多媒體業務服務質量相關問題的研究

2019-11-03 08:58:49

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供稿：網友

曹薊光周永麗

　　摘要：給出了ＩＰ網絡服務質量體系模型并對其進行了簡單的介紹，在此基礎上，對服務質量體系中與多媒體業務相關的主要問題進行了討論，包括多媒體業務類型的劃分、業務服務質量向網絡服務質量的映射、網絡服務質量指標的分配等，目的在于為了解基于ＩＰ網絡的多媒體業務的服務質量研究現狀、存在的問題與發展方向提供參考。

　　關鍵詞：服務質量，多媒體業務，業務類型

一、ip網絡服務質量體系

　　ＩＰ網絡服務質量體系的建立是以用戶可以感知的業務服務質量為出發點的，它涉及到網絡的各個層面。首先，業務為用戶提供的服務質量與支持業務的網絡層的服務質量有密切關系，同時還與業務的處理邏輯以及業務自身對于服務質量的優化方式有關。同樣，網絡層所能提供的服務質量又與鏈路層所能提供的服務質量，以及網絡層所采用的ＱｏＳ優化方式有關；鏈路層所能提供的服務質量又與底層所能提供的服務質量，以及鏈路層所采用的ＱｏＳ優化方式有關。因此ＩＰ網絡服務質量問題并不局限于網絡層，它涉及到ＩＰ網絡的各個層面。

　　具體地講，按照基于ＴＣＰ／ＩＰ協議的ＱｏＳ模型，一項業務的服務質量的主要部分包括應用ＱｏＳ、應用層ＱｏＳ優化策略、網絡ＱｏＳ、網絡層ＱｏＳ優化策略、Ｌ２ＱｏＳ、鏈路層ＱｏＳ優化策略和底層ＱｏＳ等。

　　１．應用ＱｏＳ

　　應用ＱｏＳ實際上就是應用層ＱｏＳ，是指應用層能為用戶提供的具體業務的服務質量。其研究內容主要包括：業務類型的劃分、不同業務類型的ＱｏＳ需求分析、業務相關的ＱｏＳ參數的確定、ＱｏＳ參數的測量方法、ＱｏＳ參數對應的評測指標的確定等。

　　對于應用ＱｏＳ的研究在ＩＥＴＦ中并沒有受到足夠的重視，其原因是ＩＥＴＦ通常只關注網絡層的ＱｏＳ（主要是ＩＰ層的ＱｏＳ）及其相關內容（但是與ＩＥＴＦ有密切關系的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ２已經開始關注應用ＱｏＳ的問題，設立了名為“應用質量測量”的研究項目，并且已經提交了研究報告的初稿）。作為電信研究領域的標準化組織ＩＴＵ和ＥＴＳＩ對應用層ＱｏＳ的研究比較重視，對于電信網的傳統業務——ＴＤＭ電話的服務質量的研究取得了很大的成績，并且在實際應用中獲得了成功。但是，隨著ＩＰ技術在電信網絡中應用范圍的不斷擴展，尤其是基于ＩＰ的多業務的開展，對應用層ＱｏＳ的研究提出了新的課題。

　　２．應用層ＱｏＳ優化策略

　　應用層ＱｏＳ優化策略在邏輯上實現了網絡層ＱｏＳ向應用層ＱｏＳ的轉化。它包括的內容較多，不同種類的業務所涉及的內容也就不同。概括起來講，應用層ＱｏＳ優化策略的研究與具體業務類型、業務特性、業務邏輯、業務運維模式均有較大關系，對具體問題需要具體分析。這一研究方向在未來幾年將依然是研究的熱點。

　　３．網絡ＱｏＳ

　　關于網絡ＱｏＳ的研究一直是ＩＥＴＦ的研究重點，并且取得了較多的成果，其中相當一部分已經成功地應用到網絡運營的實踐中。但是，依然有一些問題沒有得到圓滿的解決，隨著ＩＰ技術研究的不斷深入以及ＩＰ網絡應用范圍的逐步拓寬，這些問題對于ＩＰ網絡發展的制約也越來越突出地表現出來。

　　網絡ＱｏＳ（不含網絡層ＱｏＳ優化處理策略部分）的主要研究課題包括：

　　·網絡ＱｏＳ性能指標分配方法（網絡模型、網絡ＱｏＳ性能指標的端到端分解準則）；

　　·網絡ＱｏＳ等級的劃分；

　　·網絡ＱｏＳ性能參數的定義（包括設備ＱｏＳ性能參數與網絡ＱｏＳ性能參數）；

　　·網絡ＱｏＳ性能參數的測量方法（包括設備ＱｏＳ性能參數與網絡ＱｏＳ性能參數）；

　　·網絡ＱｏＳ性能參數所對應指標的確定（包括設備ＱｏＳ性能參數與網絡ＱｏＳ性能參數）；

　　另外，關于網絡層服務水平協議（ＳＬＡ）的ＱｏＳ相關內容的制訂也與網絡ＱｏＳ有較大的關聯。

　　４．網絡層ＱｏＳ優化策略

　　網絡層ＱｏＳ優化策略一直是ＩＥＴＦ和ＩＴＵ的研究重點，也是研究難點，目前對這個問題存在多種解決方法，但沒有一種方法同時具有絕對的技術優勢和工程實現優勢，就現在的研究情況來看，這種狀態將會長期保持。歸結起來目前存在的網絡層ＱｏＳ保證策略包括：

　　·盡力而為；

　　·基于規劃的粗放式管理機制；

　　·基于ＤｉｆｆＳｅｒｖ的開環ＱｏＳ控制機制；

　　·基于ＤｉｆｆＳｅｒｖ的閉環ＱｏＳ控制機制；

　　·基于信令的閉環ＱｏＳ控制機制。

　　在相當長一段時間內，網絡層ＱｏＳ優化策略的研究是Ｉｎｔｅｒｎｅｔ研究領域和電信網研究領域的共同熱點。

　　５．鏈路層ＱｏＳ

　　由于ＩＰ網絡的鏈路層可以采用多種技術來實現，即ＴＣＰ／ＩＰ模型并未規定鏈路層必須采用哪種技術，目前可用的技術主要有以太網、ＡＴＭ、幀中繼等。因此，鏈路層ＱｏＳ與所采用的具體技術有關，有著較大的差異性，但也存在一些共性的問題，這些共性問題就是鏈路層ＱｏＳ的主要研究內容，包括：

　　·數據鏈路層（以太網、ＡＴＭ、幀中繼等）相關的ＱｏＳ參數的定義；

　　·鏈路層ＱｏＳ參數測量方法的研究；

　　·鏈路層ＱｏＳ參數所對應評測指標的確定。

　　其中，對于采用ＡＴＭ、幀中繼的鏈路層ＱｏＳ問題研究得比較充分，并且均有相關的ＩＴＵ建議可以參照，而對于采用以太網的鏈路層ＱｏＳ的研究則依然有許多問題沒有解決。

　　６．鏈路層ＱｏＳ優化策略

　　目前可以利用的鏈路層ＱｏＳ優化策略包括下面所列五種。

　　（１）ＩＥＥＥ８０２．１ｐ

　　在ＩＥＥＥ８０２．１ｐ的幀頭中有３個服務類別（ＣｏＳ）比特，用來表示八類服務。

　　（２）ＡＴＭ技術

　　ＡＴＭ可以分別指定固定比特率（ＣＢＲ）、實時可變比特率（ｒｔ－ＶＢＲ）、非實時可變比特率（ｎｒｔ－ＶＢＲ）、未規定比特率（ＵＢＲ）來支持不同的業務。

　　（３）幀中繼

　　在幀中繼的幀格式中沒有表示業務優先級的字段，也就是說幀中繼協議本身不區分數據鏈路連接的優先級。但是通常設備制造商會在設備中為不同的數據鏈路連接標識符（ＤＬＣＩ）指定不同的重要程度（優先級）。

　　在幀中繼中有丟失許可（ＤＥ）比特，用來表明當網絡發生擁塞時是否丟棄此幀：“１”表示丟棄；“０”表示不可丟棄。

　　（４）ＰＰＰ的多類別擴展

　　最早的多鏈路點到點協議（ＭＬ－ＰＰＰ）不支持ＣｏＳ，但是在ＲＦＣ２６８６中對其包頭進行了擴展。可以支持４個或１６個優先級，可以分別對應不同類型的業務。

　　（５）ＭＰＬＳ的Ｅ－ＬＳＰ

　　ＭＰＬＳ中的基于試驗用字段的標簽交換路徑（Ｅ－ＬＳＰ）利用試驗用字段中的３個比特來表示８個優先級，可以分別對應不同類型的業務。

　　７．底層ＱｏＳ

　　電信級ＩＰ運營網絡的底層通常是指傳輸網絡。按照傳輸網絡的時鐘特性來分，包括同步傳輸網絡、準同步傳輸網絡和異步傳輸網絡。其中，同步傳輸網絡主要指ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ，準同步傳輸網絡是指ＰＤＨ網絡，而異步傳輸網絡主要是指基于以太網技術的傳輸網絡等。關于這些技術的研究成果在ＩＴＵ已形成相關的建議。其中，準同步傳輸網絡可以說已不是技術主流；以ＳＤＨ技術為代表的同步傳輸網絡經過十多年的發展已經基本成熟，現已形成相對完善的ＳＤＨ系列技術標準，并在傳輸網絡的組網實踐中取得巨大成功。但是，對同步傳輸網的研究并沒有停止，就目前來看主要朝下列三個方向發展。

　　（１）向高帶寬、高速率發展。比如，４０Ｇｂｉｔ／ｓＳＤＨ的國際標準已經形成，國內的相關行業標準也正在制訂之中。

　　（２）向低端接入網絡發展。經過改造的簡化ＳＤＨ已經在一些網絡環境中應用，它通過簡化ＳＤＨ協議棧，采用單纖組網，降低了技術復雜度和實現成本。因此，它有一定的應用空間，只是尚缺乏統一的技術標準。

　　（３）向縱深發展。在ＳＤＨ中集成了以太網的部分功能（以太網透傳、二層交換）、ＡＴＭ的部分功能（信元透傳、虛電路的交叉連接功能）等。

　　總之，ＩＰ網絡服務質量體系的體系結構中應該包括的內容歸納起來可以形成表１。

表1 IP網絡服務質量體系的主要內容