4.1 Kiến trúc QoS
Tương tự như kiến trúc của 3GPP, 3GPP2 cũng áp dụng một kiến trúc QoS phân lớp. Yêu cầu dịch vụ của lớp ứng dụng giữa các thiết bị đầu cuối được trao đổi qua SIP/SDP. Yêu cầu QoS đó được ánh xạ sang các tham số QoS ở lớp IP. Dịch vụ kênh mang mạng lõi (CNBS) dùng DiffServ, còn dịch vụ kênh mạng bên ngoài (EBS) thuộc sở hữu và vận hành bởi một nhà cung cấp dịch vụ khác. Tham số QoS ở lớp IP lại được ánh xạ xuống lớp kết nối bao gồm cmda2000 RABS và R-PBS.
Hình 14 – Kiến trúc QoS toàn trình của 3GPP2
Hình 15 minh hoạ mặt phẳng điều khiển và người sử dụng trong kiến trúc QoS của 3GPP2 . Mặt phẳng người dùng có 2 thành phần chính là Gateway truy nhập (AGW) và router biên (BR) vì đó là giao diện kết nối với mạng truy nhập vô tuyến và với mạng khác. Ngoài AAA và một số CSDL khác, mặt phẳng điều khiển còn có CQM và SQM.
CQM là thành phần quản lý QoS chính trong mạng lõi. CQM thực hiện các quyết định cung cấp tài nguyên (với sự giúp đỡ của CSDL chính sách và AAA) và giao cho AQW và BR thực thi các quyết định đó. Nói một cách khác, CQM có vai trò của PDP còn AGW và BR có vai trò của PEP.
SQM quản lý tài nguyên QoS dựa trên thông tin thuê bao. Nó trao đổi thông tin với CSDL thuê bao và AAA trước khi quyết định cấp phép thuê bao sử dụng tài nguyên. Khác với CQM, SQM cung cấp chức năng quản lý QoS theo thuê bao.
Hình 15 – Quản lý QoS trong mặt phẳng người sử dụng và mặt phẳng điều khiển
AGW kết nối mạng truy nhập vô tuyến với mạng lõi. Khi nhận được yêu càu QoS từ MS, AGW xác thực người dùng với sự giúp đỡ của AAA. Yêu cầu QoS sẽ được gửi đến CQM để xin phép sử dụng tài nguyên của mạng lõi. AGW kiểm soát lưu lượng từ MS vào mạng lõi tuân theo quyết định của CQM. Lưu lượng từ mạng lõi xuống MS cũng được kiểm soát theo chính sách riêng của mạng truy nhập vô tuyến. Ngoài cdma2000, AGW còn có thể hỗ trợ các công nghệ truy nhập vô tuyến khác.
Cũng như AGW, BR cũng có nhiệm vụ liên kết mạng lõi với mạng khác (ở đây là mạng IP) và thực thi các quyết định của CQM. Chức năng BR cũng tương tự như chức năng của router biên DiffServ. PDSN bắt buộc phải hỗ trợ DiffServ còn MS không bắt buộc phải hỗ trợ DiffServ.
Tương tự như 3GPP, 3GPP2 cũng phân loại lưu lượng thành 4 loại là “conversational”, “streaming”, “interactive”, “background”. Mỗi loại lưu lượng được định nghĩa bởi một tập thuộc tính bao gồm băng thông, trễ, jitter, tỷ lệ mất gói tin. Thuộc tính QoS của kết nối hướng lên và hướng xuống có thể có giá trị khác nhau vì tính chất lưu lượng có thể không đối xứng. Thuộc tính QoS
của lớp IP nên dựa trên thuộc tính đánh dấu của DiffServ. Thuộc tính QoS cho mạng truy nhập vô tuyến cần có ít nhất các thuộc tính là lớp QoS yêu cầu, tốc độ truyền hướng đi/đến tối đa, trễ hướng đi/đến tối đa. Các thuộc tính chi tiết và các giá trị của chúng phụ thuộc vào loại dịch vụ.
Hình 16 – Mô hình QoS toàn trình của 3GPP2
Mô hình QoS toàn trình của 3GPP2 ở Hình 16 là kiến trúc mở rộng của Hình 15. Trong đó, mạng chủ và mạng khách được kết nối bởi mạng IP. Mạng chủ có server HAAA và CSDL HDB. Mạng khách cũng có server VAAA và CSDL VDB. Khi MS khởi tạo kết nối đến một đầu cuối khác (CN), VAAA xác thực yêu cầu kết nối với profile chất lượng dịch vụ lưu ở VDB. VAAA cũng có thể hỏi HAAA thêm thông tin về thuê bao. PDF ở phía mạng khách có chức năng như CQM trong Hình 15. P-CSCF và S-CSCF hoạt động như các SIP server và có nhiệm vụ tham gia vào việc thiết lập kết nối.
4.2 Yêu cầu QoS
Cdma2000 không đề ra mức QoS dự kiến hay lớp QoS như UMTS. Trên thực tế, Cdma2000 hỗ trợ các loại ứng dụng tương tự và cũng có mức hỗ trợ ở mức độ nhất định thông qua tính năng ở mức kết nối vô tuyến và khả năng của IP di động.
QoS cho ứng dụng lõi CS dựa trên bản tin QoS trong bản tin báo hiệu khi thiết lập cuộc gọi. Yếu tố chính trong bản tin này là tùy chọn dịch vụ, mô tả ứng dụng và băng thông cần thiết, và chế độ được lựa chọn (chế độ đảm bảo và không đảm bảo).
QoS cho PS dựa trên các lớp IP DiffServ [10]. Lớp IP DiffServ có thể được yêu cầu bởi MS thông qua bản ghi thông tin, hoặc bằng profile người dùng với các lớp IP DiffServ tùy chọn đã được đăng ký với máy chủ RADIUS ở mạng nhà và được gửi kèm với chấp thuận truy nhập RADIUS do máy chủ RADIUS gửi trả cho agent mạng nhà. Trong trường hợp sử dụng Mobile IP, agent mạng nhà sẽ phải lấy thông tin về lớp dịch vụ trong bản tin IP để gán cho trường DiffServ của tunnel di động [11], còn PSDN lại làm như vậy với tunnel hướng ngược lại [12] (nếu tính năng này được kích hoạt) dựa trên profile người sử dụng. PDSN gửi gói tin PPP đã được mã hóa bằng GRE (generic routing encapsulation) cùng với tập lớp DiffServ qua giao diện R-P. Cơ chế nén mào đầu TCP/IP của van Jacobsen thường được sử dụng để tăng hiệu suất truyền tin. Việc thiết lập cuộc gọi được bắt đầu bằng một bản tin khởi tạo IS-2000 từ thiết bị di động. Bản tin này sẽ khiến cho PCF gửi bản tin dăng ký đến PDSN qua giao diện A11, và thiết lập kết nối A10 sau khi đã nhận được bản tin chấp thuận từ hệ thống RADIUS. PCF tạo một định danh phiên PSI và gắn vào mào đầu GRE; việc này giúp phân biệt các gói tin PPP trên kết nối R-R. Khi đã đi qua kết nối này, phần mào đầu GRE sẽ được loại bỏ.
Bảng 4-4 – QoS dự kiến cho dịch vụ tương tác
4.3 Quản lý năng lực hệ thống
Nguyên tắc quản lý cho Cdma2000 cũng tương tự như cho UMTS. Tuy nhiên, trong Cdma2000, việc quản lý dựa trên SNMP chứ không dùng CMIP, và truy vấn quản trị tới HLR/VLR sử dụng ANSI-41 thay vì GSM-MAP. Bản ghi cuộc gọi cho các cuộc gọi PS được gửi tới bộ phận tính toán của RADIUS.