3.3.4.1.Kiến trúc PCC
Kiến trúc PCC (Policy and Charging Control) kiến trúc điều khiển QoS động, áp dụng cho 3G UMTS đƣợc mô tả nhƣ hình 3.14 bao gồm các phần tử:
Policy and Charging Rules Function (PCRF).
Policy and Charging Enforcement Function (PCEF).
Deep Packet Inspection (DPI)
Subscription Profile Repository (SPR).
Application Function (AF).
Hệ thống tính cƣớc Online Charging System (OCS).
Hệ thống tính cƣớc Offline Charging System (OFCS)
PCC cho phép một điều khiển tập trung để đảm bảo rằng các phiên dịch vụ (còn gọi là phiên IP-CAN) đƣợc cung cấp với băng thông và QoS thích hợp. PCC (Policy and Charging Control) cũng cung cấp một phƣơng tiện để kiểm soát tính cƣớc trên một cơ sở cho mỗi dịch vụ.
Gy Gp Gz Gx Gx Sp Rx Hình 3.14 - Kiến trúc PCC SGSN eGGSN PCEF OCS OFCS PCRF SCR AF DPI
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 52
Mục đích của quy tắc PCC là :
Phát hiện một gói tin thuộc một SDF để ánh xạ mà gói tin đến đúng IP- CAN mang trong downlink và uplink hƣớng
Xác định các dịch vụ
Cung cấp sạc áp dụng thích hợp
Cung cấp kiểm soát chính sách
a. Ứng dụng chức năng (AF)
Tƣơng tác với các ứng dụng hoặc dịch vụ yêu cầu PCC động. AF lọc thông tin về phiên từ tín hiệu ứng dụng và cung cấp cho nó vào PCRF. Các điểm tham chiếu Rx nằm giữa AF và PCRF. AF cung cấp các thông tin về ứng dụng , phiên liên quan đến PCRF
Nhận dạng thuê bao Địa chỉ của UE
Loại phƣơng tiện truyền thông và định dạng Băng thông
Lƣu lƣợng (Nguồn và Đích địa chỉ IP và các giao thức) Chức năng nhận dạng ứng dụng
Dịch vụ nhận dạng thông tin Chức năng ghi thông tin Chỉ số ƣu tiên
Chỉ số trƣờng hợp khẩn cấp
b. Thông tin thuê bao (SPR)
Chứa thông tin thuê bao / thuê bao. Thông tin này là PDN cơ sở và bao gồm :
Dịch vụ cho phép thuê bao
Thông tin về QoS cho phép thuê bao (MBR và GBR)
Tính cƣớc thông tin liên quan của thuê bao
Loại thuê bao
Các điểm tham chiếu Sp nằm giữa SPR và PCRF. Nó cho phép PCRF yêu cầu thông tin liên quan đến dịch vụ thuê bao / phiên của thuê bao.
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 53
c. Hệ thống tính cƣớc trực tuyến (OCS)
Là một hệ thống quản lý tín dụng để nạp trả trƣớc. Trong OCS nằm một thực thể chức năng đƣợc gọi là dịch vụ Data Flow ( Chức năng kiểm soát tín dụng) thực hiện chức năng kiểm soát tín dụng trực tuyến. Các PCEF tƣơng tác với OCS kiểm tra tín dụng và báo cáo tình trạng tín dụng qua giao diện Gy.
d. Hệ thống tính cƣớc ngoại tuyến (OFCS)
Đƣợc sử dụng để tính cƣớc offline. Các OFCS nhận cƣớc sự kiện từ PCEF qua giao diện Gz và tạo ra cƣớc ghi dữ liệu đƣợc gửi đến hệ thống thanh toán.
e. Khối chức năng thực thi chính sách (PCEF)
Chức năng thực thi chiến lƣợc và tính cƣớc, là luôn luôn nằm trong eGGSN. Điều khiển lƣu lƣợng, băng thông, trừ tiền theo Rule từ PCRF
f. Khối chức năng tính cƣớc và thiết lâp chính sách (PCRF)
Cung cấp mạng lƣới kiểm soát liên quan đến phát hiện luồng dữ liệu dịch vụ, gating (chặn hoặc cho phép các gói tin), điều khiển QoS và lƣu lƣợng dựa trên tính phí đối với các PCEF. Nó cũng có thể áp dụng thủ tục an ninh trƣớc khi chấp nhận thông tin từ AF. Các PCRF đảm bảo rằng ngƣời sử dụng PCEF phù hợp với hồ sơ của ngƣời đăng ký mà nó nhận đƣợc từ SPR qua giao diện Sp. Các PCRF có thể từ chối yêu cầu nhận đƣợc từ AF khi các dịch vụ thông tin không phù hợp với thông tin đăng ký ( hoặc nhận đƣợc từ SPR) và PCRF đáp ứng các AF với lý do chính đáng.
Các PCRF chấp nhận đầu vào cho PCC quyết định từ PCEF trên Gx giao diện, các SPR và AF (nếu có) cũng nhƣ thông tin đƣợc xác định trƣớc của mình. Những nút cung cấp các thông tin sau đây để các PCRF
Nhận dạng thuê bao
Địa chỉ IP của UE
Thiết lập các quy tắc tính cƣớc và quản lý chính sách điều khoản ngƣời sử dụng
Đăng ký/ hủy dịch vụ 3G và các dịch vụ khác trên nền mobile internet
Quản lý Subscriber
Đang ký gói cƣớc, tham gia các chƣơng trình khuyến mãi
Tƣơng tác với các hệ thống khác (PRC)
Báo cáo
g. Khối chức năng kiểm soát gói mức độ sâu DPI
Các giải pháp dựa trên DPI kiểm soát dịch vụ và quản lý băng thông bằng cách kiểm soát phần thông tin tiêu đề gói để xác định ứng dụng, thuê bao, giao thức, nguồn và địa chỉ đích của gói ,chức năng phân tích gói tin và lọc bản tin.
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 54
3.3.4.2.Thủ tục PCC trên Gx Giao diện
Có 2 thủ tục để PCRF liên hệ PCEF theo cơ chế PCC qua giao diện Gx.
a. Thủ tục kéo
Trong thủ tục yêu cầu PCEF cho các quy tắc PCC từ PCRF trong các trƣờng hợp
Tại phiên thành lập IP-CAN:Các PCEF sẽ gửi một tin nhắn yêu cầu kiểm tra (Credit Check Request -CCR) ) thiết lập giá trị CCR để gửi yêu cầu ban đầu (Initial_Request) .Nó cũng bao gồm phiên liên quan đến thông tin đăng ký sử dụng và IP-CAN cho phép PCRF để xác định các quy tắc đƣợc áp dụng. Các PCRF xác nhận các thông điệp yêu cầu và gửi với một tin nhắn trả lời kiểm tra (Credit Check Answer -CCA) Nếu PCRF từ chối các yêu cầu, nó bao gồm các nguyên nhân gây ra lỗi trong thông báo CCA.
Tại phiên điều chỉnh IP-CAN: khi một IP-CAN mang đang đƣợc thiết lập / sửa đổi / chấm dứt, hoặc UE yêu cầu tài nguyên mạng phải đƣợc sửa đổi, hoặc một sự kiện gây nên. Các PCEF sẽ gửi một tin nhắn Kiểm tra yêu cầu (CCR) thiết lập giá trị CCR-Type để cập nhật yêu cầu (Update_Request). Các PCEF cũng bao gồm các tổ chức sự kiện kích hoạt (có thể là UE yêu cầu) gây ra IP-CAN mang sửa đổi, bất kỳ quy tắc PCC đƣợc cung cấp trƣớc đây mà cần phải đƣợc sửa đổi và thông tin. Các PCRF xác nhận các thông điệp yêu cầu và gửi với một tín hiệu kiểm tra trả lời (CCA) tin nhắn.
Credit Check Request (CCR) message
Credit Check Answer (CCA) message
Hình 3.15 -Mô hình thủ tục kéo
PCRF eGGSN
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 55
b. Thủ tục đẩy
Trong thủ tục này, các PCRF có thể quyết định quy định việc cung cấp PCC mà không có bất kỳ yêu cầu từ PCEF. Điều này có thể mâu thuẫn với các thông tin đƣợc cung cấp bởi AF trên Rx giao diện, hoặc kích hoạt trong nội bộ PCRF. Các PCRF gửi những quy tắc PCC trong tin nhắn yêu cầu (Re-Auth Request -RAR). Các tin RAR cũng bao gồm các chỉ dẫn tổ chức sự kiện kích hoạt và tổ chức sự kiện Báo cáo cho phiên làm việc.Các PCEF gửi thông báo trả lời (Re-Auth Answer -RAA) để đáp ứng với thông điệp RAR.
Re-Auth Request (RAR) message
Re-Auth Answer (RAA) message
Hình 3.16 - Mô hình thủ tục đẩy
KẾT LUẬN CHƢƠNG III
Chƣơng này đã tìm hiểu về các chuẩn hóa Qos trong mạng 3G/UMTS của các tổ chức chuẩn hóa quốc tế. Kiến trúc ,chức năng của QoS trong mạng truy nhập , mạng lõi và trong thiết bị ngƣời sử dụng . Trong chƣơng III cũng trình bày các yêu cầu chung về chất lƣợng dịch vụ thông tin, cũng nhƣ cơ chế quản lý chất lƣợng dịch vụ trong hệ thống thông tin di động 3G/UMTS. Xác định các yêu cầu, các tham số chất lƣợng dịch vụ thông tin và kiến trúc điều khiển Qos động (Policy and Charging Control) cho mạng 3G/UMTS.
PCRF eGGSN
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 56
KẾT LUẬN
Đồ án đã tìm hiểu các vấn đề chất lƣợng dịch vụ trong hệ thống thông tin di động 3G/UMTS nhƣ các yêu cầu, các tham số chất lƣợng dịch vụ mạng di động 3G/UMTS. Chất lƣợng dịch vụ, các tiêu chuẩn, cơ chế trao đổi tham số , kỹ thuật đảm bảo chất lƣợng dịch vụ của mạng truy nhập và mạng lõi hệ thống thông tin di động
Đồ án cho ta thấy rằng vấn đề đánh giá chất lƣợng dịch vụ và đảm bảo chất lƣợng dịch vụ luôn là vấn đề đóng vai trò quan trọng đối với tất cả các loại hình dịch vụ viễn thông, đặc biệt là với sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống thông tin di động ngày nay. Mỗi loại hình dịch vụ, mỗi thành phần mạng 3G/UMTS sẽ quan tâm đến QoS ở những khía cạnh khác nhau .Việc đánh giá QoS chính là đánh giá các tham số đặc trƣng cho dịch vụ, cho thành phần c ủ a mạng đó.
SVTH: Nguyễn Văn Chiến-Lớp D10VT1 Page 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt :
[1] TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng ,Giáo trình Công nghệ 3G WCDMA, Nhà xuất bản Thông Tin và Truyền Thông ,2009
[2] TS.Nguyễn Phạm Anh Dũng ,Giáo trình Thông tin di động thế hệ ba , Nhà xuất bản Bƣu Điện ,2004
[3] ThS.Phạm Thị Thúy Hiền, Bài giảng Thông tin di động, Học viện Công nghệ bƣu chính viễn thông, 2009
Tiếng Anh:
[4] David Soldani , Man Li , Renaudy Cuny, QoS and QoE Management in UMTS Cellular Systems, 2006
[5] Robert Lloyd-Evan , QoS in Intergrated 3G Networks ,2002
Danh mục Web tham khảo :
+Quản lý chất lƣợng dịch vụ QoS trong mạng di động , http:// mic.gov.vn/admin/assets/detai/2006/85_06.doc
+Nghiên cứu chất lƣợng dịch vụ trong hệ thống thông tin di động 3G/UMTS http://thuvien24.com/nghien-cuu-chat-luong-dich-vu-trong-he-thong-thong-tin-di- dong-3gumts-105375.html