基于PCC技术的可视、可控智能分组网络应用研究(1).ppt

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1、中国移动科技创新成果推广材料,完成单位：中国移动四川公司计划部,成果名称：基于PCC技术的可视、可控智能分组网络应用研究,01,成果研究类别：现有业务优化,省内评审结果：优秀,成果专业类别：核心网,成果内容及推广价值介绍,一、项目背景和意义二、技术实现方案三、技术方案的关键点、难点和创新点四、成果应用后主要效能分析，与应用前的比较（填写后续效能分析附表）五、项目推广方式建议六、项目推广投资和软硬件需求,一、项目背景和意义,近年我省数据流量增长32倍，收入只增长3.4倍，网络收益能力低下,1,无线利用率高达83，数据业务无线资源占比41%，单PDCH速率只有3.43kbps，无线网络资源紧张但利

2、用效率低下,2,缺乏统计手段，无法针对丰富多样的数据业务进行多维度统计分析,3,系统提出背景,利用PCC技术增强计费的灵活性，提供丰富的市场营销手段，提升数据业务的盈利能力。,1,基于PCC实施VIP用户保障、QQ业务优化、P2P流量管理等无线资源调控方案，提升2G网络承载能力,2,基于探针+SUR的方式，构建可视化的分组网络，提供用户和业务统计分析，为网络运营提供决策依据,3,系统实施效果概况,一、项目背景和意义,综合考虑当前网络现状及各技术方案成熟度，PCC是目前解决现网问题最切实可行的手段。,二、技术实现方案基本功能验证阶段整体组网,府青计费中心,测试准备工作要点：割接现网GGSN16流

3、量到其余GGSN，并软件升为V9R7C02；新建PCRF设备，和GGSN16进行Gx接口连接，同时和现网计费、网管、短信网关进行连接；找一定数量测试号码，现网SGSN通过数据配置把测试号码指向GGSN16，PCRF仅对测试号码的业务访问使用PCC策略。基本功能验证测试环境选在高升桥机房，并通过调整覆盖高升桥机房的无线参数，满足不同的测试环境。功能性验证基于用户、基于位置、基于业务等策略等测试环境相对独立，对现网业务基本无影响。,GGSN15,PCRF,Gx,GGSN14,GGSN20,GGSN16,成都试点区域,高升桥机房,SGSN16,RAN,SGSN06,用户,用户,SGSN08,测试用户

4、,现网用户,府青计费中心,M2000,亿阳综合网管,万年梦网网关,计费专线,网管专线,CMNET,二、技术实现方案基本功能验证阶段局域网络连接,网络搭建要点：新建PCRF与测试GGSN/PCEF之间Gx接口通过新建交换机S3328、原机房COMMHUB8505交换机实现互通。,PCRF（新建）,LSS3328（新建）,SGSN（现网）,GGSN16,COMMHUB8505,高升桥八楼新建设备,高升桥八楼,Service network,COMMHUB8505,LSS3328（新建）,二、技术实现方案基本功能验证阶段网管组网,网络搭建要点：PCRF以FE接口连接至本机房一对COMMHUB8505

5、，该COMMHUB8505通过MSTP传输连接至万年机房3层的一对COMMHUB8505，通过万年COMMHUB8505完成与高新西区网管中心网管系统的连接。PCEF/GGSN16设备保持原有的网管连接方式，即以FE接口连接至现有一对网管交换机S3928，通过S3928经局间MSTP传输和高新西区网管中心网管系统相连。,PCRF（新建）,LS-S3328（新建）,SGSN,PCEF/GGSN16,COMMHUB8505,高升桥八楼,3928,3928,M2000,万年机房,高新西区网管中心,PCRF网管信息,PCRF网管信息,PCEF/GGSN网管信息,LS-S3328（新建）,亿阳综合网管,

6、COMMHUB8505,COMMHUB8505,二、技术实现方案基本功能验证阶段计费组网,网络搭建要点：PCRF设备通过局域网交换机COMMHUB8505，经高升桥9楼交换机房一对S3928计费交换机实现和府青计费中心BOSS系统的连接。通过BOSS系统相关改造,支持BOSS和PCRF/SPR间通过SOAP协议交互用户签约信息。,PCRF（新建）,LSS3328（新建）,SGSN（现网）,PCEF/GGSN16（现网升级）,COMMHUB8505,LSS3328（新建）,高升桥机房,府青计费中心,S3928,S3928,COMMHUB8505,二、技术实现方案基本功能验证阶段短信互通,网络搭建

7、要点：PCRF设备通过局域网交换机COMMHUB8505，并经一对E1000防火墙上联高升桥CMNET接入路由器。通过CMNET实现和万年机房梦网短信网关连接。PCRF和短信网关通过SMPP/CMPP协议向用户提供灵活的短信通知功能。,CMNET,FW2E1000,FW1E1000,高升桥NE80E,万年NE80E,万年梦网网关,PIX 535,PCRF（新建）,LSS3328（新建）,SGSN（现网）,PCEF/GGSN16（现网升级）,COMMHUB8505,LSS3328（新建）,高升桥机房,COMMHUB8505,VIP用户保障基于MBR的流量控制基于ARP的用户优先调度基于GBR的带

8、宽保证P2P流量管控基于用户等级的P2P/VoIP带宽控制基于业务类型的P2P/VoIP带宽控制基于接入类型的P2P/VoIP带宽控制基于时间控制策略忙时禁止P2P业务忙时降低P2P业务带宽忙时限制普通用户带宽基于位置控制策略基于2G用户激活时所在CGI的业务控制基于3G用户激活时所在SAI的业务控制基于用户激活时所在的PLMN的业务控制热点区域降低P2P带宽基于累计流量控制策略(FUP)基于用户累积使用量的P2P/VoIP带宽控制包月流量+超出流量后降低速率包月某业务流量+超出流量后降低其速率,核心网侧PCRF和GGSN可配合完成相应的策略下发和执行工作,能够实现基于用户，业务，时间，初始位

9、置以及累积使用量的单一及组合策略控制,需要无线配合的端到端QoS，MBR和ARP参数现网能够支持；GBR方案需要现网BSC开启PFC才能支持,二、技术实现方案基本功能验证阶段测试内容及结论,二、技术实现方案基本功能验证阶段测试内容及结论,测试方法：1、在PCRF上针对测试用户分别配置该用户使用BT和FTP的管理策略：BT允许100kbps的速率，FTP允许75kbps的速率；2、测试用户使用BT业务；3、测试用户使用FTP业务；,测试结果：可以准确按业务控制速率：BT限制在100kbps，FTP限制在75kbps,P2P与FTP应用不同的策略,基于业务类型的管控,二、技术实现方案基本功能验证阶

10、段测试内容及结论,基于时间纬度的管控,测试方法：1、在PCRF上针对测试用户分别配置该用户在忙时和闲时使用BT的管理策略：忙时禁止/严格限制使用BT业务；2、测试用户使用BT业务；,测试结果：可以准确地按忙闲时控制BT业务，进入忙时时禁止使用BT或者限制在允许范围内，进入闲时时允许使用BT或者放松限制；,忙时禁止P2P闲时允许,忙时限制P2P闲时放松限制,二、技术实现方案基本功能验证阶段测试内容及结论,基于位置区的管控,测试方法：1、在PCRF上针对测试用户分别配置该用户在不同接入区域使用BT的管理策略：两个接入区域分别允许100kbps和150kbps的速率；2、测试用户在区域1使用BT业务

11、；3、测试用户在区域2使用BT业务；,测试结果：可以准确按接入区域控制BT业务的速率：在区域1BT业务限制为100kbps，在区域2BT限制为150kbps,不同区域应用不同的策略,二、技术实现方案基本功能验证阶段测试内容及结论,基于用户的管控,测试方法：1、在PCRF上针对测试金牌用户和银牌分别配置使用BT的管理策略：金牌用户允许100kbps，银牌用户允许50kbps；2、金牌用户使用BT业务；3、银牌用户使用BT业务；,测试结果：可以准确地按用户等级控制BT业务，金牌用户允许100kbps，银牌用户允许50kbps；,银牌用户BT允许50kbps,金牌用户BT允许100kbps,二、技术

12、实现方案基本功能验证阶段测试内容及结论,FUP管控,测试方法：1、在PCRF上针对测试用户分别配置该用户使用累积流量的管理策略-每累积增加10M流量，速率下降30Kbps；,测试结果：PCC可以准确按累积流量对用户进行相应的速率限制,可管理,Big bandwidth,Policy&Charging,Network visibility,Triple-Win,哑管道,可视化,可赢利,SUR,PCC,New business model,Deep Packet Inspection,二、技术实现方案PCC现网数据分析阶段,要实现移动分组网络的可管理可盈利，第一步需透析现网业务，构建一个可视化的分

13、组网络现网分组域网管主要针对设备层面进行管理，对用户行为数据、业务数据不能全面了解,二、技术实现方案PCC现网数据分析阶段整体组网,测试准备工作要点：新建SUR报表服务器设备，同时割空现网GGSN24并升级为探针设备。（探针可提取Gn、Gi接口流量，配合SUR产生基于位置的统计报表，避免现网GGSN进行升级）通过分光器将负责成都城区的GGSN14，GGSN15和GGSN20的Gn/Gi口业务流量引入探针，探针解析完毕后上报给SUR生成统计报表通过探针+报表服务器SUR收集和分析现网数据，分析流量总体分布，流量TOPN用户，应用和协议分布，网站流量分布等，为第三阶段PCC解决方案效果验证提供依据

14、。探针采用旁路部署方式，对现网业务无影响。,GGSN15,GGSN24/探针,GGSN14,GGSN20,GGSN16,成都试点区域,高升桥机房,SGSN16,RAN,SGSN06,用户,用户,SGSN08,SUR,分光器,二、技术实现方案PCC现网数据分析阶段整体组网,网络搭建要点：利旧原有Gn接口分光器，通过现网COMMHUB8505交换机汇聚GGSN14、15、20 Gn接口流量，并和GGSN24/探针连接新建Gi接口分光器，通过现网COMMHUB8505交换机汇聚GGSN14、15、20 Gi接口流量，并和GGSN24/探针连接GGSN24/探针和新建SUR服务器直接通过FE连接,SG

15、SN（现网）,GGSN14、15、20,新建Gi分光器,高升桥八楼,Service network,COMMHUB8505汇聚Gn流量,COMMHUB8505汇聚Gi流量,现网Gn分光器,GGSN24升级为探针,新建SUR,流量使用排名前10的用户，占据总带宽的78%流量使用排名后80的用户，占据不到总带宽的10%少量用户消耗了绝大部分网络资源;,统计时间：7月1-7月27日,二、技术实现方案用户带宽分析,二、技术实现方案流量TOP N用户分析,总体流量排名前100位的用户主要是动感学生、随e行数据卡.动感学生是潜在的高价值客户，需要重点保障,P2P流量排名前100位的用户是随e行数据卡、测试

16、号码,2G应用主要为HTTP和WAP1.x；其中HTTP排第一，占77%；WAP1.x排第二，占6%IM业务流量占比5.13%，少于预期，估计是学生放假造成的暂时流量下降。P2P、流媒体、下载、email等应用的流量占比很小，均不超过1%,二、技术实现方案2G整体流量分析,77%,6%,15%,统计时间：7月1-7月9日,TD应用主要为HTTP和P2P；其中HTTP排第一，占56%，P2P排第二，占24%；低价值P2P需要考虑适当限制 TD应用中，其他应用的流量占比很小，但对IM和VOIP业务需持续关注,56%,24%,14%,统计时间：7月1-7月9日,二、技术实现方案3G整体流量分析,二、

17、技术实现方案P2P应用分析（3G）,P2P应用中，thunder，qqdownload，ppstream以及qvod占据了总流量的前4位，各自占P2P整体流量的25.18%，14.74%，13.91%和12.01%。其他P2P应用，如qqlive，kugoo，edonkey，koowo，speedytudou以及uusee等也有很大的流量占比。原来应用较多的BT，由于受到政策的管制，流量占比并不大，不到P2P整体流量的1%。,P2P应用主要为视频和下载，thunder、qqdownload,ppstream应用占据流量的前三位,统计时间：2010年7月1日-7月9日,二、技术实现方案VOIP应

18、用分析（3G）,TD下的VOIP应用,QQ高居第一位，需要持续关注VOIP对移动话音业务的冲击和影响；,统计时间：2010年7月1日-7月9日,二、技术实现方案IM应用分析（2G）,IM应用中，QQ，飞信和skype_im是最大的三类应用；飞信业务已经占据第二的位置，而MSN侧下降至第四的位置。,统计时间：7月1-7月9日,2G接入的网站：TOP 10网站中，QQ类占了7个，腾讯网站是2G用户访问的主要内容源。,3G接入的网站：TOP 10网站比较分散，3G用户访问的业务更加广泛,统计时间：2010年7月1日-7月9日,统计时间：2010年7月1日-7月9日,二、技术实现方案TOP10网站分析

19、,二、技术实现方案现网数据业务分析总结,问题,措施,用户流量分配不均，10%的用户消耗78%的流量,对低价值高流量用户，进行带宽管理，控制其对资源的滥用,TD网络P2P流量占比大，特别是上行达到35%,TD网络整体利用率低，但局部繁忙，可在忙时、热点区域进行P2P流量管控。,运营商自营业务流量占比少，腾讯为手机上网的最大单一业务。,优先保证自营业务的体验，增加自营业务的吸引力和竞争力,QQ_IM流量占比较高，GPRS无线资源利用效率低,利用PCC技术对QQ_IM无线资源进行优化，提升GPRS无线网络的利用效率。,通过现网数据业务分析，看清网络上业务及流量的分布状况，为PCC策略控制提供了依据后

20、续通过PCC进行QQ-IM优化、P2P流量管控、VIP用户保障，进行无线资源动态调度。,二、技术实现方案现网数据业务分析总结,可视化：1）加强现网用户行为及业务分析，为制定实施运营策略提供依据；2）根据资费套餐的特点，制定合理的管理策略：挖掘低价值用户的潜力，并牵引其向高价值用户发展；对于滥用网络资源的用户，采取合理措施进行流量管控。3）根据现网忙闲时特征，制定合理的资费策略，牵引用户的业务使用取向。可管理：1）对VIP用户进行保障，在尽量减少对普通客户影响前提下提高高端客户使用体验。2）TD下合理管控低价值P2P业务，优先保障普通上网及运营商自营高价值业务体验；可优化：1）研究2G和TD业务

21、的协同发展，充分利用TD的数据承载能力，缓解2G压力；2）无线资源总是有限的，需要保障高价值用户的业务体验，2G下QQ等IM业务，实行PDCH信道分配优化，提升无线整体利用效率；,业务发展策略及措施建议,二、技术实现方案PCC解决方案验证阶段整体思路,VIP用户保障,P2P业务管理,QQ_IM资源优化,完成VIP方案现网效果验证 完成方案小范围试用实施 准备进行试商用部署,完成PCRF与成都三环内GGSN的对接 完成P2P管理方案的详细验证 等待探针完成部署，寻找P2P热点区域进行管控验证。,等待探针完成部署，寻找QQ热点区域进行优化效果验证,总体上验证PCC根据业务类型及其它特征信息，针对性

22、地进行无线信道分配优化，PDCH效率提升等,二、技术实现方案VIP用户保障测试组网,GGSN15,PCRF,Gx,SUR,GGSN14,GGSN20,GGSN16,Grp,成都试点区域,高升桥机房,测试准备工作要点：选定试点VIP用户，在成都试点区域所有SGSN上修改数据配置，将这些用户指向GGSN16。在PCRF上针对VIP用户配置QoS策略；HLR上为VIP用户签约更高的QoS（ARP=HIGH，TC=Streaming，THP=1，GBR=2M，MBR=2M）；调整BSC上现网ARP1/ARP2/ARP3间的优先级；BTS上设置ARP调整因子，以获得VIP用户和普通用户间调度优先级差异。

23、,SGSN16,RAN,SGSN06,VIP用户,普通用户,SGSN08,VIP用户,普通用户,二、技术实现方案VIP用户保障测试思路和方法,测试方法：选择现网某一小区，VIP用户和普通用户在同一地点同时进行FTP下载，下载的文件大小为1M，2M，5M和8M四种，记录各自的下载时间并计算下载平均速率。,测试终端：2款GSM/TD双模数据卡作为Modem，便携通过数据卡进行数据业务访问，其中一款终端签约为VIP用户，另一款终端作为普通用户。,测试场景：现网中，一个小区一般有多个载频配有PDCH信道，成都区域每小区平均可用PDCH数量为12个左右，VIP用户所在信道状况可能因跳频，信道复用度的变化

24、而出现波动，与普通用户存在松耦合的资源竞争关系，而且PDCH越多，资源竞争越小，因此测试时需要考虑PDCH信道数及PDCH信道复用度，理论上PDCH信道数越少，复用度越高，则小区越繁忙，VIP用户性能提升效果越明显。,低繁忙,中繁忙,高繁忙,二、技术实现方案VIP用户保障测试总结,结论：小区越繁忙，PDCH复用度越高，VIP用户速率提升越明显,PDCH复用度,低繁忙：果堰村一组6无线环境中繁忙：罗孚广场无线环境高繁忙：中视联2无线环境,二、技术实现方案VIP用户保障适用范围分析,成都全网小区6忙时PDCH复用度分布（10年8月底）：,月末成都全网有近35%的小区，VIP用户能够获得平均30%左

25、右的速率提升,成都全网小区6忙时PDCH复用度分布（10年9月初）：,月初成都全网有48%多的小区，VIP用户能够获得平均30%左右的速率提升,二、技术实现方案VIP用户保障对普通用户影响分析,如果考虑单小区下VIP用户与普通用户的比例为1:10，则在平均性能提升30%的情况下，单个普通用户平均速率下降不到3kbps，下降比例小于3%，普通用户感知不到变化。,注：所有用户速率计算方法：1）月初路测FTP平均速率，7075kbps。2）月末路测FTP平均速率，8085kbps。取平均值，78kbps。,短数据量平均每包长约为100字节（40字节的IP包头，约30个汉字），不包括初始的登录消息需要

26、传送Presence、图像等信息。低频度每分钟25次，发送或接受IP包 断续传送类似于短消息，每个包发送完成后无后续消息紧跟着发送 高使用频率每用户每小时平均会话时间约8分钟,14%的QQ聊天流量占了80%的TBF建立请求次数，占用了大量无线资源,抽样某高校QQ业务集中小区,业务特征,对比分析,二、技术实现方案QQ业务优化技术背景,2G网络下大量的QQ用户放大了QQ业务带来的问题，带来了网络扩容压力,BSC根据报文业务类型优化调度:3 channels*540ms vs 1 channel*120ms,time,Channels,time,Channels,40ms,540ms,120ms,数

27、传占用时间,非数传占用时间,7%Efficiency,100%Efficiency,调度,创新性地提出了“核心网PCC策略管控+无线资源调度”的端到端QQ业务优化方案，可大幅提升无线网络的整体利用效率。,二、技术实现方案QQ业务优化技术背景,二、技术实现方案QQ业务优化组网,PCRF,探针,GGSN16,GGSN20,GGSN14,Rp*,万年场机房,SGSN16,SGSN33,用户,用户,Gx,郫县高校区,三环内覆盖区域,GGSN17,GGSN18,高升桥机房,BSC346,测试准备工作要点：选择郫县高校区作为QQ_IM测试区域，对应的管辖设备为BSC346，SGSN33。BSC346需要进

28、行升级到GBSS9.1，以实现“识别IP包的DSCP标记，为关键业务采用特定的无线资源调度措施”的能力。SGSN33位于万年场机房，接入GGSN17和GGSN18，但探针位于高升桥机房，需要将SGSN33的业务割接到高升桥机房的GGSN16。,P2P流量占比大，且长时间占用无线资源，导致后接入的用户体验不好,长时间占用,即时释放,P2P业务长时间占用无线资源,P2P业务流量占大,繁忙时段的P2P流量占到20%到30%P2P上行流量占比更高达35%,二、技术实现方案P2P业务特征,说明：1）P2P总流量不变2）HTTP业务速度更快,二、技术实现方案P2P业务优化方案,P2P流量主要分布在TD网络

29、上，但TD网络整体利用率偏低，只有局部繁忙，可在忙时、热点区域进行P2P流量管理。,措施：,繁忙时段，P2P上行/下行流量占比减少，当天总的P2P业务数据流量保持稳定。总的用户投诉减少。,目标：,三、技术方案创新点-可视,基于SUR+探针的可视化分析方案,创新性地引入SUR业务分析服务器和外置探针，可全面分析分组业务用户的行为特征，解决了现网不能全面、直观分析用户行为的问题，为网络运营提供决策依据。,三、技术方案创新点-可控,基于PCC的无线资源动态调控方案,三、技术方案创新点-可运营,PCC和现网支撑系统对接方案,创新性地提出BOSS系统的数据接口改造、综合网管的功能改造方案，为后期现网商用

30、部署奠定基础,数据接口改造,网管功能改造,四、成果整体效能分析1/5,注：1、不能纳入前11项的列入“其他”，可以自定义效能类型 2、没有产生效能的项可以空着不填 3、内容多的可以分页,四、成果整体效能分析2/5,注：1、不能纳入前11项的列入“其他”，可以自定义效能类型 2、没有产生效能的项可以空着不填 3、内容多的可以分页,四、成果整体效能分析3/5,注：1、不能纳入前11项的列入“其他”，可以自定义效能类型 2、没有产生效能的项可以空着不填 3、内容多的可以分页,四、成果整体效能分析4/5,注：1、不能纳入前11项的列入“其他”，可以自定义效能类型 2、没有产生效能的项可以空着不填 3、

31、内容多的可以分页,四、成果整体效能分析5/5,注：1、不能纳入前11项的列入“其他”，可以自定义效能类型 2、没有产生效能的项可以空着不填 3、内容多的可以分页,迎接挑战 积累成功经验,网络可视化方案,1,面向分组网络全网推广实施；全面透析现网业务，看清网络上业务及流量的分布状况，为后期合理制定业务发展策略和管控策略提供依据,五、成果可推广性概述,QQ业务优化方案,2,面向校园小区推广实施；减少PDCH信道的分配数量，提高TBF复用度等提升2G网络承载能力,P2P业务管控方案,3,面向TD无线热点区域推广实施；保障TD网络发展的前提下对P2P业务进行合理限制，让HTTP等业务网速更快，提升总体

32、的用户满意度。,VIP保障方案,4,面向无线热点区域、党政军等高端用户所在区域推广；对不同的用户类型实施不同的无线动态资源分配方案对VIP用户进行带宽资源保障，减少VIP用户投诉,FUP方案,5,面向全省20万包月不限流量套餐用户；月内累计使用量超过某一阈值时，合理降低其业务带宽鼓励用户合理使用，限制对数据带宽的滥用,迎接挑战 积累成功经验,六、项目推广范围,在前期试点基础上，在成都三环内数据业务热点区域（高校、办公区）引入PCC管控架构，并结合业务、资费、用户行为等情况，合理制定PCC策略规则，进行PCC应用推广。重点实现基于用户和业务分级的差异化无线动态资源调控，将资源向收益率高的用户和业务倾斜。逐步实现新建PCC网元和现有BOSS、网管、短信中心等支撑系统的对接。,增加1台PCRF，形成1+1备份；根据商用规模，扩容现有试点PCRF设备；升级覆盖成都三环内区域GGSN兼作PCEF，支持业务识别和管控；打开试点区域2G/3G无线设备的QoS控制功能，支持差异化无线调度开通现网支撑系统和PCRF的接口，支持用户分级、业务分级的市场策略,迎接挑战 积累成功经验,六、软硬件需求及投资,现网试点配合设备,新增/升级试点设备,谢 谢！,