移動互聯網應用Always online狀態對網絡的影響及應對策略探討

易江軍 曾春香

1引言

AIways onlirle(永遠在線)泛指用戶建立起網絡連接后為移動互聯網應用(如各種客戶端應用)保持長期可用的會話和連接，是移動互聯網應用的關鍵業務需求。其行為特征可描述為：移動終端通過無線網絡信道發送和接收數據，即使沒有數據需要傳送，移動終端還一直與網絡保持連接狀態，當再次進行數據傳送時不需重新發起連接。用戶這種A1ways online狀態不但可以由用戶側客戶端發起向服務器請求連接啟動Pull(拉取)類應用，還可以從網絡側服務器隨時啟動Push(推送)類應用，主動向用戶及時推送信息。

2應用AlWays onllne對網絡的需求

移動網絡無線資源的稀缺性決定了按需分配的特性，現有網絡若要滿足A1ways online的需求，則要考慮以下三個方面因素：

2.1移動網絡資源按需分配

在CDMA2000 1x/EVDO移動網絡分組網交換的通信方式中，IP數據傳送是面向無連接的包交換，數據的發送方和接收方之間沒有固定的信道占用關系。數據傳送之前并不需要預先分配信道、建立連接。當有數據傳送時，終端通過分組域的PCF(Packet ConfroI Function.分組控制功能)向PDSN(Packet Data Se rvinaNode，分組數據業務節點)、AAA(AuthenticationAutho rlzation Accounting，認證、授權、計費)服務器發起業務請求，在請求被接受通過認證后為終端建立PPP連接，再接入分組網絡，按需且動態控制無線資源的分配。

2.2PUSh類應用帶給網絡的壓力

在移動互聯網快速發展的今天，越來越多的終端應用需要Push技術支持。目前CDMA20001x／EvDO分組網采用簡單IP技術只能支持終端用戶發起Pull類應用(可理解為呼出功能)，而不支持網絡側主動發起Push類應用(可理解為呼入功能)。因此對于終端上推出的如IM(Instant Messenger，即時通訊)、微博等在線應用都為雙向應用，現有網絡及終端設備在用戶非在線狀態下還不能實現Push應用。目前手機終端實現Push類應用主要是借助WAP Push、在線狀態下發送“心跳包”維持網絡連接等技術來實現的。

現在廣泛應用的WAP Push是以短信承載Push OTA技術。這種較單一的Push實現方式增加7WAP網關、短信中心以及電路域網絡等網元的壓力?？傊?，為滿足移動終端用戶Push與Pull移動互聯網雙向應用，現有的移動網絡承受著較大壓力。

2.3智能終端的快速休眠機制

大量數據傳輸和長時間網絡連接會嚴重消耗智能終端的電池容量。為了延長智能終端的使用壽命，它啟動了快速休眠機制。但采用該技術后會導致狀態的頻繁遷移，即每次數據包發送均從空閑狀態進行呼叫建立鏈路連接，通過分配的業務信道發送完數據后又從連接狀態被強制返回的空閑狀態?？焖傩菝邫C制導致了智能終端頻繁的激活／去激活，不能保證Always online狀態的活力。

從以上三個方面可以看出，由于移動網絡和移動終端目前所采用的技術特性，現有移動網絡及終端設備需要不斷優化以提供Always online的應用能力。

3應用Always Onlitie狀態對網絡影響淺析

Always online狀態是社交類、微博信息、即時通信等一些流行應用的需求，也將是移動互聯網應用的發展趨勢，對提高用戶體驗有極大作用。Always onIine類流行應用大多具有頻繁、斷續的小數據包發送和接收的行為特征。

目前應用開發者主要利用高頻率、規則的“心跳包”方式，使客戶端軟件與應用服務器或推送服務器間維持持續的TCPI/IP連接，不斷給網絡有數據傳輸的信號，達到網絡不斷為其分配資源的目的，即使在沒有有效信息傳送時也是如此，這種方式對移動網絡有破壞性。

在CDMA20001x／EVDO移動網絡上，采用了將語音信道和數據信道分離的方法，因此不會像GSM／WCDMA網絡一樣因為數據業務的快速增長而引起語音業務服務質量的大幅下降。雖然CDMA20001x／EVDO面臨著數據擁塞也不會對語音業務的質量形成影響，但會受CDMA無線技術(軟容量、自干擾、功率控制)的限制，在基站小區內可能會產生呼吸效應和遠近效應，從而導致用戶體驗和網絡資源利用率明顯下降。

終端的Always online類應用，特別是智能終端上的應用會給CDMA1x／EVDO網絡造成嚴重的影響。具體來說，在信令面，此類應用或智能終端平臺頻繁發送“心跳包”至服務器以保持IP連接，導致業務頻繁建立和釋放，大量消耗無線資源，每次數據傳輸都需要經過請求連接一連接建立一數據傳輸一等待休眠一連接釋放的過程；對于用戶面，A1ways online類應用的小流量、頻繁數據包大大降低了業務面資源的利用效率，導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，Always online類應用因為頻繁的網絡連接，對于CDMA1x／EVDO分組網PDSN要求能夠有更大的IP資源池，其IP地址需求對PDSN產生一定的壓力。而采用WAP Push技術的Push類業務會對ISAG(Integ ratedSe rvjoe Access Gateway，綜合業務接入網關)、SMGW(Short Message Gateway，短消息網關)等電路域網絡帶來壓力。

總之，Always online類業務包括智能終端應用的FCH資源利用效率較低，即時通信類業務的低流量，導致產生網絡資源消耗和收益不平衡等問題。隨著基礎業務價格的不斷下降，電信運營商陷入了增量不增收的尷尬局面，逐漸被弱化成為服務提供管道，給運營商的盈利能力帶來了嚴峻的挑戰。

4應對策略初步探討

通過以上分析可以看到，面對移動互聯網業務迅猛發展，特別是以騰訊QQ、微博為代表的社交等流行應用、以iPhone為代表的智能終端，對移動網絡帶來了無線資源過多占用、數據流量需求劇增以及成本壓縮等多方位挑戰。

如何應對上述多方位的挑戰，筆者建議可從移動網絡升級改造、網絡精細化管理、建設智能管道及提升運營管理能力等多方面探索應對策略。

4.1優化升級現有網絡

充分利用現有的網絡資源、終端、基礎設施并通過對現有網絡及軟件升級以保護現有投資。

通過對現有的移動網絡資源進行不斷優化，如適當設置的PPP定時器，從而釋放資源供其他終端使用、利用動態負載均衡扇區承載的流量、降低開銷和優化其他網絡參數設置、支持信令承載數據的特性用于改善用戶體驗。

通過升級增強技術特陛改善網絡狀況，如CDMA20001x增強型采用一系列新的技術大幅度提高網絡容量，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)等。1x增強型使運營商可以將語音容量增加高達4倍，或將網絡覆蓋范圍增加高達70％，或將1x數據網絡的容量增加3倍。1x增強型對性能的提升是通過移動終端的改進與新的基站調制解調器實現的，并確保前反向的兼容性。利用增加的容量，運營商可以釋放出一些頻譜用于新的移動寬帶業務。釋放頻段用于EVDO數據業務，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增強型充分挖掘網絡負載不均的潛力，在無需對現有基礎設施進行大的變更的前提下，使現有的EVDO網絡和終端盡可能地高效運行。

隨著網絡技術升級和終端設備性能提升，在分組網中使用移動IP技術，通過移動IP注冊的生存周期來控制用戶Always online能力。當生存時間快到期時，用戶終端進行重注冊，從而保證優質用戶Always online減少對無線資源的低效占用。通過IP推送方式，由網絡提供按需的Always online能力，從而使應用不再需要“心跳包”等破壞性行為。

4.2改造現有網絡

(1)試點改造ISAG，設置推送服務器

目前電信已建設ISAG來提供統一網絡接入能力。具有通過短信、彩信、WAP PUSH等技術方式實現網絡側信息(如短信)主動推送至終端的能力。但現有的ISAG推送能力不能滿足移動互聯網業務快速發展的需要。

在3GPP規范中利用一種類似于TCP／lP協議中“端口號”機制的方式區分用于不同應用類型的短信。通過構造并發送特定格式的短信通知終端啟動某一特定的應用程序，并執行指定的操作實現網絡側信息的主動推送。

目前各主流智能終端平臺則設置了專門的服務器負責完成推送任務，第三方應用服務器只需將請求發送到推送服務器即可。終端通過與推送服務器的持續通信保持相對固定的IP地址并監聽約定的端口，服務器消息推送到終端后，終端將其分派到相應的應用程序進行處理。

綜上所述，運營商有必要建設統一的推送平臺，聚合各項推送能力，滿足電信自有業務及第三方移動互聯網應用的需求。

建議在ISAG的基礎上設置可支撐多應用類型的推送服務器，結合已有的推送手段，向自有業務提供及第三方應用開放的推送能力完成各種推送任務。自有業務或第三方應用服務器只需將推送請求發送到推送服務器即可。服務器消息推送到終端后，終端將其分派到相應的應用程序觸發處理。

通過設置推送服務器提升ISAG推送能力，給第三方應用的快捷方便接入提供了接口，還能為網內用戶帶來方便、廉價、體驗良好的推送服務。同時還可能成為電信提升移動互聯網服務水平、打造差異化競爭優勢的有力武器。

(2)為行業應用試點專用分組網

現有的重點行業應用如M2M(Machine foMachine，機器與機器間通信形式)類的無線抄表、GPS定位業務以及未來大有發展的物聯網業務，除了有Always online應用需求，其對碼號、IP地址等資源也有不同于一般用戶的需求，同時還在業務模型上與公眾用戶大有不同。為了給行業應用及未來物聯網發展提供更好的網絡及運營支持，可試點建設邏輯上獨立或物理獨立的專用分組域核心網。

(3)建議試點引入PCC架構

建議在現有分組網中試點引2kPCC(Po Licy and Charging Control，策略計費控制)架構，對承載于分組網的業務，根據為不同用戶的不同業務定義不同的優先級調配資源，盡可能為每個用戶的不同業務分配足夠的資源，提高移動網絡資源的利用率，實施靈活的控制和計費策略，改善用戶的業務體驗，提高用戶的滿意度。

4.3網絡精細化管理

(1)積極探索部署QoS策略，實現網絡精細化管理

目前EVDO RevA可根據用戶優先級及業務的QoS(Quality of Service，服務質量)要求，結合網絡的負荷狀況和終端所處的無線環境，在前向、反向鏈路上靈活采用多種分組調度算法和速率控制技術，在保證較大系統的吞吐量的同時兼顧用戶公平性、不同用戶和業務的QoS要求。

通過對用戶識別、業務區分會劃分出不同的優先級，無線網絡為不同優先級的用戶或者業務的會話調度無線資源和地面鏈路資源實現差異化服務，提高優質用戶的業務體驗。

(2)建議加快CDMA+Wifi協同發展，分流EVDO網絡流量

建議加快在校園、產業園區、BCD商務區以及高中檔住宅區等熱點部署Wifi網絡，通過CDMA+Wifi的優勢互補，實現數據流量分流，從而減輕數據流量對CDMA1x／EVDO移動網絡的接入壓力。

4.4提升運營能力

(1)部署流控及數據業務分析等系統，提升支撐能力

部署EVDO流量監控及數據業務分析系統，統計并分析從PDSN到用戶所有層面的數據，包括PCF、PDSN、基站、小區的流量趨勢、流置組成、帶寬利用率等。通過數據業務分析得出高流量的業務及用戶分布情況。用戶及業務數據挖掘得到的統計分析結果可作為網絡維護部門、建設部門、客服部門、市場營銷部門制定相應管理策略的參考，細化收費模式，針對不同需求的資費標準進行差異化區隔，具有很強的指導意義，從技術手段上提升對“智能管道”科學管理和精細化運營的支撐能力。

(2)發掘終端信息管理平臺的價值，協助業務運營

通過電信自有的終端信息管理平臺并結合業務分析系統，進一步發掘基于終端的用戶行為信息、用戶業務需求，制定出終端用戶定位策略、業務推廣策略及資費套餐策略，協助業務的運營。

5結束語

隨著移動互聯網應用的快速發展，本文從多維度分析了移動互聯網應用Always online狀態這一重要特性對網絡的影響。從改造優化現有網絡、精細化管理以及提升運營能力等方面介紹應對策略方案，可為網絡規劃、能力部署提供參考，但在實際建設中還有一些細節問題有待進一步研究。