QoS控制原理

QoS控制原理

·    基于设备的QoS保障技术——CAC

·    基于优先级设置的QoS保障技术

·    基于减小抖动的QoS保障－Jitter Buffer

IP传输在时延、抖动、丢包率方面的性能不及TDM传输，而这些性能恰与语音质量息息相关，过大的时延、抖动或丢包率将直接影响通话质量，甚至会造成掉话。因此，QoS（Quality of Service，业务质量）控制对于VoIP来说非常重要。

QoS包括了传输的单向时延、丢包率和抖动三个方面。

引起网络质量QoS下降的最大问题在于：

·    IP承载网存在网络损伤（如设备、端口、传输、逻辑链路故障等）。

·    IP承载网网络负荷不均。

系统需要从设备、业务、用户、减小抖动等几个方面进行QoS控制。

基于设备的QoS保障技术——CAC

CAC（Connection Admission Control，连接允许控制）技术通过检测注册总数、呼叫总数、用户的注册速率、呼叫速率来限制用户访问。当注册总数、呼叫总数、用户的注册速率、呼叫速率达到一定阈值时，则对于开始发起访问的用户，丢弃其报文，禁止其发起访问。而已经发起访问的用户，则不受影响。当注册总数、呼叫总数、用户的注册速率、呼叫速率恢复到正常情况下时，允许用户访问网络。

将CAC用于移动通信网络，可以控制网络负荷，降低网络损伤对业务的影响，保障网络QoS。其原理如图1所示。

图1IP CAC原理图

1.  MSC Server经过带宽规划，将传输允许带宽映射到BICC CIC，开始静态控制传输数据量的大小。

2.  MSC Server向MGW下发质量检测事件。当MGW检测到数据流量大于阈值时，新发起的数据传输将被拒绝，直到数据流量恢复正常，则允许发起新的数据传输。

3.  MGW将质量检测事件上报MSC Server。

4.  MSC Server根据MGW上报的检测结果，进行路由的优选和流控。

基于优先级设置的QoS保障技术

基于优先级设置的QoS保障技术，是不同的用户和不同的业务类型对数据进行分类，并设置不同的优先级。在数据传输过程中，首先保证高优先级的传输质量，以保证重要数据和高优先级用户的业务质量。

在基于业务的优先级设置QoS保障中，使用了MPLS（Multiprotocol Label Switching，多协议标记交换）技术。该技术集成了IP交换和ATM交换的思想，将转发处理方式完全相同的分组归为一类，可以根据数据的源地址、目的地址、源端口、目的端口、协议类型或VPN进行划分，并以固定的标签标识一个分组。标签转发路由器建立标签转发表。MPLS网络入口处的路由器接收到分组后，判断分组所属的转发处理方式，给分组添加标签，形成MPLS标签分组。标签转发路由器将分组携带的标签与标签转发表进行匹配，并在交换标签后转发分组。其原理如图2所示。

图2MPLS原理

基于减小抖动的QoS保障－Jitter Buffer

在IP网络中，由于IP数据包根据不同的网络状况选取不同的传输路径，以致数据包不能按照发送顺序到达接收端，或相邻数据包到达接收端的时间间隔不均匀，引起时延抖动，影响语音质量。Jitter Buffer是在接收端增加抖动缓存器，数据包通过分组转发到达JitterBuffer后，并不立即被发送至接收端。在一定的时间间隔之后，缓存在Jitter Buffer中的数据包将按照分组前的顺序一起被发送至接收端，以此来达到减少时延抖动和消除乱续的目的。其原理如图3所示。

图3Jitter Buffer原理