随着互联网与宽带的迅猛发展，以及信息、娱乐等技术的迅速成熟，以家庭多媒体通信、娱乐、安防和智能家居控制为应用体验的家庭网络方兴未艾。作为运营商网络的边缘延伸，家庭网络的引入为端到端的QoS提出了新的要求，如何构建差分服务的家庭网络，以实现用户业务端到端的服务质量保障受到运营商越来越多的关注。
端到端业务质量保障的要求
家庭网络是指通过家庭网关将公共网络功能和应用延伸到用户家中，以各种接入手段（包括有线和无线）连接不同设备终端（如电视、电脑、洗衣机等），提供集成的话音、数据、多媒体、控制和管理等功能，实现家庭内部与运营商网络之间以及家庭内部终端之间的信息共享，从而满足用户包括娱乐、通信、家庭办公、安全控制、智能化生活及舒适性体验等在内的个性化多样化的需求，如：网页浏览、在线杀毒、即时通信、VoIP、无绳电话、影视下载、在线音乐、网络游戏、IPTV、家庭监控、家庭支付、照片网上冲印等。
家庭网络的引入在很大程度上丰富了用户的业务和应用。按照业务的特性不同可以将这些业务分成三类：数据类业务、高码率视频类业务和交互式音频视频类业务。业务流量特征的简单分析见下表1。
表1：用户业务流量特点
不难看出，不同的业务对网络的要求呈现不同的特点，甚至可能存在较大的差异。通常，业务应用对网络的要求包括网络容量、网络服务质量、网络接入带宽等方面。其中，某些业务对网络容量及接入带宽有较高要求，而对服务质量指标（包括时延、抖动等）敏感度稍低，如IPTV、流媒体应用等；而有些业务对网络服务质量（时延、抖动等指标）有较高的要求，较为敏感，同时对传送带宽有一定的要求，例如VoIP、视频通信等；有些业务则对网络带宽、服务质量的要求相对较低，如网页浏览、在线杀毒、其他数据应用等。
如何在为用户提供多业务的同时，提升用户的业务感知和业务体验，从而获得用户对业务质量感知的认同，提高用户的忠诚度，增加ARPU是运营商需要考虑的首要问题之一。这就需要通过一定的技术手段构建可提供高质量业务保障的家庭网络，并对承载网络进行相应的优化，实现用户业务端到端的QoS承载和控制。
承载网络应进行配套改造
家庭网络端到端的业务质量保证需要由家庭网关、业务控制点和城域骨干网配合完成。为了向家庭网络用户提供多终端同时上网、VoIP、IPTV等多种业务区分及端到端的业务质量保障能力，承载网络也需要进行相应的配套改造。这里主要涉及城域网中的宽带接入网设备（DSLAM、园区交换机、楼道交换机、汇聚交换机等）、后台认证系统（Radius）和业务控制点设备（BRAS、SR）。
对于上行方向流量，由家庭网关对不同的业务进行标记和调度，以保证上行线路上高优先级业务的质量，宽带接入网设备和业务控制点设备信任家庭网关的业务标记，并实施相应的QoS调度策略。
对于下行方向流量，BRAS、SR根据宽带接入网及家庭网络下行方向可能出现拥塞的点进行流量调度，并决定数据包是否丢弃以及数据包的发送顺序和发送大小，通过层次化QoS，确保数据流在接入网及家庭网络中的各点不发生拥塞，实现多业务的有效承载。对于不具备层次化QoS能力的业务控制点设备，下行方向流量可通过带宽规划并结合宽带接入网设备的QoS功能实现优先级调度。
为承载不同接入属性的业务，改造后的宽带接入网应支持多条PVC、VLAN上联，通过每用户每VLAN（PUPV）保证业务的可溯源性，并实现用户多上网终端接入带宽控制等功能。对同一用户的不同业务（如VoIP、IPTV）规划专用的业务VLAN来承载，同一业务的不同用户共享同一业务VLAN。为满足家庭网络中采用单账号多session方式同时上网的需求，后台认证系统需增强对用户的动态控制功能，提升Radius系统处理性能，对用户并发session数目进行控制。在用户认证方式方面，除支持现有的基于用户名、密码的用户认证方式外，Radius后台还应支持基于用户线路属性、业务终端类型等信息进行认证。
城域网中的业务控制点设备需要在家庭网络中多个终端同时上网的环境下保证用户总的接入带宽在控制范围内。以DSL方式接入的用户，可通过DSLAM根据用户接入的物理端口或PVC实施限速，也可选择在BRAS上根据用户接入VLAN实现限速；以LAN方式接入的用户，主要采用在BRAS上根据用户接入VLAN限速的方式实现。对于支持MPLS VPN功能的业务控制点设备，可针对用户的不同业务接入不同VLAN。如业务控制点设备不具备MPLS VPN能力，可使用受限公网地址，并在城域网出口对受限公网地址段实施过滤，确保该地址段只能在城域内使用。
此外，在城域骨干网层面，系统通过业务优先级标记实现基于差分服务的质量保证；在骨干网层面，通过路由策略将高优先级的业务引导到轻载的有QoS保障的CN2上面承载，并在SP、CP节点、国际出口链路、互联互通点等易发生拥塞的链路上为高优先的业务部署专用承载通道，从而全面疏通和治理网络中各个瓶颈点，真正实现用户端到端的业务质量保障。
