2及中国网通集团关于169及CNCNET的双平面考虑就是基于这种想法。但物理专网的方式是否能够完成我们的设想目标，也是一个疑问。即使是轻载也并不能够让运营商完全放心，因为如前文分析的那样，底层的基础与上层建筑不能很好地匹配，会出现许多不可预测的问题。
　　5.6　对网络融合的看法
　　目前比较流行的一种网络融合设想，是将所有的电信业务都承载于一个网络上，但就目前及今后的一段时间内，这种想法都很难实现，因为很难找到这么一种技术可以作为通用的承载平台，方便地提供电信级别的运营水平。
6、结束语
　　无论是从技术上的分析与推理，还是实际运营的感受，笔者认为，IP网络的进化，不是像采用IPv6这么简单，为了承载电信级的业务，必须对IP进行简化与优化，减少网络节点处理的时延，实现快速分组交换，另外还有必要引入同步性能，以支持对时延抖动敏感的业务。
　　另外，传统的互联网运营模式已经遇到了许多问题，严重地影响了宽带业务的进一步发展。因此对基于IP电信网的运营模式必须进行新的探索，以保证运营商的网络能够进入良性循环。