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上一篇講述了PDN連接的細節(jié)，包括APN和PDN Type的概念、PDN連接的定義、數(shù)量和相互關(guān)系，UE和PGW發(fā)送報文選擇PDN連接的根據(jù)。這一篇將深入到PDN連接的內(nèi)部，了解EPS承載和Qos的概念。

什么是EPS承載？

簡單的說，PDN連接是UE和APN（PGW）之間的隧道，而EPS承載（EPS Bearer）是包含在PDN連接中的更小的隧道。PDN連接的作用是實現(xiàn)IP連通性，在UE和APN之間傳送SDFs（Service Data Flow，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流），而EPS承載的作用是實現(xiàn)更精細化的QoS（Quality of Service）控制。具體的說，就是同一PDN連接中傳送的數(shù)據(jù)，EPS系統(tǒng)在轉(zhuǎn)發(fā)處理時會區(qū)別對待。同一PDN連接內(nèi)，不同EPS承載代表了不同的QoS，即不同的服務(wù)質(zhì)量。

3GPP TS 23.401：The Evolved Packet System providesconnectivity between a UE and a PLMN external packet data network. This isreferred to as PDN Connectivity Service.The IP PDN Connectivity Service supportsthe transport of traffic flow aggregate(s), consisting of one or more Service Data Flows (SDFs).

3GPP TS 23.401：An EPS bearer is the level of granularity for bearer level QoS control in the EPC/E-UTRAN. Thatis, all traffic mapped to the same EPSbearer receive the same bearer levelpacket forwarding treatment (e.g.scheduling policy, queue management policy, rate shaping policy, RLCconfiguration, etc.). Providing differentbearer level packet forwarding treatment requires separate EPS bearers.

PDN連接建立時同時建立1個EPS承載，稱為默認承載（Default Bearer）。默認承載生命周期和PDN連接相同，釋放默認承載就等同于釋放PDN連接。邏輯上，PDN連接包含了默認承載，但從某種意義來說，默認承載“幾乎”等同于PDN連接。PDN連接就像上帝，我們聽說過但沒見過，默認承載就像耶穌，是PDN連接的外在表現(xiàn)，是IP連通性的具體實現(xiàn)。PDN連接、默認承載和IP連通性就像是EPS中的三位一體（Holy Trinity）。

因而，PDN連接包含至少1個EPS承載，就是最先建立的默認承載。UE有多少個PDN連接就有多少個默認承載，PDN連接（基本上）相互獨立，默認承載也相互獨立。比如說，UE有cmnet和IMS兩個PDN連接，就有兩個默認承載，無論釋放cmnet還是IMS都不會影響到另一個PDN連接（及默認承載），理論上，互聯(lián)網(wǎng)和VoLTE是可以分開簽約和控制的。

同一PDN連接中，后續(xù)建立的EPS承載都稱為專用承載（Dedicated Bearer）。專用承載只能由EPC發(fā)起建立，可能有，也可能沒有，生命周期也沒有默認承載那么長。如果說UE有多個PDN連接像阿拉伯國家的“一夫多妻”，各個PDN連接地位平等，那么PDN連接有多個EPS承載就像舊社會的“一夫多妻”，各個EPS承載地位差別很大。

專用承載就像小老婆，可能有，也可能沒有，可以娶，也可以撒手，無論怎樣都不會改變UE的婚姻狀態(tài)（大老婆，默認承載存在PDN連接就存在）。不過話說回來，小老婆地位也許不牢靠，但有時可能更得寵一些，手頭比大老婆寬裕很多呢。（強調(diào)一下，比喻只是為了幫助大家理解，“一夫多妻”不符合社會主義核心價值觀哈）

3GPP TS 23.401：One EPS bearer is established when the UEconnects to a PDN, and that remains established throughout the lifetime of the PDN connection to provide the UEwith always-on IP connectivity tothat PDN. That bearer is referred to as the default bearer. Any additional EPS bearer that is established forthe same PDN connection is referred to as a dedicated bearer.

題外話：NB-IoT不支持專用承載，PGW通過請求中的RAT類型確保不會在NB-IoT中激活專用承載。從WB-EUTRA到NB-IoT的系統(tǒng)間互操作場景中，UE和MME會釋放所有非默認承載的EPS承載（non-default EPS Bearer，協(xié)議為什么不直接說是專用承載，我還沒琢磨出來）。另外，E-UTRAN對EPS承載是默認承載還是專用承載是無感知的。

UE可能有多個PDN連接，PDN連接又可能有多個EPS承載。網(wǎng)絡(luò)和UE需要一個標識對EPS承載進行區(qū)分，這個標識就是EBI（EPS Bearer Identity）。EBI是MME分配的，用于區(qū)分同一UE的多個EPS承載，不同UE的EBI可以重復(fù)。盡管EPS支持E-UTRAN以外的接入方式，但EBI只適用于E-UTRAN接入方式。

EBI是一個標識，取值大小沒有意義。EBI長度為4位，取值0~4目前保留，可用取值范圍為5~15。從MME的角度看，UE最多可有11個EPS承載。如果MME對UE的APN數(shù)量沒有限制，從MME的角度看，UE最多可有11個PDN連接，不過實際達不到，原因后面再補充。

EBI和APN之間，以及EBI和承載類型之間都沒有對應(yīng)關(guān)系，不能通過EBI識別EPS承載所屬的APN，或EPS承載是默認承載還是專用承載（經(jīng)常有同學(xué)這么做，這是非常不正確的）。EBI如何分配取決于MME設(shè)備廠家的具體實現(xiàn)，不過通常還是遵循“先來后到”的原則。

典型的場景是這樣的，UE先建立cmnet的PDN連接，再建立IMS的PDN連接，最后發(fā)起VoLTE語音通話，結(jié)果cmnet默認承載EBI=5，IMS默認承載（VoLTE信令）EBI=6，IMS專用承載（VoLTE語音）EBI=7 …… 這只是一種可能結(jié)果，MME喜歡倒著來、跳著來分配也是可以的，只要EBI不重復(fù)即可。

比較讓人抓狂的是，要識別專用承載所屬的APN，只看專用承載建立過程是不夠的—— PDN連接沒有自己的標識，信令只能指出專用承載關(guān)聯(lián)的默認承載的EBI（以表示關(guān)聯(lián)的PDN連接，Holy Trinity的再次呈現(xiàn)），以Linked EPS Bearer ID表示，簡稱LBI。只有找到默認承載所屬的APN，才知道專用承載所屬的APN。這會對信令分析增加一點小小的困難，但對網(wǎng)絡(luò)來說不是問題，網(wǎng)元都保存了PDN連接的上下文。

PDN連接和EPS承載是包含關(guān)系。PDN連接的屬性：APN、PDN Type、UE IP（PDN Address），對PDN連接包含的EPS承載來說是一樣的。比方說，如果PDN連接的APN是cmnet，PDN Type是IPv4類型，UE IP是192.168.0.1，無論在PDN連接的哪個EPS承載發(fā)送，都是和cmnet相關(guān)的，都是IPv4類型報文，UE IP都是192.168.0.1。

如何選擇在哪個EPS承載發(fā)送數(shù)據(jù)呢？

上一篇講到，如果UE有多個PDN連接，UE根據(jù)業(yè)務(wù)決定在哪個PDN連接（大隧道）發(fā)送數(shù)據(jù)，而PGW根據(jù)目的IP（即UE IP）決定。如果PDN連接有多個EPS承載，UE和PGW根據(jù)什么選擇在哪個EPS承載（小隧道）發(fā)送數(shù)據(jù)呢？答案是PF（Packet Filter）和TFT（Traffic Flow Template）。

顧名思義，PF就是分組過濾器，基本思路是：如果SDF匹配PF設(shè)定的條件，UE和PGW就通過PF對應(yīng)的EPS承載發(fā)送SDF。不過，如果1個PF對應(yīng)1個EPS承載，EPS承載可能不夠用，且QoS才是劃分承載的核心所在，協(xié)議最終設(shè)計是多個PF對應(yīng)1個EPS承載，這些PF組成的集合稱為TFT。

根據(jù)3GPP TS 23.060描述，PF包含以下條件中的一項或多項：Remote Address and Subnet Mask、ProtocolNumber (IPv4) / Next Header (IPv6)、Local Addressand Mask、Local Port Range、RemotePort Range、IPSec Security Parameter Index (SPI)、Type of Service (TOS) (IPv4) / Traffic class (IPv6) and Mask、Flow Label (IPv6)。Local表示UE一側(cè)，Remote表示PDN一側(cè)。部分組合不能共存，可用組合詳見協(xié)議描述。

每個專用承載都和1個TFT關(guān)聯(lián)。默認承載通常沒有關(guān)聯(lián)的TFT，協(xié)議也允許為默認承載分配TFT，但并不常見 —— 事實上我從沒見過。PGW創(chuàng)建TFT，并通過SGW、MME轉(zhuǎn)發(fā)給UE。TFT包含的上行PF構(gòu)成UL TFT，下行PF構(gòu)成DL TFT。在上行方向，UE根據(jù)UL TFT將SDFs映射進EPS承載；在下行方向，PGW根據(jù)DLTFT將SDFs映射進EPS承載。（TFT包含所有PF，且PGW只能以TFT為單位發(fā)送給UE，因而PGW實際上把上行PF和下行PF都發(fā)給了UE，但對UE有意義的只有上行PF）

3GPP TS 23.401：The EPS bearer trafficflow template (TFT) is the setof all packet filters associatedwith that EPS bearer. An UpLink TrafficFlow Template (UL TFT) is the set of uplink packet filters in a TFT. A DownLink Traffic Flow Template (DL TFT)is the set of downlink packet filters in a TFT. Every dedicated EPS bearer is associated with a TFT. A TFT may be also assigned to the default EPSbearer.

PF標識（Packet Filter Identifier）用于PGW創(chuàng)建和修改TFT時對PF進行區(qū)分。PF標識只在TFT內(nèi)有效，不同TFT的PF標識可以重復(fù)。不過，我們其實不用太關(guān)心PF標識，對將SDF映射進EPS承載過程而言，更重要的PF的另一個屬性，即PF優(yōu)先級（Packet Evaluation Precedence）。

同一PDN連接中，每個PF的優(yōu)先級是唯一的，PF優(yōu)先級取值越小優(yōu)先級越高。UE在所有TFT中找到優(yōu)先級最高的PF進行匹配，如果沒有匹配成功，則按照優(yōu)先級由高到底依次進行匹配，直到找到匹配成功的PF，將SDF映射進包含此PF的TFT對應(yīng)的EPS承載。如果所有PF都不匹配，則將SDF映射進沒有關(guān)聯(lián)UL TFT的EPS承載，如果所有EPS承載都有關(guān)聯(lián)UL TFT，則UE丟棄數(shù)據(jù)。

3GPP TS 23.401：If no match is found, the uplink datapacket shall be sent via the EPS bearer that has not been assigned any uplinkpacket filter. If all EPS bearers (including the default EPS bearer for thatPDN) have been assigned one or more uplink packet filters, the UE shall discardthe uplink data packet.

上述機制意味著，PDN連接中沒有關(guān)聯(lián)ULPF的EPS承載最多只能有1個，這個EPS承載自然就是默認承載了。前面提到，協(xié)議也允許給默認承載分配TFT，但通常不會這么做，原因是希望默認承載起到“兜底”的作用（好歹給條路走嘛），相當于關(guān)聯(lián)了過濾條件為any-to-any的PF。

關(guān)于EPS承載的小結(jié)。

EPS承載是包含在PDN連接中的更小的隧道。PDN連接包含1個默認承載和0個或多個專用承載。MME為EPS承載分配EBI，同一PDN連接中EBI不重復(fù)。每個專用承載關(guān)聯(lián)1個TFT，TFT包含1個或多個PF，UE按照PF優(yōu)先級依次匹配以將分組數(shù)據(jù)映射進EPS承載。

PDN連接的作用是實現(xiàn)IP連通性，而EPS承載的作用是實現(xiàn)更精細化的QoS控制。PDN連接的屬性對PDN連接包含的EPS承載來說是一樣的，我們關(guān)注EPS承載，主要是關(guān)注QoS的差異。我一直在提QoS，那么……

什么是QoS？

QoS即Quality of Service。顧名思義，QoS就是服務(wù)質(zhì)量。大家對服務(wù)質(zhì)量的概念很熟悉了，比如說坐飛機，有頭等艙、商務(wù)艙、高級經(jīng)濟艙、經(jīng)濟艙、貨艙（不是開玩笑，若干年前真的可以坐貨艙去拉薩），不同的艙位代表了不同的服務(wù)質(zhì)量，如果錢不是問題（問題是沒錢），都會傾向于選頭等艙吧？

頭等艙和經(jīng)濟艙有什么不同呢？我沒坐過頭等艙，有什么高級玩意就不知道了，對我來說，體會最深的大概是登機和下機。大家在登機口排過隊吧，比排隊更糟心的是坐擺渡車，比坐擺渡車更糟心的是等待下機…… anyway，坐飛機是挺消耗精力的事。頭等艙不一樣，從值機、安檢、登機到下機都有專門的通道，不止優(yōu)先放行，甚至還可以遲到，總有一些人喜歡姍姍來遲，大概在眾人注視下更能享受優(yōu)待的感覺吧。

人比人，氣死人?。?/span>

你說我不生氣，我是佛性青年，不就早點登機和下機嘛，坐的還是同一趟飛機，飛行速度是相同的，你到我也到了。正常情況是這樣，遇到特殊情況就不一樣了。如果航空公司超售，經(jīng)濟艙有些乘客可能就登不了機了，如果是美聯(lián)航的航班，沒準登機了也把你趕下去。頭等艙沒擔心過這種問題，即使改簽航空公司也會優(yōu)先處理。當然，如果真的是VIP中的戰(zhàn)斗機，也許早就坐著私人飛機跑了。

同樣的，EPS中QoS意味著對SDF的處理和轉(zhuǎn)發(fā)的差異。個人認為，QoS分為兩個層面理解，第一個層面是期望（理想），第二個層面是實現(xiàn)（現(xiàn)實）。說是一回事，做不做得到是另一回事，盡管EPS也會盡力去實現(xiàn)。這一篇我們主要關(guān)注期望的部分。

EPS用一系列參數(shù)來描述用戶期望，比如速率、時延和誤碼率的大小，期望能否實現(xiàn)則依賴于網(wǎng)絡(luò)的具體實現(xiàn)。就像航空公司承諾頭等艙可以多快完成登機，但需要值機柜臺（或貴賓廳）、安檢、登機口、擺渡車等環(huán)節(jié)的配合。在EPS里，這些環(huán)節(jié)就是UE、eNB、SGW和PGW等網(wǎng)元，以及不能忽視的承載網(wǎng)。

我們期望的QoS是端到端（End-to-End）的QoS，即UE到服務(wù)器之間的QoS，但EPS的QoS只能對EPS內(nèi)部負責，即UE到PGW之間的QoS。對于EPS網(wǎng)絡(luò)以外，EPS只能將期望通過DSCP（Differentiated Services Code Point，差分服務(wù)碼）表達，并期望PDN網(wǎng)絡(luò)按照DSCP進行處理。實際上，EPS內(nèi)部QoS都不一定能保證，QoS不僅要求EPS網(wǎng)元區(qū)別處理，還要映射到承載網(wǎng)絡(luò)的L3或L2層，從某種程度來說，QoS只能算是一種美好的愿望。

用戶對上網(wǎng)體驗的期望是什么呢？

首先是“快”。“快”有兩個維度，一個是速率高，別人下載視頻花了半天，你只花了半小時，這是速率比別人高；另一個是時延低，玩吃雞（Old School都玩CS）除了槍法要準，時延還得低，不然還沒開槍對手就跑沒影了（除非他是陳佩斯）。其次是“準”，即誤碼率低，銀行突然說你欠了30億（中等意思吧），然后又說小數(shù)點位置不對，一驚一乍的誰受得了。最后是“穩(wěn)”，你和“小甜甜”視頻聊天正在興頭上，網(wǎng)絡(luò)一會兒通一會兒斷，或者速率一會兒1G一會兒1K，都會嚴重影響情緒。

最理想的體驗，當然是又“快”，又“準”，又“穩(wěn)”?？墒乾F(xiàn)實沒有這么完美，當某方面體驗達到極致時，就會損害其他方面。比如說“快”和“準”就是矛盾的，降低誤碼率一般通過數(shù)據(jù)的確認和重發(fā)來實現(xiàn)，但額外占用資源會降低速率，確認重發(fā)機制會增加時延。因而，只能根據(jù)業(yè)務(wù)特點來選擇服務(wù)質(zhì)量的側(cè)重點。

3GPP TS 23.203根據(jù)不同期望組合將QoS劃分為多個類別（注意：不是級別），以QCI（Quality Class Identity）表示。由于業(yè)務(wù)類型不斷豐富（比如V2X和智能交通），協(xié)議后續(xù)版本中QCI數(shù)量也不斷增加，在R8中N=9，在R12中N=12，在R14中N=15，在R15中N=21。簡單起見，這里以R8版本為準。

3GPP TS 23.401：A QCIis a scalar that is used as areference to access node-specific parameters that control bearer level packetforwarding treatment (e.g. scheduling weights, admission thresholds, queuemanagement thresholds, link layer protocol configuration, etc.), and that havebeen pre-configured by the operator owning the access node (e.g. eNodeB). Aone-to-one mapping of standardized QCI values to standardized characteristicsis captured in TS 23.203 [6].

3GPP TS 23.003：Each Service Data Flow (SDF) is associated with one and onlyone QoS Class Identifier (QCI). For the same IP?CAN session multiple SDFs withthe same QCI and ARP can be treated as a single traffic aggregate which isreferred to as an SDF aggregate. AnSDF is a special case of an SDF aggregate. The QCI is scalar that is used as a reference to node specific parameters thatcontrol packet forwarding treatment (e.g. scheduling weights, admissionthresholds, queue management thresholds, link layer protocol configuration,etc.) and that have been pre-configured by the operator owning the node (e.g.eNodeB).

不同QCI適合不同業(yè)務(wù)。

比如VoLTE業(yè)務(wù)中，傳送IMS信令時低誤碼率很重要（打給小甜甜的電話錯轉(zhuǎn)給牛夫人就不好了），傳送IMS語音時低誤碼率就不這么重要了，IMS信令可用QCI=5的EPS承載，誤碼率預(yù)算為10e-6，IMS語音可用QCI=1的EPS承載，誤碼率預(yù)算為10e-2，遠高于10e-6。

實時游戲?qū)φ`碼率要求介于兩者之間，但對時延要求尤其高。如果運營商和游戲廠商合作，會為指定游戲用戶建立QCI=3的EPS承載，時延預(yù)算為50毫秒。至于普通的上網(wǎng)業(yè)務(wù)，給個最普通的QCI=9的EPS承載好了，畢竟所有人都是VIP就沒有VIP了 —— QoS控制就是要體現(xiàn)差異，且資源越稀缺差異越明顯。QoS控制不只是PDN連接內(nèi)部或UE內(nèi)部的PK，而是網(wǎng)絡(luò)中所有UE，所有EPS承載的PK。

根據(jù)是否保證速率，QCI 1~9又分為大兩類：GBR（Guaranteed Bit Rate）類型和Non-GBR類型。GBR即表示網(wǎng)絡(luò)會為EPS承載預(yù)留資源，以保證速率不低于指定速率。QCI 1~4為GBR類型，QCI 5~9為Non-GBR類型。默認承載只能是Non-GBR類型，專用承載可以是GBR類型或Non-GBR類型。（小老婆的優(yōu)勢）

3GPP TS 23.401：An EPS bearer is referred to as a GBR bearer if dedicated networkresources related to a Guaranteed BitRate (GBR) value that is associated with the EPS bearer are permanently allocated (e.g. by anadmission control function in the eNodeB) at bearer establishment / modification.Otherwise, an EPS bearer is referred to as a Non-GBR bearer. A dedicated bearer can either be a GBR or a Non-GBRbearer. A default bearer shall be a Non-GBR bearer.

通常來說，cmnet的默認承載QCI=5，IMS的默認承載QCI=9，都是Non-GBR類型；VoLTE業(yè)務(wù)中IMS語音使用的專用承載QCI=1，IMS視頻使用的專用承載QCI=2，都是GBR類型，因為需要穩(wěn)定的帶寬傳送IMS語音或IMS視頻數(shù)據(jù)。

表格中還有一列屬性叫Priority Level，即優(yōu)先級。Priority Level取值越小優(yōu)先級越高，意思大概等于“請領(lǐng)導(dǎo)先走”：當網(wǎng)絡(luò)資源不能滿足所有SDF的時延預(yù)算（PDB）時，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度應(yīng)首先滿足優(yōu)先級高的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，直到達到其保證速率（GBR）得到滿足。

3GPP TS 23.203：If the target set by the PDB can no longerbe met for one or more SDF aggregate(s) across all UEs that have sufficientradio channel quality then the QCI Priority level shall be used as follows: inthis case a scheduler shall meet the PDB of an SDF aggregate on QCI Prioritylevel N in preference to meeting the PDB of SDF aggregates on next QCI Prioritylevel greater than N, until the priority N SDF aggregate's GBR (in case of aGBR SDF aggregate) has been satisfied.

另一個重要的參數(shù)是ARP。

每一個EPS承載都有關(guān)聯(lián)的QCI和ARP。QCI ARP組合是PDN連接劃分EPS承載的依據(jù)，不同的QCI ARP組合應(yīng)對應(yīng)不同的EPS承載。換句話說，同一PDN連接中不同的EPS承載不能配置為相同的QCI ARP組合 —— 或更簡單一點，兩個EPS承載的QCI或ARP總有一個不同。

3GPP TS 23.401：Each EPS bearer (GBR and Non-GBR) isassociated with the following bearer level QoS parameters: QoS Class Identifier (QCI) and Allocationand Retention Priority (ARP).

ARP應(yīng)理解為Allocationand Retention Priority，其中Allocation表示“分配”，Retention表示“保留”，ARP就是SDF分配和保留資源的優(yōu)先級。資源充足時，ARP沒有太大意義，資源緊張時，ARP的作用就體現(xiàn)出來了。通俗的說，QCI影響的是登機、下機的先后順序，ARP影響的是能不能登機，或是登了機會不會被趕下飛機，甚至是途中會不會被扔出飛機。

ARP包含三部分：Priority Level、Pre-emption Capability和Pre-emption Vulnerability。ARP的Priority Level表示資源請求的優(yōu)先級，取值范圍為1~15，取值越小則優(yōu)先級越高。Pre-emption Capability和Pre-emptionVulnerability簡單來說就是“搶”與“被搶”的能力，取值可為0或1，分別表示“No”和“Yes”。

比如說，A的Pre-emption Capability是“Yes”（可以“搶”），B的Pre-emption Vulnerability是“Yes”（可以“被搶”），A的Priority Level取值小于B（即A優(yōu)先級高于B），則在資源不足時，A可以“搶占”B獲得的資源，B就是那個登了機又被扔下機的倒霉蛋。不過A是不知情的，B要怪就怪航空公司（網(wǎng)絡(luò)）這個勢利眼吧。

3GPP TS 23.203：The QoS parameter ARP contains information about the priority level, the pre-emptioncapability and the pre-emptionvulnerability. The priority level defines the relative importance of aresource request. This allows deciding whether a bearer establishment ormodification request can be accepted or needs to be rejected in case of resource limitations(typically used for admission control of GBR traffic). It can also be used todecide which existing bearers to pre-empt during resource limitations.

3GPP TS 23.203：The range of the ARPpriority level is 1 to 15 with 1 as the highest level of priority. The pre-emption capability informationdefines whether a service data flow can get resources that were alreadyassigned to another service data flow with a lower priority level. The pre-emption vulnerability informationdefines whether a service data flow can lose the resources assigned to it inorder to admit a service data flow with higher priority level. The pre-emptioncapability and the pre-emption vulnerability can be either set to 'yes' or'no'.

3GPP TS 23.401：The primary purpose of ARP is to decidewhether a bearer establishment / modification request can be accepted or needsto be rejected due to resource limitations (typically available radio capacityfor GBR bearers). The priority level information of the ARP is used for thisdecision to ensure that the request of the bearer with the higher prioritylevel is preferred. In addition, the ARP can be used (e.g. by the eNodeB) todecide which bearer(s) to drop during exceptional resource limitations (e.g. athandover). The pre-emption capability information of the ARP defines whether abearer with a lower ARP priority level should be dropped to free up therequired resources. The pre-emption vulnerability information of the ARPdefines whether a bearer is applicable for such dropping by a pre-emptioncapable bearer with a higher ARP priority value.

3GPP TS 23.401提供了一個ARP應(yīng)用場景：視頻通話中兩個EPS承載分別用于Video和Voice，可以配置Voice承載的ARP優(yōu)先級高于Video承載，當其他高優(yōu)先級業(yè)務(wù)需要資源時，eNB可根據(jù)ARP優(yōu)先級保留Voice承載，釋放Video承載，盡可能保持通話的連續(xù)性（人見不著，聲音還在）。由此可見，我們對待默認承載的ARP優(yōu)先級要謹慎一些，一旦不小心釋放了默認承載，保留專用承載也無從談起。

QCI和ARP從哪兒來？

如果乘客都搶著擠進頭等艙，大概就別想起飛了。同樣的，QoS不能由UE說了算，必須由網(wǎng)絡(luò)（航空公司）整體控制。不過，EPS網(wǎng)絡(luò)里山頭也挺多的，在QoS方面說的上話的有HSS、PGW、PCRF和MME，大家得坐下來，喝杯茶，吃個包，好好談一下才能確定最終QoS。關(guān)于QoS協(xié)商的細節(jié)，后續(xù)在PDN連接（默認承載）建立過程中再補充。

QCI和ARP對普通用戶來說虛無了一些，特別是，在資源充足時就更體現(xiàn)不出作用了。對普通用戶來說，最主要以及最直接的訴求還是速率。在EPS的QoS體系中，也有一系列QoS參數(shù)和速率相關(guān)，包括：GBR，MBR，APN-AMBR和UE-AMBR。

來點實在的！

GBR（Guaranteed Bit Rate）和MBR（Maximum Bit Rate）只和GBR類型承載相關(guān)，影響單個EPS承載（per Bearer）；APN-AMBR（per APN Aggregate Maximum Bit Rate）和UE-AMBR（per UE Aggregate Maximum Bit Rate）只和Non-GBR類型承載相關(guān)，影響一組EPS承載（per group of bearers）。

3GPP TS 23.401：The GBR and MBR denote bit rates of traffic per bearer while UE-AMBR/APN-AMBR denote bit rates of traffic per group of bearers. Each of those QoS parameters has an uplink anda downlink component. On S1_MME the values of the GBR, MBR, and AMBR refer tothe bit stream excluding the GTP-U/IP header overhead of the tunnel on S1_U.

每個GBR類型的EPS承載都有關(guān)聯(lián)的GBR和MBR。GBR表示可以期望EPS承載提供速率的下限，MBR則表示速率的上限（可通過RateShaping實現(xiàn)限速）。NB-IoT不支持專用承載，因而也不支持GBR類型承載（只有專用承載可以是GBR類型承載）。PGW通過請求中的RAT類型確保不會在NB-IoT中激活專用承載。

3GPP TS 23.401：Each GBR bearer is additionally associated with the followingbearer level QoS parameters: GuaranteedBit Rate (GBR) and Maximum Bit Rate(MBR). The GBR denotes the bit rate that can be expected to be provided by aGBR bearer. The MBR limits the bitrate that can be expected to be provided by a GBR bearer (e.g. excess trafficmay get discarded by a rate shaping function). GBR bearers are not supported byNB-IoT. The PDN GW uses the RAT Type to ensure that GBR bearers are not activewhen the UE is using NB-IoT.

對于1個UE，每個APN都有關(guān)聯(lián)的APN-AMBR。APN-AMBR是UE某個APN的，所有PDN連接的，Non-GBR類型承載的速率之和的上限。這里有兩個關(guān)鍵點：APN-AMBR只對Non-GBR類型承載產(chǎn)生作用，GBR類型承載不受影響；如果UE到某個APN有多個PDN連接，要把所有PDN連接的Non-GBR類型承載計入，協(xié)議在這里又強調(diào)了一遍：如果UE到某個APN如果有多個PDN連接，則必須使用同一個（物理）PGW。

3GPP TS 23.401：Each APN access, by a UE, is associated with the followingQoS parameter: per APN Aggregate MaximumBit Rate (APN-AMBR). The APN-AMBR limits the aggregate bit rate that can beexpected to be provided across all Non?GBR bearers and across all PDNconnections of the same APN (e.g. excess traffic may get discarded by a rateshaping function). Each of those Non?GBR bearers could potentially utilize theentire APN?AMBR, e.g. when the other Non?GBR bearers do not carry any traffic. GBR bearers are outside the scope of APN?AMBR.The P?GW enforces the APN?AMBR in downlink. Enforcement of APN?AMBR in uplinkis done in the UE and additionally in the P?GW.

如果把UE和APN之間的通道看成兩根水管（上行和下行），理論上，在哪個位置限流的效果是一樣的，但在入口處限流效率是最高的，這樣就不會浪費限流點之前的資源。實際上，由于APN-AMBR涉及多個PDN連接，也只能在PDN連接的兩頭限流，畢竟中間節(jié)點并不清楚這些PDN連接之間的關(guān)聯(lián)。

因而，APN-AMBR下行方向應(yīng)在PGW限流，上行方向應(yīng)在UE限流。不過，上行只交給UE多少有點不放心，萬一UE不自覺呢？因而EPC還是要提防一下，PGW也盯著上行方向，即使UE沒有按照APN-AMBR要求來也可以控制住。

比APN-AMBR更進一步的是UE-AMBR，每個注冊態(tài)（EMM-REGISTERED）的UE都有關(guān)聯(lián)的UE-AMBR。UE-AMBR是UE所有APN的，所有PDN連接的，Non-GBR類型承載的速率之和的上限。同樣的，GBR類型承載不受UE-AMBR影響。

和APN-AMBR不同，UE如果和多個APN建立PDN連接，這些APN可能不在同一個物理PGW上。這些PDN連接的一端是同一個UE，但另一端不一定是同一個PGW，顯然無法在PGW上實現(xiàn)UE-AMBR限流。和APN-AMBR相同的是，UE-AMBR也不能都交給UE，只能在路徑中選擇其他共用節(jié)點來實現(xiàn)，協(xié)議最終選擇了eNB（4G基站）。

3GPP TS 23.401：Each UE in state EMM-REGISTERED is associated with thefollowing bearer aggregate level QoS parameter: per UE Aggregate Maximum Bit Rate (UE-AMBR). The UE?AMBR is limitedby a subscription parameter stored in the HSS. The MME shall set the UE?AMBR tothe sum of the APN?AMBR of all active APNs up to the value of the subscribed UE?AMBR.The UE?AMBR limits the aggregate bit rate that can be expected to be providedacross all Non?GBR bearers of a UE (e.g. excess traffic may get discarded by arate shaping function). Each of those Non?GBR bearers could potentially utilizethe entire UE?AMBR, e.g. when the other Non?GBR bearers do not carry anytraffic. GBR bearers are outside the scope of UE AMBR. The E?UTRAN enforces theUE?AMBR in uplink and downlink except for PDN connections using the ControlPlane CIoT EPS Optimisation.

關(guān)于QoS的小結(jié)。

QoS即Quality of Service。將PDN連接劃分為粒度更小的EPS承載，是為了更精細化的QoS控制。EPS包含一系列QoS參數(shù)，包括：QCI、ARP、GBR、MBR、APN-AMBR和UE-AMBR。QCI影響數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)先級，ARP影響資源分配和保留的優(yōu)先級，QCI ARP組合是劃分EPS承載的依據(jù)。GBR、MBR、APN-AMBR、UE-AMBR影響一個EPS承載或一組EPS承載的速率。

R8版本中定義了9個QCI（Quality Class Identity），不同QCI代表不同服務(wù)類別。QCI1~4屬于GBR類型，QCI 5~9屬于Non-GBR類型。專用承載可以是GBR類型或Non-GBR類型，默認承載只能是Non-GBR類型。以中國移動為例：cmnet默認承載QCI=9；IMS默認承載QCI=5，用于傳送IMS信令，IMS專用承載QCI=1和2，分別用于傳送IMS語音和視頻。

ARP（Allocation and Retention Priority）表示分配資源和保留資源的優(yōu)先級，包含三部分：Priority Level、Pre-emption Capability和Pre-emption Vulnerability。當A的Pre-emption Capability和B的Pre-emption Vulnerability均為“Yes”，且A的PriorityLevel高于B時，網(wǎng)絡(luò)可將B已經(jīng)獲得的資源分配給A。

GBR（Guaranteed Bit Rate）和MBR（Maximum Bit Rate）指定了一個GBR類型承載的速率下限和上限；APN-AMBR（per APN Aggregate Bit Rate）指定了一組UE到某個APN的，所有PDN連接的，所有Non-GBR類型承載的速率之和的上限；UE-AMBR（per UE Aggregate Bit Rate）指定了一組UE到所有APN的，所有PDN連接的，所有Non-GBR類型承載的速率之和的上限。EPS在PGW和UE實現(xiàn)APN-AMBR限流，在eNB實現(xiàn)UE-AMBR限流。

這一篇講述了EPS承載和Qos的概念，包括EPS承載的類型和關(guān)系，PF和TFT的作用，QCI、ARP、GBR、MBR、APN-AMBR和UE-AMBR的作用。下一篇將講述更多EPS承載的細節(jié)，包括EPS承載的構(gòu)成和GTP-U的應(yīng)用。