5G TSN-IP確定性時延保障方案設計及創(chuàng)新應用驗證

邢劍卿，王篤炎，劉惜吾，陳華旺（中國聯(lián)通廣東分公司，廣東廣州 510627）

0 引言

傳統(tǒng)的IP 網(wǎng)絡QoS 方式，面向終端用戶有限的業(yè)務類型時（如語音、視頻、上網(wǎng)等），通過為不同的業(yè)務分配不同的優(yōu)先級來盡力提升服務質量，但不做任何量化SLA 承諾。現(xiàn)網(wǎng)中大部分業(yè)務基于最短路徑轉發(fā)，設備轉發(fā)面并不量化預留資源，在部分業(yè)務突發(fā)較大，或者上下游加速轉發(fā)（Expedited Forwarding，EF）帶寬不匹配，或者多個流匯聚等情況下，可能產(chǎn)生網(wǎng)絡的擁塞/瞬時擁塞，影響業(yè)務的帶寬、時延、丟包率等指標。當前網(wǎng)絡的應對方式是讓承載網(wǎng)絡盡量輕載，降低擁塞/瞬時擁塞的可能性，但會產(chǎn)生大量的帶寬浪費，卻依然不能提供100%網(wǎng)絡能力保障。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下，5G TSN-IP 可以面向各類工業(yè)應用涉及的業(yè)務流特性進行建模和定義［1］，并在此基礎上，自適應定義不同的優(yōu)先級與調度機制，從而實現(xiàn)5G網(wǎng)絡服務質量差異化保障。

1 傳統(tǒng)QoS面臨的挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡是面向無連接的統(tǒng)計復用網(wǎng)絡［2］。如圖1所示，來自不同入接口的報文，匯聚后從同一個出接口發(fā)出，出接口報文輸出順序是根據(jù)報文到達出接口隊列的時機決定，先到的先發(fā)出，后到的后發(fā)出。

圖1 傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡轉發(fā)機制

傳統(tǒng)IP 網(wǎng)絡是盡力而為網(wǎng)絡。其優(yōu)勢在于：充分利用網(wǎng)絡帶寬，節(jié)省運營商的網(wǎng)絡投資［3］。但隨著5G網(wǎng)絡技術日新月異的演進和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)復雜多樣的嚴苛業(yè)務需求，傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡面臨以下挑戰(zhàn)：

a）優(yōu)先處理，但不承諾：從RFC3246 對于EF 的定義可以看出［4］，EF 優(yōu)先級是單節(jié)點優(yōu)先處理的行為，但不能對業(yè)務SLA做出承諾。……