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网络QoS控制能力的开放

发布时间:2020-06-30 19:35:24 阅读: 来源:计数器厂家

目前,运营商投入巨资打造了强大的IP网络,投资和流量在快速地增长,但收入增长明显放缓,ARPU值甚至有下降的趋势。那么如何找到新的商业模式,来挖掘这张庞大的IP网络的潜力,让运营商的收入有所增长呢?

如果把运营商的这个基础网络的能力开放出来,让上层的业务提供商通过调用API来控制一部分网络的功能,于是运营商就可以在利润丰厚的Web业务中分得一块蛋糕。

QoS能力开放的应用场景

场景1 QoS Enhancement

有些视频网站对高端用户收取一定的费用,提供高质量的视频内容,为了获得更好的用户体验,传送视频的带宽是越大越好,那么视频网站就可以调用API来要求运营商的IP网络给这个用户的相关视频以高带宽,用户每月交给视频网站的费用中就可以抽出一部分给运营商。

场景2 Service Boost

Boost是临时性地给用户一段时间的带宽加速。比如说张三和李四正在进行视频共享,觉得网速太慢,那么他可以进入运营商的PORTAL,要求使用临时性的加速,如果网络检测后觉得加速可行,就给用户的带宽临时性提升半小时。

模式有以下几种:第一种是每次加速,运营商就直接向用户收取费用;第二种是给一个高端用户每月几次免费的Boost机会,以提高用户的忠诚度;第三种方式则是用户访问网络广告商的网站,免费获得Boost;最后一种方式是用户在线购买视频产品后,在下载产品时,网站给用户提供选择,用户可以另外付些小额费用获得临时性的Boost,以快速下载购买的视频产品。

场景3 Fair Usage

少数不限流量的手机用户会极大地消耗宝贵的无线网络资源,那么我们给不限流量的手机用户设定一个内部的限定值。当手机用户的流量达到限定值之后,可以适当降低他的QoS等级,防止无线网络资源的滥用。

QoS能力开放的具体实现架构

运营商有不同的接入网络,比如固网、2G/3G以及代表未来发展趋势的LTE。不同的接入网络,对应的QoS控制机制也稍有不同。

固网宽带接入

固定接入中需要控制的是BRAS和IP路由器。上层业务提供商调用API,API exposure据此控制策略管理相关的网元,策略管理部分可以通过SNMP接口控制BRAS,预先配置接入用户的QoS等级,也可以通过RADIUS CoA消息或者DHCP消息给IP设备动态地设置用户的QoS,如图1。

2G/3G接入

3GPP为GPRS分组域QoS控制定义了PCC架构(Policy and Charging Control),其逻辑功能框架图如图。

PCEF是实施QoS策略的逻辑功能单元,它接受来自PCRF的QoS策略,其策略体现在无线接入网空口资源分配命令中,从而把PCRF决定的QoS策略在无线侧实施起来;此外QoS策略还会被PCEF映射成IP包的DSCP头,从而控制了上行到外部IP网络的数据流的QoS。在GPRS系统中,由GGSN来完成相应的PCEF逻辑功能。

SPR存储了运营商对各个用户静态配置的QoS等级,SPR通过Sp接口把事先配置的用户QoS等级信息传递给PCRF。Sp接口没有标准化,具体内容由运营商决定,SPR一般和HLR合设。

AF是PS域的上层应用部分,AF根据应用相关的信息,通过基于DIAMETER的Rx接口向PCRF动态发送QoS请求,上层的业务商通过API接口,就起到了AF的作用,根据特定的业务需求,向PCRF发出QoS请求。

PCRF根据SPR中静态配置的QoS等级、移动终端发上来的原始QoS请求、AF下发的和业务相关的QoS请求还有网管设备发来的相关信息,最终得出用户的QoS策略,并通过基于DIAMETER的Gx接口将它发给PCEF(即GGSN)。PCRF的功能一般是由单独设立的物理设备完成。

LTE接入

LTE是将来无线运营商的发展方向,由3GPP制定相应的规范。因此,LTE无线分组域(EPC)的QoS控制依旧沿用了3GPP的PCC架构,其中的PCRF、PCEF、SPR、AF的逻辑功能自然就保持不变了。

LTE的分组域和GPRS不同,它是由MME、S-Gateway和P-Gateway三个网元组成。IP数据流经过P-Gateway和S-Gateway,而PCRF只要把QoS 策略推送到P-Gateway上,由它来承担PCEF的逻辑功能,就可以控制用户IP流的QoS。P-Gateway的功能和GPRS中的GGSN类似。今后它们还可以增加DPI的功能,可以更精确地提供QoS服务。

提升QoS性能

前几年,运营商使用Parlay-X接口向第三方开放其SMS和语音呼叫系统能力,现在为了适应Web应用开放者的要求,需要提供基于HTTP的RESTful风格的API,向第三方开发者开放更多的网络功能。

上海贝尔提供的QoS API基于REST,具体实施API开放接口需要若干的逻辑功能块,重要的有三个部分。

Web Service Gateway:它是一个负责接入安全性的网关,对第三方的API调用执行认证鉴权的工作,起到类似于防火墙的作用;

Service Composition Framework: 主要的功能是整合、转换API调用,把它们变成QoS 管理部件可识别的消息;

Reporting: 由于运营商希望从上层业务提供商那里获得收入提成,就需要统计报告相关API调用的情况,此功能块类似于现网中的计费服务器。

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