萬(wàn)昕

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司山東分公司，濟(jì)南 250001）

中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)（CMNET）是中國(guó)移動(dòng)獨(dú)立建設(shè)的全國(guó)性的，以寬帶互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的電信數(shù)據(jù)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，由全國(guó)骨干網(wǎng)和省網(wǎng)組成，主要承載WLAN業(yè)務(wù)、集團(tuán)客戶專線業(yè)務(wù)和各類自有業(yè)務(wù)，是中國(guó)移動(dòng)全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)、三網(wǎng)協(xié)同等競(jìng)爭(zhēng)策略的基礎(chǔ)保障之一。隨著各類互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的開(kāi)展，CMNET網(wǎng)絡(luò)容量增長(zhǎng)迅速，本文試圖通過(guò)分析對(duì)影響互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵因素，對(duì)中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)5年的建設(shè)進(jìn)行展望。

1 推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵因素

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)告，2011年全球互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量同比增長(zhǎng)36%，年增長(zhǎng)量與2007年數(shù)據(jù)流量總量相當(dāng)，是2001年數(shù)據(jù)流量總量的37倍。視頻、移動(dòng)、云計(jì)算作為推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵因素，正為互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量帶來(lái)前所未有的增長(zhǎng)。

1.1 視頻

隨著3D電視（3DTV）和超高清電視（UHDTV）技術(shù)的逐步引入，以及高清電視（HDTV）應(yīng)用的普及，視頻傳輸將占用更高的帶寬資源。一段長(zhǎng)度為20 min、分辨率為7680×4320像素的UHDTV2格式原始視頻約占據(jù)4TB存儲(chǔ)空間，經(jīng)壓縮后需由至少250 Mbit/s傳輸帶寬進(jìn)行實(shí)時(shí)承載，將遠(yuǎn)超出現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的承載能力；而為承載分辨率為1920×1080像素的HDTV格式視頻點(diǎn)播，也需由運(yùn)營(yíng)商提供10～20 Mbit/s的接入帶寬。

至2016年，視頻點(diǎn)播流量將占據(jù)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量的54%，考慮通過(guò)P2P文件共享進(jìn)行的視頻交換，視頻流量約為86%，可見(jiàn)視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)起到至關(guān)重要的作用。

1.2 移動(dòng)

互聯(lián)網(wǎng)的客戶端接入分為固定方式和移動(dòng)方式兩種，數(shù)據(jù)接入的無(wú)線化是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中的另一個(gè)顯著特征。截至2012年上半年，國(guó)內(nèi)通過(guò)手機(jī)方式接入用戶數(shù)首次超越了通過(guò)臺(tái)式電腦方式接入的用戶數(shù)，在未來(lái)，通過(guò)移動(dòng)接入的數(shù)據(jù)流量增幅也將大于通過(guò)固定接入的流量增幅。

移動(dòng)終端具備固定終端難以比擬的便捷優(yōu)勢(shì)，其類型的多樣化也為人們提供了更多的選擇。移動(dòng)終端主要包括智能手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、非智能手機(jī)、家庭網(wǎng)關(guān)和M2M通信節(jié)點(diǎn)等，其中智能手機(jī)、筆記本電腦和平板電腦產(chǎn)生了主要的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量，根據(jù)思科相關(guān)統(tǒng)計(jì)，1臺(tái)智能手機(jī)可以產(chǎn)生35倍于非智能手機(jī)的流量，而平板電腦和筆記本電腦流量則分別相當(dāng)于非智能手機(jī)流量的121倍和498倍。

未來(lái)5年，通過(guò)移動(dòng)接入的數(shù)據(jù)流量的增幅將是通過(guò)固定接入流量增幅的3倍。視頻、網(wǎng)頁(yè)、M2M應(yīng)用、文件共享、在線游戲和VoIP構(gòu)成移動(dòng)數(shù)據(jù)的主要類型。2011年，移動(dòng)視頻數(shù)據(jù)流量首次超過(guò)移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的一半，在2011年年底達(dá)到52%，并預(yù)計(jì)在2016年超過(guò)70%。

1.3 云計(jì)算

云計(jì)算是網(wǎng)格計(jì)算、分布式計(jì)算、并行計(jì)算、效用計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、虛擬化、負(fù)載均衡等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。互聯(lián)網(wǎng)幫助用戶實(shí)現(xiàn)處理能力和存儲(chǔ)能力的遠(yuǎn)端獲取，從而降低設(shè)備配置成本，并實(shí)現(xiàn)資源共享。為達(dá)到本地化運(yùn)行的效果，將對(duì)互聯(lián)網(wǎng)帶寬和時(shí)延、抖動(dòng)等網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)提出較高的要求。

“瘦終端”概念的引入，將本地終端與云間的大量數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)命令、音頻和視頻的傳輸，即所有的操作處理均在云端完成，“瘦終端”與云間的傳輸需滿足命令、音頻和視頻的需求，其中又以視頻需求為關(guān)鍵影響。因此，云計(jì)算技術(shù)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的影響也是視頻傳送對(duì)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的影響。

云存儲(chǔ)是在云計(jì)算概念上延伸發(fā)展出來(lái)的一個(gè)新的概念，是一個(gè)以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理為核心的云計(jì)算系統(tǒng)。相比于云計(jì)算系統(tǒng)，云存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)提出了更高的帶寬需求。為滿足本地終端對(duì)云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)讀取，本地終端與云端之間的傳輸帶寬需求應(yīng)不低于本地存儲(chǔ)的讀寫(xiě)速度，又因?yàn)楸镜亟K端至本地存儲(chǔ)的讀寫(xiě)速度一般取決于磁盤(pán)本身的讀寫(xiě)速度和主板帶寬，參照目前主流固態(tài)硬盤(pán)讀寫(xiě)速度和SATA 3.0主板帶寬，云存儲(chǔ)模式下，本地終端與云端的互聯(lián)帶寬需求約為1 Gbit/s。

通過(guò)以上分析發(fā)現(xiàn)，視頻技術(shù)是引起互聯(lián)網(wǎng)流量爆炸式增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素，而移動(dòng)終端的發(fā)展增加了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的廣泛性。

2 CMNET省網(wǎng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)分析

IP骨干網(wǎng)建設(shè)所考慮的用戶模型主要包括互聯(lián)網(wǎng)用戶/終端的數(shù)量、峰值流量以及并發(fā)使用率等指標(biāo)，下面就上述指標(biāo)進(jìn)行逐項(xiàng)分析。

2.1 互聯(lián)網(wǎng)用戶/終端數(shù)量

截至2012年6月底，國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)達(dá)到5.38億，互聯(lián)網(wǎng)普及率為39.9%。用戶數(shù)增長(zhǎng)進(jìn)入了一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的階段，互聯(lián)網(wǎng)在易轉(zhuǎn)化人群和發(fā)達(dá)地區(qū)居民中已經(jīng)達(dá)到了較高的普及率。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委等7部門(mén)研究制定的《關(guān)于下一代互聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展建設(shè)的意見(jiàn)》，預(yù)計(jì)“十二五”期間，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)到45%以上，互聯(lián)網(wǎng)用戶年均增長(zhǎng)率約為2.6%。

而根據(jù)另一統(tǒng)計(jì)，未來(lái)5年內(nèi)，互聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)將增長(zhǎng)近3倍，達(dá)到人均3臺(tái)。在部分互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中，如中國(guó)移動(dòng)WLAN業(yè)務(wù)，隨著多終端用戶比例的提高，互聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)的增長(zhǎng)率將超越用戶數(shù)的增長(zhǎng)率。

考慮到CMNet所承載的WLAN業(yè)務(wù)和集團(tuán)客戶專線業(yè)務(wù)正處于發(fā)展高峰，下一步還可能轉(zhuǎn)向固定家庭寬帶市場(chǎng)，因此無(wú)論是從用戶數(shù)還是終端數(shù)的發(fā)展角度來(lái)看，都大于國(guó)內(nèi)外平均增長(zhǎng)水平，按照目前各省情況分析，“十二五”期間互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)可達(dá)到年均15%以上的增長(zhǎng)率。

2.2 互聯(lián)網(wǎng)用戶/終端峰值流量

互聯(lián)網(wǎng)用戶/終端的峰值流量取決于具體業(yè)務(wù)應(yīng)用和實(shí)際接入帶寬，本文假定互聯(lián)網(wǎng)流量與帶寬增長(zhǎng)正向相關(guān)。由于視頻流量是影響互聯(lián)網(wǎng)流量的主要原因，提供高分辨率視頻所需的峰值數(shù)據(jù)流量在10～100 Mbit/s間，客觀上存在使用更大帶寬的需求。云存儲(chǔ)應(yīng)用引發(fā)的潛在流量需求更大，但受限于應(yīng)用場(chǎng)景，難以在短期形成規(guī)模，不作為主要應(yīng)用需求。

根據(jù)各省市信息化基礎(chǔ)設(shè)施“十二五”期間發(fā)展規(guī)劃，部分沿海省市家庭寬帶100 Mbit/s接入能力普及率達(dá)到95%（如上海），其它省市普及20 Mbit/s接入帶寬（如重慶），全國(guó)農(nóng)村接入帶寬規(guī)劃一般為4 Mbit/s。按照現(xiàn)有平均2～4 Mbit/s接入帶寬計(jì)算，“十二五”期間，全國(guó)互聯(lián)網(wǎng)帶寬年增長(zhǎng)率大于40%。

CMNET承載的GSM、TD、LTE、WLAN等通過(guò)無(wú)線方式接入的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是全網(wǎng)承載業(yè)務(wù)的主要組成部分，受到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景的限制，帶寬增長(zhǎng)幅度相對(duì)較小。根據(jù)業(yè)務(wù)承載方式不同，按照0.1～10 Mbit/s的目標(biāo)帶寬計(jì)算，帶寬年增長(zhǎng)率在10%～30%之間，低于固定寬帶接入的帶寬增長(zhǎng)率。受此影響，CMNET帶寬年增長(zhǎng)率建議按照35%估算。

2.3 互聯(lián)網(wǎng)用戶/終端并發(fā)使用率

用戶和終端的并發(fā)使用率變化將受到多個(gè)方面的影響。

影響1：隨著用戶和終端接入帶寬的增加，應(yīng)用將在更短的時(shí)間內(nèi)完成加載，從而減少并發(fā)使用率。

影響2：隨著移動(dòng)終端上網(wǎng)便利性的體現(xiàn)、用戶對(duì)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用深度的加深和互聯(lián)網(wǎng)資費(fèi)的進(jìn)一步降低，用戶在線時(shí)長(zhǎng)將持續(xù)增長(zhǎng)，從而增加并發(fā)使用率。2012年上半年，國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)用戶每周在線時(shí)長(zhǎng)增長(zhǎng)至19.9h，創(chuàng)造了歷史最高數(shù)值，過(guò)去3年年均增長(zhǎng)8%，預(yù)計(jì)“十二五”期間，互聯(lián)網(wǎng)在線時(shí)長(zhǎng)仍能保持5%左右的增長(zhǎng)比例。

影響3：互聯(lián)網(wǎng)的主要流量將更多地集中到視頻應(yīng)用，應(yīng)用類型的單一化意味著網(wǎng)絡(luò)的峰谷效應(yīng)更加明顯，從而增加并發(fā)使用率。

根據(jù)業(yè)界預(yù)測(cè)，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求增長(zhǎng)率將大于數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)率。本文通過(guò)考慮以上因素，假定“十二五”期間并發(fā)使用率年均增長(zhǎng)5%。

2.4 其它

除上述影響參數(shù)外，CMNET省網(wǎng)流量還受到業(yè)務(wù)復(fù)用、流控系統(tǒng)和出省比例等因素的影響。

一般互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，如WLAN、GPRS業(yè)務(wù)等，峰值約在每日21：00～22：00，集團(tuán)客戶專線業(yè)務(wù)峰值在工作日10：00左右，以上業(yè)務(wù)由CMNET共同承載時(shí)，可考慮業(yè)務(wù)復(fù)用系數(shù)。業(yè)務(wù)復(fù)用系數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際互聯(lián)網(wǎng)流量模型進(jìn)行測(cè)算，一般建議取值為80%。

流控系統(tǒng)影響系數(shù)取決于流量緩存、IDC等系統(tǒng)的承載能力，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)峰值時(shí)相關(guān)系統(tǒng)的出、入流量進(jìn)行測(cè)算，現(xiàn)階段建議取值為80%，隨著流控系統(tǒng)承載能力的增強(qiáng)，影響系數(shù)將成下降趨勢(shì)。

出省比例根據(jù)省內(nèi)資源多少和省網(wǎng)規(guī)模大小不同，區(qū)別較大，也應(yīng)根據(jù)實(shí)際互聯(lián)網(wǎng)流量模型進(jìn)行測(cè)算，一般建議取值為90%。

由以上分析可見(jiàn)，影響運(yùn)營(yíng)商IP骨干網(wǎng)規(guī)模的主要指標(biāo)在未來(lái)數(shù)年內(nèi)，均將出現(xiàn)不同程度的增長(zhǎng)，而其中尤以用戶/終端數(shù)量、用戶/終端峰值流量和帶寬的增長(zhǎng)為主要影響，由此引發(fā)的乘數(shù)效應(yīng)將不可避免的帶來(lái)IP骨干網(wǎng)規(guī)模的巨大需求。

3 CMNET省網(wǎng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)預(yù)測(cè)

CMNET與其他運(yùn)營(yíng)商的承載網(wǎng)相比，承載業(yè)務(wù)存在一定區(qū)別，用于其帶寬計(jì)算的主要指標(biāo)也略有不同。在進(jìn)行實(shí)際帶寬配置時(shí)，應(yīng)針對(duì)不同業(yè)務(wù)的用戶使用需求和計(jì)費(fèi)方式，逐項(xiàng)進(jìn)行指標(biāo)分析，并考慮合理的業(yè)務(wù)復(fù)用系數(shù)。

根據(jù)以上的影響分析，結(jié)合對(duì)現(xiàn)網(wǎng)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行的預(yù)測(cè)，本文認(rèn)為未來(lái)5年，CMNET用戶數(shù)年均增長(zhǎng)20%，峰值流量年均增長(zhǎng)35%，并發(fā)使用率年均增長(zhǎng)5%，另考慮業(yè)務(wù)復(fù)用、流控系統(tǒng)和出省比例對(duì)省網(wǎng)流量的影響，CMNET省網(wǎng)流量年均增長(zhǎng)超過(guò)70%。

CMNET省網(wǎng)流量=用戶/終端數(shù)×用戶/終端峰值流量×并發(fā)使用率×業(yè)務(wù)復(fù)用系數(shù)×流控系統(tǒng)影響系數(shù)×出省流量系數(shù)－其它出口流量。

各省市根據(jù)WLAN、集團(tuán)客戶專線、家庭固定寬帶、流控系統(tǒng)等業(yè)務(wù)的開(kāi)展程度不同，增長(zhǎng)率可能存在較大變化。

4 結(jié)論

WLAN業(yè)務(wù)作為CMNET承載的主要業(yè)務(wù)，是中國(guó)移動(dòng)三網(wǎng)協(xié)同戰(zhàn)略中的重要一環(huán)，2012年間，其數(shù)據(jù)分流量在全國(guó)部分省市已超過(guò)全網(wǎng)數(shù)據(jù)流量的80%，有效緩解了GSM、TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載能力不足的問(wèn)題；而集團(tuán)客戶專線、家庭寬帶等業(yè)務(wù)也是中國(guó)移動(dòng)全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)的必要手段之一，在“十二五”期間將經(jīng)歷從無(wú)到有、從有到優(yōu)的變革。中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)作為以上業(yè)務(wù)的承載網(wǎng)，并在帶寬提速、全業(yè)務(wù)承載和運(yùn)營(yíng)商級(jí)以太網(wǎng)演進(jìn)等發(fā)展趨勢(shì)的推動(dòng)下，正面臨著前所未有的發(fā)展。在進(jìn)行CMNET基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，應(yīng)注意保證有效網(wǎng)絡(luò)帶寬，積極引進(jìn)網(wǎng)內(nèi)資源，適時(shí)推廣大帶寬鏈路和路由器集群技術(shù)，并結(jié)合CMNET扁平化和三網(wǎng)融合的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)思路，從而保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行和平滑擴(kuò)展。

[1] Cisco visual networking index: global mobile data traffic forecast update, 2011–2016，Cisco White Paper［EB/OL］. http://www.cisco.com/en/US/solutions/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/white_paper_c11-520862.pdf，2012.7.12.

[2] 張成良，荊瑞泉. 10GE接口在IP骨干網(wǎng)中的應(yīng)用探討 [J]. 電信科學(xué)，2010(12)：9-12.

[3] 高鷹. IP城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層組網(wǎng)可靠性探討[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化， 2009(10)：53-57.

[4] 傅媛芳. 中國(guó)移動(dòng) CMNET網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演進(jìn)探討[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2010(1)：55-59.