摘要:面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng),電信運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)模式必須向Teleco2.0演進(jìn)。IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)將主要用于為企業(yè)大客戶服務(wù),而面向消費(fèi)大眾的娛樂(lè)化網(wǎng)絡(luò)新媒體業(yè)務(wù)將基于智能結(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)/分布式業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)(INON/DSN)。核心網(wǎng)將向扁平化演進(jìn),從I-HSPA 到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演進(jìn)(SAE),甚至進(jìn)一步直接用互聯(lián)網(wǎng)做核心網(wǎng)?？蛻舳思娱T(mén)戶模式配合云計(jì)算可以使廉價(jià)手機(jī)訪問(wèn)基于超文本傳輸協(xié)議(HTTP)的互聯(lián)網(wǎng)。包月是用戶唯一能夠接受模式,廉價(jià)合理的價(jià)格將促進(jìn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大發(fā)展。

關(guān)鍵詞:第3代移動(dòng)通信;智能結(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng);分布式業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò);包月

Abstract: Mobile Internet will be the killer application of 3G. For the mobile Internet, the business model of telecom operators has to evolve to Teleco2.0. IP Multimedia Subsystem (IMS) will be used mainly for VIP and enterprise customers. Mass-oriented entertainment and new media services will be based on the Intelligent Node Overlay Node (INON)/Distribution Service Network (DSN). The core network will be flat, with an evolution route from Internet High Speed Packet Access (I-HSPA) to System Architecture Evolution (SAE), and even the Internet can be used as the core network. The low-cost mobile phone can be accessed to HTTP Internet by using “client end software + portal” model with cloud computing. Flat rate will be the only fee model to be accepted by customers, and cheap and reasonable prices will contribute to the development of mobile Internet.

Key words: 3G; INON; DSN; flat rate

隨著中國(guó)3個(gè)運(yùn)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(jìng)爭(zhēng)即將全面展開(kāi)。競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。各移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商主張面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行開(kāi)放政策。但是不同運(yùn)營(yíng)商對(duì)此的理解和策略是不同的。從傳統(tǒng)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(yùn)營(yíng)模式、收費(fèi)模式到網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)都要變。多數(shù)運(yùn)營(yíng)商并沒(méi)有做好準(zhǔn)備。

對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言,在互聯(lián)網(wǎng)沖擊下,目前盡快轉(zhuǎn)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(yùn)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(tǒng)(IMS)平臺(tái)提供各種應(yīng)用業(yè)務(wù)。IMS采用會(huì)話啟動(dòng)協(xié)議(SIP),客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)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?yàn)槭褂?.5G、3G、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)和各種固定寬帶接入等不同終端的用戶提供各種融合的業(yè)務(wù)。支持從公共交換電話網(wǎng)(PSTN)、IP語(yǔ)音(VoIP)、網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)到各種多媒體應(yīng)用。電信運(yùn)營(yíng)商希望采用這一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)支持從消費(fèi)型服務(wù)業(yè)到生產(chǎn)性和公共服務(wù)業(yè)的各種應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)為運(yùn)營(yíng)商搭建“帶圍墻的花園”,主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。這傳承了Teleco1.0的模式,但是不能滿足面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的Teleco 2.0的需求。IMS集中控制封閉的結(jié)構(gòu)可以為企業(yè)大客戶等對(duì)服務(wù)質(zhì)量(QoS)和安全有特殊需求的客戶提供服務(wù)。對(duì)于面向開(kāi)放的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是不合適的?；ヂ?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(xiàn)了以客戶為中心。網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值規(guī)律取決于其運(yùn)營(yíng)模式,即數(shù)字內(nèi)容的產(chǎn)生和分發(fā)交付方法。傳統(tǒng)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(shù)量。而對(duì)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(jié)點(diǎn)數(shù)的平方成正比?；ヂ?lián)網(wǎng)社區(qū)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(jù)Reed定律,隨著社區(qū)用戶的數(shù)量增加,社區(qū)小組業(yè)務(wù)的收益以幾何級(jí)數(shù)增加。網(wǎng)絡(luò)價(jià)值正在從Sarnoff定律轉(zhuǎn)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(xiàn)出其最大價(jià)值。

近年來(lái)基于P2P的網(wǎng)絡(luò)電話、內(nèi)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(yùn)營(yíng)在公共互聯(lián)網(wǎng)上的,IMS采用客戶機(jī)/服務(wù)器體系架構(gòu)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(tǒng),這就是智能結(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)(INON)。平行于IP多媒體子系統(tǒng),在公共互聯(lián)網(wǎng)上建立INON分布管理平臺(tái),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(tǒng)如圖1所示。

智能節(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)是覆蓋在IP核心網(wǎng)上的傳統(tǒng)的彈性重疊網(wǎng)(RON)技術(shù)與分布式哈希表(DHT)技術(shù)相結(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)做為3+層,在此分布式管理平臺(tái)上提供流量監(jiān)控、流量控制、QoS、病毒防止和安全性等服務(wù)。智能結(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)的另外一個(gè)任務(wù)是為各種P2P應(yīng)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(tǒng)一的支撐環(huán)境。主要是提供P2P CDN和P2P SIP。智能結(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)如圖2所示。

中國(guó)移動(dòng)看到了面對(duì)Teleco 2.0需求,IMS的局限性,開(kāi)展移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)計(jì)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(dāng)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(yīng)對(duì)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(yīng)了發(fā)展趨勢(shì),更搶占了先機(jī)。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(yīng)該能夠支持互聯(lián)網(wǎng)上的各種應(yīng)用,從今天的P2P流媒體,各種Web2.0應(yīng)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(lì)和支持互聯(lián)網(wǎng)上層出不窮的各種新應(yīng)用而不是自己去發(fā)展一些應(yīng)用。這樣就能夠形成一個(gè)健康的產(chǎn)業(yè)鏈。

今天一些運(yùn)營(yíng)商在3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中只想著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(guó)布設(shè)的TD-SCDMA和WCDMA等3G網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面仍沿用了3GPP R99的結(jié)構(gòu),即基站上下行的數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)、服務(wù)通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)等網(wǎng)元與業(yè)務(wù)平臺(tái)相連。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要求每一個(gè)網(wǎng)元都對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行拆解-封裝-轉(zhuǎn)發(fā)[4]。當(dāng)空口具有高速分組接入(HSPA)能力時(shí),成百上千小區(qū)所匯集的HSPA數(shù)據(jù)就對(duì)各網(wǎng)元尤其是RNC的數(shù)據(jù)處理能力提出了很高要求。以高速數(shù)據(jù)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(qū)的HSDPA網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量為21.6 Gb/s。目前業(yè)界RNC的數(shù)據(jù)吞吐量?jī)H達(dá)到1 Gb/s。今天各運(yùn)營(yíng)商建設(shè)的3G網(wǎng)絡(luò)與2G共用核心網(wǎng),其帶寬和數(shù)據(jù)處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足HSPA高數(shù)據(jù)率的需求。當(dāng)數(shù)據(jù)負(fù)荷激增時(shí)運(yùn)營(yíng)商將面對(duì)RNC/SGSN的擴(kuò)容的巨大壓力。此外在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)處對(duì)數(shù)據(jù)包的重新拆裝會(huì)導(dǎo)致在每一節(jié)點(diǎn)都要引入額外的時(shí)延。結(jié)果會(huì)產(chǎn)生較長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。對(duì)于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,這種多層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是沒(méi)有必要的。使網(wǎng)絡(luò)扁平化不僅可以簡(jiǎn)化設(shè)備降低成本,還可以減少時(shí)延。I-HSPA應(yīng)運(yùn)而生。這種架構(gòu)把基站通過(guò)Gi/Gn口直接連接到GGSN節(jié)點(diǎn)(通向互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的網(wǎng)關(guān))[5]。I-HSPA原理如圖3所示。

直接鏈路可為用戶數(shù)據(jù)流建立信道,從而繞過(guò)了傳統(tǒng)架構(gòu)中的RNC以及SGSN,節(jié)省了傳輸成本。還可以避免當(dāng)數(shù)據(jù)負(fù)荷激增時(shí)運(yùn)營(yíng)商對(duì)RNC/SGSN的擴(kuò)容投資。另外,Gi/Gn由城域以太網(wǎng)提供以太網(wǎng)專線,以太網(wǎng)專線的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于E1/T1專線,建設(shè)傳輸網(wǎng)絡(luò)所需的建設(shè)成本得到大幅降低。同時(shí)由于減少了傳輸路徑,數(shù)據(jù)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(xiàn)。

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(yùn)營(yíng)商的可管理的專網(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(yùn)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(tái)提供各種應(yīng)用業(yè)務(wù)。這種結(jié)構(gòu)為運(yùn)營(yíng)商搭建“帶圍墻的花園”,主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。這傳承了Teleco 1.0的模式,但是仍不能滿足面向移動(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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)最接近的是WiMAX NRM R1的B結(jié)構(gòu)。在B結(jié)構(gòu)中不使用ASN網(wǎng)關(guān),其功能由互聯(lián)網(wǎng)上的交換機(jī)和路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)。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(jié)構(gòu),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(shì)[6]。

3 從門(mén)戶加客戶端軟件到云計(jì)算

由于屏幕小、計(jì)算能力弱一般手機(jī)只能訪問(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)站則不能訪問(wèn)。大大限制了其應(yīng)用。iPhone等高檔智能手機(jī)支持HTTP可以訪問(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)戶加客戶端模式的成功出現(xiàn)改變了這一狀況,這將對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。門(mén)戶網(wǎng)站具有導(dǎo)航與協(xié)議和格式轉(zhuǎn)換能力。下載安裝其客戶端軟件,不僅可以瀏覽WAP網(wǎng)站,還可以登陸訪問(wèn)瀏覽HTTP網(wǎng)站,以適合手機(jī)的格式觀看。不僅可以收看WAP的視頻節(jié)目,還可以收看HTTP視頻共享網(wǎng)站的視頻內(nèi)容?？梢灾С指鞣NWeb2.0應(yīng)用?；究朔耸謾C(jī)上網(wǎng)的主要問(wèn)題。UCWEB是中國(guó)最成功的門(mén)戶網(wǎng)站,2008年其安裝激活的客戶端已經(jīng)達(dá)到6 000萬(wàn)戶。

這種模式將更多的計(jì)算力從手機(jī)移到網(wǎng)絡(luò)側(cè),隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶增多,寬帶視頻業(yè)務(wù)增多,對(duì)門(mén)戶網(wǎng)站的協(xié)議轉(zhuǎn)換、格式轉(zhuǎn)換和內(nèi)容存儲(chǔ)能力需求將急劇增加,解決方法是采用云計(jì)算平臺(tái)。這種云計(jì)算平臺(tái)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(duì)運(yùn)營(yíng)商而言誰(shuí)能盡快形成這種支撐環(huán)境對(duì)發(fā)展移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)至關(guān)重要。

為了克服一些手機(jī)由于生產(chǎn)量小沒(méi)有客戶端支持或用戶不會(huì)下載安裝客戶端軟件的限制,運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該訂制和鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)低成本高性能手機(jī),在其中預(yù)置客戶端軟件,簡(jiǎn)化操作提供“一鍵上網(wǎng)”服務(wù)。將大大提高競(jìng)爭(zhēng)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(fèi)模式應(yīng)包月為主

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,電信運(yùn)營(yíng)商提供基礎(chǔ)傳輸業(yè)務(wù)仍然是有利可圖的。到2011年中國(guó)移動(dòng)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶如果達(dá)到1億人,每人每月接入費(fèi)以50元人民幣計(jì),年收入可達(dá)600億元人民幣。

實(shí)踐證明,互聯(lián)網(wǎng)用戶能夠接受的主要收費(fèi)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(guó)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(yùn)營(yíng)商對(duì)Skype對(duì)話音業(yè)務(wù)的沖擊已經(jīng)不甚介意,歐美運(yùn)營(yíng)商允許數(shù)據(jù)包月用戶使用Skype電話。隨著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(guó)手機(jī)上網(wǎng)若能將資費(fèi)調(diào)整到20元人民幣包月(2 GB流量封頂),或與話音打包必能推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。而對(duì)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可以接受的價(jià)格。目前中國(guó)3大運(yùn)營(yíng)商制訂的價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)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(shì),誰(shuí)能盡快轉(zhuǎn)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(jìng)爭(zhēng)中取勝?？芍^是“順勢(shì)者昌,搶占先機(jī)者為王!”

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收稿日期:2009-05-05

作者簡(jiǎn)介

侯自強(qiáng),中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所DSP工程中心研究員,信息產(chǎn)業(yè)部通信科技委委員。中國(guó)網(wǎng)通集團(tuán)(香港)有限公司獨(dú)立董事。曾任中國(guó)科學(xué)院秘書(shū)長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所所長(zhǎng)。