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CN101060466A - 多业务接入网的控制系统及控制方法 - Google Patents

多业务接入网的控制系统及控制方法 Download PDF

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CN101060466A CNA200610060902XA CN200610060902A CN101060466A CN 101060466 A CN101060466 A CN 101060466A CN A200610060902X A CNA200610060902X A CN A200610060902XA CN 200610060902 A CN200610060902 A CN 200610060902A CN 101060466 A CN101060466 A CN 101060466A
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Abstract

本发明提供一种多业务接入网的控制系统，包括：对用户进行认证、授权和地址分配的用户管理功能体UMF、管理用户在接入网络中各网元之间链路和资源的链路管理功能体LMF以及根据用户属性进行资源接纳控制和策略执行或部署到接入节点AN和接入网网络侧边缘ANE之间的网络设备中的策略执行功能体PEF，所述链路管理功能体、策略执行功能体分别与接入节点、接入网网络侧边缘相连，所述用户管理功能体与接入网网络侧边缘相连，所述策略执行功能体分别与所述链路管理功能体、用户管理功能体相连。本发明还提供一种多业务接入网的控制方法。本发明通过链路管理功能体对不同的业务用不同的链路进行区分，保证多业务在接入网中的QoS，解决了用户动态接入多业务和基于多业务的接入网QoS控制的问题。

Description

多业务接入网的控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及接入网领域，尤其是涉及一种多业务接入网的控制系统及控制方法。
背景技术
DSL论坛认为下一代接入网具有多边缘的能力，为用户提供通过接入网的共用的二层链路可以同时接入到不同的网络业务提供商(NSP)和应用提供商(ASP)。用户可以通过自定义的控制接口或隧道来选择业务或目的地，或者接入网网络可以在无需用户参与的情况下进行业务或目的地的选择。
随着接入技术的不断发展，用户能够使用越来越大的带宽，接入网需要提供更大的传送能力，如何让接入网的资源能够最大程度地得到利用使得提供商获得更大的受益，这是运营商给下一代接入网的使命。按需分配带宽、基于应用和会话的QoS控制等动态QoS机制成为提高接入网络资源利用率的强有力的手段，TISPAN论坛都提出了自己的动态QoS解决方案。
TISPAN QoS控制架构如图1，在业务层(AF)和传送层之间加入了一个传送控制层(资源接纳子系统RACS)，由SPDF和A-RACF组成，业务层通过Gq’接口向RACS请求用户使用业务的资源及控制策略，RACS将这些资源请求及控制策略下发到对应的IPEdge和Border Node进行资源分配和策略执行。
其中，
AN是接入网的边缘接入节点
IPEdge是接入网的边缘节点，与IP传送网相连
NASS是网络连接管理子系统，仅与IPEdge有数据和控制接口，负责对接入网的用户进行认证、授权和地址分配等处理，通过e4接口通知RACS的用户的属性和IP地址；
但TISPAN的QoS控制架构尚未对用户动态接入。e4仅在用户接入网络时推送用户的业务属性，Gq’是基于会话的资源控制接口，但是当用户动态接入到不同的业务时会具备不同的业务属性，该架构却无法具备上述的能力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的不足，提供一种用户动态接入多业务的多业务接入网的控制系统及控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种多业务接入网的控制系统，包括：对用户进行认证、授权和地址分配的用户管理功能体UMF、管理用户在接入网络中各网元之间链路和资源的链路管理功能体LMF以及根据用户属性进行资源接纳控制和策略执行或部署到接入节点AN和接入网网络侧边缘ANE之间的网络设备中的策略执行功能体PEF，所述链路管理功能体、策略执行功能体分别与接入节点、接入网网络侧边缘相连，所述用户管理功能体与接入网网络侧边缘相连，所述策略执行功能体分别与所述链路管理功能体、用户管理功能体相连。
本发明还提供一种多业务接入网的控制方法，包括以下步骤：
a.用户发起请求；
b.策略执行功能体向链路管理功能体申请建立从接入节点到接入网网络侧边缘的链路或分配其上的资源；以及
c.链路管理功能体设置所述链路或分配资源。
进一步地，所述步骤a中的请求包括接入网络的请求、接入业务的请求或使用业务的请求。
进一步地，如果用户发起接入网络请求，所述步骤a进一步包括以下步骤：
a1.用户经用户设备发起接入网络请求；
a2.接入节点将接入请求添加接入节点的网络标识号再转发到接入网网络侧边缘，由其转发给对应的用户管理功能体对用户的接入请求进行处理；以及
a3.用户管理功能体将用户的属性、IP地址、接入节点的网络标识和接入网网络侧边缘的网络标识信息推送给策略执行功能体。
进一步地，所述步骤b进一步包括以下步骤：
b1.链路管理功能体通过对接入节点和接入网网络侧边缘下发相应的指令，设置一条从接入节点到接入网网络侧边缘的用户接入链路并为其分配相应的链路号及其所签约的资源；以及
b2.接入节点和接入网网络侧边缘建立用户流到该链路的映射。
进一步地，所述步骤c之后还包括步骤：
d.在用户接入链路建立成功后，策略执行功能体建立用户的属性、IP地址、用户接入链路号、签约的资源、接入节点和接入网网络侧边缘的网络标识信息的关联；以及
e.策略执行功能体设置接入节点和接入网网络侧边缘的用户策略。
进一步地，如果用户发起接入业务请求，所述步骤a进一步包括以下步骤：
a’1.用户经用户接入链路发起接入业务请求；
a’2.业务控制系统AF对用户进行认证或从用户管理功能体检查用户能否接入业务；以及
a’3.业务控制系统向策略执行功能体通知用户访问其业务网络，策略执行功能体根据用户管理功能体推送的用户属性检查用户是否可以接入网络及其资源需求。
进一步地，所述步骤b进一步包括以下步骤：
b’1.链路管理功能体通过对接入节点和接入网网络侧边缘下发相应的指令，设置一条从接入节点到接入网网络侧边缘的用户业务链路并为其分配相应的链路号及其所签约的资源；以及
b’2.接入节点和接入网网络侧边缘建立用户业务流到该链路的映射。
进一步地，所述步骤c之后还包括步骤：
d’.链路管理功能体将用户接入链路和用户业务链路进行关联，并回应策略执行功能体资源申请成功；以及
e’.策略执行功能体在确定资源申请成功后，设置接入节点和接入网网络侧边缘的用户业务策略。
进一步地，如果用户发起使用业务请求，所述步骤a进一步包括以下步骤：
a”1.用户经用户业务链路发起业务呼叫；以及
a”2.业务控制系统获得用户业务链路的资源需求，通过策略执行功能体申请网络资源。
进一步地，所述步骤b进一步包括以下步骤：
如果用户还未建立用户业务链路，则由策略执行功能体向链路管理功能体申请建立用户业务链路并获得用户业务链路号和分配的资源；如果已建立用户业务链路，则策略执行功能体向链路管理功能体申请接入网的资源。
进一步地，所述步骤c进一步包括以下步骤：
c”1.链路管理功能体检查用户接入链路、用户业务链路已经使用的资源，为其分配相应的资源；
c”2.在资源分配成功后，策略执行功能体更新接入节点和接入网网络侧边缘的业务流区分规则等策略；以及
c”3.策略执行功能体向业务控制系统反馈，业务接续。
进一步地，所述步骤c之后还包括步骤：
d”.接入节点调度所述业务流可使用的资源。
进一步地，所述步骤c”1进一步包括步骤：
c”11.链路管理功能体向接入网网络侧边缘发起资源分配请求；
c”12.接入网网络侧边缘收到资源分配请求，在确认其有足够的资源分配给用户使用时，向所述用户业务链路号所指向的链路发送资源请求报文；
c”13.该资源请求报文途径的网络设备AD，分析其剩余所需的资源给该用户使用，如果充足即为其分配相应的资源，否则将能够给其使用的最大资源填入该报文，继续延用户业务链路转发请求报文，直到接入节点为止；
c”14.接入节点检查从接入网网络侧边缘到接入节点的链路具备足够的资源后，沿用户业务链路向接入网网络侧边缘回应资源接纳报告消息，途径的网络设备在收到该报文后，确认为其分配的资源生效，直至接入网网络侧边缘；以及
c”15.接入网网络侧边缘收到资源接纳报告向链路管理功能体回应资源接纳情况，链路管理功能体向策略执行功能体回应资源分配情况。
进一步地，当资源分配成功后，由于接入节点和接入网网络侧边缘之间的接入网设备的相邻设备出现故障导致资源状态变更时，所述步骤c”2进一步包括以下步骤：
c”21.资源请求报文途径的网络设备通过用户业务链路或用户接入链路分别向接入节点或接入网网络侧边缘上报资源状态变更；
c”22.接入节点、接入网网络侧边缘以及原先用户业务链路和用户接入链路途径的网络设备获知资源变更，进行资源回收和充分配处理；
c”23.接入节点在收到资源状态变更时，再次通知接入网网络侧边缘接纳资源状态变更；以及
c”24.当接入网网络侧边缘检测或收到资源状态变更时，通知策略执行功能体资源状态变更。
本发明具有以下有益的效果：本发明通过链路管理功能体对不同的业务用不同的链路进行区分，保证多业务在接入网中的QoS，解决了用户动态接入多业务和基于多业务的接入网QoS控制的问题。
附图说明
图1是现有QoS控制架构示意图。
图2是本发明多业务接入网的控制系统的结构图。
图3是本发明多业务接入网的控制方法中资源分配及状态检测的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细描述。
为了解决用户动态接入多业务的问题，本发明引入了多业务接入网的控制架构，该架构包括以下几个部分：
CE    用户设备
AN    接入节点，接入网络的用户侧边缘，可接入到多个ANE
ANE   接入终结点，接入网络的网络侧边缘，可接入多个AN
BNE   骨干网与接入网的边缘节点
UMF   用户管理功能体，负责认证、授权和地址分配等处理功能以及可以间接或直接与业务控制系统(AF)交互
LMF   链路管理功能体，管理用户在接入网络中各网元之间链路和资源
PEF   策略执行功能体，根据用户属性进行资源接纳控制和策略执行或部署到AN和ANE之间的网络设备中，PEF可以间接或直接与AF交互
假设条件：
1)每个CE在AN上至少有一个唯一的逻辑链路与其对应，例如每个DSL端口都有一个逻辑链路号与其对应，CPE可以是接入网的终端(如DSL modem)，也可以是用户终端(PC、STB等)；
2)AN提供多种接入技术并可对这些接入技术进行适配提供统一的上联接口，CPE可使用不同的接入技术接入到AN，例如xDSL、Ethernet、PON、Wimax等；
3)LMF需要为AN上的每个逻辑链路建立一条从AN到ANE的初始链路；
4)AN和ANE之间的链路可以利用链路标识进行隔离。
用户接入网络的过程：
(1)用户经CE发起接入网络的请求，AN实现将从CE到AN的逻辑链路到AN到ANE的逻辑链路的映射，同时将接入请求添加AN的网络标识号(A-NID)再转发到ANE(网络标识号为E-NID)，由ANE转发给对应的UMF对用户的接入请求进行处理，如认证、地址分配等；
(2)UMF将用户的属性、IP地址、AN网络标识和ANE网络标识等信息推送给PEF；
(3)PEF根据用户的属性(IP地址、带宽和优先级等)和AN和ANE的网络标识号(A-NID、E-NID)通知LMF为其分配一条从AN到ANE的用户接入链路；
(4)LMF通过对AN到ANE下发相应的指令，设置一条从AN到ANE的链路(用户接入链路-SAL)并为其分配相应的链路号(SAL-ID)及其所签约的资源，同时AN和ANE可根据用户的链路地址、IP地址等区分用户流，建立用户流到该链路的映射(注意：根据SAL-ID可以获得AN和ANE的网络标识，例如SAL-ID＝F(A-NID，E-NID，LL-ID)，其中LL-ID是局部链路号)；
(5)在用户接入链路建立成功后，PEF建立用户的属性、IP地址、用户接入链路号SAL-ID、签约的资源、AN和ANE的网络标识及等信息的关联，然后根据SAL-ID和用户属性信息(如SLA等)将用户的策略设置AN和ANE，保证用户经过接入网络的SAL符合用户签约的SLA。
用户接入业务的过程：
(1)用户经SAL发起接入业务(AF)的注册请求，AF根据UMF的用户属性对用户进行认证或从UMF检查用户能否接入业务；
(2)AF向PEF通知用户访问其业务网络，PEF可以根据UMF推送的用户属性检查用户是否可以接入网络及其资源需求；
(3)当PEF接纳用户接入资源请求时，PEF根据用户的IP地址、SAL-ID、业务标识及其相关属性向LMF申请建立AN到ANE的用户业务链路(SSL)及分配相应资源；
(4)LMF通过对AN到ANE下发相应的指令，设置一条从AN到ANE的链路(用户业务链路-SSL)并为其分配相应的链路号(SSL-ID)及其所签约的资源，同时AN和ANE可根据用户的链路地址、IP地址、端口号等信息区分业务流建立用户业务流到该链路的映射；并且，将用户接入链路和用户业务链路进行关联，保证两种链路资源使用资源的总和是用户向接入网运营商签约的最大可用资源，然后回应PEF资源申请成功；
(5)PEF在确定资源申请成功后，根据SSL-ID和业务属性设置AN和ANE的用户业务策略，证用户经过接入网络的SSL符合用户签约的业务SLA。用户使用业务的过程：
(1)用户经SSL发起业务呼叫；
(2)在业务接续过程中，业务控制系统(AF)获得用户业务链路的资源需求，通过PEF申请网络资源；
(3)PEF如果用户还未建立SSL那么用户接入业务的过程的步骤3和步骤4建立SSL且获得SSL-ID和资源分配，否则根据用户的SSL-ID、业务标识等信息向LMF申请接入网的资源，LMF检查用户的SAL、SSL已经使用的资源，为其分配相应的资源；
(4)在资源分配成功后，PEF根据用户的会话等信息，更新AN和ANE的业务流区分规则等策略；
(5)PEF向AF反馈，业务可以接续；
(6)在业务接续后，用户的业务流就被AN或ANE映射到用户的SSL中，AN根据SSL和SAL属性调度该业务流可使用的资源，从而保证业务流在接入网的服务质量。
资源分配的实现过程：
(1)当AF通过PEF申请网络资源时，LMF根据用户的SSL-ID向ANE发起资源分配请求；
(2)ANE收到资源分配请求，在确认ANE有足够的资源分配给用户使用时，向SSL-ID所指向的链路发送资源请求报文；
(3)该资源请求报文途径的网络设备(AD)，分析其剩余所需的资源给该用户使用，如果充足即为其分配相应的资源，否则将能够给其使用的最大资源填入该报文，然后继续延SSL转发请求报文，直到AN为止；
(4)AN检查从ANE到AN的链路具备足够的资源后，沿SSL向ANE回应资源接纳报告消息，途径的网络设备在收到该报文后，确认为其分配的资源生效启动“软状态”管理，直至ANE；
(5)ANE收到资源接纳报告向LMF回应资源接纳情况，LMF向PEF回应资源分配情况；
(6)当AN和ANE之间的接入网设备的相邻设备出现故障时，AD通过SSL或SAL向AN或ANE上报资源状态变更，让ANE和AN获知资源变更以及原先SSL和SAL途径的AD也获知资源状态变更，进行资源回收和重分配等处理；AN在收到资源状态变更时，可以再次通知ANE其接纳资源状态变更让AN和ANE看到的资源状态保持一致；
(7)当ANE检测或收到资源状态变更时，通知PEF资源状态变更。

Claims (15)

1、一种多业务接入网的控制系统，其特征在于：包括：对用户进行认证、授权和地址分配的用户管理功能体UMF、管理用户在接入网络中各网元之间链路和资源的链路管理功能体LMF以及根据用户属性进行资源接纳控制和策略执行或部署到接入节点AN和接入网网络侧边缘ANE之间的网络设备中的策略执行功能体PEF，所述链路管理功能体、策略执行功能体分别与接入节点、接入网网络侧边缘相连，所述用户管理功能体与接入网网络侧边缘相连，所述策略执行功能体分别与所述链路管理功能体、用户管理功能体相连。
2、一种多业务接入网的控制方法，包括以下步骤：
a.用户发起请求；
b.策略执行功能体向链路管理功能体申请建立从接入节点到接入网网络侧边缘的链路或分配其上的资源；以及
c.链路管理功能体设置所述链路或分配资源。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤a中的请求包括接入网络的请求、接入业务的请求或使用业务的请求。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：如果用户发起接入网络请求，所述步骤a进一步包括以下步骤：
a1.用户经用户设备发起接入网络请求；
a2.接入节点将接入请求添加接入节点的网络标识号再转发到接入网网络侧边缘，由其转发给对应的用户管理功能体对用户的接入请求进行处理；以及
a3.用户管理功能体将用户的属性、IP地址、接入节点的网络标识和接入网网络侧边缘的网络标识信息推送给策略执行功能体。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤b进一步包括以下步骤：
b1.链路管理功能体通过对接入节点和接入网网络侧边缘下发相应的指令，设置一条从接入节点到接入网网络侧边缘的用户接入链路并为其分配相应的链路号及其所签约的资源；以及
b2.接入节点和接入网网络侧边缘建立用户流到该链路的映射。
6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤c之后还包括步骤：
d.在用户接入链路建立成功后，策略执行功能体建立用户的属性、IP地址、用户接入链路号、签约的资源、接入节点和接入网网络侧边缘的网络标识信息的关联；以及
e.策略执行功能体设置接入节点和接入网网络侧边缘的用户策略。
7、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：如果用户发起接入业务请求，所述步骤a进一步包括以下步骤：
a’1.用户经用户接入链路发起接入业务请求；
a’2.业务控制系统AF对用户进行认证或从用户管理功能体检查用户能否接入业务；以及
a’3.业务控制系统向策略执行功能体通知用户访问其业务网络，策略执行功能体根据用户管理功能体推送的用户属性检查用户是否可以接入网络及其资源需求。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤b进一步包括以下步骤：
b’1.链路管理功能体通过对接入节点和接入网网络侧边缘下发相应的指令，设置一条从接入节点到接入网网络侧边缘的用户业务链路并为其分配相应的链路号及其所签约的资源；以及
b’2.接入节点和接入网网络侧边缘建立用户业务流到该链路的映射。
9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤c之后还包括步骤：
d’.链路管理功能体将用户接入链路和用户业务链路进行关联，并回应策略执行功能体资源申请成功；以及
e’.策略执行功能体在确定资源申请成功后，设置接入节点和接入网网络侧边缘的用户业务策略。
10、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：如果用户发起使用业务请求，所述步骤a进一步包括以下步骤：
a”1.用户经用户业务链路发起业务呼叫；以及
a”2.业务控制系统获得用户业务链路的资源需求，通过策略执行功能体申请网络资源。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述步骤b进一步包括以下步骤：
如果用户还未建立用户业务链路，则由策略执行功能体向链路管理功能体申请建立用户业务链路并获得用户业务链路号和分配的资源；如果已建立用户业务链路，则策略执行功能体向链路管理功能体申请接入网的资源。
12、根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述步骤c进一步包括以下步骤：
c”1.链路管理功能体检查用户接入链路、用户业务链路已经使用的资源，为其分配相应的资源；
c”2.在资源分配成功后，策略执行功能体更新接入节点和接入网网络侧边缘的业务流区分规则等策略；以及
c”3.策略执行功能体向业务控制系统反馈，业务接续。
13、根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述步骤c之后还包括步骤：
d”.接入节点调度所述业务流可使用的资源。
14、根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述步骤c”1进一步包括步骤：
c”11.链路管理功能体向接入网网络侧边缘发起资源分配请求；
c”12.接入网网络侧边缘收到资源分配请求，在确认其有足够的资源分配给用户使用时，向所述用户业务链路号所指向的链路发送资源请求报文；
c”13.该资源请求报文途径的网络设备AD，分析其剩余所需的资源给该用户使用，如果充足即为其分配相应的资源，否则将能够给其使用的最大资源填入该报文，继续延用户业务链路转发请求报文，直到接入节点为止；
c”14.接入节点检查从接入网网络侧边缘到接入节点的链路具备足够的资源后，沿用户业务链路向接入网网络侧边缘回应资源接纳报告消息，途径的网络设备在收到该报文后，确认为其分配的资源生效，直至接入网网络侧边缘；以及
c”15.接入网网络侧边缘收到资源接纳报告向链路管理功能体回应资源接纳情况，链路管理功能体向策略执行功能体回应资源分配情况。
15、根据权利要求12所述的方法，其特征在于：当资源分配成功后，由于接入节点和接入网网络侧边缘之间的接入网设备的相邻设备出现故障导致资源状态变更时，所述步骤c”2进一步包括以下步骤：
c”21.资源请求报文途径的网络设备通过用户业务链路或用户接入链路分别向接入节点或接入网网络侧边缘上报资源状态变更；
c”22.接入节点、接入网网络侧边缘以及原先用户业务链路和用户接入链路途径的网络设备获知资源变更，进行资源回收和充分配处理；
c”23.接入节点在收到资源状态变更时，再次通知接入网网络侧边缘接纳资源状态变更；以及
c”24.当接入网网络侧边缘检测或收到资源状态变更时，通知策略执行功能体资源状态变更。
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