推动新一代移动宽带业务稳步发展

作者：Charlie Kawwas博士，LSI网络通信部市场副总裁

引言

目前，有线和无线服务供应商正处于非常时期。仅就北美地区而言，有线电信运营商每天有 1 万个用户选择其他接入技术，一个季度就会丢失 100 万个客户，一年就是 400万个客户。此外，包括 ABI Research1 在内的多家市场分析公司的报告指出，蜂窝市场在今后五年逐步下滑。据 ABI 预测，从 2007 年到 2012 年，蜂窝市场收入将以每年约 8% 的复合年均增长率加速下降，凸显了该领域未来形势令人担忧。

尤其是在为规避风险进行重大资本积累以及面对新的强大竞争威胁的情况下，毋庸置疑，服务供应商将全力以赴来止住这场金融“大出血”。

市场萎缩影响的不仅是服务供应商，随着收入下滑，其网络设备开支也会缩减，进而对系统和组件制造商造成消极影响。此外，由于服务供应商发展服务基础的意愿和能力降低，这也会对客户带来消极影响。

针对目前的不利形势，服务供应商采取了一些应对措施。比如有线供应商利用光纤到户或光纤到路边技术推出全新的宽带接入服务，以此扩展现有的基础设施。他们采取这一措施是经过深思熟虑的，愿意承担相应的风险，因为他们相信他们能够为媒体客户提供线缆连接服务，并能在这场争夺媒体客户的大战中赢得客户。成果究竟如何，时间会证明一切。

无线电信运营商面临的问题则不同，他们没法通过容量更大的物理介质扩大装机容量(installed plant)，而是必须想办法充分利用现有的资源，在现有基础上提供更多的服务。充分利用现有资源，需要认真规划，向宽带无线技术（3G 到 4G、HSPA、LTE）发展；提供更多服务，则要增加大量客户通过移动设备可接入的媒体服务。

向媒体应用领域发展并不是偶然的，这是因为丰富的媒体服务会带来巨大的增收商机，如表 1 所示2。综合来看，移动媒体市场收入将从 2006年 的 65 亿美元增长至 2011 年的 300 亿美元，增幅之大是显而易见的。

表1：移动媒体收入预测

宽带移动业务

移动电信运营商新增了如下六大类宽带业务：高度移动网络；基于位置的服务；基于内容计费；移动音乐与游戏；安全性；以及移动视频， 进一步扩大了其产品阵营。请注意，客户目前通过电话或线缆等有线连接同样能获得上述业务。而且随着网络技术的不断发展与演进将使一切成为可能。上述业务向无线领域的发展需要多功能通用 IP 网络技术，也需要功能强大的网络边缘设备、工业级宽带接入功能以及能够支持多种服务类型的非常强大的多功能终端用户移动设备。

还有一点需要指出的是，用户使用网络服务主要分为两种模式，一种是“自产型服务”；一种是“自购型服务”。所谓“自产型服务”，就是指用户上传到网络中的内容，包括电子邮件、SMS、电话通话以及用户生成的内容。所谓“自购型服务”，是指网络提供给用户的内容，包括软件下载、音乐、电子书和用户购买的图片等。上述服务在移动领域日益推广，并为提供上述服务的服务供应商带来增收机遇。

下面我们不妨逐一讨论一下以上六种服务类型。

高速移动网络

高速移动网络的高速，不仅指高速接入网络，而且还包括宽带接入以及增强移动使用体验的一系列功能（众所周知的小部件(widget)与混搭应用(mashups)）。小部件 (Widgets)是指可下载的应用，能为用户提供新闻、时间等各种功能，还能针对客户指定的地区提供当前天气情况，提供 PC 或移动设备的模拟电池电量指示器，以及语言词典、互动地图集等等。小部件(Widget)其实并不是什么新概念，它以各种各样的形式已存在一段时间了，比方说 Apple Macintosh Dashboard Widgets 小构件、Yahoo! Widgets 小工具以及Microsoft Vista Gadgets 等。Widget实际就是用户可通过下载各种小部件，随心所欲组合，打造完全定制的用户体验。而随心所欲组合的过程，就产生了混搭应用(mashup)。

小部件和混搭应用可为其运行环境带来众多优势。首先，它们属于小型化应用（即所谓的小应用程序(applet)），占用的系统空间极小，在移动设备的屏幕上也只占很小的地方。其次，由于它们是互动性很强的应用，因此实用性很强，能为在移动设备桌面添加用户所需的多种功能。大部分这类应用都用 Java 创建，就此而言，现有众多基于 Java 2 Micro Edition（J2ME）的移动 widget 引擎，其中包括 WidSets、WidX、Webwag 和 BluePulse 等。

最后要说的一点是，尽管小部件和 混搭应用看上去好像只对消费者有用，但事实并非如此，它们在企业领域也越来越有用，能为不断涌现的移动工作人员提供所需的内容和功能。

基于位置的服务

假设您驾驶汽车行驶在上班的路上，这时突然电话响了，原来是一条提示消息，告诉您您最喜欢的哥斯达黎加 La Minita Private Reserve 咖啡本周已在星巴克有售。更令人欣慰的是，紧接着一条信息提醒：只要您在下一个路口驾车右转，发现右手第三家店面就是星巴克。这种互动价值让人无可厚非。

基于位置的服务的价值不仅于此。我们能向移动设备发送个性化广告，大幅降低移动广告被接受的门槛。由于人们经常接到与自己毫不相关的广告，因此往往对广告憎恨有加。只有与用户个人利益息息相关，他们才会感到兴趣。如果能够提供有针对性且极具个性化的广告，那么客户对广告的不满就会大幅下降，从而有力提高广告的效果。就企业而言，广告不是他们关心的重点，他们希望能通过上述功能为其员工及车辆提供位置服务，并提高供应链的速度。

基于内容计费

如何针对网络上传输的丰富媒体服务进行计费，这是当前电信产业非常困惑的事情，争议极大。以前，只有电话公司及其合作伙伴才能提供内容服务，计费还算不上什么大问题。可现在，社交网络、用户自创内容及其它丰富的媒体来源促进网络流量激增，电话和有线电视公司不得不想办法控制用户的网络流量，然而这会引起用户的反感。毋庸置疑，这显然不是满足用户访问和传输需求的好办法，必须找到一种更好的协议与计费方式。答案就是基于内容计费，该技术使服务供应商能以更高的粒度化来监测数据包流量，根据实时数据包传输进行计费。通过深层数据包检测技术（DPI），内容检测机制为服务供应商提供了一种进行详细检查的工具，可为客户提供收费选择，而不是不加区别地限制用户流量。这样做还有一个好处，就是能在检测内容过程中深入了解用户的网络利用率，这样服务供应商就能根据每个客户的不同情况制定更详尽的协议战略，包括能针对不同的客户提供个性化广告及服务建议等。

移动音乐和游戏

毋庸置疑，对移动音乐这个市场决不能等闲视之。目前，该市场占据所有音乐销售的 13%，预计到 2011 年市场收入将会超过 300 亿美元3。游戏市场的收入尽管还没有音乐的这么多，但同样值得重视，预计到 2011 年其收入也将超过 70 亿美元4。从文化角度而言，全球都在朝着移动化的方向发展，能让娱乐和信息内容在移动设备上使用的服务和技术，不仅可获得成功，还会进一步兴盛起来。再看看彩铃（40 亿美元）和回铃音市场，我们看到，市场发展状况非常健康。但千万别被骗了，咨询公司 IDC 认为，回铃音市场到 2011 年就会赶上并超越彩铃市场5。全球移动服务的收入今后将达到 8 千亿美元之多，而其中的 5% 会来自娱乐领域，今后这一领域必将引起很多人的关注。

安全性

讨论安全性应用，人们首先想到的就是如何防范病毒、蠕虫和特洛伊木马。不过，相对于防范财务数据和个人信息被盗或操纵而言，前者所涉及的应用就显得非常机械甚至苍白无力。当要引入移动性或要创建动态数据（相对于网络存储阵列上不动的静态数据）时，事情就会变得愈加复杂，一系列新的问题也会随之而起。在很大程度上，基于内容收费领域的技术，即内容和深度数据包检查技术，在安全性领域也是适用的。

移动视频

移动视频的年收入将很快超过 10 亿美元，而且每年的订户增长率接近 200%6，在此情况下，无论采取何种接入技术，移动视频肯定成为主流业务，并将最大化移动设备的潜力。视频点播、视频会议和视频通话这三大应用对移动网络影响巨大，而且为希望扩展替代收入来源的服务供应商带来了重大商机。

上述六种应用为服务供应商带来了战略机遇。但是，要想把握商机，并不是直接销售在线移动服务就行了，解决关键性的基础设施问题才是当务之急。

网络基础设施所面临的挑战

有人曾开玩笑说：“标准的好处就是标准太多了，我们有很大的可选余地。”在竞争白热化的产业中，这倒不失为一个小幽默。确实，新型标准层出不穷，推出速度极快，这本身并不是什么坏事，但它却造成了混乱的局面和一定程度的“分析瘫痪”，使得企业在投资新型基础设施元素之前，对各种技术变革做出的反应是等技术发展尘埃落定后才做出决定。除此之外，在进入移动市场后，企业还必须面对各种竞争性标准的挑战，起初不过是 GSM 和 CDMA 的标准之征，而现在则成了众多标准的大乱战。

进而言之，上述情况对服务供应商提出了严峻的挑战，他们必须确保自身在市场的地位：必须管理多种不同的无线电基站标准（每种标准都成本不菲）、不断发展 IP 回程技术并同时确保 CAPEX 和 OPEX 成本在可控范围之内。我们可以看到，上述挑战非常严峻，非常复杂。

回顾历史，在 1980 年和 1990 年期间，无线技术以可预见的方式稳步发展，用 8 年的时间稳步地完成了从 GSM 至 EDGE 和 GPRS（标准的无线数据插件）的发展，

然而在 21 世纪的前几年里，发展情况发生了变化。从 W-CDMA/UMTS 发展至 HSPA 的速度大大加快，平均每一年半到两年的时间就会推出新一代技术（从 3GPP R99 到 Release 7）。并且该标准的开发速度仍在加快。上世纪八九十年代间，我们选择的主要标准只有 CDMA 和 GSM 而已，而现在，我们面临的可选标准简直是个大锅烩，其中包括通用分组无线业务 (GPRS) 与增强型数据速率 GSM 演进技术（EDGE、演进的 EDGE）、CDMA 1x EV-DO、TD-SCDMA、W-CDMA、WiMAX 以及 Verizon Wireless 近期宣布的长期演进 (LTE) 等。不管这些标准到底是什么，也不管它们到底意味着什么，它们彼此之间都要争夺客户，吸引客户的眼球，而且也会让客户感到眼花缭乱，无所适从。由于频带所有权和传统基础设施细节的问题，肯定会出现一些不同标准的混乱情况。但说到底，如果这些标准能让客户满意，并可实现良好的连接效果，那么运营商也必须支持多种不同的无线电标准，这样他们就必需解决无线基础设施的三大具体挑战。

挑战一：多种无线电标准

如果制造商部署的专门设备支持网络环境中应用的各种标准，那么移动运营商的网络也必须支持这些标准，而这将使其 CAPEX 因此而急剧上升。此外，设计、部署和维护各种网络架构的计划工作日益复杂化还将提高其 OPEX。功耗、制冷、占用面积以及维护等也会影响成本结构，导致财务模式的不可持续性。

因此，制造商意识到他们需开发一种可支持多种无线电标准的基站，并应通过软件下载的方式来实现远程配置，以降低维护成本。

图1：2G/2.5G/3G RAN设计

支持多种无线电标准的基站可降低制造商（研发与产品开发）和服务供应商（网络扩展）的 CAPEX 和 OPEX，从而帮助客户显著降低总成本。此外，LTE 预计扁平的 RAN 将从一定程度上的上下分级式设计转变为扁平化模式，虽然这将帮助我们最终实现成本的降低，但在此发展过程中，我们还需要去除上下分级无线电接入网络架构中，即所谓的无线电网络控制器 (RNC) 这一元素。在 3G UMTS 网络中，RNC 可执行无线电资源管理、移动管理和加密功能，它可通过媒体网关连接至电路交换核心网络，实现电路交换语音服务，此外，它还可连接至数据包交换核心网络中的 GPRS 服务支持节点(SGSN)，实现数据包交换数据服务。

挑战二：

面向实时业务的 IP 回程技术

当前丰富媒体的实时通信基本上依赖于可靠的网络 QoS， 才能顺利完成延迟和抖动敏感型内容的传输。就基于数据包技术的 IP 域来说，这方面的挑战要更严峻一些，因为这时我们必须采用更加先进的流量管理和策略实施策略，确保端到端都能执行合同规定的运营商服务水平协议 (SLA)。不幸的是，基于移动 IP 的宽带领域面临着各种独特的技术挑战。首要的就是回程的影响。随着移动环境中网络使用的增加，回程设施的压力也在增加，因为回程设施担负着从基站向地面网络返回数据的互联任务。传统的 TDM 回程成本占一般运营商运营成本的 30%，是整体成本结构中的主要组成部分。如果发展至 IP 回程解决方案，就能显著缩减上述成本。当然，IP 环境中变幻莫测的操作又会带来自己的问题，如经常导致数据包网络的行为不可预测。

IP 回程网络面临的另一个挑战就是同步问题。目前，基站依靠 PDH、SDH/SONET 同步或 GPS 信号采集来生成所学的时钟信号，满足适当的网络计时需求，并确保无线电频率的准确性。而另一方面，我们可将 IP 与以太网一起部署，IP 本身也拥有自己的全新技术挑战，需要网络计时协议 (NTP)、IEEE® 1588 精确时钟同步协议或同步以太网等其它计时方法。此外，从 ATM 或 TDM 型回程向 IP 回程网络发展过程中，安全性日益重要。回程流量必须通过加密和认证协议才能得到全部或部分保护。

挑战三：成本控制

成本控制在任何类型的网络转型中发挥了至关重要的作用。就典型的服务供应商而言，无线技术的成本占总载波设备成本的 60% 之多，降低总拥有成本 (TCO) 是首先必须考虑的问题。

一般来说，资本投入占 TCO 的 27%，而其余 73% 则为运营开支。不幸的是，现在技术发展的步伐极快，每两年就会有新的标准和产品推出。

我们应如何应对这种情况呢？合理的办法是开发混合式传输机制和多无线电基带操作环境，二者配合可降低站点收购与租赁成本，节约安装与维护费用，降运营成本和功耗，缩减专用线路开支，从而降低 TCO。

发展蓝图：LSI 的技术选择

随着网络从分层架构向扁平化的分布式结构发展，我们可采取一系列技术变革来降低基站价格以及整体网络的复杂性。整个行业发展趋势是向超小型化、可堆栈的基站方向发展，相对于前代技术而言，不仅会缩减空间、降低功耗，而且还能减少热量。为了实现上述目标，就必须不断改进设备的内在技术。

自目前的多芯片 BTS 开始，LSI 仍在开发双芯片 BTS，并将很快宣布推出一款单芯片片上系统 (SoC) 解决方案，以满足设备不断小型化要求。

归根结底，通过移动宽带基础设施提供的服务正在或即将成为服务供应商增收的重要来源，这一点其实算不上什么秘密了。我们在该环境下的发展面临着各种严峻的挑战：如我们需不断加速推出各种新标准、需实现向 IP 回程技术的升级以及整体成本的降低等长期存在的问题。令人欣慰的是，LSI 的产品线正是专门为解决上述难题而设计。信号与媒体处理、内容检测与安全性、数据包处理以及流量管理等均是 LSI 当前产品发展的重点。此外，LSI 的发展蓝图现已进入实施阶段（如向单芯片 BTS 的发展），这必将显著提高灵活性与可扩展，并显著降低成本与功耗。

图2：4G LTE 设计