3G網絡，智能終端和豐富的應用相融合推動移動互聯網的迅猛發展，以youtube、Facebook、Skype為代表的移動互聯網業務被廣泛使用。通過移動終端接入互聯網的數量呈爆炸式增長。根據Morgan Stanley今年對全球互聯網趨勢的分析，目前使用移動終端的互聯網連接數增長速度遠高于固網接入連接數的增長，并將于2015年最終超越固網連接數，超過16億用戶，成為互聯網最大的接入手段。移動互聯網的巨大成功為移動網絡帶來持續高速增長數據流量，促進移動網絡向高速率，低時延，扁平化的方向發展。另一方面，也給現有網絡帶來了數據海嘯的沖擊。

　　移動互聯網的巨大成功，離不開智能手機等移動寬帶終端的應用。以iPhone、黑莓、android手機為代表的新型智能手機，給用戶提供了更友好的人機界面、更方便使用的觸控技術、更便捷的應用體驗、更適用于移動終端的瀏覽器，這些都刺激用戶更長時間通過移動網絡接入互聯網。Iphone 在其發布后的10個季度內增長速度遠快于Netscape，AoL等固定接入互聯網技術發布后的增長。智能終端用戶量的快速增長對移動網絡造成的沖擊屢次顯現。以美國某主流運營商為例，過去3年移動數據流量暴增50倍以上，新增流量絕大部分來自iPhone。網絡由于iPhone對數據業務的需求不堪重負，網絡質量明顯下降。分別統計智能終端和普通終端所產生的網絡流量并作對比，智能手機產生的網絡負荷是普通手機的3-8倍，從國外成熟WCDMA運營商的統計來看，27%的iPhone手機產生70%的數據業務建立信令。這意味著移動網絡運營商在提供同樣的數據接入能力時，不得不付出更多的網絡資源，即使這種資源消耗并不產生成比例的收益。

　　移動互聯網的另一大推手是快速涌現的新型應用。社交網絡，視頻應用和IP語音是占比較高的應用類型。而在我國，隨著3G業務的廣泛開展，移動互聯網逐漸滲透到生活和工作的各個領域，移動音樂、手機游戲、視頻應用、位置服務等豐富多彩的移動互聯網應用迅猛發展，移動互聯網用戶和業務規模呈現爆炸式增長。據易觀國際最新發布的數據顯示，2010年上半年我國移動互聯網用戶數達2.14億，市場收入規模達人民幣237億元;預計到年底，用戶數將達3億，而全年收入規模將達633億元。而李開復在接受媒體采訪時預測中國移動互聯網用戶數將在未來3到5年內增長至8億人。以上數據都顯示，未來我國的移動互聯網用戶數仍呈現強勁的增長趨勢，需要移動網絡做好充分的準備以應對數據海嘯的沖擊。

　　移動互聯網的應用，也改變著人們的生活習慣。現在，人們可以通過移動互聯網建立社交圈，并需要隨時在多個社交圈中活動，而手機和移動網絡成了最有可能實現隨時上線的工具，也刺激了用戶想要永遠在線用戶體驗的需求。所謂永遠在線就是要網絡為該應用保持長期可用的會話和連接，其占用的網絡資源包括：移動性管理上下文中的用戶狀態長期處于連接態(connected)， 無線接入承載(RAB)，用戶承載上下文(PDP)，以及長期占用公網IP地址等。 無線資源的稀缺性決定了移動分組網絡按需分配的特性，因此并不天然地永遠在線的需求，這主要由以下三個方面原因造成：

　　1) 移動網絡資源的按需分配

　　由于無線資源有限，用戶只能分時分頻使用的特點，以及數據應用流量斷續的特點，決定了移動網絡的資源是按需分配給數據流量，而信道的分配和釋放需要無線和核心網的信令交互。在GPRS分組交換的通信方式中，數據的發送和接收方同信道之間沒有固定的占用關系。數據傳送之前并不需要預先分配信道、建立連接。當有數據傳送時，終端向SGSN發起PDP激活請求和業務請求，在請求被接受后，GPRS網絡為終端建立會話，分配無線接入承載，并根據數據流需要分配無線信道。移動網絡中設計了多種定時器用于監視用戶的移動性狀態，會話狀態和數據收發狀態。當定時器到時后，網絡根據用戶狀態釋放相應的資源。按需分配機制無法滿足業務永遠在線的需求。

　　2) GPRS網絡不完全支持PUSH類應用

　　傳統移動數據應用多為PULL類(如瀏覽，下載等)，只要GPRS網絡支持呼出功能即可實現。而智能終端上出現的大量在線應用多為雙向應用(如IM，Facebook等)，要求GPRS網絡支持呼入功能。

　　GPRS雖然設計支持呼入功能，但設備和網絡都未實現，終端也大多不支持此類操作。造成了事實上目前GPRS只有“pull” 功能，”push”只能依靠短信通知等手段間接實現。但這一方面會增加電路域網絡壓力，另一方面也顯然不能滿足即時通信靈活便捷的需要。

　　3) 部分終端的快速休眠機制

　　智能手機上大量數據傳輸，會嚴重消耗手機終端的電池容量。為了延長手機電池的使用壽命，以iPhone為代表的部分智能終端啟動了快速休眠機制。快速休眠，導致了狀態的頻繁遷移，即每次數據包發送，均從idle態進行PS呼叫建立，遷移到DCH態發送，發送完畢后又從DCH態強制返回idle態。快速休眠機制導致了手機頻繁的PDP的激活/去激活，不能保證永遠在線能力。

　　從以上三個方面可以看出，由于移動網絡和手機終端的特性，無法為應用提供永遠在線的能力。然而永遠在線是社交類應用，在線視頻，電子辦公等流行應用的需求，對用戶體驗提高有極大作用。因此應用開發者在了解移動網絡的資源分配機制的基礎上，利用高頻率、規則的“心跳”，不斷給網絡有數據傳輸的信號，網絡于是不斷為其分配資源，即使在其并沒有有效信息傳送時也是如此。這類應用也被稱為永遠在線類應用。這些永遠在線類應用都具有頻繁、斷續的小數據包發送和接收這一共同的行為特征。

　　目前永遠在線典型應用包括以下幾種：

　　a) QQ,MSN等即時通信類應用。這類應用的客戶端通過定時向應用服務器發送“心跳消息”達到長期占用外網IP地址的目的，且服務器可以通過感知終端上報的“心跳消息”來感知客戶端的在線狀態。這類應用不僅頻繁的“心跳消息”占用了大量的信令資源，其好友狀態更新、群消息、多人通話等行為也消耗大量網絡資源。

　　b) Smartphone上的大量智能應用，如google map等移動定位類業務，Email、Facebook等消息類業務，游戲、視頻、音樂等媒體類業務等等。以Email為例，要實現Email直接推送，移動手機需要與Exchange Server之間維持一個HTTPs的長連接，并通過頻繁的心跳消息來維持這個HTTPs長連接。

　　永遠在線類對網絡影響分析

　　永遠在線類應用為了滿足永遠在線的需求，采用了對網絡有破壞性的“心跳消息”來達到目的，對2G/3G網絡都帶來的巨大的沖擊。

　　在GSM網絡上，對于信令面，QQ等即時通信類業務引起了CCCH公共控制信道過載，并導致CS尋呼擁塞，影響用戶基本話音體驗。據某省統計，QQ的控制信道消耗是其他業務(如網頁瀏覽和下載)的5~10倍，導致一些地區控制信道負荷超過紅色門限或黃色門限(>0.9);直接造成尋呼成功率低，影響語音用戶體驗。對于業務面，部分永遠在線類業務PDCH資源利用效率較低，即時通信類業務的流量，導致資源消耗和收益不平衡等問題。

　　從國外運營商的3G/LTE網絡的統計數據來看，永遠在線類應用，特別是智能終端上的智能應用也給3G/LTE網絡造成了嚴重的影響。對于信令面，永遠在線類業務頻繁發送“心跳消息”，導致用戶RRC的狀態頻繁改變，Iu接口、S1接口用戶狀態不斷改變，尋呼和業務請求信令增加、RAB信令量激增等問題。據統計，用戶每發送一字節數據，永遠在線類應用會產生超過10倍于普通業務的信令量。圖1顯示了當開啟即時通信(永遠在線類應用)后，產生了超過10倍于普通業務的RAB信令量。圖2對iPhone、上網卡、普通手機產生的信令量和吞吐量進行了對比，iPhone和上網卡產生的信令量(如PDP激活數、路由區更新信令量等)和吞吐量遠高于普通手機。對于用戶面，永遠在線類應用的小流量、頻繁數據包大大降低了業務面資源的利用率，導致空口資源大量閑置卻無法使用，影響其他用戶接入。據統計，每HSDPA載頻最多接入6用戶，平均每用戶200多kbps，而永遠在線類應用僅零點幾kbps;每R4承載PDP最小分配16Kbps，，而永遠在線類應用僅零點幾kbps，影響業務承載效率。

　　四、運營商的面臨的挑戰

　　隨著智能終端、在線類應用的大規模普及以及移動互聯網的出現，終端和應用之間正在建立直接的聯系，移動運營商有可能弱化為只傳送數據但不感知應用的管道。

　　以iPhone為代表的智能手機終端以其優秀的設計吸引了大量用戶使用移動網絡，增大了運營商的移動用戶規模。但同時，智能終端和在線應用也給運營商網絡帶來了海嘯式的數據風暴。據統計，iPhone應用給AT&T網絡帶來了占比高達40%的無線數據流量，而這些流量對AT&T的收益并不明顯。而且隨著運營商基礎業務價格的不斷下降，運營商陷入了增量不增收的尷尬局面，逐漸被弱化為服務提供管道，給運營商的盈利能力帶來了嚴峻的挑戰。

　　移動互聯網的出現，互聯網上很多免費的業務被移動用戶廣泛使用，特別是互聯網的廉價的話音業務的提供，也極大地損害了運營商的話音業務的盈利能力，沖擊了運營商舊有的商業模式。

　　五、運營商的應對策略

　　為了應對以iPhone為代表的智能終端以及以youtube、Facebook為代表的永遠在線類應用對運營商網絡造成的挑戰，運營商應積極思考應對策略，以避免被管道化，重新建立以運營商為主導的智能應用產業鏈。

　　關于應對策略，我們認為可以從以下幾個方面著手：

　　1) 運營商應與應用提供商，終端制造商建立緊密的聯系，形成共識。智能終端和智能應用產生的數據風暴，不僅是對運營商網絡產生不利影響，而且也會影響了用戶的體驗和接入，導致終端的發展遇到瓶頸，最終出現多方受損這一我們最不愿看到的局面。因此，運營商應與應用提供商，終端制造商建立共識，即以對移動網絡資源強行濫用的方式提供新型應用不是長久發展之路，最終會導致多方受損，應找到共同發展的方式

　　2) 移動網絡應向智能化方向發展，感知業務并建立保證公平使用網絡的機制，保證用戶有同等的接入權。網絡是平等開放給所有用戶，但是少部分用戶頻繁使用永遠在線類應用大量占用帶寬，導致網絡擁塞，影響了大部分用戶的上網體驗及部分用戶的移動網絡接入，已經嚴重影響到了其他用戶上網的公平性。據國外某運營商HSDPA網絡數據流量分析，5%的用戶占用了90%的資源，造成了用戶使用網絡的不公平性。因此，為了保證大部分用戶使用網絡資源的公平性，運營商應該感知網絡業務，實現對網絡資源的可管可控。ePCC架構是實現運營商對網絡資源管控的有效手段。基于ePCC方案，運營商可以實現帶寬的精細化管理，實現基于用戶、業務、流量的管控，以保證有限的網絡資源能被大部分用戶公平使用和接入。

　　3) 改造運營商現有網絡，未來網絡應提供按需的永遠在線能力，使應用不再需要心跳等破壞性行為。