移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用Always online狀態(tài)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響及應(yīng)對(duì)策略探討

易江軍 曾春香

1引言

AIways onlirle(永遠(yuǎn)在線)泛指用戶建立起網(wǎng)絡(luò)連接后為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用(如各種客戶端應(yīng)用)保持長(zhǎng)期可用的會(huì)話和連接，是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵業(yè)務(wù)需求。其行為特征可描述為：移動(dòng)終端通過無線網(wǎng)絡(luò)信道發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，即使沒有數(shù)據(jù)需要傳送，移動(dòng)終端還一直與網(wǎng)絡(luò)保持連接狀態(tài)，當(dāng)再次進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)不需重新發(fā)起連接。用戶這種A1ways online狀態(tài)不但可以由用戶側(cè)客戶端發(fā)起向服務(wù)器請(qǐng)求連接啟動(dòng)Pull(拉取)類應(yīng)用，還可以從網(wǎng)絡(luò)側(cè)服務(wù)器隨時(shí)啟動(dòng)Push(推送)類應(yīng)用，主動(dòng)向用戶及時(shí)推送信息。

2應(yīng)用AlWays onllne對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)無線資源的稀缺性決定了按需分配的特性，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)若要滿足A1ways online的需求，則要考慮以下三個(gè)方面因素：

2.1移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源按需分配

在CDMA2000 1x/EVDO移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)分組網(wǎng)交換的通信方式中，IP數(shù)據(jù)傳送是面向無連接的包交換，數(shù)據(jù)的發(fā)送方和接收方之間沒有固定的信道占用關(guān)系。數(shù)據(jù)傳送之前并不需要預(yù)先分配信道、建立連接。當(dāng)有數(shù)據(jù)傳送時(shí)，終端通過分組域的PCF(Packet ConfroI Function.分組控制功能)向PDSN(Packet Data Se rvinaNode，分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn))、AAA(AuthenticationAutho rlzation Accounting，認(rèn)證、授權(quán)、計(jì)費(fèi))服務(wù)器發(fā)起業(yè)務(wù)請(qǐng)求，在請(qǐng)求被接受通過認(rèn)證后為終端建立PPP連接，再接入分組網(wǎng)絡(luò)，按需且動(dòng)態(tài)控制無線資源的分配。

2.2PUSh類應(yīng)用帶給網(wǎng)絡(luò)的壓力

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的今天，越來越多的終端應(yīng)用需要Push技術(shù)支持。目前CDMA20001x／EvDO分組網(wǎng)采用簡(jiǎn)單IP技術(shù)只能支持終端用戶發(fā)起Pull類應(yīng)用(可理解為呼出功能)，而不支持網(wǎng)絡(luò)側(cè)主動(dòng)發(fā)起Push類應(yīng)用(可理解為呼入功能)。因此對(duì)于終端上推出的如IM(Instant Messenger，即時(shí)通訊)、微博等在線應(yīng)用都為雙向應(yīng)用，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)及終端設(shè)備在用戶非在線狀態(tài)下還不能實(shí)現(xiàn)Push應(yīng)用。目前手機(jī)終端實(shí)現(xiàn)Push類應(yīng)用主要是借助WAP Push、在線狀態(tài)下發(fā)送“心跳包”維持網(wǎng)絡(luò)連接等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。

現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的WAP Push是以短信承載Push OTA技術(shù)。這種較單一的Push實(shí)現(xiàn)方式增加7WAP網(wǎng)關(guān)、短信中心以及電路域網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)元的壓力。總之，為滿足移動(dòng)終端用戶Push與Pull移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)雙向應(yīng)用，現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)承受著較大壓力。

2.3智能終端的快速休眠機(jī)制

大量數(shù)據(jù)傳輸和長(zhǎng)時(shí)間網(wǎng)絡(luò)連接會(huì)嚴(yán)重消耗智能終端的電池容量。為了延長(zhǎng)智能終端的使用壽命，它啟動(dòng)了快速休眠機(jī)制。但采用該技術(shù)后會(huì)導(dǎo)致狀態(tài)的頻繁遷移，即每次數(shù)據(jù)包發(fā)送均從空閑狀態(tài)進(jìn)行呼叫建立鏈路連接，通過分配的業(yè)務(wù)信道發(fā)送完數(shù)據(jù)后又從連接狀態(tài)被強(qiáng)制返回的空閑狀態(tài)?？焖傩菝邫C(jī)制導(dǎo)致了智能終端頻繁的激活／去激活，不能保證Always online狀態(tài)的活力。

從以上三個(gè)方面可以看出，由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)終端目前所采用的技術(shù)特性，現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)及終端設(shè)備需要不斷優(yōu)化以提供Always online的應(yīng)用能力。

3應(yīng)用Always Onlitie狀態(tài)對(duì)網(wǎng)絡(luò)影響淺析

Always online狀態(tài)是社交類、微博信息、即時(shí)通信等一些流行應(yīng)用的需求，也將是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)提高用戶體驗(yàn)有極大作用。Always onIine類流行應(yīng)用大多具有頻繁、斷續(xù)的小數(shù)據(jù)包發(fā)送和接收的行為特征。

目前應(yīng)用開發(fā)者主要利用高頻率、規(guī)則的“心跳包”方式，使客戶端軟件與應(yīng)用服務(wù)器或推送服務(wù)器間維持持續(xù)的TCPI/IP連接，不斷給網(wǎng)絡(luò)有數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?hào)，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)不斷為其分配資源的目的，即使在沒有有效信息傳送時(shí)也是如此，這種方式對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)有破壞性。

在CDMA20001x／EVDO移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上，采用了將語音信道和數(shù)據(jù)信道分離的方法，因此不會(huì)像GSM／WCDMA網(wǎng)絡(luò)一樣因?yàn)閿?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)而引起語音業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的大幅下降。雖然CDMA20001x／EVDO面臨著數(shù)據(jù)擁塞也不會(huì)對(duì)語音業(yè)務(wù)的質(zhì)量形成影響，但會(huì)受CDMA無線技術(shù)(軟容量、自干擾、功率控制)的限制，在基站小區(qū)內(nèi)可能會(huì)產(chǎn)生呼吸效應(yīng)和遠(yuǎn)近效應(yīng)，從而導(dǎo)致用戶體驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)資源利用率明顯下降。

終端的Always online類應(yīng)用，特別是智能終端上的應(yīng)用會(huì)給CDMA1x／EVDO網(wǎng)絡(luò)造成嚴(yán)重的影響。具體來說，在信令面，此類應(yīng)用或智能終端平臺(tái)頻繁發(fā)送“心跳包”至服務(wù)器以保持IP連接，導(dǎo)致業(yè)務(wù)頻繁建立和釋放，大量消耗無線資源，每次數(shù)據(jù)傳輸都需要經(jīng)過請(qǐng)求連接一連接建立一數(shù)據(jù)傳輸一等待休眠一連接釋放的過程；對(duì)于用戶面，A1ways online類應(yīng)用的小流量、頻繁數(shù)據(jù)包大大降低了業(yè)務(wù)面資源的利用效率，導(dǎo)致空口資源大量閑置卻無法使用，從而影響其他用戶接入。

同時(shí)，Always online類應(yīng)用因?yàn)轭l繁的網(wǎng)絡(luò)連接，對(duì)于CDMA1x／EVDO分組網(wǎng)PDSN要求能夠有更大的IP資源池，其IP地址需求對(duì)PDSN產(chǎn)生一定的壓力。而采用WAP Push技術(shù)的Push類業(yè)務(wù)會(huì)對(duì)ISAG(Integ ratedSe rvjoe Access Gateway，綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)關(guān))、SMGW(Short Message Gateway，短消息網(wǎng)關(guān))等電路域網(wǎng)絡(luò)帶來壓力。

總之，Always online類業(yè)務(wù)包括智能終端應(yīng)用的FCH資源利用效率較低，即時(shí)通信類業(yè)務(wù)的低流量，導(dǎo)致產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)資源消耗和收益不平衡等問題。隨著基礎(chǔ)業(yè)務(wù)價(jià)格的不斷下降，電信運(yùn)營(yíng)商陷入了增量不增收的尷尬局面，逐漸被弱化成為服務(wù)提供管道，給運(yùn)營(yíng)商的盈利能力帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

4應(yīng)對(duì)策略初步探討

通過以上分析可以看到，面對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展，特別是以騰訊QQ、微博為代表的社交等流行應(yīng)用、以iPhone為代表的智能終端，對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶來了無線資源過多占用、數(shù)據(jù)流量需求劇增以及成本壓縮等多方位挑戰(zhàn)。

如何應(yīng)對(duì)上述多方位的挑戰(zhàn)，筆者建議可從移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造、網(wǎng)絡(luò)精細(xì)化管理、建設(shè)智能管道及提升運(yùn)營(yíng)管理能力等多方面探索應(yīng)對(duì)策略。

4.1優(yōu)化升級(jí)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)

充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源、終端、基礎(chǔ)設(shè)施并通過對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)及軟件升級(jí)以保護(hù)現(xiàn)有投資。

通過對(duì)現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行不斷優(yōu)化，如適當(dāng)設(shè)置的PPP定時(shí)器，從而釋放資源供其他終端使用、利用動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡扇區(qū)承載的流量、降低開銷和優(yōu)化其他網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置、支持信令承載數(shù)據(jù)的特性用于改善用戶體驗(yàn)。

通過升級(jí)增強(qiáng)技術(shù)特陛改善網(wǎng)絡(luò)狀況，如CDMA20001x增強(qiáng)型采用一系列新的技術(shù)大幅度提高網(wǎng)絡(luò)容量，包括前反向干擾消除、第四代聲碼器、終端接收分集、新

的無線配置(物理層的改進(jìn))等。1x增強(qiáng)型使運(yùn)營(yíng)商可以將語音容量增加高達(dá)4倍，或?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍增加高達(dá)70％，或?qū)?x數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的容量增加3倍。1x增強(qiáng)型對(duì)性能的提升是通過移動(dòng)終端的改進(jìn)與新的基站調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)的，并確保前反向的兼容性。利用增加的容量，運(yùn)營(yíng)商可以釋放出一些頻譜用于新的移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)。釋放頻段用于EVDO數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，只使用四分之一的頻段，就能支持與目前1×相同的語言容量，從而釋放寶貴的頻段資源。DO增強(qiáng)型充分挖掘網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不均的潛力，在無需對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大的變更的前提下，使現(xiàn)有的EVDO網(wǎng)絡(luò)和終端盡可能地高效運(yùn)行。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)升級(jí)和終端設(shè)備性能提升，在分組網(wǎng)中使用移動(dòng)IP技術(shù)，通過移動(dòng)IP注冊(cè)的生存周期來控制用戶Always online能力。當(dāng)生存時(shí)間快到期時(shí)，用戶終端進(jìn)行重注冊(cè)，從而保證優(yōu)質(zhì)用戶Always online減少對(duì)無線資源的低效占用。通過IP推送方式，由網(wǎng)絡(luò)提供按需的Always online能力，從而使應(yīng)用不再需要“心跳包”等破壞性行為。

4.2改造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)

(1)試點(diǎn)改造ISAG，設(shè)置推送服務(wù)器

目前電信已建設(shè)ISAG來提供統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)接入能力。具有通過短信、彩信、WAP PUSH等技術(shù)方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)側(cè)信息(如短信)主動(dòng)推送至終端的能力。但現(xiàn)有的ISAG推送能力不能滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)快速發(fā)展的需要。

在3GPP規(guī)范中利用一種類似于TCP／lP協(xié)議中“端口號(hào)”機(jī)制的方式區(qū)分用于不同應(yīng)用類型的短信。通過構(gòu)造并發(fā)送特定格式的短信通知終端啟動(dòng)某一特定的應(yīng)用程序，并執(zhí)行指定的操作實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)側(cè)信息的主動(dòng)推送。

目前各主流智能終端平臺(tái)則設(shè)置了專門的服務(wù)器負(fù)責(zé)完成推送任務(wù)，第三方應(yīng)用服務(wù)器只需將請(qǐng)求發(fā)送到推送服務(wù)器即可。終端通過與推送服務(wù)器的持續(xù)通信保持相對(duì)固定的IP地址并監(jiān)聽約定的端口，服務(wù)器消息推送到終端后，終端將其分派到相應(yīng)的應(yīng)用程序進(jìn)行處理。

綜上所述，運(yùn)營(yíng)商有必要建設(shè)統(tǒng)一的推送平臺(tái)，聚合各項(xiàng)推送能力，滿足電信自有業(yè)務(wù)及第三方移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求。

建議在ISAG的基礎(chǔ)上設(shè)置可支撐多應(yīng)用類型的推送服務(wù)器，結(jié)合已有的推送手段，向自有業(yè)務(wù)提供及第三方應(yīng)用開放的推送能力完成各種推送任務(wù)。自有業(yè)務(wù)或第三方應(yīng)用服務(wù)器只需將推送請(qǐng)求發(fā)送到推送服務(wù)器即可。服務(wù)器消息推送到終端后，終端將其分派到相應(yīng)的應(yīng)用程序觸發(fā)處理。

通過設(shè)置推送服務(wù)器提升ISAG推送能力，給第三方應(yīng)用的快捷方便接入提供了接口，還能為網(wǎng)內(nèi)用戶帶來方便、廉價(jià)、體驗(yàn)良好的推送服務(wù)。同時(shí)還可能成為電信提升移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)水平、打造差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的有力武器。

(2)為行業(yè)應(yīng)用試點(diǎn)專用分組網(wǎng)

現(xiàn)有的重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用如M2M(Machine foMachine，機(jī)器與機(jī)器間通信形式)類的無線抄表、GPS定位業(yè)務(wù)以及未來大有發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，除了有Always online應(yīng)用需求，其對(duì)碼號(hào)、IP地址等資源也有不同于一般用戶的需求，同時(shí)還在業(yè)務(wù)模型上與公眾用戶大有不同。為了給行業(yè)應(yīng)用及未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供更好的網(wǎng)絡(luò)及運(yùn)營(yíng)支持，可試點(diǎn)建設(shè)邏輯上獨(dú)立或物理獨(dú)立的專用分組域核心網(wǎng)。

(3)建議試點(diǎn)引入PCC架構(gòu)

建議在現(xiàn)有分組網(wǎng)中試點(diǎn)引2kPCC(Po Licy and Charging Control，策略計(jì)費(fèi)控制)架構(gòu)，對(duì)承載于分組網(wǎng)的業(yè)務(wù)，根據(jù)為不同用戶的不同業(yè)務(wù)定義不同的優(yōu)先級(jí)調(diào)配資源，盡可能為每個(gè)用戶的不同業(yè)務(wù)分配足夠的資源，提高移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，實(shí)施靈活的控制和計(jì)費(fèi)策略，改善用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，提高用戶的滿意度。

4.3網(wǎng)絡(luò)精細(xì)化管理

(1)積極探索部署QoS策略，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)精細(xì)化管理

目前EVDO RevA可根據(jù)用戶優(yōu)先級(jí)及業(yè)務(wù)的QoS(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)要求，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷狀況和終端所處的無線環(huán)境，在前向、反向鏈路上靈活采用多種分組調(diào)度算法和速率控制技術(shù)，在保證較大系統(tǒng)的吞吐量的同時(shí)兼顧用戶公平性、不同用戶和業(yè)務(wù)的QoS要求。

通過對(duì)用戶識(shí)別、業(yè)務(wù)區(qū)分會(huì)劃分出不同的優(yōu)先級(jí)，無線網(wǎng)絡(luò)為不同優(yōu)先級(jí)的用戶或者業(yè)務(wù)的會(huì)話調(diào)度無線資源和地面鏈路資源實(shí)現(xiàn)差異化服務(wù)，提高優(yōu)質(zhì)用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

(2)建議加快CDMA+Wifi協(xié)同發(fā)展，分流EVDO網(wǎng)絡(luò)流量

建議加快在校園、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、BCD商務(wù)區(qū)以及高中檔住宅區(qū)等熱點(diǎn)部署Wifi網(wǎng)絡(luò)，通過CDMA+Wifi的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流量分流，從而減輕數(shù)據(jù)流量對(duì)CDMA1x／EVDO移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的接入壓力。

4.4提升運(yùn)營(yíng)能力

(1)部署流控及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分析等系統(tǒng)，提升支撐能力

部署EVDO流量監(jiān)控及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分析系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)并分析從PDSN到用戶所有層面的數(shù)據(jù)，包括PCF、PDSN、基站、小區(qū)的流量趨勢(shì)、流置組成、帶寬利用率等。通過數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分析得出高流量的業(yè)務(wù)及用戶分布情況。用戶及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)挖掘得到的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可作為網(wǎng)絡(luò)維護(hù)部門、建設(shè)部門、客服部門、市場(chǎng)營(yíng)銷部門制定相應(yīng)管理策略的參考，細(xì)化收費(fèi)模式，針對(duì)不同需求的資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行差異化區(qū)隔，具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，從技術(shù)手段上提升對(duì)“智能管道”科學(xué)管理和精細(xì)化運(yùn)營(yíng)的支撐能力。

(2)發(fā)掘終端信息管理平臺(tái)的價(jià)值，協(xié)助業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)

通過電信自有的終端信息管理平臺(tái)并結(jié)合業(yè)務(wù)分析系統(tǒng)，進(jìn)一步發(fā)掘基于終端的用戶行為信息、用戶業(yè)務(wù)需求，制定出終端用戶定位策略、業(yè)務(wù)推廣策略及資費(fèi)套餐策略，協(xié)助業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)。

5結(jié)束語

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速發(fā)展，本文從多維度分析了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用Always online狀態(tài)這一重要特性對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。從改造優(yōu)化現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、精細(xì)化管理以及提升運(yùn)營(yíng)能力等方面介紹應(yīng)對(duì)策略方案，可為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、能力部署提供參考，但在實(shí)際建設(shè)中還有一些細(xì)節(jié)問題有待進(jìn)一步研究。