萬昕

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

中國移動互聯(lián)網(wǎng)（CMNET）是中國移動獨(dú)立建設(shè)的全國性的，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)，是中國移動全業(yè)務(wù)競爭、三網(wǎng)協(xié)同等競爭策略的基礎(chǔ)保障之一。隨著各類互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的開展，CMNET網(wǎng)絡(luò)容量增長迅速，本文試圖通過分析對影響互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵因素，對中國移動互聯(lián)網(wǎng)未來5年的建設(shè)進(jìn)行展望。

1 推動互聯(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36%，年增長量與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、云計(jì)算作為推動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵因素，正為互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量帶來前所未有的增長。

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存儲空間，經(jīng)壓縮后需由至少250 Mbit/s傳輸帶寬進(jìn)行實(shí)時承載，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P2P文件共享進(jìn)行的視頻交換，視頻流量約為86%，可見視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展對互聯(lián)網(wǎng)的未來起到至關(guān)重要的作用。

1.2 移動

互聯(lián)網(wǎng)的客戶端接入分為固定方式和移動方式兩種，數(shù)據(jù)接入的無線化是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中的另一個顯著特征。截至2012年上半年，國內(nèi)通過手機(jī)方式接入用戶數(shù)首次超越了通過臺式電腦方式接入的用戶數(shù)，在未來，通過移動接入的數(shù)據(jù)流量增幅也將大于通過固定接入的流量增幅。

移動終端具備固定終端難以比擬的便捷優(yōu)勢，其類型的多樣化也為人們提供了更多的選擇。移動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)生了主要的移動數(shù)據(jù)流量，根據(jù)思科相關(guān)統(tǒng)計(jì)，1臺智能手機(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5年，通過移動接入的數(shù)據(jù)流量的增幅將是通過固定接入流量增幅的3倍。視頻、網(wǎng)頁、M2M應(yīng)用、文件共享、在線游戲和VoIP構(gòu)成移動數(shù)據(jù)的主要類型。2011年，移動視頻數(shù)據(jù)流量首次超過移動數(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、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?；ヂ?lián)網(wǎng)幫助用戶實(shí)現(xiàn)處理能力和存儲能力的遠(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，將對互聯(lián)網(wǎng)帶寬和時延、抖動等網(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)對互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的影響也是視頻傳送對互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的影響。

云存儲是在云計(jì)算概念上延伸發(fā)展出來的一個新的概念，是一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計(jì)算系統(tǒng)。相比于云計(jì)算系統(tǒng)，云存儲系統(tǒng)對互聯(lián)網(wǎng)提出了更高的帶寬需求。為滿足本地終端對云存儲數(shù)據(jù)的實(shí)時讀取，本地終端與云端之間的傳輸帶寬需求應(yīng)不低于本地存儲的讀寫速度，又因?yàn)楸镜亟K端至本地存儲的讀寫速度一般取決于磁盤本身的讀寫速度和主板帶寬，參照目前主流固態(tài)硬盤讀寫速度和SATA 3.0主板帶寬，云存儲模式下，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)流量爆炸式增長的關(guān)鍵因素，而移動終端的發(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)增長進(jìn)入了一個相對平穩(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)國家發(fā)改委等7部門研究制定的《關(guān)于下一代互聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展建設(shè)的意見》，預(yù)計(jì)“十二五”期間，我國互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)到45%以上，互聯(lián)網(wǎng)用戶年均增長率約為2.6%。

而根據(jù)另一統(tǒng)計(jì)，未來5年內(nèi)，互聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)將增長近3倍，達(dá)到人均3臺。在部分互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中，如中國移動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)的增長率將超越用戶數(shù)的增長率。

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，因此無論是從用戶數(shù)還是終端數(shù)的發(fā)展角度來看，都大于國內(nèi)外平均增長水平，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。云存儲應(yīng)用引發(fā)的潛在流量需求更大，但受限于應(yīng)用場景，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，全國互聯(lián)網(wǎng)帶寬年增長率大于40%。

CMNET承載的GSM、TD、LTE、WLAN等通過無線方式接入的數(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)用場景的限制，帶寬增長幅度相對較小。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，帶寬年增長率在10%～30%之間，低于固定寬帶接入的帶寬增長率。受此影響，CMNET帶寬年增長率建議按照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)用將在更短的時間內(nèi)完成加載，從而減少并發(fā)使用率。

影響2：隨著移動終端上網(wǎng)便利性的體現(xiàn)、用戶對互聯(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，用戶在線時長將持續(xù)增長，從而增加并發(fā)使用率。2012年上半年，國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)用戶每周在線時長增長至19.9h，創(chuàng)造了歷史最高數(shù)值，過去3年年均增長8%，預(yù)計(jì)“十二五”期間，互聯(lián)網(wǎng)在線時長仍能保持5%左右的增長比例。

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，未來網(wǎng)絡(luò)帶寬需求增長率將大于數(shù)據(jù)流量增長率。本文通過考慮以上因素，假定“十二五”期間并發(fā)使用率年均增長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，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)峰值時相關(guān)系統(tǒng)的出、入流量進(jìn)行測算，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。

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)行測算，一般建議取值為90%。

由以上分析可見，影響運(yùn)營商IP骨干網(wǎng)規(guī)模的主要指標(biāo)在未來數(shù)年內(nèi)，均將出現(xiàn)不同程度的增長，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)流量增長預(yù)測

CMNET與其他運(yùn)營商的承載網(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，應(yīng)針對不同業(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)合對現(xiàn)網(wǎng)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行的預(yù)測，本文認(rèn)為未來5年，CMNET用戶數(shù)年均增長20%，峰值流量年均增長35%，并發(fā)使用率年均增長5%，另考慮業(yè)務(wù)復(fù)用、流控系統(tǒng)和出省比例對省網(wǎng)流量的影響，CMNET省網(wǎng)流量年均增長超過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)的開展程度不同，增長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)，是中國移動三網(wǎng)協(xié)同戰(zhàn)略中的重要一環(huán)，2012年間，其數(shù)據(jù)分流量在全國部分省市已超過全網(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)承載能力不足的問題；而集團(tuán)客戶專線、家庭寬帶等業(yè)務(wù)也是中國移動全業(yè)務(wù)競爭的必要手段之一，在“十二五”期間將經(jīng)歷從無到有、從有到優(yōu)的變革。中國移動互聯(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)營商級以太網(wǎng)演進(jìn)等發(fā)展趨勢的推動下，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，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. 中國移動 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.