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          長三角移動通信網一體化規劃建設探討

          本文作者

          耿玉波,李翼,劉廣紅,張建忠:中訊郵電咨詢設計院有限公司。

          本文摘要

          隨著長三角交通、金融、醫療等行業一體化規劃和發展的推進,也要求加快通信網一體化的探索和創新。

          打造長三角一體化移動網,須針對業務需求,結合用戶行為,從提高投資有效性出發,實現核心網、無線網、傳送網、數據網等多專業的一體化,從而達到區域性網絡一體化目標。結合虛擬化、IP 化、云化技術的成熟,設置云樞紐中心,統一無線網規劃,按流量流向構建傳送網,推出一體化套餐,全方位多角度推動移動網絡一體化發展。

          關鍵詞:移動通信;一體化;虛擬化;云樞紐;數據中心

          前言

          長江三角洲是中國第一大經濟區、亞太地區重要國際門戶、全球重要的先進制造業基地。經過多年的發展建設,該區域以高鐵、高速為主的交通網密布。據12306網站數據統計,滬寧高鐵148趟/天,滬杭高鐵101趟/天,寧杭高鐵70趟/天,行程均在1 h左右,日均發送旅客超過225萬人,三地已經實現高鐵公交化運營。同時,全國首條跨省市地鐵——上海軌道交通11號線北段延伸至昆山花橋,2013年10月16日開通運營。江浙滬三地的公交卡在長三角多個城市間實現互通消費。長三角一體化的城市群和都市圈,推動了交通、金融、醫療等行業的一體化規劃和發展,這也促使我們通信人,加快通信網一體化的探索和創新。

          長三角移動網一體化規劃建設必要性分析

          1.1 長三角內移動用戶漫游比例超過50%

          密布的交通網,促進了長三角的聯動,人員流動頻繁,跨地(市)、跨區域的交流與往來已經蔚然成風。根據上海聯通2015年周平均統計數據分析,工作日和休息日漫出用戶比例分別為20%、17.7%(見圖1)。工作日漫出用戶城市分布前20名中,江蘇占7席,包括蘇州、南京、無錫、常州、南通、鎮江、鹽城;浙江占5席,包括嘉興、杭州、寧波、紹興、湖州(見圖2);休息日漫出用戶城市分布前20名中,江蘇占7席,包括蘇州、無錫、南京、常州、鎮江、南通、泰州;浙江占5席,包括嘉興、杭州、寧波、紹興、湖州(見圖3)。蘇浙2省是上海漫出用戶主要拜訪區域,工作日和休息日漫游用戶比例均在50%左右(見圖4)。

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          圖1 移動用戶漫出區域分布統計

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          圖2 移動用戶漫出江浙區域統計

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          圖3 工作日漫出用戶城市分布前20名分布統計

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          圖4 休息日漫出用戶城市分布前20名分布統計

          據江浙滬三地聯通數據統計測算,長三角地區聯通在網移動用戶日均漫游數已超過148萬人,其中漫游地在長三角的約為64.5萬人,占比43.4%;每天產生的通話時長超過675萬min,漫游數據流量達到4 801 GB。另外,據統計長三角區域內的長途話務占比也達到了全部長途話務占比的22%以上(見圖5)。

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          圖5 江浙滬聯通長途話務流向占比統計

          1.2 長三角內跨區域客戶統一服務需求多

          江浙滬三地在長期發展過程中,分別形成了各自的特點與長處,之間相輔相成。企業以追求利益最大化為目標,開啟了新時代的經營模式。他們把注冊地設置在上海自貿區,享受政策紅利;把生產、研發基地設置在江蘇或浙江,有效地降低辦公和人工成本;業務則并不局限在一地,而是面向長三角乃至全國,瞄準巨大的市場空間。這樣的企業在長三角越來越多,他們也是電信運營商的優質客戶。運營商若想發展這些企業客戶,需要多個省市聯動,在不同的城市、不同的區域承諾提供同樣的服務,才能較好地滿足用戶需求。

          上海聯通開發的寶馬車主互聯駕駛車聯網業務就是一個典型案例。針對裝載了移動終端SIM(用戶身份識別)卡的寶馬汽車,運營商提供移動網絡、呼叫中心、內容接入等全面服務。統計寶馬車載終端在統計周期內,出現在各地頻次顯示,遍布全國多個省市,其中長三角區域三省市排名分別為1、4和8名,是其重要的市場區域(見圖6)。因此針對寶馬公司的4S店,在寶馬車主頻繁活動的區域,運營商提供統一品牌、統一業務、統一資費、統一服務,實現區域業務一體化,是市場需求的必須。

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          圖6 寶馬車載終端統計周期內出現在各行政區劃內頻次統計

          1.3 通信網扁平化、虛擬化趨勢已然確立

          近些年通信技術快速發展,極大地推動了傳統電信網絡的更新換代。SDN/NFV一經提出,就成為了移動互聯網舞臺上的主角。2015年開始建設VoLTE的國外運營商,絕大部分已經確認采用虛擬化架構,中國運營商也開始了大規模外場試驗。核心網虛擬化已經進入成熟期,各大主設備廠家均已發布了NFV產品及方案。

          歐美等發達國家電信運營商在搭建通信網時,基本采用全國一張網的方式,沒有本地網概念,主要網元根據設備特點選擇大區化,少節點部署,提高資源利用率,簡化網絡復雜結構,統一業務開通與計費。如:意大利全球率先采用NFV架構組網IMS,根據用戶分布劃分全網為4個核心網局點,形成4個大區。美國Verizon采用大容量集群化設備組網,全國設置2個大區,每個大區選擇3個節點設置分布式HSS。全球運營商網絡發展扁平化、虛擬化、互聯網化,打破地域化、去行政化的趨勢已然確立。

          綜上所述,我國改革開放多年帶來的區域快速協同發展,要求通信網絡規劃建設要打破行政區劃限制,提供跨區域的一致性服務,是長三角一體化規劃建設的必須;網絡虛擬化技術的發展與成熟,是長三角一體化規劃建設的技術保障。

          長三角移動網一體化規劃建設方案

          打造長三角一體化通信網,必須針對業務需求,結合用戶行為,從提高投資有效性出發,實現核心網、無線網、傳送網、數據網等多專業的一體化,從而達到區域性網絡一體化目標。

          在這些專業中,一體化“云樞紐”是基礎,首先要充分利用新技術扁平化、互聯網化特點,積極開展“云樞紐”研究,搭建長三角云化、虛擬化架構的云樞紐,實現一體化核心網絡布局;其次要根據業務分布特點、網絡安全、局房選址等情況,綜合考慮“云樞紐”的局址設置。

          一體化移動網是關鍵,打破省際邊界,給用戶提供連續、一致性的業務體驗,是用戶感知、業務體驗的最關鍵環節,聚焦滬寧杭經濟帶,統一標準與方案,共享建設手段,打造去行政、一體化的移動網。

          一體化傳送網是保障,不拘泥于現有一干、二干傳輸架構,根據云樞紐的布局,基于業務流量流向,設置中繼路由,提高傳輸效率。

          2.1 設置長三角一體化的云樞紐,實現集中化、虛擬化運營

          長三角核心網目標架構是要實現集中化、虛擬化和互聯網化。控制層、應用層集中設置在長三角云樞紐中心,集中化、云化部署,云樞紐間通過大二層等網絡互聯,實現1+1備份(見圖7)。轉發層、接入層建議靠近用戶端,設置在各本地網,根據業務需求部署。

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          圖7 長三角一體化云樞紐目標架構示意圖

          在目標架構實現進程中,可以結合網絡演進,技術成熟度,首先考慮新建設備長三角統一建設,實現控制面網元集中化、虛擬化部署。近期可以以VoLTE為契機,未來建議結合5G網絡部署,以長三角為大區,采用云架構,統一部署核心網,建設“云樞紐”,既適應了網絡虛擬化、云化發展趨勢,又解決了江浙滬三地大城市核心局房緊張、用電緊張的情況。其次,集中建設大容量HSS,實現存儲設備的云化架構。隨后可以考慮處理器設備的虛擬化,以及根據業務發展情況決策,傳統電路域交換機是否還需改造。長三角核心網設備一體化架構發展建議見圖8。

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          圖8 長三角核心網設備一體化架構發展策略示意圖

          2.2 用互聯網思維打造長三角高效數據中心網絡

          長三角區域互聯網企業集聚,數據中心業務發展快速,特別是云存儲、云計算等跨域業務需求旺盛。云計算部署中非常重要的功能就是需要實現虛擬機遷移,它要求虛擬機遷移前后的IP和MAC地址不變,這就需要虛擬機遷移前后的網絡處于同一個二層網絡。由于客戶要求虛擬機遷移的范圍越來越大,甚至是跨越不同地域、不同機房之間的遷移,使得數據中心二層網絡的范圍越來越大。

          另一方面,隨著業務規模的不斷擴大,類似搜索、并行計算、分布式計算、容災備份等業務需要通過大量的服務器組成集群系統,協同完成工作,這導致服務器之間的流量變得非常大。比如搜索,用戶只是發出一個搜索指令并獲得結果回復,只產生少量的“南北”向流量;與此同時服務器集群在海量數據面前進行搜索與計算,產生大量的“東西”向流量,網絡流量從“南北”轉向“東西”。

          通過大二層等網絡部署,形成長三角一體化的虛擬數據中心(見圖9),盤活三地IDC資源,實現三地間資源的統一管理和調度,與市場有機匹配,提升網絡效率,促進區域內業務均衡發展。

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          圖9 長三角一體化虛擬數據中心示意圖

          2.3 聚焦滬寧杭經濟帶,統一移動無線網規劃建設

          長三角密布的交通網拉近了城市間的距離,推動了區域一體化進程,每天穿梭著大量的汽車和火車,長三角也成為了裝在輪子上的城市。中國聯通無線網管數據顯示,交通干線上發生的業務量也已經超過了全網平均水平。以滬寧城際高鐵為例,其沿線基站日均數據流量:上海段為全網平均的1.39倍,江蘇段為1.14倍;切換請求次數:上海段為全網平均的1.56倍,江蘇段為1.63倍。切換次數遠高于全網均值,業務量也較全網均值多。因此,在推動長三角無線網一體化進程中,首先要做好交通干線的統一規劃和建設。表1示出的是滬寧城際高鐵基站業務量和切換請求次數統計。

          表1 滬寧城際高鐵基站業務量和切換請求次數統計

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          另一方面,無線網絡的覆蓋以場景來劃分,在長三角地區,由于特點的趨同,在不同城市的同樣場景對網絡質量的要求有其相似性,因此,可以根據地(市)特點,充分利用大數據分析,制定規劃原則和指標,既確保指標合理、統一,又適應地(市)業務發展要求。在解決手段方面,梳理江浙滬現行建設方式和方法,三地間互為借鑒補充,形成典型場景標準化建設方式案例庫,成為標準化體系,提高方案落地效果。

          2.4 基于業務流量流向構建長三角干線傳輸網

          傳統的干線傳輸網以省為單位,各省本地網通過省內二干傳輸網將業務送達省會城市,再通過一干傳輸網進行調度。隨著長三角區域一體化的發展,靠近上海的江蘇、浙江部分城市以上海為中心的業務量在迅猛增多,如蘇州地區有大量臺資、合資企業,每年約有近百條電路,折合600 MB以上的業務,流向為直接去上海。傳統解決方案為:用戶數據-蘇州數據中心-(通過蘇州本地網)-蘇州二干節點-(通過江蘇二干)-南京(省會一干節點)-(通過一干系統)-上海一干-(通過上海本地/中繼)-上海數據中心-用戶數據。從業務流向看,傳輸系統網絡結構和業務流向結構不匹配,均占用一干、省二干、本地網資源,長三角干線段落擁塞,影響整個一干系統;業務流向經過節點多、層次多、成本高、維護復雜,容易造成時延,而且對各種跨區域的市場業務需求,配置慢,無法快速滿足。

          因此干線傳輸網也要打破省市界限,為滿足長三角通信網一體化規劃、跨省設局、區域數據中心等需求,全面分析區域內各省市間大顆粒數據業務的流量與流向,以及今后可能增長的業務需求,進行統籌規劃,實現集中控制、統一調度,提高效率。

          2.5 長三角一體化套餐,鞏固語音業務,提升移動數據業務

          當前,語音業務仍為運營商的一項重要業務服務和收入來源。針對用戶在長三角區域的常態化漫游,可以推出免除三地語音漫游費用在內的一體化語音套餐,或者將免除漫游費的優惠擴大到現有的所有套餐中,以進一步鞏固用戶現有語音使用習慣,提升用戶的業務體驗,提高用戶的品牌忠誠度。

          數據業務的發展非常迅猛,成為運營商收入增長的重要方面,因此類似語音免除漫游費用一樣,建議推出與本地移動數據業務資費相當的三地一體化套餐,免除用戶的跨區域流量不足的擔憂,提高用戶對彈性業務應用的實用頻度,進而提升跨三地的移動數據業務總量。

          同時,還可以大膽借鑒互聯網思維,創新業務,如:針對三地跨區域企業,結合不同的商業業務應用需求,向目標用戶推出后向收費的免費移動互聯套餐等,實現雙贏、多贏。

          推動長三角網絡一體化的難點剖析

          雖然區域一體化的發展是大勢所趨,但在實現過程中還有許多困難和問題需要及時解決和處理。跨省市的規劃、建設方案如何進一步落地,還需要打破現有的管理體系,明確投資主體、產權歸屬、建設管理、運維保障等問題。

          要建立與之對應的一體化運維體系,實現統一管理、統一維護,從而節省維護人力成本,提高維護響應效率。現有的投資管理體系,主要考核分公司CAPEX和OPEX,因此對于基礎設施的運行成本及相關維護的人力成本,包括電費,水費,空調、油機的維護費用等進行成本分攤非常重要,要結合業務需求情況及效益,制定合理的分攤標準。共同建設和共用的資產,包括主設備、配套設備、局房等的歸屬、折舊等問題,需要集團統籌考慮。

          結束語

          隨著我國經濟的進一步發展,類似京津冀、長三角、珠三角等一體化協同發展的區域會越來越多,傳統電信運營商在面對互聯網沖擊時提出的轉型發展目標,除了網絡、服務轉型之外,打破行政區劃限制,采用區域一體化的方式規劃、建設、運營網絡,也是勢在必行。這需要通信人加大這方面的關注,轉變思想,加強研究,積極探索,促進轉型成功。


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