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運營商智能管道及其解決之道

2011/09/21

　　在通信產業(yè)鏈中，以語音業(yè)務為主要收入來源的電信運營商曾經是活得最滋潤的。但近年來，隨著互聯網業(yè)務飛速發(fā)展，新興的數據業(yè)務在消費者的信息通信行為中所占比例越來越大，單用戶的ARPU值卻徘徊甚至下滑。同時，以谷歌、騰訊、蘋果為代表的服務和終端提供商卻在幾乎沒有對網絡帶寬進行投資的情況下，穿透運營商網絡為用戶提供了豐富多彩的業(yè)務，并從中分流了大量的利潤。

　　因此，運營商面臨網絡帶寬不斷增加、并不斷投資建設網絡的壓力，另一方面卻眼看著豐厚的利潤被產業(yè)鏈新興的崛起者輕易賺走。網絡流量飛速上升，市場回報卻上升緩慢甚至開始降低，（流）量收（入）差的擴大形成了目前電信運營商最不愿意見到的所謂“剪刀差”。

1.什么要智能管道

　　為了避免成為單純的“啞管道”，使自己的投資得到應有的回報，運營商開始積極轉變。如何做好管道，如何通過創(chuàng)新實現管道的價值回歸成了最迫切的問題。在這種背景下，以運營商和通信設備制造商為主的通信產業(yè)界提出了“智能管道”的概念，“智能管道”的目的在于為用戶按約提供優(yōu)化網絡資源的同時，幫助運營商在不斷增長的流量與成本控制間找到平衡，切實實現收入增長。中國電信明確提出要做“智能管道的主導者”，中國移動也明確提出將網絡發(fā)展方式的轉變列為“十二五”發(fā)展首位，強調“要實現數據流量的精細化運營”。

　　各方對“智能管道”都提出了自己的見解。中國電信提出，智能管道要做到“用戶可識別、業(yè)務可區(qū)分、流量可調控、網絡可管理”，中國移動認為，“‘智能管道’是對各種流量產生的效益進行分析，對于高效益流量進行QoS保障，對效益低的流量僅保證接通”。但是，在“智能管道”具體如何實現的問題上，業(yè)界卻尚未達成統(tǒng)一，很多并非新生的概念伴隨著“智能管道”又被重新提了出來，一時間“亂花漸欲迷人眼”。

　　追求“智能”不是目的，通過“智能管道”創(chuàng)新商業(yè)模式和運營機制，深入挖掘管道價值并對其貨幣化才是“智能管道”的根本目的。出現剪刀差的原因在于“啞管道”只負責提供帶寬、運送流量，無法對不同的通信需求提供不同的用戶體驗，因此運營商被迫只能賣流量、賣帶寬。無論是偶爾上網看新聞的普通網民，還是每天24小時占滿帶寬下載電影的“影迷”，還是時常在旅途中需要高質量接入發(fā)送文件的商務客戶享受的都是一樣的服務。運營商無法為不同用戶提供差異化服務，導致管道的價值經營始終處于較低層次的應用水平。

2.么是智能管道

　　“智能管道”要幫助運營商實現價格回歸，必須具有智能。這個智能，就是能夠為不同的客戶、不同的業(yè)務提供差異化的服務，幫助運營商從賣流量、賣帶寬轉變?yōu)橘u體驗�！爸悄芄艿馈北仨毮軈^(qū)分客戶、區(qū)分業(yè)務，并能根據不同的客戶和業(yè)務提供不同的服務體驗。

　　舉個例子，對于偶爾上網瀏覽新聞和上網購物的用戶，可以提供資費較低的流量包月業(yè)務，僅保證較小的帶寬，不保證網絡時延，通過低價策略和“長尾效應”吸收大量低端客戶，并不斷通過新業(yè)務將其培養(yǎng)為高端客戶。

　　對于長期下載電影的娛樂型客戶，可以提供帶寬包月業(yè)務，提供足夠的帶寬，同時在網絡忙時對其下載業(yè)務進行限速，避免影響價值更高的用戶體驗。

　　對于希望在短時間內快速交換文件的商務用戶，可以提供加速卡業(yè)務，用戶只需付出少量的費用，就能在較短時間內得到最大帶寬、最小時延的網絡服務。

　　對于對某些商品特別感興趣的客戶，可以通過分析其用戶行為向其定向發(fā)布廣告信息，從商品制造商處得到網絡流量的補貼。

　　對于某些家庭，可以推出特定的家庭套餐。對孩子的上網行為進行管理，屏蔽不良網站，根據家長的要求提供上網行為報表，隨時提供孩子的位置信息。

　　“智能管道”的應用還能列舉出很多例子，而這一切應用的前提是：用戶身份可識別、業(yè)務可識別、網絡服務可動態(tài)調整。也就是說，當我們知道用戶的這些信息后，便可有針對性地為其提供差異化服務，通過提供不同的用戶體驗來實現價值。

3.現智能管道的必要條件和關鍵技術

　　為了實現智能管道，網絡應當滿足巨大的帶寬、用戶身份和業(yè)務類型的識別、彈性和QoS、策略計費控制及資源和準入控制等幾個條件，網絡具備大帶寬是基礎，其它幾個方面是實現智能管道的核心和關鍵。

　　3.1 巨大的網絡帶寬

　　為了滿足不同的用戶體驗，網絡必須提供足夠的帶寬。如果沒有足夠的帶寬支撐，巧婦也難為無米之炊。在這里值得一提的是，網絡的帶寬不是網絡的某一部分提供的，而是全網端到端提供的。對于一個2兆寬帶用戶來說，為了保證其2兆帶寬的體驗，不僅僅是在用戶終端和局端接入設備之間允許通過2兆的流量即可，應該是從接入到核心層，網絡中的任何限制因素都會降低用戶的體驗。

　　當前，通信網絡設備能提供的帶寬越來越大。路由器設備已經開始支持40GE甚至100GE接口。承載路由器接口的傳送網設備，例如OTN和WDM，更是突破了單波長160G、單光纖數十T的容量。在用戶接入部分，隨著基于EPON/GPON甚至10G EPON/10G GPON的FTTx的不斷部署，用戶接入網絡的速率從幾兆到幾十兆乃至數百兆邁進。

　　3.2 用戶身份和業(yè)務類型識別

　　智能管道應能對其承載的業(yè)務進行區(qū)分，也能對使用這些業(yè)務的用戶身份進行區(qū)分。在這里，用戶的身份包括了終端類型、地理位置、使用習慣等一系列能將該用戶與其它用戶區(qū)分開的信息。通過用戶身份的識別，智能管道才能將提供差異化的用戶體驗變?yōu)榭赡�。而對于業(yè)務的區(qū)分，則需要網絡設備能夠對通信過程中的關鍵信息進行識別，從用戶數據包中挖掘出需要的信息，確定用戶正在使用的業(yè)務。通過業(yè)務和身份的識別，智能管道才能真正做到識別5W（WHEN ,WHERE , WHO, WHAT,HOW）信息。

　　用戶身份的識別可以通過傳統(tǒng)的PPPoE和IPoE協議部分實現，為了解終端類型、地理位置等信息，可對上述協議進行擴展或引入新的協議支持；對于業(yè)務類型的識別，業(yè)界普遍認為應通過引入深度包檢測DPI（Deep Packet Inspection）技術來實現。DPI設備可以多種形態(tài)和多種方式部署在網絡接入層或匯聚層，例如與PTN設備、城域網的BRAS或SR共框，或者獨立部署。

　　3.3 彈性和QoS

　　智能管道還應是彈性的、具有靈活QoS的網絡。所謂彈性，是指網絡能夠具有帶寬的統(tǒng)計復用功能，利用不同用戶不會同時使用最大帶寬的統(tǒng)計規(guī)律，通過較小的總帶寬滿足所有用戶的帶寬需求，大大提高了網絡使用效率。如果網絡沒有彈性，網絡提供的帶寬就必須是所有用戶最大業(yè)務帶寬的總和。因此，要提供差異化的服務，則必須支持靈活的QoS功能。對于最重要的業(yè)務，在資源有限的情況下，網絡必須要保證QoS要求；而對于某些較低端的業(yè)務，可以降低時延的要求，僅保證連通性即可。

　　基于IP的數據通信網天然具有彈性，基于TDM的傳送網也在從鋼性管道向IP化的彈性管道演進。比如當前的PTN、基于OTN的統(tǒng)一交換設備即結合了傳送和IP設備的優(yōu)點，是傳送網的重要演進。此外，目前現網IP設備普遍支持基于Diffserv的QoS，但Diffserv能支持的質量等級數量有限，未來若要實現更加精細的基于用戶身份和業(yè)務類型的QoS，Diffserv還需要進一步改進。同時QoS與用戶身份、業(yè)務類型之間的映射關系也需要是靈活可配置的。

　　3.4 承載控制

　　承載控制系統(tǒng)相當于智能管道的大腦，是智能管道的核心和關鍵�；诓呗缘某休d控制系統(tǒng)能夠依據業(yè)務的實際需求動態(tài)地控制和適配網絡資源。其主要功能是根據來自業(yè)務層及認證系統(tǒng)的各類信息請求，生成控制策略，下發(fā)到IP承載網及移動分組域的邊緣設備，對特定流量進行動態(tài)的控制和處理，包括帶寬分配、QoS等級設定、準入控制、靈活計費等。

　　移動網絡控制策略方面，主要以3GPP的策略及計費控制（PCC）架構為核心。 固網方面，以TISPAN和ITU-T的資源和準入控制（RACS）架構為核心；總的來說目前還處于前期研究、探索、試點階段，但相對而言移動比固網發(fā)展速度要快一些，同時標準組織正在致力于推出基于FMC的策略控制架構。

4.智能管道的解決之道

　　烽火科技致力于在智能管道的建設中充分發(fā)揮專業(yè)化廠商的優(yōu)勢，為客戶提供高速的網絡承載層產品和解決方案；同時，我們也基于智能管道的特點對現有的產品和解決方案進行不斷優(yōu)化和改進；并且，通過DPI的應用和產品部署，賦予智能管道一雙“犀利”的眼睛，更能觸發(fā)網絡優(yōu)化和增值應用，為智能管道的實施奠定良好的基礎。

　　在超大容量傳送領域，烽火擁有業(yè)界成熟先進的40/100G解決方案，超100G產品開發(fā)也在進行中。40G WDM/OTN相繼在中國電信、中國聯通等運營商取得應用。2006年布局100G，先后承擔國家973項目“超高速超大容量超長距離光傳送基礎研究”和國家863項目“100GE光以太網關鍵技術研究與系統(tǒng)傳送試驗平臺研制”項目，并開展了160×100Gb/s 2000公里的光傳送系統(tǒng)的研究。目前，100G已經取得里程碑進展，為后續(xù)產品的規(guī)模商用打下了堅實的基礎。在超100G高速傳送領域，已經成功完成400G和1T的實驗室測試，引領業(yè)界發(fā)展方向。

　　在下一代光接入領域，為滿足智能管道對于大帶寬的需求，烽火科技的PON OLT系統(tǒng)平臺全面優(yōu)化了架構設計，系統(tǒng)交換能力和背板帶寬全面邁入T比特等級，實現了EPON、GPON、10G EPON、XG PON、WPON的靈活混插，可以支持1G EPON向10G EPON的平滑演進。配合類型豐富的ONU，可以根據客戶需要提供從幾兆到1G以上的各種帶寬接入速率，徹底消除接入帶寬瓶頸；可靠性方面，系統(tǒng)各關鍵部件均支持冗余保護；線路保護方面，率先支持兩種線路保護方案，業(yè)界領先。QoS保障方面，針對智能管道的最新需求，提供了雙重QoS保障能力，除了基于VLAN的優(yōu)先級設置外，還通過獨有的LLID技術，實現了烽火獨有的“虛擬ONU”功能，實現多層次QoS管理。

　　我們積極適應智能管道發(fā)展需求，推出基于的OTN彈性化管道解決方案，在OTN平臺引入統(tǒng)一交換架構、基于MPLS-TP的端到端OAM以及L2和L3層的分組處理技術，使得OTN平臺的多業(yè)務處理能力由剛性管道實現向彈性管道的轉變，實現針對不同業(yè)務的資源調配能力和接入業(yè)務管理能力，最終實現不同QoS業(yè)務的可管、可控以及差異化管理。

　　針對移動回傳應用，烽火科技提供系列化的PTN和IP RAN產品及解決方案，均能提供基于Diffserv的QoS，為不同級別的業(yè)務提供不同等級的服務，實現基站回傳業(yè)務的高效傳送，已獲得廣泛應用。PTN是按照傳送設備思路構造的包交換設備，裁剪掉IP/MPLS路由器無連接的IP特性，保留了MPLS的面向連接和流量工程特性，加入了傳送設備的OAM。IP RAN則是路由器為適應基站回傳應用的一次進化，保留了路由器豐富的協議功能，引入了時間/頻率同步，增強了OAM。在后續(xù)的演進中，兩者的設備形態(tài)和功能特性有融合趨勢。目前，烽火PTN設備在全國已有幾萬端的部署，廣泛應用于2G/3G基站回傳網，并具備承載4G業(yè)務的能力。系列化IP RAN產品也已在國內主要運營商進行試商用。

　　DPI技術是智能管道的核心技術之一。DPI賦予智能管道一雙“犀利”的眼睛，使得各類信息纖毫畢現，更進一步，DPI作為引擎，還能優(yōu)化網絡優(yōu)化和觸發(fā)增值應用。目前，烽火已推出獨具特色的PL系列“DPI”解決方案。

　　烽火的PL系列DPI系統(tǒng)是基于七層包檢測和流分析技術為核心開發(fā)的用戶行為分析控制、互聯網訪問控制、共享檢測、信息推送系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以幫助客戶對網絡流量進行控制、整形、限流、過濾，進行優(yōu)先級劃分、端到端保障關鍵應用，限制訪問不良網站，為用戶提供綠色網絡、進行信息推送，增加運營商邊際利潤等。


　　PL系列DPI設備可并行或以透明網橋方式串行接入到運營商網絡中；同時，可以通過旁路設備部署旁路保護，以便在異常斷開時保證網絡暢通。該系統(tǒng)主要可以實現用戶行為分析控制、共享上網檢測、互聯網訪問控制、廣告信息發(fā)布等互聯網分析和管控功能，能夠完成以下應用： 5.總結

　　綜上所述，智能管道的目的在于為用戶按約提供優(yōu)化網絡資源的同時，幫助運營商在不斷增長的流量與成本控制間找到平衡，最終實現收入增長；為了實現智能管道，網絡應當滿足巨大的帶寬、用戶身份和業(yè)務類型的識別、彈性和QoS、策略計費控制/資源和準入控制等幾個關鍵條件，網絡具備大帶寬是基礎，其它幾個方面是實現智能管道的核心和關鍵。

　　烽火科技致力于在“智能管道”的建設中充分發(fā)揮領先廠商的優(yōu)勢，為客戶提供高速的網絡傳送和接入產品和解決方案；同時，我們也基于智能管道的特點對現有的產品和解決方案不斷優(yōu)化和改進；并且，通過DPI的應用和產品部署，賦予智能管道一雙“犀利”的眼睛，為智能管道的實施奠定良好的基礎。當然，智能管道的實現不僅某種產品或技術上的突破，更是商業(yè)模式和運營機制的整體轉型升級。烽火科技將立足客戶需求，致力于幫助運營商實現價值回歸，最終實現整體產業(yè)鏈的共同繁榮。
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