《電子技術(shù)應(yīng)用》
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智能管道的三大關(guān)鍵技術(shù)
來(lái)源:通信世界周刊
中國(guó)電信股份有限公司技術(shù)創(chuàng)新中心 王海寧
摘要: 目前網(wǎng)絡(luò)上的流量呈現(xiàn)出了嚴(yán)重的不均衡性:少數(shù)重量級(jí)用戶和P2P下載等低價(jià)值業(yè)務(wù)占用了大量網(wǎng)絡(luò)資源;系
關(guān)鍵詞: 智能管道
Abstract:
Key words :
 

目前網(wǎng)絡(luò)上的流量呈現(xiàn)出了嚴(yán)重的不均衡性:少數(shù)“重量級(jí)”用戶和P2P下載等低價(jià)值業(yè)務(wù)占用了大量網(wǎng)絡(luò)資源;系統(tǒng)忙閑時(shí)流量差異大,,導(dǎo)致系統(tǒng)利用率低;同一覆蓋地區(qū)的固定移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間以及不同移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間負(fù)載不均,。傳統(tǒng)的通信管道無(wú)法對(duì)流量實(shí)施差異化經(jīng)營(yíng),,打造對(duì)業(yè)務(wù)流可管可控的智能管道,,做好流量精細(xì)化運(yùn)營(yíng),是解決這一問(wèn)題的現(xiàn)實(shí)手段,。

智能管道的核心能力是對(duì)融合網(wǎng)絡(luò)的可管可控,,因此,多網(wǎng)協(xié)同的融合架構(gòu)是打造智能管道的基礎(chǔ),,對(duì)用戶,、業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的感知是前提,策略控制與計(jì)費(fèi)(PCC)功能是核心技術(shù)手段,。

基于EPC的多網(wǎng)協(xié)同融合架構(gòu)

全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)情況下,,很多地區(qū)同時(shí)具有固定接入、2G接入,、3G接入,,未來(lái)還會(huì)有4G接入,支持固定移動(dòng)多網(wǎng)協(xié)同與運(yùn)營(yíng)是智能管道的基本能力之一,。

要想實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)協(xié)同,,就必須有融合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),由統(tǒng)一的核心網(wǎng)屏蔽和管理多種接入網(wǎng)絡(luò)之間的差異,,實(shí)現(xiàn)用戶在多網(wǎng)之間的移動(dòng)性管理和會(huì)話管理,,保證用戶在網(wǎng)絡(luò)間切換時(shí)的業(yè)務(wù)連續(xù)性。融合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)必須能夠向前和向后兼容以及平滑演進(jìn),。3GPP定義的SAE/EPC架構(gòu)目前向上能支持IMS系統(tǒng),,向下能夠支持GERAN、UTRAN,、E-UTRAN,、eHRPD、i-WLAN,、Femto等接入技術(shù),,并提供不同接入技術(shù)之間的切換和互通,是業(yè)界公認(rèn)的移動(dòng)分組域網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方向,。目前3GPP和BBF正在分階段地開(kāi)展固網(wǎng)接入EPC的標(biāo)準(zhǔn)化工作,,預(yù)計(jì)在未來(lái)1~2年內(nèi)可以完成。

基于多網(wǎng)協(xié)同的融合架構(gòu),,通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)側(cè)部署接入網(wǎng)絡(luò)選擇功能服務(wù)器,,根據(jù)WLAN,、2G、3G,、LTE等接入系統(tǒng)的忙閑狀態(tài)和各種業(yè)務(wù)的特點(diǎn),,向終端動(dòng)態(tài)下發(fā)網(wǎng)絡(luò)選擇策略和IP流路由策略,由網(wǎng)絡(luò)指示終端就各種業(yè)務(wù)流優(yōu)先選擇哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,,例如將低QoS要求的業(yè)務(wù)從高負(fù)載的移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)卸載到WLAN網(wǎng)絡(luò)中,,從而在保證用戶體驗(yàn)的同時(shí),實(shí)現(xiàn)固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間,、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的流量均衡和智能流量管理,。

此外,還可以利用本地分流技術(shù)方案,,將數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)功能下移,,根據(jù)用戶的接入位置為用戶選擇最合適的網(wǎng)關(guān),從而實(shí)現(xiàn)路由優(yōu)化,,減少迂回流量和重復(fù)處理,,提高網(wǎng)絡(luò)資源使用效率和傳輸效率。

業(yè)務(wù)檢測(cè)與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)感知

要想根據(jù)流量狀況對(duì)業(yè)務(wù)流進(jìn)行管理調(diào)度,,首先要能感知網(wǎng)絡(luò)忙閑狀態(tài)并能識(shí)別出不同的業(yè)務(wù)流,,也就是要實(shí)現(xiàn)“管道可視化”。

目前,,業(yè)務(wù)流檢測(cè)可以依靠DPI技術(shù),。DPI除了對(duì)IP包4層以下的內(nèi)容進(jìn)行分析外,還增加了應(yīng)用層分析,,依靠特征庫(kù)可以識(shí)別各種業(yè)務(wù)應(yīng)用及其內(nèi)容,。對(duì)于檢測(cè)出來(lái)的業(yè)務(wù)流,可以由DPI設(shè)備根據(jù)預(yù)配置的策略進(jìn)行正常轉(zhuǎn)發(fā),、阻塞,、限制帶寬、標(biāo)記優(yōu)先級(jí)等處理,。在部署了策略與計(jì)費(fèi)控制架構(gòu)(PCC)的場(chǎng)景下,,也可以將業(yè)務(wù)流的信息反饋到策略控制節(jié)點(diǎn),由策略控制節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一決策并指示策略執(zhí)行節(jié)點(diǎn)執(zhí)行相應(yīng)策略,。

網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的感知應(yīng)當(dāng)具體到用戶所在小區(qū),,理論上可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)管從基站采集;或者通過(guò)基于DPI的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)設(shè)備,,根據(jù)探測(cè)到的小區(qū)吞吐量,、用戶數(shù)、包處理時(shí)延等信息進(jìn)行推算;或者由基站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備實(shí)時(shí)上報(bào)到網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析系統(tǒng),。對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息進(jìn)行周期性收集和分析,,再結(jié)合用戶位置信息,可以作為制定流量管理策略的依據(jù),。

增強(qiáng)的PCC技術(shù)

PCC是3GPP定義的通用策略與計(jì)費(fèi)控制架構(gòu)及功能,,部署在分組域核心網(wǎng)側(cè),支持固定/移動(dòng)各種接入技術(shù),,可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流級(jí)別的QoS策略控制,、計(jì)費(fèi)控制等功能。

PCC架構(gòu)主要包括策略和計(jì)費(fèi)規(guī)則功能PCRF及策略和計(jì)費(fèi)執(zhí)行功能PCEF兩個(gè)關(guān)鍵功能實(shí)體,。PCRF是一個(gè)中心控制器,,作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制策略的中心控制節(jié)點(diǎn),,包含策略控制決策和基于流的計(jì)費(fèi)控制功能,,向PCEF提供關(guān)于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流檢測(cè)、門控,、基于QoS和基于流計(jì)費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)控制策略規(guī)則,。PCEF一般位于分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)上,根據(jù)PCRF下發(fā)的規(guī)則執(zhí)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流檢測(cè),、業(yè)務(wù)流的QoS處理,、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)用量的測(cè)量,以及在線計(jì)費(fèi)和離線計(jì)費(fèi)的交互等,。

具體來(lái)看,,PCRF可以根據(jù)用戶和網(wǎng)絡(luò)的綜合信息,再依據(jù)運(yùn)營(yíng)商預(yù)定義的用戶優(yōu)先級(jí)規(guī)則,、業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)規(guī)則,、接入網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級(jí)規(guī)則、公平使用規(guī)則等策略邏輯,,為用戶的業(yè)務(wù)會(huì)話制定特定的策略控制規(guī)則,,并發(fā)給PCEF執(zhí)行。這些信息可以包括以下內(nèi)容:用戶簽約信息,、用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)用量信息,、應(yīng)用服務(wù)器或業(yè)務(wù)檢測(cè)設(shè)備提供的業(yè)務(wù)特征信息和QoS要求、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分析系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)忙閑狀態(tài)信息,、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)提供的接入技術(shù)類型,,以及用戶當(dāng)前位置等多維度輸入信息。

特別的,,對(duì)于多網(wǎng)協(xié)同的融合網(wǎng)絡(luò),,PCEF可以分散部署在每個(gè)接入技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中,而PCRF應(yīng)該提供一套統(tǒng)一完整的策略,以便做好移動(dòng)和固網(wǎng)之間的QoS映射和費(fèi)用折算,,保障用戶使用不同接入技術(shù)時(shí)業(yè)務(wù)體驗(yàn)的一致性,。

利用上述基于PCC的智能策略控制機(jī)制,可以在保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部資源的合理分配和公平使用的同時(shí),,實(shí)現(xiàn)差異化服務(wù)和精細(xì)化運(yùn)營(yíng),。

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