周又眉（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司，北京100033）

韋廣林（中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院，北京100048）

0 前言

近年來，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用爆發(fā)幾乎可以用日新月異來形容，淘寶徹底改變了人們的消費(fèi)購物方式，互聯(lián)網(wǎng)金融改變?nèi)藗兊睦碡敺绞剑⑿偶t包一夜之間終結(jié)社交軟件之爭。隨著4K視頻的應(yīng)用，家庭聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、萬物互聯(lián)的時代也即將到來。

隨著運(yùn)營商光改工作的推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)后，寬帶用戶整體帶寬將得到全面、大幅度提升?；ヂ?lián)網(wǎng)內(nèi)容隨之綿綿不斷涌入管道，4K視頻、家庭聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、虛擬化，新業(yè)務(wù)不斷興起。如果不能實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)容的承載能力建設(shè)，不能實(shí)現(xiàn)開放，則不能快速承載新興業(yè)務(wù)。如果不能實(shí)現(xiàn)差異化能力，不能實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)容和應(yīng)用的差異體驗(yàn)，則無法提供更優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。只有解決開放和差異化體驗(yàn)才能破解上述問題。

管道智能化無疑是解決上述問題的關(guān)鍵，智能化實(shí)現(xiàn)開放可以更高效地承載業(yè)務(wù)，更快速地接入新業(yè)務(wù)，差異化打造增值能力，也是滿足下一輪業(yè)務(wù)井噴的關(guān)鍵。智能管道通過當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一資源管理、調(diào)度、配置并形成統(tǒng)一的接口或平臺，給不同需求的內(nèi)容提供調(diào)度，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)容體驗(yàn)的差異化，滿足未來新興業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。

1 固定寬帶網(wǎng)絡(luò)面臨的痛點(diǎn)

在寬帶業(yè)務(wù)充分競爭后，運(yùn)營商的寬帶業(yè)務(wù)采用粗放式的帶寬收費(fèi)機(jī)制，無法體現(xiàn)差異化服務(wù)。在當(dāng)前的市場形勢下，傳統(tǒng)的固定寬帶網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營模式已經(jīng)難以適應(yīng)，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

a）管道處于弱運(yùn)營能力狀態(tài)，僅僅出售包月包時長帶寬、固移套餐捆綁組合，難以延伸到業(yè)務(wù)層面；光改后，接入帶寬大幅提升，只是硬件層面的提高競爭力，但如何運(yùn)營大帶寬，如何開展新業(yè)務(wù)，軟實(shí)力難以體現(xiàn)。

b）粗放式的帶寬管道，無法體現(xiàn)差異化的能力。難以滿足互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用差異化體驗(yàn)保障的需要；互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)形態(tài)日益豐富，語音、視頻、企業(yè)業(yè)務(wù)、家庭聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算虛擬化等不同業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)有不同的需求，而運(yùn)營商統(tǒng)一的寬帶業(yè)務(wù)模型無法滿足互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用個性化的需求，影響用戶的寬帶體驗(yàn)，進(jìn)而阻礙了寬帶產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。

c）網(wǎng)絡(luò)固化不靈活，難以快速支持新業(yè)務(wù)下發(fā)，能力未集成和開放；當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)支持簡單的面向連接，簡單粗暴的包月，所有業(yè)務(wù)在一個大管道中，新業(yè)務(wù)能否開展、如何開展、如何提供網(wǎng)絡(luò)資源，不得而知，網(wǎng)絡(luò)開放能力未打開從而限制了增值和強(qiáng)運(yùn)營能力。

d）僅關(guān)注管道連通性，端到端業(yè)務(wù)體驗(yàn)感知和保證少，如何從內(nèi)容、管道、用戶、應(yīng)用端到端打通，提供軟實(shí)力的高品質(zhì)服務(wù)才是未來發(fā)展的關(guān)鍵。

針對這種情況，建設(shè)智能管道，開放網(wǎng)絡(luò)能力成為固定寬帶發(fā)展的必然趨勢。借助智能管道，可將網(wǎng)絡(luò)能力與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用綁定，提升用戶體驗(yàn)；同時，智能管道可為運(yùn)營商提供更加豐富的經(jīng)營手段，促進(jìn)用戶主動升級提速，開拓后向經(jīng)營模式。

2 網(wǎng)路發(fā)展的思路

2.1 通過光改打造大寬帶硬實(shí)力

接入帶寬提升到50～100 Mbit/s 級別已經(jīng)是各運(yùn)營商共識，在日本、韓國、新加坡等帶寬發(fā)達(dá)國家，帶寬正向1 Gbit/s目標(biāo)演進(jìn)。從業(yè)務(wù)發(fā)展角度看，僅視頻業(yè)務(wù)發(fā)展到現(xiàn)在的4K，帶寬需求已經(jīng)達(dá)到30 Mbit/s，未來，隨著家庭聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，帶寬需求持續(xù)加大，接入大寬帶作為硬實(shí)力是必不可少的。

運(yùn)營商對于部分老舊的低速接入場景，需光進(jìn)銅退，從DSLAM向FTTx演進(jìn)，大幅提升帶寬。城市區(qū)域具備4K視頻和家庭聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)帶寬，農(nóng)村區(qū)域具備基本信息聯(lián)網(wǎng)和普通視頻觀看需求。

高端路由器層面，現(xiàn)有業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)和核心路由器設(shè)備基本具備100G/400G 的平臺，設(shè)備性能上適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展。整體來說，通過光改后，硬件能力達(dá)到較高水平。

2.2 構(gòu)建智能平臺，開放網(wǎng)絡(luò)能力

針對數(shù)以千萬計(jì)的業(yè)務(wù)，需求千差萬別，IP 網(wǎng)絡(luò)長期依靠統(tǒng)計(jì)復(fù)用的過時優(yōu)勢，以不變應(yīng)萬變，缺少開展差異化的能力。而在業(yè)務(wù)日新月異的年代，網(wǎng)絡(luò)逐漸開始顯得固化而不靈活，難以適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展。

通過統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)資源，包括業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)和接入層設(shè)備、帶寬、QoS、可靠性等，制定標(biāo)準(zhǔn)化的對外接口，向各互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)開放，如視頻業(yè)務(wù)提供的資源組合A，云業(yè)務(wù)提供資源組合B，相比于籠統(tǒng)寬帶包月，智能管道階段提高了一個大臺階。從而為用戶、內(nèi)容和應(yīng)用提供開放、標(biāo)準(zhǔn)化、靈活的網(wǎng)絡(luò)能力，進(jìn)一步面向用戶、內(nèi)容、應(yīng)用開展運(yùn)營，促進(jìn)整個寬帶產(chǎn)業(yè)鏈的正向發(fā)展。

基于該目標(biāo)的智能網(wǎng)絡(luò)，將實(shí)現(xiàn)能力最大化、差異化強(qiáng)體現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)可運(yùn)營、內(nèi)容可增值。

2.3 通過智能化實(shí)現(xiàn)快速部署新業(yè)務(wù)

互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為工業(yè)4.0的關(guān)鍵標(biāo)志，可見整個工業(yè)發(fā)展、社會進(jìn)步都與互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)相關(guān)，未來互聯(lián)網(wǎng)支撐的業(yè)務(wù)將越來越多，當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)入視頻業(yè)務(wù)的快車道，云業(yè)務(wù)的爬坡道，物聯(lián)網(wǎng)的起步階段。而業(yè)務(wù)需求千差萬別，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基于粗放的用戶連接，不識別業(yè)務(wù)、內(nèi)容、應(yīng)用，不知道各種業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的要求差異巨大，如語音、視頻、云、虛擬化，不同業(yè)務(wù)對帶寬時延抖動指標(biāo)各不相同。每增加一種新業(yè)務(wù)，都需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面評估，或新建或大規(guī)模擴(kuò)容，成本浪費(fèi)、流程長，難以快速支撐業(yè)務(wù)。而通過智能管道的部署，網(wǎng)絡(luò)具備面向業(yè)務(wù)的開放架構(gòu)，給不同的業(yè)務(wù)提供不同的網(wǎng)絡(luò)資源?；谥悄芄艿兰軜?gòu)，可以快速提供資源、增加資源、部署資源，更能提供精確的資源，承載業(yè)務(wù)，從而滿足新業(yè)務(wù)的快速部署和精準(zhǔn)管控。

但遠(yuǎn)期來看，智能化的架構(gòu)中還應(yīng)納入集中控制和SDN 的角色，實(shí)現(xiàn)軟件定義的智能化網(wǎng)絡(luò)，軟件定義網(wǎng)絡(luò)通過控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面分離，軟件定義每個業(yè)務(wù)流的行為，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更為靈活，轉(zhuǎn)發(fā)行為更加高效。不過，由于SDN 技術(shù)仍在創(chuàng)新階段，在城域網(wǎng)絡(luò)中不能成熟應(yīng)用，需在3～5年后考慮引入SDN。

2.4 通過智能化，延伸到內(nèi)容和應(yīng)用

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)僅提供管道連接服務(wù)，沒有體驗(yàn)管理，每用戶下業(yè)務(wù)A 和業(yè)務(wù)B 同等對待，無法對單個業(yè)務(wù)進(jìn)行體驗(yàn)監(jiān)控，即便運(yùn)營商將接入帶寬大幅提升，也不能確保更好的業(yè)務(wù)品質(zhì)。而如果為用戶提供端到端高品質(zhì)的內(nèi)容和應(yīng)用服務(wù)，則可避開同質(zhì)化競爭，提升為差異化的內(nèi)容競爭。

為了支撐更豐富的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)及內(nèi)容合作，關(guān)鍵是網(wǎng)絡(luò)可視化，可管可控，以實(shí)現(xiàn)端到端的高品質(zhì)。需通過智能提速平臺和開放能力，與互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容方加強(qiáng)合作運(yùn)營，加強(qiáng)基于內(nèi)容、應(yīng)用的業(yè)務(wù)質(zhì)量管理系統(tǒng)，打造端到端的高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò)。

3 固定寬帶智能管道方案介紹

固網(wǎng)智能管道的總體思路是借助IT 能力充分發(fā)揮固定寬帶網(wǎng)絡(luò)的能力，一方面，將寬帶網(wǎng)絡(luò)能力與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用緊密結(jié)合，提升用戶體驗(yàn)；另一方面，允許用戶或者互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用按需靈活調(diào)用網(wǎng)絡(luò)能力，豐富經(jīng)營手段。

3.1 固定寬帶智能管道整體架構(gòu)

固定寬帶智能管道整體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 固定寬帶智能管道整體架構(gòu)

在此架構(gòu)中，現(xiàn)有的城域網(wǎng)仍保持原狀，原有的基礎(chǔ)寬帶業(yè)務(wù)發(fā)放方式也保持不變。需要改變的主要有以下幾個方面。

a）增加策略控制平臺，作為固網(wǎng)智能管道的控制核心，負(fù)責(zé)對BRAS 的動態(tài)提速能力進(jìn)行統(tǒng)一控制和封裝，并提供API 接口，供上層的業(yè)務(wù)平臺（包括運(yùn)營商自營業(yè)務(wù)平臺和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺）靈活按需調(diào)用。

b）策略控制平臺與BOSS 進(jìn)行對接，實(shí)現(xiàn)用戶基礎(chǔ)信息（如賬號、基礎(chǔ)簽約帶寬）的同步，并向計(jì)費(fèi)系統(tǒng)提供提速業(yè)務(wù)的話單數(shù)據(jù)。

c）增加能力開放平臺，負(fù)責(zé)互聯(lián)網(wǎng)合作業(yè)務(wù)平臺的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)合作業(yè)務(wù)的發(fā)放、計(jì)費(fèi)、對賬等業(yè)務(wù)運(yùn)營功能。

基于這個架構(gòu)，運(yùn)營商自營業(yè)務(wù)以及互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)便可以靈活地按需調(diào)用BRAS 的提速能力，開展多樣化的智能管道業(yè)務(wù)。

第三代稀土永磁釹鐵硼是當(dāng)代磁體中性能最強(qiáng)的永磁體，它不僅具有高剩磁，高矯頑力、高磁能積、高性能價格比等特性，而且容易加工成各種尺寸，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航空、航天、電子、電聲、機(jī)電、儀器、儀表、天線等，醫(yī)療技術(shù)及其它需用永磁場的裝置的設(shè)備中，特別適用于研制高性能、小型化、輕型化的各種換代產(chǎn)品。工作溫度80～240℃。

3.2 固定寬帶智能管道支持的業(yè)務(wù)形態(tài)

在固網(wǎng)智能管道基礎(chǔ)上，通過靈活調(diào)用網(wǎng)絡(luò)能力，可以有效支持“用戶自助提速”和“后向應(yīng)用提速”。

智能管道支持的業(yè)務(wù)形態(tài)如表1所示。

3.3 固定寬帶智能管道關(guān)鍵技術(shù)

在固網(wǎng)智能管道方案中，通過策略控制平臺調(diào)用了BRAS能力的BoD、DAA動態(tài)帶寬調(diào)整能力。

a）BoD：對用戶總帶寬的動態(tài)調(diào)整，但不對帶寬內(nèi)不同業(yè)務(wù)流量進(jìn)行優(yōu)先級調(diào)度。

b）DAA：基于業(yè)務(wù)報文的五元組信息對用戶流量進(jìn)行分流，并在用戶基礎(chǔ)帶寬外對指定業(yè)務(wù)流量提供獨(dú)立帶寬通道，支持按業(yè)務(wù)流獨(dú)立計(jì)費(fèi)。DAA 通過BRAS 根據(jù)用戶訪問不同的目的地址網(wǎng)段（例如本地Game、本地VOD、Internet 外網(wǎng)等）對業(yè)務(wù)進(jìn)行區(qū)分，自動提供不同的帶寬和QoS保障，并分別進(jìn)行流量統(tǒng)計(jì)，將不同業(yè)務(wù)對應(yīng)的費(fèi)率信息上報給AAA Server。對于運(yùn)營商而言，DAA可以提供基于業(yè)務(wù)的智能提速解決方案，支撐運(yùn)營商與第三方ICP合作，實(shí)現(xiàn)后向收費(fèi)模式。

針對DAA功能，現(xiàn)有的BRAS業(yè)務(wù)發(fā)放方式，需要預(yù)先在BRAS針對不同帶寬的用戶配置相應(yīng)的帶寬模板，在用戶上線PPPOE認(rèn)證時，AAA服務(wù)器通過Radi?us 協(xié)議向BRAS 下發(fā)指令，為用戶調(diào)用相應(yīng)的帶寬模板，完成用戶帶寬配置。

表1 智能管道支持的業(yè)務(wù)形態(tài)

在智能管道業(yè)務(wù)場景下，為滿足不同應(yīng)用差異化的帶寬保障，需要針對每一個互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用定制相應(yīng)帶寬模板，同時還需考慮不同帶寬的用戶、多種業(yè)務(wù)疊加的場景，這將導(dǎo)致帶寬模板數(shù)量指數(shù)級增加，同時也會大幅增加BRAS設(shè)備的配置工作量。

隨著智能管道后向提速業(yè)務(wù)的推進(jìn)，需要BRAS設(shè)備廠商考慮簡化配置工作量的問題。目前有廠商的BRAS設(shè)備通過動態(tài)業(yè)務(wù)模板刷新的功能來實(shí)現(xiàn)動態(tài)的帶寬模板加載和修改，當(dāng)然不局限于一種實(shí)現(xiàn)方案。

3.4 智能提速業(yè)務(wù)流程

在智能提速業(yè)務(wù)流程中，策略控制平臺作為智能管道的調(diào)度核心，根據(jù)上層業(yè)務(wù)平臺的指令為指定用戶進(jìn)行動態(tài)配置?；谥悄芄艿赖闹悄芴崴贅I(yè)務(wù)流程如圖2所示。

圖2 基于智能管道的智能提速業(yè)務(wù)流程

整體提速流程可分為5個步驟。

a）用戶上線：用戶寬帶撥號上線，BRAS將用戶在線信息（包括用戶賬號、IP 地址、Session 號等）抄送策略控制平臺，策略控制平臺記錄用戶在線信息。

b）下發(fā)提速請求：業(yè)務(wù)平臺（包括自營業(yè)務(wù)平臺、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺）根據(jù)業(yè)務(wù)需要向策略控制平臺下發(fā)針對具體用戶的提速請求。

c）下發(fā)提速策略：策略控制平臺判斷用戶的業(yè)務(wù)訂購信息、用戶當(dāng)前提速狀態(tài)，向BRAS下發(fā)用戶的動態(tài)提速策略。

d）上報計(jì)費(fèi)信息：提速完成后，BRAS上報增值業(yè)務(wù)的時長、流量等信息。

e）生成話單：策略控制平臺記錄用戶信息、提速業(yè)務(wù)、時長和流量信息等，生成提速話單并傳遞給計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。

4 總結(jié)與展望

目前固定寬帶智能管道業(yè)務(wù)已經(jīng)在運(yùn)營商試點(diǎn)應(yīng)用，用戶自助提速、OTT TV 保障和后向帶寬經(jīng)營等多種業(yè)務(wù)快速上線，充分挖掘了設(shè)備能力，發(fā)揮了BRAS設(shè)備的動態(tài)定向帶寬提供能力，開拓了與OTT合作運(yùn)營模式，豐富了業(yè)務(wù)種類，提升了用戶感知。

面向未來，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展和運(yùn)營商固定寬帶戰(zhàn)略，固定寬帶智能管道有如下幾個方向可進(jìn)一步持續(xù)優(yōu)化。

a）開放多樣化網(wǎng)絡(luò)能力：目前智能管道提供的能力以帶寬提速為主，為滿足差異化互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需要，后續(xù)可開放更多固網(wǎng)能力，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)能力與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)間的耦合關(guān)系。如路由選路能力、網(wǎng)絡(luò)存儲能力、家庭網(wǎng)關(guān)能力等。

b）強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)感知分析能力：當(dāng)前智能管道方案聚焦動態(tài)配置下發(fā)，未來可在網(wǎng)絡(luò)中強(qiáng)化流量采集和流量感知能力，通過大數(shù)據(jù)分析，實(shí)時掌握網(wǎng)絡(luò)流量現(xiàn)狀、用戶行為習(xí)慣、用戶體驗(yàn)情況，豐富智能管道內(nèi)涵，填充智能管道應(yīng)用。

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