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4G APN专网认证计费

作者:「时讯无线」

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 建设背景

1、移动互联网时代
      互联网从PC互联跨入移动互联时代,移动终端井喷式的发展,互联网的访问流量90%由移动端产生,基于移动端的流量需求出现指数级的增长。
 
2、成熟的4G网络
      国内三大运营商(移动、电信、联通)在国内部署大量的4G基站,为移动端提供高达100M的移动带宽,高速的4G网络为互联网的网页浏览、视频直播、电子商务、移动办公、移动商务提供稳定的基石
 
3、成熟的移动端应用
       国内以微信、支付宝、快手、抖音等杀手级的引用将移动互联网引入深水区,为4G网络提供了优质的内容源,进一步推动移动端的流量消费。
 
4、物联网组网需求
      移动互联网即将进入万物互联时代、智能AI网络时代,对移动网络的组网呈现百花齐放,更灵活、更定制化的组网需求涌现。

移动组网模式

1、传统移动组网的局限
      传统移动组网分为公网组网和APN组网
 
2、公网组网
      国内三大运营商(移动、电信、联通)为个人用户提供SIM直接接入到互联网的移动组网方式,目前只能由运营商来主导销售,代理商仅做销售渠道,无法参与到网络接入、网络运营、网络管理。
 
3、专网组网(APN网络)
       专网组网是移动运营商为企事业单位提供移动网络的VPN专用网络,通过GRE/L2TP网络隧道方式,将企事业单位的SIM流量全部转向企事业单位的边界路由器,由企事业单位边界路由器完成流量的下一跳。

APN网络的两种应用模型

1、企业内部组网
      APN隧道将SIM卡流量传送到企业的边界路由器后,边界路由器通常由两种流量转发方式,转发到内部专网和转发到互联网
 
2、APN网络的转发内部专网
      边界路由器转发流量到内部专网,比较典型的模式为移动公交、移动警务、移动办公等,SIM卡的流量访问企事业单位的内部服务器。
 
3、APN网络的转发到互联网
       边界路由器转发流量到互联网,比较典型的模式为淘宝网的流量卡和大流量的4G路由器应用,将运营商APN网络流量转发到互联网。

建设APN定向流量平台意义

1、运营商的体制限制
      在移动互联网背景下,移动物联网、移动上网的需求井喷,市场需要更灵活、更定制化的移动组网需求,运营商存在网络无法个性化、业务开通审批周期长、产品定价周期长等限制。
 
2、建设个性化的APN网络
      千企千面,移动互联网需要更个性化的组网需求,为物联网、移动办公、移动上网、移动商务、移动定向视频提供秒级开通业务。
 
3、建设基于SAAS的APN承载网络
       基于移动运营商的APN平台之上搭建APN SAAS平台,从而为企业节省搭建专业APN网络平台的时间和精力,为企业提供APN网络运营支撑能力。
 
4、建设大流量的APN流量平台
       4G移动互联网时代,由于它的移动性,极大的分流了传统光纤家宽的流量,使人随时随地高速访问互联网,人对流量的需求将持续增加,移动运营商对APN流量相对公网流量存在价格优势,APN流量是公网流量的60%成本,大的APN流量池将是一个巨大的流量金库。

APN定向流量平台模式

1、API模式
      采用主流运营商物联网管理平台的API来进行SIM卡管理和定期流量查询。
 
特点:没有自己的接入网络,完全依赖运营商。
优点:投资小,见效快,投入一台或者多台管理服务器即可。
缺点:门槛低,极易被模仿,很容易被超越,缺少核心竞争力。
 
2、网络接入模式
      采用边界路由、接入BRAS、VPN接入路由、AAA认证计费系统来完成接入承载网络建设,达到与主流运营商完全媲美的系统。
 
特点:完全拥有自己的接入网络,可以接入多家运营商,业务自行定制。
优点:门槛高、存在一定的技术复杂性,有自己的接入承载网。
缺点:投资大,需要更多的设备、技术人员来支撑承载网。
 
3、推荐平台模式
      建议参照主流运营商的APN网络建设模式来建设APN定向流量平台。

APN定向流量平台需求一

1、APN网络承载网的需求
      建设自有的APN网络并提供互联网出口,从而实现APN网络的完全控制和个性化定制需求。
 
       建设内容包括:
 
       A、APN边界路由器
       B、APN网络接入BRAS
       C、APN网络的VPN转发路由
       D、AAA认证记账系统
       E、用户上网实名和访问日志系统
       F、APN BOSS业务系统
       G、基于微信的SIM卡自服务系统
       H、SAAS模式APN接入管理系统

APN定向流量平台需求二

1、SIM卡用户的QoS
      针对SIM卡用户可以进行QoS带宽控制,根据业务模型进行带宽下发,可以将用户带宽切片到K级别。
 
2、流量控制
    针对SIM卡用户可以进行流量限额经营,支撑市场销售各种定额套餐的流量卡。
 
3、DPI协议分流
    针对移动流量进行DPI分析,为流量出口进行协议分流,从而为定向内容提供有竞争力的方案
 
4、大数据分析
    针对移动流量进行大数据分析,在经营流量管道的同时,深度挖掘管道上的内容价值,实现多维度的经济效益。

APN定向流量平台需求三

1、SIM卡的实名认证和网监日志
      针对SIM卡用户可以身份证级别的实名认证,响应国家的网络安全等级并同时建设网监日志系统,以达到安全用网、合法用网,杜绝黄赌毒网络。
 
2、SIM卡的身份认证
    针对SIM卡用户进行身份认证(IMEI号、MSISDN号、ICCID号、IP地址等)。
 
3、SIM卡的计费
    针对SIM卡可以提供包天、包月、包年流量套餐计费,提供流量限额计费,提供时长计费等灵活的计费策略。
 
4、SIM卡的定向IP计费
    针对SIM卡可以提供定向IP计费,对中小微型企业提供APN转售业务。

APN定向流量平台需求四

1、APN网络SAAS服务
      提供一套APN的SAAS服务平台,为政府、事业单位、移动互联网企业提供SAAS方式的APN网络平台。
 
2、APN网络的微信自服务
    针对合作的企业的客户提供可定制化的SIM卡微信自服务平台。
 
3、APN网络的API服务
    针对一些物联网设备提供商(比如车载物联网设备、共享物联网设备)提供REST API,提供APN网络集成服务。

APN网络典型组网拓扑


 
1、终端:插入SIM卡的终端,可以是手机、笔记本、4G路由器等,根据客户不同的需求选用不同的终端。
2、联通GGSN:移动信令网到互联网的边界路由器, 客户通过WCDMA接入到GGSN,GGSN判断是VPN用户,向指定的LNS发起L2TP/GRE连接。
3、联通AAA服务器:负责对SIM的客户域名、SIM卡进行身份鉴权认证、计费。
4、专线:通常采用运营商的光纤专线或者互联网,此专线将运营商的GGSN和客户的边界路由器设备连接起来。
5、客户侧边界路由器(LNS):需支持L2TP/GRE协议,要与GGSN建立L2TP/GRE隧道。
6、企业AAA服务器:用于认证、授权,实现对拨号用户名、密码和IP地址的管理,此服务器为可选配置,用于提高网络的安全性。
7、企业内网和互联网:APN用户最终访问的企业内网或者转发到互联网上   

APN网络协议GRE流程


移动终端的拨号呼叫流程如下:
1、客户拨号经过SGSN,通过STP协议请求到达移动网络与互联网的边界网关GGSN
2、GGSN访问运营商AAA,检查域名
3、根据域名,运营商AAA将认证请求漫游转发到用户AAA,由用户AAA进行身份认证
4、运营商AAA或者用户AAA为客户分配IP地址
6、客户流量通过GRE隧道达到企业GRE边界路由,GRE隧道组网时已经建立
7、客户成功访问专网,或者由专网到互联网

APN网络协议L2TP流程
 


移动终端的拨号呼叫流程如下:
1、客户拨号经过SGSN,通过STP协议请求到达移动网络与互联网的边界网关GGSN
2、GGSN访问运营商AAA,检查域名
3、GGSN根据域名向企业侧的LNS发起L2TP隧道请求,此时GGSN作为LAC身份参与网络
4、客户与LNS建立PPP连接
5、访问客户AAA,安全验证
6、专网为客户分配IP地址
7、客户成功访问专网,或者由专网到互联网

APN网络协议IPoE流程


移动终端的拨号呼叫流程如下:
1、客户拨号经过SGSN,通过STP协议请求到达移动网络与互联网的边界网关GGSN
2、GGSN访问运营商AAA,检查域名和用户身份,并分配用户IP(每用户固定IP)
4、GGSN根据域名将认证成功的用户流量转发到企业侧GRE隧道边界路由器
5、企业侧IPoE BRAS根据IP地址作为用户名和密码向用户AAA发起身份认证
6、AAA可以下发QoS策略、流量限额策略、下一跳路由策略,IPoE BRAS根据这些策略将流量导向下一跳路由
7、客户成功访问专网,或者由专网到互联网

APN网络协议L2TP交互时序图


备注:
1、LAC在APN网络中对应的就是GGSN
2、LAC的Radius Server对应到APN网络中就是运营商的AAA
3、LNS在APN网络中对应的就是企业侧的LNS边界路由器
4、LNS的Radius Server对应到APN网络中就是企业的AAA

APN网络协议AAA交互时序图


备注:
1、在APN网络中,User对应为移动终端
2、在APN网络中,NAS对应为GGSN或者LNS或者IPoE BRAS
3、在APN网络中,Radius对应为运营商侧的AAA或者企业侧的AAA

APN网络虚拟运营商组网比较
序号 功能 GRE+AAA L2TP+AAA GRE+IPoE+AAA
1 申请难度 困难 容易 容易
2 认证传送 用户名携带ICCID号
可通过固定IP查询用户ICCID号
3 记账传送 用户名携带ICCID号
可通过固定IP查询用户ICCID号
4 组网复杂度 简单 简单 复杂
5 带宽QoS控制 不行 可以 可以
6 实名认证 困难 困难 容易
7 定向IP分流 不行 可以 可以

方案选择:
1、推荐采用GRE+IPoE+AAA认证方案。
2、该方案各移动运营商支持最成熟、申请快捷、可迅速开展业务。
3、其次可以采用L2TP+AAA方案,该方案在实名认证方面还是需要借助行为设备来完成。

APN网络虚拟运营商组网方案



APN网络虚拟运营商组网说明

组网说明:
1、虚商与主流运营商网络对接方案走GRE+IPoE+AAA认证接入
       协议流程模型参见本PPT第14页
 
2、虚商与企业侧网络对接方案走GRE隧道接入
       协议流程模型参见本PPT第12页,企业侧可不必部署AAA系统。
 
3、虚商的IPoE BRAS的认证和计费
       协议流程模型参见本PPT第16页,按照RADIUS协议标准来进行认证计费。
 
4、主流运营商SIM卡业务申请开卡注意点
       A、申请单上请填写为GRE隧道模式
       B、申请单上请填写IP地址为每用户固定IP,以配合IPoE认证识别用户
       C、申请开通企业域名的时候,要求运营商任意用户名和密码均可以拨号
        
APN网络虚拟运营商组网对外服务

1、互联网流量卡业务
       类似主流运营商的移动公网业务
 
2、APN定向流量卡业务
       类似主流运营商的APN专网业务
 
3、APN网络的SAAS服务
       类似主流运营商的物联网平台业务
 
4、流量大数据分析服务
       根据APN网络内的流量进行大数据分析服务
 
5、4G链路备份服务
        根据移动的网络的便捷性,为分支机构企业提供链路备份服务      

 
APN网络虚拟运营商组网收入预估

序号 业务 数量 销售额 利润
1 互联网流量卡业务 10W SIM卡 200W/月
2400W/年
10%利润
240W/年
2 APN定向流量卡业务 (物联网卡业务)

 
20W SIM卡 100W/月
1200W/年
10%利润
120W/年
3 APN网络SAAS服务 20公司 100W/公司/年
2000W/年
60%利润
1200W/年
4 合计 1560W/年


APN网络虚拟运营商组网收入预估
序号 业务 数量 销售额 利润
1 互联网流量卡业务 5W SIM卡 100W/月
1200W/年
10%利润
120W/年
2 APN定向流量卡业务 (物联网卡业务)

 
10W SIM卡 50W/月
600W/年
10%利润
60W/年
3 APN网络SAAS服务 20公司 10W/公司/年
200W/年
60%利润
120W/年
4 合计
 
2000w/年 300w/年




一期侧重网络侧建设:
 
1、虚商GRE边界路由器
       
2、IPoE BRAS网络接入网关
       
3、虚商企业侧GRE边界路由器
       
4、AAA认证计费系统
 
5、用户上网实名和访问日志系统

APN网络虚拟运营商组网二期建设

二期侧重运营侧建设:
 
1、虚商APN BOSS业务系统
       
2、基于微信的SIM卡自服务系统
       
3、 SAAS模式APN接入管理系统
       
4、开放式REST API接口系统
 
5、双机安全备份系统

 

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