宽带接入网策略研究

——张光海徐荣全业务背景下宽带接入网发展探讨主要内容与关注点现状与问题机遇与挑战IPRAN的传送全业务接入城域网现状接入网现状全业务运营IPRAN发展不对称管制MSTP演进PTN出现T-MPLS和PBTPTN与CE和IP的对比宽带接入技术选择综合业务接入点接入线缆资源规划用户驻地网CMCC宽带接入现状IP网和接入网还十分弱小目前由于没有全业务运营牌照，无接入网络资源，没有开展普通用户的固网宽带接入业务，因此中国移动的IP城域网建设没有形成规模，多数省份只在省会城市建设了独立的IP城域网，而且覆盖范围有限，与固网运营商相比差距较大。借用城域传送网MSTP来提供少量专线接入业务。互联网接入业务主要有窄带拨号业务、宽带IP业务(ADsL和LAN)、IP专线业务。窄带拨号业务已逐步萎缩，70％以上的宽带用户是通过ADSL方式接入的，在ADSL业务方面，拥有大量铜线资源的固网运营商有着得天独厚的优势，未来仍将有绝对的优势；LAN接入在国外发展比较好，在我国发展比较缓慢：IP专线业务各运营商都有一定的市场分额；作为以移动通信为主业的运营商，移动只在IP专线业务领域发展了一些业务．主要是集团客户专线接入业务。拥有丰富完善的城域传送网用户需求的多样化视频：家庭中最重要的娱乐形式。一项针对PC用户需求的调研标明，用“电脑录制电视节目”、“用电视欣赏电脑中的内容”“电视上网欣赏大片”等和视频相关的业务的用户评价都非常高。宽带上网：需求仍然比较强烈。目前国内城镇居民家庭PC普及率达到40%左右，在有电脑家庭中宽带渗透率已达60%。2005年的中国宽带用户已经达到3750万，预计未来5年仍有近一倍的增长空间。语音通信：需求已经相当稳定成熟，外来虽然通话时间会继续增长，但随着价格的降低，总体市场规模增长空间不大。音乐：需求在家庭中不很显著，而个人应用的特点明显。2003年底城镇居民家庭组合音响的普及率为27%，而IPSOS公司的调研显示，目前数字便携音乐播放器(MP3，iPod等)人均普及率已达21%。网络游戏需求在年轻人这个细分市场有比较强烈的需求。家庭控制安防需求非常强烈，但舒适需求很弱。居民业务三重播放和

IPTV100个电视频道按需点播视频视频录制/回放互动视频应用多兆比特因特网接入远程学习游戏商业业务基本连接数据中心商业用户之间G比特连接存储和灾难恢复保证速率的多兆比特因特网接入视频会议

&广播商业电话移动业务无线城域接入汇聚3G无线业务Wi-Fi

接入传输WiMAX

设施下一代数据业务高品质图片无线视频游戏数字电视服务提供的全业务化Source:HeavyReading,March20063G和LTE演进对传送承载的挑战Requirement:DL:100MbpsUL:50MbpsDL:153kbpsUL:153kbpsDL:2.4MbpsUL:153kbpsDL:3.1MbpsUL:1.8MbpsDL:3.1-73MbpsUL:1.8-27Mbps2001200220032004200520062007200820092010CDMA20001XEV-DORevAEV-DORevBCDMA20001xEV-DOBroadbanddataVOD,MODHigh-speedInternetEnterpriseapplicationsVoiceHigh-speeddataPicture/VideoEmailWebbrowsingReal-timeappsVideotelephony,VoIP,PTx,Interactivegaming,MultimediaBroadbandReal-timeApplicationsMultimediaVoIPandVideoDeliveryAdvancedIMSDL:114kbpsUL:114kbpsDL:384kbpsUL:384kbpsDL:1.8-7.2MbpsUL:384KbpsGSMGPRSHSDPARel5UMTS(W-CDMA)R99DL:384kbpsUL:384kbpsEDGEDL:7.2MbpsUL:5.2MbpsHSUPARel6Target:DL:40MbpsUL:10MbpsLTEHSPA+Rel7Phase2HSPA+Rel8Phase1CDMAW-CDMAServicesIP/EthernetTDM(SONET/SDH,PDH)FR,HDLC,ATM/IMATRANSPORTRequirement:DL:100MbpsUL:50MbpsLTE向全IP发展

BackhaulrequirementsmustmatchaccessIntroductionofIPbackhaulin2006TransitionrequiressupportforTDM+IPAll-IPtransportarrivesin2007TDMmigratestocircuitemulation膨胀的容量需求

MobilebandwidthisgrowingToday:~500kb/spersubscriberTomorrow:>1.5Mb/spersubscriberFuture:>>10Mb/spersubscriber DataservicesrepresentnewrevenueCDMAvoicemigratingto1XEVDOGSMvoicemigratingtoUMTS/HSDPA0.51.51530300....Maxpeakrateperuser(DLcapacity)Accessbackhaulingneeds:2G=lessthan2T13G+BB=morethan8T1Mb/s……CDMAfamilyGSM/UMTS&WiMAXEDGE20043GLTE2010CDMA1XEVDORevB.2008WiMAX2007CDMA1XEVDORevA.2007HSDPA2006CDMA1XEVDO2006UMTS2005CDMA1XRTT20050%50%100%CircuitPacketPacket

predominantCircuit

predominant2008past2010TDMATM/TDMEthernetEthernet移动通信的IP化和宽带化发展全业务下市场竞争的管制环境政府思路不对称监管、资源共享。电信业拉动内需促进经济增长。可能的管制事件时间对网络的影响对经营的影响3G牌照发放需建设3G无线网；核心网进行相应改造；建设3G业务平台移动通信市场的竞争加剧，但同时数据业务也可以更快发展全业务运营需要建设支持全业务运营的IMS网络和业务平台；需要租用或新建固定接入网；支撑系统需改造支持全业务运营.可全面拓展企业和家庭业务，但其他运营商在固定网络的领先及业务的捆绑将对我们有很大冲击IPTV牌照向电信运营商发放建设IPTV业务平台；核心网需进行相应配合；承载网和传送网需扩容；需建设家庭宽带接入可以促进中国移动的业务拓展，但受制于家庭宽带接入电信运营商获得手机电视牌照如果采用广播技术，则需要建设或租用广播网；如果采用3G/4G无线技术，则不需建网可以大大促进中国移动的业务拓展与业务转型本地环路放开可租用固定接入网络而不必自己建设可加速家庭市场的拓展，降低网络建设风险Internet流量的网络中立IP承载网不需要针对Internet流量部署控制系统中国移动经营的各类业务免受其他运营商影响，但自身业务也将面临Internet业务更大冲击基础网络设施为公用事业？不同网络的运营部门拆分并进行详细的单独核算近期发生远期发生CMCC2GRANTopology(SDH)MSTP短期内可满足基站IP化传送要求5*2M5*2MFE100M/GE/STM-1BTS/NodeBBTS/NodeBFECoreNetworkBSC/RNC5*2MFEBTS/NodeBBTS/NodeB4*2M现网MSTP/SDH调研情况从各省调研结果看，现网基站点传输设备80%以上已具备MSTP或具备升级MSTP的能力大部分省份在基站点已经为3G站点预留了传输带宽，带宽范围在2-12个2M理论建模分析按照城域2000个基站（30M基站800个＋10M基站1200个）分析，MSTP/SDH近期可以满足接入层和汇聚层的容量需求MSTP/SDH支持基站IP化对于已具备和可升级MSTP的基站点，通过在SDH传输设备上加装FE板卡接入对于少数无法升级MSTP的基站点，可考虑采用基站出IPE1接口，直接通过SDH/PDH接入MSTP/SDH支持IP化基站回传的技术成熟，但需要现网试点试验进一步验证MSTP/SDHE1结论：在经过充分的现网试点验证后，近期可通过MSTP/SDH传输设备承载IP化基站接入，为满足容量需求，需要扩容或升级部分MSTP。STM-1环汇聚、骨干层根据不同区域的3G规划结果，WCDMA基站与2G基站共站址的情况一般在70％以上，可以直接采用环路扩容或者建叠加环方式实现；TD-SCDMA受限于目前的产品规格，共站率略低，可以采用新建MSTP环的方式支持在原2G基站同站址增加3G基站，带宽需求将增加，3G/2G基站可共传输设备，保护投资、降低网络的维护难度。方案1：升级原有155M环网为622M，需支持光口速率在线平滑升级能力支持方案2：将原环网跳点破环改造为2个环网方案3：原有设备新增光口，建设叠加环STM-4环STM-1环基于MSTP扩容的3G城域传送网思路长远看将由MSTP向PTN演进MSTP增强以太EoMPLS/VPLSEthernetRPRIP/MPLSATMT-MPLSPBB/PBTSDH增强QoS/OAM/可靠性/可扩展性(QinQ)面向连接，MinM去除IP、增加OAM/可靠性增加以太板卡MPLS新应用三层仿真二层Layer1Layer2Layer3FiberWDMROADMSWXCPXCOTH/OTN以太网技术革新分组传送网TDM接口(E1/STM-N)和TDM内核(VC交叉)IP接口(FE/GE)和TDM内核(VC交叉)IP接口(FE/GE)和分组内核PTN技术的发展历程与技术选择使用PTN构建基站Backhaul回传宽带接入网与城域网的关系宽带接入网络架构宽带接入网络是城域网向宽带用户延伸的网络，具体可分为宽带接入网及用户驻地网，具体定义如下：宽带接入网：是指为满足宽带接入需求而建设的，面向各类集团用户、家庭用户提供宽带接入的网络。宽带接入网处于城域网接入层，并向下延伸至用户楼宇或小区。用户驻地网：是指在用户楼宇或小区内建设的网络，可将接入能力从宽带接入网的末端延伸至用户业务终端，用户驻地网不属于城域网的范畴。宽带接入的服务用户群重要集团用户：以集团客户部门明确的A/B类目标集团客户为基础，进行全面梳理后确定重要集团用户，主要包括政府机关、金融证券、大型企业、高档商务楼宇、高档星级酒店、重点高校等。重要集团用户应通过光纤方式接入，并提前做好管线资源预覆盖工作。普通集团用户和高档小区：以集团客户部门明确的C类目标集团客户为基础，进行全面梳理后确定普通集团用户，主要包括中小企业、宾馆酒店、大中院校、商务楼宇等。高档小区包括高档商品房、别墅区、青年人为主的社区等。普通集团用户和高档小区尽量采用光纤方式接入，并根据业务需求开展光纤接入建设。普通家庭用户（含农村地区家庭用户）：普通家庭用户及农村地区家庭用户主要需求为固定电话业务，应通过GSM、TD-SCDMA家庭综合信息机等产品，提供无线固话和上网业务热点地区：主要指机场、火车站、酒店、咖啡厅/餐厅、高校、旅游景点等有数据业务需求的公共区域。应主要采用无线宽带接入技术，提供无线上网业务。宽带接入技术分类无线接入技术GSMTD-SCDMAWLANWiFiWimax微波有线宽带接入技术MSTP/PTNCM、xDSL、PLCLAN、增强以太网EPON/GPON移动通信网RRU级联/光纤拉远InternetGateway城域网InternetGateway城域网WiFimesh适合于光缆无法到达区域的密集覆盖，较WLAN的热点覆盖区域有较大拓展，如高档小区的小区花园、露天体育场馆、校园内的公园、繁华的商业街和广场、以及其他公共露天娱乐场所。无线接入技术无线中继比较及建议带宽接入能力传输距离成本优点缺点WLAN25Mbps（11a）；5Mbps（11b）视距1-3km每对2.4万点对多点，可扩展性好；成本低11b频段免费，干扰问题较大；11a频段需申请；视距传输。Wimax10Mbps非视距5－15km中心站10万，远端站4千点对多点，可扩展性好；非视距；标准化程度好；成本较低。技术尚不完全成熟；频段尚未分配；小微波2-34Mbps视距5-60km15~30万/跳技术成熟；成本较高；点对点系统，组网能力差，扩展性差；视距传输。3.5G2-10Mbps准视距10km中心站30~40万，远端站2~3万点对多点，扩展性好；技术成熟；频段无干扰成本较高；视距传输；标准化程度差LMDS16-40Mbps视距3-5km中心站30~80万，远端站3~5万带宽高；点对多点，扩展性好；技术成熟成本较高；频段需申请；频率高，性能易受天气影响；视距传输。主要采用方式视距优选WLAN，非视距优选Wimax备选方式无线接入技术选择EGPRS是GPRS的增强型技术，速率能够达到GPRS的3倍左右，与CDMA20001X相当。引入EGPRS可快速提高GPRS网络的数据业务能力，缓解3G引入前高端市场的竞争压力。TD-SCDMA处于实验系统向商用系统转型阶段。在频段上，国内实际可用的TD-SCDMA频段为2010－2025MHz。可使用TD数据卡实现部分用户的宽带数据接入。无线接入技术主要是WLAN技术。802.11a/b/g型WLAN峰值速率可达11M/54Mbps。802.11n技术可以大幅度提升WLAN网络的速率，物理层速率可达到600Mbps，目前已有厂商推出基于802.11n标准草案的商用产品。WLAN技术可结合FTTx使用，在FTTx末端实现用户接入。另外，WLAN可用于热点地区覆盖。MSTP-多业务传送平台

2M透传固定接入技术以太网接入交换机接入交换机汇聚节点MSTP固定接入技术接入交换机接入交换机汇聚节点分光器1：32OLTONUONU汇聚节点以太网EPON线路无源；简化了网络层次；固定接入技术用增强以太网构建IP汇聚接入增强以太技术分析和定位电信级以太网CE的特点电信级以太网主要以网络能够支持的以太网业务类型和业务所能够达到的性能指标为衡量标准，并不专指某种网络技术；电信级以太网业务主要是指符合MEF规范的五大属性的业务；电信级以太网业务是分组传送网提供的主要业务；承载固定宽带业务可以通过环型的拓扑提供对数据业务的小于200ms保护倒换直接采用以太网承载IP业务，避免协议间转化和封装带来的开销可以有效地实现对大粒度（GE和10GE）的数据业务进行接入和调度利用增强型以太网技术的OAM机制实现故障定位和性能监控基于以太网便于开展多点到多点和点到多点的数据业务；增强型以太网技术由于对组播的支持较好，可以满足IPTV等业务大规模部署的需求如果需要新建网络，不仅可以降低建网成本，而且投资回收期相对其他方式更短承载基站业务与固定宽带互联网业务共用，可能存在安全问题尚无法完全满足基站的高可靠性（仅采用以太环网）和OAM要求TD-SCDMA对同步的精度有较高要求，增强以太在时钟和时间同步方面尚无法满足要求，并需加强电路仿真的支持能力ODNOLTONU大L2CPE大L2小L2CPE与方案A相同的逻辑结构，避免了方案B的问题与方案B相同的物理结构，避免了方案A的问题消耗光纤太多跳数多网络运维困难方案A方案B方案CTDM-OBS的雏形光进铜退－

以PON取代以太网实现宽带接入OLTSplitterGPONFE/RFPOTS…WDM帮助PON拉远，帮助PON保护PON帮助WDM提高“业务接入数量”降低成本WDM与PON配合组网，优化QoS，节约设备投资高低品质业务统一接入，物理层隔离传送，安全性与可靠性高业务设备集中管理，大节点，少局所CO60/120km汇聚层骨干层G.709OTN/WDM内嵌PON优势互补通过内置PON发展固网的模式10GEaggregationring－PBT/T-MPLSGEaccessring－PBT/T-MPLSBSCNodeBBTSNodeBBTSNodeBRNCNodeBNodeBPBT/T-MPLS

MANLstMileAggregationSplitterResidentialxPONSBUSFUMDU内置OLTMobileIndoorCoverageFTTx的概念和典型分类交接箱分线盒中心机房家庭用户FPDP馈线光缆Feeder配线光缆Distribution引入光纤DropFiberFTTH（光纤到家庭用户）仅利用光纤传输媒质连接通信局端和家庭住宅的接入方式，引入段光纤由单个家庭住宅独享。FTTO（光纤到公司/办公室）仅利用光纤传输媒质连接局端和公司或办公室用户的接入方式，引入光纤由单个公司或办公室用户独享，ONU/ONT之后的设备或网络由用户管理。FTTCab（光纤到交接箱）以光纤替换传统（骨干）馈线电缆，ONU部署在交接箱即FP点处，ONU下采用其他介质接入到用户。FTTB（光纤到楼宇/分线盒）

ONU部署在传统的分线盒（用户引入点）即DP点（DPdistributionpoint分配点），ONU下采用其他介质接入用户。xPON的OLT设备放置汇聚机房注：城域传输/数据汇聚环可采用OTN、PTN或CET等技术OLT—分光点间可利用主干环进行保护SFU（单住户单元）：主要用于单独家庭用户，仅支持宽带接入终端功能，具有1或4个以太网接口，提供以太网/IP业务，可以支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务，主要应用于FTTH的场合；ONU的放置位置FTTX应用模式ONU类型分类MTU（多商户单元）：主要用于多个企业用户或同一个企业内的多个个人用户，具有宽带接入终端功能，具有多个以太网接口和E1接口，提供以太网/IP业务和TDM业务，可以支持VoIP业务（内置IAD），主要应用于FTTB的场合HGU（家庭网关单元）：主要用于单独家庭用户，具有家庭网关功能，相当于带EPON上联接口的家庭网关，支持以太网接口、POTS、WLAN、USB接口，可选支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务，主要应用于FTTH场合；MDU（多住户单元）：主要用于多个住宅用户，具有宽带接入终端功能，具有多个用户侧接口（包括以太网接口、ADSL2+接口或VDSL2接口），提供以太网/IP业务、可以支持VoIP业务（内置IAD）或CATV业务，主要应用于FTTB/FTTC/FTTCab的场合；SBU（单商户单元）：主要用于单独企业用户和企业里的单个办公室，支持宽带接入终端功能，具有以太网接口和E1接口，提供以太网/IP业务和TDM业务。主要应用于FTTO的场合；光纤到交接箱（FTTCab）、光纤到楼宇/分线盒（FTTB/C）光纤到家庭用户（FTTH）、光纤到公司/办公室（FTTO）xPON技术比较PON在FTTB中的应用ONUONU机房CDNOLTFE/GEInternetVoiceONU＋Switch+五类线SplitterFE/GEIMSONUONUSwitchIADPCPC光纤到楼道，用户家庭到楼道为五类线或WLAN。(ONU+五类线)ONUPCPC(ONU＋WLAN)ONUMDUPON在FTTH中的应用机房流媒体OLTSplitterInternetVoice。。。SplitterONTONTONTONTONTONTONTONTONTONTONTONTONTONTONTONTPCCATVPHONEIPTVWLANONT家庭网络Splitter

1:n0～20kmCATV合波器有线接入技术选择－PON无源光网络（PON）具有覆盖能力强、高带宽、经济性好、节能减排和易于维护管理等优势，是宽带接入的主流技术。目前PON的主流技术包括GPON和EPON。EPON国际标准由IEEE规范，相对简单且易于实现，但需要对OAM和互通进行扩展。目前EPON已经大规模商用。GPON国际标准由ITU-T规范，相对EPON，具有更高的带宽、效率、传输距离和光分路比，更强的QOS管理和多业务承载能力，更丰富的OAM能力和保护机制，更加完善的时钟传送机制，因此得到了大部分运营商的支持，目前也开始规模商用。目前ITU-T/FSAN已经完成了GPON物理层、TC层和OMCI层互通实验，预计2009年可完成标准并实现全面互通。目前来看，两种技术的标准和产品都已经比较成熟且各有利弊，都基本能够满足中国移动需求。GPON技术指标更好，EPON目前应用规模更大且设备成本更低，鉴于采用PON技术无互通需求，可结合业务需求和成本考虑技术应用。PON网络规划部署原则应结合PON网络的建设做好光缆接入网的总体规划OLT设备应该集中放置，尽量设置在城域网的汇聚机房或核心机房。应结合PON的传输距离和带宽限制进行OLT覆盖范围规划。原则上，FTTB方式一个EPON口覆盖128～512个用户，一个GPON口覆盖128～1024个用户，根据需要选择分光比和ONU用户端口数。ODN（光分配网）组网尽量采用一级分光方式，原则上不超过2级分光，光分路器应集中设置并尽量靠近用户。OLT到光分路器之间的光缆尽量成环，以便部署主干光纤保护。PON网络规划部署原则EPON应该采用1000BASE-PX20光接口，总的光功率预算T取26dB；对于GPON，T取28dB。在7个活接头、1:32分路比情况下，EPONOLT覆盖范围不宜超过5km；GPONOLT覆盖范围不宜超过10km。原则上活接头数量不超过7个。如果需要覆盖更大范围，可适当降低光分路比。目前ONU以MDU型为主，采用FTTB+LAN/WLAN方式提供宽带接入。考虑到LAN/WLAN传输距离限制，MDU应尽量靠近用户。对于相对分散的别墅区用户，可采用SFU型ONU以FTTH方式提供宽带接入。全业务接入网架构-分层结构图全业务接入网架构-扁平化结构图全业务接入服务区结构示意图宽带接入光纤网络规划建设宽带接入光纤网络是宽带接入网的基础物理设施，包括节点机房、管道和杆路、光纤光缆、配套设备等。光纤网络规划应确保结构层次清晰、便于维护管理，在充分利用现有基站接入管线资源的基础上，遵照“分区规划、分段建设”的原则开展建设。分区规划即以综合业务接入区为单位进行光纤网络的规划，围绕区内宽带业务汇聚点，开展各类基础设施资源的建设。分段建设即将光纤网络分为一级接入光缆段、二级接入光缆段、末端接入光缆段，根据业务发展需要，分段开展光缆建设。综合业务接入区为了实现用户就