移动运营商管道能力问题分析及智能化实现思考

于化龙

摘要移动互联网时代的运营商已不再必然为服务价值链核心，需面对无线数据业务激增带来的网络运营问题，而管道能力提升和运营已成为其当前的关注重点。文章提出了狭义管道和广义管道的概念，分析了业务对运营商网络的影响和网络对业务的支持能力，探讨了运营商的管道智能化运营思路，建议管道智能化应提升四种能力：深层感知、流量管控、融合接入、业务支持。

关键词移动互联网智能管道管道智能化管道运营

1引言

随着3G接入技术在全球的广泛应用，移动数据业务得到前所未有的发展，从而促进了移动网与互联网的快速融合。以随身、分享、互动、创新为特征的移动互联网业务的蓬勃发展。正彻底改变着用户对移动电话与电脑的使用模式以及传统的电信运营价值链格局。

随着各类社交网络的兴起，移动运营商对用户的号码粘性有逐渐弱化和被网络虚拟ID所取代的趋势；随着终端智能化、“终端+业务”一体化模式的形成，终端对用户的影响力开始超过网络；移动运营商过去“围墙花园式”的业务提供模式已经让步于互联网中的开放式业务服务模式。内容服务提供商、软件服务提供商、终端厂商等更多的新进入者，不断加大分割原由电信运营商垄断的价值链系统。

虽然移动运营商已不再必然为服务价值链核心，但其仍然是移动互联网业务实现的网络接入和承载的提供者，也就是通常所说的“管道”。随着移动宽带用户数的飞速增长，运营商的通信网络将承载更多基于新型智能终端和基于IP的多媒体应用。网络能力本身也可能会成为瓶颈。为适应这一需求，移动宽带也将从粗放式发展阶段走向智能管道阶段。

管道的重要性已经被电信运营商及设备厂商所关注。中国电信集团总经理王晓初在中国电信2011年度工作会议上提出：中国电信要成为智能管道的主导者、综合平台的提供者、内容和应用的参与者。2010年，华为公司提出打造“金管道”；中兴通信提出打造“钻石级管道”；爱立信提出构建智能管道助力实现500亿连接。

下文将从管道的构成分析着手，说明目前运营商在网络运营过程中遇到的主要问题，并提出解决思路，最后再给出管道能力提升实施建议。

2管道能力问题分析

2.1广义管道与狭义管道

作为业务信息的传递者，电信运营商提供连接用户与业务提供者之间的网络，即可视之为信息传递的“管道”。为更好地理解管道及管道智能化，本文将移动互联网业务实现的管道分为广义和狭义两个层面来加以阐述。

从广义上看，凡是处于用户和业务提供者之间的、用于实现移动互联网业务所必须的网络承载都应该算作管道。从这个意义上而言，广义管道包括的物理设备有：移动终端；移动网络系统包括无线接入网与分组核心网等设备，以WCDMA系统为例包括基站、RNC(无线网络控制)、SGSN(GPRS服务支持节点)、GGSN(网关GPRS支持节点)等；IP承载网中的大量的路由器、交换机等设备；接入及骨干传输网络系统，例如MSTP(基于SDH的多业务传送平台)、ASON(自动光交换网络)等。

从狭义上看，作为移动互联网业务实现的管道，应该是与用户业务流最接近、受影响最直接、最能感知用户和业务类型、有能力提供智能化服务的网络系统。从这个意义上而言，管道应该是通常所说的移动通信网，包括无线接入网络、分组核心网以及相应的支撑系统(网管、计费及营帐系统)。

广义和狭义管道的概念区分如图1所示，本文对管道能力的论述特指狭义管道。

狭义管道与广义管道的区别特征在于：可实现对移动用户、移动互联网业务的感知，同时基于感知信息可以做一些针对性的管理措施，也就是实现“管道智能化”。智能化可以理解为管道能够区分用户、区分业务、区分用户使用业务的具体信息(时间、地点等)，进而提供差异化的控制和服务。

2.2业务影响与管道能力

目前电信运营商的管道运营主要面对两个问题：一是移动互联网业务发展变化对管道形成了巨大的冲击和影响，管道需要智能化来应对和化解这些问题；二是面对迅猛发展的移动数据业务，运营商只能收取基本的流量费，面对“增量不增收”的困境，管道需要智能化及提供增值的、差异化的服务，以获得流量费之外的额外收益。

(1)业务变化与分布影响管道运营

现今移动互联网业务与几年前的移动数据业务相比，业务量有巨大增长的同时，在业务构成和使用分布上也有很大差异。

从业务构成上来看，相比过去网页浏览和小数据量下载为主变得更加多元化，主要以实时浏览、在线交互、大数据量下载三类业务为主。各自的业务特性和对移动运营商网络资源的影响也不同，如表1所示：

其中在线交互类的基本特点是“小流量、常在线”，由于长期在线占用大量网络资源，同时数据流量小，在目前对手机基于流量为主的收费模式下，对运营商并不能产生业务收入、甚至会影响语音业务。以GSM网络为例，由QQ等即时通信类业务的影响主要体现在信令方面，心跳机制引起频繁的网络连接和释放操作、引起CCCH公共控制信道过载，会导致电路域寻呼拥塞，表现为语音业务的寻呼成功率低，严重时会影响语音业务的使用。

另外，大量下载类业务的特点是“高速率，大流量”，由于移动网络中无线接入资源和网络资源是有限且多用户共享的，少数用户的高速率接入会影响其他用户的接入体验。

从业务分布上看，目前的移动数据业务用量在时间、用户、位置、业务构成等各个维度的分布多呈现不均衡性，直接影响着运营商网络资源的合理配置和使用。以下是对时间和用户分布维度的说明。

如图2，根据某城市天翼3G业务2010年3个月的分小时流量统计结果，可以发现业务流量在一天中不同时间内的分布严重不均，忙时可达到非忙时的5倍以上。而移动网络的处理能力配置必须满足忙时的业务量需求，这样网络在一天大部分时间内处于低负荷运行状态、网络资源不能得到有效利用。

如图3，根据某城市天翼3G用户流量与时长占比的统计情况，可以发现3G数据用户的流量与时长在用户问的分布严重不均衡，少数用户占用大部分网络资源。其中3％～5％的用户占用了40％左右的流量，而不到20％的用户占用了超过50％的用户上网时长。

(2)管道对业务的支撑能力

在移动数据业务发展初期，网络的可接入性、网络对数据的转发能力是管道建设和运营考虑的首要问题；随着智能手机的迅速普及、移动数据用户和业务量的爆发性增长，未来的业务实现及用户体验需要管道提供更强大的支撑能力。在管道对业务及用户体验的支撑方面目前存在以下问题：

◆管道对用户及业务的感知能力不足。对管道自身所承载信息内容的识别是进行一切智能化改进方式的基础。目前移动核心网络尚不能普遍具备对网络状态、业务形态和用户行为的深度感知能力。

◆管道信息对上层业务提供方不透明，也就是管道

无法为业务实现提供必要的信息支持。例如，业务提供方不能实时获取用户的接入方式、接入带宽、所在的位置、所处网络的负荷状态等信息来针对性地提供业务，而这些因素确实会影响到用户的业务使用体验。

◆管道的差异化服务能力不足。一方面对用户的差异化接入服务需要改进，例如目前无法做到根据用户的需求提供不同质量保证的接入能力、无法实现对用户提供不同接入方式问的平滑选择和切换；另一方面对业务提供方的差异化能力需要改进，例如目前无法实现配合业务需求的管道能力动态配置。

3管道运营思路与智能化实现方式

3.1管道运营思路建议

随着移动互联网业务的迅猛发展，移动运营商逐渐“被管道化”。如何利用好运营商所独有的基础网络资源和发挥管道价值，是当前需要关注和解决的问题，也就有了“管道智能化”、“管道精细化运营”等概念的提出。

充分发挥管道作用进而提升网络价值的措施不外乎两方面：开源和节流，也对应着两种管道运营思路。节流，主要是限制少部分用户对网络资源的过度使用、限制低价值的业务流量；开源，主要是能够为用户和业务提供者提供更好的服务、通过差异化的服务获得额外价值。

节流代表着一种以管控、限制为主的运营思路，开源代表着以服务、拓展为主的思路。采用节流思路、通过提升管道能力对业务和流量进行限制、管控，可直接解决业务对管道的影响问题，改善网络过负荷状态，提升运营商对价值链的影响作用。但从长远来看，过多的管控和限制不利于用户体验的提升和业务实现，甚至会影响运营商的差异化竞争能力。

笔者认为，合理的管道运营思路应该是：提升管道能力对业务和流量进行适度管控的同时，将管道运营的核心放在对用户和业务的服务能力上，积极探寻一种多方共赢的发展模式。

3.2智能化实现方式

结合以上对管道问题及运营思路的分析，本文建议从以下四方面提升管道能力：

(1)深层感知能力

深层感知指管道可以对管道本身的实时状态、所承载业务流信息、所服务移动用户的业务行为进行精准识别。从具体来看，网络状态包括设备负荷、网络的忙闲及异常状态、流量流向分布等；业务形态包括业务种类与构成、用量及分布等；用户行为包括网络使用习惯、业务偏好等。

通过在网络中部署信令监测及DPI(深度包检测)检测分析设备，基于对终端与网络问控制信令及计费信息的实时监测、对分组数据业务流的DPI七层协议检测分析，可实时获得网络状态及业务形态信息。通过对关联用户信息与业务使用信息进行统计分析，可得到用户的业务行为信息。

(2)流量管控能力

指结合对管道信息的深层感知，进一步进行的流量限制和管控能力。一方面可以从用户、时间、业务、位置等多个维度结合，进行实时的业务使用或带宽限制，例如可以限制忙时忙小区下低优先级用户的高流量型业务(例如P2P下载)；另一方面可区分用户及业务提供差异化的质量保证，例如对高优先级用户业务流进行优先调度和转发、对高价值业务流提供专用的承载保障。

为实现网络中基于根据不同维度的承载资源管控，国际组织3GPP已规范了移动分组核心网中的策略控制实现机制，称为PCC(策略和计费控制)框架。通过在网络中引入策略决策功能和策略执行功能，可以支持网络根据多维度信息生成并执行控制策略。PCC框架可通过现网设备升级或新建设备方式实现。

(3)融合接入能力

目前智能终端普遍支持2G、3G及Wi-Fi等多种网络接入制式，在运营商侧也对应着不同的网络系统。用户在不同接入方式间切换多基于手动方式，且跨网络系统的切换无法保证业务连续性。实现多种接入方式的自动选择和连接控制、多个接入通道的融合和有机协调，可以改善用户体验，更好地利用和发挥网络价值。

未来可在网络中引入多接入系统协调控制设备和多通道有机联动机制，实现多通路统一认证和并发连接，根据终端及业务特点选择不同的网络通道(例如2G／3G、WLAN以及未来演进的LTE)，实现业务流量在不同通道之间动态调配及路由、终端的多网无缝移动。

(4)业务支持能力

业务支持能力可体现在两方面：信息及能力输出、差异化的服务。

◆信息及能力输出指基础的管道能力、管道信息向业务提供方SP的开放。例如SP通过API接口调用，可以实现在Web页面点击呼叫、点击发送短消息等；例如SP可通过规范的接口查询当前用户的位置、所处网络的负荷状态等。

◆差异化的服务指网络可根据业务提供方的需求，灵活、动态地修改承载资源配置，例如可以针对某个媒体点播操作临时提升用户的优先级或者提高用户的承载QoS参数。

4结束语

伴随着移动互联网用户和数据量的迅猛增长，整个产业正朝着细分市场、差异化竞争和个性化服务的方向发展，未来移动宽带网络的性能将成为运营商获得差异化竞争优势的重要手段。只有不断提升管道能力，实现有限资源的合理利用，实现对管道信息及能力的充分挖掘和利用，移动运营商才会逐渐扭转“被管道化”的状态，成为移动互联网产业发展的有力推动者和获益者。