伴隨3G在全球的普遍部署,技術(shù)革新也同步向前。為了對網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)進(jìn)行演進(jìn)以支持更高的帶寬和速率,全球的移動運(yùn)營商們采取了各種各樣的戰(zhàn)略。比如,往后的5年中,運(yùn)營商會選擇提供增強(qiáng)UTRANHSPA+服務(wù),或者采用更激進(jìn)的方式—直接提供LTE服務(wù)。全球很多運(yùn)營商已經(jīng)部署了HSDPA和HSUPA,提供3M或者以上的下行帶寬。少數(shù)技術(shù)比較先進(jìn)的運(yùn)營商已經(jīng)宣布提供下行21M的HSPA+服務(wù)。Vodafone和NTTDocomo之類的業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的運(yùn)營商已經(jīng)宣布將最早于2010年啟動LTE服務(wù)。HSPA+尤其是LTE等高帶寬移動業(yè)務(wù)對傳輸網(wǎng)和回程網(wǎng)絡(luò)提出的特殊的要求,而不僅僅是傳輸帶寬的簡單增加。
HSPA+傳送和回程網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)需求
UTRAN移動傳送網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是100%點(diǎn)到點(diǎn)或者“集中星型”。點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的一個關(guān)鍵優(yōu)勢就是易于進(jìn)行管理和進(jìn)行流量工程。多數(shù)現(xiàn)有的3G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,回程采用的是ATM,點(diǎn)到點(diǎn)從邊緣向網(wǎng)絡(luò)中心匯聚。數(shù)據(jù)通過RNC,SGSN,GGSN傳遞到核心網(wǎng)。所有的流量連接都通過虛連接進(jìn)行承載,因此通過對承載流量的隧道進(jìn)行保護(hù),實(shí)現(xiàn)對流量的保護(hù)。在3G的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中幾乎沒有對數(shù)據(jù)流量的顆粒度控制,通常所有數(shù)據(jù)流量都平等處理。因此,現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)只能以每個移動業(yè)務(wù)為顆粒度進(jìn)行帶寬分配,更別說對每個終端用戶的每種業(yè)務(wù)進(jìn)行帶寬分配。
在向HSPA和HSPA+演進(jìn)的過程中,對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳送架構(gòu)改變非常小。3G網(wǎng)絡(luò)中,SGSN通常是一個瓶頸。SGSN是一個信令設(shè)備,但是往往要承擔(dān)建立GTP數(shù)據(jù)承載通道的任務(wù)。有一些直通隧道的解決方案通過在RNC和GGSN或者NodeB和GGSN之間發(fā)起和終結(jié)隧道,旁路SGSN,滿足HSPA/HSPA+流量增長的需求。
從底層傳送的角度,除了對UTRAN到移動核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)設(shè)備隧道功能抽象層的一些修訂,網(wǎng)絡(luò)和之前的點(diǎn)到點(diǎn)、“集中星型”架構(gòu)相比差別非常小。通常,以太網(wǎng)接口(并非強(qiáng)制)是網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)到HSPA和HSPA+時最大的變化。從傳送網(wǎng)絡(luò)的角度,以太網(wǎng)中使用的VLAN和QinQ等隔離技術(shù)與之前的ATM傳送相比并沒有架構(gòu)上的變化。一些運(yùn)營商采用了多點(diǎn)以太網(wǎng)或者純IPover以太網(wǎng)的方式來簡化編址方案。這種方案不需要多條平行的點(diǎn)到點(diǎn)L2電路和每條電路獨(dú)立的IP子網(wǎng),簡化了網(wǎng)絡(luò)IP地址和L2地址的編址。
點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢是其可管理性、保護(hù)和流量工程。多點(diǎn)無連接L2以太網(wǎng)雖然簡化了IP的編址,但是引入了其他層面的復(fù)雜性和問題。一些要注意的問題如:廣播風(fēng)暴和成環(huán)檢測、MAC地址擴(kuò)展、OAM連接和點(diǎn)到多點(diǎn)廣播網(wǎng)絡(luò)上的故障診斷。運(yùn)營商的以太回程網(wǎng)絡(luò)如果是租用的,那么多點(diǎn)以太網(wǎng)的安全性問題也需要著重考慮。
在HSPA+編址中,NodeB可以支持純IP。一些運(yùn)營商的方案是建立一個到邊緣站點(diǎn)的全L3IP路由網(wǎng)絡(luò)。從NodeB到RNC和移動核心網(wǎng)的移動數(shù)據(jù)也是純路由方式。這種方法有優(yōu)勢也存在問題。眾所周知,IP網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于以太網(wǎng),這已經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)本身所證實(shí)。IP網(wǎng)絡(luò)同時具備很好的彈性和自愈能力,雖然收斂的時間不可預(yù)期(對于語音等關(guān)鍵應(yīng)用來說是不可接受的)。對于地址空間受限的運(yùn)營商,NodeB之類的基礎(chǔ)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)可以采用私網(wǎng)地址進(jìn)行編址。如果采用純IP方式部署傳送網(wǎng),則應(yīng)該將IP承載在MPLS之上,以提供所需的快速保護(hù)恢復(fù)。IP私網(wǎng)地址的問題,通過部署RFC2547之類的VPN解決。部署IPoverMPLS技術(shù)的移動傳送網(wǎng)最大的問題是網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性,尤其是啟動了VPN的情況。移動傳送節(jié)點(diǎn)的數(shù)量一般會達(dá)到10,000s甚至100,000s,目前世界上任何地方都沒有過部署這么多節(jié)點(diǎn)IP/MPLS或者IPVPN網(wǎng)絡(luò)的先例。OAM向來被IETF所忽視,因此IP層的連接檢測、性能檢測和故障診斷等OAM能力非常薄弱,設(shè)備廠商對這方面的支持也不夠。IP本身的擴(kuò)展性很好,但是當(dāng)很多的約束條件疊加的時候(比如網(wǎng)絡(luò)保護(hù)、OAM、流量工程和性能保障),IP的擴(kuò)展能力將被顯著削弱。
引入以太網(wǎng),尤其是各種復(fù)雜的多點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)控制要求傳送設(shè)備具有足夠的智能彌補(bǔ)這些復(fù)雜性。這些智能設(shè)備通常意味著比單純的以太網(wǎng)傳送設(shè)備更高的價格。運(yùn)營商必須在粗放式通過廉價帶寬解決網(wǎng)絡(luò)容量增長和維持對傳送網(wǎng)的高度管控能力間找到很好平衡。
LTE傳送和回程網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)需求
LTE引入的扁平化的傳送架構(gòu),以匹配網(wǎng)絡(luò)全I(xiàn)P化和容量的增長。LTE也將信令功能從數(shù)據(jù)通道中獨(dú)立出來,這樣兩種功能的擴(kuò)展性將可以彼此獨(dú)立。LTE中所有的流量都是
IP格式,語音成為數(shù)據(jù)應(yīng)用的另一種形式。RNC的功能被集成到eNodeB,移動終端通過eNodeBX2邏輯接口的“硬切換”實(shí)現(xiàn)切換。
從傳輸網(wǎng)的角度,我認(rèn)為應(yīng)當(dāng)仔細(xì)檢查其是否具有在全I(xiàn)P環(huán)境中處理QoS和用戶移動終端的帶寬預(yù)留。語音流量等高優(yōu)先應(yīng)用必須獲得區(qū)別于普通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的處理,此外其它的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也不是平等的,數(shù)據(jù)顆粒度需要細(xì)化到不同的應(yīng)用。eNodeB可以將語音應(yīng)用通過專用的L2以太網(wǎng)VLAN進(jìn)行傳送,實(shí)現(xiàn)傳送層的服務(wù)質(zhì)量保證。但是eNodeB一般不具備進(jìn)一步將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以每移動終端、每應(yīng)用的顆粒度進(jìn)行細(xì)分。在LTE中,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一般會很輕易的占到總流量的90%以上,從ARPU值和投入的角度,運(yùn)營商最感興趣的是如何通過對應(yīng)用的區(qū)分化服務(wù),最大化帶寬的投入收益。移送傳送網(wǎng)或者回程網(wǎng)絡(luò)往往是網(wǎng)絡(luò)的瓶頸,因此,傳送網(wǎng)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)差分化過程中起重要作用。傳送網(wǎng)對流量的細(xì)化差分能力將對LTE環(huán)境中的關(guān)鍵應(yīng)用產(chǎn)生重大的影響。
在LTE回程網(wǎng)絡(luò)中使用純以太網(wǎng)(VLAN,QinQ或者802.1ah)或者IP路由(透明IP路由或者基于VPN的路由)還有很多的爭論。X2邏輯接口的出現(xiàn),引入了eNodeB之間any-to-any的通信需求。面向無連接的以太網(wǎng)或者IP是滿足這種需求的最佳技術(shù)選擇。個人認(rèn)為,最佳LTE回程網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵不在于純以太網(wǎng)或者IP的技術(shù)選擇,而在于如何為eNodB之間的通信提供更好的保證,并且實(shí)現(xiàn)可控、可管、可擴(kuò)展。例如,X2接口和S1接口帶寬保證和保護(hù)方面的需求是否一致?如果一致,那么eNodeB之間就需要流量工程和快速重路由保護(hù)隧道,網(wǎng)絡(luò)中的隧道將呈N2。LTE回程網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)規(guī)劃過程中,類似的問題需要深思熟慮。
前面提到,LTE中信令部分已經(jīng)獨(dú)立于用戶數(shù)據(jù)平面,這種獨(dú)立給網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新預(yù)留了更多的空間,更多的策略網(wǎng)關(guān)可以通過分布式、集中式或者混合的模式引入網(wǎng)絡(luò),提高網(wǎng)絡(luò)的效率。
解決帶寬增加和ARPU值問題
當(dāng)全球的運(yùn)營商正在為如何增加ARPU值而掙扎的時候,有一個不可忽視的趨勢,就是移動網(wǎng)絡(luò)中,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的比重正在不可逆轉(zhuǎn)的急速增加。
固網(wǎng)中一直存在的一個挑戰(zhàn)就是帶寬投入無法提升ARPU值,獲得相應(yīng)的回報。固網(wǎng)在很多發(fā)達(dá)國家被看作是一種公共基礎(chǔ)設(shè)置,一旦一種服務(wù)被定位為“公共設(shè)施”時,將很難增加ARPU值。如果沒有業(yè)務(wù)和應(yīng)用的革新,移動寬帶將走向固網(wǎng)的老路—帶寬的增加遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于每用戶的收益增加。以日本為例,7MHSDPA服務(wù)采用包月,資費(fèi)參考固網(wǎng)寬帶的平均水平。這種自助餐式的帶寬服務(wù)模式只能鼓勵更廉價的移動服務(wù),而不利于差分化服務(wù)和應(yīng)用的推廣。服務(wù)差分只有在網(wǎng)絡(luò)中存在瓶頸的時候才有意義。移動網(wǎng)絡(luò)相比固網(wǎng)存在更多的瓶頸。這些瓶頸的存在為引入價值區(qū)分提供了機(jī)會,因此也為增加ARPU值提供了機(jī)會。
移動運(yùn)營商也為可以引入軟件商店的概念,終端用戶可以通過移動終端從運(yùn)營商開辦的軟件/應(yīng)用商店直接購買軟件。運(yùn)營商通過銷售軟件/應(yīng)用可以獲得一部分的收益,但是,軟件商店的重點(diǎn)應(yīng)該放在“在線”軟件/應(yīng)用!霸诰”軟件可以在每次用戶使用的時候為運(yùn)營商提供訂購或者上網(wǎng)費(fèi)用,移動游戲就是一個很好的例子。移動運(yùn)營商應(yīng)該對像IPhone之類智能手機(jī)上的軟件修改,通過對軟件通信協(xié)議的修改,使其可以適應(yīng)移動網(wǎng)絡(luò)中的高時延空中接口,成為“在線”軟件。通過差分化游戲應(yīng)用流的帶寬保證策略,運(yùn)營商可以基于每用戶會話進(jìn)行計費(fèi)。