開放智能管道能力的運(yùn)營商PaaS平臺(tái)研究

趙學(xué)軍 ，陸 鋼 ，何震葦

（1.中國電信集團(tuán)公司 北京 100032；2.中國電信股份有限公司廣東研究院 廣州 510630）

1 引言

運(yùn)營商現(xiàn)階段普遍基于PaaS（platform as a service，平臺(tái)即服務(wù)）架構(gòu)，為合作伙伴和終端用戶搭建應(yīng)用開發(fā)和能力開放支撐服務(wù)環(huán)境，為合作伙伴提供應(yīng)用的一站式開發(fā)、測試、部署和發(fā)布服務(wù)以及能力快速發(fā)現(xiàn)、快速訂購、快速開通服務(wù)。開發(fā)者利用PaaS平臺(tái)提供的業(yè)務(wù)能力和平臺(tái)資源，可以快速將業(yè)務(wù)能力融合到應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)、快速部署、快速測試，進(jìn)入應(yīng)用開發(fā)階段，完成應(yīng)用開發(fā)、測試、部署整套流程。目前已經(jīng)開放的能力主要包括以下內(nèi)容。

·云資源能力：提供包括應(yīng)用托管環(huán)境、虛擬機(jī)、數(shù)據(jù)庫和域名等基礎(chǔ)資源服務(wù)能力。

·網(wǎng)絡(luò)通信能力：提供包括短/彩信、音/視頻通話、定位等網(wǎng)絡(luò)通信能力。

·管理支撐能力：提供統(tǒng)一認(rèn)證、代鑒權(quán)、待計(jì)費(fèi)等支撐服務(wù)能力。

·應(yīng)用能力：基于運(yùn)營商的優(yōu)勢應(yīng)用下沉開放形成應(yīng)用組件能力。

目前國際運(yùn)營商AT&T、國內(nèi)運(yùn)營商如中國移動(dòng)、中國電信都推出了類似的為合作伙伴提供開發(fā)服務(wù)的能力開放平臺(tái)，但是和淘寶開放平臺(tái)、騰訊開放平臺(tái)等相比，缺少了差異化的優(yōu)勢能力，同時(shí)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信能力還有被替代的趨勢。

運(yùn)營商智能管道可以分為固定智能管道和移動(dòng)智能管道兩部分，其中固定智能管道通過在接入網(wǎng)側(cè)部署策略控制設(shè)備，結(jié)合CRM系統(tǒng)、網(wǎng)管資源管理系統(tǒng)、用戶portal、AAA系統(tǒng)，共同構(gòu)建智能提速平臺(tái)，可以為各類固網(wǎng)寬帶用戶提供寬帶提速和QoS保障服務(wù)，基本可滿足現(xiàn)有業(yè)務(wù)提出的各種差異化控制需求，可以為某個(gè)用戶提供整體的接入帶寬提速，也可以為應(yīng)用提供商提供應(yīng)用提速服務(wù)。

移動(dòng)智能管道能力包括網(wǎng)絡(luò)控制能力和網(wǎng)絡(luò)信息能力兩方面：網(wǎng)絡(luò)控制能力是指移動(dòng)智能管道在3G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下在無線側(cè)可實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的金、銀、銅優(yōu)先級(jí)調(diào)度，但是在網(wǎng)絡(luò)擁堵的情況下無法保障用戶的帶寬；在4G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可以提供差異化的調(diào)度能力和精細(xì)化感知能力，能夠采用類似固網(wǎng)的方式通過移動(dòng)策略控制系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)網(wǎng)進(jìn)行控制，通過提供的移動(dòng)終端標(biāo)識(shí)或IP地址五元組對(duì)用戶接入帶寬進(jìn)行智能提速。網(wǎng)絡(luò)信息能力包含從網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲得位置信息能力和鏈路信息能力兩方面，位置信息能力主要包括用戶歷史位置信息、用戶實(shí)時(shí)位置信息以及用戶軌跡分析；鏈路信息能力包括小區(qū)狀態(tài)、鏈路質(zhì)量等，可以對(duì)用戶行為偏好進(jìn)行分析，為精確營銷等提供決策依據(jù)。

綜上所述，可以看到目前智能管道還處于起步階段，基礎(chǔ)能力不足，缺乏固定移動(dòng)融合的智能管道能力，面向最終用戶的智能管道應(yīng)用還不夠普及，面向合作伙伴的智能管道能力開放還處于研究探索階段。但從發(fā)展趨勢來看，隨著4G牌照的發(fā)放，移動(dòng)智能管道能力建設(shè)不斷完善，將初步具備可識(shí)別、可調(diào)控、可運(yùn)營的特征。而電信運(yùn)營商最大的優(yōu)勢還是聚焦在管道領(lǐng)域，只有把智能化的管道能力（目前主要是智能提速能力）接入PaaS平臺(tái)，才能為合作伙伴提供差異化的優(yōu)勢能力，吸引開發(fā)者的加入，因此下文主要針對(duì)移動(dòng)智能管道提速能力開放展開闡述。

2 商業(yè)模式設(shè)計(jì)

研究嵌入了移動(dòng)智能管道能力的運(yùn)營商PaaS平臺(tái)的商業(yè)模式，首先需要分析PaaS平臺(tái)的商業(yè)模式。目前常見的PaaS平臺(tái)商業(yè)模式通常采用后向收費(fèi)模式，即開發(fā)商為PaaS平臺(tái)上使用的能力和資源按需付費(fèi)，PaaS平臺(tái)不針對(duì)最終用戶收費(fèi)。

目前PaaS平臺(tái)一般都提供虛擬機(jī)托管、數(shù)據(jù)庫、存儲(chǔ)、帶寬等資源，另外會(huì)結(jié)合自身特點(diǎn)提供平臺(tái)能力，電信運(yùn)營商通常會(huì)提供短信等傳統(tǒng)通信能力，以上資源和能力用戶感知度高，比較容易按量計(jì)費(fèi)，但是對(duì)比而言，智能管道能力有以下特點(diǎn)。

·移動(dòng)智能提速能力提供的不是“有”或“沒有”的能力，而是提供體驗(yàn)上的改善，解決如何保障用戶帶寬的問題，因此用戶感知上可能存在不確定性。

·移動(dòng)智能提速是一個(gè)端到端的概念，質(zhì)量保障不是一個(gè)點(diǎn)的問題，而目前質(zhì)量保障普遍還停留在某個(gè)點(diǎn)的層次上，無法真正為用戶或應(yīng)用提供端到端的質(zhì)量保障。

·移動(dòng)智能提速不是一個(gè)單純網(wǎng)絡(luò)層面的問題，需要從帶寬感知、內(nèi)容應(yīng)用質(zhì)量、平臺(tái)處理能力等多方面綜合考慮，為最終用戶提供一致性體驗(yàn)感知。

·移動(dòng)智能提速能力目前是尚未成熟的計(jì)費(fèi)模式，如何針對(duì)合作伙伴提供多樣化的計(jì)費(fèi)模式是智能管道能力開放的一個(gè)難點(diǎn)。

因此移動(dòng)智能管道從模式上來看，由于目前大部分的內(nèi)容和應(yīng)用都不掌握在電信運(yùn)營商手中，而面向最終用戶的提速效果需要轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)用和內(nèi)容的體驗(yàn)感知，因此對(duì)最終用戶提供單純的加速服務(wù)，并不是最適合的商業(yè)模式，而是應(yīng)該由運(yùn)營商提供底層網(wǎng)絡(luò)帶寬提速給合作伙伴，內(nèi)容和應(yīng)用合作伙伴經(jīng)過二次包裝后，成為最終用戶可接受的模式來提供服務(wù)。可見智能管道的商業(yè)模式更加適合采用后向開放模式，即網(wǎng)絡(luò)控制能力由最終用戶向應(yīng)用提供商付費(fèi)，應(yīng)用服務(wù)商向運(yùn)營商付費(fèi)。

結(jié)合移動(dòng)智能提速能力的特點(diǎn)對(duì)移動(dòng)智能提速能力收費(fèi)方式有以下建議。

·對(duì)于下載或?yàn)g覽型應(yīng)用，建議對(duì)最終用戶采用流量計(jì)費(fèi)或免費(fèi)，對(duì)于應(yīng)用型應(yīng)用，建議采用包月、按次或按流量計(jì)費(fèi)。

·對(duì)于公眾類應(yīng)用，建議對(duì)最終用戶采用流量計(jì)費(fèi)或免費(fèi)，對(duì)于企業(yè)類應(yīng)用建議采用，流量或按次計(jì)費(fèi)。

·需要為最終用戶提供一定的免費(fèi)體驗(yàn)流量或次數(shù)，保證用戶在可感知的情況才對(duì)用戶進(jìn)行收費(fèi)。

·結(jié)合現(xiàn)有PaaS平臺(tái)提供的能力，可以結(jié)合流量提供智能提速打包的服務(wù)模式，對(duì)使用PaaS平臺(tái)托管的應(yīng)用提供端到端的帶寬提速保障，吸引開發(fā)者。

表1 典型業(yè)務(wù)智能提速商業(yè)模式舉例

因此，對(duì)現(xiàn)有典型業(yè)務(wù)可以推薦的商業(yè)模式舉例，如表1所示。

3 開放接口設(shè)計(jì)

移動(dòng)智能管道能力的開放是開放帶寬控制能力，為應(yīng)用提供融合智能管道能力，幫助應(yīng)用開發(fā)者更好地為用戶服務(wù)。智能管道能力開放需求如下。

·網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況：網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況感知，包括流量、鏈接數(shù)、并發(fā)數(shù)等。

·基于時(shí)間與位置智能提速：考慮時(shí)段（如淘寶雙十一，春運(yùn)期間）、位置（大型集會(huì)）等因素，用戶使用集中容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，提高使用帶寬。

·帶寬疊加控制：根據(jù)用戶等級(jí)等規(guī)則，配置帶寬控制策略，控制用戶帶寬使用。

·漫游帶寬控制：保證漫游用戶訪問帶寬。

·內(nèi)容適配與加速：根據(jù)終端提供適合訪問的內(nèi)容（格式、頁面大小等），生成適合移動(dòng)終端訪問的用戶體驗(yàn)。

·視頻優(yōu)化：網(wǎng)頁、圖片、視頻內(nèi)容壓縮，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。

·帶寬管理：統(tǒng)計(jì)用戶流量使用情況（20%的用戶使用80%的流量），制定相應(yīng)的營銷策略。

·網(wǎng)絡(luò)安全控制：過濾網(wǎng)絡(luò)病毒、防攻擊、加速訪問速率。

結(jié)合目前規(guī)范，可以為開發(fā)者提供的移動(dòng)智能提速開放接口設(shè)計(jì)見表2。

4 PaaS功能改造

結(jié)合移動(dòng)智能管道開放接口和商業(yè)模式設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)有的PaaS功能架構(gòu)進(jìn)行部分改造以滿足移動(dòng)智能管道接入及開放需求。PaaS功能架構(gòu)如圖1所示。

表2 開放接口設(shè)計(jì)

具體改造如下。

（1）能力開放

提供輕量級(jí)的能力集成框架，方便移動(dòng)智能管道能力的開放和接入；在能力調(diào)用過程中，提供多種管控措施例如流量控制、接入認(rèn)證等；提供能力調(diào)用話單，支持包月、流量和按次等多種模式的結(jié)算話單；適配移動(dòng)智能管道南向網(wǎng)元，完成接口的封裝和開放。

（2）運(yùn)營門戶

·能力提供者門戶。面向企業(yè)提供者，提供自助服務(wù)功能，完成注冊、智能管道能力管理、智能管道能力運(yùn)行情況查詢、智能管道能力調(diào)用情況查詢、結(jié)算等。

·應(yīng)用開發(fā)者門戶。面向個(gè)人和企業(yè)開發(fā)者，提供自助服務(wù)功能，完成注冊、調(diào)用智能管道能力應(yīng)用申請、能力簽約、運(yùn)營數(shù)據(jù)查詢等。同時(shí)，開發(fā)者在門戶上獲取開發(fā)工具、能力開發(fā)過程資源、參與開發(fā)者論壇討論，減少開發(fā)門檻。

·管理員門戶。面向運(yùn)營商管理人員，提供日常運(yùn)營管理功能包括能力審核、應(yīng)用審核、合作伙伴管理、系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控等。

（3）應(yīng)用托管環(huán)境

提供離線的業(yè)務(wù)集成開發(fā)環(huán)境（SCE），支撐服務(wù)器端應(yīng)用、Web&WAP應(yīng)用的開發(fā)和調(diào)試。

圖1 PaaS功能架構(gòu)

提供業(yè)務(wù)測試環(huán)境（STE），可以根據(jù)客戶的需求提供各種模擬服務(wù)端和模擬客戶端的測試組件，例如智能管道能力模擬測試組件，完成應(yīng)用和其他模塊之間的調(diào)試。

提供結(jié)合智能管道網(wǎng)絡(luò)控制能力的應(yīng)用的一站式運(yùn)行環(huán)境，以云主機(jī)為基礎(chǔ)，配套域名服務(wù)、IP地址服務(wù)、具備網(wǎng)絡(luò)控制能力的帶寬等服務(wù)。

（4）業(yè)務(wù)管理環(huán)境

業(yè)務(wù)管理環(huán)境（SME）為能力、調(diào)用能力的應(yīng)用提供運(yùn)營管理支撐，包含兩部分管理功能，一部分是應(yīng)用運(yùn)行相關(guān)的管理功能，例如應(yīng)用（部署）管理、資源管理等；另外一部分是開發(fā)者管理、智能管道能力管理以及權(quán)限管理等，支持通過接口組件和網(wǎng)關(guān)、門戶等系統(tǒng)進(jìn)行交互。

5 典型流程示例

智能提速能力最常用于對(duì)帶寬要求較高的應(yīng)用，視頻類應(yīng)用是智能提速能力的典型應(yīng)用場景，下面就以一個(gè)視頻會(huì)議應(yīng)用（采用一鍵加速模式）流程為例，說明智能提速能力調(diào)用流程。視頻會(huì)議應(yīng)用智能管道能力調(diào)用如圖2所示。

流程說明如下。

（1）會(huì)議建立成功并邀請參會(huì)者成功，會(huì)議服務(wù)器獲取所有與會(huì)者IP地址5元組或IMSI。

（2）會(huì)議主席發(fā)起保障請求，會(huì)議服務(wù)期將需要保障的與會(huì)者信息（IP地址5元組或IMSI）發(fā)給PaaS平臺(tái)。

（3）保障請求采用異步過程，保障請求結(jié)果不影響會(huì)議業(yè)務(wù)正常進(jìn)行，僅提示會(huì)議主席。

（4）會(huì)議結(jié)束或與會(huì)者退出請求觸發(fā)取消保障請求。

6 結(jié)束語

構(gòu)建基于云計(jì)算PaaS技術(shù)的綜合平臺(tái)成為電信運(yùn)營商深入轉(zhuǎn)型的重要舉措，而決定PaaS成敗的一個(gè)關(guān)鍵因素在于其開放能力，能力的差異化和調(diào)用的便捷性成為吸引開發(fā)者的關(guān)鍵因素，可以看到運(yùn)營商的優(yōu)勢能力主要是資源及管道能力，運(yùn)營商規(guī)模經(jīng)營特點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)政策保護(hù)決定了這是運(yùn)營商得天獨(dú)厚的優(yōu)勢能力。從現(xiàn)狀來看，網(wǎng)絡(luò)的開放還不夠，特別是移動(dòng)智能管道能力開放的條件尚不成熟。但是隨著4G牌照的發(fā)放，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)條件進(jìn)一步完善，移動(dòng)智能管道將逐步具備可識(shí)別、可管理、可計(jì)量的特征，從而擁有對(duì)外開放的條件。在初期移動(dòng)智能管道會(huì)直接對(duì)最終用戶開放提供服務(wù)，后期將接入PaaS平臺(tái)為合作伙伴提供差異化服務(wù)，從而吸引開發(fā)者開發(fā)出集成智能管道能力的豐富多樣的應(yīng)用。

圖2 視頻會(huì)議應(yīng)用智能管道能力調(diào)用示意

1 周光濤，霍龍社，甘震等.面向智能管道的網(wǎng)絡(luò)能力開放探討.信息通信技術(shù)，2012(2)

2 華一強(qiáng).電信運(yùn)營商基于智能管道的開放平臺(tái)發(fā)展策略研究.郵電技術(shù)設(shè)計(jì)，2012(3)

3 3GPP TS 29.199-17.Open Service Access(OSA);Parlay X Web Services;Part 17:Application-driven Quality of Service(QoS),2009

4 3GPP TS 29.214.Policy and Charging Control over Rx Reference Point,2013