解密DSL的QoS
2005/01/07
對(duì)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(yùn)營(yíng)商基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)形形色色的演化，歸根結(jié)底都圍繞著運(yùn)營(yíng)商最關(guān)心的利潤(rùn)增長(zhǎng)問(wèn)題。隨著全球投入使用的DSL線路數(shù)目迅速接近1億，利用現(xiàn)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(duì)端策略強(qiáng)制 (policy enforcement) 技術(shù)是目前許多應(yīng)用軟件的主要特征。如何把這些特性應(yīng)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(yùn)營(yíng)更為廣泛的環(huán)境來(lái)考慮�，F(xiàn)在的電信運(yùn)營(yíng)商，無(wú)論規(guī)模大小，都被迫在對(duì)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?yàn)閭鹘y(tǒng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的收入已經(jīng)在同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)中由于價(jià)格戰(zhàn)而大大縮水，一個(gè)更值得擔(dān)憂的威脅來(lái)自有線多業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商(CABLE MSOs，利用有線電視網(wǎng)絡(luò)提供電視、寬帶、語(yǔ)音等多種業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)商)的沖擊。通過(guò)增加語(yǔ)音業(yè)務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、音頻和視頻的多種捆綁服務(wù) (triple-play)，有線多業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)極大地鞏固了自己在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的地位。Triple-play曾經(jīng)是電信運(yùn)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(xiàn)在它們不得不承認(rèn)，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(yùn)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線路為例。如果這條線路正在傳輸視頻數(shù)據(jù)(30fps) ，當(dāng)然同時(shí)還有Internet數(shù)據(jù)包(文本、圖片再加上文件下載) 也在這條線路上傳輸。對(duì)于Internet數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，干擾平穩(wěn)的視頻流、進(jìn)而損害視頻圖像，就是非�？赡艿�。惟一可以采取的防范措施就是為所有的連接預(yù)留足夠的過(guò)載能力，或者對(duì)視頻流賦予最高的優(yōu)先權(quán)，從而保證視頻數(shù)據(jù)得到可靠、及時(shí)的傳輸，不會(huì)受繁忙的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽?
更廣泛地說(shuō)，如果一個(gè)數(shù)據(jù)包集成了聲音、游戲和其他包括視頻數(shù)據(jù)在內(nèi)的服務(wù)，需要有限訪問(wèn)DSL連接，那么對(duì)靈活可變的DSL的QoS的需求就顯得極其迫切了�？紤]到對(duì)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(hù)，以避免同時(shí)在一條線路上傳送的其他網(wǎng)絡(luò)瀏覽數(shù)據(jù)的干擾。
在美國(guó)，一些運(yùn)營(yíng)商除了提供語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之外，還要支持兩套不同標(biāo)準(zhǔn)清晰度的電視節(jié)目。有些運(yùn)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(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求可能允許對(duì)現(xiàn)有ADSL網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新利用，但也可能會(huì)超過(guò)現(xiàn)有訪問(wèn)技術(shù)的支持能力，從而要求現(xiàn)有設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到ADSL2/2+、VDSL、VDSL2或者FTTH。
電信運(yùn)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)尚有可觀的富余容量的情況下也許還可以堅(jiān)持一段時(shí)間，但是隨著服務(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(dāng)今住宅小區(qū)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(duì)于視頻服務(wù)的需求，使DSL的QoS成為一項(xiàng)必不可少的功能。
QoS在新秩序中將不僅僅是保證數(shù)據(jù)從A到B的穩(wěn)定可靠傳輸?shù)募夹g(shù)，它還要根據(jù)需求的產(chǎn)生、改變和消失，來(lái)對(duì)不斷改變的服務(wù)狀況作出反應(yīng)。有效的QoS要求在時(shí)間段對(duì)時(shí)間段、端對(duì)端服務(wù)的基礎(chǔ)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(dú)立于數(shù)據(jù)傳輸速率和數(shù)據(jù)訪問(wèn)的技術(shù)。那么到底該如何應(yīng)用它呢？為了做出一個(gè)有根據(jù)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(chǔ)設(shè)施的發(fā)展趨勢(shì)。
毫無(wú)疑問(wèn)，電信運(yùn)營(yíng)商正在不遺余力地圍繞IP勾畫它們的產(chǎn)品服務(wù)戰(zhàn)略。這集中反映在運(yùn)營(yíng)商的采購(gòu)正在從ATM設(shè)備轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)設(shè)備。同時(shí)，它們的興趣正逐漸集中到MPLS上，利用MPLS實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的ATM架構(gòu)可更容易、更快速地兼容IP數(shù)據(jù)傳輸。
隨著運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)向IP轉(zhuǎn)移的進(jìn)程，融合了端對(duì)端策略強(qiáng)制技術(shù)的QoS將會(huì)被用來(lái)在核心網(wǎng)絡(luò)中控制復(fù)雜多變的傳輸?shù)膬?yōu)先權(quán)配置，同時(shí)也會(huì)應(yīng)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(xiàn)對(duì)域的訪問(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ATM的用戶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)是過(guò)時(shí)的產(chǎn)品，那么住宅小區(qū)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?yàn)楝F(xiàn)有的大約1億左右的DSL線路都是以ATM為基礎(chǔ)的。既然ATM網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)建成，而它又有強(qiáng)健的可靠機(jī)制來(lái)承載QoS，運(yùn)營(yíng)商當(dāng)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(diào)節(jié)、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(biāo)準(zhǔn)是不現(xiàn)實(shí)的，也是無(wú)以為繼的�？赡艿慕鉀Q方案是，每項(xiàng)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(yīng)該用IP QoS指示來(lái)對(duì)訪問(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(shè)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(xiàn)在也沒(méi)有必要用強(qiáng)健但缺乏靈活性的ATM特性來(lái)應(yīng)用QoS。DSL論壇在它的技術(shù)報(bào)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(duì)多服務(wù)的提供商/客戶模式以及動(dòng)態(tài)QoS標(biāo)準(zhǔn)，DSL論壇的主要建議是，最好從ATM DSLAM到客戶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(yuǎn)程訪問(wèn)服務(wù)器)
可以用來(lái)構(gòu)建下游的網(wǎng)絡(luò)。BRAS可以巡視所有的用戶傳輸并分配通向ATM域的優(yōu)先權(quán)。這種模式再加上層次分明的架構(gòu)，可以減少或者避免下游網(wǎng)絡(luò)丟棄包含高優(yōu)先級(jí)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)論是何種訪問(wèn)方案，電信運(yùn)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(xiàn)實(shí)的一項(xiàng)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(jī)制也是能提供這種應(yīng)用所需的靈活性的惟一可選方案。
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