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长三角移动通信网一体化规划建设探讨

本文作者

耿玉波,李翼,刘广红,张建忠:中讯邮电咨询设计院有限公司。

本文摘要

随着长三角交通、金融、医疗等行业一体化规划和发展的推进,也要求加快通信网一体化的探索和创新。

打造长三角一体化移动网,须针对业务需求,结合用户行为,从提高投资有效性出发,实现核心网、无线网、传送网、数据网等多专业的一体化,从而达到区域性网络一体化目标。结合虚拟化、IP 化、云化技术的成熟,设置云枢纽中心,统一无线网规划,按流量流向构建传送网,推出一体化套餐,全方位多角度推动移动网络一体化发展。

关键词:移动通信;一体化;虚拟化;云枢纽;数据中心

前言

长江三角洲是中国第一大经济区、亚太地区重要国际门户、全球重要的先进制造业基地。经过多年的发展建设,该区域以高铁、高速为主的交通网密布。据12306网站数据统计,沪宁高铁148趟/天,沪杭高铁101趟/天,宁杭高铁70趟/天,行程均在1 h左右,日均发送旅客超过225万人,三地已经实现高铁公交化运营。同时,全国首条跨省市地铁——上海轨道交通11号线北段延伸至昆山花桥,2013年10月16日开通运营。江浙沪三地的公交卡在长三角多个城市间实现互通消费。长三角一体化的城市群和都市圈,推动了交通、金融、医疗等行业的一体化规划和发展,这也促使我们通信人,加快通信网一体化的探索和创新。

长三角移动网一体化规划建设必要性分析

1.1 长三角内移动用户漫游比例超过50%

密布的交通网,促进了长三角的联动,人员流动频繁,跨地(市)、跨区域的交流与往来已经蔚然成风。根据上海联通2015年周平均统计数据分析,工作日和休息日漫出用户比例分别为20%、17.7%(见图1)。工作日漫出用户城市分布前20名中,江苏占7席,包括苏州、南京、无锡、常州、南通、镇江、盐城;浙江占5席,包括嘉兴、杭州、宁波、绍兴、湖州(见图2);休息日漫出用户城市分布前20名中,江苏占7席,包括苏州、无锡、南京、常州、镇江、南通、泰州;浙江占5席,包括嘉兴、杭州、宁波、绍兴、湖州(见图3)。苏浙2省是上海漫出用户主要拜访区域,工作日和休息日漫游用户比例均在50%左右(见图4)。

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图1 移动用户漫出区域分布统计

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图2 移动用户漫出江浙区域统计

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图3 工作日漫出用户城市分布前20名分布统计

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图4 休息日漫出用户城市分布前20名分布统计

据江浙沪三地联通数据统计测算,长三角地区联通在网移动用户日均漫游数已超过148万人,其中漫游地在长三角的约为64.5万人,占比43.4%;每天产生的通话时长超过675万min,漫游数据流量达到4 801 GB。另外,据统计长三角区域内的长途话务占比也达到了全部长途话务占比的22%以上(见图5)。

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图5 江浙沪联通长途话务流向占比统计

1.2 长三角内跨区域客户统一服务需求多

江浙沪三地在长期发展过程中,分别形成了各自的特点与长处,之间相辅相成。企业以追求利益最大化为目标,开启了新时代的经营模式。他们把注册地设置在上海自贸区,享受政策红利;把生产、研发基地设置在江苏或浙江,有效地降低办公和人工成本;业务则并不局限在一地,而是面向长三角乃至全国,瞄准巨大的市场空间。这样的企业在长三角越来越多,他们也是电信运营商的优质客户。运营商若想发展这些企业客户,需要多个省市联动,在不同的城市、不同的区域承诺提供同样的服务,才能较好地满足用户需求。

上海联通开发的宝马车主互联驾驶车联网业务就是一个典型案例。针对装载了移动终端SIM(用户身份识别)卡的宝马汽车,运营商提供移动网络、呼叫中心、内容接入等全面服务。统计宝马车载终端在统计周期内,出现在各地频次显示,遍布全国多个省市,其中长三角区域三省市排名分别为1、4和8名,是其重要的市场区域(见图6)。因此针对宝马公司的4S店,在宝马车主频繁活动的区域,运营商提供统一品牌、统一业务、统一资费、统一服务,实现区域业务一体化,是市场需求的必须。

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图6 宝马车载终端统计周期内出现在各行政区划内频次统计

1.3 通信网扁平化、虚拟化趋势已然确立

近些年通信技术快速发展,极大地推动了传统电信网络的更新换代。SDN/NFV一经提出,就成为了移动互联网舞台上的主角。2015年开始建设VoLTE的国外运营商,绝大部分已经确认采用虚拟化架构,中国运营商也开始了大规模外场试验。核心网虚拟化已经进入成熟期,各大主设备厂家均已发布了NFV产品及方案。

欧美等发达国家电信运营商在搭建通信网时,基本采用全国一张网的方式,没有本地网概念,主要网元根据设备特点选择大区化,少节点部署,提高资源利用率,简化网络复杂结构,统一业务开通与计费。如:意大利全球率先采用NFV架构组网IMS,根据用户分布划分全网为4个核心网局点,形成4个大区。美国Verizon采用大容量集群化设备组网,全国设置2个大区,每个大区选择3个节点设置分布式HSS。全球运营商网络发展扁平化、虚拟化、互联网化,打破地域化、去行政化的趋势已然确立。

综上所述,我国改革开放多年带来的区域快速协同发展,要求通信网络规划建设要打破行政区划限制,提供跨区域的一致性服务,是长三角一体化规划建设的必须;网络虚拟化技术的发展与成熟,是长三角一体化规划建设的技术保障。

长三角移动网一体化规划建设方案

打造长三角一体化通信网,必须针对业务需求,结合用户行为,从提高投资有效性出发,实现核心网、无线网、传送网、数据网等多专业的一体化,从而达到区域性网络一体化目标。

在这些专业中,一体化“云枢纽”是基础,首先要充分利用新技术扁平化、互联网化特点,积极开展“云枢纽”研究,搭建长三角云化、虚拟化架构的云枢纽,实现一体化核心网络布局;其次要根据业务分布特点、网络安全、局房选址等情况,综合考虑“云枢纽”的局址设置。

一体化移动网是关键,打破省际边界,给用户提供连续、一致性的业务体验,是用户感知、业务体验的最关键环节,聚焦沪宁杭经济带,统一标准与方案,共享建设手段,打造去行政、一体化的移动网。

一体化传送网是保障,不拘泥于现有一干、二干传输架构,根据云枢纽的布局,基于业务流量流向,设置中继路由,提高传输效率。

2.1 设置长三角一体化的云枢纽,实现集中化、虚拟化运营

长三角核心网目标架构是要实现集中化、虚拟化和互联网化。控制层、应用层集中设置在长三角云枢纽中心,集中化、云化部署,云枢纽间通过大二层等网络互联,实现1+1备份(见图7)。转发层、接入层建议靠近用户端,设置在各本地网,根据业务需求部署。

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图7 长三角一体化云枢纽目标架构示意图

在目标架构实现进程中,可以结合网络演进,技术成熟度,首先考虑新建设备长三角统一建设,实现控制面网元集中化、虚拟化部署。近期可以以VoLTE为契机,未来建议结合5G网络部署,以长三角为大区,采用云架构,统一部署核心网,建设“云枢纽”,既适应了网络虚拟化、云化发展趋势,又解决了江浙沪三地大城市核心局房紧张、用电紧张的情况。其次,集中建设大容量HSS,实现存储设备的云化架构。随后可以考虑处理器设备的虚拟化,以及根据业务发展情况决策,传统电路域交换机是否还需改造。长三角核心网设备一体化架构发展建议见图8。

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图8 长三角核心网设备一体化架构发展策略示意图

2.2 用互联网思维打造长三角高效数据中心网络

长三角区域互联网企业集聚,数据中心业务发展快速,特别是云存储、云计算等跨域业务需求旺盛。云计算部署中非常重要的功能就是需要实现虚拟机迁移,它要求虚拟机迁移前后的IP和MAC地址不变,这就需要虚拟机迁移前后的网络处于同一个二层网络。由于客户要求虚拟机迁移的范围越来越大,甚至是跨越不同地域、不同机房之间的迁移,使得数据中心二层网络的范围越来越大。

另一方面,随着业务规模的不断扩大,类似搜索、并行计算、分布式计算、容灾备份等业务需要通过大量的服务器组成集群系统,协同完成工作,这导致服务器之间的流量变得非常大。比如搜索,用户只是发出一个搜索指令并获得结果回复,只产生少量的“南北”向流量;与此同时服务器集群在海量数据面前进行搜索与计算,产生大量的“东西”向流量,网络流量从“南北”转向“东西”。

通过大二层等网络部署,形成长三角一体化的虚拟数据中心(见图9),盘活三地IDC资源,实现三地间资源的统一管理和调度,与市场有机匹配,提升网络效率,促进区域内业务均衡发展。

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图9 长三角一体化虚拟数据中心示意图

2.3 聚焦沪宁杭经济带,统一移动无线网规划建设

长三角密布的交通网拉近了城市间的距离,推动了区域一体化进程,每天穿梭着大量的汽车和火车,长三角也成为了装在轮子上的城市。中国联通无线网管数据显示,交通干线上发生的业务量也已经超过了全网平均水平。以沪宁城际高铁为例,其沿线基站日均数据流量:上海段为全网平均的1.39倍,江苏段为1.14倍;切换请求次数:上海段为全网平均的1.56倍,江苏段为1.63倍。切换次数远高于全网均值,业务量也较全网均值多。因此,在推动长三角无线网一体化进程中,首先要做好交通干线的统一规划和建设。表1示出的是沪宁城际高铁基站业务量和切换请求次数统计。

表1 沪宁城际高铁基站业务量和切换请求次数统计

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另一方面,无线网络的覆盖以场景来划分,在长三角地区,由于特点的趋同,在不同城市的同样场景对网络质量的要求有其相似性,因此,可以根据地(市)特点,充分利用大数据分析,制定规划原则和指标,既确保指标合理、统一,又适应地(市)业务发展要求。在解决手段方面,梳理江浙沪现行建设方式和方法,三地间互为借鉴补充,形成典型场景标准化建设方式案例库,成为标准化体系,提高方案落地效果。

2.4 基于业务流量流向构建长三角干线传输网

传统的干线传输网以省为单位,各省本地网通过省内二干传输网将业务送达省会城市,再通过一干传输网进行调度。随着长三角区域一体化的发展,靠近上海的江苏、浙江部分城市以上海为中心的业务量在迅猛增多,如苏州地区有大量台资、合资企业,每年约有近百条电路,折合600 MB以上的业务,流向为直接去上海。传统解决方案为:用户数据-苏州数据中心-(通过苏州本地网)-苏州二干节点-(通过江苏二干)-南京(省会一干节点)-(通过一干系统)-上海一干-(通过上海本地/中继)-上海数据中心-用户数据。从业务流向看,传输系统网络结构和业务流向结构不匹配,均占用一干、省二干、本地网资源,长三角干线段落拥塞,影响整个一干系统;业务流向经过节点多、层次多、成本高、维护复杂,容易造成时延,而且对各种跨区域的市场业务需求,配置慢,无法快速满足。

因此干线传输网也要打破省市界限,为满足长三角通信网一体化规划、跨省设局、区域数据中心等需求,全面分析区域内各省市间大颗粒数据业务的流量与流向,以及今后可能增长的业务需求,进行统筹规划,实现集中控制、统一调度,提高效率。

2.5 长三角一体化套餐,巩固语音业务,提升移动数据业务

当前,语音业务仍为运营商的一项重要业务服务和收入来源。针对用户在长三角区域的常态化漫游,可以推出免除三地语音漫游费用在内的一体化语音套餐,或者将免除漫游费的优惠扩大到现有的所有套餐中,以进一步巩固用户现有语音使用习惯,提升用户的业务体验,提高用户的品牌忠诚度。

数据业务的发展非常迅猛,成为运营商收入增长的重要方面,因此类似语音免除漫游费用一样,建议推出与本地移动数据业务资费相当的三地一体化套餐,免除用户的跨区域流量不足的担忧,提高用户对弹性业务应用的实用频度,进而提升跨三地的移动数据业务总量。

同时,还可以大胆借鉴互联网思维,创新业务,如:针对三地跨区域企业,结合不同的商业业务应用需求,向目标用户推出后向收费的免费移动互联套餐等,实现双赢、多赢。

推动长三角网络一体化的难点剖析

虽然区域一体化的发展是大势所趋,但在实现过程中还有许多困难和问题需要及时解决和处理。跨省市的规划、建设方案如何进一步落地,还需要打破现有的管理体系,明确投资主体、产权归属、建设管理、运维保障等问题。

要建立与之对应的一体化运维体系,实现统一管理、统一维护,从而节省维护人力成本,提高维护响应效率。现有的投资管理体系,主要考核分公司CAPEX和OPEX,因此对于基础设施的运行成本及相关维护的人力成本,包括电费,水费,空调、油机的维护费用等进行成本分摊非常重要,要结合业务需求情况及效益,制定合理的分摊标准。共同建设和共用的资产,包括主设备、配套设备、局房等的归属、折旧等问题,需要集团统筹考虑。

结束语

随着我国经济的进一步发展,类似京津冀、长三角、珠三角等一体化协同发展的区域会越来越多,传统电信运营商在面对互联网冲击时提出的转型发展目标,除了网络、服务转型之外,打破行政区划限制,采用区域一体化的方式规划、建设、运营网络,也是势在必行。这需要通信人加大这方面的关注,转变思想,加强研究,积极探索,促进转型成功。