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MCS如何保障“关键任务通信”?

2023-03-04 17:19:18

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  公共安全、公用事业、轨道交通、铁路等行业关系到人民群众生命财产安全以及社会平稳运行。这些行业客户目前所依赖的是实时和可靠的专网通信,随着移动宽带LTE商业网络发展成熟和行业应用普及,他们更需要采用先进的关键通信技术来赋能日常和应急通信以确保高质量和高效率保障重大活动,灾难救援或业务操作等任务,也有利于加速行业数字化转型。

  MCS将为行业用户提供低时延、高可靠、高优先级的关键语音、视频、数据通信,即使在4G商业网络发生拥塞的情况下仍能提供高水平服务的能力。3GPP第一次为如此重要行业下设了SA6工作组来制定相关标准,以保证4G商业网络能够满足公共安全等行业最高的服务等级要求,其中最具代表性的是QPP特性,包括服务质量(Quality of Services,QoS)、优先级(Priority)和抢占(Preemption)。

  1、QoS服务质量是网络中管理数据流的可用带宽、延迟、抖动以及分组丢失的技术集合。当网络过载或拥塞时,QoS能够确保重要业务流量的正常传输。QoS使得运营商能够在资源有限的情况下,区分不同的业务和用户,对网络资源利用加以优化,最大程度提升每单位网络容量所创造的价值。

  2、Priority优先级是一种网络能力,它可以为语音和数据包设定更高的优先级值从而确保不会延误。公共安全、公用事业、轨道交通、铁路等行业用户的语音呼叫和数据信息对响应速度有严格的要求,必须确保关键时刻通信畅通。

  3、Preemption抢占是一种网络能力,可以允许公共安全部门或急救人员的高优先级流量,如商业流量。接管低优先级流量的数据资源。在危急情况下,低优先级流量将被转移到不同的频段上,或可能被暂时断开网络连接。

  例如我们可以把LTE宽带网络想象成空中的道路。资源总是有限的,在不能拓宽道路的情况下,只要存在抢夺资源的情况,就会出现服务质量的要求。

  当发生道路拥塞时,就需要设定一系列规则来进行道路管理,从而保证交通通畅,提升资源利用率。这些规则就相当于QoS服务质量机制。QoS可以给车辆类型做标识,比如特种特车(警车,救护车、消防车、抢险救灾等特种车辆)、公交大巴、社会个人车辆等,并给予特种特车优先行驶权。“给车辆做标识”就是给传输的网络业务数据进行分类并对每类业务做资源类型、优先级、时延、丢包率等质量要求标识,也就是QCI(Qos Class Identifier)。“给予优先权”也就是保证比特速率GBR(Guaranteed Bit Rate),这类对实时性要求较高的业务在网络资源紧张的情况下,相应的比特速率也能够保持。

  关键任务通信要求在需要的时刻优先获得服务以减小响应的延迟。因此MCS服务会分配GBR类型的QCI,从而被优先传送到服务质量高的高速公路上,而其余非GBR的商业流量则在低优先级的国道上。这就是Priority优先级机制。

  当高速公路也发生拥塞的情况下,也就是高优先队列也发生资源不足的情况下,特种特车有更高优先级,可以使用应急车道,抢占其他车道的优先权限。这就是Preemption抢占机制。

  服务质量、优先级和抢占是含义非常宽泛的概念,涵盖了大量的3GPP特性和功能。总体而言,MCS主要确保公共安全等行业用户在需要时可以优先访问宽带网络。QoS允许你管理可用的网络带宽,并确保重要的网络服务获得优先权。QoS保证MCS业务的最高优先级,并为关键任务语音MCPTT、关键任务视频MCVideo和关键任务数据MCData分配GBR的QCI,从而满足端到端时延和丢包要求,时刻保证关键语音和数据服务。