智能机对移动分域的影响

• 文章概要 Smartphone 的普及对移动核心网带来了信令及数据增长的挑战，运营商不仅需要通过构建新一代移动分组网应对信令及流量挑战，还需要依托移动分组网实施精细化流量经营, 提供个性化数据业务，同时通过盘活网络资产，构建能力开放平台实现与 OTT合作互赢。

• 关键字 智能机，分组域，信令风暴，个性化，OTT合作

以Apple IPHONE及Google Android 为代表的智能机的普及对网络的各个层面均产生了深远的影响，包括无线侧，分组核心网，以及OSS/BSS支撑平台，本文主要从信令，流量，OTT APP等方面探讨对移动分组核心网的影响以及如何应对数据时代的挑战。

全球智能机的出货量在2012年达到700M , 其中大约90M是LTE手机。2013年，LTE 智能机将达到275M。（source: strategyanalytics）,与此同时平板也快速增长，这些智能机,平板的操作系统大多是以Apple IOS, Google 的Android 或Microsoft的windows phone为代表的智能机操作系统，具有丰富及强大的功能，但越来越短的电池时间。智能机上的移动应用非常丰富，有朝着宽带化，视频化，云端化的趋势发展，很多智能机的用户开始在手机或平板上进行商务联网应用，BYOD成为潮流，网络成为衡量用户体验的非常重要一个的指标。与网络频繁交互的智能手机应用生成了大量的小数据包，造成了较大的信令负荷,在有突发事件时，这个情况尤其严重。移动APP的开发前所未有的方便，个人开发者也成为APP主要的开发力量，但这些APP的分发，出售，运营商缺乏对APP的控制，加上开发者对移动互联网的特性普遍缺乏了解，导致编写不当的APP对网络带来负面影响，甚至引发网络产生信令风暴等。造成大面积网络故障，此外，大量移动应用APP采取依靠广告的商业模式。这些带广告的APP对移动核心网产生的信令是收费APP的很多倍。爱立信智能手机实验室的分析结果显示，免费带广告的游戏APP无论是信令或是流量都是不带广告版本的很多倍。如下图两者之间的流量及信令的对比。

Smartphone的现象对移动核心网的影响主要体现在以下几个方面

1. 5-50倍的信令增加

分组核心网控制面是受信令影响的主要部分，这些信令增加主要来自1. Smartphone 的数量及使用时间的增加2. 单个Smartphone的信令增加, 3. 智能机为了省电而采用的快速休眠4.即时聊天通信类应用(如移动QQ)普及等所产生的。

在下图欧洲某3G运营商现网，不同设备的忙时Service Request 的数量，IPHONE/Android 产生的Service Request的数量是Symbian的10倍,(左图) ，而在LTE网络下，由于SGW直接暴露给eNodeB,SGW产生的信令数量可能是GGSN的30-100倍。此外，由于运营商出于节省无线资源以及智能机电力的考虑，通常会设置S1 IDLE的值到一个较低的值，这个直接对核心网的信令将产生很大的影响。右图是S1 IDLE 在不同值下的Service Request及HandOver信令数量的变化。

在LTE建设初期，智能机需要较频繁地在2G/3G 与LTE网络间切换，为了保证2G/3G与LTE的切换平滑，业务无影响，需要2G/3G网络 CS/PS核心网与LTE核心网的interworking，来保证UE 上下文， QoS信息等无缝转交，这些对核心网的interworking提出了要求，同时也增加了相应的信令。

如何应对挑战

具备云计算特征的SGSN-MME

SGSN-MME需要具备多接入，弹性，按需扩展，池组化等云计算的特性，来满足智能机带来的信令挑战。

多接入: 指一个SGSN-MME既具备SGSN能力，又具备MME能力，能够同时接入2G/3G及LTE用户，并可动态调配系统资源，SGSN-MME上的系统资源可自动按照2G,3G,LTE用户的比例自动分配相应的软硬件资源，多接入SGSN-MME也可减少Smartphone在2G/3G及LTE间移动时产生的Handover要求触发的信令增加，一个多接入的SGSN-MME相比分立的SGSN 及 MME可获得30-50% ISRAU的减少。

弹性，动态扩展: SGSN-MME应趋向集中部署，并通过池组化达到弹性扩展，通过使用 3GDT技术及S12接口，使的SGSN-MME成为纯控制面，满足按需扩展及最高的可靠性要求，满足当某些特殊事件发生时，比如某个智能机的APP由于编写不正确，触发了信令风暴，SGSN-MME池组可以动态集中资源应对瞬间增加的信令弹性要求。也允许SGSN-MME在运行时进行用户迁移，网络升级等操作，最大程度保证用户体验。

除了以上措施保证SGSN-MME的高扩展性外，为了节约无线侧 (RAN)的资源浪费，以及降低用户接入的时延，SGSN-MME应该考虑各种优化措施来节约信令，加快 UE的响应。 这些功能包括 UE的智能寻呼，每 UE的信令控制，动态 TAI 列表等等功能。这些措施可以帮助运营商节约最多20-80%信令开销。

处理SGSN-MME需要大容量，集中化的能为外，SGW/PGW的信令处理能力也必须相应提高。这通常要求运营商升级到具有更高能力的新一带网关设备。

智能机带来的数据增长及挑战

随着智能机的普及，运营商的数据业务的收入占比越来越高，爱立信估计到2017年，数据增长是目前的17倍，数据流量增长的同时也带来各种数据优化处理的需要，比如视频优化，内容本地分发，Cache, CGNAT等各种优化处理要求，这些要求S-PGW具备这些能力并能基于用户的业务，网络拥塞情况，套餐，终端等各种情况实现智能处理，以达到最优的资源利用及满足个性化业务的要求。数据爆发性增长带来的另一个问题是网络的拥塞，由于无线频谱的稀缺性，网络扩容并不足以解决问题，运营商需要思考如何充分利用网络的端到端QoS能力帮助保证重要业务的端到端体验，同时又要保证不影响到常规的应用。爱立信为移动互联网应用提供的MCA (移动云加速)，MEA (移动企业加速)这些解决方案就是帮助运营商利用移动核心网建立一个开放平台帮助OTT（互联网公司）来轻松使用移动网络包括端到端 QoS在内的各种能力。OTT公司无需了解复杂的网络技术。通过这些手段，运营商不仅为最终用户提供最佳的用户使用体验，同时也帮助有需要的OTT公司提供最高的端到端业务质量，运营商通过将网络QoS转变成收益的同时，也使自己成为数据应用的产业链中的一个重要的环节，而不仅仅是哑管道。

智能管道及能力开放对网络的核心要求是对业务及应用的感知，以及结合网络，终端，用户套餐等实现业务的差异化及个性化，这个要求需要移动分组核心网支持DPI以及网络控制下的策略控制及计费（PCRF）。DPI已不再是S-PGW额外的功能，而是S-PGW的基础功能。每个经过S-PGW的分组都有可能需要 DPI的处理。这个要求S-PGW的业务板卡具备100%的处理能力。随着与OTT合作的深入，运营商需要一个依托移动分组核心网的能立开放平台建立一个运营商占重要地位的生态系统，从而在数据时代立于不败之地。爱立信推出了以SSR为代表第4代IP设备满足运营商应对挑战。第4代IP在高扩展性，简单的网络架构，个性化的业务能力三个方面满足50B连接时代带来的挑战。

使用要点（格式）：

要点1；

Smartphone 要求移动分组域具备弹性信令处理能力 ，轻松应对信令风暴,具备云特点的集中化，池组化，弹性可扩展的多接入SGSN-MME是其关键

要点2；

Smartphone要求移动分组域支持个性化的数据应用要求 ， DPI, PCRF, 网络感知 , 端到端QoS是 分组核心网为运营商提供个性化套餐，业务的关键

要点3.

Smartphone 要求运营商支持新的双边商业模式，依托分组核心网，搭建与OTT合作的能力开放平台

结束语部分

以Ericsson 第四代IP为基础的移动核心网解决方案提供了多接入，池组化，弹性扩展，最高可靠性的SGSN-MME 池组化，以及全方面的网络信令安全及信令优化来保证信令的扩展性及可靠性。Ericsson的分组域网关提供了100%的DPI能力保证业务感知，与PCRF一起提供了面向用户侧的基于网络的统一策略控制，支持如分级定价套餐(Tiered Offering), 网络公平(Fair Usage)保证, VoLTE业务等，也基于PCRF提供了面向互联网合作的双边合作的商业模式支持，比如移动互联网加速解决方案（MCA）,及移动企业加速(MEA）的解决方案。帮助运营商建设新一代的可持续盈利的移动网络。