摘要：介紹了智能管道的背景，解讀了智能管道的內(nèi)涵，提出了發(fā)展智能管道的總體思路，特別是對(duì)智能管道支持云計(jì)算應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)行了描述，最后概要介紹了移動(dòng)智能管道的實(shí)踐和探索。
0 前言
近年來，互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展促進(jìn)了運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)帶寬能力不斷增強(qiáng)。在固定接入網(wǎng)方面，用戶接入帶寬從512 kbit/s、2 Mbit/s到8 Mbit/s持續(xù)提升。隨著光進(jìn)銅退的部署，固定網(wǎng)絡(luò)將普遍具備20 Mbit/s接入能力，在三網(wǎng)融合試點(diǎn)城市將實(shí)現(xiàn)百兆接入帶寬。而移動(dòng)接入網(wǎng)也將隨著LTE等新技術(shù)的逐步引入，實(shí)現(xiàn)向移動(dòng)寬帶互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的邁進(jìn)。運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)能力的增強(qiáng)，為其深入開展全業(yè)務(wù)經(jīng)營提供了有力支撐，也促進(jìn)了更豐富的創(chuàng)新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，特別是以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合為典型代表的新應(yīng)用和新運(yùn)營模式的興起，對(duì)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求和技術(shù)挑戰(zhàn)。
在這種背景下，電信運(yùn)營商需要在做大做寬基礎(chǔ)管道的基礎(chǔ)上，全面提升網(wǎng)絡(luò)的智能承載能力，使得網(wǎng)絡(luò)由傳統(tǒng)的粗放型管道向智能化管道轉(zhuǎn)變，以支撐新型業(yè)務(wù)發(fā)展，為客戶提供便捷、豐富、差異化、高性價(jià)比的綜合信息服務(wù)，這也將成為電信運(yùn)營商在新的競爭形勢(shì)下面臨的挑戰(zhàn)和重要目標(biāo)。在此過程中，運(yùn)營商在產(chǎn)業(yè)鏈中的角色也將由透明管道的提供者轉(zhuǎn)變?yōu)?a class="channel_keylink" href="/search.asp">智能管道的主導(dǎo)者。
網(wǎng)絡(luò)增加智能性也已經(jīng)成為國際標(biāo)準(zhǔn)的研究重點(diǎn)。在2011年10月ITU-T NGN-GSI SG13會(huì)議上，由中國電信牽頭，聯(lián)合中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、工信部電信研究院、中興、華為等單位共同提出的網(wǎng)絡(luò)智能化（NICE）需求與能力標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)獲得成功。該標(biāo)準(zhǔn)將重點(diǎn)研究通信網(wǎng)絡(luò)智能能力提升的需求，明確NICE的定義和總體架構(gòu)，通過多維感知、按需保障、靈活協(xié)同、資源優(yōu)化、能力開放等五大能力集的描述，全面規(guī)范通信網(wǎng)絡(luò)更加快捷、高效、安全提供通信服務(wù)時(shí)所需具備的承載層、承載控制層和業(yè)務(wù)控制層功能，并提供相關(guān)的應(yīng)用案例。該標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)在會(huì)議上經(jīng)過國外專家的深入討論獲得共識(shí)，并得到了法國電信等國外運(yùn)營商的鼎力支持，代表著國內(nèi)外運(yùn)營商和設(shè)備制造商的共同關(guān)注熱點(diǎn)，另外在3GPP2中我們也推動(dòng)了基于TDF的PCC架構(gòu)的成功立項(xiàng)，將相關(guān)方案推到CDMA國際標(biāo)準(zhǔn)中，這標(biāo)志著中國電信在網(wǎng)絡(luò)智能研究領(lǐng)域位于世界先進(jìn)水平，并將進(jìn)一步引領(lǐng)和主導(dǎo)智能網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、智能網(wǎng)絡(luò)功能規(guī)范等國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。
本文針對(duì)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，參考國外主流運(yùn)營商在智能管道方面的實(shí)踐，對(duì)智能管道的內(nèi)涵進(jìn)行了解讀，并探討了智能管道構(gòu)建的總體思路。
1 智能管道的背景
1.1 業(yè)務(wù)發(fā)展的多維度特征對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)提出新的要求
隨著新的信息技術(shù)和應(yīng)用的不斷涌現(xiàn)，終端的多樣化、業(yè)務(wù)種類的豐富化和通信模式的復(fù)雜化，使業(yè)務(wù)發(fā)展呈現(xiàn)以下特征。
a） 大寬帶：基于視頻的應(yīng)用需消耗越來越大的帶寬。
b） 互動(dòng)性：遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、社交網(wǎng)絡(luò)（SNS）等應(yīng)用在體驗(yàn)上越來越強(qiáng)調(diào)互動(dòng)性。
c） 實(shí)時(shí)性：在線游戲、遠(yuǎn)程監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用需要實(shí)時(shí)高效地信息傳送。
d） 流量和流向的不確定性：第三方內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）、P2P、云內(nèi)容等應(yīng)用增長帶來數(shù)據(jù)流量流向的不確定。
e） 安全性：蓬勃興起的電子商務(wù)等應(yīng)用要求保障信息數(shù)據(jù)的私密性和安全傳送。
業(yè)務(wù)發(fā)展的上述特征對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求：高質(zhì)量、可調(diào)控、保安全。即高質(zhì)量地快速傳送數(shù)據(jù)，特別是視頻；動(dòng)態(tài)調(diào)控資源，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)能力，合理分配資源；智能調(diào)控流量，緩解不確定的流量流向?qū)W(wǎng)絡(luò)資源的不合理消耗；提升網(wǎng)絡(luò)管道的安全性，解決基于數(shù)據(jù)流的惡意攻擊和信息竊取。
1.2 云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對(duì)管道特性提出新挑戰(zhàn)
云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的出現(xiàn)促使應(yīng)用呈現(xiàn)新的傳送模式，管道不僅需要傳送更多的數(shù)據(jù)量，更需要不斷提升響應(yīng)速度和服務(wù)質(zhì)量，增強(qiáng)用戶黏性和應(yīng)用體驗(yàn)。
云應(yīng)用采用遠(yuǎn)端處理和存儲(chǔ)的模式，除網(wǎng)絡(luò)傳送的數(shù)據(jù)量更多，對(duì)帶寬的需求更大外，網(wǎng)絡(luò)傳送的質(zhì)量指標(biāo)對(duì)用戶體驗(yàn)的影響更大，要求響應(yīng)速度更快，質(zhì)量更好。要求網(wǎng)絡(luò)能夠在識(shí)別出云應(yīng)用/用戶的基礎(chǔ)上，進(jìn)行智能帶寬控制和匹配，并保障質(zhì)量和通道安全。
同時(shí)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端移動(dòng)性、接入便捷性、服務(wù)融合性、應(yīng)用開放性、需求私密性、交互實(shí)時(shí)性等特征，要求網(wǎng)絡(luò)在傳送質(zhì)量、固定移動(dòng)融合、安全性等方面提供匹配支撐，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的控制能力也提出了更高的要求。
1.3 通信服務(wù)的內(nèi)涵和外延發(fā)生了根本變化
隨著信息技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，用戶的需求發(fā)生了變化，期望“多屏”生活方式，如遠(yuǎn)程控制電視、通過手機(jī)或電腦觀看電視直播、創(chuàng)作視頻發(fā)布給親朋好友等。目前，微件（Widget）的個(gè)性化應(yīng)用已達(dá)15 000多種，有專家預(yù)測(cè)其應(yīng)用將超上百萬種。人與人之間的溝通已突破了語音與短信的局限，呈多樣化，用戶每天花費(fèi)大量的時(shí)間通過社交網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行溝通和分享。全球移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在2010年6月達(dá)到225 000 TB/月，比2009年同期增 171%，增速10倍于移動(dòng)話音。2009年底移動(dòng)數(shù)據(jù)流量開始超過移動(dòng)話音，半年后兩者之比為1.5。預(yù)測(cè)2015年會(huì)比2010年增加26倍，屆時(shí)移動(dòng)數(shù)據(jù)流量中60％為視頻。OTT已成為網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)流量。此外，信息傳感技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)“云”的興起，使人與物、物與物之間的信息溝通成為可能。
總之，通信服務(wù)已不再局限于語音和短信，人與人之間的各種方式的溝通和分享，人與物、物與物之間的信息互通都屬于通信服務(wù)的范疇，通信服務(wù)的內(nèi)涵和外延發(fā)生了根本性變化。
1.4 融合、競爭使運(yùn)營商面臨巨大挑戰(zhàn)
在國家“兩化”融合、三網(wǎng)融合等政策的推動(dòng)下，互聯(lián)網(wǎng)、媒體、電信業(yè)正走向深度融合，產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈正在發(fā)生轉(zhuǎn)移。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，由于缺乏對(duì)終端的掌控力，內(nèi)容和應(yīng)用主要依賴合作伙伴，傳統(tǒng)電信運(yùn)營商在產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中的地位正在被削弱。同時(shí)，IT、通信、媒體互聯(lián)網(wǎng)、電視等產(chǎn)業(yè)界線越發(fā)模糊，越來越多的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、終端廠商、設(shè)備廠商進(jìn)入信息通信業(yè)，運(yùn)營商面臨的競爭環(huán)境已經(jīng)從通信企業(yè)延伸到互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、廣電企業(yè)以及終端制造商。
綜上所述，管道智能化能力的提升已經(jīng)成為運(yùn)營商亟待解決的問題。運(yùn)營商應(yīng)結(jié)合新技術(shù)發(fā)展和用戶需求，推進(jìn)管道精細(xì)化運(yùn)營并優(yōu)化承載能力、改善用戶體驗(yàn)并增加業(yè)務(wù)收入，合理調(diào)用網(wǎng)絡(luò)資源并提升流量價(jià)值，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和智能能力的提升。
2 國外運(yùn)營商的實(shí)踐
國外主流電信運(yùn)營商與國內(nèi)類似，均面臨固網(wǎng)寬帶受到新興運(yùn)營商沖擊的潛在風(fēng)險(xiǎn)以及來自產(chǎn)業(yè)鏈多方的競爭壓力。因此，網(wǎng)絡(luò)智能化已成為國內(nèi)外主流電信運(yùn)營商的共同取向。
以Verizon和AT&T為代表的美國運(yùn)營商著力提高網(wǎng)絡(luò)的有效性，力求有效引導(dǎo)和布局互聯(lián)網(wǎng)流量，其智能化主要體現(xiàn)在帶寬提速和分業(yè)務(wù)流量封頂2個(gè)方面。
寬帶提速作為網(wǎng)絡(luò)智能化的基礎(chǔ)，已經(jīng)成為北美主流運(yùn)營商的核心策略。Verizon在固網(wǎng)寬帶方面主推光纖到戶，目前已經(jīng)能夠提供20M接入能力，2011年底前將提供50M接入。在移動(dòng)寬帶互聯(lián)網(wǎng)方面，Verizon已經(jīng)正式推出4G LTE上網(wǎng)，拓展了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)端到端的通道能力。同時(shí)，Verizon提出了高智能網(wǎng)絡(luò)（High-IQ Network）的概念，用視頻等新業(yè)務(wù)填充擴(kuò)展的帶寬能力，并結(jié)合完善的CDN網(wǎng)絡(luò)，為客戶提供連續(xù)的業(yè)務(wù)體驗(yàn)和不同質(zhì)量的服務(wù)，以提升寬帶價(jià)值。
此外，北美移動(dòng)運(yùn)營商立足于用戶終端可控的情況，通過終端結(jié)合網(wǎng)絡(luò)側(cè)共同部署流量監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)智能化，初步可實(shí)現(xiàn)流量封頂并為今后流量精耕細(xì)作打下基礎(chǔ)，解決流量大增而收益停滯的問題。
其他運(yùn)營商在提高網(wǎng)絡(luò)智能性方面均有所舉措，例如，Vodafone針對(duì)iPhone高端用戶配置了更高的用戶優(yōu)先級(jí)，并在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)質(zhì)量保障，從而提供差異化的用戶體驗(yàn)。法國Orange通過部署智能管道為移動(dòng)電視用戶提供了優(yōu)于普通用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。其他一些歐洲運(yùn)營商則通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)終端類型進(jìn)行區(qū)分，為高ARPU值用戶提供更好的服務(wù)。
3 智能管道概念解讀
智能管道，是指客戶感知良好、運(yùn)營管理方便、業(yè)務(wù)開通靈活，提供高速協(xié)同接入、資源自助指配、速率針對(duì)性保障的差異化服務(wù)，成為客戶首選、綜合能力最強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)。
從客戶體驗(yàn)的角度，智能管道具有方便快捷的多種接入方式、感知良好的速率和帶寬、聚焦客戶需求的自助式服務(wù)等特征。
從企業(yè)運(yùn)營管理的角度，智能管道具有用戶可識(shí)別、業(yè)務(wù)可區(qū)分、質(zhì)量可控制、網(wǎng)絡(luò)可管理；既能保證核心業(yè)務(wù)質(zhì)量，又能實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)資源消耗多、效益差的業(yè)務(wù)；網(wǎng)絡(luò)與上層平臺(tái)協(xié)同，保障各種業(yè)務(wù)的靈活開放等特征。
綜上所述，智能管道應(yīng)具備4個(gè)方面的內(nèi)涵：廣泛高速覆蓋的網(wǎng)絡(luò)（Wide）、資源快捷指配的機(jī)制（Instant）、接入靈活協(xié)同的能力（Smart）、質(zhì)量按需保障的服務(wù)（Ensured），綜合四大內(nèi)涵可將智能管道稱為WISE PIPE。
a） 廣泛高速覆蓋，提供業(yè)務(wù)適配的寬帶服務(wù)。廣泛高速覆蓋的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)是帶寬提速，通過推進(jìn)“寬帶中國.光網(wǎng)城市”建設(shè)，打造基于超高速（100M）接入帶寬的精細(xì)化管道，以支撐更豐富的視頻、云應(yīng)用等大帶寬高流量業(yè)務(wù)的規(guī)模發(fā)展。
b） 資源快速指配，提高快速響應(yīng)的自助服務(wù)。資源快速指配的機(jī)制是指網(wǎng)絡(luò)具備資源的靈活指配和定制化管理能力，用戶可自主、自助選擇業(yè)務(wù)，獲得按需的資源分配和服務(wù)提供，支撐市場(chǎng)部門制定更靈活、高效的業(yè)務(wù)套餐和營銷策略。例如支持用戶按自助需求對(duì)帶寬、時(shí)長、流量及服務(wù)等級(jí)等資源進(jìn)行快速指配，提高業(yè)務(wù)自管理服務(wù)；同時(shí)，也支持按網(wǎng)絡(luò)管理要求，對(duì)用戶、業(yè)務(wù)所需資源進(jìn)行定制化管理調(diào)配，包括分時(shí)段、按流量、分等級(jí)的精細(xì)管理。
c） 接入系統(tǒng)靈活協(xié)同，支持便捷的接入服務(wù)。接入靈活協(xié)同的能力是指有線無線網(wǎng)絡(luò)一體化全面覆蓋，具備跨網(wǎng)絡(luò)的用戶統(tǒng)一賬號(hào)接入和終端適配的優(yōu)選接入能力，提升用戶跨網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)切換體驗(yàn)。用戶可采用統(tǒng)一賬號(hào)靈活接入不同網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)不同接入方式的協(xié)同；終端即插即用，自動(dòng)適配，不同接入網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一策略控制的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)無差異化。
d） 質(zhì)量按需保障，支持個(gè)性需求的高質(zhì)服務(wù)。質(zhì)量按需保障的服務(wù)可以實(shí)現(xiàn)基于用戶等級(jí)和業(yè)務(wù)QoS保障的差異化接入服務(wù)，保障關(guān)鍵應(yīng)用的服務(wù)體驗(yàn)，使資源向高價(jià)值用戶和業(yè)務(wù)傾斜。對(duì)資源消耗高對(duì)其他業(yè)務(wù)影響大的業(yè)務(wù)流量進(jìn)行管控，緩解P2P等應(yīng)用帶來的網(wǎng)絡(luò)擁塞問題，提升正常用戶和應(yīng)用的體驗(yàn)。
4 智能管道發(fā)展總體思路
智能管道的總體發(fā)展目標(biāo)應(yīng)以現(xiàn)網(wǎng)能力為基礎(chǔ)，以業(yè)務(wù)需求和客戶體驗(yàn)為導(dǎo)向，通過引入下一代光網(wǎng)絡(luò)、LTE、云計(jì)算等網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，以及融合策略控制、統(tǒng)一認(rèn)證等智能管理新技術(shù)，分階段分重點(diǎn)提升管道智能化，打造固移融合、創(chuàng)新合作的智能管道，滿足客戶感知良好、運(yùn)營管理方便、業(yè)務(wù)開通靈活等需求。
為實(shí)現(xiàn)智能管道目標(biāo)，在現(xiàn)有運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，應(yīng)重點(diǎn)提升帶寬提速、融合覆蓋、多維感知、按需保障、自助指配等五大方面能力。
a） 寬帶提速的發(fā)展思路是推進(jìn)寬帶中國.光網(wǎng)城市建設(shè)，構(gòu)建高速接入和精細(xì)化管理的智能寬管道。近期，固網(wǎng)寬帶接入網(wǎng)可圍繞20M接入帶寬能力，推進(jìn)以GPON為主的FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。同時(shí)，引入100G、10G、IPv6等新技術(shù)，規(guī)模提升骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、核心網(wǎng)帶寬。此外，在接入控制網(wǎng)關(guān)（BRAS/SR）、接入設(shè)備和家庭網(wǎng)關(guān)等處適時(shí)采用QoS、流控等技術(shù)，推動(dòng)寬帶接入業(yè)務(wù)逐步從粗放式運(yùn)營轉(zhuǎn)變到精細(xì)化運(yùn)營。移動(dòng)網(wǎng)基于用戶提速和市場(chǎng)競爭需求，提升移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入速率。通過打造移動(dòng)接入精細(xì)管道，實(shí)現(xiàn)基于用戶等級(jí)和業(yè)務(wù)QoS保障的差異化接入服務(wù)。遠(yuǎn)期應(yīng)推動(dòng)FTTH網(wǎng)絡(luò)由GPON 向下一代PON技術(shù)（XG-PON1）的平滑升級(jí)，并適時(shí)引入LTE及EPC核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的高速管道接入。
b） 融合覆蓋的發(fā)展思路是推進(jìn)認(rèn)證數(shù)據(jù)整合以及固移網(wǎng)絡(luò)融合，構(gòu)建靈活接入和跨網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的智能巧管道。近期應(yīng)基于智能業(yè)務(wù)的需求，逐步完善AAA策略部署能力�？梢圆捎糜脩糍~號(hào)區(qū)分業(yè)務(wù)屬性的AAA靜態(tài)策略控制功能，或者通過認(rèn)證變更（CoA）方式提供簡單的動(dòng)態(tài)策略下發(fā)，滿足業(yè)務(wù)需求快速響應(yīng)的要求。遠(yuǎn)期構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)層融合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)層認(rèn)證系統(tǒng)、策略服務(wù)系統(tǒng)中的用戶及相關(guān)數(shù)據(jù)的集中管理，打通各種網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證網(wǎng)元之間的接口�？紤]業(yè)務(wù)連續(xù)性和漫游支持等關(guān)鍵因素，解決統(tǒng)一認(rèn)證、移動(dòng)性管理、三網(wǎng)切換、QoS管理和策略控制等問題，打造固移多網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作能力。
c） 多維感知的發(fā)展思路是增強(qiáng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)深度識(shí)別（DPI）能力，完善固網(wǎng)現(xiàn)有識(shí)別能力，構(gòu)建用戶可識(shí)別和業(yè)務(wù)可區(qū)分的智能精管道。近期重點(diǎn)完善現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的感知能力，如對(duì)IP包特定字段的識(shí)別及DPI設(shè)備的優(yōu)化，提升網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶和特定業(yè)務(wù)的分析感知能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)P2P等大流量應(yīng)用的感知。為提升用戶可識(shí)別、業(yè)務(wù)可區(qū)分的能力，可以考慮通過AAA用戶屬性或地址段劃分來實(shí)現(xiàn)用戶的區(qū)分，或者對(duì)CP/SP進(jìn)行IP地址段的區(qū)分，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同等級(jí)用戶和合作CP/SP的識(shí)別。遠(yuǎn)期應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，通過DPI設(shè)備的深化部署，實(shí)現(xiàn)更靠近用戶側(cè)的應(yīng)用識(shí)別，提供更精細(xì)的增值服務(wù)。同時(shí)完善IT支撐系統(tǒng)的感知信息分析平臺(tái)功能，作為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營向信息運(yùn)營轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)用戶行為等運(yùn)營數(shù)據(jù)分析，支撐策略控制系統(tǒng)的靈活調(diào)整。
d） 按需保障的發(fā)展思路是新建策略控制系統(tǒng)，完善網(wǎng)絡(luò)端到端QoS
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