融合承载 打造网络智能化和虚拟化

在互联网流量规模增长、应用和内容极大丰富、用户个性化需求不断提升的背景下，运营商网络面临越来越严峻的挑战。一方面，运营商网络通过持续的容量扩展和带宽提速，不断提升用户接入带宽，满足以视频业务为代表的带宽消耗型业务对网络基础带宽能力的需求。随着光进铜退的部署，固网运营商接入网络将普遍具备20Mbit/s的接入能力，百兆入户成为下一步网络带宽发展的目标。而移动接入网也将随着LTE等新技术的逐步引入，提供百兆共享带宽，实现向移动宽带互联网时代的迈进；另一方面，随着云计算、虚拟化、网络优化和控制等新技术手段的出现，运营商网络将在不同的层面引入新技术，以优化网络结构、疏导网络流量，增强网络的智能性，满足用户不断变化的业务需求，支撑移动互联网、三网融合、物联网等新的应用和新的运营模式。

由透明管道向智能管道的转变

在网络向未来演进的过程中，智能化和虚拟化将是网络发展的必然趋势。网络智能性的提升旨在宽带化的基础上，实现基于用户需求和行为的智能感知与动态资源匹配，使网络由透明管道向智能管道转变，以支撑新型业务发展，为用户提供按需、灵活的体验和更便捷、个性化的服务。

网络智能性的提升需要以高带宽的固定和移动承载网络为基础，通过可管控的端到端差异化管道的建立，实现网络资源的智能调度和按需匹配，进而满足用户多种方式灵活接入的需求，为用户提供可按需定制和随时随地接入的高质量网络和创新业务体验。具体来讲，从用户体验角度，应实现业务自动适配、接入灵活便捷、用户可自助服务并得到快速响应、满足用户的个性化需求，确保用户的综合感知良好；从网络发展角度，体现为带宽规模提升、各种方式接入灵活协同、网络资源快速指配、质量重点保障的端到端差异化服务。

与现有网络相比，具备智能化的网络主要通过网络对用户、业务、终端等多维度感知能力和网络资源实时分配能力的增强，来实现基于业务策略的按需网络资源匹配；通过智能的差异化承载能力，提高用户体验，提升网络价值。网络智能性提升涉及的关键技术涵盖承载网络与业务网络，两个层面的有机配合也是网络智能性实现的重要环节。

承载层：可管控的端到端差异化管道

当前的运营商网络基本处于粗放、静态化管道的状态，采用静态配置方式，可提供基于端口的限速和基于QoS等级的处理，但无法实现细粒度的差异化处理和动态的带宽匹配。在承载层面，网络智能性的提升主要包括四个要素：高速的网络传送能力、端到端差异化管道建立能力、智能的用户管理能力、策略控制能力。

高速的网络传送能力。网络具备足够大的带宽是一切智能化手段实施的基础，提高网络速度也是用户能够感受到的最直接的方式，特别是在接入网、城域网和骨干网的通道带宽。对于接入网，应主要通过光进铜退的推进，利用PON、VDSL等新技术实现接入带宽的拓展；无线接入网适时引入LTE，提供高速的无线接入能力。对于城域和骨干网，应配合接入提速的进程，通过大容量路由设备和端口的引入以及网络的合理规划，支持视频等大带宽业务对网络的基本需求。

此外，为了支持用户多种方式的灵活接入，需要将现有的有线技术以及Wi-Fi、3G、未来的LTE等手段有机结合，并使用户可以采用统一账号接入不同的网络，不同的接入终端也可以实现即插即用与自动适配，既让用户感到使用方便、成本合理、速率高，又利于运营商的合理投资，如支持CDMA和Wi-Fi优选接入的C+W技术、未来支持LTE和Wi-Fi的无缝切换技术、不同接入网络的统一控制等。

端到端差异化管道建立能力。端到端差异化管道是要建立从用户终端—接入—城域—骨干—业务平台/终端的全程具有QoS保障的通道。现有网络部分区域采用Diffserv+网络轻载的方式进行基于业务大类的相对QoS保障。对智能管道而言，一方面应以Diffserv为基本能力，扩大全网的QoS部署范围，对特定流量进行差分处理，包括限速、带宽分配、基于QoS等级的队列调度等处理；另一方面应做细QoS的部署粒度，要综合网络感知等技术，实现对用户及业务的细粒度区分和针对性的处理，包括对关键流量的质量保障和对非法无用流量的限速和管控。另外，应结合图形化网管、自动策略配置等手段，进行基于用户个性化需求及业务策略的便捷的QoS配置，实现差异化管道的快速指配。

智能的用户管理能力。具有智能的用户管理能力，主要指对用户的属性、状态等信息进行全面的掌控和统一的管理，从而使网络能够对用户需求做出更快速准确的匹配，同时，结合运营支撑系统的改进，为客户提供有质量保证的自助式服务。例如，用户可直接通过网上营业厅根据自身需求选择带宽、等级和相应的套餐，网络则根据用户自助订购的需求提供相应的质量保障通道。

网络需要掌控的用户信息包括多个层面和维度，如用户使用的业务类型、终端、用户的位置和接入网络、用户的行为偏好等。网络应按需对这些信息进行感知和分析，作为差异化管道建立的输入。对用户数据信息的感知包含不同深度和层次的内容：1-3层的基础数据包信息，例如VLAN、MAC地址、IP五元组信息等，这些信息可以基于现有IP设备的过滤功能获取；4-7层的高层信息，例如应用类型（包括各类P2P流量、VoIP、即时通信等）、用户基本属性（如帐号状态、接入方式等）、报文特征、终端类型、位置信息等，这些信息的获取通常需要借助于DPI（深度包检测）能力，通过端口检测、特征分析、关联识别和行为特征检测等多种技术手段进行深度的感知，此外还需提供对Radius等信令解析的支持。

策略控制能力。策略控制系统是智能管道实现业务层和承载层联动的关键，它能够依据业务的实际需求动态地控制底层网络资源的配给。策略控制系统的主要功能是根据来自上层业务平台及认证系统的各类信息请求，生成控制策略，下发到IP承载网及移动分组域的边缘设备，再对特定流量进行动态的控制和处理，包括带宽分配、QoS等级设定、准入控制、灵活计费等。在实际部署中，可依据现有标准，根据现网情况和业务需求进行具体的实施，同时要特别考虑固定网络和移动网络在控制层的互通与融合。

业务层：全面感知用户信息

在业务层面，网络智能性的提升需通过全面感知用户信息，分析用户行为，推理网络资源和业务内容需求并下发控制策略，进而实现业务资源和服务内容的精细化按需推送。通过与承载层智能管道相结合，打造综合业务平台，提供丰富的创新业务，最终提高用户体验。

在业务层面，网络智能性的提升主要包括三个要素：用户信息采集系统的建立、用户信息数据库及其分析系统的建立、智能的内容分发。

用户信息采集系统。信息采集系统建设的焦点在于如何实时高效地获得用户访问业务的5W信息，即何人（Who）在何时（When）何地（Where）以何种方式（How）访问了何种业务（What）。5W信息具有不同的来源，需要在业务层和承载层协同进行采集。Who信息可以基于运营商在业务层建立的统一认证机制获得，它使用户无论在访问何种业务时其身份都能够被准确获取，这也是运营商实现用户业务有效融合的基础；When和What信息主要来自相应的业务平台，特别是当前运营商在着力建设业务访问的统一入口，这将为相关信息的采集提供进一步的便利；Where信息来自于运营商提供的定位服务，这也是未来运营商业务拓展的关键领域，能够通过基站、GPS、Wi-Fi多种技术手段满足用户不同精度的定位需求；How信息则需要通过承载层部署的感知能力获取，例如网络情况、终端类型等等，同时一些更丰富的信息也可以在业务层采集，例如访问业务的具体终端型号等。

5W信息的采集，除了需要在相应层次上提供相关的硬件设备和软件接口，最关键的是运营商要在统一规划的基础上实现能力的全面聚合，以确保信息采集的一致性和完整性。同时，不同信息采集接口之间的划分要明确，减少数据冗余。其中，对于以提供定制化的网络资源和业务内容为目标的高智能网络而言，用于标识用户身份的Who信息将更为关键。

用户信息数据库及其分析系统。用户信息数据库建设的关键在于建模，这需要在数据库设计时对数据进行全面分析和充分抽象并从中寻找数据的内在联系，进而确定数据库的结构。高智能网络的用户信息数据库围绕着Who信息进行组织，重点是为各类数据定义合适的数据类型以支持今后的系统扩展，选取必要的键值和建立索引以满足对系统进行全面分析的需求，设定各项约束以确保数据保存的一致性。

用户信息数据分析系统的功能是基于数据库进行数据挖掘和决策支持，其关键在于数据分析引擎的设计。虽然在运营商的经营分析系统中已经广泛应用了在线分析处理和数据挖掘技术，但是它们更多关注于经营现状、发展趋势等宏观战略问题。而高智能网络则与之不同，它开展数据分析的核心维度是Who信息，分析的内容主要是为了应对用户需求变化所做的动态战术策略，因此相关算法在实现上特别强调实时效果。另外，数据分析的结果要被封装为服务策略（包括业务控制策略和网络控制策略）并及时下发以指导业务内容和网络资源的调整。

用户信息数据库及其分析系统的建设可以广泛地引入云计算技术。用户信息的全面采集将生成海量数据，而按需供给的云存储能够提供高容量、高可扩展、高并发访问的存储能力。同时，因为数据的组织与分析均以用户身份数据为中心，所以可以将相关的Who信息作为键值，利用基于Key-Value的分布式并行计算技术高效地进行相关演算。

内容分发策略控制系统。内容分发策略控制系统用于管控内容分发网络的运行，是直接影响策略实现和用户体验的重要因素。它需要根据用户信息数据分析系统下发的服务策略，结合内容分发网络的实际运行情况形成切实可行的分发策略，确保将用户所需的业务内容及时地推送到距离用户最近的业务提供节点上。

如今，内容分发网络是已经非常成熟的电信技术，它有效地支撑了流媒体、数据下载、Web页面加速等增值服务，但是高智能网络对它提出了更高的要求，这主要体现在实施内容存储与分发服务的分离，增强网络的扩展性和适配性；整合内容存储和业务分发等能力，实现不同类型内容服务（例如固定网络服务和移动网络服务）的融合；引入P2P技术，实现节点之间的资源共享，扁平化传统的树型架构，避免节点间多层次互通导致的性能下降。