网络融合技术的发展与实践

Traditional Switch Model
Consolidated SoftSwitch Model
3GPP/3GPP2 IMS Model
Wireless Subscriber
Data
IN Services
IN, AIN, & Camel
Wireline Subscriber
Data
Features
展，实现动态带宽分配和提供多业务 ASON技术与IP技术的结合使传统的多层复杂网络结构向简单、扁平化结
构演变 智能化更强的综合统一传输网管系统
数据网
互互联联网网
用户可感知的网络
移动网
固话网
视频网
NE 子网 NE1 NE
图例：NE－网元（网络设备）
支撑
NE NE 子网 NE
2NE
NE NE 子网3 NE
网络融合技术的发展与实践
刘韵洁
2007－7－24
内容概要：
一．IP网络的问题及解决思路 二．网络融合技术及实践 三．网络中立性的争论及启示
一．IP网络的问题及解决思路
IP网络存在的问题:
不可控 不可管 无法保证实事业务的QoS 安全问题 可扩展性的问题
❖ 路由器技术的问题
▪ 不能测试，不能感知网络实时状态
MEF – Ethernet Characteristics
Making it work together
MEF – Architecture Framework /Reference Points Model
UNI
Subscrib er
Metro Ethernet Network
(MEN)
NNI
Public Service /Transport Networks
SIP Endpoints
Analog Circuit Wireless
+ Further decomposition / deployable elements + Flexible data driven session control + Standardized SIP interfaces + Standardized, flexible, application support + Common subscriber data
Class 5 Call Server
WWW
ROW
IP-MPLS-WDM
&
Other
Content
ISP Networks
End User
~5k nodes
~100 nodes
演进目标 —— 实现网络融合
源自：BT CTO Mick Reeve
（三）业务融合是网络融合的引擎
解决业务体系垂直独立，实现彻底的分层融合
▪ 路由器间不能交换网络实时状态信息
A
▪ IP网的开放最短路径 OSPF 算法只根据网络
E
的静态拓扑结构数据库进行
B
即：没有流量工程 TE（Traffic Engineering）
及没有操作维护管理 OAM（Operation
D
Administration Management）及资源管理
C
功能
解决思路：
Call Control
Signalling Gateway Media GW Controller
SIP, H.323, & MGCP
IP
H.248/MEGACO
Media Gateway
Subscriber Data
App ServAeprsp
ServAeprsp Servers
XML
SIP
Session Control CSCF
（四）城域网、接入网是三网融合的保证 1. 城域网的网络结构、认证、计费和安全系统的设计
呼叫控制管理（ CCM ）+业务接入控制点（ SACP ）控制结构
2 城域网新技术发展——电信级以太网
Working inward from the edge
Working outward from the core
PSTN
Copper
PSTN DSL
Fibre & Copper
Inter-node transmission provided by SDH
ASDH derivative agg. platform
box relieves PDH
Agg Box
Call Server
IP
MSH -SDH
ROW &
宽带 综合业务数字网
B- ISDN
互联网
Internet
目前
下一代网络 NGN
基于电路交换
基于ATM技术
基于路由器技术
• 分组技术 • 多业务 • 功能分离服务质量 • 平等接入 • 广泛的移动性 •••••••
在一个物理网络平台上如何同时运行多个业务网
▪ 在一个统一的网络平 台上通过设计多个逻辑 虚拟专网实现多业务
SDH/PDH
Mepshlat-fSoDrmHs
ATM IP
MSH -SDH
PDH
End User
~5k nodes
~2k
~1k ~400 ~100
nodes nodes nodes nodes
~15 nodes
ROW &
Other Networks
英国电信 BT 目前多业务、多网络的结构
源自：BT CTO Mick Reeve
WhatBaidu Nhomakorabeaif I told you Scalability, Demarcation, Resiliency, TE-like tunneling and OAM were achievable without:
IMS 垂直独立的业务体系
IM
VoIP
VoD
…
…
SESSION
统一资源：共享数据、单一用户 属性、完整的用户体验
简化、汇聚应用
• 不同网络，同一应用 • 应用与网络独立 • 降低开发和实现成本
统一汇话控制
接入独立
• 消除多中业务解决方案 •支持全球漫游 • 业务的连贯性和持续性
软交换的演进趋势– 向基于IMS为核心下一代网络演进
IP Endpoints
Analog Circuit Wireless
+ Call control separate from bearer + IP and multi-media enabled + Commodity hardware and standardized interfaces + Better 3rd party application support
OSPF
TE & OAM
路由器
1）增加 MPLS OAM 功能,传送网络运行和维护状态信息 ▪ 测量每条 LSP 的运行状态 ▪ 测量每条 LSP 的利用率、每种类型业务的带宽占有率 ▪ 测量每条 LSP 的端到端的延迟 ▪ MPLS L2 OAM 与 ATM OAM 构成完整的端到端的 OAM，解决了 MPLS核心网络承载 ATM FR,电路仿真等业务
– Limited 3rd party API standardization – 3rd party application interactions limited by
embedded services/call model – Internal element integration limits deployment options
在路由器中增加TE、OAM和MPLS资源管理功能
掌握网络资源情况：中继电路带宽、各节点 端口及交换容量、优先队列数据和网络拓扑 确定的路径等
在网络运行过程中发生故障和拥塞或新的资 源呼叫时，对网络资源进行及时调整的功能
通过增强的 DS-TE 技术，实现对承载的每一 类业务分配相应的资源，实现了在一个LSP中 可以定义不同的业务等级
▪ 每个虚拟专网根据对 应的业务确立自己的QoS 级别及路由表
▪ 虚拟专网之间互相隔 离，解决了网络可靠性 问题
▪ 实现了电信网、计算 机网和视频网的业务融 合，为三网融合提供了 一条可行的技术途径
率先在全国330个城市实现语音、视频、互联网、数据和 CDMA1X 等网络融合
大多数电信公司以同样的技术路线进行网络融合 著名咨询公司 Yankee Group 2004年咨询报告中指出：全球20家收入最大的电信公司 中有17家也开始采用IP/MPLS技术作为网络融合的解决方案。
行业对此方案已有广泛的认同。华为 也在按此思路改造其设备
CISCO July，2005
二．网络融合技术及实践
（一）光线传输网改造完善是三网融合的基础 （二）承载网是三网融合的关键 （三）核心业务网是三网融合的引擎 （四）城域网、接入网是三网融合的保证
（一）光线传输网改造完善是网络融合的基础
网络和业务融合使得网络流量的不可预测性和增长的不稳定性更加突出 从静态的传输网向具有交叉、信令、交换等功能的智能动态联网方向发
Other Networks
End User
~5k nodes
~1k ~400 ~100 nodes nodes nodes
演进过程 —— 网络逐步减少
源自：BT CTO Mick Reeve
Copper
DSL
Fibre & Copper Agg Box
GFP on SDH PSTN services migrate to IP
Call Control
Signalling Bearer Path
Control Switch Fabric
Wireless Subscriber
Data
App Servers
JTAPI, Parlay, & Proprietary
Wireline Subscriber
Data Embedded
Services
2) 增加了MPLS快速故障检测和故障切换功能 ▪ 通过增加双向失效检测 BDF 功能，可以实现快速故障检测
3) 增加呼叫接入控制 CAC 4) 将 OSPF 路由算法扩展完善为受网络资源约束的路由算法（CSPF） 5) 其他
▪ MPLS平滑重启（Graceful Restart） ▪ 路由引擎的平滑切换（REGS） ▪ 在线软件升级（ISSU）
研究报告表明：国外运营商网络融合的时间为2004－2006年。 “多业务统一网络平台”已于2000年完成网络融合，提前约四年
英国BT21世纪网络也正以IP/MPLS技术进行网络演进
PSTN
Copper Fibre
PSTN KStream DSL
CWSS
DWSS ASDH
DPCN
Inter-node transmission provided by
VNE
VNE
VNE
智能管理层面
VNE
EA EA EA
SNMA
EMA
适配层面
NE
NE
NE
NE
NE
NE
NE
传输层面
NE
NE
NE
图例：
NE－网元（网络设备）；SNMA－子网管理适配器； EMA－网元管理适配器； VNE－虚拟网元；EA－网元 适配器；
通过设计多级过滤及专家库等方案，实现对传输网快速准确的故障定位
SIP
SIP
MGCF Signalling Gateway
Media GW Controller
H.248
IP
Media Gateway
Analog Circuit Wireless
– Limited 3rd party app support – Custom hardware/software – No IP Support – Bearer follows signaling
使IP网成为可控、可管、具有网络智能、能保证服务质量（QoS）的网络
以上技术思路已成为设备制造商的解决方案
路由器改造的技术方案已开始被业界 接受
在路由器上增加 TE/OAM 功能的技术 方案，现已被 CISCO、JUNIPER 等行 业的大公司所采纳
今年,两公司联合向 IETF 提交的双 向失效检测 BFD 标准就是TE/OAM的 重要内容（右图所示）
• 采用基于案例的故障根原因分析方法，充分发挥网络管理的潜力
网元故
0.3
障
%
40%
过滤器
100
告警信
%
息
NE
NE NE
故障呈现与处理
线路故 障
基于电路的业务故 障
根原根因原分因析分引析擎
客户相关故障 专家库
过滤
资源库 配置网信络息
越限阈值
性能信 息
NE NE NE
(二) 承载网是网络融合的关键
❖ 网络融合的背景
多数电信运营商采用自己制定标准、由设备厂家来适应的方式，而各厂家设备已定型，很困难。
厂家4
厂家1
厂家2
厂家3
采用接口适配和虚拟网元技术屏蔽网络的异构性
虚拟网元是由软件实现的一个一个的功能部件，通过对虚拟网元的调度，实现了对不同厂家设 备的统一控制、智能化管理。
VNE
VNE VNE
VNE
VNE
VNE
目前各网络分离存在
话音网
视频网 互联网
演进
移动数据网
传统数据网
综合承载网络
多种业务接入
传统数据网
网络控制点
？ 视频网
移动数据网
互联网
话音网
一个业务建一个网络 多个业务建多个网络
一个统一网络平台 同时提供多种业务
❖ 电信界、IT界几十年探索网络融合的历程
70 年代
80 年代
90 年代
综合业务数字网 ISDN