國家制定“三網融合”發展計劃與目標,三網融合對運營商的影響是不言而喻的。本文通過分析移動無線網3G發展中遇到的問題提出了移動無線寬帶化發展方向,并以TD-LTE和WLAN來構建寬帶無線網實現全IP
RAN接入。三網融合實現了網絡資源的共享,給我們提供業務融合平臺,通過分析IMS提供的業務方式,提出業務融合化發展方向,并以移動業務為切入點向其它網業務逐步滲透方式發展融合ICT業務。最后以家庭無線寬帶應用為載體,實現網絡融合及業務融合的構想,開拓移動新的商業模式。
因特網的快速普及,電子商務和交互式媒體的興起,物聯網的實現正在改變著人們的生產、生活方式。TD-LTE的發展使移動無線網絡進入了新3G高速數據通信領域,光纖接入網PON(光纖到樓FTTB)構建寬帶IP接入網,雙向HFC(光纜同軸混合網)使廣電網架構IP寬帶接入,寬帶IP網將成為新一代信息基礎設施的基礎網。2010年,國家為加快推進電信網、廣播電視網和互聯網“三網融合”,制定新的發展計劃與目標,充分表明政府對“三網融合”的重視,三網將能夠在統一的IP平臺上提供各種已有業務和融合產生的新業務,這些業務可分為兩類:一類是IP網所固有的基于WEB的,無連接的互聯網開創和演化的新業務,從電子商務到寬帶交互新媒體;另一類是傳統業務的延伸和演化。“三網融合”全業務運營將成為中國電信業第二次起步階段的重要發展方向。對于我們中國移動來說,是一個非常重要的發展契機?!?br />
一.移動無線寬帶化——發展寬帶移動互聯網
隨著IP寬帶網成為基礎網以及“三網融合”的發展,互聯網在向寬帶發展的同時開始向無線移動方向發展。移動無線互聯網是從蜂窩移動電話向移動數據業務演化,從第二代(2G)的GSM移動通信,經過2.5G的GPRS,向第三代(3G)的TD-SCDMA到TD-LTE演化。但是現在的3G系統并不能完全滿足移動無線互聯網的要求,從發展看,移動無線互聯網和固定互聯網擁有統一的IP核心網,采用不同空中接口的無線接入網可以無縫連接到統一的接入服務器、IP核心網和管理計費系統。
第三代3G移動通信開始設計的目標是提供寬帶多媒體接入。為了能夠實現全球漫游,統一技術標準是非常重要的。3G是按照移動B-ISDN的體系結構設計的,采用ATM交換機。10年前3G實現的移動多媒體并不是市場所需要的,而市場所需要的無線移動互聯網的需求,3G并不能很好地滿足。為了適應無線移動互聯網的需求,3G必須改造成為全IP網。3GPP R4 的核心網可以實現IP網承載,3GPP R5將支持IMS 采用SIP協議的IP電話,但是其無線接入網RAN仍然不是全IP。
由于3G不能滿足移動無線互聯網接入的要求,將會產生以下問題:
l 獨立的IP核心網導致基礎設施的成本上升。由于沒有和已經有的固網IP基礎設施相結合,以及缺乏快速產生/推廣創新服務支持(快速到市場),導致基礎設施成本上升。
l 標準問題將推遲移動無線互聯網的采用。目前的3G還沒有單一、統一的全IP接入網為各個標準組織接受,只有有了標準才能夠適合各種接入技術,使其能夠無縫連接到IP核心網。此外它與互聯網和相關服務只有有限結合,這些都將造成延遲采用移動無線互聯網。
l 目前建議的3G體系結構不能允許服務是全球無縫的,也不能提供足夠豐富的服務來滿足各種終端用戶的需要。此外它也不能使運營商/服務商快速獨立地產生/推廣各種服務。
要使不同空中無線接口的基站和固定有線接入網能夠使用統一的IP核心網,必須采用IP化的無線接入網。而按照目前的演化進程,這將是若干年以后的事。為了加速推進這一演化進程,成立了移動無線互聯網論壇,推動已經有的3G標準化組織向全IP化演化。無線互聯網論壇提出了推動3G向全IP化發展的一系列技術報告3GPP和3GPP2,以期影響3G標準的制定工作。
為了避免沖擊3G,新3G系統不采用4G的名稱,而代之以“LTE” 的名稱,并且引入以IP為核心的IP多媒體系統,IMS被認為是下一代網絡的核心技術,也是解決移動與固網融合,引入語音、數據、視頻三重融合等差異化業務的重要方式
l 和固網使用統一的IP核心網;
l 為了適應不同用戶對接入速率和移動速度的要求,將采用優化的多種使用不同技術的空中無線接口,速率可以達到100Mb/s以上;
l 全IP的接入網可以將不同的空中無線接口無縫連接到IP核心網;
l 移動電話和固定電話都可以是IP電話,使用統一的軟交換和管理計費系統;
l 使用移動IP解決漫游問題;
l 采用Ipv6協議。
LTE應該在3G的框架內使用3G的頻率,按照已經明確的LTE系統的要求和體系結構,采用現有技術來發展寬帶無線移動互聯網。LTE系統完全有可能取代3G系統,提供寬帶無線移動互聯網和新的話音業務。
通過不斷的發展,TD-LTE在產品方面基本達到FDD的同等水平,其網絡性能得到了很大的提高,特別是在中國政府大力推動之下,TD-LTE產業和FDD-LTE基本上是持平的。TD-LTE另外一個優勢就在頻譜上的取得,因為不需要對稱性的頻點,比較容易分配給LTE頻段。3GPP已經指定八個頻段,事實上除了3GPP指定之外,在國際電聯會議上有更多的頻段投入使用。這為寬帶TD-LTE發展提供充足頻率資源。中國移動剛剛在上海世博會成功開通了TD-LTE演示網絡,在所有主要的展館,包括世博中心、中國館、美國館完成部署,并實現端到端的方案和服務,提供24路高清電視傳輸,使用的帶寬只占到LTE帶寬的一部分。
目前移動網絡正在建設寬帶IP城域網和接入網,光纜已經鋪設到樓頭。完全可以利用這個已經存在的基礎設施,建設移動寬帶無線接入網。這就在2G、3G移動電話之外開辟了另外的移動無線互聯網建設渠道,將大大加速移動無線互聯網的發展需求。
對于使用無線寬帶熱點用戶密集區的小蜂窩系統,最佳選擇是無線局域網WLAN。WLAN標準主要包括802.11b、802.11a和802.11g等。其中802.11b采用24GHz的頻段,可支持11Mbps的共享接入速率;802.11a采用5GHz的頻段,其速率高達54Mbps,采用OFDM (正交頻分復用)技術,但無障礙的接入距離降到30-50米;802.11g是一種混合標準,既能適應802.11b標準,又符合802.11a標準,它比802.11b速率快5倍,并和802.11b兼容。另外,IEEE在WLAN方面的主要進展還包括802.11i(安全方面內容)、802.11e(QoS方面的內容)、802.11f(接入點之間的切換協議)、802.11n(速率高達320Mbps)等。WLAN是設計用于單位內部的,要用于公共接入,需要解決安全、認證、流量控制、計費和漫游等一系列問題。解決的方法基本上可分為兩類:一是利用已有移動電話的認證、漫游和計費系統,二是采用移動網IMS系統進行接入。3GPP依照UMTS 3G移動通信系統的系列標準版本定義了IMS的分階段演進計劃,其中,R6進一步完善IMS接口和功能,增加對于WLAN的接入支持。目前無線局域網發展高速無線數據專用無線接口的能力是分散進行的局部改進,沒有形成系統。WLAN可以通過與移動網絡IMS系統相結合,完成用戶的鑒權、計費和QoS控制,并將WLAN的計費信息傳送到IMS計費系統,根據不同用戶計費需求制定靈活的服務費用,將使用費算在統一的帳戶上,形成統一客戶賬單。
從發展趨勢看,適合不同應用要求的各種無線空中接口會逐漸演化使用統一的IP核心網。而隨著無線接入網RAN的全IP化,完全有可能實現無線空中接口無縫連接到統一的IP核心網,這將使移動網絡和互聯網有效的融合,滿足移動客戶對寬帶互聯網接入需求。
目前,促成中國市場寬帶接入技術多元化選擇的因素正在顯現出來 三網融合對中國市場的影響是不言而喻的:其一、中國市場的快速增長潛力是其它市場無法比擬的,龐大的基數奠定了中國市場獨一無二的地位。其二、中國市場是一個新興的市場,三網融合的概念得到政府有關部門的大力推廣,這是政策導向,發展趨勢不可避免。其三、中國目前已經成為全球最大的移動市場,全球第二大經濟體,全球最大的手機市場,第一大有線電視市場,第二大互聯網市場以及第四大PC市場,這些潛在的優勢對構筑三網融合都是非常有益的。此外,我們也看到物聯網概念開始流行的時候,一些家電廠商也開始進行相應的布局,這也是三網融合中必然面對的。三網融合實現了網絡資源的共享,給我們提供業務融合平臺,移動應以移動業務為切入點向其它網業務逐步滲透。作為關鍵技術的IMS也受到了普遍的關注。
業務融合是IMS更高層次的融合,也是對于未來異構信息通信網絡更為重要的深層次的融合。從網絡平滑演進的角度考慮,IMS支持3種業務提供方式。
l 第一種方式是繼續重用固定和移動智能網技術,由業務控制點(SCP)提供網絡運營商的簽約智能業務,以保證融合網絡仍然能提供原來網絡中的所有增值業務。其技術上的更新只是原來始終和交換機位于一體的業務交換功能(SSF)和CSCF分離,成為獨立的IM-SSF。
l 第二種方式是重用SIP網絡的業務技術。由于IMS控制層采用的是SIP協議,因此很自然地可以通過設置各種SIP服務器,利用互聯網中廣泛使用的公共網關接口(CGI)、Servlet、JavaBean、呼叫處理語言(CPL)等技術,向用戶提供各種業務應用。這種方式重用計算機網絡技術,直接采用SIP作為業務層和IMS控制層的交互接口,組網方案最為簡單,最便于和Internet融合,但是業務受限于SIP協議。
l 第三種方式稱之為Parlay/OSA業務架構,即重用已經在軟交換網絡中應用的Parlay技術,通過和Parlay組織的密切合作,聯合開發調用IMS網絡能力的API,實現基于API的開放式業務提供,由業務層的OSA應用服務器(AS)提供業務應用。這些應用服務器既可以屬于網絡運營商,也可以屬于獨立的第三方業務運營商,從而使通信網由封閉的網絡成為開放的網絡,使業務層和網絡控制層真正分離。尤其是,3GPP又針對常用的API定義了Web Services接口,使得IMS業務應用可以方便地和互聯網中的Web服務相結合,實現通信網和Internet的業務融合。因此,Parlay/OSA代表了IMS的發展方向,是業務融合的核心技術。
IMS網絡是一個基于移動和固定網絡,面向多媒體應用的下一代核心網,其目標是為各種類型的固定和移動終端提供融合類的全業務服務。從運營角度來看,全業務運營已成為今后移動發展的方向,IMS作為能有效整合網絡資源,提升競爭力的有效手段。
2008年,中國移動經過重組,具備了全業務運營的條件。政企客戶是移動的優質資源,APRU值高,能帶來更多的收益。移動要立足自身強勢的CT業務,實現CT業務與企業內部IT業務的融合,為企業提供ICT融合的業務。從業務提供上,主要包括融合通信類和融合視訊類業務。其中融合通信類主要包括群發短信、統一Centrex、融合一號通、企業總機、呼叫中心等;融合視訊類包括企業語音會議、企業視頻會議、企業數據會議以及數字高清會議。
移動互聯網的迅猛發展,對移動業務網絡提出新的要求。目前固有的電信業務網絡已經難以很好滿足移動互聯網應用個性化、能力開放化、應用原子化的要求,無法支撐移動互聯網的發展。而IMS吸收與借鑒了互聯網的開放模式,它的出現打破了電信網絡的Walled Garden模式,為移動網絡提供了前所未有的開放和靈活性。基于IMS的業務能力可以和Web2.0技術的融合,通過開放API和Widget等技術將IMS網絡和業務能力開放給互聯網用戶,使其融入Web2.0的生態環境,以提供通信網絡與互聯網的混搭(Mashup)應用,開拓新的業務領域,增加新的收入。
LTE的引入為無線寬帶多媒體業務提供了更廣闊的空間,在面向LTE業務提供方面,除VoIP、可視電話及補充業務外,針對個人用戶和企業用戶提供豐富多彩的業務類型,包括RCS(Rich Communication Suite)以及Converged Conference、Tele-presence、Surveillance、Gaming、Steaming等特色融合視頻類業務。這些豐富的多媒體業務將吸引用戶,發力LTE時代的價值經營。ICS(IMS Centralized Services)電話,其核心方案就是通過引入新網元MGCF和VIG—實現傳統電路域的語音和視頻接入IMS,業務邏輯的控制則由IMS中的AS來完成,用戶在無需更換終端的情況下,即可享受IMS業務,實現網絡的無縫演進。隨著LTE的引入以及固定移動和融合,采用ICS技術的CS和IMS的徹底融合,將極大的降低運營商的OPEX,是未來移動語音和視頻網絡演進的趨勢。基于IP通信網絡的RCS提供即時消息、視頻電話、短信、彩信、視頻共享、個人博客等業務,為用戶提供互通的、融合的、豐富的通訊體驗,同時為終端、業務和核心網間的互通提供規范,目前RCS發展形式主要有以下三大特征:第一,基于移動IP網絡的互聯互通的基礎通信業務;第二,移動運營商聯起手來推的自己IP業務;第三,不局限于某個無線接入網絡技術,可支持GSM、TD-SCDMA、TD-LTE和WLAN。中國移動可以結合自身網絡特點,參照RCS標準發展自己的準RCS服務—移動飛信業務(移動IM)可以和RCS實現互通,除了可以提供基本的基于飛信窄帶業務還可以提供更多寬帶特色業務如IMS網真、監控、Gaming、Streaming等。移動用戶在無需更換終端的情況下,即可享受移動IM豐富多彩的業務,實現客戶對移動融合業務的需求和使用。
三.家庭無線寬帶應用—構建移動三網融合發展
對于3G TD無線接入技術的現狀而言,中國移動因為TD-SCDMA的技術發展還在不斷地更新,網絡質量不是很完善,用戶的體驗并不滿意。為了保證以后的用戶體驗,現在先放棄發展3G上網用戶的推廣,應該是情理之中,隨著TD-LTE技術的成熟,必然會加大網絡投入?;赥D-LTE特色業務也開始引起我們的重視,應該考慮消費者在未來將如何使用TD—LTE及未來移動寬帶業務和服務。
終端用戶對未來移動寬帶業務服務的需求,不僅僅是速率,應該是可以使用任何終端,隨時隨地享受娛樂等各種多媒體服務和多方位寬帶應用。
“TD-LTE家庭綜合信息終端”作為無線寬帶綜合業務應用終端,可以完成三網融合業務功能:1、將TD-LTE的信號進行入戶覆蓋,實現移動電話入戶覆蓋;2、接一個固定電話,或者整個機頂盒就包含一個固定電話,完成固定電話的功能;3、內部包含一個上網卡,接上電腦就可以滿足電腦上網的功能;4、內部包含IPTV路由器,出一個AV接口,可以直接接電視,完成電視的功能;5、實現數字電視的視頻點播功能和WIFI連接等。對家庭娛樂多媒體業務來講,可以提供視頻業務,像視頻點播通過網絡存儲訪問一些個人視頻錄制和無線接入等;音頻業務可以訪問音頻網站,點播音樂,通過WIFI接入個人的音頻設備,可以提供游戲,讓家庭成成員享受這些游戲或者多方享受這些游戲的快樂。通信及網絡連接業務,包括了呼叫、會話,基于網絡的增值業務,還有通過LTE/WIFI無線寬帶接入互聯網。我們可以提供像音頻內容的點播,實時網上音頻內容和視頻點播、視頻播放、視頻錄制及回放,這樣就實現IPTV基本操作功能。多屏幕通過一個網絡互聯使用,形成家庭網絡的高效使用。通過瀏覽器可以很隨意進入互聯網游覽,獲取一些實用變化的信息,比如像天氣預報,視頻新聞消息等,所有這些信息都可以通過LTE大容量在網上傳輸,并且實現三屏無縫互聯。在家庭以外,通過移動網絡可以對家庭里任何家用電器等實行遠程控制,以及將GPS信息通過移動網絡和互聯網信息服務聯合起來,支持位置搜索功能,查詢家庭人員和汽車位置業務。基于LTE特色業務結合家庭寬帶業務應用,可以給家庭帶來娛樂多媒體和網絡增值服務,移動網借此把電視,電腦,手機融合在一起,以家庭多媒體應用為中心,實現三屏隨時隨地的無縫互聯,開拓新的商業模式。
新一代信息網是寬帶交互式媒體,隨著10/100Mb/s無線寬帶接入網的普及,在頻道上進行的音頻,視頻廣播都可以通過新一代信息網上傳播,而且將發展成為具有交互能力的新媒體。由于業務模式的拓展,對網絡本身提出了更高得要求,同時,“三網融合”規劃化以后,終端、服務、內容等方面也需要得到補充。新一代信息網也是無線移動網和地面固定網融合的產物。這意味著移動終端可以在任何時間,任何地點保持與統一的IP信息網連接。全世界每個人一個號碼,它將進一步改變人類生活、工作方式。
