面向流量經營的網關系統的引入及應用分析

王 蕓，魏 民，董 斌/Wang Yun，Wei Min，Dong Bin

（中國電信股份有限公司上海研究院 上海 200122）

（Shanghai Research Institute of China Telecom Co.,Ltd.,Shanghai 200122,China）

1 引言

隨著智能終端的進一步普及，移動互聯網應用得到了快速發展，用戶手機訪問流量也高速增長。傳統業務網絡核心能力（話音、短/彩信、WAP類等）的優勢逐步喪失，基于IP管道的OTT、客戶端類應用成為移動互聯網的主流應用。

在互聯網流量大幅度增長的同時，移動運營商受限于業務內容匱乏等原因，造成移動互聯網數據流量多數被第三方占用，且運營商的流量收入模式單一，僅面向用戶以流量使用量作為計量的收費模式，導致“增量不增收”現象嚴重。運營商網絡投資的增長與收入的增長不成正比，收入剪刀差擴大，運營商逐步被網絡管道化。

基于上述情況，流量經營越來越多地被運營商所關注。流量經營是以網絡能力、運營能力和業務能力3個層面為基礎，通過拉升流量規模、提高流量價值和降低流量運營成本3個維度的推進，以高效運營支撐實現移動互聯網業務健康可持續發展的一系列理念、策略和行動的集合。

根據移動互聯網流量承載、控制設備所處的網絡位置的不同，大致可以劃分為底層網絡流量、中間層平臺流量、頂層OTT流量。流量經營面對不同層次的流量有不同的手段和策略，并由不同的設備提供支持。

本文通過對移動互聯網流量層次的劃分及分析，引入面向平臺層流量經營的網關系統——流量綜合網關，并對其存在的必要性、意義以及典型應用進行深層次的探討。

2 流量經營層次及平臺系統的引入

移動數據流量按照處理設備的類型和網絡位置，大致可分為底層流量、中間層（平臺層）流量和頂層流量。底層流量的處理網元為底層網絡設備，如PDSN、GGSN、PGW等；中間層（平臺層流量）處理網元為平臺設備，介于網絡設備和應用平臺之間，如原有的WAP網關等；頂層流量處理網元為各類業務或應用平臺。

流量經營需進一步與內容、應用結合，提升流量經營的層次，從底層流量向頂層流量服務躍遷，豐富流量內涵，提升流量價值。面向不同的流量層次，流量經營的關注點不同。

（1）面對頂層流量

側重業務視角（自有業務或外部業務），以應用邏輯和內容邏輯為觀察對象，以提升業務使用量和業務價值為經營目標。

（2）面對中間層（平臺層）流量

側重開放視角，搭建業務、OTT與用戶之間的橋梁，通過提供各類差異化服務能力（如計費、用戶數據、流量控制等），促進OTT流量和Bit流量的發展。

（3）面對底層流量

側重管道視角，以字節流為觀察對象，以提升字節流量的總體規模和總體價值為經營目標，面向業務的網絡質量保障、客戶體驗的保障和提升。

目前，基于較成熟的PCC架構，國內外運營商在核心網絡側面向底層流量支持靈活的資源分配。可按照忙閑時、業務類型、客戶類型、終端類型、合作伙伴等維度，按照既定策略，靈活提供傳輸資源、計算資源、存儲資源、應用能力、通道能力和支撐能力，并提供不同的QoS優先級和細分用戶等級，提升網絡資源的利用率。

但是面對平臺層流量，如何有效地提升用戶業務體驗和流量自身價值部分，搭建業務、OTT與用戶之間的橋梁，單純依靠核心網的作用是遠不夠的。核心網元作為移動互聯網數據流量的重要路由設備，其功能和位置決定了其本身功能相對穩定、安全性優先的特點。與此矛盾的是，移動互聯網應用的最大特點就是快速更替，需求靈活多變。基于這種矛盾，面向中間平臺層流量，需要選擇處于核心網網絡和互聯網應用之間的平臺層設備來滿足平臺層流量經營的需要。

基于國際標準和網絡現狀，在平臺層承載新型流量業務的能力較弱，目前主要能力網元只有WAP網關設備。但WAP網關來源于2G網絡，定位于代理手機訪問互聯網等功能，遠遠不能滿足平臺層流量經營的功能需要。

綜合上述情況，在平臺層引入新的網關系統——流量綜合網關，提供新型流量型能力，為平臺層流量經營提供有力支持。

3 流量綜合網關的定位及功能

流量綜合網關是面向平臺層流量經營，通過流量干預提供新型流量型能力的能力執行網元。

3.1 流量綜合網關在網絡中的位置

流量綜合網關位于核心網網絡和互聯網應用之間，是二者之間通過新型流量型能力提供實現流量增值的重要網元。流量綜合網關在網絡中的位置如圖1所示。

核心網將用戶訪問流量路由至流量綜合網關，由其根據運營商流量經營策略，對有價值的流量進行處理，以實現流量的增值。同時，核心網還向流量綜合網關提供RADIUS消息，以便網關獲取到用戶的身份信息，如手機號碼、IMSI等。

流量綜合網關可以和運營管理平臺對接，獲取運營商的流量經營策略，接受運營管理平臺對能力和策略的統一管理；可根據不同類型的流量型能力，分別與多類業務平臺（如ToolBar平臺、家長監控業務平臺、病毒防護平臺、歡迎業務服務器等）交互，為業務實現提供流量型能力的執行；還可與相關平臺系統（如DNS、網管系統、日志留存系統等）交互實現設備管理與維護等功能。

3.2 流量綜合網關的功能

流量綜合網關通過對流量的干預，實現新型流量能力的執行。考慮到流量經營互聯網化靈活、快速、迭代的需求，流量綜合網關的能力可根據OTT的需要和運營商的規劃通過插件的方式進行疊加。

基于目前的流量經營需求，流量綜合網關提供如下功能。

（1）分流能力

網關可根據運營商的運營需要，支持從訪問目的URL、用戶號碼、APN、UA信息等維度制定的策略，對流量進行路由區分。將符合策略的、有經營價值的流量路由至后續處理模塊；將不符合策略的、無經營價值的流量直接路由至互聯網。該能力可根據運營商的網絡建設需要，單獨建設或內置于網關中。該能力可有效地節約運營商的網絡資源，在深挖流量價值的同時，降低網絡資源的浪費，充分符合了流量經營的目標。

（2）流量控制能力

流量綜合網關可根據策略實現多種維度的終端訪問控制，如協議接入控制、用戶接入控制、目標地址接入控制、APN接入控制等。通過流量控制能力可以實現對用戶訪問行為的干預，可與服務平臺配合，為用戶提供綠色上網、內容過濾等業務。

（3）精細化推送能力

包括頁面插入、用戶信息前傳、錯誤碼重定向等多類能力。由于這類能力可讓用戶實現個性化的內容推送，因此統稱為精細化推送能力。

①頁面插入：流量綜合網關可根據業務運營需要，在用戶訪問的頁面信息中插入指定內容。如插入運營商工具欄，向用戶展示流量信息、已訂購套餐產品列表、流量提醒消息、內容營銷等信息，頁面插入有助于構建移動互聯網絡用戶觸點，提供移動互聯網化的、與用戶交互的新型入口。

②頁面重定向：在一定周期內，根據業務策略配置，用戶首次通過瀏覽器訪問網頁時，可通過重定向的方式給用戶推送個性化服務頁面，如歡迎頁面等；也可通過錯誤重定向代理訪問頁面導航服務器，實現用戶業務訪問錯誤碼重定向和內容推薦。

③用戶信息前傳：用戶信息前傳給合作伙伴業務平臺，以提升用戶體驗，實現用戶信息能力開放。為提升合作伙伴業務的用戶體驗（無需顯示登錄業務），流量綜合網關針對所有流量，可以將用戶信息（MSISDN、終端類型等）通過HTTP包頭傳遞給合作伙伴業務平臺；可以針對不同的業務平臺，設定不同的信用等級以傳遞不同的相應信息，形成用戶信息能力開放；如果需要，可以將用戶號碼加密再傳送給合作伙伴的業務平臺。

（4）流量優化

通過TCP優化、文本/圖像壓縮和內容緩存等提升上網速度并節省帶寬。

①TCP優化：減少協議層的鏈接時間，縮短用戶的業務請求時間。

●Split TCP代理，降低無線網絡質量差引起的消息重傳；

●TCP Windows優化支持，減少無線傳輸次數；

●TCP長鏈接支持，減少到互聯網業務提供商的交互。

②圖像壓縮：在保證用戶感知的情況下，可以加快用戶的響應時間，并提高中低端手機將內容呈現給用戶的速度。互聯網內容中，圖像在流量中占比很大，通過改變圖片的質量因子或色深位數可以減少圖像文件的大小。可以針對不同策略，如網絡接入類型、目標網站、終端類型、特定用戶群等進行圖像壓縮，以節省帶寬。

③視頻優化：通過視頻播放控制和視頻編碼轉換等手段，在保證用戶感知的情況下，節省網絡傳輸帶寬。

●步進式控制：針對大多數用戶在視頻未結束就停止觀看的情況，可控制的步進式（按內容碼率向終端傳送視頻內容而不是以網絡最大帶寬持續下載所有視頻流）視頻播放將用戶帶寬占用錯峰分布，節省了無線帶寬的利用率。

●通過調整視頻幀率和視頻編碼大小來減少視頻流量，可以在保證用戶體驗良好的前提下，有效地優化帶寬。

（5）流量統計

流量綜合網關可根據管理平臺預先配置的策略，對指定用戶的指定訪問請求，記錄用戶的使用情況，產生流量詳單，進行流量統計，并提交給管理平臺。由管理平臺負責和IT系統交互，完成對指定用戶指定流量的基礎流量費的核減。流量綜合網關的流量統計功能配合管理平臺、IT系統，實現對定向流量減免產品的支持，如流量800等業務場景。

流量綜合網關的上述新型流量型能力的提供，可與業務平臺相結合，實現向新型流量型產品的轉化。

4 流量綜合網關的現網應用

目前，部分國內外運營商已在積極進行流量綜合網關的探索和推廣工作，有些已取得較好的經濟效果。

在北美，AT&T建設了多套流量綜合網關，為智能手機和平板電腦的HTTP訪問流量提供流量優化、用戶信息前傳、訪問控制等能力，典型業務有家長監控、流量800等。

在國內，三大運營商均已在現網建設或試點流量綜合網關。應用較多的業務或產品有ToolBar、錯誤碼重定向等。

下面重點介紹目前基于流量綜合網關開展的幾個典型業務場景。

（1）ToolBar

基于流量綜合網關的頁面插入能力，和ToolBar業務平臺配合，當用戶訪問指定頁面時，為用戶插入運營商提供的服務信息，如用戶當前的流量使用情況。當用戶套餐中的流量即將用完時，可實時提醒用戶，并為其提供新的流量套餐的快速訂購渠道。ToolBar業務為運營商構建了移動互聯網絡的用戶新觸點，提供了移動互聯網化的、與用戶交互的新型入口。ToolBar業務在提升用戶終端體驗的同時，可通過套餐的快速訂購和自營業務推薦等方式提升運營商套餐和業務的認知度，從而提升流量業務收入。

（2）流量800

基于流量綜合網關的流量識別和統計功能，實現用戶訪問、OTT付費的業務場景。流量800的業務場景根據面向的用戶和減免流量的范圍主要分為如下幾類。

①指定號碼免費：即企業或OTT指定特定的用戶號碼使用企業或OTT的移動互聯網應用，訪問特定IP產生的流量費用由企業或OTT統付。

②無指定號碼統付：即任意用戶號碼訪問OTT或企業指定目標地址應用產生的流量費用由OTT或企業承擔。

③OTT按需流量核減：OTT準備針對其用戶進行定向減免，實時請求運營商針對特定流量進行減免，減免的流量費用由OTT或企業承擔。

流量800業務的引入，改變了以往流量使用全部面向前向終端用戶收費的業務模式，與后向OTT進行了積極合作，為OTT提供了新的業務推廣和營銷手段，同時拓展了流量經營的范圍和規模。

（3）家長監控

基于流量綜合網關的訪問控制功能，對部分特定群體（未成年人）設定特殊的網絡訪問規則。家長可自主設定子女的上網訪問規則，保證未成年人訪問網絡的健康性。該業務可以滿足特殊用戶群的特殊需求，進一步豐富了流量經營產品的種類。

（4）綠色上網

通過對用戶訪問目的地址的過濾或對訪問頁面內容的過濾，實現對用戶訪問移動互聯網安全性的保障。

（5）錯誤碼重定向

基于流量綜合網關的頁面重定向功能，當用戶訪問網頁異常時，直接將用戶訪問重定向到指定合作網頁，既提升了用戶的業務體驗，又提供了與第三方合作的手段。

流量綜合網關可配合不同業務平臺或周邊系統，為用戶提供更多的、滿足不同需求的互聯網流量型應用。

5 結束語

隨著移動互聯網的快速發展，新興流量型業務的發展日趨加快，流量經營變得日益重要。流量綜合網關作為支撐平臺層支撐流量經營的重要網元，將會得到進一步的推廣和發展。