CN1941715A - 实现接入网控制的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种实现接入网控制的系统及方法。本发明的核心是在接入网中增加了A－RCEF(接入网资源控制执行功能实体)及其与其他实体通信的接口，所述的接入网资源控制执行功能实体负责收集接入网的拓扑信息，并通过相应的接口上报给RCEF(资源控制执行功能)，从而使得RCEF能够基于所述的接入网的拓扑信息对接入网的资源使用情况进行控制管理。因此，本发明提供了一种有效的接入网资源控制管理方法及相应的系统，通过本发明可以实现用户到边缘网络的服务质量保证，即能够在网络中实现端到端的服务质量保证，从而为运营商为用户提供区分的端到端服务提供了相应的技术支持。

Description

实现接入网控制的系统及方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种实现接入网控制的系统及方法。
背景技术
随着技术的不断发展，在IP上提供三网(传统电信网、互联网和有线电视网)合一的技术趋势日益显现。IP网的设计初衷仅是解决位于不同物理位置的设备之间的互连问题，具有极大的开放性。也正是因为其开放性才得以在短短十年间互联网技术已经得到的长足的发展，基本已经普及到家庭，并成为人们日常生活和工作中不可缺少的组成部分。同时，也因为其开放性和仅提供互连能力，无法保证业务的服务质量和用户访问网络的安全。
电信网PSTN(传统电话网)为封闭式系统，其经过了长时间的不断演进，目前已经发展成为集智能网、DDN(数字数据网)等多业务的网络。同时，PSTN具备的安全性和可靠的服务质量得到了广泛的公识，但是，却无法提供如互联网一样的宽带服务。
为此，下一代电信网面临需要解决的问题是提供如PSTN一样的可靠的服务质量，其中，困扰宽带发展的最后“一公里”(即接入网)的服务质量保证问题尤为突出。
目前，ETSI TISPAN(欧洲电信标准化协会)采用图1所示的网络结构对IP Edge(IP边缘)以后的网络进行QoS(服务质量)控制，但对接入网仅预留了一个逻辑接口，而对该逻辑接口的具体应用却未进行详细描述，因此，同样无法实现端到端的服务质量保证。DSL(数字用户线)等接入网将大量用户的流量汇聚起来送到IP Edge进行二层终结和提供三层业务，而通过TISPAN的控制系统能够解决从IP Edge到用户之间的服务质量，却无法解决从用户到IP Edge之间的服务质量。如图1所示，所述的控制系统包括A-RACF(接入网的资源接入控制功能)和SPDF(策略决策功能)。
因为TISPAN现有的体系无法获得接入网的拓扑信息，所以无法保证用户上行到IP Edge的服务质量。
目前广泛使用的ADSL(非对称数字用户线)接入技术由于采用上行带宽小和下行带宽大的流量模型，可以通过差分服务方式部分解决上行的服务质量问题。但随着新兴接入技术如GPON(千兆无源光网络)、SH.DSL(高速数字用户线)等采用上下行带宽大小差别不大的流量模型，上述在用户到IP Edge之间的服务质量问题就显现出来。
因此，目前无法提供端到端的服务质量，而且，也无法利用新兴的接入技术的上行带宽更有效地为用户提供业务。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种实现接入网控制的系统及方法，从而可以实现接入用户的端到端的服务质量保证。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种实现接入网控制的系统，包括接入网和IP边缘，所述的接入网中设置有接入网资源控制执行功能实体，且所述的接入网资源控制执行功能实体提供与IP边缘中的资源控制执行功能RCEF实体通信的接口，通过该接口所述的接入网资源控制执行功能实体将收集的接入网的拓扑信息上报给所述的RCEF实体，并接收RCEF实体下发的资源控制策略，对各个节点的资源进行控制。
所述的接入网资源控制执行功能实体包括：
拓扑信息收集模块：用于收集接入网中各个节点的拓扑信息，并通过所述接口发送给RCEF实体；
资源控制策略执行模块：接收RCEF实体下发的资源控制策略或资源控制命令，并根据所述的资源控制策略或资源控制命令对节点的资源进行控制管理。
本发明还提供了一种实现接入网控制的方法，包括：
A、接入网的接入网资源控制执行功能实体收集接入网的拓扑信息，并上报给RCEF实体；
B、RCEF实体根据接入网的拓扑信息确定接入网中的资源控制策略，并下发给接入网资源控制执行功能实体；
C、接入网资源控制执行功能实体根据所述的资源控制策略对接入网中节点的资源进行控制管理。
所述的接入网的拓扑信息包括：
接入网中各个节点的连通性、端口属性、用户驻地设备CPE在接入网的各个节点的链路信息和/或接入网中各节点的通信地址信息。
当用户登录网络时，所述的步骤B包括：
B1、RCEF获得用户的登录信息后，根据保存的接入网的拓扑信息确定用户的地址信息、链路信息和服务策略信息，并下发给所述的接入网资源控制执行功能实体；
B2、接入网资源控制执行功能实体将用户的地址信息、链路信息和服务策略信息下发给各个节点，控制该用户在各个节点上的资源占用。
当用户离开网时，所述的步骤B包括：
B3、RCEF通知接入网资源控制执行功能实体发送资源释放请求；
B4、接入网资源控制执行功能实体根据收到的请求消息释放相应的资源，并向RCEF返回资源释放成功消息。
所述的步骤B包括：
B5、用户登录业务后，应用功能AF向接入网资源接入控制功能A-RACF发送业务的服务策略和业务提供点的地址信息；
B6、A-RACF根据所述业务的服务策略确定用户的服务策略，并将业务的服务策略随用户地址信息一起下发给RCEF；
B7、RCEF根据用户地址将业务的服务策略下发给接入网资源控制执行功能实体，并由接入网资源控制执行功能实体进行该用户在接入网各个节点的服务策略的更新。
当用户离开业务时，所述的步骤B包括：
B8、AF向A-RACF发送离开用户申请的业务的服务策略信息，并由A-RACF向RCEF发送释放资源请求消息；
B9、RCEF将所述释放资源请求消息继续下发给接入网资源控制执行功能实体，接入网资源控制执行功能实体根据所述业务的服务策略更新用户在接入网各个节点的服务策略。
本发明提供了一种多播业务控制方法，包括：
C、在接入网资源控制执行功能实体上，针对多播业务启动多播业务复制功能，并记录用户加入或离开组播组的情况；
D、根据组播组中用户加入或离开的情况对启动的多播业务复制功能进行控制更新。
所述的步骤C包括：
接入网资源控制执行功能实体首次收到组播业务请求消息时，创建计数器，并且，当用户加入该组播组时，计数器加1，当用户离开该组播组时，计数器减1。
所述的方法还包括：
接入网资源控制执行功能实体接收RCEF发来的多播控制信令，并根据接收到的多播控制信令对多播业务占用的接入网资源进行控制管理。
本发明提供了一种集群业务控制方法，包括：
E、接入网资源控制执行功能实体创建集群组，并为相应的集群组分配广播表，为各用户分配预留资源；
F、接入网资源控制执行功能实体根据分配广播表和预留资源控制接入网用户开展集群业务。
所述的方法还包括：
接入网资源控制执行功能实体根据从RCEF接收到的集群控制信令对所述的广播表及各用户占用的资源进行控制管理。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供了一种有效的接入网资源控制管理方法及相应的系统，通过本发明可以实现用户到边缘网络的服务质量保证，即能够在网络中实现端到端的服务质量保证，从而为运营商为用户提供区分的端到端服务提供了相应的技术支持。
附图说明
图1为现有技术中的接入网结构示意图；
图2为本发明提供的系统的结构示意图；
图3为本发明中用户登录网络的处理过程示意图；
图4为本发是肿用户登录业务的处理过程示意图；
图5为本发明中用户离开网络的处理过程示意图；
图6为本发明中用户离开业务的处理过程示意图；
图7为本发明中开展多播业务的处理过程示意图。
具体实施方式
本发明的实现主要目的是为了解决TISPAN网络架构无法控制接入网的服务质量的问题。
本发明的核心是TISPAN的系统架构中增加了一个新的功能实体，即接入网资源控制执行功能及相应的接口，所述的接入网资源控制执行功能负责收集接入网的拓扑信息，并通过相应的接口上报给RCEF(资源控制执行功能)，从而使得RCEF能够基于所述的接入网的拓扑信息对接入网进行控制管理，以实现本发明的目的。
下面将结合附图对本发明的具体实现方式进行说明。
首先，如图2所示，本发明提供的系统的结构具体为：
为了管理接入网的服务质量，本发明提供的系统是将TISPAN的架构修改为如下结构，在Access Node(接入网)中增加一个新的功能实体A-RCEF(AccessNode Resource Control Enforce Function，接入网资源控制执行功能)和一个新的接口Ra’，该接口是逻辑接口Ra的物理存在形式。
A-RCEF负责收集Access Node所有节点的拓扑信息，并通过Ra’接口上报给RCEF。RCEF根据A-RCEF上报的拓扑信息便可以获得整个接入网的拓扑信息，同时也向A-RACF(接入网资源接入控制功能)屏蔽了接入网的拓扑结构，满足TISPAN的控制平面与接入网拓扑无关的要求。
其中，A-RCEF收集的拓扑信息包括但不限于以下信息：
1、接入网中各个节点的连通性，所述的节点包括接入网的网元设备，例如DSLAM(数字用户线接入复用器)、OLT(光线路终端)等；
2、端口属性，包括端口类型和带宽等；
3、CPE在接入网的各个节点的链路信息；
4、接入网中的各个节点的通信地址。
在RCEF上需要建立以下信息：
1、用户直接与L2T Point(二层节点)相连的链路信息，简称链路信息，特指用户与该节点相连的链路信息；
2、RCEF与A-RCEF直接相连的端口属性；
3、RCEF与A-RCEF的通信地址间的关联关系；
A-RCEF需要在接入网的各个节点分别建立用户的链路信息与上级或下级节点的端口属性，以及其与上级和下级节点的通信地址的关联关系。
这样，就建立了以用户的链路地址为中心的整个接入网的控制拓扑结构，从而可以基于该拓扑结构进行接入网的资源管制管理。
在RCEF及A-RCEF上分别建立了相应的接入网的拓扑信息后，则可以基于所述的接入网的拓扑信息对接入网的资源进行控制管理，具体包括在用户登录网络、登录业务、离开业务、离开网络、开展多播业务及集群业务过程中对接入网的资源进行控制管理，从而可以使得用户的上行业务的服务质量可以得到保证，进而保证为用户提供端到端的服务质量保证。
下面将分别结合具体的处理过程对本发明所述的方法的实现进行说明。
(一)用户登陆网络处理过程
具体如图3所示，在用户登陆网络，即在NASS(网络附着子系统)中通过网络认证获得地址信息和服务策略后，相应的处理过程包括：
步骤31：NASS会通过e4接口将用户的IP地址、与L2T Point相连的链路信息、用户的服务策略推送到A-RACF，其中，所述的服务策略包括服务等级、签约的带宽和授权的访问权限等信息；
步骤32：A-RACF则通过Re接口将这些信息推送给RCEF；
步骤33：RCEF在获得用户登陆网络的信息后，根据A-RCEF上报的拓扑信息建立并保存用户的IP地址和链路信息、用户的服务策略、与A-RCEF直接相连的端口属性及其通信地址建立关联，并将用户的IP地址、链路信息和服务策略通过Ra’接口下发给A-RCEF；
步骤34：A-RCEF进行用户登陆网络的初始化；
具体为：A-RCEF根据用户的IP地址、链路信息将服务策略下发到各个节点，控制各个节点根据所述的服务策略分配资源，进行初始化用户的通道和设置服务策略的处理；
步骤35：在各个节点初始化成功后，A-RCEF向RCEF返回接入网用户通道初始化成功；
步骤36：RCEF继续向A-RACF返回用户初始化成功信息。
经过上述步骤31至步骤36的处理过程，接入网就可以按用户登陆网络获得的服务策略对用户访问网络的流进行控制，这样，用户的上行和下行业务也就能够使用认证时获得签约的带宽和服务等级。
(二)用户登陆业务的过程
如图4所示，在用户登陆业务，即用户在AF中通过业务认证获得业务的服务策略和业务提供点的通信地址后，相应的处理过程包括：
步骤41：AF通过Gq’将该用户申请的业务的服务策略和业务提供点的通信地址经SPDF下发到A-RACF；
步骤42：A-RACF检查该用户申请的业务的服务策略，并更新用户的服务策略，如按业务的服务策略分配预留资源(或通道)、更新用户的流分类和过滤信息等，之后，再将用户的IP地址、业务提供点的通信地址和服务策略下发到RCEF；
步骤43：RCEF由用户的IP地址找到用户对应的A-RCEF的通信地址通过Ra’将业务的服务策略下发到接入网的A-RCEF；
步骤44：A-RCEF根据业务的服务策略和用户的链路信息更新该用户在接入网各个节点的服务策略。
通过上述处理过程，实现了业务服务策略在接入网的下发和执行，从而解决接入网从用户到IP Edge的服务质量无法保证的问题。
(三)用户离开业务的处理过程
如图5所示，在用户离开业务，即用户停止使用AF提供的业务，AF需要撤销分配给该用户业务的服务策略后，相应的处理过程如下：
步骤51：AF通过Gq’接口将撤销该用户申请的业务服务策略和业务提供点的通信地址的消息经SPDF下发到A-RACF；
步骤52：A-RACF检查用户当前状态，确定其仍在使用的服务策略所约定的资源信息，并将用户的IP地址、业务提供点的通信地址和服务策略信息下发到RCEF；
步骤53：RCEF由用户的IP地址找到用户对应的A-RCEF的通信地址，并通过Ra’将需要撤销的业务的服务策略下发到接入网的A-RCEF；
步骤54：A-RCEF根据业务的服务策略和用户的链路信息更新用户在接入网各个节点的服务策略，从而实现撤销接入网按业务服务策略分配给该用户的资源。
当SPDF或A-RACF检测到分配给用户的资源需要撤销时，还需要通过Re接口通知RCEF撤销分配给该用户的资源，具体的处理流程与图5所示的处理过程相同，故不再详述。
(四)用户离开网络的处理过程
如图6所示，在用户离开网络后，相应的处理过程包括：
步骤61：NASS会将用户下线信息和IP地址由e4接口通知A-RACF；
步骤62：A-RACF将用户下线的信息通知SPDF和RCEF，且SPDF和RCEF进行资源的释放和回收；
步骤63：RCEF检查该用户已经分配的资源，并由Ra’接口通知A-RCEF将接入网分配给该用户的资源全部回收和撤销用户的所有服务策略；
步骤64：A-RCEF回收资源成功后通知RCEF用户资源回收成功；
步骤65：RCEF继续将用户资源回收成功消息通知NASS。
经过上述处理，A-RACF和NASS可以得知分配给该用户的资源全部释放成功后回收本地分配给该用户的资源。
(五)开展多播业务的处理过程
多播业务(multicast)和单播业务(unicast)的区别是多播业务通过一个多播生成树逐段进行报文复制，当同一接入网有多个用户加入到同一个多播组时，需要接入网提供多播中继(relay)功能为加入同一个多播组的用户进行报文复制和资源分配。
多播业务的服务策略的下发及资源分配过程和单播流程基本一致，区别的是SPDF、A-RACF需要识别多播组的服务请求启动传送层的复制功能和分配给用户的资源是共享上联通道的资源而用户到RCEF或C-BGF的通道是独享的，即通过复制功能实现共享上联通道的资源。
如图7所示，具体的开展多播业务的处理过程包括：
步骤71：A-RACF在首次收到组播业务的服务策略和资源分配请求，为其创建一个计数器，每当有一个用户加入到该多播组时为该用户分配预留(或共享)资源且该计数加1；
步骤72：在执行步骤71的同时，在A-RCEF上还需要启动RCEF的多播报文复制功能，通过该功能可以将多播报文复制到该用户的预留(或共享)通道中；
步骤73：当用户离开多播组时，则回收分配给该用户的预留(或共享)资源，更新RCEF的多播报文复制功能删除该用户的复制信息；
步骤74：当多播组中无用户时，则关闭RCEF的该多播组的复制功能。
当接入网有多个用户加入到同一多播组时，RCEF由Ra’接口通知A-RCEF创建多播组计数器和启动多播组的复制功能，对多播组计数器和多播复制功能的管理和RCEF上的处理流程完全相同，故不再详述。
(六)开展集群业务的处理过程
集群业务和多播业务的区别是集群业务的用户是被动接受，而多播业务的用户需要主动发起的，因此，集群业务的用户也需要登陆业务请求服务策略和资源分配。
SPDF、A-RACF都需要识别用户发来的集群组创建请求，在创建预留通道的过程中还需为每个集群组创建一个广播表，每当有一个用户加入到该集群组时为该用户分配预留资源(或共享资源)且向属性表添加该用户，通知RCEF添加广播表，当有一个用户获得集群业务的发送能力时，RCEF会将从该用户收到的报文都复制给集群中的其他用户，当有一个用户离开该集群组时，向属性表(即广播表)删除该用户，且释放该用户独占的资源，通知RCEF更新广播表。
为了更为有效地利用集群功能，RCEF需要具备分配多个用户共享的预留通道(或共享通道)的能力和将集群组数据复制到该通道的能力。
当接入网有大于一个用户加入到同一集群组中，RCEF需要通过Ra’接口通知A-RCEF创建集群组的广播表，并从RCEF复制该属性表和为用户分配预留(或共享)资源(或通道)。A-RCEF对集群用户发起的报文和针对集群用户的管理的处理流程和在RCEF上采用的处理流程相同，也需要具备多个集群用户分配共享通道的能力。
综上所述，本发明的实现为管理和控制接入网系统提供了有效的方法，通过本发明提供的控制方法可以解决用户到IP Edge的服务质量无法控制的问题，实现用户的端到端的服务质量保证。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1、一种实现接入网控制的系统，包括接入网和IP边缘，其特征在于，所述的接入网中设置有接入网资源控制执行功能实体，且所述的接入网资源控制执行功能实体提供与IP边缘中的资源控制执行功能RCEF实体通信的接口，通过该接口所述的接入网资源控制执行功能实体将收集的接入网的拓扑信息上报给所述的RCEF实体，并接收RCEF实体下发的资源控制策略，对各个节点的资源进行控制。
2、根据权利要求1所述的实现接入网控制的系统，其特征在于，所述的接入网资源控制执行功能实体包括：
拓扑信息收集模块：用于收集接入网中各个节点的拓扑信息，并通过所述接口发送给RCEF实体；
资源控制策略执行模块：接收RCEF实体下发的资源控制策略或资源控制命令，并根据所述的资源控制策略或资源控制命令对节点的资源进行控制管理。
3、一种实现接入网控制的方法，其特征在于，包括：
A、接入网的接入网资源控制执行功能实体收集接入网的拓扑信息，并上报给RCEF实体；
B、RCEF实体根据接入网的拓扑信息确定接入网中的资源控制策略，并下发给接入网资源控制执行功能实体；
C、接入网资源控制执行功能实体根据所述的资源控制策略对接入网中节点的资源进行控制管理。
4、根据权利要求3所述的实现接入网控制的方法，其特征在于，所述的接入网的拓扑信息包括：
接入网中各个节点的连通性、端口属性、用户驻地设备CPE在接入网的各个节点的链路信息和/或接入网中各节点的通信地址信息。
5、根据权利要求3或4所述的实现接入网控制的方法，其特征在于，当用户登录网络时，所述的步骤B包括：
B1、RCEF获得用户的登录信息后，根据保存的接入网的拓扑信息确定用户的地址信息、链路信息和服务策略信息，并下发给所述的接入网资源控制执行功能实体；
B2、接入网资源控制执行功能实体将用户的地址信息、链路信息和服务策略信息下发给各个节点，控制该用户在各个节点上的资源占用。
6、根据权利要求5所述的实现接入网控制的方法，其特征在于，当用户离开网时，所述的步骤B包括：
B3、RCEF通知接入网资源控制执行功能实体发送资源释放请求；
B4、接入网资源控制执行功能实体根据收到的请求消息释放相应的资源，并向RCEF返回资源释放成功消息。
7、根据权利要求3或4所述的实现接入网控制的方法，其特征在于，所述的步骤B包括：
B5、用户登录业务后，应用功能AF向接入网资源接入控制功能A-RACF发送业务的服务策略和业务提供点的地址信息；
B6、A-RACF根据所述业务的服务策略确定用户的服务策略，并将业务的服务策略随用户地址信息一起下发给RCEF；
B7、RCEF根据用户地址将业务的服务策略下发给接入网资源控制执行功能实体，并由接入网资源控制执行功能实体进行该用户在接入网各个节点的服务策略的更新。
8、根据权利要求7所述的实现接入控制的方法，其特征在于，当用户离开业务时，所述的步骤B包括：
B8、AF向A-RACF发送离开用户申请的业务的服务策略信息，并由A-RACF向RCEF发送释放资源请求消息；
B9、RCEF将所述释放资源请求消息继续下发给接入网资源控制执行功能实体，接入网资源控制执行功能实体根据所述业务的服务策略更新用户在接入网各个节点的服务策略。
9、一种多播业务控制方法，其特征在于，包括：
C、在接入网资源控制执行功能实体上，针对多播业务启动多播业务复制功能，并记录用户加入或离开组播组的情况；
D、根据组播组中用户加入或离开的情况对启动的多播业务复制功能进行控制更新。
10、根据权利要求9所述的多播业务控制方法，其特征在于，所述的步骤C包括：
接入网资源控制执行功能实体首次收到组播业务请求消息时，创建计数器，并且，当用户加入该组播组时，计数器加1，当用户离开该组播组时，计数器减1。
11、根据权利要求9或10所术的多播业务控制方法，其特征在于，所述的方法还包括：
接入网资源控制执行功能实体接收RCEF发来的多播控制信令，并根据接收到的多播控制信令对多播业务占用的接入网资源进行控制管理。
12、一种集群业务控制方法，其特征在于，包括：
E、接入网资源控制执行功能实体创建集群组，并为相应的集群组分配广播表，为各用户分配预留资源；
F、接入网资源控制执行功能实体根据分配广播表和预留资源控制接入网用户开展集群业务。
13、根据权利要求12所述的集群业务控制方法，其特征在于，所述的方法还包括：
接入网资源控制执行功能实体根据从RCEF接收到的集群控制信令对所述的广播表及各用户占用的资源进行控制管理。
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