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网络趋势连载:下一代网始于网络转型

    编者按:介绍了当前世界电信界的大环境,分析了运营商在向下一代网进发的过程中对网络转型的迫切需求,介绍了AT&T公司成功的网络转型案例,提出了网络转型是发展下一代网的基础。

  全球的电信运营商都面临技术不断革新发展和用户对通信方式的不断追求两方面的巨大压力,特别是固网运营商其传统的主营业务PSTN赢利正逐年下滑。一方面,来自互联网上的MSN等即时通信、P2P话音和流媒体免费服务极大地吸引了宽带上网用户的眼球,大规模地消耗了电信运营商的带宽并分流了传统的语音业务;另一方面,由于对实时移动通信的追求,移动话音正在逐步替代固定PSTN话音业务。所以电信运营商必须要趁着向下一代网(NGN)发展的时机进行围绕创新可赢利业务转型的网络转型,为开发新型可赢利的宽带业务奠定网络基础。

1 网络转型迎接下一代网络

  毋庸置疑,关于下一代网的讨论方兴未艾。有关下一代网的准确定义,ITU,IETF,3GPP等国际标准化组织,以及各电信运营商都有着自己的表述,但下一代网的总体目标等各方面越来越趋于一致。人们希望通过对下一代网的研究,探索用一个统一的网络来解决目前各类网络中的诸多问题,包括网络规模、网络安全、网络服务质量保证(QoS,可靠性,可用性)、网络移动、网络管理、网络业务的演进融合和经营计费等问题,以及网络如何平滑演进、新旧业务兼容转型等问题。为此ITU还专门成立工作组(ITU-TSG13研究组FG NGN专题组)进行下一代网的标准化工作,分别专注在业务需求,功能体系架构和移动性,IP-QoS,控制和信令能力,网络安全,网络演进及IP承载能力要求共七个领域,以期满足国际上对全球通用的下一代网标准的迫切需求,为电信运营商和电信设备制造商指明网络演进和产品研发的发展方向和技术路线。然而现实并不乐观,下一代网至今仍然是山雨欲来风满楼,在准确定义(也许永远也没有)、分阶段目标定义等方面依然存在着不少问题和困惑,特别是如何分阶段务实发展电信业务和三网(电话PSTN,互联网,电视网)融合的目标框架、实施步骤等方面,各个电信标准团体和各个电信运营商都有各自的思路。

  尽管如此,无论是固网运营商还是移动运营商以业务创新、增加营收赢利为目的的业务转型却在紧锣密鼓地进行着。移动运营商向无线宽带化发展以增加更多的互联网业务和视频业务,而固网运营商则向着下一代宽带网进行网络转型,引入IPTV/三重播放业务,用宽带视频的方式打造数字家庭。由此基于业务转型的网络转型正一浪高过一浪,电信运营商用网络转型的方式开始了向下一代网的进军。时不我待,运营商已不可能按部就班地等待各方给出统一的清晰的下一代网定义,这种等待削弱了运营商的业务创新能力和核心竞争力,况且即使我们找到了下一代网的准确定义,我们的业务和网络也不可能在极短的时间内改头换面。我们只能把下一代网看作是一种目标网络,从而积极按下一代网的基本概念、框架目标、技术路线等制订并实施务实、逐步演进的发展策略。从广义角度看,下一代网可以分解为下一代宽带网(NGBN)和下一代移动网(NGMN),以及基于下一代网上的各种业务网络,包括我们已知的下一代互联网(NGI)、下一代通信网(NGTN)(话音网——PSTN,视频通信网,统一通信网等)、下一代视频网(NGVN)(有线电视广播网和宽带电视广播网——IPTV)等。运营商的业务转型就是为了实施上述业务网络以及围绕上述业务网络的融合而采取的战略步骤,网络转型就是为了实施下一代宽带网和下一代移动网以及围绕两网融合而采取的战略步骤。

  网络转型一定会给固网运营商带来相当可观的网络升级/改造乃至重建的投资,不管是固网运营商还是移动运营商。基于下一代宽带网发展架构,综合已有的投资利用,同时考虑到新型业务的推进速度和市场接受规模以及业务部署和管理能力等诸多因素的分阶段水平型投资模式,将会取代过去垂直型的投资模式,以获得非常好的的投资回报(见图1)。

图1:

  毫无疑问,下一代宽带网是以IP协议为基础的,能够提供话音、视频和数据等多媒体综合业务,采用开放、标准体系结构的网络构架。它将真正使网络设施不受时间、空间和带宽的限制,充分实现网络的全业务接入、网络的个性化与个体化、移动化、宽带化、多媒体化融合化发展,具有令人满意的网络端到端QoS性能以及电信级的网络与系统的可靠性与可用性,强壮的网络安全性。网络的可管理和可控性达到了能平顺地将网络拓朴和网络流量,业务部署、业务计费有机结合。下一代宽带网将带给固网运营商一个开放式的平台,可以很好地承载下一代互联网上各种层出不穷的互联网业务,同时又是一个有着优良可控的端到端QoS和电信级安全可靠性的可运营网络,可以更好地承载IMS,IPTV等那些正逐步转变为运营商的可赢利的主营业务。

  围绕创新运营商可赢利的新型多媒体业务比如IMS,IPTV等进行的网络转型正如火如荼地在全球展开。尽管IP主体协议未变,其发展至今依然面临着诸多应用上的难关,比如:IPv6迁移问题、互联网上的身份识别、知识产权和个人隐私保护问题、资源浪费(超配置重复存储计算传输)与资源共享(网格分布式计算)问题、移动与虚拟世界问题、阻止垃圾邮件的过滤技术及网络安全技术以及网络端到端QoS保证问题等。但是毋庸置疑,经过半导体技术不断地进步和通信协议不断地补充改良,如大规模矩阵式NP和高速队列存储技术,MPLS技术等的引入,极大地缩短了路由收敛及快速重路由时延,实现了电信级的设备可靠性和强大的QoS传输效率及质量保证,配合相关的端到端QoS配置和全网资源管理能力,新的IP网完全能够担当起下一代宽带网的承载网重任。

 

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2 向一个开放的业务推送平台演进

  业务转型通过逐步向一个开放的业务推送平台(Open Service Delivery Environment)演进,并在此平台上提供固定和移动结合的IPTV/三重播放业务、基于IMS的语音和多媒体业务,以及为企业网提供的统一通信业务等。在此基础上,结合互联网业务,用管弦乐合奏形式推出用Web方式管理的上述业务组合。而网络转型则牵涉到IP宽带网的各个层面,他们包括光传输层(WDM)、基于MPLS的IP核心网、基于业务路由器的多业务边缘层、基于运营商级的城域以太网汇聚层和有线(固网)宽带接入层、无线宽带(3G/4G)接入。全球领先的电信运营商网络转型中的下一代宽带网的网络架构基本上与上述各层面是吻合的,图2向大家简要示意的是澳大利亚Telstra电信运营商正在进行网络转型的网络架构。

图2

  在各个网络层次中,固网宽带接入网络往往是滞后发生的,原因是技术更新快,网络规模大造成投资规模大,市场响应难以估摸,政策法规变化和滞后等。但是固网宽带接入网络对于开展IPTV/三重播放业务确实是极为关键的。适时地推进光纤到最经济点(Fiber-to-the-Most-Economical-Point)的策略是固网运营商的决策关键点。图3简明扼要地介绍了光纤到最经济点的接入网架构。

  了解终端用户市场需求,合理选择新的宽带接入技术(如xDSL,GPON,WiFi,WiMAX),以及调整网络拓朴架构(端局和远端设备的位置)可以让固网运营商以最经济的投入让接入网向下一代宽带网方向迈进,同时提供传统的电信和互联网业务,以及高带宽的IPTV/三重播放业务。根据Alcatel-Lucent公司的调查报告,2008~2010年,要求很好的视频体验的终端用户将要求提供25~60Mbit/s的下行带宽和5~13Mbit/s的上行带宽,起决定因素的是高清电视(HDTV)的普及和同时播放的高清电视剧频道急剧增加,还有更快观看P2P在线高质量视频的需求等。

  今天寄生于互联网上的比如Yoogles类(Yahoo!/Google)的服务商正以前所未有的步伐进行服务创新并不断地蚕食着电信运营商的赢利甚至对抗干扰电信运营商的业务。电信运营商面临的现实就是,今天网络转型的催化剂,催化着电信运营商要采取一系列的行动计划来确保其仅有的赖以生存的资产——下一代宽带网的核心竞争力。全球领先的电信运营商都在积极理智地用网络转型来面对这些挑战,他们在朝着下一代宽带网的方向大事改革现有的IP宽带网,他们以积极向上的态度看待既有的传统电信业务进行意义深远的大踏步的网络转型,不是一次简单网络改造工程或者推出几个应急的所谓新业务,他们要打造一个具有电信级的安全可靠性,端到端QoS保证的可管理、可运营、可赢利的创新业务承载网,用以推出新型宽带多媒体业务,用差分终端用户的使用体验和提高终端用户的黏着力让ISP难以复制和侵蚀业务。同样,电信运营商也应该意识到,过去运营商提供什么服务用户就用什么的时代已经过去,现在用户需求越来越趋于“简单化和多样化”,他们希望在任何时候、任何地点,都能够方便地以任何一种接入方式达到互联互通,在内容形式上希望以多媒体音视频融合。因此,消费者的需求也驱动着运营商的转型。

 

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3 三网融合已成现实

  纵观全局,现有的网络架构和技术已经完全可以让固网运营商很好地在IP宽带网上推广足以傲视今天基于P2P的互联网流媒体还能与传统的有线电视广播网媲美的高质量视频播放服务。IPTV是其中最具代表性的业务,三重播放加上移动功能的四重播放是更高的追求目标。有分析人士认为,IPTV受固网运营商追捧,实属“不得已”的行动。IPTV承载着固网运营商提高ARPU值的重任,IPTV使他们有机会从有线电视那里分得一杯羹。

    但从发展的眼光看,三网融合从技术上已经成为现实,终端用户已经开始追求交互式视频服务的体验,四重播放不单是固网运营商的应急行为,未来将是固网运营商的可赢利的主营业务,而传统的电信业务(PSTN语音业务等)将通过附加业务去捆绑IPTV等视频业务以提供用户黏着力。一些全球领先的电信运营商,如AT&T(SBC)现在已经把视频业务(IPTV/三重播放)当作是最高ARPU值的主营业务了。截至2006年6月30日,全球IPTV用户数已达300万,是2005年同期的两倍。其中,世界三大IPTV运营商,香港的PCCW,法国电信和西班牙的Telefonica分别拥有44.4万、30万和26.7万付费用户。日本NTT IPTV实验室执行总监岸上顺则预言,到2010年,日本50%的家庭都会使用IPTV业务。岸上顺表示,日本政府正在努力促进IPTV业务,提出了E-Japan计划,当中提到的FTTH(光纤到户),将会覆盖日本90%的家庭。

图3:

  基于P2P技术的互联网流媒体服务商比如YouTube,MySpace等用尽了“病毒式推广”这种非广播方式去传输内容,提供免费的视频服务,其商业模式是利用免费的互联网带宽和可达性,靠内容丰富的自制媒体提高收视率而获取广告收益。所以,P2P流量对固网运营商而言是极为头疼的事。实际上终端用户使用P2P技术下载的目的是为了快速获得所要的内容,对于提供下载内容的服务器或其它PC机究竟位于国内还是国外,网内还是网外并不关心,他们无意识地使用了固网运营商最为宝贵的网内骨干带宽和网外及国际接口带宽。对于固网运营商而言,疏导P2P流量要比限制P2P流量更具用户黏着力和效率。所以,基于或者能感知固网运营商IP宽带网网络体系架构(网络地址分布)的P2P下载服务中心和下载终端软件能区分出下载内容种子的IP地址在网络中的位置,尽量选用离自己“最近”的种子进行下载,这样既节省了固网运营商的宝贵骨干带宽,还能提高下载速度和效率。然而,这种可谓一举两得的办法在实际应用中并不容易,主要原因是IPv4的地址分配没有规律也不含网络架构信息。在下一代宽带网中,IPv6是最终的目标基本协议。尽管有些运营商仍用10.0.0.0等私有地址来建设IPTV的承载网,但是实际上这种做法已经被证明是错误的选择——当每户家庭拥有2~3个机顶盒时,该私有地址的空间是不够的。选择IPv6来进行下一代宽带网的网络转型时,可以充分利用IPv6地址空间的区分运营商(SP)、区分地区(Site-Local)和每户多地址(Link-Local)的结构化地址规划,很容易地让P2P下载机制基于或者感知固网运营商IP宽带网网络体系架构(网络地址分布),从而同时实现终端用户下载快及固网运营商节省骨干网带宽。

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4 AT&T(SBC)的成功转型

  电信运营商网络转型的成功案例已不在少数,我们可以拿AT&T(SBC)成功商用IPTV的网络转型来分析取经。AT&T(SBC)的固定语音收入逐步下降(Yankee Group预测2002~2008年下降34%),主要原因是移动业务分流,宽带接入使用户减少了安装第二线的需求,同时大量有线网VoIP业务进入市场。AT&T(SBC)在美国还面临着在三重播放上与有线网的竞争(50%有线网接入,50%xDSL接入)。数字化完成90%的有线网正积极开展话音业务并准备部署高达50Mbit/s的宽带接入,另外有线网的业务捆绑能力较强:数字电视、快速以太网接入以及VoIP等。同时,在互联网上还涌现出大量互联网电话提供商(Vonage,Skype等)和互联网流媒体提供商(YouTube,MySpace等)。AT&T(SBC)的业务和网络转型势在必行,于2004年启动了光速项目(Light-Speed Project)。这是一项战略性的计划,在5年内使AT&T成为光纤覆盖范围内的第二大视频业务供应商。此计划基于DSL,光纤及IP/以太网等技术传送全数字电视,超高速宽带,VoIP连接。预计到2009年,其业务覆盖范围将达到1800万住户,项目总投资为40~60亿美元,到2010年,通过光速计划达到500万的用户数,每用户20Mbit/s到户带宽和超过200个高清和标清电视频道。图4给出了每户的流量分布。
  

  图4 AT&T(SBC) 光速项目每用户的流量分布

  在建网方针上,AT&T(SBC)认为现今互联网尽力而为的网络架构不适合视频业务的规模化、可靠性保障及性能提高,准备有针对性地选择市场和客户进行网络转型,改变目前的网络架构,网络按照光传输层(WDM)、基于MPLS的IP核心网、基于业务路由器的多业务边缘层、基于运营商级的城域以太网汇聚层和有线(固网)宽带接入层、无线宽带(3G/4G)宽带接入进行分层。大量采用路由和队列来进行区分业务并保证业务传送质量,着重个性化的视频业务以形成差异性。

  AT&T(SBC)的网络转型最终实现了。新的IP宽带网提供了完全零断网的高可用性,保证了黄金时段视频广播和911紧急呼叫,每用户鉴权和安全管理保证了安全的业务实施环境,实时的端到端硬QoS保证了精品高收益的视频广播业务。在使用上,增加许多方便和动态功能,如即插即用式的机顶盒,观看电视节目时以转换频道的方式跳过广告节目,以及先用后付费和周末优惠等自助、按需和移动服务。加之提供不断改善的个性化捆绑服务,如IPTV,VOD,个人录像机(PVR),视频电话,个人视频播放,多媒体内容共享,在线多媒体,游戏,安全交易捆绑及定时定位服务等。目前,有1款中档打包业务叫做U300+互联网,89美元包月,包括AT&T Yahoo!高速互联网特快和10美元的捆绑折扣,其中AT&T(SBC)提供的业务包含:大于250个节目频道和本地节目的打包,可以有3个机顶盒/接收器供三台电视机同时收看不同的3个频道,其中1个高清和2个标清节目和1个数字录像机(DVR),另外还有18个数字音乐节目和在线VOD库,电影节目打包——包括30个频道的Starz,Encore,SHOWTIME,The Movie Channel,FLIX等,外加一些另付费选项就不一一列举了。截至2006年底,AT&T(SBC)的光速项目已经开始大规模商业化部署,目前为止可以提供包括高清,标清,VOD和数字音频在内的共计450个节目,同时提供IPTV(高清和标清),HIS,TDM and VoIP,每户可以提供1个高清加3个标清电视频道,平均每户有3个机顶盒。如此丰富的视频业务和大规模商用足以帮助AT&T(SBC)在5年内成为光纤覆盖范围内的第二大视频业务供应商。

结束语
  每个电信运营商都会作出他们自己的选择去应对当今的挑战,找到适合自己的解决方案平滑演进到下一代网,以适应市场的需求。本文想强调的是,下一代网是电信运营商业务创新、业务转型道路上的一个飞跃,是指导我们网络转型的基本概念、框架目标、技术标准,是目标网络而不是实际规范和实施建设的目的网络。众多的电信运营商充分意识到了业务转型的迫切性,减少运维费用,创新业务,增加收益,在网络转型中迈出坚实的步伐。千里之行,始于足下,下一代网始于网络转型

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