面向流量经营的网关系统的引入及应用分析

王 芸，魏 民，董 斌/Wang Yun，Wei Min，Dong Bin

（中国电信股份有限公司上海研究院 上海 200122）

（Shanghai Research Institute of China Telecom Co.,Ltd.,Shanghai 200122,China）

1 引言

随着智能终端的进一步普及，移动互联网应用得到了快速发展，用户手机访问流量也高速增长。传统业务网络核心能力（话音、短/彩信、WAP类等）的优势逐步丧失，基于IP管道的OTT、客户端类应用成为移动互联网的主流应用。

在互联网流量大幅度增长的同时，移动运营商受限于业务内容匮乏等原因，造成移动互联网数据流量多数被第三方占用，且运营商的流量收入模式单一，仅面向用户以流量使用量作为计量的收费模式，导致“增量不增收”现象严重。运营商网络投资的增长与收入的增长不成正比，收入剪刀差扩大，运营商逐步被网络管道化。

基于上述情况，流量经营越来越多地被运营商所关注。流量经营是以网络能力、运营能力和业务能力3个层面为基础，通过拉升流量规模、提高流量价值和降低流量运营成本3个维度的推进，以高效运营支撑实现移动互联网业务健康可持续发展的一系列理念、策略和行动的集合。

根据移动互联网流量承载、控制设备所处的网络位置的不同，大致可以划分为底层网络流量、中间层平台流量、顶层OTT流量。流量经营面对不同层次的流量有不同的手段和策略，并由不同的设备提供支持。

本文通过对移动互联网流量层次的划分及分析，引入面向平台层流量经营的网关系统——流量综合网关，并对其存在的必要性、意义以及典型应用进行深层次的探讨。

2 流量经营层次及平台系统的引入

移动数据流量按照处理设备的类型和网络位置，大致可分为底层流量、中间层（平台层）流量和顶层流量。底层流量的处理网元为底层网络设备，如PDSN、GGSN、PGW等；中间层（平台层流量）处理网元为平台设备，介于网络设备和应用平台之间，如原有的WAP网关等；顶层流量处理网元为各类业务或应用平台。

流量经营需进一步与内容、应用结合，提升流量经营的层次，从底层流量向顶层流量服务跃迁，丰富流量内涵，提升流量价值。面向不同的流量层次，流量经营的关注点不同。

（1）面对顶层流量

侧重业务视角（自有业务或外部业务），以应用逻辑和内容逻辑为观察对象，以提升业务使用量和业务价值为经营目标。

（2）面对中间层（平台层）流量

侧重开放视角，搭建业务、OTT与用户之间的桥梁，通过提供各类差异化服务能力（如计费、用户数据、流量控制等），促进OTT流量和Bit流量的发展。

（3）面对底层流量

侧重管道视角，以字节流为观察对象，以提升字节流量的总体规模和总体价值为经营目标，面向业务的网络质量保障、客户体验的保障和提升。

目前，基于较成熟的PCC架构，国内外运营商在核心网络侧面向底层流量支持灵活的资源分配。可按照忙闲时、业务类型、客户类型、终端类型、合作伙伴等维度，按照既定策略，灵活提供传输资源、计算资源、存储资源、应用能力、通道能力和支撑能力，并提供不同的QoS优先级和细分用户等级，提升网络资源的利用率。

但是面对平台层流量，如何有效地提升用户业务体验和流量自身价值部分，搭建业务、OTT与用户之间的桥梁，单纯依靠核心网的作用是远不够的。核心网元作为移动互联网数据流量的重要路由设备，其功能和位置决定了其本身功能相对稳定、安全性优先的特点。与此矛盾的是，移动互联网应用的最大特点就是快速更替，需求灵活多变。基于这种矛盾，面向中间平台层流量，需要选择处于核心网网络和互联网应用之间的平台层设备来满足平台层流量经营的需要。

基于国际标准和网络现状，在平台层承载新型流量业务的能力较弱，目前主要能力网元只有WAP网关设备。但WAP网关来源于2G网络，定位于代理手机访问互联网等功能，远远不能满足平台层流量经营的功能需要。

综合上述情况，在平台层引入新的网关系统——流量综合网关，提供新型流量型能力，为平台层流量经营提供有力支持。

3 流量综合网关的定位及功能

流量综合网关是面向平台层流量经营，通过流量干预提供新型流量型能力的能力执行网元。

3.1 流量综合网关在网络中的位置

流量综合网关位于核心网网络和互联网应用之间，是二者之间通过新型流量型能力提供实现流量增值的重要网元。流量综合网关在网络中的位置如图1所示。

核心网将用户访问流量路由至流量综合网关，由其根据运营商流量经营策略，对有价值的流量进行处理，以实现流量的增值。同时，核心网还向流量综合网关提供RADIUS消息，以便网关获取到用户的身份信息，如手机号码、IMSI等。

流量综合网关可以和运营管理平台对接，获取运营商的流量经营策略，接受运营管理平台对能力和策略的统一管理；可根据不同类型的流量型能力，分别与多类业务平台（如ToolBar平台、家长监控业务平台、病毒防护平台、欢迎业务服务器等）交互，为业务实现提供流量型能力的执行；还可与相关平台系统（如DNS、网管系统、日志留存系统等）交互实现设备管理与维护等功能。

3.2 流量综合网关的功能

流量综合网关通过对流量的干预，实现新型流量能力的执行。考虑到流量经营互联网化灵活、快速、迭代的需求，流量综合网关的能力可根据OTT的需要和运营商的规划通过插件的方式进行叠加。

基于目前的流量经营需求，流量综合网关提供如下功能。

（1）分流能力

网关可根据运营商的运营需要，支持从访问目的URL、用户号码、APN、UA信息等维度制定的策略，对流量进行路由区分。将符合策略的、有经营价值的流量路由至后续处理模块；将不符合策略的、无经营价值的流量直接路由至互联网。该能力可根据运营商的网络建设需要，单独建设或内置于网关中。该能力可有效地节约运营商的网络资源，在深挖流量价值的同时，降低网络资源的浪费，充分符合了流量经营的目标。

（2）流量控制能力

流量综合网关可根据策略实现多种维度的终端访问控制，如协议接入控制、用户接入控制、目标地址接入控制、APN接入控制等。通过流量控制能力可以实现对用户访问行为的干预，可与服务平台配合，为用户提供绿色上网、内容过滤等业务。

（3）精细化推送能力

包括页面插入、用户信息前传、错误码重定向等多类能力。由于这类能力可让用户实现个性化的内容推送，因此统称为精细化推送能力。

①页面插入：流量综合网关可根据业务运营需要，在用户访问的页面信息中插入指定内容。如插入运营商工具栏，向用户展示流量信息、已订购套餐产品列表、流量提醒消息、内容营销等信息，页面插入有助于构建移动互联网络用户触点，提供移动互联网化的、与用户交互的新型入口。

②页面重定向：在一定周期内，根据业务策略配置，用户首次通过浏览器访问网页时，可通过重定向的方式给用户推送个性化服务页面，如欢迎页面等；也可通过错误重定向代理访问页面导航服务器，实现用户业务访问错误码重定向和内容推荐。

③用户信息前传：用户信息前传给合作伙伴业务平台，以提升用户体验，实现用户信息能力开放。为提升合作伙伴业务的用户体验（无需显示登录业务），流量综合网关针对所有流量，可以将用户信息（MSISDN、终端类型等）通过HTTP包头传递给合作伙伴业务平台；可以针对不同的业务平台，设定不同的信用等级以传递不同的相应信息，形成用户信息能力开放；如果需要，可以将用户号码加密再传送给合作伙伴的业务平台。

（4）流量优化

通过TCP优化、文本/图像压缩和内容缓存等提升上网速度并节省带宽。

①TCP优化：减少协议层的链接时间，缩短用户的业务请求时间。

●Split TCP代理，降低无线网络质量差引起的消息重传；

●TCP Windows优化支持，减少无线传输次数；

●TCP长链接支持，减少到互联网业务提供商的交互。

②图像压缩：在保证用户感知的情况下，可以加快用户的响应时间，并提高中低端手机将内容呈现给用户的速度。互联网内容中，图像在流量中占比很大，通过改变图片的质量因子或色深位数可以减少图像文件的大小。可以针对不同策略，如网络接入类型、目标网站、终端类型、特定用户群等进行图像压缩，以节省带宽。

③视频优化：通过视频播放控制和视频编码转换等手段，在保证用户感知的情况下，节省网络传输带宽。

●步进式控制：针对大多数用户在视频未结束就停止观看的情况，可控制的步进式（按内容码率向终端传送视频内容而不是以网络最大带宽持续下载所有视频流）视频播放将用户带宽占用错峰分布，节省了无线带宽的利用率。

●通过调整视频帧率和视频编码大小来减少视频流量，可以在保证用户体验良好的前提下，有效地优化带宽。

（5）流量统计

流量综合网关可根据管理平台预先配置的策略，对指定用户的指定访问请求，记录用户的使用情况，产生流量详单，进行流量统计，并提交给管理平台。由管理平台负责和IT系统交互，完成对指定用户指定流量的基础流量费的核减。流量综合网关的流量统计功能配合管理平台、IT系统，实现对定向流量减免产品的支持，如流量800等业务场景。

流量综合网关的上述新型流量型能力的提供，可与业务平台相结合，实现向新型流量型产品的转化。

4 流量综合网关的现网应用

目前，部分国内外运营商已在积极进行流量综合网关的探索和推广工作，有些已取得较好的经济效果。

在北美，AT&T建设了多套流量综合网关，为智能手机和平板电脑的HTTP访问流量提供流量优化、用户信息前传、访问控制等能力，典型业务有家长监控、流量800等。

在国内，三大运营商均已在现网建设或试点流量综合网关。应用较多的业务或产品有ToolBar、错误码重定向等。

下面重点介绍目前基于流量综合网关开展的几个典型业务场景。

（1）ToolBar

基于流量综合网关的页面插入能力，和ToolBar业务平台配合，当用户访问指定页面时，为用户插入运营商提供的服务信息，如用户当前的流量使用情况。当用户套餐中的流量即将用完时，可实时提醒用户，并为其提供新的流量套餐的快速订购渠道。ToolBar业务为运营商构建了移动互联网络的用户新触点，提供了移动互联网化的、与用户交互的新型入口。ToolBar业务在提升用户终端体验的同时，可通过套餐的快速订购和自营业务推荐等方式提升运营商套餐和业务的认知度，从而提升流量业务收入。

（2）流量800

基于流量综合网关的流量识别和统计功能，实现用户访问、OTT付费的业务场景。流量800的业务场景根据面向的用户和减免流量的范围主要分为如下几类。

①指定号码免费：即企业或OTT指定特定的用户号码使用企业或OTT的移动互联网应用，访问特定IP产生的流量费用由企业或OTT统付。

②无指定号码统付：即任意用户号码访问OTT或企业指定目标地址应用产生的流量费用由OTT或企业承担。

③OTT按需流量核减：OTT准备针对其用户进行定向减免，实时请求运营商针对特定流量进行减免，减免的流量费用由OTT或企业承担。

流量800业务的引入，改变了以往流量使用全部面向前向终端用户收费的业务模式，与后向OTT进行了积极合作，为OTT提供了新的业务推广和营销手段，同时拓展了流量经营的范围和规模。

（3）家长监控

基于流量综合网关的访问控制功能，对部分特定群体（未成年人）设定特殊的网络访问规则。家长可自主设定子女的上网访问规则，保证未成年人访问网络的健康性。该业务可以满足特殊用户群的特殊需求，进一步丰富了流量经营产品的种类。

（4）绿色上网

通过对用户访问目的地址的过滤或对访问页面内容的过滤，实现对用户访问移动互联网安全性的保障。

（5）错误码重定向

基于流量综合网关的页面重定向功能，当用户访问网页异常时，直接将用户访问重定向到指定合作网页，既提升了用户的业务体验，又提供了与第三方合作的手段。

流量综合网关可配合不同业务平台或周边系统，为用户提供更多的、满足不同需求的互联网流量型应用。

5 结束语

随着移动互联网的快速发展，新兴流量型业务的发展日趋加快，流量经营变得日益重要。流量综合网关作为支撑平台层支撑流量经营的重要网元，将会得到进一步的推广和发展。