寬帶移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的QoS保障

隨著各大運營商3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的推進(jìn)，通過在網(wǎng)絡(luò)中實施QoS保障技術(shù)，運營商可以在網(wǎng)絡(luò)中提供用戶和業(yè)務(wù)的差異化服務(wù)提供支撐。

數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)QoS保障需求

無論在中國或是在國外移動寬帶網(wǎng)絡(luò)的分組話務(wù)都處于一個穩(wěn)定的增長期，并且數(shù)據(jù)分組域承載的業(yè)務(wù)越來越豐富。其中不僅有傳統(tǒng)的因特網(wǎng)訪問業(yè)務(wù)，隨著中國移動運營商3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的推進(jìn)，一些實時的業(yè)務(wù)如語音和多媒體等業(yè)務(wù)也會是PS數(shù)據(jù)域新的業(yè)務(wù)增長點。

例如許多運營商面臨的問題是少量用戶大量的文件下載占用較多的核心網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)資源，從而降低了大多數(shù)用戶正常的業(yè)務(wù)感受;造成用戶對運營商的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量提出質(zhì)疑，對運營商的運營產(chǎn)生負(fù)面影響。另一方面運營商也希望通過對不同用戶和不同業(yè)務(wù)提供差異化的服務(wù)增加運營收入，比如對StreamingTV業(yè)務(wù)提供有保證的速率服務(wù)保障用戶的業(yè)務(wù)質(zhì)量。

通過在網(wǎng)絡(luò)中實施QoS保障技術(shù)，運營商可以在網(wǎng)絡(luò)中提供用戶和業(yè)務(wù)的差異化服務(wù)提供支撐。在網(wǎng)絡(luò)中提供QoS保障技術(shù)可以為運營商帶來如下的收益：

1.為用戶提供差異化服務(wù)：根據(jù)不同的用戶等級(如預(yù)付費用戶)進(jìn)行用戶服務(wù)區(qū)分，例如當(dāng)用戶的業(yè)務(wù)使用流量達(dá)到一定的門限時，進(jìn)行降低QoS服務(wù)質(zhì)量等控制。

2.合理管理網(wǎng)絡(luò)資源提高用戶業(yè)務(wù)感受：對于少量用戶進(jìn)行QoS控制，從而為大多數(shù)用戶保障網(wǎng)絡(luò)的資源，提高網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)品質(zhì)，更優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的資源利用。

3.有利運營商控制實時和增值業(yè)務(wù)：運營商可以為一些實時的業(yè)務(wù)提供帶寬保障，從而為PS業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供更大的成長空間，增加運營商的業(yè)務(wù)收益。

數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)QoS保障技術(shù)

移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)用戶業(yè)務(wù)QoS的控制機制基于3GPP規(guī)范。目前移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的QoS控制機制依然基于移動網(wǎng)絡(luò)引入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時的初期技術(shù)概念，即沒有充分預(yù)估IP業(yè)務(wù)在移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的普及和移植，QoS的控制機制基于靜態(tài)的用戶HLRQoS參數(shù)定制，網(wǎng)絡(luò)無基于業(yè)務(wù)的QoS服務(wù)質(zhì)量控制機制，網(wǎng)絡(luò)無根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實際應(yīng)用情況和即時的業(yè)務(wù)進(jìn)行動態(tài)的QoS管理。

引入PCRF 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

基于該數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的QoS控制模式，在用戶激活PDP使用業(yè)務(wù)時，SGSN/GGSN根據(jù)用戶的定制文件參數(shù)對該PDP制定MBR(MaxBitrate)，對Conversation和Streaming業(yè)務(wù)指定GBR(GuaranteedBitrate)，然后SGSN和GGSN根據(jù)產(chǎn)品的配置和管理進(jìn)行Diffserv的服務(wù)質(zhì)量影射。BSC/RNC根據(jù)接收到的PDP響應(yīng)消息進(jìn)行無線信道的分配和管理，與基站一起完成無線信道的調(diào)度。該調(diào)度原則基于PDP協(xié)商的QoS并把QoS映射成THP(TrafficHand-lingPriority)。應(yīng)該講現(xiàn)有的QoS控制機制滿足一般的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開展的需求，但無法提供滿足運營商用戶差分化和基于用戶業(yè)務(wù)的動態(tài)服務(wù)質(zhì)量控制。

為了滿足PS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展實時業(yè)務(wù)的需要，網(wǎng)絡(luò)支持動態(tài)的用戶差分服務(wù)和業(yè)務(wù)差分服務(wù)成為PS網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要課題。3GPP標(biāo)準(zhǔn)化組織從3GPPR7開始，在網(wǎng)絡(luò)中引入PCRF(PolicyControlRuleFunction)，該功能的引入提供了對用戶和業(yè)務(wù)的動態(tài)QoS服務(wù)質(zhì)量的控制，為PS域開展多媒體實時業(yè)務(wù)提供了可靠的保障。

GGSN 與PCRF 的互控對用戶的業(yè)務(wù)帶寬進(jìn)行限制

PCRF網(wǎng)元的引入，同時在GGSN與PCRF間引入了Gx標(biāo)準(zhǔn)接口，該接口基于Diameter/IP協(xié)議，PCRF與GGSN間通過Gx接口實時的交換用戶的網(wǎng)絡(luò)使用情況和業(yè)務(wù)的具體信息，從而實現(xiàn)對用戶業(yè)務(wù)的實時服務(wù)質(zhì)量的控制。

PCRF節(jié)點的引入為運營商的網(wǎng)絡(luò)運營提供了許多新的業(yè)務(wù)控制模式。比如用戶需要訪問YouTube網(wǎng)站瀏覽視頻，按一般QoS控制機制，這一連接可以歸屬到Interactive業(yè)務(wù)類別。這種連接方式并不能保證業(yè)務(wù)的質(zhì)量要求，同時運營商一般按流量收費，這與普通因特網(wǎng)的網(wǎng)頁瀏覽收費相同;但是如果通過PCRF進(jìn)行業(yè)務(wù)的QoS管理，可以保證此類業(yè)務(wù)的時延和帶寬等要求。該應(yīng)用模式為移動運營商在Internet瓜分通信收入、進(jìn)行差異化服務(wù)提供了網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)支撐。

運營商總是希望防止網(wǎng)絡(luò)中的資源濫用。其中一個典型情形是特定應(yīng)用可能會消耗大量的可用網(wǎng)絡(luò)資源。針對同一用戶在網(wǎng)絡(luò)中使用不同應(yīng)用，運營商能夠基于PCRF對每個IP流或每個應(yīng)用限制用戶話務(wù)。利用PCRF節(jié)點的控制功能，也可實現(xiàn)例如對用戶的業(yè)務(wù)進(jìn)行帶寬的限制，例如當(dāng)用戶的預(yù)付費額度達(dá)到門限時，可以通過GGSN與PCRF的互控對用戶的業(yè)務(wù)帶寬進(jìn)行限制。

PS數(shù)據(jù)域的QoS保障機制對PS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展具有重要的影響。PS業(yè)務(wù)的開展要求運營商實時的布置PCRF的組網(wǎng)功能，以對用戶和業(yè)務(wù)進(jìn)行精細(xì)的差分化管理和控制。

來源：C114中國通信網(wǎng)