數(shù)據(jù)網絡QoS保障需求

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

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和無線網絡的系統(tǒng)資源，從而降低了大多數(shù)用戶正常的業(yè)務感受;造成用戶對運營商的網絡服務質量提出質疑，對運營商的運營產生負面影響。另一方面運營商也希望通過對不同用戶和不同業(yè)務提供差異化的服務增加運營收入，比如對StreamingTV業(yè)務提供有保證的速率服務保障用戶的業(yè)務質量。

通過在網絡中實施QoS保障技術，運營商可以在網絡中提供用戶和業(yè)務的差異化服務提供支撐。在網絡中提供QoS保障技術可以為運營商帶來如下的收益：

1.為用戶提供差異化服務：根據(jù)不同的用戶等級(如預付費用戶)進行用戶服務區(qū)分，例如當用戶的業(yè)務使用流量達到一定的門限時，進行降低QoS服務質量等控制。

2.合理管理網絡資源提高用戶業(yè)務感受：對于少量用戶進行QoS控制，從而為大多數(shù)用戶保障網絡的資源，提高網絡的服務品質，更優(yōu)化網絡的資源利用。

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

數(shù)據(jù)網絡QoS保障技術

移動數(shù)據(jù)網絡用戶業(yè)務QoS的控制機制基于3GPP規(guī)范。目前移動數(shù)據(jù)網絡的QoS控制機制依然基于移動網絡引入數(shù)據(jù)業(yè)務時的初期技術概念，即沒有充分預估IP業(yè)務在移動數(shù)據(jù)網絡的普及和移植，QoS的控制機制基于靜態(tài)的用戶HLRQoS參數(shù)定制，網絡無基于業(yè)務的QoS服務質量控制機制，網絡無根據(jù)網絡的實際應用情況和即時的業(yè)務進行動態(tài)的QoS管理。

引入PCRF 的網絡結構圖

基于該數(shù)據(jù)業(yè)務的QoS控制模式，在用戶激活PDP使用業(yè)務時，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)務指定GBR(GuaranteedBitrate)，然后SGSN和GGSN根據(jù)產品的配置和管理進行Diffserv的服務質量影射。BSC/RNC根據(jù)接收到的PDP響應消息進行無線信道的分配和管理，與基站一起完成無線信道的調度。該調度原則基于PDP協(xié)商的QoS并把QoS映射成THP(TrafficHand-lingPriority)。應該講現(xiàn)有的QoS控制機制滿足一般的數(shù)據(jù)業(yè)務開展的需求，但無法提供滿足運營商用戶差分化和基于用戶業(yè)務的動態(tài)服務質量控制。

為了滿足PS數(shù)據(jù)網絡發(fā)展實時業(yè)務的需要，網絡支持動態(tài)的用戶差分服務和業(yè)務差分服務成為PS網絡發(fā)展的重要課題。3GPP標準化組織從3GPPR7開始，在網絡中引入PCRF(PolicyControlRuleFunction)，該功能的引入提供了對用戶和業(yè)務的動態(tài)QoS服務質量的控制，為PS域開展多媒體實時業(yè)務提供了可靠的保障。

GGSN 與PCRF 的互控對用戶的業(yè)務帶寬進行限制

PCRF網元的引入，同時在GGSN與PCRF間引入了Gx標準接口，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絡使用情況和業(yè)務的具體信息，從而實現(xiàn)對用戶業(yè)務的實時服務質量的控制。

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

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

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