QoS控制原理

QoS控制原理

·    基於裝置的QoS保障技術——CAC

·    基於優先順序設定的QoS保障技術

·    基於減小抖動的QoS保障－Jitter
Buffer

IP傳輸在時延、抖動、丟包率方面的效能不及TDM傳輸，而這些效能恰與語音品質息息相關，過大的時延、抖動或丟包率將直接影響通話品質，甚至會造成掉話。因此，QoS（Quality of Service，業務品質）控制對於VoIP來說非常重要。

QoS包括了傳輸的單向時延、丟包率和抖動三個方面。

引起網路品質QoS下降的最大問題在於：

·    IP承載網存在網路損傷（如裝置、連接埠、傳輸、邏輯鏈路故障等）。

·    IP承載網網路負荷不均。

系統需要從裝置、業務、使用者、減小抖動等幾個方面進行QoS控制。

基於裝置的QoS保障技術——CAC

CAC（Connection Admission Control，串連允許控制）技術通過檢測註冊總數、呼叫總數、使用者的註冊速率、呼叫速率來限制使用者訪問。當註冊總數、呼叫總數、使用者的註冊速率、呼叫速率達到一定閾值時，則對於開始發起訪問的使用者，丟棄其報文，禁止其發起訪問。而已經發起訪問的使用者，則不受影響。當註冊總數、呼叫總數、使用者的註冊速率、呼叫速率恢複到正常情況下時，允許使用者訪問網路。

將CAC用於移動通訊網路，可以控制網路負荷，降低網路損傷對業務的影響，保障網路QoS。其原理如圖1所示。

圖1IP CAC原理圖

1.  MSC Server經過頻寬規劃，將傳輸允許頻寬映射到BICC CIC，開始靜態控制傳輸資料量的大小。

2.  MSC Server向MGW下發品質檢測事件。當MGW檢測到資料流量大於閾值時，新發起的資料轉送將被拒絕，直到資料流量恢複正常，則允許發起新的資料轉送。

3.  MGW將品質檢測事件上報MSC Server。

4.  MSC Server根據MGW上報的檢測結果，進行路由的優選和流控。

基於優先順序設定的QoS保障技術

基於優先順序設定的QoS保障技術，是不同的使用者和不同的業務類型對資料進行分類，並設定不同的優先順序。在資料轉送過程中，首先保證高優先順序的傳輸品質，以保證重要資料和高優先順序使用者的業務品質。

在基於業務的優先順序設定QoS保障中，使用了MPLS（Multiprotocol Label Switching，多協議標記交換）技術。該技術整合了IP交換和ATM交換的思想，將轉寄處理方式完全相同的分組歸為一類，可以根據資料的源地址、目的地址、源連接埠、目的連接埠、協議類型或VPN進行劃分，並以固定的標籤標識一個分組。標籤轉寄路由器建立標籤轉寄表。MPLS網路入口處的路由器接收到分組後，判斷分組所屬的轉寄處理方式，給分組添加標籤，形成MPLS標籤分組。標籤轉寄路由器將分組攜帶的標籤與標籤轉寄表進行匹配，並在交換標籤後轉寄分組。其原理如圖2所示。

圖2MPLS原理

基於減小抖動的QoS保障－Jitter
Buffer

在IP網路中，由於IP資料包根據不同的網路狀況選取不同的傳輸路徑，以致資料包不能按照發送順序到達接收端，或相鄰資料包到達接收端的時間間隔不均勻，引起時延抖動，影響語音品質。Jitter Buffer是在接收端增加抖動緩衝器，資料包通過分組轉寄到達JitterBuffer後，並不立即被發送至接收端。在一定的時間間隔之後，緩衝在Jitter Buffer中的資料包將按照分組前的順序一起被發送至接收端，以此來達到減少時延抖動和消除亂續的目的。其原理如圖3所示。

圖3Jitter Buffer原理