網(wǎng)絡(luò)QoS控制能力的開放

目前，運(yùn)營商投入巨資打造了強(qiáng)大的IP網(wǎng)絡(luò)，投資和流量在快速地增長，但收入增長明顯放緩，ARPU值甚至有下降的趨勢。那么如何找到新的商業(yè)模式，來挖掘這張龐大的IP網(wǎng)絡(luò)的潛力，讓運(yùn)營商的收入有所增長呢？

如果把運(yùn)營商的這個(gè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的能力開放出來，讓上層的業(yè)務(wù)提供商通過調(diào)用API來控制一部分網(wǎng)絡(luò)的功能，于是運(yùn)營商就可以在利潤豐厚的Web業(yè)務(wù)中分得一塊蛋糕。

QoS能力開放的應(yīng)用場景

場景1 QoS Enhancement

有些視頻網(wǎng)站對(duì)高端用戶收取一定的費(fèi)用，提供高質(zhì)量的視頻內(nèi)容，為了獲得更好的用戶體驗(yàn)，傳送視頻的帶寬是越大越好，那么視頻網(wǎng)站就可以調(diào)用API來要求運(yùn)營商的IP網(wǎng)絡(luò)給這個(gè)用戶的相關(guān)視頻以高帶寬，用戶每月交給視頻網(wǎng)站的費(fèi)用中就可以抽出一部分給運(yùn)營商。

場景2 Service Boost

Boost是臨時(shí)性地給用戶一段時(shí)間的帶寬加速。比如說張三和李四正在進(jìn)行視頻共享，覺得網(wǎng)速太慢，那么他可以進(jìn)入運(yùn)營商的PORTAL,要求使用臨時(shí)性的加速，如果網(wǎng)絡(luò)檢測后覺得加速可行，就給用戶的帶寬臨時(shí)性提升半小時(shí)。

模式有以下幾種：第一種是每次加速，運(yùn)營商就直接向用戶收取費(fèi)用；第二種是給一個(gè)高端用戶每月幾次免費(fèi)的Boost機(jī)會(huì)，以提高用戶的忠誠度；第三種方式則是用戶訪問網(wǎng)絡(luò)廣告商的網(wǎng)站，免費(fèi)獲得Boost；最后一種方式是用戶在線購買視頻產(chǎn)品后，在下載產(chǎn)品時(shí)，網(wǎng)站給用戶提供選擇，用戶可以另外付些小額費(fèi)用獲得臨時(shí)性的Boost，以快速下載購買的視頻產(chǎn)品。

場景3 Fair Usage

少數(shù)不限流量的手機(jī)用戶會(huì)極大地消耗寶貴的無線網(wǎng)絡(luò)資源，那么我們給不限流量的手機(jī)用戶設(shè)定一個(gè)內(nèi)部的限定值。當(dāng)手機(jī)用戶的流量達(dá)到限定值之后，可以適當(dāng)降低他的QoS等級(jí)，防止無線網(wǎng)絡(luò)資源的濫用。

QoS能力開放的具體實(shí)現(xiàn)架構(gòu)

運(yùn)營商有不同的接入網(wǎng)絡(luò)，比如固網(wǎng)、2G/3G以及代表未來發(fā)展趨勢的LTE。不同的接入網(wǎng)絡(luò)，對(duì)應(yīng)的QoS控制機(jī)制也稍有不同。

固網(wǎng)寬帶接入

固定接入中需要控制的是BRAS和IP路由器。上層業(yè)務(wù)提供商調(diào)用API，API exposure據(jù)此控制策略管理相關(guān)的網(wǎng)元，策略管理部分可以通過SNMP接口控制BRAS，預(yù)先配置接入用戶的QoS等級(jí)，也可以通過RADIUS CoA消息或者DHCP消息給IP設(shè)備動(dòng)態(tài)地設(shè)置用戶的QoS，如圖1。

2G/3G接入

3GPP為GPRS分組域QoS控制定義了PCC架構(gòu)(Policy and Charging Control)，其邏輯功能框架圖如圖。

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)實(shí)施起來；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系統(tǒng)中，由GGSN來完成相應(yīng)的PCEF邏輯功能。

SPR存儲(chǔ)了運(yùn)營商對(duì)各個(gè)用戶靜態(tài)配置的QoS等級(jí)，SPR通過Sp接口把事先配置的用戶QoS等級(jí)信息傳遞給PCRF。Sp接口沒有標(biāo)準(zhǔn)化，具體內(nèi)容由運(yùn)營商決定，SPR一般和HLR合設(shè)。

AF是PS域的上層應(yīng)用部分，AF根據(jù)應(yīng)用相關(guān)的信息，通過基于DIAMETER的Rx接口向PCRF動(dòng)態(tài)發(fā)送QoS請(qǐng)求，上層的業(yè)務(wù)商通過API接口，就起到了AF的作用，根據(jù)特定的業(yè)務(wù)需求，向PCRF發(fā)出QoS請(qǐng)求。

PCRF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，最終得出用戶的QoS策略，并通過基于DIAMETER的Gx接口將它發(fā)給PCEF（即GGSN）。PCRF的功能一般是由單獨(dú)設(shè)立的物理設(shè)備完成。

LTE接入

LTE是將來無線運(yùn)營商的發(fā)展方向，由3GPP制定相應(yīng)的規(guī)范。因此，LTE無線分組域(EPC)的QoS控制依舊沿用了3GPP的PCC架構(gòu),其中的PCRF、PCEF、SPR、AF的邏輯功能自然就保持不變了。

LTE的分組域和GPRS不同，它是由MME、S-Gateway和P-Gateway三個(gè)網(wǎng)元組成。IP數(shù)據(jù)流經(jīng)過P-Gateway和S-Gateway，而PCRF只要把QoS 策略推送到P-Gateway上，由它來承擔(dān)PCEF的邏輯功能，就可以控制用戶IP流的QoS。P-Gateway的功能和GPRS中的GGSN類似。今后它們還可以增加DPI的功能，可以更精確地提供QoS服務(wù)。

提升QoS性能

前幾年，運(yùn)營商使用Parlay-X接口向第三方開放其SMS和語音呼叫系統(tǒng)能力，現(xiàn)在為了適應(yīng)Web應(yīng)用開放者的要求，需要提供基于HTTP的RESTful風(fēng)格的API，向第三方開發(fā)者開放更多的網(wǎng)絡(luò)功能。

上海貝爾提供的QoS API基于REST，具體實(shí)施API開放接口需要若干的邏輯功能塊，重要的有三個(gè)部分。

Web Service Gateway:它是一個(gè)負(fù)責(zé)接入安全性的網(wǎng)關(guān)，對(duì)第三方的API調(diào)用執(zhí)行認(rèn)證鑒權(quán)的工作，起到類似于防火墻的作用；

Service Composition Framework: 主要的功能是整合、轉(zhuǎn)換API調(diào)用，把它們變成QoS 管理部件可識(shí)別的消息；

Reporting: 由于運(yùn)營商希望從上層業(yè)務(wù)提供商那里獲得收入提成，就需要統(tǒng)計(jì)報(bào)告相關(guān)API調(diào)用的情況，此功能塊類似于現(xiàn)網(wǎng)中的計(jì)費(fèi)服務(wù)器。