全业务运营与网络演进

信息通信技术10全业务运营与网络演进田海建沈孝萍山东省邮电规划设计院有限公司济南250031摘要分析全球全业务运营的现状及给国内电信运营商带来的机遇，阐述运营商为做好全业务运营各网络层面的演变，以求为网络建设提供思路。关键词全业务运营；网络演进；核心网；承载网1何谓全业务运营狭义的全业务运营，是指同时经营移动、固定、数据网络，全方位开展接入服务、通信业务、增值业务、内容应用的运营模式。其核心是通过现有电信业务的有效整合和融合，开展基于宽带和IP化的固定移动融合(FMC)、信息通信技术(ICT)以及宽带增值业务。广义的全业务运营，是指涵盖电信、互联网、多媒体、娱乐、消费电子、金融、健康等多个业务领域，全方位满足用户的生活、工作需求，提供通信、内容、应用和服务的跨行业、跨地域的运营模式。其核心是基于电信网络和终端，通过价值链的有效整合，将电信业务拓展到其他行业，开展融合的、便捷的、高效率的综合服务[1]。狭义全业务运营和广义全业务运营是包含的、递进的关系，也是逐步演进、发展的关系，如图1所示。全业务运营已经成为全球化的发展趋势，已经成了全球电信运营商的普遍、必然的选择。全球排名前100位的运营商中，全业务运营商的数目也占据了绝大多数，且占总收入的75%。传统的电信运营商在向全业务运营商的转型过程中，采取了多种形式。例如，KDDI、法国电信是固网并购移动，沃达丰、SFR是移动并购固网，AT&T则是分拆后再合并……尽管起点不同、路径不同，但都成为了全业务运营商[2]。2全业务运营环境下运营商面临的机遇目前，固话用户数量和业务收入锐减，移动用户的ARPU值持续走低，移动用户也逐步饱和，对运营商收入的拉动降低；但随着互联网应用的发展，数据业务已经成为运营商的重要收入来源之一，且其增长速率远远超过了传统的语音业务。也就是说目前电信业的收入构成和增长方式正在发生显著变化；另一方面像Skype的VoIP、eBay的电子商务、SecondLife的3D虚拟真实世界、AppleiTunes的媒体内容等丰富多彩的业务，让基于宽带的互联网、内容和应用服务商获取了更多的利润，电信基础网络沦为管道。而以iPhone为代表的终端，借助内容和应用的整合优势，也渗透到电信行业。电信服务的收益正在从运营商向服务提供商/内容提供商(SP/CP)、终端厂商转移。在这种背景下，全业务运营将是电信市场的下一个增长点。全业务运营，展现给运营商的是信息服务的大市场。全业务运营在拓展新的市场、扩大发展空间、采用新技术获取更大的边际利益、推进业务创新以发掘新图1广义全业务运营和狭义全业务运营的关系业务与运营20100511的收入增长点、提高信息化和产业化水平、突出电信运营业的地位和作用等方面都展现出机遇。国内三大电信运营商都拥有固定网络和移动网络，具备了发展全业务和融合业务的基础，同时也为国内通信产业的升级和转型奠定了基础。3全业务运营下网络演进3.1网络演进融合的途径网络的演进融合是运营商全业务运营最终的规划和建设目标，不同的是，由于各自的用户基础和网络基础以及转型战略的不同，他们的网络演进轨迹有所差别。总的来说，网络的演进融合将遵循五个层面、三个阶段和一个目标网络的步骤。网络融合涉及到的五个层面是业务层、控制层、承载层、接入/终端层以及贯穿各层的运营支撑系统，如图2所示。这五个层面，其技术和网络的成熟度以及对网络的影响各不相同，因而在融合的过程中需要合理规划、分步实施。业界普遍认为，网络的演进融合会经历如下三个阶段。第一阶段是网络整合阶段，这个时期窄带的语音业务还是很大的收入来源，宽带数据业务则呈现上升的趋势。第二阶段是优化发展阶段，固定、移动用户的带宽和速率都将大幅提升，这个时期固定和移动的业务网络建设可以进行多方面的融合。第三阶段是全面融合阶段，随着IP多媒体子系统(IMS)的不断发展扩大，可以考虑进一步用IMS提供基础通信业务，网络演进为基于IP的宽带全分组网络。网络演进涉及的三个阶段的详细步骤如图3所示。3.2全业务运营的业务核心网的演进3.2.1运营商核心网网络现状目前各大运营商同时拥有固定和移动业务，但目前的网络大多是移动网络和固定网络相分离的烟囱状架构，这导致每个系统都设置有单独的网元，都需要独立的人员来维护，人员多，效率低；同时由于业务控制点分散在两个系统里，难以提供固定、移动融合的业务体验，导致网络对终端客户的粘性不强。核心网随着承载和控制分离，控制和业务分离理念的引入，核心网正变得复杂。众多的业务领域，繁多的网元种类，无数的对内、对外接口和协议，以及由于容量限制带来同类网元节点数量的增加，整个网络的拓扑异常复杂，导致网络运营与维护困难，网络可靠性下降和效率低下。而且由于众多的网元种类和数量，使得在维护人员、机房面积、功耗等方面都增加了运营成本(OPEX)开销，同时分离的网络和环境，难以提供融合的业务和体验。3.2.2提供全业务运营核心网应具备的能力特点在全业务环境下的核心网应该具备什么样的特性和要求？总体来讲，可以概括为以下四条。1)兼容性能力全业务运营下的核心网必须具备面向未来持续演进的能力和向后兼容传统网络的能力。应具备100%的现网业务继承能力。进行全业务运营，不可能脱离现有网络独立发展，主要是由于用户已经形成的业务使用习图2网络演进融合涉及层面Business&Operation图3向全业务网络演进步骤信息通信技术12惯和体验难以被根本性扭转。最好的方式是，新网络能100%继承旧网络的业务，在此基础上再进一步增强业务体验。此外还必须具有对现有网络影响最小，易于部署的能力，如果一个新的网络对其它网络改造要求高，意味着运营商初期引入的成本会很高，必然难以快速地规模部署。2)全业务融合能力全业务融合能力是目前对控制单元最重要的要求，要求控制单元做到接入无关性，并可通过固定、移动、宽带、窄带等各种技术接入用户，实现控制统一。融合、统一的核心网络，应该具备以下关键特性。①融合的会话控制和接入控制。融合的核心网应该至少具备GSM、UMTS/HSPA、LTE/WiMAX、PSTN、xDSL/FTTx这五种主流接入方式的控制能力，并为这五种接入形态提供融合的业务体验。②多种接入方式下业务的一致性。在接入无关的统一控制节点之上，需要应用服务器为各种接入方式提供统一、融合的业务能力。③融合的用户数据中心，是网络支撑全业务不可缺少的重要部件。如果运营商的众多电信网络独立建设、管理分散，特别是用户数据分散存储和管理，就难以实现全业务运营的多业务协同。3)简洁高效性采用统一、高性能的软硬件平台。由于ATCA高性能刀片式服务器的计算架构和虚拟化技术的出现，使得众多网元统一到一个硬件平台上成为可能。高性能的硬件平台极大提高了单网元的容量，可使得网络中网元节点的数目急剧下降，拓扑得到简化；同时不同网元的备件可以共享，降低维护成本。同一站点的不同网元，采用相同或相似的风格进行操作和运维，实现统一管理，降低运维人员的学习成本，共享运维经验，提升了运维管理效率，降低了企业的资本性支出(CAPEX)。4)开放性①架构的开放性。核心网的网元间采用标准协议，可以实现多厂家设备的互联互通，以便运营商根据自身需要选择最合适的产品。②能力的开放性。在新一代核心网中，需要有一层业务开放网关，将核心网的各种能力(通信能力、用户签约数据、用户状态信息、用户偏好和行为等)，通过简单的应用程序编程接口(API)形式，向第三方开放，以实现双边的商业模式。③使用的开放性。最终用户能随时随地地接入网络，能方便地实现业务自助，并根据自己的需求、偏好等各种因素设置自己的通信策略。3.2.3核心网的演进根据以上基于全业务环境下的核心网的特点及目前业务发展趋势和技术发展趋势，核心网络的演进目标是提供移动化、宽带化、个性化、综合化业务的，支持多样性IP接入的、电信级的全IP分层式FMC网络。而具备业务与控制分离、控制与承载分离、接入无关性、基于会话初始协议(SIP)的ALL-IP特性的，拥有服务质量(QOS)和安全机制保障的IMS体系是目前最优、最成熟的实现FMC机制的网络架构。FMC网络演进是分阶段实现的，FMC演进的目标架构为基于IMS体系架构的全IP融合网络，但是实现FMC是一个漫长的过程，在此过程中，存在很多不定因素，包括IMS的技术成熟度，IMS的定位以及互联网技术的发展等，但是根据业务发展及技术发展趋势来看，可以预知的是IMS的引入是大势所趋，IMS技术下可预见的目标网络是固定软交换、移动软交换、IMS三者共存互通的架构，如图4所示[3]。总体上讲，核心网向目标网络架构演进可分为三大步：第一步：全IP和FMC。不同运营商的情况不尽相同，各运营商需要因地制宜，确定目标网络的未来演进路径。总体上看，这一阶段的主要目的就是实现网络的融合化和IP化。第二步：全业务宽带和多媒体。在拥有一个以IMS为核心的网络架构后，随着LTE/FTTH等宽带接入技术的部署，用户逐渐由语音承载在电路上向语音承载在分组上迁移，电路域逐渐消失，宽带网络逐渐壮大，最终形成一个全IP的宽带网络环境。第三步：IT和CT的融合。宽带和IP最终会推动网业务与运营20100513组网、而同时承载在宽带网络的多种业务由于缺乏有效的差异化策略部署而互相影响的网络承载现状显然不能很好地适应三网融合、FMC的发展要求。如何建设一个能统一承载语音、视频及互联网应用等多种业务，且能满足各种业务的带宽、质量及可靠性等要求的综合、高效的承载网络，是电信运营商亟待解决的问题[4]。3.3.2全业务运营承载网应具备的能力特点全业务运营形势下的承载网应能适应业务IP化、多样化、融合化及高带宽化的发展需求，同时顺应技术发展及网络演进趋势，一方面实现多种业务的高效、高质量承载，另一方面满足网络灵活组网、综合运维管理及可持续发展等需求。为此，承载网络具备以下几方面的能力特点：1)宽带化：骨干网宽带化(40GPOS/100GE)；路由器集群技术大规模商用；城域内数据设备与波分集成；光接入技术如无源光网络(PON)网规模商用部署，使得“光纤+PON”成为承载网络的重要组成部分。2)网络扁平化：从提高网络资源利用率、提高投资效益、降低网络建设与维护成本出发，运营商采用大容量、高性能的设备建设其承载网络，减少了网络的层次与设备规模。络向ICT融合方向演进，电信网络需要混合互联网的创新应用以提升用户体验，互联网也需要庞大的电信网络提供的通信能力和实名制的用户数据，以增强其应用的针对性和业务的普遍可获得性，IT和CT最终会逐渐渗透，互相融合，共同走向繁荣。3.3全业务运营环境下的承载网的演进3.3.1承载网现状传统的电信运营商承载网也就是传输网，是一个纵向的、相对独立的网络体系架构，分别承载语音业务、互联网应用及基础数据业务。随着语音业务的IP化发展，以TDM为基础的PSTN固定语音网和移动通信网已经逐步演进到以IP为基础的软交换通信网络，但是由于现有IP承载网络尚不能满足语音业务的实时性和高业务保障的要求，因此，固定语音业务和移动语音业务通常采用传统的传输网络如SDH/MSTP等环型组网进行承载；而当前宽带互联网业务、视频业务则共同承载在宽带网络上，其骨干层设备由路由器、宽带接入服务器组成，接入层则正从“铜缆+DSL”为主的接入方式逐步向“光纤+PON”的接入方式演进。此外，以异步传输模式(ATM)为主的基础数据网络也将演进到以MSTP/IP为主的承载网络。这种不同业务的承载网络各自独立图4以IMS为核心的全业务网络的网络结构Business&Operation信息通信技术143)端到端的QoS能力：网络实现对多业务综合、高效承载的前提，必然是具备端到端的QoS能力、对业务的可管可控能力、高度的可靠性及安全性，只有这样才能避免业务间互相影响，达到业务的带宽、质量、可靠性要求。4)智能化：支持网络资源管理能力，能够实现业务感知和接入控制；对业务提供更强的安全保证能力。5)电信级的网络：安全性，高服务质量，增强的故障检测、保护/恢复技术，实现电信级高可用性；完善的网元管理/网络