鄭巍 馬明

【摘要】 面對移動互聯(lián)網(wǎng)帶來的挑戰(zhàn)，各大運營商都提出了“建設智能管道，實現(xiàn)流量經(jīng)營”的發(fā)展戰(zhàn)略。本文分析了移動智能管道建設的關鍵技術，并結(jié)合典型的智能管道應用場景進行了方案探討。

【關鍵詞】 LTE PCC DPI

一、引言

隨著移動通信技術的發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)的市場規(guī)模正以前所未有的速度擴大。不斷增長的用戶規(guī)模和數(shù)據(jù)流量以及新型的移動互聯(lián)網(wǎng)應用，給移動網(wǎng)絡的服務質(zhì)量帶來了前所未有的挑戰(zhàn)，主要包括：少量用戶特別是低價值用戶在使用P2P下載、在線視頻等業(yè)務時占用了大量的網(wǎng)絡資源，運營商形成了收入與網(wǎng)絡流量的剪刀差；在移動互聯(lián)網(wǎng)“云、管、端”的體系架構(gòu)中，電信運營商只能簡單地開放自己的通道，越來越淪為純管道公司；新型的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務在業(yè)務形態(tài)、商務模式上千差萬別，需要網(wǎng)絡提供差異化的保障來實現(xiàn)業(yè)務和用戶體驗的差異化，而現(xiàn)有的網(wǎng)絡缺少差異化的控制手段。

面對挑戰(zhàn)，各大運營商都提出了“建設智能管道，實現(xiàn)流量經(jīng)營”的戰(zhàn)略，著力打造“用戶可識別、業(yè)務可區(qū)分、質(zhì)量可控制、網(wǎng)絡可管理”的智能通道，通過對整個網(wǎng)絡資源實現(xiàn)合理和充分的調(diào)度，提供更加靈活的業(yè)務創(chuàng)新空間和更優(yōu)質(zhì)的用戶感知，進而在用戶、服務提供者和網(wǎng)絡資源之間建立一個可持續(xù)發(fā)展的關系，成為移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈重要一環(huán)。

二、移動智能管道關鍵技術分析

2.1 PCC

為了解決移動網(wǎng)絡QoS保障等問題，提供更好的計費和策略控制，3GPP在R7版本中提出策略計費控制（PCC）機制，通過該架構(gòu)可以使得網(wǎng)絡檢測到不同的業(yè)務流，并針對業(yè)務流實現(xiàn)QoS控制，計費統(tǒng)計等需求。基于PCC架構(gòu)的業(yè)務和計費的精細化管理功能，可以使運營商通過精細化的運營重新占據(jù)業(yè)務價值鏈的頂端，避免淪為單純的數(shù)據(jù)“管道”。PCC架構(gòu)如下圖所示：

2.2 DPI

DPI技術，即DPI（Deep Packet Inspection）深度包檢測技術是一種基于應用層的流量檢測和控制技術。傳統(tǒng)的IP包流量識別和QoS保障技術，僅對IP包頭中的“五元組”信息進行分析，來確定當前流量的基本信息。DPI技術在分析包頭的基礎上，增加了對應用層的分析，當IP數(shù)據(jù)包、TCP或UDP數(shù)據(jù)流通過基于DPI技術的帶寬管理系統(tǒng)時，該系統(tǒng)通過深入讀取IP包載荷的內(nèi)容來對OSI七層協(xié)議中的應用層信息進行重組，從而得到整個應用程序的內(nèi)容，然后按照系統(tǒng)定義的管理策略對流量進行整形操作。

三、典型智能管道業(yè)務需求實現(xiàn)方案

本章節(jié)將以移動網(wǎng)絡忙時忙區(qū)管控場景為例，探討如何利用智能管道的能力來實現(xiàn)網(wǎng)絡的可管可控及靈活調(diào)度。

3.1靜態(tài)管控實現(xiàn)

通過無線側(cè)的網(wǎng)管分析或者核心網(wǎng)絡側(cè)部署的網(wǎng)絡感知能力，分析得出忙小區(qū)和忙閑時段，針對不同的業(yè)務場景和網(wǎng)元能力，可以通過以下兩種方案實現(xiàn)靜態(tài)忙時忙區(qū)的管控。

3.1.1內(nèi)置DPI管控

利用P-GW/GGSN/PDSN內(nèi)置的DPI管控功能，對網(wǎng)元配置忙時間段忙小區(qū)的管控策略，例如限制某商業(yè)區(qū)域晚上19：00～23：00之間的P2P下載和視頻帶寬最高為200Kbps，降低P2P業(yè)務對網(wǎng)絡帶寬的占用。

該方案實現(xiàn)原理簡單，只需要對網(wǎng)關進行配置即可實現(xiàn)對相關業(yè)務的管控，但需要人工對核心網(wǎng)網(wǎng)元進行策略配置，既欠缺靈活性，也增加了網(wǎng)絡運行風險。

3.1.2 PCC架構(gòu)實現(xiàn)

針對不同時間、不同區(qū)域網(wǎng)絡負荷的不均衡，實施忙時忙區(qū)策略控制。主要利用PCC的策略控制功能，在PCRF中設置忙閑時段和忙小區(qū)，PCRF根據(jù)PCEF上報的用戶位置信息以及當前的時間、小區(qū)的忙閑信息給用戶下管控策略。管控策略可以由PCRF主動推送給PCEF，也可以由PCEF主動向PCRF請求。

3.2動態(tài)管控實現(xiàn)

靜態(tài)管控完全基于無線話務數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以歷史長期經(jīng)驗值作為判斷依據(jù)，缺乏靈活度，管控時間跨度大，實時性和準確性較差，無法真實反應網(wǎng)絡運行情況。因此可考慮打通網(wǎng)絡狀態(tài)分析系統(tǒng)和PCRF之間的接口，實現(xiàn)動態(tài)忙時忙區(qū)管控，即結(jié)合無線及核心網(wǎng)數(shù)據(jù)，參考現(xiàn)網(wǎng)維護經(jīng)驗建立預測模型，進行現(xiàn)網(wǎng)忙時忙區(qū)準實時預測，并完成動態(tài)管控，提升實時性和準確性。該方案實現(xiàn)流程如下：

1、前端信息采集系統(tǒng)每10分鐘對每個載扇生成各業(yè)務流量統(tǒng)計原始文件；

2、后端綜合分析系統(tǒng)從前端信息采集系統(tǒng)同步原始文件；

3、系統(tǒng)根據(jù)前一時間段所有業(yè)務流量閾值，預判全省下一時間段的忙區(qū)；

4、網(wǎng)絡感知能力系統(tǒng)將預判的忙區(qū)信息通知PCRF；

5、PCRF采用3.1.2所示流程實現(xiàn)忙時忙區(qū)策略控制。

3.3實現(xiàn)方案選擇

利用核心網(wǎng)元內(nèi)置的DPI管控能力可以實現(xiàn)簡單的策略控制，需要相關網(wǎng)元具備業(yè)務識別和控制能力；利用PCC架構(gòu)實現(xiàn)智能管控是標準架構(gòu)，在整體流程實現(xiàn)中更合理安全。上述兩種方案的策略制定都需要基于網(wǎng)絡感知能力系統(tǒng)提供的歷史分析數(shù)據(jù)從而確認忙時和忙區(qū)。

而動態(tài)智能管控實現(xiàn)方案通過打通網(wǎng)絡感知能力和策略控制能力之間的接口，通過準實時預測模型，能有效提高管控的實時性和準確性。

前期運營商進行管控策略的試驗和經(jīng)驗積累時，建議選擇靜態(tài)管控實現(xiàn)方案較快部署網(wǎng)絡能力；在對忙時忙區(qū)管控有深刻認識的基礎上，應該根據(jù)管控的效果及需求，考慮結(jié)合感知和控制能力，實施動態(tài)管控策略。

四、結(jié)束語

隨著網(wǎng)絡向LTE 的演進，核心網(wǎng)將只保留演進的分組域，即EPC網(wǎng)絡來統(tǒng)一承載數(shù)據(jù)業(yè)務和語音等實時性要求高的業(yè)務。通過PCC對業(yè)務實現(xiàn)端到端的QoS保障是保障實時業(yè)務質(zhì)量的關鍵。雖然3GPP 在R8 中對PCC進行了明確的定義，但我國電信運營商網(wǎng)絡龐大，并且涉及多廠家的互通，PCC 在網(wǎng)絡中的具體建設和應用方案還需要結(jié)合各個運營商的情況詳細制定。

智能管道的建設是一個長期的系統(tǒng)工程，不可能一蹴而就。在網(wǎng)絡建設具備各種管控能力后，還需要合理組合、優(yōu)化使用，最大限度發(fā)揮技術手段促進網(wǎng)絡運營。運營商應該在移動互聯(lián)網(wǎng)的浪潮中加快轉(zhuǎn)型，適應業(yè)務種類和用戶需求的變化，提升網(wǎng)絡感知能力、調(diào)度執(zhí)行能力、開放能力，打造可管可控的智能網(wǎng)絡，探索靈活方便的業(yè)務模式，做好流量精細化運營。

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