提升城市光網(wǎng)能力促進三網(wǎng)融合發(fā)展

2010-04-04 17:07:17黃小桑

電信科學 2010年2期

沈鳴，黃小桑

(1.中國電信股份有限公司上海分公司上海200122；2.中國電信股份有限公司上海研究院上海200122)

1 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速增長和多媒體業(yè)務(wù)的日益豐富，用戶對寬帶網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求不僅包括數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，還會包括更多融合類應(yīng)用，如3D視頻、視頻通話，以滿足人們工作生活等各方面需求。因此，提升寬帶速率發(fā)展、發(fā)展城市光網(wǎng)、開展三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)將成為各大運營商的主旋律。

電信運營商新一輪的重組后，全業(yè)務(wù)運營時代的來臨，運營商之間的競爭也日趨激烈，在移動市場上，雖然中國移動一枝獨秀，但受到中國電信和中國聯(lián)通的夾擊，市場份額有所下降，寬帶一直作為之前固網(wǎng)運營商上傳統(tǒng)收入來源的業(yè)務(wù)，競爭也開始不斷加劇。各個運營商上都在加緊部署高速網(wǎng)絡(luò)，例如，2009年4月28日，中國電信與上海市政府簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，中國電信將在上海實施光纖寬帶戰(zhàn)略，3年內(nèi)將投入260億元人民幣，全面啟動“城市光網(wǎng)”行動計劃。用3年時間達到“百兆到戶、千兆進樓、T級出口”的網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，2009年實現(xiàn)能力覆蓋75萬戶，2010年覆蓋達150萬戶，2011年覆蓋達300萬戶以上，到2012年，全面實現(xiàn)光纖進樓到戶，那時上海將進入“秒傳”的時代。中國聯(lián)通的“寬帶提速”工程也已于2009年4月底完成前期部署，2009年底聯(lián)通2 Mbit/s以上寬帶用戶比例由2008年底的55%提升至87%。其計劃未來3年寬帶用戶年增長30%以上，預計到2011年，聯(lián)通在北方城市10 Mbit/s帶寬提供能力將達90%，F(xiàn)TTx覆蓋60%的小區(qū)。同時，中國移動也已迫不及待地進入固網(wǎng)寬帶領(lǐng)域，推進光纖到樓、光纖到戶，大規(guī)模部署光纖到戶，并已經(jīng)開始利用中國鐵通原有的資源來推廣寬帶業(yè)務(wù)，加快固網(wǎng)業(yè)務(wù)部署節(jié)奏，并已確定涉及政府部門、大型零售商鋪、重要辦公樓等場所的首批7個全業(yè)務(wù)寬帶項目。

在國內(nèi)運營商開始加快寬帶提速步伐的同時，國外運營商已經(jīng)在城市光纖網(wǎng)絡(luò)上進行大規(guī)模建設(shè)和運營。有的國家用戶普及率已經(jīng)很高，高帶寬應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，帶動國內(nèi)信息化水平飛速提升。

截至2008年度，日本寬帶用戶數(shù)已經(jīng)達到3 010萬，平均帶寬為63.6 Mbit/s，家庭普及率為55%。日本是FTTH發(fā)展最好的國家，繼2001年至2004年日本政府開始實行“e-Japan”計劃和“u-Japan”計劃后，2006年8月又推出“下一代寬帶發(fā)展戰(zhàn)略2010”，目標是2010年寬帶覆蓋率達到100%，90%的家庭都可接入超高速(速率為30 Mbit/s)網(wǎng)絡(luò)。目前日本的FTTH網(wǎng)絡(luò)為商業(yè)用戶提供1 Gbit/s接入速率的服務(wù)，向家庭提供最高100 Mbit/s接入速率的服務(wù)。

截至2008年底，韓國寬帶用戶數(shù)為1 547萬，平均帶寬49.5 Mbit/s，家庭普及率93%。韓國目前FTTB/FTTH家庭普及率居全球之首。韓國政府在2003年開始制訂“IT839戰(zhàn)略規(guī)劃”，逐步發(fā)展FTTX替代DSL網(wǎng)絡(luò)，最終實現(xiàn)“u-Korea”目標。2004年，韓國提出了為期6年的BCN(broadband convergence network)計劃，最后一公里全面走向FTTH。2009年2月韓國宣布，在2012年前建設(shè)速度為目前10倍的光纜網(wǎng)絡(luò)，無線寬帶融合的網(wǎng)絡(luò)(UBcN)。該網(wǎng)絡(luò)建成后，有線網(wǎng)最高傳輸速率將達1 Gbit/s，無線網(wǎng)平均傳輸速率將達10 Mbit/s。

新加坡實行的“智慧國2015計劃(iN2015規(guī)劃)”，目標是到2015年成為世界領(lǐng)先的 “無線和有線寬帶網(wǎng)絡(luò)國家”，使擁有寬帶網(wǎng)的家庭比例從目前的52%增加到85%，最終完全覆蓋。作為iN2015規(guī)劃的一部分，國家寬帶網(wǎng)絡(luò)(NBN)計劃為每一個家庭和商業(yè)用戶提供1 Gbit/s的固定寬帶FTTH連接。該計劃預計2012年6月完成95%的覆蓋面積，2013年1月1日完成所有部署，每個用戶基本可達到100 Mbit/s。

無論在國內(nèi)還是國外，城市的經(jīng)濟高速發(fā)展對信息通信產(chǎn)生了強烈的需求，同時信息通信的超前發(fā)展也會對城市的經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生有力的推動作用。城市光纖網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，寬帶網(wǎng)絡(luò)的大幅升級將促進三網(wǎng)融合的發(fā)展、業(yè)務(wù)模式的創(chuàng)新、經(jīng)濟增長方式的根本轉(zhuǎn)變，是信息技術(shù)自主創(chuàng)新、信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的又一個大跨越。

2 城市光網(wǎng)的定義和關(guān)鍵點

城市光網(wǎng)(metrooptical Network，MONet)是以FTTH、FTTB光接入技術(shù)為基礎(chǔ)，以高性能路由集群、IPv6等關(guān)鍵技術(shù)為導向，以IP全業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)為依托，構(gòu)建“百兆進戶、千兆進樓、T級出口”的網(wǎng)絡(luò)能力，打造以IP化、扁平化、寬帶化、融合化為核心特征的可管、可控的綠色高性能光網(wǎng)絡(luò)。

城市光網(wǎng)是擺脫基于銅纜技術(shù)的帶寬瓶頸，在城市化地區(qū)實現(xiàn)商務(wù)樓光纖到樓層、住宅小區(qū)光纖進門洞，滿足多業(yè)務(wù)高寬帶承載要求的三網(wǎng)融合的寬帶光網(wǎng)絡(luò)。

城市光網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)是以在城市光網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)發(fā)展高帶寬接入為基本屬性，以語音、數(shù)據(jù)、視頻等融合業(yè)務(wù)為基本特征，以產(chǎn)品和接入方式分離為基本原則，20 Mbit/s及以上帶寬接入的應(yīng)用業(yè)務(wù)基本可以實現(xiàn)整個家庭的綜合信息服務(wù)。例如，將來可以為一個家庭提供一路10 Mbit/s高清、一路2 Mbit/s標清、8 Mbit/s高速上網(wǎng)來實現(xiàn)家庭中各種信息化的應(yīng)用。

目前，上海城市光網(wǎng)正在加速進行寬帶網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的升級改造，城市光網(wǎng)是一個覆蓋接入網(wǎng)、城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃與建設(shè)計劃，主要包括如下3個方面的關(guān)鍵內(nèi)容。

（1）接入網(wǎng)全面改造，大幅度提升寬帶接入網(wǎng)的能力，實現(xiàn)百兆到戶、千兆進樓

寬帶接入網(wǎng)改造的主要目標是全面采用以PON為代表的光纖接入技術(shù)，大幅提升寬帶普及率和用戶接入速率，實現(xiàn)百兆到戶、千兆到樓，滿足公眾客戶的高速互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)、高清晰度IPTV、語音、視頻監(jiān)控、遠程教育、遠程醫(yī)療等多種業(yè)務(wù)的需求，也為政企客戶提供“光纖到辦公室(FTTO)”甚至“光纖到桌面(FTTDesk)”的高速互聯(lián)網(wǎng)接入、企業(yè)專線互聯(lián)、視訊等業(yè)務(wù)，使得城市的寬帶接入網(wǎng)全面達到國際領(lǐng)先的水平。

（2）城市骨干核心網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)平臺性能進行大幅提升

城市光網(wǎng)采用一系列新技術(shù)，包括單端口40 Gbit/s的集群路由交換技術(shù)、單波40 Gbit/s整機3.2 Tbit/s傳輸能力的城域波分復用技術(shù)等，進一步提升現(xiàn)有IP城域網(wǎng)和傳輸網(wǎng)的容量，顯著提高城市的城域網(wǎng)能力。

（3）國際、國內(nèi)出口層加大建設(shè)，打造國際通信樞紐

在城市光網(wǎng)配套工程中，國內(nèi)和國際出口必將進行建設(shè)升級，海底光纜系統(tǒng)也將進行擴容，實現(xiàn)T級的國際出口。同時在城際網(wǎng)絡(luò)擴容后，國內(nèi)出口也可達到十幾T的帶寬，從而保障高帶寬下遠程大量信息流動的暢通和快速，結(jié)合國際、國內(nèi)衛(wèi)星地面站可形成“海陸空”三位一體的國際、國內(nèi)數(shù)據(jù)交換通信樞紐。目前在上海，由于城市光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和改造的推進，城域互聯(lián)網(wǎng)出口帶寬2009年已達到1.2 Tbit/s，成為國內(nèi)第一個互聯(lián)網(wǎng)出口超過T級的城市，IP網(wǎng)絡(luò)交換能力超過15 Tbit/s，成為具備覆蓋全球5大洲光網(wǎng)絡(luò)核心出口城市。

在上述3個方面的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和改造中，由于接入網(wǎng)覆蓋面廣，各種場景十分復雜，其建設(shè)和改造的工作量非常大。因而，光纖接入替代銅纜接入的寬帶接入網(wǎng)改造是城市光網(wǎng)建設(shè)的重點和難點。

3 城市光網(wǎng)與同類技術(shù)比較

作為三網(wǎng)融合的基礎(chǔ)通信設(shè)施，城市光網(wǎng)采用了FTTH/FTTB(PON)接入模式，而其中普遍使用的FTTH模式是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供足夠帶寬，完全滿足寬帶接入的需求。對比目前另一種接入模式EPON+EOC模式，雖然兩者在核心網(wǎng)絡(luò)和PON技術(shù)上存在非常相似的技術(shù)特性，但在接入技術(shù)層面FTTH模式優(yōu)勢明顯。

與EOC模式中入戶的同軸電纜相比，F(xiàn)TTH模式中入戶的光纖具有如下技術(shù)優(yōu)勢。

（1）傳輸速率高

目前，單波長光纖的傳輸速率一般在2.5Gbit/s～10 Gbit/s，其巨大的帶寬潛力是同軸電纜所無法比擬的。

（2）功率損耗小

現(xiàn)階段應(yīng)用的光纖傳輸損耗為0.2 dB/km，這對于提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別重要的意義。

（3）抗干擾能力強

光纖是由SiO2拉制而成，與之相聯(lián)系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，既不受自然界雷電、太陽黑子活動和電離層變化的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾。同時它是一種非導電的介質(zhì)，交變電磁波在其中不會產(chǎn)生感生電動勢，所以不會產(chǎn)生與信號無關(guān)的噪聲。

（4）保密性能好

光纖中光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，即使在彎曲半徑很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的，所以擁有極佳的保密性能，是構(gòu)建安全性網(wǎng)絡(luò)的理想選擇。

同時需要指出的是，F(xiàn)TTH模式完全基于無源光網(wǎng)絡(luò)，從局端到用戶，基本可以做到全程無源。而由于無源EOC的數(shù)據(jù)信號不能通過分支分配器，易受信號干擾，無法進行不同業(yè)務(wù)的不同優(yōu)先級傳輸，所以被廣泛使用的EPON+EOC模式仍然需要有源設(shè)備。拋開技術(shù)層面的優(yōu)劣，在實際改造工程中，城市光網(wǎng)所采用的FTTH/FTTB(PON)模式相比于EPON+EOC模式依然是一種更為有效的實現(xiàn)手段。

從工程實現(xiàn)上看，EPON+EOC模式要想實現(xiàn)三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)，還需解決室內(nèi)布線難題，因為在同軸電纜入戶后，其Cable接入點一般位于電視機旁，與電話機、PC不在同一位置，所以仍需要利用五類線等媒質(zhì)完成關(guān)聯(lián)。FTTH/FTTB(PON)模式對于三網(wǎng)融合后的室內(nèi)布線則有完備的解決方案，包括室內(nèi)有線和無線覆蓋。同時，針對已建建筑的光纜入戶問題，開發(fā)了相應(yīng)的配套施工器材，制訂了完整的施工規(guī)范，在實際工程中選用最優(yōu)的施工方法、工藝及器件，很好地解決了光纖入戶的一系列問題。

從成本角度上看，EPON+EOC模式在不含線纜和工程費用時每戶設(shè)備平均成本為1 100元人民幣，在同等帶寬和功能要求的情況下，與FTTH/FTTB(PON)模式相比較毫無優(yōu)勢。同時EPON+EOC模式在Cable分配網(wǎng)絡(luò)的寬帶化、雙向化改造這兩部分工作的改造成本、實施難度和建設(shè)周期也明顯高于FTTH/FTTB模式。

4 城市光網(wǎng)的業(yè)務(wù)構(gòu)想

城市光網(wǎng)全面覆蓋將是城市信息化能級的一個大飛躍，用戶上網(wǎng)可以迅速擺脫昔日1 Mbit/s～2 Mbit/s上網(wǎng)的速度，將體驗10 Mbit/s～100 Mbit/s超高速的上網(wǎng)沖浪，這種大跨越比2000年期間擺脫56 kbit/s撥號上網(wǎng)時代將更具震撼性。同時，一根光纖進入尋常百姓家庭后，可以滿足家庭中所有的信息化應(yīng)用和服務(wù)需求。在不久的未來，用戶在家中能夠同時享受到高速上網(wǎng)、看高清電視、進行高清視頻通話、智能家居等各項數(shù)字化新生活，網(wǎng)絡(luò)將永遠在線并成為家庭與外界持續(xù)保持連接的橋梁，形成真正的三網(wǎng)融合、三網(wǎng)合一。在城市光網(wǎng)的高速帶寬基礎(chǔ)上，雖然近幾年業(yè)務(wù)模式將會出現(xiàn)變革性、多樣性、爆發(fā)式的創(chuàng)新，但可以預見，高速帶寬業(yè)務(wù)將呈現(xiàn)以下3個特征。

（1）高清視頻化

帶寬的飛速提升，高清電視、3D電視、高清3D網(wǎng)絡(luò)游戲、高清在線音樂、高清視頻通話等信息化應(yīng)用將成為將來的主流產(chǎn)品，高清晰視聽節(jié)目內(nèi)容將會得到普及，人們對視頻的體驗將會大幅提升，精神文化生活將得到進一步提高。

（2）實時互動化

在信息技術(shù)高速發(fā)展的帶動下，傳統(tǒng)服務(wù)型行業(yè)也將形成新的局面，業(yè)務(wù)模式將充分融入信息化手段。醫(yī)生可以在遠程進行就診、看病，患者足不出戶即可解除病痛，猶如親臨醫(yī)院一樣，這就是遠程實況醫(yī)療服務(wù)。人們的學習生活也可以徹底擺脫地域和時間的限制，通過高速網(wǎng)絡(luò)，教師在辦公室就可為成百上千甚至更多的學生進行互動式演講和上課，上課現(xiàn)場的所有信息都可實時通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給在各個地方的學生，這種遠程教育模式也將會隨著帶寬瓶頸的突破迅速得到普及應(yīng)用。同樣，可視電話、視頻會議、家庭監(jiān)控、三屏互動等實時高清視頻互動應(yīng)用也將成為數(shù)字化新生活中的一個重要組成部分，人們溝通的障礙和信息的損耗將會降到最低，實時感和實況感將會更強。

（3）應(yīng)用云化

在高速帶寬下，對于用戶終端設(shè)備將變得越來越簡約，因為以后的網(wǎng)絡(luò)平臺側(cè)的計算能力將變得異常強大，形成集群計算能力，所有的應(yīng)用計算、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)分發(fā)等環(huán)節(jié)都將在平臺側(cè)實現(xiàn)，用戶終端設(shè)備只要接收最終平臺處理好的數(shù)據(jù)，把它們在屏幕上顯示出來就可以了，這就是目前非常先進的云計算技術(shù)。云計算使傳統(tǒng)C/S架構(gòu)的處理機制發(fā)揮到了一個新境界，可以使每個用戶終端設(shè)備的計算處理能力都集中到云網(wǎng)絡(luò)上，用戶終端設(shè)備可以擺脫各種應(yīng)用適配、繁重計算處理又不能共享計算資源的障礙，從而形成更加簡約的設(shè)備，方便用戶攜帶。雖然這種應(yīng)用是以犧牲帶寬為代價的，但隨著城市光網(wǎng)的普及和帶寬的充裕，這種創(chuàng)新的模式應(yīng)用將會大大突破傳統(tǒng)的瓶頸，成為未來IT界應(yīng)用開發(fā)的主流。

城市光網(wǎng)的建設(shè)將大幅提升傳統(tǒng)通信能力，大大促進了三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)的發(fā)展，語音通信、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字電視不再是獨立的業(yè)務(wù)體系，而融合發(fā)展將成為業(yè)務(wù)創(chuàng)新的主旋律，業(yè)務(wù)模式也將從解決問題型向客戶精彩體驗型轉(zhuǎn)變，信息化應(yīng)用將不斷推陳出新，綜合信息服務(wù)變革時代即將來臨。

5 結(jié)束語

作為三網(wǎng)融合信息與通信基礎(chǔ)設(shè)施，城市光網(wǎng)是一個系統(tǒng)性工程，它的發(fā)展需要長期和持續(xù)的推進。前期主要以網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為主，后期將更多的是產(chǎn)業(yè)發(fā)展、業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新以及內(nèi)容集聚，這個過程將會面臨非常多的挑戰(zhàn)，不過在政府的大力支持和推動下，在運營商的全力建設(shè)和推進下，在產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴協(xié)同下，在人民群眾的使用需求驅(qū)動下，城市光網(wǎng)的業(yè)務(wù)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)上的發(fā)展將會更加飽滿，人民的精神文化生活也將更加豐富多彩。打造高品質(zhì)、高容量、高速度的城市光纖網(wǎng)絡(luò)是促進國家三網(wǎng)融合發(fā)展的重要保障，也是三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)模式和機制創(chuàng)新的重要基礎(chǔ)。