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宽带移动数据网络的QoS保障

发布时间:2021-01-20 01:46:03 阅读: 来源:阀体厂家

一、数据网络QoS 保障需求

无论在中国或是在国外移动宽带网络的分组话务都处于一个稳定的增长期,并且数据分组域承载的业务越来越丰富。其中不仅有传统的因特网访问业务,随着中国移动运营商3G 网络建设的推进,一些实时的业务如语音和多媒体等业务也会是PS数据域新的业务增长点。

新的业务承载需求使得运营商越来越关注对不同用户的差异化服务以及对用户不同业务服务质量的控制。 例如许多运营商面临的问题是少量用户大量的文件下载占用较多的核心网和无线网络的系统资源,从而降低了大多数用户正常的业务感受;从而造成用户对运营商的网络服务质量提出质疑,对运营商的运营产生负面影响。另一方面运营商也希望通过对不同用户和不同业务提供差异化的服务增加运营收入,比如对Streaming TV业务提供有保证的速率服务保障用户的业务质量。

在网络中实施QoS保障技术运营商可以在网络中提供用户和业务的差异化服务提供支撑。 在网络中提供QoS 保障技术可以为运营商带来如下的收益:

为用户提供差异化服务:根据不同的用户等级(如预付费用户)进行用户服务区分,例如当用户的业务使用流量达到一定的门限时,进行降低QoS 服务质量等控制。

合理管理网络资源提高用户业务感受:对于少量用户进行QoS 控制,从而为大多数用户保障网络的资源,提高网络的服务品质,更优化网络的资源利用。

有利运营商控制实时和增值业务:运营商可以为一些实时的业务提供带宽保障,从而为PS 业务和网络的发展提供更大的成长空间, 增加运营商的业务收益。

二、数据网络QoS 保障技术

移动数据网络用户业务QoS 的控制机制基于3GPP 规范。目前移动数据网络的QoS 控制机制依然基于移动网络引入数据业务时的初期技术概念, 即没有充分预估IP 业务在移动数据网络的普及和移植,QoS 的控制机制基于静态的用户HLR QoS 参数定制,网络无基于业务的QoS 服务质量控制机制,网络无根据网络的实际应用情况和即时的业务进行动态的QoS 管理。

基于该数据业务的QoS 控制模式,在用户激活PDP 使用业务时,SGSN/GGSN 根据用户的定制文件参数对该PDP 制定MBR(Max Bitrate),对Conversation 和Streaming 业务指定GBR(Guaranteed Bitrate),然后SGSN和GGSN 根据产品的配置和管理进行Diffserv 的服务质量影射。BSC/RNC 根据接收到的PDP 响应消息进行无线信道的分配和管理,与基站一起完成无线信道的调度。该调度原则基于PDP 协商的QoS并把QoS 映射成 THP (Traffic Handling Priority)。应该讲现有的QoS 控制机制满足一般的数据业务开展的需求,但无法提供满足运营商用户差分化和基于用户业务的动态服务质量控制。

为了满足PS数据网络发展实时业务的需要,网络支持动态的用户差分服务和业务差分服务成为PS网络发展的重要课题。3GPP 标准化组织从3GPP R7 开始,在网络中引入PCRF(Policy Control Rule Function), 该功能的引入提供了对用户和业务的动态QoS 服务质量的控制,为PS 域开展多媒体实时业务提供了可靠的保障。

PCRF 网元的引入,同时在GGSN 与PCRF 间引入了Gx 标准接口,该接口基于Diameter/IP协议,PCRF 与GGSN 间通过Gx 接口实时的交换用户的网络使用情况和业务的具体信息,从而实现对用户业务的实时服务质量的控制。

PCRF 节点的引入为运营商的网络运营提供了许多新的业务控制模式。比如用户需要访问YouTube网站浏览视频,按一般QoS控制机制,这一连接可以归属到Interactive业务类别。这种连接方式并不能保证业务的质量要求,同时运营商一般按流量收费,这与普通因特网的网页浏览收费相同;但是如果通过PCRF 进行业务的QoS管理,可以保证此类业务的时延和带宽等要求。该应用模式为移动运营商在Internet瓜分通信收入、进行差异化服务提供了网络和技术支撑。

运营商总是希望防止网络中的资源滥用。 其中一个典型情形是特定应用可能会消耗大量的可用网络资源。 针对同一用户在网络中使用不同应用,运营商能够基于PCRF 对每个IP流或每个应用限制用户话务。利用PCRF 节点的控制功能,也可实现例如对用户的业务进行带宽的限制,例如当用户的预付费额度达到门限时,可以通过GGSN 与PCRF 的互控对用户的业务带宽进行限制。PS 数据域的QoS 保障机制对PS 数据业务的开展具有重要的影响。PS 业务的开展要求运营商实时的布置PCRF 的组网功能,以对用户和业务进行精细的差分化管理和控制。

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