解决方案 QoS 架构和设计

流量

测试网络包括以下类型的流量：

• O-RU 到 O-DU 流量之间的第 2 层 eCPRI - 5G 前传
• 第 3 层 IP 数据包在 5G O-DU 和 CU/EPC 之间流动 – 5G 中距离和回传
• 4G CSR 和 EPC 之间的第 3 层 IP 数据包流 （SAG） – 4G L3-MBH
• CSR （AN） 到 EPC （SAG） 之间的第 2 层流量 – 4G L2-MBH
• 第 2 层 Midhaul 流模拟其他连接分段 - 4G Midhaul 和回传

分段路由

分段路由 MPLS 用作底层技术，跨越多个 ISIS 域和 AS 间连接。接入节点放置在 ISIS L1 域内，与 L1/L2 HSR 节点建立邻接。L2 域从聚合延伸到网络的核心网段。为了实现无缝的 SR-MPLS 连接，在边界节点上启用了 BGP 标记单播 （BGP-LU）。

路由反射器

为了应对不断扩大的网络规模并促进网络的持续增长，CR1 和 CR2 使用了两组路由反射器，主要服务于向西的高铁 （AG1） 客户。AG1.1/AG1.2 专门充当接入前传网段的冗余路由反射器。通过服务聚合网关路由器 （SAG） 和 HSR （AG1） 之间的多协议 BGP 对等互连，支持 AS 间选项 B 解决方案。

叠加服务

叠加服务利用不同的 VLAN 操作组合，如 表 3 所示。这些操作将应用于此 JVD 中定义的每种第 2 层服务类型，包括 EVPN、L2Circuit、VPLS 和 L2VPN。从 Junos OS 演化版 22.3R1 开始，支持 L2Circuit 和 L2VPN 服务的流感知传输伪线标签 （FAT-PW），并包含在此 JVD 中。为 EVPN 前传和 VPLS MBH 服务启用了具有性能监控功能的以太网 OAM，确保对网络性能的有效监控。此外，L3VPN 服务还整合了 IPv6 隧道，以验证 6vPE 功能。

5G QoS 标识符 （5QI） 型号

在 4G LTE 网络中，QoS 模型基于承载。承载表示用户设备 （UE） 与网络之间的逻辑连接，每个承载都与特定的 QoS 类标识符 （QCI） 相关联。QCI 确定该承载内流量的特征和优先级。4G LTE QCI 模型侧重于根据预定义的 QCI 值提供不同级别的服务，这些值经过标准化并映射到特定的 QoS 参数，例如数据包延迟、数据包丢失和吞吐量。

相比之下，5G网络则采用QoS标识符 （5QI） 概念，引入基于流的QoS模型。在此模型中，QoS 与网络内的单个数据流相关联。流表示 UE 与网络之间的特定通信路径或数据流。系统会为每个流量分配一个唯一的 5QI 值，用于指示该流量所需的 QoS 参数，例如延迟、可靠性和吞吐量。

与基于承载的 5G LTE QCI 模型相比，基于流的 4G QoS 模型提供了更精细的控制和灵活性。5G 不是将单个 QoS 值分配给整个承载，而是允许同一承载内的不同流量具有自己单独的 QoS 要求。这可以实现更精细的 QoS 管理，允许不同的应用程序和服务根据其具体需求得到量身定制的处理。它还使网络能够针对各个流量动态调整 QoS 参数，从而优化资源分配并提供更好的用户体验。

从 4G LTE QCI 模型过渡到 5G QoS 标识符 （5QI） 模型时，我们定义和处理流量的方式有一些相似之处。但是，在 5G 中，我们专门为需要极低延迟和高带宽的流量引入了新的类别。这对于 5G 前传网段中 O-RU 和 O-DU 之间的用户和控制流量流至关重要。

5G 包含多个新的延迟关键型保证比特率 （GBR） 流量类别。在 5G 前传网段中，基于 eCPRI 的流量定义用户并控制 O-RU 和 O-DU 之间的流量流。这些流量特性需要高带宽和极低的延迟。接入拓扑中的所有设备都必须为此流量类型分配最高优先级。这意味着服务提供商可能需要重新思考其现有的服务等级设计，其中优先级最高的队列通常保留用于语音或视频流量。

O-RAN 5QI/QCI 示例性分组模型，如 图 2 所示，在 O-RAN [O-RAN.工作组9.XPSAAS-v02.00]，根据延迟预算将常见的 QCI 和 5CI QoS 流特性分为四个示例组。

QoS 架构因移动运营商而异。本 JVD 不认可将任何特定设计作为推荐方法。

其主要目标是，在 5G xHaul 网络中跨服务处理关键流量和非关键流量流方面，研究可预测的行为。QoS 的实现应表现出确定性功能。传输架构必须能够证明能够支持现有和新兴移动应用的适应，在保证流量优先级的同时保持延迟预算完整性。

如需详细了解此验证所考虑的特定延迟和延迟预算，请联系您的瞻博网络代表。

O-RAN/3GPP 提出了两种常见的 QoS 配置文件来满足传输网络要求。在配置文件 A（图 3）中，定义了一个优先级队列来处理 PTP 和 eCPRI 等超低延迟流量。此队列先于所有其他队列提供服务。然后，优先级较低的队列作为加权公平队列 （WFQ） 轮询机制提供服务。

配置文件 B 模型使用队列优先级的层次结构：高、中和低。这些优先级队列支持抢占，以尽量减少数据包延迟变化 （PDV），并优先处理需要低延迟的关键流量。具体而言，为 eCPRI 流量分配的队列需要能够中断或优先于其他队列。

ACX 城域网路由器支持多个严格高优先级 （SH） 或低优先级队列。严格高队列以轮询机制提供服务，无法抢占其他优先级队列。为此 JVD 选择配置文件 A，为 RU 和 DU 之间的超低延迟保留严格高队列。

服务等级构建块

服务质量 （QoS） 决定流量的转发、存储或丢弃方式以及管理和避免拥塞的机制，其中包括基本构建基块：

• 分类
• 调度和队列
• 重写
• 整形和速率限制

运营商之间的 QoS 模型因独特的流量配置文件和特征而异。对于解决方案架构，基于伪客户创建真实的 CoS 模型，如 表 1 所示。有关此 JVD 中使用的 CoS 模型的更多详细信息，请联系您的瞻博网络代表。

表 1：经过验证的调度配置文件

转发类	调度参数				分类和重写				流量配置文件
	队列	队列优先级	传输速率	缓冲区大小	802.1p	DSCP	MPLS EXP	丢包优先级	资源类型	流量类型	QCI/5CI 映射
业务	5	低	20%	20%	4	CS4， AF4x	4	低	GBR	有保证的 U 型平面商务对话式实时游戏/视频	QCI1-4,6 QCI65-67
网络控制	4	低	5%	2%	7 6	CS7 CS6	7 6	低	GBR	协议、计时	QCI82-90
实时	2	严格高	40% 成型	30%	5	CS5 EF	5	低	延迟关键型 GBR	eCPRI	CPRI QCI82-90
信令和 OAM	3	低	5%	2%	3	CS3， AF3x	3	低	非 GBR	信令和 OAM	QCI5
中等	1	低	20%	20%	2	CS2， AF2x	2	高	非 GBR	流媒体互动	QCI4、6-8
尽力服务	0	低	余数	余数	1 0	CS1， AF1x RF	1 0	低 高	非 GBR	背景	QCI9

解决方案架构包括两种入口分类样式：固定分类和行为聚合分类。固定分类是基于上下文的，到达特定接口的所有流量都映射到一个转发类中。 行为聚合是基于数据包的，其中流量已使用第 3 层 DSCP、第 2 层 802.1Q 优先代码点 （PCP） 或 MPLS EXP 预先标记。

O-RAN/3GPP 建议每个接口最少有 6 个队列，最多有 8 个队列。此解决方案架构中的所有平台都支持八个队列。六个队列和相关的转发类用于满足流量方案要求。在支持配置文件 A 时，仅使用一个严格高队列，该队列经过整形 （PIR） 以防止低优先级队列耗尽。所有其他队列配置为低优先级，并根据指定的传输速率作为加权公平队列 （WFQ） 轮询机制提供服务。

在出口处，DSCP、802.1p 或 EXP 代码点和丢失优先级 （PLP） 将根据分配的转发类和重写规则指令重写。默认情况下，ACX 城域网路由器支持重写外部标记。通常，提供商需要保留内部 （C-TAG） 802.1p 位并透明传输，不得进行任何更改或修改。

服务分拆

作为最佳实践，超低延迟服务 （eCPRI） 会获得最高优先级。MBH 应用的处理方法各不相同。解决方案架构使用按服务类型分组的优先级映射。请参阅 表 2。

表 2：服务定义

服务	流量类型	转发类	分类器类型	优先级
EVPN-VPWS	延迟关键型 GBR （eCPRI）	实时	固定	严格高
L2 电路	非 GBR 批发用户平面	尽力服务	固定	低
L2VPN	4G/5G 中型用户平面	尽力而为/中等	行为聚合	低
BGP-VPLS	非 GBR/GBR 用户平面	尽力服务/业务	行为聚合	低
L3VPN	C/M/U 平面 GBR/非 GBR	BE/MED/SIG-OAM/业务	行为聚合	低

VLAN 运维

与上一代 ACX 路由器相比，ACX7000 系列支持一套更全面的 VLAN 操作。此 JVD 不包括所有可能的操作，但验证了跨 L2Circuit、L2VPN 和 EVPN 服务的 60 个 VLAN 组合。

测试方案包括以下 VLAN 操作：

• 无标记 （UT）/本机 VLAN
• 单标签 （ST） 操作（弹出、交换、推送）
• 双标记 （DT） 操作（交换-交换、弹出-交换/交换-推送、弹出/推送-推送、交换-推送/弹出-交换）
• 重写 PCP 位
• PCP 位的保存
• PCP 位和光纤通道映射的分类

表 3 显示了我们针对 EVPN-VPWS、L2Circuit 和 L2VPN 服务验证的 VLAN 操作。请联系您的瞻博网络代表，全面了解我们验证的 VLAN 运维，包括每个运维的配置。

表 3：经过验证的 VLAN 操作

VLAN 类型	外部标记	内部标记	输入操作	输出操作	分类	重写
双	101	2201	无	无	固定	EXP 重写
双	102	2202	流行音乐	推送	固定	EXP 重写
双	103	2203	交换	交换	固定	EXP 重写
双	104	2204	交换-交换	交换-交换	固定	EXP 重写
双	105	2205	弹出-交换	交换-推送	固定	EXP 重写
双	106	2206	啪	一推-推	固定	EXP 重写
单个	107	--	推送	流行音乐	固定	EXP 重写
单个	108	--	交换	交换	固定	EXP 重写
单个	109	--	流行音乐	推送	固定	EXP 重写
单个	110	--	交换-推送	弹出-交换	固定	EXP 重写
双	101	2201	无	无	BA（到期）	802.1p 重写
双	102	2202	流行音乐	推送	BA（到期）	802.1p 重写
双	103	2203	交换	交换	BA（到期）	802.1p 重写
双	104	2204	交换-交换	交换-交换	BA（到期）	802.1p 重写
双	105	2205	弹出-交换	交换-推送	BA（到期）	802.1p 重写
双	106	2206	啪	一推-推	BA（到期）	802.1p 重写
单个	107	--	推送	流行音乐	BA（到期）	802.1p 重写
单个	108	--	交换	交换	BA（到期）	802.1p 重写
单个	109	--	流行音乐	推送	BA（到期）	802.1p 重写
单个	110	--	交换-推送	弹出-交换	BA（到期）	802.1p 重写

O-RAN 和 eCPRI 仿真

O-RAN 和 eCPRI 测试场景包括仿真 O-DU 和远程无线电单元 （RRU） 的几种功能排列。我们采取了创新措施，不仅要验证性能，还要验证 5G eCPRI 通信、U-Plane 消息类型行为和 O-RAN 一致性的保证。这些举措可确保特色 DUT 正确、一致地传输这些关键 5G 服务。

结果在多个拓扑结构中进一步演变，以捕捉非拥塞和拥塞场景下的一系列 DUT 性能特征。请注意，这部分验证未集成到回归循环中，也未在本 JVD 中报告。如果您对 eCPRI 仿真测试系列的测试方法和结果的详细信息感兴趣，请联系您的瞻博网络代表。

以下是 ORAN 和 eCPRI 测试方案的摘要：

• eCPRI O-RAN 仿真：利用标准 IQ 示例文件生成流。
• O-RAN 一致性：分析消息是否符合 O-RAN 规格。
• 精心设计的 eCPRI O-RAN：生成可变 eCPRI 有效负载，用于比较延迟性能。
• eCPRI 服务验证：模拟用户平面消息，进行功能和完整性分析。
• eCPRI 远程内存访问（类型 4）：从相对 eCPRI 节点上的特定内存地址执行读写，并验证预期的成功/失败条件。
• eCPRI 延迟测量消息（类型 5）：估计两个 eCPRI 端口之间的单向延迟。
• eCPRI 远程重置消息（类型 6）：一个 eCPRI 节点请求重置另一个节点。验证预期的发送方/接收方操作。
• eCPRI 事件指示消息（类型 7）：协议的任一端向另一端指示已发生事件。事件要么是引发或停止的故障，要么是通知。验证确认按预期引发的事件。

请联系您的瞻博网络代表，了解全面的测试结果。