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专家视点
IP承载网面临四大挑战
        五年前已经成熟的IP技术,直到2004年才真正用于大规模承载NGN。这表明,IP承载网面临的挑战并不在于技术本身……

        以IP技术承载NGN业务的关键在于,IP网络要适应NGN业务商业模型的变迁。话音业务与Internet的商业模型完全不同,Internet业务是一种“灰度”业务,它可以有较大的时延、抖动、丢包率,哪怕慢一点,只要最终能收到就行;但是,话音业务是一种“黑白”业务,它只有“通”或“不通”两种状态,通就通好、收费,不通就送忙音、不收费,否则用户就会投诉。IP网络承载业务的商业模型已经产生变化,如果还用Internet时代的理念来规划IP承载网,就会出问题。从目前来看,IP承载网的建设主要面临着四大挑战。

挑战一

        从Internet转型为电信业务,建设经验面临挑战。很多人曾经认为,IP承载网不过是画几个云图,连几条线,用VPN一隔离,标上DiffServ、TE,话音就通了,服务质量就保障了。但事实绝非如此,华为有一个跨IP、3G、NGN产品线的工作组,负责多系统组网的规划和测试,这个小组曾有一个令人惊讶的报告:“NGN接入到IP承载网竟然有八种不同的模式,各种模式的负载分担和故障保护效果各不相同!”

        进一步分析,我们就不会为这个结论感到惊讶了:NGN TG的上行接口可以选择备份或负载分担方式,主备TG间、TG的主备端口间的保护要求达到毫秒级,TG间的流量呈网状对称分布,NGN话音业务要求CAC……,这些特征都是Internet终端和业务所不具备的。

        下面根据流量模型,举一个Internet骨干网的例子:北京、广州、上海是ICP集中地,所有流量基本都是从这三个节点流出,C3之间的流量可以忽略,因此这三个节点间的带宽设计应当大一些,而其它节点间可以不考虑交互带宽。但是,IP承载网却不能这样规划,这是因为它的流量模型呈网状分布,任何两个C3节点间都有流量,成都到广州的流量甚至会比北京到广州的流量大,因为这两地之间有大量的流动人口,话务量很大。这一规律对城域IP承载网同样适用。这说明,业务模型和商业模型的不同导致对IP网络的要求不同。实践证明,技术本身并不能解决所有问题,否则五年前NGN就开始运营了。

        IP承载网建设需要的是经验!客观地说,NGN、3G并没有经过大规模的成熟应用检验,NGN采用IP承载也还处于初步商用阶段,在这样一个业务系统里,承载网的可靠性压倒一切。继承成熟的经验,对于保障IP承载网的可靠性来说非常重要。

挑战二

        业务与网络逐步“密耦合”,可运营性面临挑战。Internet应用无需知道IP网络的实时资源情况,因此对于Internet业务,IP网络可以不透明。但是,对于电信业务,NGN、3G必须了解IP承载网的资源情况,要求IP网络必须透明,这就对IP网络的可运营能力提出了挑战。IP网络具有良好的可扩展性,但其本身也有拓扑结构,也有流量收敛和流量冲击等课题。电信业务从TDM转为IP承载,不能像Internet应用那样,把一切都扔给IP网络,而必须从“规划、管理、监测、控制”四个方面来保证服务质量。

规划

        首先是业务规划。面向电信业务的IP承载网与面向Internet应用的IP网络存在很大的区别,Internet追求的是开放性,它对连接没有要求,但电信业务追求的恰恰是面向连接。于是,在规划IP承载网时,既不能完全采用TDM设计模式,抛弃IP扁平化和可扩展性好的优势,也不能完全沿用Internet的设计思路,抛弃成熟的TDM电信业务承载经验,而应该做到相互借鉴和相互渗透。

        网络规划要达到的目标是:在正常和异常情况下,流量路径明确;在异常情况下,可将网络的振荡控制在最小范围,核心流量不会经过汇聚节点转发,汇聚流量不经过接入节点转发,本大区内流量和两个大区间的流量不经过其它大区转发。

        其次是话务流量模型和带宽规划。对于媒体流、信令流以及PS域、多媒体域的流量,其流量模型与Internet完全不同。将来还会有信令的IP化课题,这方面已经提出部分草案,为了防止语音流量冲击造成信令丢包,承载网必须精心规划。

        构建一个面向下一代网络的IP承载网,其复杂度远远高于Internet网络。遗憾的是,很多传统的IP供应商还未意识到这一点。

管理

        IP承载网承载电信业务,全网开启MPLS、DiffServ、FRR,这是IP承载网区别于Internet网络的重要特征之一。对于MPLS VPN、DiffServ、FRR这些端到端业务,如果没有良好的业务管理平台,很难在由数百台设备组成的网络中,通过Telnet登录逐跳进行手工配置和监控。因此,在IP承载网系统中,不但要有网元管理,还要有良好的LSP、VPN、QoS业务管理平台,定位受损的VPN业务,评估受损程度,这个报表与NGN故障报表完全一致。在一个大规模IP承载网中,如果没有VPN管理、QoS管理和LSP管理,网络运营根本无从谈起。

监测

        在网络的运营过程中,必须对网络资源和运行状况进行监测,包括链路资源、带宽资源、流量流向、时延、抖动、丢包率等。当网络指标超过阈值时应当及时告警,提示进行网络扩容或者网络优化。TG可以统计出局的话务量,但并不能统计入局流量,因此无法提供对IP承载网的资源需求。IP承载网有必要对链路带宽占有率和任何节点间的时延、抖动、丢包率进行监测,同时统计任何TG-TG、TG-路由器、TG-Server、路由器-Server、路由器-路由器间的流量,实现细致的网络监测。这无疑是一个庞大的报表和分析系统,它可为透彻了解电信业务需求,提供详尽的数据。

控制

        这里所谓的控制是指对IP资源的超量使用进行控制,ITU-T、TISPAN对此提出了RACS架构,但商用尚待时日。目前的流行做法是:通过IP承载网、TG、软交换等系统协同进行CAC,由软交换了解IP承载网可容纳的并发话务量阈值,一旦呼叫数量超过阈值,软交换即进行限呼,送忙音;同时,软交换还可实时采集IP承载网的时延、抖动和丢包率等指标,如果IP承载网的QoS劣化严重,软交换也将采取限呼措施。通过两级CAC保证话音“要通就通好、不通不收费”的基本需求。需要指出的是,在异常情况下实施CAC,有可能会引发呼损现象。为了降低呼损,要求在网络异常时,必须将振荡控制在尽量小的范围内。

        通过规划、管理、监测、控制等手段,可实时了解TG/AG、Server及路由器任意两者之间的流量、流向、时延、抖动、丢包率和呼叫接续等指标,进而实现IP承载网的可运营。

挑战三

        从3G、NGN到IMS,可扩展性面临挑战。IP网络在Internet时代是C/S模式,在NGN、3G时代是P2P模式,到IMS/FMC时代,将变成P2P与C/S的混合模式,承载与资源控制将进一步分离。在目前,业务种类较少,可通过“DiffServ+大带宽”来保证QoS。但是在将来,当上百万种业务一起涌现时,资费不同、QoS需求不同,又该如何进行业务的调度和控制呢?

        事实上,IP网络最初是为科学研究目的而设计的,对可扩展性要求不高,而商用是近年来才出现的课题。但是,一旦IP承载网作为电信业务的载体,其可扩展性就注入了全新的理念。一个小小的短消息仅仅占用几个Byte就让运营商赚了很多钱,那么对于3G、NGN等新兴业务,我们对可扩展性的需求又会有多少呢?这仍是一个变数,IP承载网必须具备可演进的解决方案,才能适应未来业务的弹性需求。

挑战四

        建设IP承载网,选择战略合作伙伴面临挑战。NGN、3G是一种相对较新的业务运营模式,IP承载也是一个新的课题。随着业务运营的不断深入,IP电信网与所承载的业务之间的耦合度也越来越高,于是对IP设备提出了许多新的技术性需求。据麦肯锡的统计,一个新产品晚上市6个月,那么它在生命周期中将损失33%的潜在毛利;反之,进入时间提前一个月利润将提高12%。从这个意义看,IP承载网的建设并不是简单地选择设备或者供应商,更重要的是选择合适的战略合作伙伴。那些深刻理解电信业务、创新力强、响应及时、能有效降低TCO的探索者,无疑才可能成为运营商的潜在战略合作伙伴。

        在今天,不断涌现的各种新技术,已经大大地超越出人类的真实需求,只有那些能满足业务需求和客户需求的技术才是最有价值的技术。了解业务需求是一个积累的过程,技术的可用性同样也要经历积累和验证过程。中国的航天计划,从“神州一号”到“神州六号”,中间发射了五次,这并不是要试验火箭等载体的可用性,这些载体的生命周期只有一次,重要的是要积累发射经验、航天经验和载人经验,并不断改良载体。IP承载网的建设同样如此。