柳晶

現(xiàn)在電信業(yè)進(jìn)入了寬帶數(shù)據(jù)通信的時(shí)代，語音業(yè)務(wù)持續(xù)萎縮，IP數(shù)據(jù)流量增長很快，因此所謂的智能管道指的是如何智能地管控IP網(wǎng)絡(luò)資源，而IP網(wǎng)絡(luò)最重要的資源指的是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的帶寬，相關(guān)的QoS參數(shù)。因此智能的IP管道，就是智能地控制IP流的帶寬以及相關(guān)的QoS參數(shù)。

在無線數(shù)據(jù)IP接入網(wǎng)絡(luò)中，目前業(yè)界公認(rèn)的IP QoS資源控制架構(gòu)是PCC架構(gòu)；而固定IP接入網(wǎng)絡(luò)中，國內(nèi)普遍使用Radius Server來做固網(wǎng)用戶的接入帶寬和QoS的控制。

固移融合的IP QoS策略控制

目前3GPP國際規(guī)范組織定義了PCC架構(gòu)來控制GPRS/WCDMA/TD-SCDMA/LTE無線用戶接入的帶寬和QoS，而且中國電信也在引入PCC架構(gòu)來控制其CDMA網(wǎng)絡(luò)，所以PCC已經(jīng)成為所有無線宏網(wǎng)絡(luò)的QoS控制架構(gòu)，架構(gòu)圖如圖1所示。

整個(gè)PCC架構(gòu)的核心是PCRF(Policy&Charging Rule Function)，它根據(jù)SPR中靜態(tài)配置的QoS等級(jí)、移動(dòng)終端發(fā)上來的原始QoS請(qǐng)求、AF下發(fā)的和業(yè)務(wù)相關(guān)的QoS請(qǐng)求還有網(wǎng)管設(shè)備發(fā)來的相關(guān)信息，綜合考慮，最終得出適合用戶的QoS策略，比如用戶該獲得多少無線帶寬，丟包率是多少，并通過基于DIAMETER的Gx接口將它發(fā)給PCEF。PCRF的功能一般是由單獨(dú)設(shè)立的物理設(shè)備完成。

PCEF是實(shí)施QoS策略的邏輯功能單元，它接受來自PCRF的QoS策略，其策略體現(xiàn)在無線接入網(wǎng)空口資源分配命令中，從而把PCRF決定的QoS策略在無線側(cè)予以實(shí)施；此外QoS策略還會(huì)被PCEF映射成IP包的DSCP頭，從而控制了上行到外部IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流的QoS。

在GPRS/WCDMA/TD-SCDMA系統(tǒng)中，由GGSN來完成相應(yīng)的PCEF邏輯功能，在LTE系統(tǒng)中，由PGW來完成PCEF的邏輯功能，在CDMA系統(tǒng)中，由升級(jí)過的PDSN來承擔(dān)相應(yīng)的PCEF的功能。

在固定網(wǎng)絡(luò)中，國內(nèi)普遍是用Radius Server發(fā)送Radius消息給BRAS，以達(dá)到控制固定用戶接入帶寬資源的目的。

目前Radius Server和PCRF都是分設(shè)的，上海貝爾建議一個(gè)策略控制的增強(qiáng)就是把Radius Server和PCRF合設(shè)在一起，如圖2所示。

圖2 融合的QoS策略控制中心

將兩者放在一個(gè)物理實(shí)體中，毫無疑問，可以減少運(yùn)營商的設(shè)備投資，減少相關(guān)的運(yùn)維成本。更重要的是可以給手機(jī)用戶提供一致的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，如圖3所示。

圖3 對(duì)WLAN/234G多模手機(jī)用戶的QoS策略控制

WLAN的數(shù)據(jù)流經(jīng)過BRAS進(jìn)入internet（如上圖綠色線所示），同一個(gè)手機(jī)在234G中的數(shù)據(jù)流經(jīng)過PCEF（比如GGSN，PGW，PDSN）進(jìn)入internet。如果使用融合的統(tǒng)一的策略控制中心，那么對(duì)同一個(gè)手機(jī)用戶，在不同的無線接入網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，可以實(shí)施同一個(gè)等級(jí)的QoS策略。比如對(duì)于金牌用戶的手機(jī)，他在234G網(wǎng)絡(luò)中，策略控制中心可以給它分配最高等級(jí)的帶寬和QoS參數(shù)（通過上圖的黃色的Gx接口）；這位用戶在使用WLAN時(shí)，統(tǒng)一的策略控制中心依舊知道該用戶簽約了金牌服務(wù)等級(jí)，給WLAN的接入同樣發(fā)送高帶寬的策略（通過上圖的紅色的Radius接口）。

動(dòng)態(tài)的PCC控制

目前國內(nèi)沒有真正部署AF，PC架構(gòu)中策略的生成主要是依據(jù)靜態(tài)設(shè)置的用戶服務(wù)等級(jí)（比如金銀銅牌用戶），所以PCC架構(gòu)基本上是靜態(tài)的策略控制架構(gòu)，上海貝爾認(rèn)為需要對(duì)這個(gè)架構(gòu)予以增強(qiáng)，能夠?qū)崟r(shí)地獲取無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和用戶的業(yè)務(wù)使用情況，動(dòng)態(tài)地制定相關(guān)QoS策略，打造更加智能的IP管道。

如何識(shí)別“討厭”的IP流

識(shí)別業(yè)務(wù)的方法有很多，比如DPI可以發(fā)現(xiàn)哪些IP流是和P2P相關(guān)的，但是DPI并不能知道當(dāng)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)的流量情況，如果在網(wǎng)絡(luò)空閑的時(shí)候去限制P2P的視頻下載對(duì)運(yùn)營商而言沒什么意義，因?yàn)橐曨l下載畢竟能給運(yùn)營商帶來相關(guān)的收入，運(yùn)營商最希望的是在網(wǎng)絡(luò)繁忙的時(shí)候，限制這些“討厭”的IP流，因?yàn)樗鼈冏尫泵Φ木W(wǎng)絡(luò)雪上加霜。

某些終端用戶，會(huì)在一小段時(shí)間內(nèi)大量地使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，比如一個(gè)小時(shí)內(nèi)使用100M流量，3小時(shí)內(nèi)使用200M流量，如果這樣的帶寬吞噬者在繁忙小區(qū)內(nèi)使用業(yè)務(wù)，對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的壓力是非常大的。我們需要在繁忙小區(qū)中把這些用戶識(shí)別出來。

無線上的網(wǎng)管信息可以大致得出網(wǎng)絡(luò)流量的情況，但是無線側(cè)并不知道用戶所使用的業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷高時(shí)，只能一刀切地限制流量，不能做到有的放矢專門限制某些帶寬吞噬者(比如P2P用戶)；另外，很多市中心的無線小區(qū)流量變化很快，但是無線網(wǎng)管上報(bào)的信息間隔比較大，不能實(shí)時(shí)地反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的流量狀況。因此使用DPI或者無線網(wǎng)管信息，都不能真正及時(shí)地發(fā)現(xiàn)“討厭”的IP流。

我們可以使用另一種方式，引入一臺(tái)專門的監(jiān)控設(shè)備來監(jiān)控?zé)o線用戶的媒體層的信息，分析用戶使用的業(yè)務(wù)，找到帶寬吞噬者；同時(shí)該設(shè)備還監(jiān)控相關(guān)的控制接口，分析無線信令的消耗情況，以及相關(guān)小區(qū)傳送數(shù)據(jù)量的多少，確認(rèn)無線網(wǎng)絡(luò)的繁忙情況。

該監(jiān)控設(shè)備可以實(shí)時(shí)地獲取高流量小區(qū)的ID，哪些用戶（用IMSI或MSISDN來標(biāo)示）是帶寬吞噬者，使用了P2P等業(yè)務(wù)或者在短時(shí)間內(nèi)大量地消耗無線網(wǎng)絡(luò)資源。

使用PCC架構(gòu)來限制“討厭”的IP流

如圖4的綠色箭頭所示，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過專門的接口實(shí)時(shí)（可以快到2分鐘一次）告知PCRF高流量小區(qū)的ID，帶寬吞噬者的ID，PCRF會(huì)根據(jù)運(yùn)營商配置的策略對(duì)高流量小區(qū)中的消耗大量資源的用戶進(jìn)行策略更新，降低他們的帶寬使用（通過黃色線表示的Gx接口控制GGSN來實(shí)現(xiàn)），從而防止無線IP網(wǎng)絡(luò)被過度地使用。這就是動(dòng)態(tài)PCC的工作原理。