在NWG所制定的規範中，並不包含如何將QoS參數應用到核心網路中，因為目前有太多的有線網路QoS管理機制，系統商可以任意選用喜歡的機制達成管理及 實作的目的。另一方面，在NWG 1.0的文件中，並不會對動態模式進行規範，也不會針對SFA-PF的介面進行定義。
NWG定義的QoS網路架構的功能元件，從使用者註冊、認證、設定檔的取得，到換手程序、使用者離開，所有參與在其中的功能元件都表示在其中(圖1)，以下將針對各部分原件進行介紹。
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| 資料來源：資策會 圖1 QoS功能元件架構 |
| 服 務流授權(Service Flow Authorization, SFA)是一個位於ASN-GW上的元件，主要的任務為根據使用者的身分向AAA伺服器要求相關的QoS設定檔，配合自身的本機政策資料庫(Local Policy Database)，根據這些設定檔來進行服務流的管理。SFA有兩種，一種是Anchor SFA，另一種是Serving SFA。在一個存取網路服務(ASN)中，對任一MS都只存在一個Anchor SFA，而Anchor SFA主要是在負責進行上述所說的服務流管理任務。至於Serving SFA則是直接跟MS進行溝通的媒介，它會將Anchor SFA所決定的服務流訊息傳到MS的SFM上。當然，Anchor SFA和Serving SFA可位於同一台ASN-GW上。 |
| 服 務流管理(Service Flow Management, SFM)是一個位於BS上的原件，負責建立、修改、刪除IEEE802.16e的服務流，它還包含了Admission Control的功能，負責檢查底層的無線資源，檢查服務流是否能按所需的QoS參數建立。 |
| 政策功能(Policy Function, PF)主要包含一個政策資料庫，負責和AAA伺服器以及AF溝通，提供相關的政策。 |
| 應用功能(Application Function, AF)主要是應用層的介面，根據應用層的特性來觸發PF，進而建立符合需求的服務流。 |
| AAA認證、授權與計費(Authentication Authorization Accounting, AAA)伺服器負責存放每個使用者的QoS設定檔，及所關連的Policy規範，所儲存的資訊通常由SFA透過認證授權程序加以存取，或直接提供給PF。 |
在這裡要特別注意的是，目前在NWG Release 1.0所制定的文件中，服務流的管理流程並沒有涵蓋所有的功能原件，有一些功能原件的介面也沒有加以限定，所以很多介面及流程部分還須要被擴充。
DP Fn通道負責資料傳輸
資料通道(Data Path)的目的在於描述NWG所定義ASN下的資料通道功能(Data Path Function)，簡稱DP Fn，其作用與角色為負責兩個通訊端點之間的資料傳輸通道，資料傳輸及通道的建置管理工作。以NWG ASN的規畫而言，DP Fn除了必須相容於NWG QoS架構，其實作之基礎必須與換手(Handover)控制機制間保持獨立關係，亦即換手雖然須DP Fn的協同合作始能完成，但DP Fn與換手控制機制彼此卻不能相互干涉。
此外，DP Fn須肩負提供群播(Multi-cast)與廣播(Broadcast)的功能，支援封包順序性，盡可能降低換手過程中所造成的延遲等功能。以NWG ASN的定義而言，DP建置的位置包括：(1)基地台間，(2)閘道器間，(3)ASN閘道器與基地台間。
若單純以ASN Anchored Mobility的角度設計，DP Fn的角色可視為ASN–GW與BS間負責資料傳輸通道的建置、管理及資料傳輸等工作。每一個DP Fn都須與另一個DP Fn協同配搭，負責資料傳輸通道的建置、管理及資料傳輸等工作。DP Fns可分成兩個種類：
| DP Fn是架構於乙太網路(Ethernet)或MPLS網路上一種典型通用的Layer 3穿隧(Tunnel)技術，如IP-in-IP、GRE均屬此類。其承載資料(Payload)是IP Datagram或Ethernet封包，種類一的DP Fn在傳輸資料的應用上亦可支援表頭壓縮(Header Compression)、順序性傳遞(Sequenced Delivery)等的情況。 |
| 種 類二的DP Fn使用的穿隧技術與種類一DP Fn相同，相異點在於種類二DP Fn的承載資料內容，包括802.16e MAC SDU(Service Data Unit)之類的L2封包或部分802.16e MAC SDU封包額外附加Target BS的CID資訊、ARQ(Automatic Retrans- mission Request)參數等。 |
Data Path扮演的三種角色
DP Fn在換手過程及初始實體被建置時，可進一步扮演成三種不同的角色(圖2)。
| 當MS 進行換手時，Anchor DP Fn主要負責匯集換手時所經的資料傳輸路徑。Anchor DP Fn被設計成使用Type1或Type2的DP Fn，將所接收的封包資料轉送至Serving DP Fn，此功能或許包含預備緩衝區來儲存一些在換手過程中，從網路上來的封包資料並維護與MS相關的狀態資訊。 |
| Serving BS，顧名思義為對MS提供直接服務的BS。Serving DP Fn架構於一個Serving BS下，直接與BS的PHY/MAC層的功能相結合，使用Type1或Type2的DP Fn與Anchor DP Fn作溝通，負責對MS提供所有信息接收或傳送的任務。 |
| 當MS 決定好換手後的目的地，此目的地即稱為Target BS。Target DP Fn 架構於一個Target BS下與Anchor DP Fn作溝通，預備好一個新的DP，等換手完成後取代現有的DP。當MS成功換手後，Target DP Fn即變成新的Serving DP Fn。 |
| 此類DP Fn位於Serving、Target及Anchor DP Fn間，負責中繼傳遞資訊的功能。 |
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| 資料來源：資策會 圖2 ASN Mobility Functions概覽 |
根據上述DP Fn不同的角色，在不同的DP Fn間資料傳遞還有上行、下行之分，這些上、下行資料流量可分為三種不同聚集(Aggregation)種類，如圖3所表示。
| 針對客戶端所使用不同服務分成不同的服務流(Service Flow)，將每個不同的服務流來給予特定的轉送，這是最小的資料流單位。 |
| 依每一客戶端所使用所有服務資料流量，匯集成一叢集資料流。 |
| 屬於同一個BS下所有客戶端的資料流匯集成的叢集資料流，屬此分類。這是最大型的資料流單位。 |
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| 資料來源：資策會 圖3 Data Path的叢集類型 |
每個DP Fn識別操作分類的方法可依一些分類的準則，如MS MAC位址來識別之。不同種類的DP Fn可能用不同的參數來識別各種資料流，如Type 2的DP Fn會使用L2封包中MAC位址或CID等資訊。
根據之前所提及的資料路徑的協定及相關管理機制，接著將實際來看資料傳輸時的封裝形式，包含資料在R1和R6上傳輸的真實封包及所發生問題。
關於R1連線的部分。IEEE 802.16e中定義了幾種不同的收斂子層(Convergence Sublayer, CS)，如IP-CS及IPoEth-CS等。這些CS的目的在於將MS的一些訊息帶到BS，不同的CS所帶的資訊也不一樣。當然由ASN進入CSN所須 進行的處理也不相同，最常見的兩種CS類型包含了IP-CS(圖4)和IPoEth-CS(圖5)。
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| 資料來源：NWG Release 1.0 圖4 IP-CS架構 |
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| 資料來源：NWG Release 1.0 圖5 IPoEth-CS架構 |
與IP-CS比較起來，IPoEth-CS多帶了乙太網路的相關資訊，這樣的最大好處是可以套用現有的乙太網路架構，不過在ASN裡面必須要實作原本乙太 網路所要負擔的功能，如Bridge等。對MS來說，在同一個ASN底下可以視作在同一個LAN底下，也可以應用VLAN的技術。ASN Bridge的連線模型如圖6所示。
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| 資料來源：NWG Release 1.0 圖6 ASN Bridge架構 |
GRE封包的詳細資訊，包含了IP檔頭以及GRE檔頭(圖7)，GRE Key的欄位將會用來填DP ID，而ASN-GW和BS就可利用此欄位得到DP ID，進一步得知資料路徑的相關資訊。
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| 資料來源：NWG Release 1.0 圖7 GRE檔頭 |
在NWG系統架構所論述的Context Function機制分類成Context-Server、Context-Client與Relaying Context Function三個單元互相合作執行。
| 此功能主要是儲存大部分MS的更新Session Context資訊。 |
| 此 功能主要是與擁有802.16實體鏈結(Physical Link)的功能實體(Functional Entity)做溝通連結。Context-Client收到在Handoff程序期間的Session Context資訊後儲存在Context-Server。 |
| 此 功能主要轉送Context-Server與Context-Client之間的資訊。特定的MS相關訊息傳送可以被下列情況所觸發：當Context移 動至新的實體，通知網路上相關MS的Idle/Sleep模式行為，通知網路上一個特定MS的起始網路進入(Initial Network Entry)。 由於內部NAP的移動(Intra-NAP Mobility)，MS相關的網路資訊(Context)須要被傳送或是更新。在Context Function中MS特定Context資訊在進行換手動作時須要被更新。 Context Function角色屬於被動的功能，等著被其他需要Context的功能所驅動並發出Context需求給Context-Server， Context-Server發出Context-Report給Context-Client完成整個傳送流程。 |
MS換手促成ASN移動管理
ASN移動管理(ASN Anchored Mobility)指的是MS移動的範圍，不須經過MIP的Care of Address更新，便能完成移動的能力。透過換手支援能力，包含由MS發起的換手動作，由後端網路實體所發起的換手動作，以及FBSS和MDHO。
換手角色功能分類，可分為服務換手功能、轉送換手功能與目標換手功能。
| 服務換手功能(Serving HO Function)負責控制全部換手的決策，及有關換手的通知動作。包含經轉送換手功能後，通知目標換手功能準備換手動作，及將預備換手的結果通知MS。 |
| 轉送換手功能(Relaying HO Function)負責轉送服務換手功能和目標換手功能之間的訊息，也可修改換手的決策或換手訊息的內容。 |
| 目標換手功能(Target HO Function)由服務換手功能所選擇的換手目標，在未來MS可能會移動進來。 |
從QoS的觀點來看，換手可分為兩類：控制型(Controlled)和非控制型(Uncontrolled)。若發生以下情況，可以稱為是控制型的換手。
Context與Handover的互動，將構成換手可觸發Context Client發出請求的事件，共分為以下幾點：
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| 資料來源：NWG Release 1.0 圖8 換手基本流程 |
Target HO Function在收到HO Request後，會回覆HO Response給Serving HO Function。在此訊息流程中，可允許多個Target HO Function同時進行。Serving HO Function可以和Target HO Function直接作訊息溝通，或者是可藉由多個Relay HO Function來轉送訊息。
從Serving HO Function傳送過來的HO Request可包含多個Target HO Function此時Relay HO Function可個別的送個HO Request給每個Target HO Function，並收集所有的HO Response後，再將其結果送至原來的Serving HO Function。
在這些換手的流程中，又可以分成準備和執行這兩個階段。準備階段主要的目的是提前作好換手的準備工作，及協助換手流程選擇較好的Target BS。並且可預先建立資料Tunnel路徑，以便在換手後，資料能立即轉送至Target BS，減少不必要的延遲時間和資料流失。在準備之後，馬上進入執行階段，MS在確定好所要移動的Target BS之後，Serving BS便會通知Target BS建立好所需的連線。而在確認MS已成功進入Target BS之後，則會取消ASN-GW和舊Serving BS之間的路徑，及釋放在Serving BS上MS相關的連線資料。
WiMAX應用前景看好
WiMAX網路技術規範Release1.0版於2007年3月正式發布，重點放在R2、R3、R4和R6介面的說明，當介面開放時各家廠商將會投入研發 能量，目標則是將產品接入WiMAX產業鏈中。因R2/R3/R4介面實將作於IP核心網路的設備，所以目前電信業者為了與已存在設備相容，架設 WiMAX核心網路時會優先使用較大廠商所提供設備，如北電(Nortel)、諾基亞(Nokia)和摩托羅拉(Motorola)等廠商，而規模較小的 廠商可能就以R6介面為切入點，製作BS與各大廠的ASN-GW相接，擴展WiMAX BS市場。
Release1.5版的網路架構需求由WiMAX論壇需求工作組(SPWG)負責，與Release1.0相較，新增對IMS、多媒體廣播服務 (Multicasting Broadcasting Service, MCBCS)、虛擬區域網路(Virtual Local Area Network)、定位服務(Location Based Service)與網路語音服務(Voice over IP)的規範，其中MCBCS在未來的應用中是被看好的，可以應用在網路電視服務(IPTV)。藉著ASN中能夠有互通的介面，預期WiMAX設備將朝相 互相容的趨勢邁進，介面開放使得更多的廠商投入開發，而電信商可以較低成本布建WiMAX網路，消費者則以便宜價格取得WiMAX服務，達成無所不在的網 路世界。
(本文作者任職於資策會)
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