在互聯(lián)網(wǎng)流量規(guī)模增長、應用和內(nèi)容極大豐富、用戶個性化需求不斷提升的背景下，運營商網(wǎng)絡面臨越來越嚴峻的挑戰(zhàn)。一方面，運營商網(wǎng)絡通過持續(xù)的容量擴展和帶寬提速，不斷提升用戶接入帶寬，滿足以視頻業(yè)務為代表的帶寬消耗型業(yè)務對網(wǎng)絡基礎帶寬能力的需求。隨著光進銅退的部署，固網(wǎng)運營商接入網(wǎng)絡將普遍具備20Mbit/s的接入能力，百兆入戶成為下一步網(wǎng)絡帶寬發(fā)展的目標。而移動接入網(wǎng)也將隨著LTE等新技術的逐步引入，提供百兆共享帶寬，實現(xiàn)向移動寬帶互聯(lián)網(wǎng)時代的邁進；另一方面，隨著云計算、虛擬化、網(wǎng)絡優(yōu)化和控制等新技術手段的出現(xiàn)，運營商網(wǎng)絡將在不同的層面引入新技術，以優(yōu)化網(wǎng)絡結構、疏導網(wǎng)絡流量，增強網(wǎng)絡的智能性，滿足用戶不斷變化的業(yè)務需求，支撐移動互聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)等新的應用和新的運營模式。

由透明管道向智能管道的轉變

在網(wǎng)絡向未來演進的過程中，智能化和虛擬化將是網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢。網(wǎng)絡智能性的提升旨在寬帶化的基礎上，實現(xiàn)基于用戶需求和行為的智能感知與動態(tài)資源匹配，使網(wǎng)絡由透明管道向智能管道轉變，以支撐新型業(yè)務發(fā)展，為用戶提供按需、靈活的體驗和更便捷、個性化的服務。

網(wǎng)絡智能性的提升需要以高帶寬的固定和移動承載網(wǎng)絡為基礎，通過可管控的端到端差異化管道的建立，實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的智能調度和按需匹配，進而滿足用戶多種方式靈活接入的需求，為用戶提供可按需定制和隨時隨地接入的高質量網(wǎng)絡和創(chuàng)新業(yè)務體驗。具體來講，從用戶體驗角度，應實現(xiàn)業(yè)務自動適配、接入靈活便捷、用戶可自助服務并得到快速響應、滿足用戶的個性化需求，確保用戶的綜合感知良好；從網(wǎng)絡發(fā)展角度，體現(xiàn)為帶寬規(guī)模提升、各種方式接入靈活協(xié)同、網(wǎng)絡資源快速指配、質量重點保障的端到端差異化服務。

與現(xiàn)有網(wǎng)絡相比，具備智能化的網(wǎng)絡主要通過網(wǎng)絡對用戶、業(yè)務、終端等多維度感知能力和網(wǎng)絡資源實時分配能力的增強，來實現(xiàn)基于業(yè)務策略的按需網(wǎng)絡資源匹配；通過智能的差異化承載能力，提高用戶體驗，提升網(wǎng)絡價值。網(wǎng)絡智能性提升涉及的關鍵技術涵蓋承載網(wǎng)絡與業(yè)務網(wǎng)絡，兩個層面的有機配合也是網(wǎng)絡智能性實現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)。

承載層：可管控的端到端差異化管道

當前的運營商網(wǎng)絡基本處于粗放、靜態(tài)化管道的狀態(tài)，采用靜態(tài)配置方式，可提供基于端口的限速和基于QoS等級的處理，但無法實現(xiàn)細粒度的差異化處理和動態(tài)的帶寬匹配。在承載層面，網(wǎng)絡智能性的提升主要包括四個要素：高速的網(wǎng)絡傳送能力、端到端差異化管道建立能力、智能的用戶管理能力、策略控制能力。

高速的網(wǎng)絡傳送能力。網(wǎng)絡具備足夠大的帶寬是一切智能化手段實施的基礎，提高網(wǎng)絡速度也是用戶能夠感受到的最直接的方式，特別是在接入網(wǎng)、城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)的通道帶寬。對于接入網(wǎng)，應主要通過光進銅退的推進，利用PON、VDSL等新技術實現(xiàn)接入帶寬的拓展；無線接入網(wǎng)適時引入LTE，提供高速的無線接入能力。對于城域和骨干網(wǎng)，應配合接入提速的進程，通過大容量路由設備和端口的引入以及網(wǎng)絡的合理規(guī)劃，支持視頻等大帶寬業(yè)務對網(wǎng)絡的基本需求。

此外，為了支持用戶多種方式的靈活接入，需要將現(xiàn)有的有線技術以及Wi-Fi、3G、未來的LTE等手段有機結合，并使用戶可以采用統(tǒng)一賬號接入不同的網(wǎng)絡，不同的接入終端也可以實現(xiàn)即插即用與自動適配，既讓用戶感到使用方便、成本合理、速率高，又利于運營商的合理投資，如支持CDMA和Wi-Fi優(yōu)選接入的C+W技術、未來支持LTE和Wi-Fi的無縫切換技術、不同接入網(wǎng)絡的統(tǒng)一控制等。

端到端差異化管道建立能力。端到端差異化管道是要建立從用戶終端—接入—城域—骨干—業(yè)務平臺/終端的全程具有QoS保障的通道。現(xiàn)有網(wǎng)絡部分區(qū)域采用Diffserv+網(wǎng)絡輕載的方式進行基于業(yè)務大類的相對QoS保障。對智能管道而言，一方面應以Diffserv為基本能力，擴大全網(wǎng)的QoS部署范圍，對特定流量進行差分處理，包括限速、帶寬分配、基于QoS等級的隊列調度等處理；另一方面應做細QoS的部署粒度，要綜合網(wǎng)絡感知等技術，實現(xiàn)對用戶及業(yè)務的細粒度區(qū)分和針對性的處理，包括對關鍵流量的質量保障和對非法無用流量的限速和管控。另外，應結合圖形化網(wǎng)管、自動策略配置等手段，進行基于用戶個性化需求及業(yè)務策略的便捷的QoS配置，實現(xiàn)差異化管道的快速指配。

智能的用戶管理能力。具有智能的用戶管理能力，主要指對用戶的屬性、狀態(tài)等信息進行全面的掌控和統(tǒng)一的管理，從而使網(wǎng)絡能夠對用戶需求做出更快速準確的匹配，同時，結合運營支撐系統(tǒng)的改進，為客戶提供有質量保證的自助式服務。例如，用戶可直接通過網(wǎng)上營業(yè)廳根據(jù)自身需求選擇帶寬、等級和相應的套餐，網(wǎng)絡則根據(jù)用戶自助訂購的需求提供相應的質量保障通道。

網(wǎng)絡需要掌控的用戶信息包括多個層面和維度，如用戶使用的業(yè)務類型、終端、用戶的位置和接入網(wǎng)絡、用戶的行為偏好等。網(wǎng)絡應按需對這些信息進行感知和分析，作為差異化管道建立的輸入。對用戶數(shù)據(jù)信息的感知包含不同深度和層次的內(nèi)容：1-3層的基礎數(shù)據(jù)包信息，例如VLAN、MAC地址、IP五元組信息等，這些信息可以基于現(xiàn)有IP設備的過濾功能獲??；4-7層的高層信息，例如應用類型（包括各類P2P流量、VoIP、即時通信等）、用戶基本屬性（如帳號狀態(tài)、接入方式等）、報文特征、終端類型、位置信息等，這些信息的獲取通常需要借助于DPI（深度包檢測）能力，通過端口檢測、特征分析、關聯(lián)識別和行為特征檢測等多種技術手段進行深度的感知，此外還需提供對Radius等信令解析的支持。

策略控制能力。策略控制系統(tǒng)是智能管道實現(xiàn)業(yè)務層和承載層聯(lián)動的關鍵，它能夠依據(jù)業(yè)務的實際需求動態(tài)地控制底層網(wǎng)絡資源的配給。策略控制系統(tǒng)的主要功能是根據(jù)來自上層業(yè)務平臺及認證系統(tǒng)的各類信息請求，生成控制策略，下發(fā)到IP承載網(wǎng)及移動分組域的邊緣設備，再對特定流量進行動態(tài)的控制和處理，包括帶寬分配、QoS等級設定、準入控制、靈活計費等。在實際部署中，可依據(jù)現(xiàn)有標準，根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)情況和業(yè)務需求進行具體的實施，同時要特別考慮固定網(wǎng)絡和移動網(wǎng)絡在控制層的互通與融合。

業(yè)務層：全面感知用戶信息

在業(yè)務層面，網(wǎng)絡智能性的提升需通過全面感知用戶信息，分析用戶行為，推理網(wǎng)絡資源和業(yè)務內(nèi)容需求并下發(fā)控制策略，進而實現(xiàn)業(yè)務資源和服務內(nèi)容的精細化按需推送。通過與承載層智能管道相結合，打造綜合業(yè)務平臺，提供豐富的創(chuàng)新業(yè)務，最終提高用戶體驗。

在業(yè)務層面，網(wǎng)絡智能性的提升主要包括三個要素：用戶信息采集系統(tǒng)的建立、用戶信息數(shù)據(jù)庫及其分析系統(tǒng)的建立、智能的內(nèi)容分發(fā)。

用戶信息采集系統(tǒng)。信息采集系統(tǒng)建設的焦點在于如何實時高效地獲得用戶訪問業(yè)務的5W信息，即何人（Who）在何時（When）何地（Where）以何種方式（How）訪問了何種業(yè)務（What）。5W信息具有不同的來源，需要在業(yè)務層和承載層協(xié)同進行采集。Who信息可以基于運營商在業(yè)務層建立的統(tǒng)一認證機制獲得，它使用戶無論在訪問何種業(yè)務時其身份都能夠被準確獲取，這也是運營商實現(xiàn)用戶業(yè)務有效融合的基礎；When和What信息主要來自相應的業(yè)務平臺，特別是當前運營商在著力建設業(yè)務訪問的統(tǒng)一入口，這將為相關信息的采集提供進一步的便利；Where信息來自于運營商提供的定位服務，這也是未來運營商業(yè)務拓展的關鍵領域，能夠通過基站、GPS、Wi-Fi多種技術手段滿足用戶不同精度的定位需求；How信息則需要通過承載層部署的感知能力獲取，例如網(wǎng)絡情況、終端類型等等，同時一些更豐富的信息也可以在業(yè)務層采集，例如訪問業(yè)務的具體終端型號等。

5W信息的采集，除了需要在相應層次上提供相關的硬件設備和軟件接口，最關鍵的是運營商要在統(tǒng)一規(guī)劃的基礎上實現(xiàn)能力的全面聚合，以確保信息采集的一致性和完整性。同時，不同信息采集接口之間的劃分要明確，減少數(shù)據(jù)冗余。其中，對于以提供定制化的網(wǎng)絡資源和業(yè)務內(nèi)容為目標的高智能網(wǎng)絡而言，用于標識用戶身份的Who信息將更為關鍵。

用戶信息數(shù)據(jù)庫及其分析系統(tǒng)。用戶信息數(shù)據(jù)庫建設的關鍵在于建模，這需要在數(shù)據(jù)庫設計時對數(shù)據(jù)進行全面分析和充分抽象并從中尋找數(shù)據(jù)的內(nèi)在聯(lián)系，進而確定數(shù)據(jù)庫的結構。高智能網(wǎng)絡的用戶信息數(shù)據(jù)庫圍繞著Who信息進行組織，重點是為各類數(shù)據(jù)定義合適的數(shù)據(jù)類型以支持今后的系統(tǒng)擴展，選取必要的鍵值和建立索引以滿足對系統(tǒng)進行全面分析的需求，設定各項約束以確保數(shù)據(jù)保存的一致性。

用戶信息數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的功能是基于數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)挖掘和決策支持，其關鍵在于數(shù)據(jù)分析引擎的設計。雖然在運營商的經(jīng)營分析系統(tǒng)中已經(jīng)廣泛應用了在線分析處理和數(shù)據(jù)挖掘技術，但是它們更多關注于經(jīng)營現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢等宏觀戰(zhàn)略問題。而高智能網(wǎng)絡則與之不同，它開展數(shù)據(jù)分析的核心維度是Who信息，分析的內(nèi)容主要是為了應對用戶需求變化所做的動態(tài)戰(zhàn)術策略，因此相關算法在實現(xiàn)上特別強調實時效果。另外，數(shù)據(jù)分析的結果要被封裝為服務策略（包括業(yè)務控制策略和網(wǎng)絡控制策略）并及時下發(fā)以指導業(yè)務內(nèi)容和網(wǎng)絡資源的調整。

用戶信息數(shù)據(jù)庫及其分析系統(tǒng)的建設可以廣泛地引入云計算技術。用戶信息的全面采集將生成海量數(shù)據(jù)，而按需供給的云存儲能夠提供高容量、高可擴展、高并發(fā)訪問的存儲能力。同時，因為數(shù)據(jù)的組織與分析均以用戶身份數(shù)據(jù)為中心，所以可以將相關的Who信息作為鍵值，利用基于Key-Value的分布式并行計算技術高效地進行相關演算。

內(nèi)容分發(fā)策略控制系統(tǒng)。內(nèi)容分發(fā)策略控制系統(tǒng)用于管控內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡的運行，是直接影響策略實現(xiàn)和用戶體驗的重要因素。它需要根據(jù)用戶信息數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)下發(fā)的服務策略，結合內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡的實際運行情況形成切實可行的分發(fā)策略，確保將用戶所需的業(yè)務內(nèi)容及時地推送到距離用戶最近的業(yè)務提供節(jié)點上。

如今，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡是已經(jīng)非常成熟的電信技術，它有效地支撐了流媒體、數(shù)據(jù)下載、Web頁面加速等增值服務，但是高智能網(wǎng)絡對它提出了更高的要求，這主要體現(xiàn)在實施內(nèi)容存儲與分發(fā)服務的分離，增強網(wǎng)絡的擴展性和適配性；整合內(nèi)容存儲和業(yè)務分發(fā)等能力，實現(xiàn)不同類型內(nèi)容服務（例如固定網(wǎng)絡服務和移動網(wǎng)絡服務）的融合；引入P2P技術，實現(xiàn)節(jié)點之間的資源共享，扁平化傳統(tǒng)的樹型架構，避免節(jié)點間多層次互通導致的性能下降。