提升城市光网能力 促进三网融合发展

沈 鸣，黄小桑

(1.中国电信股份有限公司上海分公司 上海200122；2.中国电信股份有限公司上海研究院 上海200122)

1 引言

随着互联网的迅速增长和多媒体业务的日益丰富，用户对宽带网的业务需求不仅包括数据和多媒体业务，还会包括更多融合类应用，如3D视频、视频通话，以满足人们工作生活等各方面需求。因此，提升宽带速率发展、发展城市光网、开展三网融合业务将成为各大运营商的主旋律。

电信运营商新一轮的重组后，全业务运营时代的来临，运营商之间的竞争也日趋激烈，在移动市场上，虽然中国移动一枝独秀，但受到中国电信和中国联通的夹击，市场份额有所下降，宽带一直作为之前固网运营商上传统收入来源的业务，竞争也开始不断加剧。各个运营商上都在加紧部署高速网络，例如，2009年4月28日，中国电信与上海市政府签署了战略合作协议，中国电信将在上海实施光纤宽带战略，3年内将投入260亿元人民币，全面启动“城市光网”行动计划。用3年时间达到“百兆到户、千兆进楼、T级出口”的网络覆盖能力，2009年实现能力覆盖75万户，2010年覆盖达150万户，2011年覆盖达300万户以上，到2012年，全面实现光纤进楼到户，那时上海将进入“秒传”的时代。中国联通的“宽带提速”工程也已于2009年4月底完成前期部署，2009年底联通2 Mbit/s以上宽带用户比例由2008年底的55%提升至87%。其计划未来3年宽带用户年增长30%以上，预计到2011年，联通在北方城市10 Mbit/s带宽提供能力将达90%，FTTx覆盖60%的小区。同时，中国移动也已迫不及待地进入固网宽带领域，推进光纤到楼、光纤到户，大规模部署光纤到户，并已经开始利用中国铁通原有的资源来推广宽带业务，加快固网业务部署节奏，并已确定涉及政府部门、大型零售商铺、重要办公楼等场所的首批7个全业务宽带项目。

在国内运营商开始加快宽带提速步伐的同时，国外运营商已经在城市光纤网络上进行大规模建设和运营。有的国家用户普及率已经很高，高带宽应用已经非常普遍，带动国内信息化水平飞速提升。

截至2008年度，日本宽带用户数已经达到3 010万，平均带宽为63.6 Mbit/s，家庭普及率为55%。日本是FTTH发展最好的国家，继2001年至2004年日本政府开始实行“e-Japan”计划和“u-Japan”计划后，2006年8月又推出“下一代宽带发展战略2010”，目标是2010年宽带覆盖率达到100%，90%的家庭都可接入超高速(速率为30 Mbit/s)网络。目前日本的FTTH网络为商业用户提供1 Gbit/s接入速率的服务，向家庭提供最高100 Mbit/s接入速率的服务。

截至2008年底，韩国宽带用户数为1 547万，平均带宽49.5 Mbit/s，家庭普及率93%。韩国目前FTTB/FTTH家庭普及率居全球之首。韩国政府在2003年开始制订“IT839战略规划”，逐步发展FTTX替代DSL网络，最终实现“u-Korea”目标。2004年，韩国提出了为期6年的BCN(broadband convergence network)计划，最后一公里全面走向FTTH。2009年2月韩国宣布，在2012年前建设速度为目前10倍的光缆网络，无线宽带融合的网络(UBcN)。该网络建成后，有线网最高传输速率将达1 Gbit/s，无线网平均传输速率将达10 Mbit/s。

新加坡实行的“智慧国2015计划(iN2015规划)”，目标是到2015年成为世界领先的 “无线和有线宽带网络国家”，使拥有宽带网的家庭比例从目前的52%增加到85%，最终完全覆盖。作为iN2015规划的一部分，国家宽带网络(NBN)计划为每一个家庭和商业用户提供1 Gbit/s的固定宽带FTTH连接。该计划预计2012年6月完成95%的覆盖面积，2013年1月1日完成所有部署，每个用户基本可达到100 Mbit/s。

无论在国内还是国外，城市的经济高速发展对信息通信产生了强烈的需求，同时信息通信的超前发展也会对城市的经济发展产生有力的推动作用。城市光纤网络的建设，宽带网络的大幅升级将促进三网融合的发展、业务模式的创新、经济增长方式的根本转变，是信息技术自主创新、信息产业发展的又一个大跨越。

2 城市光网的定义和关键点

城市光网(metrooptical Network，MONet)是以FTTH、FTTB光接入技术为基础，以高性能路由集群、IPv6等关键技术为导向，以IP全业务支撑系统为依托，构建“百兆进户、千兆进楼、T级出口”的网络能力，打造以IP化、扁平化、宽带化、融合化为核心特征的可管、可控的绿色高性能光网络。

城市光网是摆脱基于铜缆技术的带宽瓶颈，在城市化地区实现商务楼光纤到楼层、住宅小区光纤进门洞，满足多业务高宽带承载要求的三网融合的宽带光网络。

城市光网提供的业务是以在城市光网覆盖区域内发展高带宽接入为基本属性，以语音、数据、视频等融合业务为基本特征，以产品和接入方式分离为基本原则，20 Mbit/s及以上带宽接入的应用业务基本可以实现整个家庭的综合信息服务。例如，将来可以为一个家庭提供一路10 Mbit/s高清、一路2 Mbit/s标清、8 Mbit/s高速上网来实现家庭中各种信息化的应用。

目前，上海城市光网正在加速进行宽带网络的覆盖和现有网络的升级改造，城市光网是一个覆盖接入网、城域网、骨干网的网络发展战略规划与建设计划，主要包括如下3个方面的关键内容。

（1）接入网全面改造，大幅度提升宽带接入网的能力，实现百兆到户、千兆进楼

宽带接入网改造的主要目标是全面采用以PON为代表的光纤接入技术，大幅提升宽带普及率和用户接入速率，实现百兆到户、千兆到楼，满足公众客户的高速互联网应用服务、高清晰度IPTV、语音、视频监控、远程教育、远程医疗等多种业务的需求，也为政企客户提供“光纤到办公室(FTTO)”甚至“光纤到桌面(FTTDesk)”的高速互联网接入、企业专线互联、视讯等业务，使得城市的宽带接入网全面达到国际领先的水平。

（2）城市骨干核心网络和业务平台性能进行大幅提升

城市光网采用一系列新技术，包括单端口40 Gbit/s的集群路由交换技术、单波40 Gbit/s整机3.2 Tbit/s传输能力的城域波分复用技术等，进一步提升现有IP城域网和传输网的容量，显著提高城市的城域网能力。

（3）国际、国内出口层加大建设，打造国际通信枢纽

在城市光网配套工程中，国内和国际出口必将进行建设升级，海底光缆系统也将进行扩容，实现T级的国际出口。同时在城际网络扩容后，国内出口也可达到十几T的带宽，从而保障高带宽下远程大量信息流动的畅通和快速，结合国际、国内卫星地面站可形成“海陆空”三位一体的国际、国内数据交换通信枢纽。目前在上海，由于城市光纤网络建设和改造的推进，城域互联网出口带宽2009年已达到1.2 Tbit/s，成为国内第一个互联网出口超过T级的城市，IP网络交换能力超过15 Tbit/s，成为具备覆盖全球5大洲光网络核心出口城市。

在上述3个方面的网络建设和改造中，由于接入网覆盖面广，各种场景十分复杂，其建设和改造的工作量非常大。因而，光纤接入替代铜缆接入的宽带接入网改造是城市光网建设的重点和难点。

3 城市光网与同类技术比较

作为三网融合的基础通信设施，城市光网采用了FTTH/FTTB(PON)接入模式，而其中普遍使用的FTTH模式是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供足够带宽，完全满足宽带接入的需求。对比目前另一种接入模式EPON+EOC模式，虽然两者在核心网络和PON技术上存在非常相似的技术特性，但在接入技术层面FTTH模式优势明显。

与EOC模式中入户的同轴电缆相比，FTTH模式中入户的光纤具有如下技术优势。

（1）传输速率高

目前，单波长光纤的传输速率一般在2.5Gbit/s～10 Gbit/s，其巨大的带宽潜力是同轴电缆所无法比拟的。

（2）功率损耗小

现阶段应用的光纤传输损耗为0.2 dB/km，这对于提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。

（3）抗干扰能力强

光纤是由SiO2拉制而成，与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，既不受自然界雷电、太阳黑子活动和电离层变化的干扰，也不受人为释放的电磁干扰。同时它是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，所以不会产生与信号无关的噪声。

（4）保密性能好

光纤中光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送，即使在弯曲半径很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的，所以拥有极佳的保密性能，是构建安全性网络的理想选择。

同时需要指出的是，FTTH模式完全基于无源光网络，从局端到用户，基本可以做到全程无源。而由于无源EOC的数据信号不能通过分支分配器，易受信号干扰，无法进行不同业务的不同优先级传输，所以被广泛使用的EPON+EOC模式仍然需要有源设备。抛开技术层面的优劣，在实际改造工程中，城市光网所采用的FTTH/FTTB(PON)模式相比于EPON+EOC模式依然是一种更为有效的实现手段。

从工程实现上看，EPON+EOC模式要想实现三网融合业务，还需解决室内布线难题，因为在同轴电缆入户后，其Cable接入点一般位于电视机旁，与电话机、PC不在同一位置，所以仍需要利用五类线等媒质完成关联。FTTH/FTTB(PON)模式对于三网融合后的室内布线则有完备的解决方案，包括室内有线和无线覆盖。同时，针对已建建筑的光缆入户问题，开发了相应的配套施工器材，制订了完整的施工规范，在实际工程中选用最优的施工方法、工艺及器件，很好地解决了光纤入户的一系列问题。

从成本角度上看，EPON+EOC模式在不含线缆和工程费用时每户设备平均成本为1 100元人民币，在同等带宽和功能要求的情况下，与FTTH/FTTB(PON)模式相比较毫无优势。同时EPON+EOC模式在Cable分配网络的宽带化、双向化改造这两部分工作的改造成本、实施难度和建设周期也明显高于FTTH/FTTB模式。

4 城市光网的业务构想

城市光网全面覆盖将是城市信息化能级的一个大飞跃，用户上网可以迅速摆脱昔日1 Mbit/s～2 Mbit/s上网的速度，将体验10 Mbit/s～100 Mbit/s超高速的上网冲浪，这种大跨越比2000年期间摆脱56 kbit/s拨号上网时代将更具震撼性。同时，一根光纤进入寻常百姓家庭后，可以满足家庭中所有的信息化应用和服务需求。在不久的未来，用户在家中能够同时享受到高速上网、看高清电视、进行高清视频通话、智能家居等各项数字化新生活，网络将永远在线并成为家庭与外界持续保持连接的桥梁，形成真正的三网融合、三网合一。在城市光网的高速带宽基础上，虽然近几年业务模式将会出现变革性、多样性、爆发式的创新，但可以预见，高速带宽业务将呈现以下3个特征。

（1）高清视频化

带宽的飞速提升，高清电视、3D电视、高清3D网络游戏、高清在线音乐、高清视频通话等信息化应用将成为将来的主流产品，高清晰视听节目内容将会得到普及，人们对视频的体验将会大幅提升，精神文化生活将得到进一步提高。

（2）实时互动化

在信息技术高速发展的带动下，传统服务型行业也将形成新的局面，业务模式将充分融入信息化手段。医生可以在远程进行就诊、看病，患者足不出户即可解除病痛，犹如亲临医院一样，这就是远程实况医疗服务。人们的学习生活也可以彻底摆脱地域和时间的限制，通过高速网络，教师在办公室就可为成百上千甚至更多的学生进行互动式演讲和上课，上课现场的所有信息都可实时通过网络传递给在各个地方的学生，这种远程教育模式也将会随着带宽瓶颈的突破迅速得到普及应用。同样，可视电话、视频会议、家庭监控、三屏互动等实时高清视频互动应用也将成为数字化新生活中的一个重要组成部分，人们沟通的障碍和信息的损耗将会降到最低，实时感和实况感将会更强。

（3）应用云化

在高速带宽下，对于用户终端设备将变得越来越简约，因为以后的网络平台侧的计算能力将变得异常强大，形成集群计算能力，所有的应用计算、数据存储、数据处理、网络分发等环节都将在平台侧实现，用户终端设备只要接收最终平台处理好的数据，把它们在屏幕上显示出来就可以了，这就是目前非常先进的云计算技术。云计算使传统C/S架构的处理机制发挥到了一个新境界，可以使每个用户终端设备的计算处理能力都集中到云网络上，用户终端设备可以摆脱各种应用适配、繁重计算处理又不能共享计算资源的障碍，从而形成更加简约的设备，方便用户携带。虽然这种应用是以牺牲带宽为代价的，但随着城市光网的普及和带宽的充裕，这种创新的模式应用将会大大突破传统的瓶颈，成为未来IT界应用开发的主流。

城市光网的建设将大幅提升传统通信能力，大大促进了三网融合业务的发展，语音通信、互联网、数字电视不再是独立的业务体系，而融合发展将成为业务创新的主旋律，业务模式也将从解决问题型向客户精彩体验型转变，信息化应用将不断推陈出新，综合信息服务变革时代即将来临。

5 结束语

作为三网融合信息与通信基础设施，城市光网是一个系统性工程，它的发展需要长期和持续的推进。前期主要以网络建设为主，后期将更多的是产业发展、业务模式创新以及内容集聚，这个过程将会面临非常多的挑战，不过在政府的大力支持和推动下，在运营商的全力建设和推进下，在产业链合作伙伴协同下，在人民群众的使用需求驱动下，城市光网的业务、技术、产业上的发展将会更加饱满，人民的精神文化生活也将更加丰富多彩。打造高品质、高容量、高速度的城市光纤网络是促进国家三网融合发展的重要保障，也是三网融合业务模式和机制创新的重要基础。

推进城市光网的建设将有利于推进城市信息基础设施的整体升级，有利于提升信息通信服务水平和创新发展能力，有利于加快信息化与工业化融合发展，有利于推动产业结构优化升级和经济发展方式转变，助力城市经济平稳较快发展，同时，将更加有利于促进国家三网融合进程的演进，实现“2006年—2020年国家信息化发展战略”的目标。