對電信運營商而言,三網(wǎng)融合在接入控制層面主要是考慮怎樣引入IPTV,以及如何在多業(yè)務(wù)接入模式下實現(xiàn)綜合運營并保障各類業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。IPoE方式提供多業(yè)務(wù)接入以滿足三網(wǎng)融合發(fā)展的必要性和可行性,為運營商三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)提供保障。
PPPoE的特點和局限性
PPPoE就是在以太網(wǎng)上跑的PPP協(xié)議。由于PPP協(xié)議最早應(yīng)用在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)接入上,需要考慮模擬線路質(zhì)量等問題,因此在PPP協(xié)議設(shè)計上包含了鏈路協(xié)商(LCP)、認(rèn)證(Auth)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)商(NCP)等多個階段。建立一個PPP會話需要進行11次消息交互,處理過程比較復(fù)雜。PPPoE將PPP協(xié)議應(yīng)用到了以太網(wǎng)方式的寬帶接入上,對整個交互過程并沒有改變。但是PPPoE繼承了通過用戶名/密碼進行網(wǎng)絡(luò)接入的傳統(tǒng)方式,并保持了后臺業(yè)務(wù)開通以及RADIUS認(rèn)證/計費的過程基本不變。因此,當(dāng)時這種犧牲網(wǎng)絡(luò)效率換取業(yè)務(wù)延續(xù)性的做法還是非常成功的。
之所以說犧牲了網(wǎng)絡(luò)效率,除了PPPoE繼承PPP的所有消息交互過程外,也保留了整個PPP包頭,這會占用額外的9~11個傳送字節(jié)。這些信息在以太網(wǎng)上傳送時并不起什么作用,會降低網(wǎng)絡(luò)傳送有效負(fù)載的效率并增加客戶端和服務(wù)器端進行封裝與解封裝的處理負(fù)擔(dān)。
對于三網(wǎng)融合來講,PPPoE最大的局限性在于IPTV組播業(yè)務(wù)的提供上。由于PPP在設(shè)計上是一個點到點的協(xié)議,這就意味著3層數(shù)據(jù)報文必須在PPPoE的服務(wù)端(即BRAS或SR上)就被送入這個點到點的傳送管道中才能到達(dá)PPPoE的客戶端(即用戶側(cè))。這種方式對于以單播方式進行的普通上網(wǎng)業(yè)務(wù)影響不大,但對于以組播方式傳送的IPTV直播業(yè)務(wù)卻有特別大的影響。直播節(jié)目的特點是每個頻道的內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)上只需要傳送一份,在最靠近用戶的地方再進行復(fù)制,從而最大限度地節(jié)省在中間網(wǎng)絡(luò)上的帶寬消耗。
IPoE接入方式介紹
IPoE的叫法是為了和PPPoE相對應(yīng)而提出的,從字面上可以看出來,IPoE其實就是省略了PPPoE中原本就是多余的PPP封裝。在接入方式上,IPoE直接采用DHCP獲取IP地址等網(wǎng)絡(luò)參數(shù),省卻了PPP協(xié)議中復(fù)雜的會話建立過程。
其實,通過DHCP獲取IP地址,通過以太網(wǎng)直接傳遞IP報文的方式早在PPPoE誕生之前就已經(jīng)存在了。之所以這種方式遲遲未能在運營商寬帶接入中得到應(yīng)用,究其原因還是在用戶接入管控方面的差別。除了用戶識別方式不是用戶名/口令而是MAC地址外,DHCP本身不具備計費能力是另一個重要因素。
為了滿足運營商對DHCP接入方式在可管、可控、可計費方面的需求,寬帶論壇(原DSL論壇)制定了WT-146規(guī)范,它在TR-101架構(gòu)的基礎(chǔ)上,為DHCP接入方式引入了RADIUS認(rèn)證/計費過程,并保持該過程與PPPoE的認(rèn)證/計費過程相兼容。我們把這種方式稱之為IPoE。
由于省去了PPP封裝和多余的交互過程,IPoE具備以下諸多優(yōu)勢:
1.數(shù)據(jù)傳遞上減少了多余的字節(jié),無形中使全網(wǎng)可用的接入帶寬在不增加任何設(shè)備投資的情況下得以提高;
2.取消了點到點傳遞方式的限制,使得IPTV的直播節(jié)目復(fù)制可以從SR/BRAS下移到接入設(shè)備上,從而極大地緩解接入設(shè)備的上聯(lián)流量壓力;
3.采用DHCP方式建立會話,無論是會話建立的過程還是會話的維持都非常簡捷,更加適合大容量的用戶接入,尤其是在SR/BRAS意外重啟后的快速用戶恢復(fù);
4.IPoE實際上是一種無連接的用戶會話接入方式,非常適合于像NGN電話、視頻監(jiān)控等需要24小時長接在線的業(yè)務(wù);
5.采用DHCP方式建立會話,也非常有利于用戶會話的跨機箱保護,可以實現(xiàn)在SR/BRAS設(shè)備故障、割接等情況下,用戶業(yè)務(wù)不會中斷。這對于提供像NGN、IPTV等高端業(yè)務(wù)來講是非常有利的。
三網(wǎng)融合接入架構(gòu)簡析
從原則上講,可以采用單一的IPoE方式提供三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)的綜合接入。但考慮到目前上網(wǎng)業(yè)務(wù)已經(jīng)普遍采用PPPoE方式,而PPPoE的局限性更多體現(xiàn)在IPTV等新興業(yè)務(wù)上,因此,在三網(wǎng)融合的業(yè)務(wù)接入構(gòu)架中,可以考慮上網(wǎng)業(yè)務(wù)保留PPPoE的接入方式,其它業(yè)務(wù)采用IPoE方式的混合接入模式。
由于IPoE方式不再使用用戶名/口令來識別用戶及其業(yè)務(wù)類型,因此,用戶接入的VLAN規(guī)劃就非常重要。通過VLAN的劃分,不僅可以有效隔離不同用戶和不同業(yè)務(wù)之間的流量,防止未授權(quán)的訪問,也可以在接入設(shè)備沒有提供Option82線路信息的時候,由SR/BRAS采用用戶接入的VLAN號來代替線路信息實現(xiàn)用戶終端的定位。
以上方式要求SR/BRAS能夠在同一用戶接口上同時支持PPPoE和IPoE,并對同一用戶的不同會話進行統(tǒng)一的QoS管理以保證不同業(yè)務(wù)獲得所需的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保障。在過渡階段,一些傳統(tǒng)的BRAS設(shè)備可能并不支持IPoE,而某些SR設(shè)備也可能不支持PPPoE,這些設(shè)備可以保留各自的接入方式不變,接入設(shè)備上的用戶業(yè)務(wù)流量可以按VLAN劃分后分別上聯(lián)到不同的接入控制設(shè)備上。對于新建節(jié)點可以盡量考慮采用那些同時具備PPPoE和IPoE接入能力的SR或BRAS設(shè)備(也稱之為BNG)。
IPoE部署時的考慮
從現(xiàn)網(wǎng)角度出發(fā),用戶終端、家庭網(wǎng)關(guān)、接入設(shè)備,以及接入控制設(shè)備在IPoE部署方式下需要考慮很多因素。
除PC上網(wǎng)可仍然保持PPPoE方式不變,其它專用終端可以將網(wǎng)絡(luò)接入方式調(diào)整為DHCP。用戶終端可以有選擇地支持Option61和Option60選項:Option61用于存放比MAC地址更易于管理的終端標(biāo)識(比如存放終端序列號);Option60可用于標(biāo)識終端所屬的業(yè)務(wù)類型,用于無法通過VLAN來區(qū)分業(yè)務(wù)類型的場合。
家庭網(wǎng)關(guān)對IPTV、NGN等專用終端業(yè)務(wù)通過橋接方式打到相應(yīng)的上行PVC或上行VLAN中進行轉(zhuǎn)發(fā),對于采用IPoE還是PPPoE方式并不需要感知。對于PC上網(wǎng)業(yè)務(wù)可延續(xù)當(dāng)前方式不變。此外,家庭網(wǎng)關(guān)上需要配置一定的QoS策略,以防止家庭網(wǎng)關(guān)成為多業(yè)務(wù)綜合接入的瓶頸。
接入設(shè)備上需要完成用戶PVC或用戶VLAN到接入網(wǎng)VLAN的映射轉(zhuǎn)換。接入設(shè)備建議支持Option82線路信息的插入,以實現(xiàn)用戶線路的精確綁定。如果接入設(shè)備不支持Op-tion82線路信息的插入,寬帶用戶的線路綁定信息也可以從SR/BRAS上提取,但前提是接入網(wǎng)絡(luò)已進行了每用戶每VLAN的規(guī)劃。對IPoE接入方式而言,接入設(shè)備需要支持IGMPSnooping和跨VLAN組播復(fù)制能力。此外,出于節(jié)目控制考慮,接入設(shè)備上需要支持用戶組播組權(quán)限的設(shè)定。
目前,主流的SR設(shè)備均能支持IPoE接入(基于WT-146),部分SR或BRAS設(shè)備能夠同時支持PPPoE和IPoE接入(即BNG)。作為運營商邊緣服務(wù)器,接入控制設(shè)備還需要重點考慮用戶接入的安全性,主要包括:接入認(rèn)證、Anti-spoofing、防DoS攻擊、報文過濾、用戶組播限制等。
RADIUS認(rèn)證平臺需要提供PPPoE和IPoE的統(tǒng)一認(rèn)證、授權(quán)和計費。IPoE的用戶標(biāo)識信息(即認(rèn)證時的用戶名)可以有幾種不同的選擇:分別是終端MAC地址、終端序列號(Op-tion61)或者用戶線路信息(Option82),在某些情況下也可以把Option60作為域名(domain)添加在用戶標(biāo)識信息后面。認(rèn)證平臺可以選取一種比較容易獲得的終端信息作為認(rèn)證標(biāo)識。(方圓)
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海貝爾7750SR
上海貝爾7750SR是業(yè)界首款具備BNG能力的設(shè)備,可以為運營商綜合業(yè)務(wù)接入提供靈活而高效的解決方案。
·T-比特接入平臺,單槽位100G,10GE下行、100GE上行接口能力,全面提升寬帶網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)承載能力,輕松應(yīng)對高清視頻的挑戰(zhàn);
·支持IPoE、PPPoE、大客戶專線等混合方式接入,滿足多種接入需求的同時又能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入模式的平滑演進;
·7750SR為視頻服務(wù)專門設(shè)計的視頻業(yè)務(wù)卡,可以實現(xiàn)快速頻道切換、丟幀重傳、個性化定向廣告、以及視頻質(zhì)量統(tǒng)計等功能;
·7750SR為互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)專門設(shè)計的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用識別卡,可以區(qū)分每個用戶正在使用的各種應(yīng)用流量類別,并依據(jù)不同的用戶策略對某些應(yīng)用予以限制;
·7750SR具備多層次的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)測能力,為對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量敏感的業(yè)務(wù)提供高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)承載服務(wù);
·7750SR具備前文介紹的各項網(wǎng)絡(luò)接入安全控制能力,相比一般設(shè)備所提供的接口級DoS保護;此外,用戶會話的跨機箱實時保護能力給三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)提供了電信級的可靠性。