Mạng băng rộng là nơi cung cấp rất nhiều loại dịch vụ với các yêu cầu khác nhau. Vì thế mà QoS chính là một vấn đề cơ bản đối với các mạng băng rộng. So với các mạng băng rộng không dây khác, ưu điểm lớn của 802.16 là nó hỗ trợ rất tốt vấn đề QoS. Một loạt các tính năng đảm bảo cơ chế QoS cho các loại dịch vụ khác nhau gồm cả âm thanh, hình ảnh. 802.16 cho phép các nhà cung cấp dịch vụ quản lí được lưu lượng đối với từng thuê bảo, dựa vào các thỏa thuận đã cam kết.
• Giao thức MAC trong 802.16 hoạt động hướng kết nối (connection- oriented)
Mỗi một gói tin trong 802.16 đều được đưa vào một kết nối cụ thể, kết nối này là kết nối ảo, được xác định bởi tham số CID. Việc tạo nên các kết nối ảo này khiến các gói tin được gửi đi một cách hiệu quả và nhanh chóng. Nó giống như các mạch ảo trong ATM.
• Cơ chế cấp phát băng thông Request/Grant
Cơ chế cấp phát băng thông Request/Grant làm tăng hiệu quả sử dụng băng thông của hệ thống, đặc biệt là các hệ thống mà có nhiều thuê bao.
• Phân loại dịch vụ
Giống như mọi hệ thống hỗ trợ tốt QoS khác, việc phân loại dịch vụ cũng là điểm cốt lõi trong việc đảm bảo QoS của hệ thống 802.16. Cơ chế hoạt động chủ yếu để cung cấp QoS trong 802.16 là đưa các gói tin khác nhau vào các dịch vụ khác nhau, các dịch vụ này cũng được xác định bởi CID. 802.16 phân loại các luồng dữ liệu với yêu cầu QoS khác nhau vào các kết nối khác nhau. Mỗi kết nỗi sẽ thuộc một loại dịch vụ và mỗi dịch vụ lại có các tham số QoS khác nhau.
Luồng dịch vụ (Service Flow) là luồng dữ liệu của một kết nối mà gắn kèm với những đặc tả QoS riêng như độ trễ, jitter, thông lượng,…. Được chỉ định duy nhất bởi một tham số SFID (Service Flow Identifier) có độ dài 32bit.
Các luồng dịch vụ cũng sẽ được phân vào lớp dịch vụ. Việc ánh xạ này có thể thông qua một tham số nào đó. Ví dụ ở đường xuống, BS có thể sử dụng địa chỉ MAC, IP hoặc ngay cả trường ToS để phân lớp dịch vụ. Ở đường lên, SS cũng có thể dùng MAC, IP, cổng, VLANID,.. Việc này nhằm tăng khả năng quản lí các luồng dịch vụ.
Hình 5-34: Mối quan hệ giữa các thực thể QoS
Hình vẽ trên cho thấy, mỗi MAC PDU sẽ được ánh xạ vào một luồng dịch vụ cụ thể nào đó xác định bằng tham số SFID. Một luồng dịch vụ có thể gồm từ 0 tới N MAC PDU.
Mối quan hệ giữa kết nối và luồng dịch vụ được giải thích như sau: thông thường một luồng dịch vụ có thể được cung cấp nhưng không nhất thiết là hoạt động ngay. Chính vì thế, chỉ khi luồng dịch vụ đó được coi là hoạt động thì nó mới được ánh xạ vào một CID cụ thể.
Các lớp dịch vụ là một lựa chọn, điều đó có nghĩa là có thể có các lớp dịch vụ, cũng có thể không. Nếu có lớp dịch vụ thì một lớp có thể 0 tới N luồng dịch vụ.
802.16 cung cấp bốn loại dịch vụ khác nhau là UGS, rtPS, nrtPS và BE
UGS được thiết kế cho các luồng dữ liệu thời gian thực có chiều dài cố định như các luồng T1/E1 hoặc VoIP. Các gói tin được phát đi đều đặn theo chu kì. Đặc điểm của loại dịch vụ này là dữ liệu loại này có tốc độ cao, độ ổn định lớn. Nó loại bỏ những phần tiêu đề không cần thiết, độ trễ được đảm bảo. Cơ chế cấp phát băng thông là không cần thiết.
RtPS được thiết kế cũng cho các luồng dữ liệu thời gian thực nhưng các gói tin có chiều dài thay đổi như MPEG video. Loại dịch vụ này dữ liệu có tốc độ lớn, độ ưu tiên, độ ổn định cao. Do kích thước gói tin thay đổi nên cơ chế cấp phát băng thông là cần thiết đối với dịch vụ này.
NrtPS được thiết kế cho các luồng dữ liệu có chiều dài thay đổi mà khả năng chịu được độ trễ cao, tốc độ nhỏ. Nó đặc biệt thích hợp cho các dịch vụ dữ liệu cơ bản như FTP, email. Dịch vụ này cũng cần sử dụng cơ chế cấp phát băng thông.
Cuối cùng, BE được thiết kế cho các luồng dữ liệu mà không có yêu cầu cụ thể về chất lượng dịch vụ, dữ liệu luôn được truyền trong khả năng tổt nhất có thể.
Có một tập hợp các tham số liên quan tới chất lượng dịch vụ trên bao gồm tốc độ duy trì lớn nhất MSR, tốc độ dự trữ nhỏ nhất MRR, độ trễ lớn nhất, jitter lớn nhất và độ ưu tiên. Mức độ của các tham số này sẽ được thiết lập tùy thuộc vào từng dịch vụ cụ thể.
Tham số MRR giống như một sự đảm bảo về mặt tốc độ, trong khi tham số MSR là giới hạn lớn nhất của tốc độ, hai tham số này đơn vị đều là bps. Ví dụ nếu một nhà cung cấp dịch vụ cung cấp dịch vụ mới MRR là 1.544Mbps, họ có thể thiết lập MSR gấp đôi tốc độ đó và đảm bảo các gói tin được đảm bảo về độ trễ, jitter, độ ưu tiên như thỏa thuận. Nếu người dùng cố gắng truyền với tốc độ lớn hơn 1.544Mbps, nhà cung cấp dịch vụ vẫn sẽ cho phép truyền nhưng lớn nhất chỉ có thể là MSR, tức 3.088 Mbps. Điều này có nghĩa là có hai mức băng thông, mức MRR là mức mà nhà cung cấp phải đảm cho thuê bao. Còn mức MSR được gọi là mức best- effort, tức là nhà cung cấp vẫn sẽ cố gắng cung cấp cho thuê bao lượng băng thông lớn nhất có thể nằm trong khoảng từ MRR đến MSR. Điều này cũng sẽ liên quan tới việc lập kế hoạch quản lí băng thông, trong đó tổng số MRR trong mạng không được vượt quá khả năng của toàn mạng.