摘要：随着3G IP化发展和全业务运营的发展，语音、视频、数据、组播业务等各种不同的“服务”需求的业务将在同一张网络中进行传送。基于MPLS-TP的PTN技术正是基于这样的需求所产生，并且迅速被各大运营商所认可。其提供基于差分服务标准的完善支持，包括流量分类、流量监管（Policing）、流量整形（Shaping）、拥塞管理、队列调度等。通过对接入的业务流做不同的QoS，使网络运营商能够对其客户提供有区分的服务。

关键词：3G、差分服务、优先级调度、层次化、故障隔离

业务IP化发展、承载网一体化推动着传送网络技术不断的演进。传送网的发展要求已经完全明朗化：IP化、多业务、大容量、电信级，基于MPLS-TP的PTN技术正是基于这样的需求所产生，并且迅速被各大运营商所认可。

3G RAN网络的IP化使得承载和传送层面面临业务类型由TDM为主向以IP/ETH分组为主转变、业务接口由E1向FE变化、业务粒度由2Mbit/s向10Mbit/s至100Mbit/s发展等挑战。运营商为了更好地满足移动用户、普通宽带用户及大客户的规模发展，借助3G发展契机，需要构建面向分组业务的一体化承载网。但是，不同的业务对网络的要求是不同的，如何在分组化的网络实现多种实时和非实时业务成为一个重要话题，人们提出了QoS（服务质量，Quality of Service）的概念。PTN与传统传输网SDH技术最大的区别是于对分组业务的支持能力，这里所说的支持不仅是分组业务接口种类、数量上的支持，重要的一方面就是对分组业务处理能力的支持。

PTN正是从MPLS/Ethernet借鉴QoS管理、分组交换、伪线技术等思想，使得PTN成为一种以分组交换为内核、以分组作为传送单位、承载电信级以太网业务为主，兼容TDM、FC等业务的高业务保障型传送技术。

QoS的理念

以市场为中心、以客户需求为导向，为用户提供差异化服务才能保证可持续化发展。与2G相比，3G具有无可比拟的业务范围和业务性能。TD-SCDMA系统在兼容GSM、GPRS丰富的业务和应用的基础上，创建了一个开放的集成业务平台，为各种3G特色业务提供了广泛的开拓空间。WCDMA、CDMA2000也同样是对2G业务的继承和发展。差异化业务包括可视电话、流媒体、WAP、彩信等等。

QoS特性描述了3G承载业务的质量，其特性包括：业务可靠性；业务流量，体现为平均速率或峰值速率；传输时延。如何充分利用网络中的服务质量来保证用户得到满意的服务，同时又能有效地利用网络资源成为3G建网的重要内容。

对于继承传统传送网的高可靠性，易操作、维护、管理等特性的PTN而言，网络的可靠性、安全性毋庸置疑，而进入网络的不同的业务流要求的服务质量是不同的，PTN借鉴了以太网的QoS机制。利用差分服务（Diffsevr）机制实现业务区别对待，基本思想是将用户的数据流按照服务质量要求来划分等级，实现不同的转发处理。任何用户的数据流都可以自由进入网络，当网络出现拥塞时，级别高的数据流在排队和占用资源时比级别低的数据流有更高的优先权。在PTN中考虑QoS要针对整个网络来进行，实现端到端的QoS。传统的Diffserv QoS策略是网络中的每个节点都根据业务的QoS信息进行调度处理，缺乏资源预留、超出带宽要求即丢弃报文。端到端的QoS机制是在网络中根据业务流预先分配合理带宽，在网络的转发节点上根据隧道的优先级进行调度处理。

QoS技术特点

不同业务类型按照其用户感知度的不同对服务质量要求是不一样的。DiffServ将业务三大类：优先转发（EF）、保证转发（AF）和尽力而为（BE）。一般情况下，语音业务对时延要求非常敏感，对其设置为EF类；大客户业务对时延要求不敏感，但需要对带宽进行严格保证，可以将其设置为AF类；普通宽带业务对时延和带宽都没有特殊要求，将其设置为BE类。

对于烽火通信PTN设备可以对DiffServ提供基于标准的完善支持，包括流量分类、流量监管（Policing）、流量整形（Shaping）、拥塞管理、队列调度等。通过对接入的业务流做不同的QoS，使网络运营商能够对其客户提供有区分的服务。

流量分类方面，将数据报文划分为多个优先级或多个服务类，如使用DSCP（Differentiated Services Code Point）中ToS（Type of Service）域的前6位，则最多可分成64类。在分类后，可以将其它的QoS特性应用到不同的分类，实现基于类的拥塞管理、流量整形等。流量分类是对报文实施QoS策略的前提条件。烽火通信PTN设备可以实现基于BE、AF1、AF2、AF3、AF4、EF、CS6、CS7八组PHB（Per-Hop Behavior）。在不需要QoS保证或不进行流分类的情况下，或者报文通过流分类没有相匹配的规则时，对报文作尽力转发BE（Best-Effort）处理。

带宽控制方面，烽火通信PTN设备支持CAR（Commit Access Rate）功能即约定访问速率，采用两种染色模式：Color-Blind（色盲模式）和Color-Aware（色敏感模式）。两种模式均对报文按照令牌桶的CIR（Committed Information Rate）和PIR（Peak Information Rate）与报文的当前速率进行比较，超过PIR的报文染红色，超过CIR但是低于PIR的报文染黄色，低于两者的报文染绿色。区别在于Color-Aware模式下，如果报文本身带有颜色，会与报文本身的颜色比较，取更深的颜色。然后通过流量限速功能。对染色后的报文是否丢弃进行处理，以便限定该流量的接入速率。设备支持流量限速的默认处理规则为：红色报文丢弃，黄色、绿色通过。

队列调度方面，烽火通信PTN设备支持严格优先级队列SP（Strict Priority）调度模式、加权公平队列WFQ（Weighted Fair Queuing）或赤字加权轮询队列DWRR（Deficit Weighted Round Robin）调度模式，以及支持优先级队列SP+WFQ或SP+WRR调度模式，对流分类后的队列进行调度。

拥塞控制方面则在拥塞时采用尾丢弃和WRED（Weighted Random Early Detected）方式丢包。通过这些丢弃方式，对网络拥塞情况进行缓解。尾丢弃有一个缓存队列对报文进行缓存，缓存过程中不区分报文丢弃级别。当缓存队列满时，固定丢弃后来的报文。WRED可以感知报文的丢弃优先级（颜色），基于不同的丢弃优先级给报文设定丢弃高、低门限和丢弃概率，从而对不同丢弃优先级的报文提供不同的丢弃特性。

烽火通信PTN层次化QoS策略

烽火通信PTN设备通过全面的层次化QoS调度，能为每用户组、每用户、每用户业务分层提供基于流的精细化QoS管理。

层次化处理基本思路是业务通过接入侧进入网络，先通过PTN网络提供端到端透明传送路径，即通过伪线层（PW）完成业务的统一封装。PTN采用IETF定义的PWE3协议，实现多业务的分组化封装，保持传送网与业务网的相对独立。然后通过LSP隧道层嵌套多个同路由的PW业务路径，在传输过程中确定流向和流量，构成端到端传送通道，实现带宽分配、灵活调度、端到端的故障隔离功能。多个LSP隧道层形成段层，对应一段独立的光纤链路，显示链路的状态、性能。因此，整个PTN网络分层模型，就是包括：伪线层（PW）、LSP隧道层和段层，实现业务路径、传送通道和物理链路等不同逻辑功能的层次化处理。

烽火通信层次化QoS可以基于这三层的不同组合分别进行流量分类、监管、整形、拥塞管理等处理。设备具备强大的分流能力(简单和复杂分流)，每条流的PIR、CIR独立可配，每条流具备入口优先级的指配/自动映射(802.1p -> PHB)、出口优先级的指配/自动映射(PHB -> EXP)；另外采用隧道层/伪线层双管道模型时，可以实现隧道层的PIR，同时可为该隧道层内的每个伪线通道实现CIR；采用伪线层/流双管道模型时，可以实现伪线层的PIR，同时可为该伪线通道内的每条流实现CIR；

同时可实现SP、WFQ调度能力；具备队尾丢弃、WRED等拥塞控制能力。

通常情况下，首先进行业务的流分类，将业务无线VLAN优先级、PHB和传输侧PW的优先级进行映射，然后进行队列区分，并且对每个队列配置预设的PIR和CIR进行带宽分配。这样就能够满足基站业务的回传。同时烽火通信网管能够实现模块化的QOS调度，针对流量整形、队列调度、拥塞处理、缓存策略等方面按统一原则进行处理。同时，也提供个性化的QOS方案，根据用户对不同业务的定义，设定队列调度、拥塞处理、缓存策略的原则。

总结

随着3G IP化发展和全业务运营的发展，语音、视频、数据、组播业务等各种不同的“服务”需求的业务将在同一张网络中进行传送。烽火通信科技基于MPLS-TP标准的全系列PTN解决方案，力助广大运营商打造具备完善的业务类型识别手段和QoS灵活调度机制的“服务型”PTN网络。