網(wǎng)絡QoS控制能力的開放

目前，運營商投入巨資打造了強大的IP網(wǎng)絡，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)絡的潛力，讓運營商的收入有所增長呢？

如果把運營商的這個基礎網(wǎng)絡的能力開放出來，讓上層的業(yè)務提供商通過調用API來控制一部分網(wǎng)絡的功能，于是運營商就可以在利潤豐厚的Web業(yè)務中分得一塊蛋糕。

QoS能力開放的應用場景

場景1 QoS Enhancement

有些視頻網(wǎng)站對高端用戶收取一定的費用，提供高質量的視頻內容，為了獲得更好的用戶體驗，傳送視頻的帶寬是越大越好，那么視頻網(wǎng)站就可以調用API來要求運營商的IP網(wǎng)絡給這個用戶的相關視頻以高帶寬，用戶每月交給視頻網(wǎng)站的費用中就可以抽出一部分給運營商。

場景2 Service Boost

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

模式有以下幾種：第一種是每次加速，運營商就直接向用戶收取費用；第二種是給一個高端用戶每月幾次免費的Boost機會，以提高用戶的忠誠度；第三種方式則是用戶訪問網(wǎng)絡廣告商的網(wǎng)站，免費獲得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，網(wǎng)站給用戶提供選擇，用戶可以另外付些小額費用獲得臨時性的Boost，以快速下載購買的視頻產(chǎn)品。

場景3 Fair Usage

少數(shù)不限流量的手機用戶會極大地消耗寶貴的無線網(wǎng)絡資源，那么我們給不限流量的手機用戶設定一個內部的限定值。當手機用戶的流量達到限定值之后，可以適當降低他的QoS等級，防止無線網(wǎng)絡資源的濫用。

QoS能力開放的具體實現(xiàn)架構

運營商有不同的接入網(wǎng)絡，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，對應的QoS控制機制也稍有不同。

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)務提供商調用API，API exposure據(jù)此控制策略管理相關的網(wǎng)元，策略管理部分可以通過SNMP接口控制BRAS，預先配置接入用戶的QoS等級，也可以通過RADIUS CoA消息或者DHCP消息給IP設備動態(tài)地設置用戶的QoS，如圖1。

2G/3G接入

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

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策略在無線側實施起來；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系統(tǒng)中，由GGSN來完成相應的PCEF邏輯功能。

SPR存儲了運營商對各個用戶靜態(tài)配置的QoS等級，SPR通過Sp接口把事先配置的用戶QoS等級信息傳遞給PCRF。Sp接口沒有標準化，具體內容由運營商決定，SPR一般和HLR合設。

AF是PS域的上層應用部分，AF根據(jù)應用相關的信息，通過基于DIAMETER的Rx接口向PCRF動態(tài)發(fā)送QoS請求，上層的業(yè)務商通過API接口，就起到了AF的作用，根據(jù)特定的業(yè)務需求，向PCRF發(fā)出QoS請求。

PCRF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，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設立的物理設備完成。

LTE接入

LTE是將來無線運營商的發(fā)展方向，由3GPP制定相應的規(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,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。

提升QoS性能

前幾年，運營商使用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Web應用開放者的要求，需要提供基于HTTP的RESTful風格的API，向第三方開發(fā)者開放更多的網(wǎng)絡功能。

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

Web Service Gateway:它是一個負責接入安全性的網(wǎng)關，對第三方的API調用執(zhí)行認證鑒權的工作，起到類似于防火墻的作用；

Service Composition Framework: 主要的功能是整合、轉換API調用，把它們變成QoS 管理部件可識別的消息；

Reporting: 由于運營商希望從上層業(yè)務提供商那里獲得收入提成，就需要統(tǒng)計報告相關API調用的情況，此功能塊類似于現(xiàn)網(wǎng)中的計費服務器。