摘要：資源控制是下一代網(wǎng)中熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開展了多年的相關(guān)研究。隨著標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的逐步推進(jìn)，該領(lǐng)域本身現(xiàn)在呈現(xiàn)出了一些新的發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)。文章結(jié)合國(guó)際主要標(biāo)準(zhǔn)組織——ITU-T、TISPAN和3GPP的最新標(biāo)準(zhǔn)化情況，介紹了與資源控制相關(guān)的一些新技術(shù)，同時(shí)基于標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施所面對(duì)的問題對(duì)資源控制相關(guān)功能進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：資源和接納控制子系統(tǒng)；資源和許可控制功能；策略控制和計(jì)費(fèi)；性能測(cè)量管理器；組播

1 資源控制的目的和意義

目前整個(gè)電信網(wǎng)絡(luò)日益呈現(xiàn)出兩頭繁榮的趨勢(shì)。一方面，終端呈現(xiàn)出多樣化、智能化及融合多種接入方式的發(fā)展趨勢(shì)；另一方面，電信網(wǎng)絡(luò)所提供的業(yè)務(wù)不斷豐富，從傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)向多媒體業(yè)務(wù)、各種增值業(yè)務(wù)發(fā)展，在提供多樣化業(yè)務(wù)過程中，第三方業(yè)務(wù)服務(wù)提供商不斷滲透進(jìn)來，和電信運(yùn)營(yíng)商之間的合作不斷加強(qiáng)。同時(shí)伴隨著電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)所提供業(yè)務(wù)的不斷同質(zhì)化，電信運(yùn)營(yíng)商面對(duì)的各種競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)也越來越激烈。

在這種趨勢(shì)下，電信運(yùn)營(yíng)商如果繼續(xù)以盡力而為(Best effort)方式提供IP承載，遵循現(xiàn)在提供互聯(lián)網(wǎng)承載的模式，那么電信運(yùn)營(yíng)商可能只能作為收取流量費(fèi)用的管道運(yùn)營(yíng)商。作為擁有網(wǎng)絡(luò)資源的電信運(yùn)營(yíng)商，未來的優(yōu)勢(shì)應(yīng)該體現(xiàn)在對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的精細(xì)化控制和運(yùn)營(yíng)上，以便在為用戶和第三方業(yè)務(wù)服務(wù)提供商提供差異化服務(wù)的過程中，能夠通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)控來獲得較好的分成和收益。

2 資源控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化情況

在認(rèn)識(shí)到對(duì)IP承載進(jìn)行資源控制的重要性后，眾多運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商、研究機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)制訂部門在資源控制技術(shù)領(lǐng)域都投入了大量的力量。在標(biāo)準(zhǔn)化方面，相關(guān)的主要國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織主要包括：國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU-T)、電信和互聯(lián)網(wǎng)融合業(yè)務(wù)及高級(jí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(TISPAN)和第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)。

TISPAN主要從固定角度對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行研究；3GPP則從移動(dòng)接入角度對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行研究；ITU-T資源控制的研究范圍既包含固定接入又包含移動(dòng)接入，但從目前的標(biāo)準(zhǔn)化情況看，主要還是從固定角度對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行研究。

目前在服務(wù)質(zhì)量研究方面，三大標(biāo)準(zhǔn)組織的重點(diǎn)都集中在服務(wù)質(zhì)量保證控制機(jī)制的研究上，而不對(duì)具體接入技術(shù)和承載技術(shù)本身的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行研究。采用的統(tǒng)一理念均是在業(yè)務(wù)控制層和接入/承載層之間增加資源接納控制相關(guān)的功能，從而在一定程度上對(duì)接入/承載相關(guān)節(jié)點(diǎn)的功能和資源進(jìn)行控制。

資源接納控制位于業(yè)務(wù)控制層和接入/承載層之間，向業(yè)務(wù)控制層屏蔽具體的接入/承載層技術(shù)和拓?fù)湫畔?。完成資源接納控制相關(guān)的功能實(shí)體從業(yè)務(wù)控制層接收業(yè)務(wù)相關(guān)服務(wù)質(zhì)量(QoS)請(qǐng)求，然后與接納控制策略、網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔⒌认嘟Y(jié)合，并將業(yè)務(wù)QoS的信息轉(zhuǎn)化為IP QoS信息傳送給相關(guān)的接入/承載層節(jié)點(diǎn)和業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，然后這些節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的信息和自身的功能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量控制。

目前三大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的研究情況簡(jiǎn)要概括如下：

(1)ITU-T資源控制方面相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化情況

ITU-T中實(shí)現(xiàn)資源接納控制功能的實(shí)體稱為資源和許可控制功能(RACF)，提供對(duì)接入網(wǎng)和核心傳送網(wǎng)的QoS控制(包括資源預(yù)留、接納控制和門控)。目前已經(jīng)發(fā)布了RACF R1版本規(guī)范[1]，RACF R2版本規(guī)范2009年9月定稿。

(2)TISPAN資源控制方面相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化情況

TISPAN中實(shí)現(xiàn)資源接納控制功能的實(shí)體稱為資源和接納控制子系統(tǒng)(RACS)，RACS R1[2]、R2[3]兩個(gè)版本已經(jīng)發(fā)布，目前正開展RACS R3的標(biāo)準(zhǔn)化工作。RACS R1主要考慮固定接入網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量控制機(jī)制，RACS R2主要加入了組播資源控制相關(guān)功能。

(3)3GPP資源控制方面相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化情況

在3GPP R7中，將完成資源接納控制功能的實(shí)體稱為策略控制和計(jì)費(fèi)(PCC)[4]，主要針對(duì)移動(dòng)接入網(wǎng)的特性實(shí)現(xiàn)一定的服務(wù)質(zhì)量控制機(jī)制，最大的特點(diǎn)是將策略控制和計(jì)費(fèi)控制結(jié)合在一起。目前正在開展R8階段的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

3 資源控制技術(shù)最新標(biāo)準(zhǔn)

化工作重點(diǎn)

從目前三大國(guó)際組織的研究情況來看，目前資源控制方面的標(biāo)準(zhǔn)化研究重點(diǎn)集中在4個(gè)方面。

3.1 對(duì)組播控制的支持

為了支持網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)業(yè)務(wù)，在資源控制方面，除了要考慮對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)連接的資源控制機(jī)制之外，還需要考慮對(duì)組播的資源控制。ITU-T和TISPAN都在資源控制R2標(biāo)準(zhǔn)中擴(kuò)展了相關(guān)能力?？紤]到TISPAN RACS R2已經(jīng)發(fā)布，下面對(duì)TISPAN給出的組播資源控制機(jī)制進(jìn)行介紹。

首先RACS R2在R1的基礎(chǔ)上增加拉(Pull)方式，并且考慮某些承載層面的節(jié)點(diǎn)可能參與到組播控制，在RACS R1的基礎(chǔ)上定義了新的功能實(shí)體，如表1所示。TISPAN給出的RACS R2功能架構(gòu)如圖1所示。

RACS R2支持兩種資源接納控制方式，推送(Push)方式和Pull方式。Push方式的工作流程圖如圖2所示。Pull方式的工作流程圖如圖3所示。在兩種工作方式下，RACS的工作方式稍有差異。在Push方式下，應(yīng)用功能(AF)，通常指請(qǐng)求資源控制的上層應(yīng)用控制，如IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)中的代理-會(huì)話控制功能(P-CSCF)，將組播控制列表通過接入資源接納控制功能(A-RACF)直接推到資源控制執(zhí)行功能(RCEF)，RCEF直接對(duì)用戶的組播組加入請(qǐng)求(如組管理協(xié)議(IGMP)Join請(qǐng)求)進(jìn)行授權(quán)；在Pull方式下，AF將組播控制列表推送到A-RACF，RCEF(通過基本傳送功能(BTF))收到用戶要加入到某個(gè)組播組的請(qǐng)求后，向A-RACF請(qǐng)求授權(quán)。

在RACS R1基礎(chǔ)上，RACS R2相關(guān)參考點(diǎn)上要擴(kuò)展對(duì)組播列表的支持能力。

3.2 延伸對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的控制

資源控制另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是除了對(duì)接入網(wǎng)和核心網(wǎng)進(jìn)行資源控制之外，為了實(shí)現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量的端到端保證，目前已經(jīng)開始考慮對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)的控制。在ITU-T最近一次會(huì)議輸出的RACF架構(gòu)規(guī)范草案[5]中，定義了策略決策功能(PD-FE)和客戶駐地網(wǎng)網(wǎng)關(guān)策略執(zhí)行功能實(shí)體(CGPE-FE)之間的Rh接口，ITU-T RACF的功能架構(gòu)如圖4所示。

CGPE-FE可以看作家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備，目前要求家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備具有策略執(zhí)行功能，PD-FE通過Rh向家庭網(wǎng)關(guān)推送資源接納控制決策相關(guān)信息，家庭網(wǎng)關(guān)(即圖4中的CGPE-FE)也可以通過該接口向PD-FE請(qǐng)求接納控制決策。CGPE-FE的主要功能包括：門控、速率限制和帶寬分配、流量分類和標(biāo)記、流量整形、基于預(yù)定義的靜態(tài)策略規(guī)則將IP層QoS信息映射到鏈路層、搜集和報(bào)告資源使用信息等等。

在延伸RACF對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資源控制的過程中，另有一種考慮是在家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部增加具有資源決策功能實(shí)體，即CGPD-FE的建議，CGPD-FE和PD-FE之間通過Rh’接口進(jìn)行交互。但在ITU-T SG13(第13研究組，第一代網(wǎng)研究組)討論過程中，考慮到當(dāng)前的需求以及研究的成熟性，暫未采納擴(kuò)展增加CGPD-FE和擴(kuò)展Rh’接口的建議，而在家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部只部署了策略決策實(shí)體。ITU-T SG11(第11研究組，信令要求和協(xié)議組)正在對(duì)Rh和Rh’這兩個(gè)接口協(xié)議進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化[6]，對(duì)此SG13和SG11可能還需要進(jìn)一步討論。

3.3 與承載層性能測(cè)量技術(shù)的結(jié)合

在實(shí)施資源控制的過程中，在了解網(wǎng)絡(luò)資源的靜態(tài)狀態(tài)信息的同時(shí)，如果能夠獲取網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)資源信息，則更有利于進(jìn)行精確的資源控制。

目前ITU-T提出了針對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)的性能測(cè)量管理的概念，參見規(guī)范NGN性能測(cè)量管理(Y.2173)[7]，該規(guī)范給出了一個(gè)執(zhí)行性能測(cè)量和控制的模塊——性能測(cè)量管理(MPM)，如圖5所示。該模塊和各種NGN功能實(shí)體相交互，可以根據(jù)一定的策略啟動(dòng)單個(gè)或多個(gè)測(cè)量任務(wù)，并給出相應(yīng)的測(cè)量報(bào)告，另外還可以利用各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議(RTCP)包在終端設(shè)備上收集和管理體驗(yàn)質(zhì)量(QoE)信息。

其中性能測(cè)量執(zhí)行功能實(shí)體(PME-FE)主要提供三大功能，即測(cè)量執(zhí)行功能、單個(gè)測(cè)量處理和測(cè)量設(shè)備配置；性能測(cè)量處理功能實(shí)體(PMP-FE)主要提供兩大功能，即測(cè)量處理功能和網(wǎng)絡(luò)級(jí)測(cè)量配置；性能測(cè)量報(bào)告功能實(shí)體(PMR-FE)主要從PMP-FE收集性能測(cè)量報(bào)告，并提供給MPM上層應(yīng)用(如RACF)。

RACF可觸發(fā)MPM相關(guān)功能模塊執(zhí)行測(cè)量任務(wù)，通過MPM，RACF可以實(shí)時(shí)獲得精確的網(wǎng)絡(luò)資源狀況和使用情況。但考慮到對(duì)RACF本身性能可能產(chǎn)生的影響，目前在RACF R2架構(gòu)規(guī)范中暫未體現(xiàn)相應(yīng)的擴(kuò)展，如擴(kuò)展支持Mu接口。

3.4 融合固定、移動(dòng)的統(tǒng)一資源控制

TISPAN主要從固定接入角度對(duì)資源控制進(jìn)行研究，3GPP則從移動(dòng)角度對(duì)資源控制進(jìn)行研究，并分別提出了各自的架構(gòu)，TISPAN提出了RACS架構(gòu)，3GPP給出了PCC架構(gòu)。隨著固定移動(dòng)的融合，架構(gòu)和接口上的不一致性將對(duì)NGN相關(guān)設(shè)備制造和網(wǎng)絡(luò)實(shí)施產(chǎn)生重大的影響，特別是Gq’接口(為RACS和上層控制(如P-CSCF)之間交互的接口)和Rx接口(為PCC和上層控制之間交互的接口)，這兩個(gè)接口應(yīng)該說和底層傳送技術(shù)的關(guān)聯(lián)性最小，并且如果能夠向上層應(yīng)用控制屏蔽這兩個(gè)接口之間的差異性，對(duì)于固定移動(dòng)融合的網(wǎng)絡(luò)具有非常重要的意義，也是推進(jìn)固定移動(dòng)在資源控制技術(shù)方面融合的第一步。

TISPAN和3GPP已經(jīng)于2007年11月召開聯(lián)合會(huì)議，并分別設(shè)立了Gq'/Rx融合的研究項(xiàng)目，

3GPP分配的文檔號(hào)是23.822[8](Framework for Gq'/Rx Harmonization)，TISPAN也在2008年3月會(huì)議上，通過了Gq'/Rx融合研究項(xiàng)目MI2054[9]的立項(xiàng)。目前在23.822中主要針對(duì)全局唯一地址、端口地址轉(zhuǎn)換(NAPT)控制、軟狀態(tài)模型提出了相應(yīng)的融合方案：

(1)全局唯一地址

擴(kuò)展Rx參考點(diǎn)，使用Gq'上的全局唯一地址來取代原有的用戶IP地址。為了保證向后兼容，建議增加域的描述。

(2)NAPT控制

擴(kuò)展Rx參考點(diǎn)，增加NAPT綁定創(chuàng)建與修改流程，并使用與Gq'上相同的綁定功能參數(shù)。

(3)軟狀態(tài)模型

建議在Rx參考點(diǎn)增加預(yù)留生命周期，以此支持軟狀態(tài)模型。

4 從技術(shù)到具體實(shí)施面臨的問題

雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)下一代網(wǎng)中的資源控制機(jī)制進(jìn)行了大量的研究，并且發(fā)布了系列標(biāo)準(zhǔn)，但從技術(shù)走向應(yīng)用實(shí)施還面臨一些問題。

雖然很多運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商、研究機(jī)構(gòu)等對(duì)資源控制技術(shù)投入了大量的研究，但是在網(wǎng)絡(luò)中是否有實(shí)施復(fù)雜資源控制的必要性一直存在爭(zhēng)論。

按照ITU-T或TISPAN提出的資源控制架構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)中僅僅部署邊界網(wǎng)關(guān)設(shè)備，如RACS架構(gòu)中的邊界網(wǎng)關(guān)功能(BGF)是不完備的，實(shí)現(xiàn)真正的資源控制除了要部署實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能實(shí)體之外，對(duì)數(shù)據(jù)設(shè)備本身也擴(kuò)展了很多新的要求，這些新的要求導(dǎo)致如果部署資源控制可能需要部署新的數(shù)據(jù)設(shè)備或改造升級(jí)替換現(xiàn)網(wǎng)的數(shù)據(jù)設(shè)備，可能需要大量的投入才能夠使承載網(wǎng)絡(luò)具備比較完善的資源控制能力。

3GPP在PCC中指出，資源控制策略可以直接靜態(tài)配置在網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)或分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)(PDG)中，TISPAN RACS R2中也提到對(duì)于盡力而為類型網(wǎng)絡(luò)或提供靜態(tài)QoS區(qū)分的網(wǎng)絡(luò)，不需要任何資源接納控制功能。從這些闡述中可以看出，在網(wǎng)絡(luò)中是否需要部署動(dòng)態(tài)資源控制機(jī)制也是不確定的。

實(shí)際在運(yùn)營(yíng)商對(duì)電信網(wǎng)進(jìn)行IP化改造過程中，為了保證實(shí)時(shí)類業(yè)務(wù)的質(zhì)量，對(duì)于話音業(yè)務(wù)基本上保留了傳送的雙絞線接入方式；對(duì)于IPTV業(yè)務(wù)，則采用直接承載層面的物理隔離或邏輯隔離來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量保證。

實(shí)施資源控制可能需要較高的資本性支出(CAPEX)之外，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的OPEX(運(yùn)營(yíng)性支出)也會(huì)產(chǎn)生多方面的影響。資源控制相當(dāng)于在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中引入了新的一層，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的資源控制維護(hù)管理機(jī)制和現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的維護(hù)管理方式將存在很大的不同，需要相關(guān)運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的積累。

隨著電信運(yùn)營(yíng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)日趨加劇，電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)之間的相互競(jìng)爭(zhēng)和融合，目前電信運(yùn)營(yíng)商更加重視新業(yè)務(wù)的開發(fā)和推出。另外，中國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)擁有較完備的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)實(shí)施，如何充分利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，或經(jīng)過簡(jiǎn)單的改造來提供新的業(yè)務(wù)，應(yīng)該是電信運(yùn)營(yíng)商更現(xiàn)實(shí)的追求目標(biāo)。

實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源有效靈活的調(diào)度和控制，將是電信運(yùn)營(yíng)商面臨未來各種競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)所在。伴隨著新業(yè)務(wù)的不斷推出，資源控制有可能得以逐步的部署和推廣。

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收稿日期：2008-07-08

作者簡(jiǎn)介

李?；ǎ畔a(chǎn)業(yè)部電信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)所高級(jí)工程師。電信科學(xué)技術(shù)研究院碩士畢業(yè)，主要從事下一代網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)研究。