面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的3G Teleco 2.0
侯自強 2009/11/30
隨著(zhù)中國3個(gè)運營(yíng)商3G網(wǎng)絡(luò )首期部署的快速進(jìn)展，3G業(yè)務(wù)市場(chǎng)競爭即將全面展開(kāi)。競爭的焦點(diǎn)是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。各移動(dòng)運營(yíng)商主張面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)執行開(kāi)放政策。但是不同運營(yíng)商對此的理解和策略是不同的。從傳統的Teleco 1.0過(guò)渡到Teleco 2.0是顛覆性的變革，從經(jīng)營(yíng)理念、運營(yíng)模式、收費模式到網(wǎng)絡(luò )體系結構都要變。多數運營(yíng)商并沒(méi)有做好準備。
對運營(yíng)商而言，在互聯(lián)網(wǎng)沖擊下，目前盡快轉向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)[1]，加速向Teleco2.0過(guò)渡，才能前途光明。
1 從IMS到INON/DSN
目前移動(dòng)運營(yíng)商的2G/3G網(wǎng)絡(luò )都采用一個(gè)基于IP/MPLS的可管理的IP核心網(wǎng)，在其上建立IP多媒體子系統(IMS)平臺提供各種應用業(yè)務(wù)。IMS采用會(huì )話(huà)啟動(dòng)協(xié)議(SIP)，客戶(hù)機/服務(wù)器結構，實(shí)現了與接入無(wú)關(guān)的能為移動(dòng)與固定業(yè)務(wù)共用的融合的核心網(wǎng)，能夠為使用2.5G、3G、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)和各種固定寬帶接入等不同終端的用戶(hù)提供各種融合的業(yè)務(wù)。支持從公共交換電話(huà)網(wǎng)(PSTN)、IP語(yǔ)音(VoIP)、網(wǎng)絡(luò )電視(IPTV)到各種多媒體應用。電信運營(yíng)商希望采用這一個(gè)統一的平臺支持從消費型服務(wù)業(yè)到生產(chǎn)性和公共服務(wù)業(yè)的各種應用。這種結構為運營(yíng)商搭建“帶圍墻的花園”，主導產(chǎn)業(yè)鏈提供網(wǎng)絡(luò )基礎。這傳承了Teleco1.0的模式，但是不能滿(mǎn)足面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的Teleco
2.0的需求。IMS集中控制封閉的結構可以為企業(yè)大客戶(hù)等對服務(wù)質(zhì)量(QoS)和安全有特殊需求的客戶(hù)提供服務(wù)。對于面向開(kāi)放的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是不合適的。互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放、自治、無(wú)所不在的本性，為大眾娛樂(lè )和新媒體提供了廣闊的發(fā)展空間。真正實(shí)現了以客戶(hù)為中心。網(wǎng)絡(luò )的價(jià)值規律取決于其運營(yíng)模式，即數字內容的產(chǎn)生和分發(fā)交付方法。傳統的廣播網(wǎng)絡(luò )，按照Sarnoff定律，網(wǎng)絡(luò )的價(jià)值正比于聽(tīng)眾的數量。而對于互聯(lián)網(wǎng)這種交換式網(wǎng)絡(luò )按照Metcalfe定律其網(wǎng)絡(luò )價(jià)值與其所連接的節點(diǎn)數的平方成正比。互聯(lián)網(wǎng)社區業(yè)務(wù)的發(fā)展進(jìn)一步增加了創(chuàng )造價(jià)值的維度。
根據Reed定律，隨著(zhù)社區用戶(hù)的數量增加，社區小組業(yè)務(wù)的收益以幾何級數增加。網(wǎng)絡(luò )價(jià)值正在從Sarnoff定律轉移到Metcalfe定律再到Reed定律所表述的狀態(tài)。只有保持網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)放性才能體現出其最大價(jià)值。
近年來(lái)基于P2P的網(wǎng)絡(luò )電話(huà)、內容下載和流媒體發(fā)展迅速，P2P成為互聯(lián)網(wǎng)上提供視音頻業(yè)務(wù)的主要模式。P2P業(yè)務(wù)是以重疊網(wǎng)的方式運營(yíng)在公共互聯(lián)網(wǎng)上的，IMS采用客戶(hù)機/服務(wù)器體系架構不能支持P2P業(yè)務(wù)。解決P2P的管理問(wèn)題需要以重疊網(wǎng)的方式建立分布式管理系統，這就是智能結點(diǎn)重疊網(wǎng)(INON)。平行于IP多媒體子系統，在公共互聯(lián)網(wǎng)上建立INON分布管理平臺，提供支撐環(huán)境[2]。以重疊網(wǎng)的方式建立的分布式管理系統如圖1所示。
智能節點(diǎn)重疊網(wǎng)是覆蓋在IP核心網(wǎng)上的傳統的彈性重疊網(wǎng)(RON)技術(shù)與分布式哈希表(DHT)技術(shù)相結合的新型重疊網(wǎng)技術(shù)，包括自動(dòng)組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò )資源管理、路由優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)。其基本結構是保持TCP/IP協(xié)議不變，原來(lái)的3層變成3－層，在其上建立一個(gè)智能結點(diǎn)重疊網(wǎng)做為3＋層，在此分布式管理平臺上提供流量監控、流量控制、QoS、病毒防止和安全性等服務(wù)。智能結點(diǎn)重疊網(wǎng)的另外一個(gè)任務(wù)是為各種P2P應用提供支撐環(huán)境。它可以為在互聯(lián)網(wǎng)上采用不同協(xié)議和軟件的各種P2P業(yè)務(wù)，提供統一的支撐環(huán)境。主要是提供P2P CDN和P2P SIP。智能結點(diǎn)重疊網(wǎng)如圖2所示。
中國移動(dòng)看到了面對Teleco 2.0需求，IMS的局限性，開(kāi)展移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)計劃WIISE的研究，并且發(fā)布了分布式業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )(DSN)白皮書(shū)[3]。平行于在可管理IP網(wǎng)上的IMS，開(kāi)展在公共移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)上建立DSN(相當于前述的INON)的研究。發(fā)展DSN重點(diǎn)在于提供分布式管理和支撐環(huán)境，應對未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò )新媒體的需求。這不僅順應了發(fā)展趨勢，更搶占了先機。目前DSN的概念尚在發(fā)展演化中，但保持互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)放性是非常重要的，DNS應該能夠支持互聯(lián)網(wǎng)上的各種應用，從今天的P2P流媒體，各種Web2.0應用到未來(lái)的網(wǎng)絡(luò )新媒體、Web3.0語(yǔ)義網(wǎng)等。重點(diǎn)是鼓勵和支持互聯(lián)網(wǎng)上層出不窮的各種新應用而不是自己去發(fā)展一些應用。這樣就能夠形成一個(gè)健康的產(chǎn)業(yè)鏈。
今天一些運營(yíng)商在3G網(wǎng)絡(luò )建設中只想著(zhù)IMS是不夠的，多花錢(qián)還會(huì )誤事。
2 核心網(wǎng)的扁平化
目前中國布設的TD-SCDMA和WCDMA等3G網(wǎng)絡(luò )在網(wǎng)絡(luò )架構方面仍沿用了3GPP R99的結構，即基站上下行的數據經(jīng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )控制器(RNC)、服務(wù)通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)支持節點(diǎn)(SGSN)等網(wǎng)元與業(yè)務(wù)平臺相連。這種網(wǎng)絡(luò )結構要求每一個(gè)網(wǎng)元都對數據包進(jìn)行拆解-封裝-轉發(fā)[4]。當空口具有高速分組接入(HSPA)能力時(shí)，成百上千小區所匯集的HSPA數據就對各網(wǎng)元尤其是RNC的數據處理能力提出了很高要求。以高速數據分組接入(HSDPA)最大峰值速率14.4
Mb/s為例，一個(gè)1 500個(gè)扇區的HSDPA網(wǎng)絡(luò )所產(chǎn)生的數據量為21.6 Gb/s。目前業(yè)界RNC的數據吞吐量?jì)H達到1 Gb/s。今天各運營(yíng)商建設的3G網(wǎng)絡(luò )與2G共用核心網(wǎng)，其帶寬和數據處理能力遠遠不能滿(mǎn)足HSPA高數據率的需求。當數據負荷激增時(shí)運營(yíng)商將面對RNC/SGSN的擴容的巨大壓力。此外在每一個(gè)節點(diǎn)處對數據包的重新拆裝會(huì )導致在每一節點(diǎn)都要引入額外的時(shí)延。結果會(huì )產(chǎn)生較長(cháng)的網(wǎng)絡(luò )時(shí)延。對于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應用，這種多層次的網(wǎng)絡(luò )結構是沒(méi)有必要的。使網(wǎng)絡(luò )扁平化不僅可以簡(jiǎn)化設備降低成本，還可以減少時(shí)延。I-HSPA應運而生。這種架構把基站通過(guò)Gi/Gn口直接連接到GGSN節點(diǎn)(通向互聯(lián)網(wǎng)和數據業(yè)務(wù)的網(wǎng)關(guān))[5]。I-HSPA原理如圖3所示。
直接鏈路可為用戶(hù)數據流建立信道，從而繞過(guò)了傳統架構中的RNC以及SGSN，節省了傳輸成本。還可以避免當數據負荷激增時(shí)運營(yíng)商對RNC/SGSN的擴容投資。另外，Gi/Gn由城域以太網(wǎng)提供以太網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)，以太網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)的成本要遠遠低于E1/T1專(zhuān)線(xiàn)，建設傳輸網(wǎng)絡(luò )所需的建設成本得到大幅降低。同時(shí)由于減少了傳輸路徑，數據的往返時(shí)延也大大減少。往返傳輸時(shí)間(RTT)可以減少到25 ms以下。網(wǎng)絡(luò )扁平化在LTE/SAE中得到進(jìn)一步體現。
但是不論I-HSPA還是SAE仍然保持一個(gè)可管理的IP核心網(wǎng)。不論連接基站的接入網(wǎng)還是連接接入網(wǎng)關(guān)和MME/UPA的演進(jìn)的分組核心網(wǎng)EPC都還是移動(dòng)運營(yíng)商的可管理的專(zhuān)網(wǎng)。核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過(guò)接入網(wǎng)關(guān)的SGi接口連接互聯(lián)網(wǎng)。移動(dòng)運營(yíng)商在基于IP/MPLS的可管理的IP核心網(wǎng)EPC上通過(guò)IMS平臺提供各種應用業(yè)務(wù)。這種結構為運營(yíng)商搭建“帶圍墻的花園”，主導產(chǎn)業(yè)鏈提供網(wǎng)絡(luò )基礎。這傳承了Teleco
1.0的模式，但是仍不能滿(mǎn)足面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的Teleco 2.0的需求。
面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò )體系結構最簡(jiǎn)單有效的方法是基站直接接入互聯(lián)網(wǎng)，不再保留可管理的IP核心網(wǎng)EPC，將移動(dòng)性管理等功能放到互聯(lián)網(wǎng)上去做。與這種結構最接近的是WiMAX
NRM R1的B結構。在B結構中不使用ASN網(wǎng)關(guān)，其功能由互聯(lián)網(wǎng)上的交換機和路由器來(lái)實(shí)現。可惜WiMAX為了進(jìn)3G盡量向蜂窩移動(dòng)通信靠攏，采用了與LTE接近的C結構，保留了ASN網(wǎng)關(guān)和可管理的核心網(wǎng)(ASN、CSN)，采用IMS提供服務(wù)。而這恰恰丟掉了其自身的優(yōu)勢[6]。
3 從門(mén)戶(hù)加客戶(hù)端軟件到云計算
由于屏幕小、計算能力弱一般手機只能訪(fǎng)問(wèn)瀏覽幾萬(wàn)個(gè)WAP網(wǎng)站，而近二百萬(wàn)個(gè)互聯(lián)網(wǎng)上的HTTP網(wǎng)站則不能訪(fǎng)問(wèn)。大大限制了其應用。iPhone等高檔智能手機支持HTTP可以訪(fǎng)問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站，但由于屏幕小，需采用滑窗方式選擇收看使用不便。門(mén)戶(hù)加客戶(hù)端模式的成功出現改變了這一狀況，這將對移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。門(mén)戶(hù)網(wǎng)站具有導航與協(xié)議和格式轉換能力。下載安裝其客戶(hù)端軟件，不僅可以瀏覽WAP網(wǎng)站，還可以登陸訪(fǎng)問(wèn)瀏覽HTTP網(wǎng)站，以適合手機的格式觀(guān)看。不僅可以收看WAP的視頻節目，還可以收看HTTP視頻共享網(wǎng)站的視頻內容。可以支持各種Web2.0應用。基本克服了手機上網(wǎng)的主要問(wèn)題。UCWEB是中國最成功的門(mén)戶(hù)網(wǎng)站，2008年其安裝激活的客戶(hù)端已經(jīng)達到6
000萬(wàn)戶(hù)。
這種模式將更多的計算力從手機移到網(wǎng)絡(luò )側，隨著(zhù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)增多，寬帶視頻業(yè)務(wù)增多，對門(mén)戶(hù)網(wǎng)站的協(xié)議轉換、格式轉換和內容存儲能力需求將急劇增加，解決方法是采用云計算平臺。這種云計算平臺將同時(shí)提供前述的INON/DSN功能，為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)提供支撐環(huán)境。對運營(yíng)商而言誰(shuí)能盡快形成這種支撐環(huán)境對發(fā)展移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)至關(guān)重要。
為了克服一些手機由于生產(chǎn)量小沒(méi)有客戶(hù)端支持或用戶(hù)不會(huì )下載安裝客戶(hù)端軟件的限制，運營(yíng)商應該訂制和鼓勵開(kāi)發(fā)生產(chǎn)低成本高性能手機，在其中預置客戶(hù)端軟件，簡(jiǎn)化操作提供“一鍵上網(wǎng)”服務(wù)。將大大提高競爭力，推進(jìn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，從而推動(dòng)3G的發(fā)展。
4 收費模式應包月為主
在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，電信運營(yíng)商提供基礎傳輸業(yè)務(wù)仍然是有利可圖的。到2011年中國移動(dòng)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)如果達到１億人，每人每月接入費以50元人民幣計，年收入可達600億元人民幣。
實(shí)踐證明，互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)能夠接受的主要收費模式是包月。固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)是在提供包月不封頂業(yè)務(wù)后才得到快速發(fā)展。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)也是一樣，2006年底和黃在英國率先提供包月接入業(yè)務(wù)，一年后包月業(yè)務(wù)席卷歐美，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量激增。目前電信運營(yíng)商對Skype對話(huà)音業(yè)務(wù)的沖擊已經(jīng)不甚介意，歐美運營(yíng)商允許數據包月用戶(hù)使用Skype電話(huà)。隨著(zhù)3G
HSPA的部署，容量大幅度提高，帶寬成本降低使得實(shí)行包月制成為可能。中國手機上網(wǎng)若能將資費調整到20元人民幣包月(2 GB流量封頂)，或與話(huà)音打包必能推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。而對于筆記本電腦上網(wǎng)而言，100元人民幣包月不封頂是廣大用戶(hù)可以接受的價(jià)格。目前中國3大運營(yíng)商制訂的價(jià)格標準仍然偏高，不足以推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的大發(fā)展。
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是發(fā)展趨勢，誰(shuí)能盡快轉向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)發(fā)展網(wǎng)絡(luò )和業(yè)務(wù)，誰(shuí)就能在競爭中取勝。可謂是“順勢者昌，搶占先機者為王！”
5 參考文獻
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[5] KYNASLAHTI A. I-HSPA,Nokia/UMTS Forum [R]. 2006.
[6] 侯自強. 寬帶無(wú)線(xiàn)接入和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)——論寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )結構的演進(jìn) [J]. 中國通信月刊, 2007(7):3-12.
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