中国联通宽带数据网实现电信级 Qos 策略与实施

1. 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

2. 目 录 • 概述； • 技术方案的选择； • 电信级QOS的策略与实施； • MPLS的尝试； • 实践的结果； • 今后的打算；

3. 一、概述 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 1999 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 2000 5月 摆在联通面前的问题：建网方案的选择 如何实现电信级QOS

4. 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 一个统一网络平台， 同时提供多种业务 一个业务建一个网络 优点：成熟、有经验 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 缺点：没有现成的技术 及经验可以借鉴，风险大

5. 二、技术方案的选择 电路交换 路由器技术 ？ ？ ATM技术 分组交换 技术方案选择的原则：业务定位

6. 联通的业务定位

7. 1996年-2002年全国固定电话用户发展情况 八年间,年增长率:18%

8. 全国长途电话去话时长 八年间,年增长率:18% PSTN长途和IP电话

9. 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

10. 数据通信业务收入 五年间,年增长率:58%

11. 全国互联网用户发展情况(根据信息产业部统计资料)全国互联网用户发展情况(根据信息产业部统计资料) 注 册 用 户 + 专 线 用 户 年均增长率:264%

12. 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；

13. 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 应用广泛无法满足带宽需要的Qos 单一的 ATM 技术 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。

14. 电话 中继 FToA VoFR VoIP/FoIP （1791x网） VToA FoFR 电子商务 LAN互连 IP传统业务 专线 专线 虚拟主机，主机托管 VoIP 承载网 专线 用户虚拟专网（VPN）/ 组播 用户虚拟专网（VPN）/ 组播 165网 专线 CES （DDN） ATM FR IP网 第三层 交换（MPLS） IP+ATM 长途传输网 城域传输网 用户接入网 中国联通承载网结构示意图Infrastructure of Unicom Network

15. 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。 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（Best effort）.INTERNET； 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。 （续）

16. 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）

17. 三、电信级Qos策略与实施 3、 ATM的抗冲击机制： 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 • 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 • 减少内存消耗，更小的链路状态、路由表和名称 • 保护中继震荡对网络稳定的冲击（隔离在分区内） （续）

18. 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。

19. 三、电信级Qos策略与实施 5、网络拓朴结构设计模型：

20. 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）

21. 三、电信级Qos策略与实施 联通的思路： • 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；

22. 北京国际局 哈尔滨 长春 呼和浩特 太原 锦州 西宁 天津 兰州 济南 银川 青岛 南京 乌鲁木齐 北京 沈阳 无锡 西安 石家庄 上海国际局 上海 郑州 合肥 武汉 成都 广州 长沙 杭州 温州 重庆 福州 622Mb/s 昆明 155Mb/s 厦门 4x2Mb/s 贵阳 2Mb/s 南昌 海口 南宁 广州国际局 深圳 中国联通数据骨干网拓扑图China Unicom backbone Data Network topology

23. 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MPLS GMPLS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）

24. 四、初步尝试—MPLS： 2、标记交换路径LSP： (接上页) 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 (Policy Qos LSP) 按需QosLSP (Qos on Demand LSP) 尽力而为 QosLSP (Best effort Qos LSP) VoIP IPVPN 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.

25. 四、初步尝试—MPLS： 3、多点树（MPT）技术： 尽力而为 QosLSP (Best effort Qos LSP)； 165互联网IPVPN 尽力而为的Qos； （续）

26. 四、初步尝试—MPLS： 4、多协议标记交换（MPLS）技术 (接上页) 联通的MPLS是采用虚拟路由器（VR）技术来实现IPVPN ATM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。

27. 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

28. 五、实践的结果 2、网络质量 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 数据业务 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 VOIP语音业务 互联网业务 信息产业部组织评测

29. 五、实践的结果 3、投资效益 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）

30. 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

31. 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

32. 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

33. 谢 谢