增強策略控制 構(gòu)筑智能管道

柳晶

現(xiàn)在電信業(yè)進入了寬帶數(shù)據(jù)通信的時代，語音業(yè)務持續(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)絡資源，而IP網(wǎng)絡最重要的資源指的是數(shù)據(jù)業(yè)務的帶寬，相關的QoS參數(shù)。因此智能的IP管道，就是智能地控制IP流的帶寬以及相關的QoS參數(shù)。

在無線數(shù)據(jù)IP接入網(wǎng)絡中，目前業(yè)界公認的IP QoS資源控制架構(gòu)是PCC架構(gòu)；而固定IP接入網(wǎng)絡中，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，所以PCC已經(jīng)成為所有無線宏網(wǎng)絡的QoS控制架構(gòu)，架構(gòu)圖如圖1所示。

整個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、移動終端發(fā)上來的原始QoS請求、AF下發(fā)的和業(yè)務相關的QoS請求還有網(wǎng)管設備發(fā)來的相關信息，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設立的物理設備完成。

PCEF是實施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)予以實施；此外QoS策略還會被PCEF映射成IP包的DSCP頭，從而控制了上行到外部IP網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流的QoS。

在GPRS/WCDMA/TD-SCDMA系統(tǒng)中，由GGSN來完成相應的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，由升級過的PDSN來承擔相應的PCEF的功能。

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

目前Radius Server和PCRF都是分設的，上海貝爾建議一個策略控制的增強就是把Radius Server和PCRF合設在一起，如圖2所示。

圖2 融合的QoS策略控制中心

將兩者放在一個物理實體中，毫無疑問，可以減少運營商的設備投資，減少相關的運維成本。更重要的是可以給手機用戶提供一致的業(yè)務體驗，如圖3所示。

圖3 對WLAN/234G多模手機用戶的QoS策略控制

WLAN的數(shù)據(jù)流經(jīng)過BRAS進入internet（如上圖綠色線所示），同一個手機在234G中的數(shù)據(jù)流經(jīng)過PCEF（比如GGSN，PGW，PDSN）進入internet。如果使用融合的統(tǒng)一的策略控制中心，那么對同一個手機用戶，在不同的無線接入網(wǎng)絡中，根據(jù)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，可以實施同一個等級的QoS策略。比如對于金牌用戶的手機，他在234G網(wǎng)絡中，策略控制中心可以給它分配最高等級的帶寬和QoS參數(shù)（通過上圖的黃色的Gx接口）；這位用戶在使用WLAN時，統(tǒng)一的策略控制中心依舊知道該用戶簽約了金牌服務等級，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)設置的用戶服務等級（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)，上海貝爾認為需要對這個架構(gòu)予以增強，能夠?qū)崟r地獲取無線網(wǎng)絡狀態(tài)和用戶的業(yè)務使用情況，動態(tài)地制定相關QoS策略，打造更加智能的IP管道。

如何識別“討厭”的IP流

識別業(yè)務的方法有很多，比如DPI可以發(fā)現(xiàn)哪些IP流是和P2P相關的，但是DPI并不能知道當時無線網(wǎng)絡的流量情況，如果在網(wǎng)絡空閑的時候去限制P2P的視頻下載對運營商而言沒什么意義，因為視頻下載畢竟能給運營商帶來相關的收入，運營商最希望的是在網(wǎng)絡繁忙的時候，限制這些“討厭”的IP流，因為它們讓繁忙的網(wǎng)絡雪上加霜。

某些終端用戶，會在一小段時間內(nèi)大量地使用數(shù)據(jù)業(yè)務，比如一個小時內(nèi)使用100M流量，3小時內(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，對無線網(wǎng)絡的壓力是非常大的。我們需要在繁忙小區(qū)中把這些用戶識別出來。

無線上的網(wǎng)管信息可以大致得出網(wǎng)絡流量的情況，但是無線側(cè)并不知道用戶所使用的業(yè)務，網(wǎng)絡負荷高時，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)管上報的信息間隔比較大，不能實時地反應網(wǎng)絡的流量狀況。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，引入一臺專門的監(jiān)控設備來監(jiān)控無線用戶的媒體層的信息，分析用戶使用的業(yè)務，找到帶寬吞噬者；同時該設備還監(jiān)控相關的控制接口，分析無線信令的消耗情況，以及相關小區(qū)傳送數(shù)據(jù)量的多少，確認無線網(wǎng)絡的繁忙情況。

該監(jiān)控設備可以實時地獲取高流量小區(qū)的ID，哪些用戶（用IMSI或MSISDN來標示）是帶寬吞噬者，使用了P2P等業(yè)務或者在短時間內(nèi)大量地消耗無線網(wǎng)絡資源。

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)絡設備通過專門的接口實時（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會根據(jù)運營商配置的策略對高流量小區(qū)中的消耗大量資源的用戶進行策略更新，降低他們的帶寬使用（通過黃色線表示的Gx接口控制GGSN來實現(xiàn)），從而防止無線IP網(wǎng)絡被過度地使用。這就是動態(tài)PCC的工作原理。