核心網(wǎng)虛擬化NFV技術(shù)在虛擬運(yùn)營(yíng)MVNO應(yīng)用探討

【摘 要】隨著移動(dòng)轉(zhuǎn)售業(yè)務(wù)全面開(kāi)放腳步的迫近，怎樣加強(qiáng)轉(zhuǎn)售業(yè)務(wù)的創(chuàng)新以及虛擬運(yùn)營(yíng)商如何借力發(fā)展等話題也成為討論的熱點(diǎn)。結(jié)合國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)以及最新移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范，探討了移動(dòng)最新技術(shù)NFV如何幫助虛擬運(yùn)營(yíng)商更好地在未來(lái)市場(chǎng)創(chuàng)新、快速推出新業(yè)務(wù)、擴(kuò)大市場(chǎng)份額、提供市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，最終達(dá)到移動(dòng)運(yùn)營(yíng)和最終用戶的互惠互利等方面，并提供了新技術(shù)如何在MVNO場(chǎng)景下應(yīng)用的思路分析。

【關(guān)鍵詞】移動(dòng)虛擬運(yùn)營(yíng) 網(wǎng)絡(luò)虛擬化 新技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-1010（2016）09-0009-04

1 引言

自2013年移動(dòng)通信轉(zhuǎn)售業(yè)務(wù)試點(diǎn)方案發(fā)布以來(lái)，民資主導(dǎo)的轉(zhuǎn)售業(yè)務(wù)順利起步并迅速發(fā)展，在與基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)者的競(jìng)合中給通信產(chǎn)業(yè)注入了新的活力。而時(shí)至今日，隨著移動(dòng)轉(zhuǎn)售業(yè)務(wù)全面開(kāi)放腳步的迫近，怎樣加強(qiáng)轉(zhuǎn)售業(yè)務(wù)的創(chuàng)新以及虛擬運(yùn)營(yíng)商如何借力發(fā)展等話題也成為討論的熱點(diǎn)。

現(xiàn)在社會(huì)是服務(wù)型社會(huì)、創(chuàng)新性社會(huì)。移動(dòng)虛擬運(yùn)營(yíng)商如果僅僅依靠傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)租賃，顯然無(wú)法快速自主地引入新業(yè)務(wù)，為客戶帶來(lái)價(jià)值。因此虛擬運(yùn)營(yíng)商自建移動(dòng)核心網(wǎng)，逐步從Wholesaler轉(zhuǎn)型成Full MVNO（Mobile Virtual Network Operator，移動(dòng)虛擬運(yùn)營(yíng)），完全自主控制自己的核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)平臺(tái)，并基于該平臺(tái)靈活快速引入差異化業(yè)務(wù)，這是成功的關(guān)鍵。

Full MVNO運(yùn)營(yíng)商在建網(wǎng)初期就需要正視并認(rèn)真思考如何提高網(wǎng)絡(luò)管理靈活性和設(shè)備的利用率，并降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本。目前移動(dòng)核心網(wǎng)基于傳統(tǒng)專有硬件為主導(dǎo)的設(shè)備產(chǎn)品架構(gòu)和基于預(yù)研規(guī)劃的建設(shè)模式已經(jīng)難以適應(yīng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代高速業(yè)務(wù)發(fā)展的要求，需要利用新技術(shù)來(lái)支撐新的業(yè)務(wù)模式對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源定制化的需求，快速推動(dòng)新業(yè)務(wù)應(yīng)用于市場(chǎng)。

信息通信技術(shù)快速融合的行業(yè)背景下，電信網(wǎng)絡(luò)將借助于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向基于云化、開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)。提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的利用率，降低運(yùn)營(yíng)商O(píng)PEX/CAPEX支出，同時(shí)更重要的是通過(guò)靈活快速的部署定制化業(yè)務(wù)，為用戶帶來(lái)更佳的業(yè)務(wù)使用體驗(yàn)，為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)新的利潤(rùn)增長(zhǎng)契機(jī)。

2 我國(guó)虛擬運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀分析

截至2015年底，我國(guó)虛擬運(yùn)營(yíng)用戶數(shù)已超過(guò)2000萬(wàn)。自2013年底前首批企業(yè)獲取虛擬運(yùn)營(yíng)牌照以來(lái)，共有42家企業(yè)獲得虛擬運(yùn)營(yíng)試點(diǎn)牌照。自2014年3月底第一個(gè)虛擬運(yùn)營(yíng)商以170號(hào)段面向市場(chǎng)公開(kāi)推廣手機(jī)用戶以來(lái)，目前已有39家虛擬運(yùn)營(yíng)商正式放號(hào)，其中7家企業(yè)用戶數(shù)超過(guò)百萬(wàn)用戶，市場(chǎng)占有率最大的虛擬運(yùn)營(yíng)商用戶規(guī)模已經(jīng)超過(guò)400萬(wàn)。

移動(dòng)通信轉(zhuǎn)售業(yè)務(wù)兩年的試點(diǎn)期已經(jīng)落幕，虛擬運(yùn)營(yíng)商這一新角色也歷經(jīng)了第一輪的市場(chǎng)洗禮，移動(dòng)轉(zhuǎn)售用戶規(guī)模突破兩千萬(wàn)。作為民資進(jìn)入電信業(yè)的重要一環(huán)，在工信部眼中，這份兩年答卷“基本達(dá)到預(yù)期”。但這離虛商們的目標(biāo)還太遠(yuǎn)，2016年虛商們將何去何從？

日前，工信部向三大電信運(yùn)營(yíng)商及全體虛擬運(yùn)營(yíng)試點(diǎn)企業(yè)發(fā)布了關(guān)于移動(dòng)通信轉(zhuǎn)售業(yè)務(wù)批發(fā)價(jià)格調(diào)整的指導(dǎo)意見(jiàn)，希望通過(guò)調(diào)整移動(dòng)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)售批發(fā)價(jià)格來(lái)扶持虛擬運(yùn)營(yíng)商的良好發(fā)展，進(jìn)一步提升移動(dòng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，提高業(yè)界良性發(fā)展。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，該指導(dǎo)意見(jiàn)對(duì)一直困擾虛擬運(yùn)營(yíng)商的批零倒掛會(huì)有一定改善，但無(wú)法徹底扭轉(zhuǎn)虛擬運(yùn)營(yíng)商的虧損局面。與三大運(yùn)營(yíng)商相比，虛擬運(yùn)營(yíng)商在用戶數(shù)量、服務(wù)直流、品牌影響力等方面都存在巨大差距。

42家虛擬運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部的表現(xiàn)也相差很大，樂(lè)語(yǔ)通訊和巴士在線業(yè)務(wù)發(fā)展受到很大挫折，連連科技也遇到經(jīng)營(yíng)問(wèn)題不得不收縮調(diào)整業(yè)務(wù)。總體來(lái)看，虛擬運(yùn)營(yíng)商用戶雖然增速很快，但基數(shù)太少，還難以形成大的氣候來(lái)影響主流市場(chǎng)。虛商在快速成長(zhǎng)的過(guò)程中經(jīng)歷著“成長(zhǎng)的煩惱”，大家在集體燒錢，如何尋找健康的盈利模式成為共同痛點(diǎn)。

技術(shù)方面分析，導(dǎo)致虛擬運(yùn)營(yíng)商虧損的最重要原因是品牌影響力不夠，難以推出吸引市場(chǎng)用戶的拳頭產(chǎn)品或套餐。與三大運(yùn)營(yíng)商相比，虛擬運(yùn)營(yíng)商知名度太小，這也就影響到了消費(fèi)者對(duì)品牌的信任度。而移動(dòng)通信說(shuō)到底是聯(lián)系人網(wǎng)絡(luò)，或者說(shuō)熟人網(wǎng)絡(luò)，如果周邊的生活圈內(nèi)很少有人使用170號(hào)段號(hào)碼，網(wǎng)間通話資費(fèi)等問(wèn)題會(huì)進(jìn)一步禁錮新用戶號(hào)段的發(fā)展。目前虛擬運(yùn)營(yíng)商雖然已經(jīng)超過(guò)了2000萬(wàn)用戶，但真正的用戶忠誠(chéng)度和粘度還有待提高。

所以目前來(lái)看，虛擬運(yùn)營(yíng)商需要進(jìn)一步探索差異化產(chǎn)品和盈利模式，在細(xì)分市場(chǎng)里贏得用戶，而這可能還需要持續(xù)的時(shí)間累計(jì)。按國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)投入3～5年才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定盈利。另一方面除了開(kāi)源，節(jié)流也很重要，而降低網(wǎng)絡(luò)TCO就是最大的節(jié)流途徑。需要通過(guò)虛擬化特有技術(shù)特性，降低網(wǎng)絡(luò)部署和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維總體投入成本，通過(guò)開(kāi)源節(jié)流來(lái)盡快提升虛擬運(yùn)營(yíng)商的市場(chǎng)盈利水平。

3 核心網(wǎng)虛擬化架構(gòu)介紹

3.1 核心網(wǎng)虛擬化架構(gòu)背景

近幾十年來(lái)，移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展演進(jìn)迅速。為了承載不斷提升的用戶需求，運(yùn)營(yíng)商也在持續(xù)不斷的對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)變革。移動(dòng)通信市場(chǎng)從之前的2G、3G網(wǎng)絡(luò)，到目前全面進(jìn)入了高移動(dòng)速率的4G LTE網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。核心網(wǎng)作為通信網(wǎng)絡(luò)的核心控制層，存在著多種通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、協(xié)議和設(shè)備，使得核心網(wǎng)中網(wǎng)元設(shè)備數(shù)量較多、種類多樣。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)OTT業(yè)務(wù)對(duì)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商也帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。電信運(yùn)營(yíng)商為了避免成為管道，都在加速管道智能化和能力開(kāi)放化，核心網(wǎng)也必須適應(yīng)這種變革。但是，傳統(tǒng)核心網(wǎng)的架構(gòu)、技術(shù)和建設(shè)模式使得核心網(wǎng)在適應(yīng)這種變革的時(shí)候顯得有些力不從心，主要原因可以歸納為以下三個(gè)方面：

協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化：通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)從最初誕生就非常注重標(biāo)準(zhǔn)，甚至由標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。通信網(wǎng)絡(luò)漫長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化周期，使得新舊技術(shù)的共存周期較長(zhǎng)。

設(shè)備專用化：出于網(wǎng)絡(luò)功能和性能方面考慮，通信設(shè)備通常使用專有架構(gòu)，一種網(wǎng)絡(luò)功能對(duì)應(yīng)一個(gè)設(shè)備形態(tài)。因此造成無(wú)論實(shí)現(xiàn)何種業(yè)務(wù)，無(wú)論起始用戶多少，都需要在初期根據(jù)預(yù)估的規(guī)模進(jìn)行投資。

能力封閉化：傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)使應(yīng)用無(wú)法根據(jù)需求的差異性來(lái)最優(yōu)配置網(wǎng)絡(luò)資源，不能保證網(wǎng)絡(luò)資源的最大化利用。

虛擬化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施資源的靈活共享，對(duì)于提升資源利用率和業(yè)務(wù)部署效率、降低運(yùn)維成本等方面均有較大好處。

移動(dòng)核心網(wǎng)引入虛擬化，帶來(lái)如下好處：

（1）資源靈活調(diào)度

基于虛擬化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)資源靈活調(diào)度。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在不同的虛擬機(jī)可實(shí)現(xiàn)多版本部署，支持不同的用戶、應(yīng)用共享網(wǎng)絡(luò)資源。能夠很好的解決資源無(wú)法統(tǒng)一調(diào)度的問(wèn)題，可以有效降低設(shè)備投資成本。

（2）網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？焖凫`活調(diào)整

網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)軟硬件平臺(tái)可以通過(guò)軟件的自動(dòng)快速安裝和縮擴(kuò)容來(lái)快速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模變化，取代新的硬件部署，提升集成效率。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的靈活快速動(dòng)態(tài)調(diào)整。

（3）有效降低運(yùn)營(yíng)商采購(gòu)和運(yùn)營(yíng)成本

網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)引入通用商業(yè)服務(wù)器替代傳統(tǒng)的封閉時(shí)專有電信設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)造價(jià)、設(shè)備功耗等方面可改善投入較高的局面。硬件和軟件平臺(tái)分離使網(wǎng)絡(luò)能力部署可在統(tǒng)一的硬件平臺(tái)上通過(guò)不同的專有應(yīng)用軟件模塊實(shí)現(xiàn)，降低成本。

（4）快速引入新業(yè)務(wù)

移動(dòng)基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)商的電信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)需要把能力開(kāi)放給第三方，通過(guò)開(kāi)發(fā)的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)新業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)，創(chuàng)造新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。通過(guò)核心網(wǎng)引入虛擬化NFV（Network Function Virtualization，網(wǎng)絡(luò)虛擬化）概念，可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，集中部署控制邏輯網(wǎng)元，便于向第三方開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)能力。

3.2 核心網(wǎng)虛擬化標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)

為了更快地推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)虛擬化理念和產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)，2012年10月13家運(yùn)營(yíng)商在ETSI組織下正式成立網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化工作組（ETSI ISG NFV），致力于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化的需求定義和系統(tǒng)架構(gòu)制定。ETSI NFV工作組的主要目標(biāo)是使各網(wǎng)元在開(kāi)放的IT平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)功能集虛擬化，以更低的成本、更靈活的運(yùn)營(yíng)應(yīng)對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代靈活多變的業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)需求，并擺脫對(duì)廠家專有硬件系統(tǒng)和封閉軟件平臺(tái)的依賴，致力于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬系統(tǒng)框架定義與設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行相關(guān)研究并提供相關(guān)的差距分析。

由于網(wǎng)絡(luò)虛擬化NFV技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)電信封閉平臺(tái)的思想，引入靈活彈性部署資源管理等理念，因此，ETSI NFV提出了全新通用的NFV架構(gòu)，如圖1所示：

NFV技術(shù)主要由3個(gè)域構(gòu)成：NFVI（NFV Infrastruc-

ture，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施）、VNF（Virtualized

Network Function，虛擬網(wǎng)絡(luò)功能）和MANO（Manage-

ment and Orchestration，NFV管理與編排）。

（1）VNF是網(wǎng)元功能的軟件實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行于NFVI之上，通過(guò)一個(gè)個(gè)VM（Virtual Machine，虛擬機(jī)）實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)元邏輯實(shí)現(xiàn)。

（2）NFVI包括虛擬計(jì)算、虛擬存儲(chǔ)、虛擬網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)虛擬化層對(duì)計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)硬件資源與其相應(yīng)的虛擬化資源的調(diào)度，支持VNF的資源調(diào)用，比如COTS服務(wù)器、通用交換機(jī)等。

（3）NFV MANO在NFV框架中集中了所有虛擬化相關(guān)的管理編排功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)NFVI和VNF的管理以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)編排。支持虛擬化的物理和軟件資源和虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能VNF生命周期管理。

NFV概念架構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化在不同場(chǎng)景下的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用提供了理論參考，虛擬化功能模塊和虛擬化模塊間胡同的接口標(biāo)準(zhǔn)也圍繞概念架構(gòu)進(jìn)行了一系列的標(biāo)準(zhǔn)制定。

4 典型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析

4G時(shí)代，MVNO虛擬運(yùn)營(yíng)商除了提供有差異化的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之外，還提供高清4G+語(yǔ)音以及更多的增值業(yè)務(wù)，這也是虛擬運(yùn)營(yíng)商提高自身盈利水平的一條出路。圖2為基于核心網(wǎng)虛擬化NFV技術(shù)推薦的虛擬運(yùn)營(yíng)商MVNO網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

目前業(yè)界COTS硬件服務(wù)器比較成熟，包括IT廠家比如HP、Dell、IBM，以及電信設(shè)備提供商中興、華為、愛(ài)立信、CISCO等都可以提供高性能高集成通用硬件服務(wù)器。虛擬化軟件方面也比較成熟，包括收費(fèi)較高但功能成熟的VMWare、免費(fèi)開(kāi)放的OpenStack以及基于OpenStack之上各家自己擴(kuò)展的虛擬化軟件，比如Redhat、HP等。各大設(shè)備提供商和主流移動(dòng)通訊全球大T運(yùn)營(yíng)商也做過(guò)很多集成化對(duì)接測(cè)試研究，包括中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信、沃達(dá)豐集團(tuán)Vodafone、意大利電信集團(tuán)TI、西班牙電信集團(tuán)Telefonica、德電集團(tuán)DT等。在2015/2016年連續(xù)兩年巴塞展上，移動(dòng)核心網(wǎng)虛擬化都是作為熱門技術(shù)話題，被各家參展企業(yè)進(jìn)行主題展示，技術(shù)成熟度已經(jīng)接近市場(chǎng)商用要求。

虛擬運(yùn)營(yíng)商把自建的Full MVNO核心網(wǎng)、增值業(yè)務(wù)VAS平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維計(jì)費(fèi)BOSS平臺(tái)統(tǒng)一到同一個(gè)硬件平臺(tái)下，大大節(jié)省初期網(wǎng)絡(luò)投資及后期網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本。

最關(guān)鍵的是NFV架構(gòu)提供開(kāi)放的第三方應(yīng)用服務(wù)器AS，可以很方便快速地引入新業(yè)務(wù)，提高虛擬運(yùn)營(yíng)商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口和開(kāi)放架構(gòu)，可以快速引入第三方業(yè)務(wù)，比如移動(dòng)支付、智慧城市、智能家庭、大數(shù)據(jù)分析、廣告定投、智能導(dǎo)航、國(guó)際商務(wù)套餐等，提升虛擬運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)服務(wù)能力，增加業(yè)務(wù)吸引力，在未來(lái)虛擬化市場(chǎng)中扭虧為盈，抓住機(jī)遇，開(kāi)創(chuàng)新局面。

5 結(jié)束語(yǔ)

在移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，國(guó)家通過(guò)政策層面給虛擬運(yùn)營(yíng)商提供了生存機(jī)會(huì)。但在實(shí)際市場(chǎng)運(yùn)作過(guò)程中，虛擬運(yùn)營(yíng)商需要緊跟最新技術(shù)，挖掘新技術(shù)新應(yīng)用，勇于創(chuàng)新，通過(guò)新技術(shù)的便利快速拓寬市場(chǎng)機(jī)會(huì)?；诰W(wǎng)絡(luò)虛擬化云化的NFV技術(shù)目前已經(jīng)在全球大T運(yùn)營(yíng)商，比如德國(guó)沃達(dá)豐、德電、美國(guó)AT&T、英國(guó)BT、西班牙Telefonica、意大利意電、奧地利奧電、法國(guó)法電等發(fā)達(dá)國(guó)家和市場(chǎng)的電信運(yùn)營(yíng)商中完成了信息收集和理論可行性分析階段、實(shí)驗(yàn)室概念驗(yàn)證階段、測(cè)試局點(diǎn)功能驗(yàn)證階段，目前已經(jīng)聚焦在商用設(shè)備選型或者商用設(shè)備建設(shè)階段，而網(wǎng)絡(luò)虛擬化用于MVNO也是運(yùn)營(yíng)商重點(diǎn)關(guān)注點(diǎn)之一。國(guó)內(nèi)中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信以及相關(guān)研究院也在進(jìn)行虛擬化技術(shù)概念驗(yàn)證測(cè)試階段，中國(guó)移動(dòng)甚至在陜西移動(dòng)推出了基于虛擬化的4G語(yǔ)音VoLTE商用，所以基于虛擬化技術(shù)的MVNO虛擬運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可以說(shuō)技術(shù)上已經(jīng)成熟，各方面包括基礎(chǔ)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、虛擬運(yùn)營(yíng)商討論清楚網(wǎng)絡(luò)建設(shè)責(zé)任主題后，盡快推出商用落地方案，對(duì)我國(guó)虛擬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)方面會(huì)有很大的現(xiàn)實(shí)意義。而這些需要各方的通力合作和持續(xù)創(chuàng)新。

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