運營商移動智能管道建設方案探討

鄭巍 馬明

【摘要】 面對移動互聯網帶來的挑戰，各大運營商都提出了“建設智能管道，實現流量經營”的發展戰略。本文分析了移動智能管道建設的關鍵技術，并結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展，移動互聯網的市場規模正以前所未有的速度擴大。不斷增長的用戶規模和數據流量以及新型的移動互聯網應用，給移動網絡的服務質量帶來了前所未有的挑戰，主要包括：少量用戶特別是低價值用戶在使用P2P下載、在線視頻等業務時占用了大量的網絡資源，運營商形成了收入與網絡流量的剪刀差；在移動互聯網“云、管、端”的體系架構中，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；新型的移動互聯網業務在業務形態、商務模式上千差萬別，需要網絡提供差異化的保障來實現業務和用戶體驗的差異化，而現有的網絡缺少差異化的控制手段。

面對挑戰，各大運營商都提出了“建設智能管道，實現流量經營”的戰略，著力打造“用戶可識別、業務可區分、質量可控制、網絡可管理”的智能通道，通過對整個網絡資源實現合理和充分的調度，提供更加靈活的業務創新空間和更優質的用戶感知，進而在用戶、服務提供者和網絡資源之間建立一個可持續發展的關系，成為移動互聯網產業鏈重要一環。

二、移動智能管道關鍵技術分析

2.1 PCC

為了解決移動網絡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，通過該架構可以使得網絡檢測到不同的業務流，并針對業務流實現QoS控制，計費統計等需求。基于PCC架構的業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業務價值鏈的頂端，避免淪為單純的數據“管道”。PCC架構如下圖所示：

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數據包、TCP或UDP數據流通過基于DPI技術的帶寬管理系統時，該系統通過深入讀取IP包載荷的內容來對OSI七層協議中的應用層信息進行重組，從而得到整個應用程序的內容，然后按照系統定義的管理策略對流量進行整形操作。

三、典型智能管道業務需求實現方案

本章節將以移動網絡忙時忙區管控場景為例，探討如何利用智能管道的能力來實現網絡的可管可控及靈活調度。

3.1靜態管控實現

通過無線側的網管分析或者核心網絡側部署的網絡感知能力，分析得出忙小區和忙閑時段，針對不同的業務場景和網元能力，可以通過以下兩種方案實現靜態忙時忙區的管控。

3.1.1內置DPI管控

利用P-GW/GGSN/PDSN內置的DPI管控功能，對網元配置忙時間段忙小區的管控策略，例如限制某商業區域晚上19：00～23：00之間的P2P下載和視頻帶寬最高為200Kbps，降低P2P業務對網絡帶寬的占用。

該方案實現原理簡單，只需要對網關進行配置即可實現對相關業務的管控，但需要人工對核心網網元進行策略配置，既欠缺靈活性，也增加了網絡運行風險。

3.1.2 PCC架構實現

針對不同時間、不同區域網絡負荷的不均衡，實施忙時忙區策略控制。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，PCRF根據PCEF上報的用戶位置信息以及當前的時間、小區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動態管控實現

靜態管控完全基于無線話務數據統計，以歷史長期經驗值作為判斷依據，缺乏靈活度，管控時間跨度大，實時性和準確性較差，無法真實反應網絡運行情況。因此可考慮打通網絡狀態分析系統和PCRF之間的接口，實現動態忙時忙區管控，即結合無線及核心網數據，參考現網維護經驗建立預測模型，進行現網忙時忙區準實時預測，并完成動態管控，提升實時性和準確性。該方案實現流程如下：

1、前端信息采集系統每10分鐘對每個載扇生成各業務流量統計原始文件；

2、后端綜合分析系統從前端信息采集系統同步原始文件；

3、系統根據前一時間段所有業務流量閾值，預判全省下一時間段的忙區；

4、網絡感知能力系統將預判的忙區信息通知PCRF；

5、PCRF采用3.1.2所示流程實現忙時忙區策略控制。

3.3實現方案選擇

利用核心網元內置的DPI管控能力可以實現簡單的策略控制，需要相關網元具備業務識別和控制能力；利用PCC架構實現智能管控是標準架構，在整體流程實現中更合理安全。上述兩種方案的策略制定都需要基于網絡感知能力系統提供的歷史分析數據從而確認忙時和忙區。

而動態智能管控實現方案通過打通網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驗積累時，建議選擇靜態管控實現方案較快部署網絡能力；在對忙時忙區管控有深刻認識的基礎上，應該根據管控的效果及需求，考慮結合感知和控制能力，實施動態管控策略。

四、結束語

隨著網絡向LTE 的演進，核心網將只保留演進的分組域，即EPC網絡來統一承載數據業務和語音等實時性要求高的業務。通過PCC對業務實現端到端的QoS保障是保障實時業務質量的關鍵。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絡龐大，并且涉及多廠家的互通，PCC 在網絡中的具體建設和應用方案還需要結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工程，不可能一蹴而就。在網絡建設具備各種管控能力后，還需要合理組合、優化使用，最大限度發揮技術手段促進網絡運營。運營商應該在移動互聯網的浪潮中加快轉型，適應業務種類和用戶需求的變化，提升網絡感知能力、調度執行能力、開放能力，打造可管可控的智能網絡，探索靈活方便的業務模式，做好流量精細化運營。

鄭巍 聯系電話：18907185250