智能管道的特征與技術分析

摘要 基于智能管道的特征以及相關技術。文章提出智能管道應該作為電信運營商的一種發展戰略，不僅用于改善目前業務質量，而且需要引入場景感知和智能服務技術，用于從現有網絡向未來網絡的演進；文章認為電信運營商應從戰略發展角度研究、開發和部署智能管道的技術，在滿足信息化社會不斷增長的應用需求的同時，使得自身具有持續盈利的能力。

關鍵詞 智能管道；場景感知；智能服務

1 智能管道的起因

20世紀80年代誕生了因特網。因特網發展20多年的歷程是信息技術快速發展的20年。在以互聯網為代表的網絡技術的推動下，IT已經演變成為信息與通信技術。因特網最大的貢獻在于提供了一個IT創新的平臺，首次把數據傳送和業務提供剝離，開放了網絡環境下與數據、話音和視頻相關的信息技術的開發平臺，激發了網絡應用技術的創新活力，使得任何一個具有創新活力的IT企業都可以在因特網上開發并且提供新型增值業務。特別是因特網上的萬維阿(WorldWide Web)技術的發明和發展，為網絡應用提供了一個標準的、開放的服務開發平臺，進一步促進了全球網絡應用技術的發展，在全球范圍內迅速普及了互聯網應用。

互聯網以及萬維網技術的發展，為廣大的用戶真正帶來了益處?；ヂ摼W協議(IP)電話和IP視頻技術的發展和廣泛應用。使得廣大民眾享受到了ICT技術為人類社會帶來的通信方面的便利。中國國內長途電話費用已經成為廣大民眾可以承受的費用，國際話音通話和視頻通話也已經成為民眾可以享受的交互方式。隨著網絡業務與數據傳輸的分離，傳統電信運營商逐步演變成為數據和話音傳輸等網絡基礎設施的供應商。由于眾多創新型的ICT公司可以分享網絡基礎設施之上的互聯網應用所創造的市場收益，雖然傳統電信營運商在網絡基礎設施建設方面投入巨大。但并沒有得到期望的回報。因特網技術的發展大幅度壓縮了傳統的電信供應商的利潤空間，給傳統電信營運商的發展帶來了巨大的挑戰。

互聯網研究人員把這種網絡和應用的分離方式稱為“數據的透明傳送”方式，這種網絡與應用的分離為互聯網提供了較好的可縮放性。電信運營商提供的網絡業務也就相當于為網絡應用提供了一條“透明管道”。透明管道的網絡應用模式如圖1所示。這種透明管道不參與網絡應用，是用戶無法看到的管道，所以，即使透明管道不斷擴展升級也就無法從用戶那里獲得收益。

基于這種現狀，全球電信運營商和設備制造商提出了“智能管道”的概念和相應的支撐技術，試圖把目前用戶不可見的“透明管道”轉變為用戶具有較好體驗的“智能管道”，為電信運營商和設備制造商提供新的發展機遇和利潤增長點。

由于智能管道是一個較為寬泛的概念，從不同角度可以得出不同的解釋。本文基于智能管道的特征以及相關技術，提出智能管道應該作為電信運營商和電信設備制造商一種發展戰略，不僅把智能管道作為電信運營商目前可以改善業務質量的可用技術，而且要把智能管道作為從現有網絡向未來網絡發展的可選途徑，從戰略發展角度研究、開發和部署智能管道的技術，在滿足信息化社會不斷增長的應用需求的同時，使得自身具有不斷盈利和持續發展的能力。

2 智能管道的定義

愛立信研究部門的專家認為智能管道應提供高效、安全和高質量的流入，流出服務云的信息和數據傳送。為了實現這個功能，智能管道必須包括：控制機制，提供安全、策略與通信管理以及服務控制的手段；提升感受的機制，提供個性化、位置／呈現的手段；效率和使能的工具，提供對不同商業模型、移動通告以及內容優化的支持。這里把智能管道定義為提供高效、安全和高質量的數據傳送能力，沒有直接明確智能管道與電信運營商的新型增值業務的關聯性。

中國電信的專家認為智能管道指以高帶寬的固定和移動承載網絡為基礎，結合光進銅退部署，通過可管控的端到端差異化管道的建立，實現網絡資源的智能調度和按需匹配，滿足用戶多種方式靈活接人的需求，為用戶提供可按需定制和隨時隨地接入的高質量網絡和創新業務體驗。這里把智能管道定義為：具有多種電信網的能力，其中包括建立可控的端到端差異化管道，智能調度網絡資源，提供用戶多種接入方式，提供按需定制、靈活接入的高質量網絡和高質量業務體驗。

北京郵電大學的專家認為智能管道是相對“傻管道”而言的，后者“傻”是指不對信息進行分辨，而前者智能是指運營商通過一定方法，智能地對不同信息按照已有網絡資源實現分別調度，從而建設端到端的智能傳輸(含終端到服務器)。由于低、中、高端業務的不同，運營商設計出了確保質量的傳輸條件，其中包括安全性、可靠性，當然付費也要按質、按量、按級別來付費。這里還是把智能管道定義為一種網絡傳送的能力，其中包括業務區分的傳送能力，具有數據傳送服務質量保證的能力。

本文認為，智能管道雖然在內部可以提供業務分類和通信量控制等功能，但必須對用戶提供傳統透明管道無法提供的業務。智能管道的網絡應用模式如圖2所示。智能管道不僅可以擴展網絡傳送能力，提高傳送服務質量，而且還可以提供基于網絡對數據處理的智能業務，目前可以僅僅包括業務的分類和通信量控制衍生的區分服務，未來需要提供基于用戶場景感知和網絡數據挖掘的增值業務。這樣，才能通過智能管道增強電信運營商的差異化競爭能力。

3 智能管道的特征

愛立信的專家在智能管道的定義中隱含地表示了智能管道的3個方面的特征：對安全、服務、策略管理和通信量管理的控制能力，對用戶個性化和位置感知等體驗能力，支持不同商業模型和內容優化的能力。這些特征的概述相對比較宏觀和全面，基本覆蓋了智能管道的網絡內部特征、用戶相關特征以及服務供應商的相關特征。

中國電信的專家明確提出了智能管道的4個特征：用戶可識別，即為了改善用戶體驗需要識別用戶身份、屬性和位置，實現資源的按需分配；業務可區分，不同業務具有不同的質量需求，對業務進行有效區分，確定重點保障的業務，實施差異化處理；流量可調控，針對不同業務，感知、控制和調度網絡流量，保障業務所需的服務質量，提高資源利用率；網絡可管理，按照用戶需求對帶寬、時長、流量、服務等級進行動態配置，提高網絡資源使用效益。這些特征主要從網絡內部闡述了智能管道的特征，十分具體和明確，具有很強的可操作性，可以直接指導目前的智能管道的實現和部署工作。

智能管道業務應該屬于一類網絡基礎設施供應商創新的增值業務，它提供透明地使用傳統服務無法實現的增值業務。這就涉及到環境感知業務、內容感知業務。環境感知需要在接入端獲取接入位置、接入方式、接入用戶、接入時間等數據，通過與網絡上層已有的知識關聯，才能具備環境感知的能力。在環境感知的基礎上，可以提供基于環境感知的主動服務，例如提供不同用戶的基于位置的服務、基于時間的服務等。本文認為，智能管道的智能包括智能鑒別客戶，智能識別業務、智能感知場景，智能提供服務。這些特征都是可以通過外部進行驗證和測試的，可以作為甄別智能管道的相關參考指標。智能網絡資源分配、策略控制與計費、智能網絡用戶管理都可以作為實現這些特征的支撐技術或機制。

智能鑒別客戶表示智能管道不是為需要帶寬的業務提供相關的網絡資源，而是為已經購買了高質量業務的客戶提供高質量服務保證的業務。如果僅僅需要高質量的業務，但無法鑒別用戶身份的業務，智能管道將僅僅提供盡力而為的服務質量。智能鑒別用戶可以真正保證智能管道的供應商能夠留得住高端用戶，并且能夠獲得應得的收益。

智能識別業務表示智能管道是根據客戶真正的需要分配相關的網絡資源，特別是緊缺的網絡帶寬資源，不會盲目為貴賓客戶分配超出其業務需求的資源。智能識別業務能夠保證網絡資源的充分使用，進一步挖潛供應商已有資源的潛力。

智能感知場景表示智能管道不僅僅能夠識別一般接人位置和公共應用場景，還能夠根據已識別客戶的以往通信和應用業務的習慣，智能感知客戶個性化的接入位置和應用場景，結合智能提供服務的能力，向客戶提供只有網絡運營商才能提供的智能業務。智能感知場景使得網絡運營商可以提供有別于一個業務提供商提供的服務，形成差異化的競爭優勢。智能感知場景應該成為智能管道的業務亮點。

智能提供服務表示智能管道可以根據鑒別的客戶、識別的業務和感知的場景，在以往客戶數據挖掘和綜合基礎上，向客戶提供增值服務，滿足客戶的生活、學習和工作的多種不同需求。智能提供服務應該成為智能管道的增值點。

4 智能管道的相關技術

目前電信運營商通常采用深度分組識別(DPI)技術與策略控制和計費(PCC)技術，在現有的網絡系統中實現智能管道相關業務。DPI技術確實可以在某種程度上標識業務，PCC技術也可以在某種程度上合理地分配網絡資源，進行相應的流量管理。但是，這兩類技術尚不具有智能感知場景和智能提供服務的能力，也不完全具有智能鑒別客戶和小顆粒度地智能識別業務的能力。

電信運營商還是必須提供基于不同場景的、涉及到智能端系統接人的、具有客觀內容的智能業務，這類業務將涉及到未來的智慧城市、電子健康監測、智慧家居、智慧校園、智能交通等應用領域，需要在電信網的基礎設施中引入物聯網的能力和服務。所以，電信運營商可以進一步關注提供公共服務的物聯網和云計算技術的研究和開發，這樣可以有利于智能管道的構建和業務的拓展。

電信運營商不僅要著眼于目前可以采用的智能管道技術，還需要考慮可持續發展的智能管理技術，使得電信運營商真正可以把智能管道作為自己的戰略發展方向，借助于智能管道的商業理念和技術支撐，走出一條與其他信息與通信企業共贏的、可持續盈利的發展道路。

根據對現有智能管道技術分析，本文提出了一個智能管道的技術架構，如圖3所示。圖3中，在現有網絡的接入層引入場景感知和業務識別的技術，場景感知必須在接入層才能提供，這需要根據接入的位置信息、接入的通信方式等具體的數據，并且與上層數據進行交互，才能真正獲取有價值的場景數據。業務識別也是屬于計算資源開銷較大的機制，從網絡性能角度考慮，應該部署在網絡的邊緣，可以沒置在網絡的接入層，這里的接人層也表示兩個不同管理域的網絡的連接層次。

為了實現智能管道，在核心網的傳送層必須提供帶寬等通信資源的動態分配和通信量控制等功能；在服務層需要具有智能服務提供技術和內容服務技術，可以根據客戶訂購的業務、所處的場景，智能地提供與內容相關的業務。

環境感知業務較為適合于在接入層或接入點提供，如果在傳送層提供，則需要追溯到相關數據流的端系統。這種回溯的方式，勢必增加網絡的額外開銷。這種增值業務的擴展方式，需要按照不同的提供方，選擇較為適合的業務提供方式。

直接在現有的設備上增加數據分析的功能，還是在現有的傳送設備

上增加與上層數據分析的接口。這里涉及到主動進行數據截獲和在線分析，還是被動進行數據分流和在線分析。在設備內部的數據流分析和處理時，對于數據流分析和處理都是采用分流檢測，這里的核心是：通過擴展現有的設備，把數據流分析與數據流傳送設備合一，還是把數據流分析和數據流傳送設備分離。

內容感知業務可以放在傳送層，也可以放在接入層。如果放在傳送層，這勢必需要修改核心網的架構。從業務管理和網絡維護角度看，把智能管道業務限制在最小的范圍，是最為經濟和簡潔的業務擴展方式。

5 結束語

驅動智能管道的兩股力量：盡快收回在傳送網的基礎設施建設中投入的回報，提供虛擬的無限帶寬。目前幾乎沒有一個運營商成功開發出原創的內容。電信營運商之所以在增值業務上沒有獲得成功，原因在于沒有挖掘到實現原創需要的數據源。而未來基于公共信息基礎設施的物聯網，可以彌補這方面的不足，真正為電信運營商提供其獨有的原創數據。根據以上分析可以得出這樣的結論：智能管道并不是目的，目的是提供電信運營商特有的增值業務，并獲得收益。基于以上的結論，就需要正確地看待智能管道和透明管道，不能片面追求智能管道，而是需要從增值業務的開發角度，從投入產出比的角度，從方便電信網絡管理角度，從業務的實用性角度，科學地理解和開發智能管道，使得智能管道能夠真正給電信運營商帶來持久的、穩定的、豐厚的收益。針對中國智能管道的開發，本文建議如下：

(1)合理開發智能管道，充分利用現有的透明管道。開發智能管理業務需要改造現有的網絡，這樣就會面臨較大的風險。從降低風險，提高智能管道業務的成功率角度看，可以在邊緣網、接入網范疇內逐步引入智能管道業務，骨干網、核心網還是保留透明管道，通過增加靈活的骨干網和核心網的路由，提供無限虛擬帶寬和分級的服務質量，滿足全網環境下部署智能管道業務的需求。

(2)逐步引入具有較大應用前景的、依賴于公共信息基礎設施的物聯網，例如物流領域的物聯網、藥品生產和銷售領域的物聯網、交通領域的物聯網，使得電信運營商具備物品連接的原創數據，提供基于這些原創數據的特有增值業務，真正獲得自己專營的增值業務。

(3)逐步引入公共云服務，減少在開發和部署智能業務過程中的計算資源的重復投資，在提供云業務的同時，滿足智能管道所需要的計算資源，降低智能管道的初始投入。提高智能管道的投入產出比，吸引社會資金對于信息基礎設施的投人，逐步構建滿足未來業務發展的信息基礎設施。