中国联通宽带数据网实现电信级Qos策略与实施

中国联通宽带数据网实现电信级Qos策略与实施田文科中国联通数据与固定部总经理2003年8月目录1.概述；2.技术方案的选择；3.电信级QOS的策略与实施；4.MPLS的尝试；5.实践的结果；6.今后的打算；一、概述1999联通决定加快启动固定与数据通信业务的发展并将移动业务、长途业务以及数据通信业务作为公司发展重点摆在联通面前的问题：建网方案的选择如何实现电信级QOS20005月信息产业部批准联通在全国范围经营固网（长途）、数据及互联网业务摆在联通面前的问题：---建网方案的选择传统电信运营公司新型电信运营公司一个业务建一个网络优点：成熟、有经验一个统一网络平台，同时提供多种业务缺点：没有现成的技术及经验可以借鉴，风险大优点：节省建设投资；维护成本低，提供新业务快缺点：投资大，建网速度慢二、技术方案的选择电路交换分组交换路由器技术ATM技术技术方案选择的原则：业务定位联通的业务定位语音业务：收入的主要来源数据业务：（中继、电路仿真、VPN）：北美100亿美元/年互联网业务：增长迅猛，已成为社会及生活中不可缺少的一部分视频业务：基于IP，自我控制、操作，会议、教育、医疗可视电话：巨大的市场机遇，解决带宽资源过剩的最有效途径CDMAIX：PDSN其它：其它业务的进一步融合1996年-2002年全国固定电话用户发展情况4071549570318742108811444117903142415361711213935603462408105000100001500020000250001996年1997年1998年1999年2000年2001年2002年固定用户（万户）1996199719981999200020012002原有用户4071549570318742108811444117903新增用户1424153617112139356034624081达到54957031874210881144411790321984八年间,年增长率:18%全国长途电话去话时长020040060080010001200(亿分钟）344.8433.1528.4620.8641.2702.5832.71100.419951996199719981999200020012002八年间,年增长率:18%PSTN长途和IP电话市场发展趋势加速了数据网的发展进程，预计2000年数据业务流量将赶上传统交换的话音业务流量050100150200（亿元）29.246.5851311811998年1999年2000年2001年2002年（预数据通信业务收入五年间,年增长率:58%010002000300040005000（万户）141658302902.11736.43975.91995年1996年1997年1998年1999年2000年2001年2002年全国互联网用户发展情况(根据信息产业部统计资料)年均增长率:264%注册用户+专线用户流行做法：•足够带宽，忽略成本；基于带宽如空气的假设，可运营否？•尽力而为，基于增殖业务的假设，有谁买单？联通的选择：•统一网络；•可运营，适当带宽，能赢利；•电信极的可靠性和服务；•电信级的QOS保证；技术选择：什么技术能满足联通统一网络平台的要求单一的路由器技术单一的ATM技术应用广泛无法满足带宽需要的Qos有Qos适应不了IP业务的迅猛发展联通的策略：选择ATM+IP的技术方案，通过ATM的Qos保障机制，解决多种业务对Qos的不同需求的问题，同时兼顾IP技术应用广泛的优势。中国联通承载网结构示意图InfrastructureofUnicomNetwork第三层交换（MPLS）长途传输网城域传输网用户接入网IP+ATM用户虚拟专网（VPN）/组播CES（DDN）ATMFRIP网专线VToAFToAVoFRFoFRLAN互连专线专线电话中继电子商务虚拟主机，主机托管用户虚拟专网（VPN）/组播专线IP传统业务VoIP/FoIP（1791x网）165网VoIP承载网三、电信级Qos策略与实施1、ATM的分级Qos保障机制：满足不同业务对带宽、时延、抖动和丢失率的不同要求。为每种业务提供相应的Qos级别的端到端路由，路由决策不再是简单的物理拓朴，而必须基于一系列约束机制。将不同的业务归类于不同的Qos级别中，如：绝对的Qos（Absolute），IP电话，VIDEO；相对的Qos（Relative）,DATA；尽力而为的Qos（Besteffort）.INTERNET；（续）三、电信级Qos策略与实施2、ATM的路由迂回机制利用ATM的遇故障自动迂回控制机制，策略路由和负载均衡等特性，实现电信级的QOS策略。扩充OSPF协议，从原来的四种类型的路由信息扩展有关服务质量的路由信息，如交换机及中继电路的有关信息并随时将这些网络状态信息传播到相应节点。（续）三、电信级Qos策略与实施3、ATM的抗冲击机制：减少内存消耗，更小的链路状态、路由表和名称降低CPU负荷Dijkstra算法开销为0（LKLog(n))L为中继链路数，n为节点数保护中继震荡对网络稳定的冲击（隔离在分区内）采取分区设计路由的原则网络容量要求：400个节点，1000条中继线（OSPF交换机网络）1000个节点以上，10000条中继线以上减小交换机路由表；减少网络路由协议流量（续）三、电信级Qos策略与实施4、网络拓朴结构设计原则：网络拓朴结构设计的原则是在满足网络容量、性能、安全等要求的前提下，通过合理布置交换机的位置、种类、数量，以及中继线的带宽、数量以使网络建设投资最省。三、电信级Qos策略与实施5、网络拓朴结构设计模型：三、电信级Qos策略与实施6、网络拓朴结构设计要求：网络时延、传输时延、交换时延（处理时延、串并/并串时延网络安全：同时坏几台节点、几条中继电路，不会全网瘫痪网络可扩性：新增节点尽量对原网络拓朴设计影响小（续）三、电信级Qos策略与实施三层结构：•大区层：网状连接；•汇接层（省）：与两个以上大区节点相连；•接入层（地市）：星型连接到省；联通的思路：武汉西安沈阳上海广州成都北京西宁郑州锦州哈尔滨长春呼和浩特石家庄北京国际局太原乌鲁木齐银川兰州重庆长沙昆明南昌贵阳广州国际局南宁海口深圳厦门上海国际局合肥杭州温州福州天津济南青岛南京无锡622Mb/s155Mb/s4x2Mb/s2Mb/s中国联通数据骨干网拓扑图ChinaUnicombackboneDataNetworktopology四、初步尝试—MPLS：1、多协议标记交换（MPLS）技术99年MPLS许多标准尚未完成，业界对其前景尚有争议目前ITU和IETF已将MPLSGMPLS作为运营级多业务承载网的核心技术，目前尚处于小规模实验阶段联通的尝试：在边缘节点实验MPLS，用MPLS的LSP（标记交换路径）和MPT（多点树）策略机制实现QOS保障。（续）四、初步尝试—MPLS：2、标记交换路径LSP：把不同的IP数据流映射不同Qos的标记交换路径上（LSP）使不同的IP业务具有不同的Qos，如：策略QosLSP(PolicyQosLSP)按需QosLSP(QosonDemandLSP)尽力而为QosLSP(BesteffortQosLSP)VoIPIPVPN具有带宽保证机制的较高级别的Qos充分利用ATM交换机具有的高度智能、高效的路由迂回功能，使网络自愈能力很强.(接上页)四、初步尝试—MPLS：3、多点树（MPT）技术：尽力而为QosLSP(BesteffortQosLSP)；165互联网IPVPN尽力而为的Qos；（续）四、初步尝试—MPLS：4、多协议标记交换（MPLS）技术联通的MPLS是采用虚拟路由器（VR）技术来实现IPVPNATM交换机通过运行OSPF进程和交换机端口构成的路由器称为虚拟路由器所以联通的ATM+IP的统一网络平台方案不是由ATM设备再加上路由器设备构成，这种技术方案设计使整个网络投资大大节省。(接上页)五、实践的结果：1、网络规模及业务目前统一网络平台已覆盖330多个城市，全网开通的业务有：VOIP语音业务：卡、直拨、IP话机、去话已超过9亿分钟/月互联网业务：800万用户，上网时长已超过40亿分钟/月FR、电路仿真业务：20万个等效64K基于IP的可自我控制、操作的视频会议、远程教育，远程医疗系统基于IP的可视电话系统，超过4000的终端；各种质量的虚拟专用网VPN、IPVPN、VPDN五、实践的结果2、网络质量数据业务中国建设银行进行评测中国电子科学研究院进行评测新华社进行评测VOIP语音业务互联网业务信息产业部委托传输所组织评测广东电信管理局组织评测福建电信管理局组织评测信息产业部组织评测五、实践的结果3、投资效益年份收入(亿元)营业利润(亿元)200015.53.72200144.87.032002.631.39.4统一网络平台带来的效果建设费用建设周期维护管理费用新业务新应用开放迅速方便为用户提供语言、数据、互联网、视频会议，可视电话（一根线一个帐单）五、实践的结果统一网络平台带来的效果建设费用建设周期维护管理费用新业务新应用开放迅速方便为用户提供语言、数据、互联网、视频会议，可视电话一根线一个帐单六、今后打算1、统一网络平台进一步发展承载CDMA1X的移动数据业务根据技术进步的情况有计划、有步骤的将固定、移动、传统话音网进一步融合为承担3G移动业务作准备六、今后打算2、将北京、上海、广州、天津、重庆、四川进行的软交换实验完成好。目的：对核心网实验进一步融合其它业务的技术的可行性及经济性对本地网实验在开发新业务、新应用方面成熟性、方便性、经济性实验并寻求对各种业务控制管理及可维护性方面的方案有关体系结构标准谢谢