优化QoS 规划，实现LTE精品网络部署

近年来，全球的移动运营商都面临着飞猛增长的移动宽带用户，而每用户的业务量也是在迅速飙升。移动运营商需要满足用户不同的需求，不只是过去简单的互联网接入，还包括各种通过移动宽带提供的创新应用，例如多媒体电话，移动电视，互动游戏等。这些应用业务对网络性能有着不同的要求。

移动宽带业务的增长，对网络的整体能力提出了新的挑战。尽管运营商可以通过对网络资源进行"超额配置（Over-Provisioning）"来解决业务对资源容量的需求，然而这是非常不经济的方式，而且当网络负荷由于突发升高以至超出统计上的负荷配额时，这种方式也不能保证能满足网络的业务质量要求。

QoS解决方案使得运营商能够在资源有限的情况下，区分不同的业务和用户，对网络资源利用加以优化，最大程度提升每单位网络容量所创造的价值。LTE的引入以及多网融合，对于QoS的整体解决方案提出了新的挑战。

LTE是否意味着一定能给用户带来卓越体验？

LTE加速了基于移动宽带的"网络社会（Networked Society）"的变革。相对于过往的移动数据业务，从终端用户感知的角度，LTE带来的最显著特点是更高带宽和更低时延，这除了使得一些应用能够比过往有更好的体验，也使得一些新的应用有了实现的基础。通信行业近年来一个显著的变化，过去的业务从语音为主导，将过渡到以应用为主导；而用户对于网络性能，过往主要关注它的功能性（能不能用），而现在更加关注网络的综合性能所带来的体验（好不好用）。由此引申出一个概念——"应用覆盖（App Coverage）"。应用覆盖，是指网络能够让应用如所预期那样工作的特性需求的覆盖范围；而应用的特性需求通常包括速率、时延、抖动、丢包率等方面。显然，LTE能够为运营商显著的扩大对用户的应用支持覆盖，例如它能够支持到要求时延更短，或者要求速率更高的应用。

然而，LTE所带来的高速的数据传送以及较低的系统时延，一方面需要网络整体提供合适的端到端QoS支持，另一方面它反过来也会对网络的其他流量的QoS造成一定的影响。LTE技术本身为网络的性能提供了基础条件；然而，与用户感知最直接的对应用特性需求的满足，不一定能够完全发挥出网络的性能潜力。例如，即便网络提供足够的带宽能力，然而由于时延或丢包率的原因，可能使得用户的基于TCP的应用所能达到的有效速率与网络的带宽能力之间存在较大的偏差。从这种意义来考虑，整体的QoS解决方案，不单要考察个别指标，更重要是要协调考虑各种业务流量对QoS的不同要求，进行综合的权衡和优化。

怎样规划多网融合下整体的传输QoS方案架构？

LTE的引入，通常是在现有的GSM/UMTS网络上进行。因此，必须要统观考虑LTE与GSM/UMTS等多种无线接入技术融合的网络中的相互影响，整体规划QoS方案。

IP传输网上承载着不同类型的流量，每种流量都不同的特性需求，例如时延、带宽保证、丢包率等。因此，需要有一个整体的、协同的、可伸缩的机制用以在IP传输网与业务网络之间来沟通业务等级（CoS）需求。差分服务（DiffServ）提供了这种机制，并且被IETF和3GPP所推荐。

移动通信网络中的QoS框架包括IETF主导的DiffServ框架和3GPP主导的QoS框架

IETF主导的DiffServ框架

IETF的DiffServ框架提供了一种相对简单但粒度较粗的差分服务方法，能够满足多数应用及特定业务的需求。要实现DiffServ架构，网络节点需具备相应的功能，包括包分类功能、PHB转发功能及流量调节功能，其中流量调节功能对流量有测量（Metering）、标识（Marking）、重塑（Shaping）及管制（Policing）等作用。在DiffServ架构中，网络边界节点使用包分类功能，在IP或者MPLS报头中添加合适的标识，网络节点基于不同的标识采用不同的转发策略以保证相应的QoS需求。

3GPP主导的QoS框架

ETSI/3GPP针对GSM/UMTS/LTE网络定义了一个QoS架构。该架构定义了用户设备和核心网之间的交互过程，并定义了QoS在这个过程中的应用。无线接入承载负责在移动终端和核心网之间传送用户数据，无线接入承载根据用户签约信息、核心网相应规则以及QoS类别来识别不同的业务流量。3GPP的QoS架构同时提供了QoS映射关系，无线承载上使用的QoS可以对应到IETF定义的QoS.在3GPP的QoS架构下，移动网络业务可以与普通的IP流量使用同样的网络，使用同样的流量汇聚方案及PHB方案。

下图展示了3GPP的QoS与IETF的传输QoS差分服务分级的对应关系。

差分服务（DiffServ）和MPLS/Pbits之间的映射由IETF定义，3GPP只定义了承载到差分服务（DiffServ）的对应关系。在DiffServ框架下，通过配置转发资源来实现无状态的IP QoS机制。差分服务在IP层决定分组的转发概率。IPv4/IPv6报文中的一个6比特的字段被用于DiffServ标识，该字段被称为DS字段。DS字段的值被称为DSCP.在网络设备中，不同的DSCP值对应不同的转发规则或者不同的PHB.在实际使用中，DSCP的使用以及解释必须达成共识，这点对于网络域之间的互联，跨厂家设备的互联以及预期网络整体行为的一致性推理尤为重要。