增強策略控制 構筑智能管道

柳晶

現在電信業進入了寬帶數據通信的時代，語音業務持續萎縮，IP數據流量增長很快，因此所謂的智能管道指的是如何智能地管控IP網絡資源，而IP網絡最重要的資源指的是數據業務的帶寬，相關的QoS參數。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。

在無線數據IP接入網絡中，目前業界公認的IP QoS資源控制架構是PCC架構；而固定IP接入網絡中，國內普遍使用Radius Server來做固網用戶的接入帶寬和QoS的控制。

固移融合的IP QoS策略控制

目前3GPP國際規范組織定義了PCC架構來控制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架構來控制其CDMA網絡，所以PCC已經成為所有無線宏網絡的QoS控制架構，架構圖如圖1所示。

整個PCC架構的核心是PCRF(Policy&Charging Rule Function)，它根據SPR中靜態配置的QoS等級、移動終端發上來的原始QoS請求、AF下發的和業務相關的QoS請求還有網管設備發來的相關信息，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，其策略體現在無線接入網空口資源分配命令中，從而把PCRF決定的QoS策略在無線側予以實施；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網絡的數據流的QoS。

在GPRS/WCDMA/TD-SCDMA系統中，由GGSN來完成相應的PCEF邏輯功能，在LTE系統中，由PGW來完成PCEF的邏輯功能，在CDMA系統中，由升級過的PDSN來承擔相應的PCEF的功能。

在固定網絡中，國內普遍是用Radius Server發送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的數據流經過BRAS進入internet（如上圖綠色線所示），同一個手機在234G中的數據流經過PCEF（比如GGSN，PGW，PDSN）進入internet。如果使用融合的統一的策略控制中心，那么對同一個手機用戶，在不同的無線接入網絡中，根據統一的數據庫，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（通過上圖的黃色的Gx接口）；這位用戶在使用WLAN時，統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的接入同樣發送高帶寬的策略（通過上圖的紅色的Radius接口）。

動態的PCC控制

目前國內沒有真正部署AF，PC架構中策略的生成主要是依據靜態設置的用戶服務等級（比如金銀銅牌用戶），所以PCC架構基本上是靜態的策略控制架構，上海貝爾認為需要對這個架構予以增強，能夠實時地獲取無線網絡狀態和用戶的業務使用情況，動態地制定相關QoS策略，打造更加智能的IP管道。

如何識別“討厭”的IP流

識別業務的方法有很多，比如DPI可以發現哪些IP流是和P2P相關的，但是DPI并不能知道當時無線網絡的流量情況，如果在網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絡繁忙的時候，限制這些“討厭”的IP流，因為它們讓繁忙的網絡雪上加霜。

某些終端用戶，會在一小段時間內大量地使用數據業務，比如一個小時內使用100M流量，3小時內使用200M流量，如果這樣的帶寬吞噬者在繁忙小區內使用業務，對無線網絡的壓力是非常大的。我們需要在繁忙小區中把這些用戶識別出來。

無線上的網管信息可以大致得出網絡流量的情況，但是無線側并不知道用戶所使用的業務，網絡負荷高時，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流量變化很快，但是無線網管上報的信息間隔比較大，不能實時地反應網絡的流量狀況。因此使用DPI或者無線網管信息，都不能真正及時地發現“討厭”的IP流。

我們可以使用另一種方式，引入一臺專門的監控設備來監控無線用戶的媒體層的信息，分析用戶使用的業務，找到帶寬吞噬者；同時該設備還監控相關的控制接口，分析無線信令的消耗情況，以及相關小區傳送數據量的多少，確認無線網絡的繁忙情況。

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

使用PCC架構來限制“討厭”的IP流

如圖4的綠色箭頭所示，網絡設備通過專門的接口實時（可以快到2分鐘一次）告知PCRF高流量小區的ID，帶寬吞噬者的ID，PCRF會根據運營商配置的策略對高流量小區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），從而防止無線IP網絡被過度地使用。這就是動態PCC的工作原理。