450M與有線寬帶的融合解決方案

黃郁夫，胡國安

（1.湖南省郵電規劃設計院有限公司，湖南長沙 410001； 2.長沙通信職業技術學院，湖南長沙 410015）

隨著中央推進“社會主義新農村”建設方針的貫徹執行，如何利用現代信息技術推進農村信息化，已經成為全社會關注的問題。目前，由各個電信運營商主導的“村村通電話”工程，歷時多年建設，已經取得了輝煌的成果。但“村村通電話”還僅僅是農村信息化建設的開始，隨著近年來農村經濟的快速發展，廣大農村群眾對于寬帶入戶的需求也與日俱增。繼續沿用原有的技術和模式進行寬帶入戶的建設，其代價非常巨大，絕非運營商目前的財力所能承受。結合農村寬帶業務發展的特點和狀況，如何采取經濟可行的技術方案來穩步推進寬帶下鄉的網絡建設，成為運營商急需解決的問題。

1 農村寬帶業務分析

1.1 寬帶下鄉的必要性

隨著國家扶持農村經濟的力度的逐漸加大，農民的經濟狀況和生活質量逐漸提高，對信息的需求和依賴程度也日趨提高。農民對“信息化”的需求已不再局限于簡單的固定電話業務，對互聯網業務的需求也正快速成長。

近年來，互聯網在農村和農民群體當中的發展速度超過了城市。據最近統計數據顯示：截止到2009年底，湖南省寬帶用戶累計達到286.11萬，其中全省農民寬帶用戶累計為46.81萬，占比為16.36%，這些數據還不包括集鎮街道用戶中的農村用戶。我們看這數字的絕對值確實不小，可是若用普及率來衡量，就顯得太低了。比如在城市，互聯網居民普及率已經超過了26%；而在農村，平均寬帶入戶率為4.14%（農村電腦入戶率為5.02%）。加上全省43880個行政村中，仍有11194個村未通寬帶，而已通寬帶的每個村平均擁有13.62戶。同時，2005~2008年間，湖南農民擁有電腦的年均增長率為52%。按此速率推算目前，2010年全省農民電腦臺數將達到86.32萬臺，全省農民寬帶將達到71.15萬戶。2014年將達到379.8萬戶。目前，國家對“家電下鄉”給予的相關補貼政策，力度很大，我們有理由相信“電腦下鄉”在此東風下，必然會加速增長。

同時，互聯網對農村和農民的作用巨大，它不僅有利于對農村經濟的提升和農產品的生產經營，使農村特色產品適銷對路；還對農村基層工作的改善、廣大農民生活質量的提高等有著積極而深遠的影響。因此，農村有著巨大的寬帶市場和更為廣闊的業務發展空間。互聯網的拓展應用，在當下及今后一段時期應是農村信息化推進工作的重頭戲。

對電信運營商而言，農村的信息化建設不僅是社會責任，更是商業機遇。農村市場已經成為其用戶繼續保持增長的重要源泉，特別是隨著語音業務由“增量不增收”進入到“減量減收”的境地，農村市場寬帶業務在其總體業務中的重要性也日益提高。電信運營商應抓住機遇，為農民提供適應需求的寬帶產品，做好做足電信寬帶優惠促銷文章，使農村寬帶市場迅猛拓展。

1.2 農村寬帶網絡特點分析

1）與城區相比，農村通信網絡具有如下特點：

①農村地域廣闊、地形復雜，農民居住分散；

②單個村落業務量小，業務種類比較單一，農民對資費比較敏感；

③電纜覆蓋有限，電纜被盜割現象比較普遍；

④光纜到達率低，維護代價高；

⑤接入點普遍按語音業務設計，對寬帶業務延伸有限制。

2）基于這些特點，對農村通信網絡的建設提出了如下要求：

①成本要求嚴格。農村信息基礎設施建設的高投入、高運營費用、低回報率問題十分突出，很多地方目前甚至看不到盈利前景。因此在實際建設農村寬帶接入網絡時，應綜合考慮各方面因素，合理規劃網點布局，合理采用新技術，分步建設寬帶接入網，以減輕電信運營商基本建設費用（CAPEX）負荷。

②性能要求。合理設置產品類型，主推中低速率寬帶技術，無謂建設農村高速接入網，會造成極大的浪費。

③少維護。由于農村大部分行政村距離電信鄉鎮分局較遠，寬帶接入網絡維護難度較大，后期運營支出（OPEX）較高。在建設網絡是，應優先采用具備集中監控和集中維護功能或者維護節點盡量少的技術。

④需解決POP點到村莊之間電纜被盜的問題。可結合無線技術和“光進銅退”指導意見，盡量減少銅纜的布放距離，降低“最后一公里”的安全隱患。

2 解決方案思路

2.1 有線解決技術

目前，主流的有線寬帶接入技術有MSTP（PDH）+DSLAM（IAD）、光纖收發器+LAN和EPON+DSLAM（IAD）。我們可以比較一下這幾種技術:

1） MSTP（PDH）+DSLAM（IAD）技術建設成本高，提供帶寬能力有限，會占用大量傳輸資源，并且需要其他的配套設備提供業務；覆蓋半徑小，一般在3公里內。

2）光纖收發器+LAN：浪費光纖資源；可管理性差；布線成本高，覆蓋半徑小。

3） EPON+DSLAM（IAD）：建設成本合理，帶寬大，有效節約光纜資源，減少維護壓力，可管理性。

通過比較可以發現，采用EPON技術來建設農村寬帶網是有線接入技術中的一種合理方式。

EPON+DSLAM（IAD）對于農村地區主要采用FTTB（PON）進行建設，將分光器設置在光交內，將光纖盡量靠近村（用戶），所以有時也被稱為FTTV。

利用EPON技術實現寬帶下移，將光纜通達各處，通過一根提供語音、寬帶等綜合業務，從而節省大量主干和接入光纜資源。同時，基于線路部分采用無源光器件的全光纖連接，可靠性高，易于維護，造價低廉，使得EPON組網比常規MSTP組網等方式成本降低50%左右。

FTTV的網絡建設模式：結合“光進銅退”思想，模塊局新建OLT設備，根據需覆蓋村莊的分布，將分光器安裝在機房內或戶外的光交接箱內，將ONU安裝在村莊內的室外機柜內，ONU至用戶家中采用接入銅線。根據業務需求，如果只需寬帶業務下移，ONU可采用C類的MDU（DSL）；若要實現寬窄帶業務同時下移，則需采用C類ONU，該ONU不僅支持DSLAM業務，也通過內置IAD模塊，提供語音業務。在采用C類ONU的模式中，可以把原有語音業務割接過來，然后拆除原有窄帶設備連接、拆除模塊局到用戶家中的大量用戶電纜，有效的實現“光進銅退”的目標。

FTTV的網絡示意圖如圖1所示。

圖1 FTTV網絡示意圖

2.2 無線解決技術

寬帶無線接入技術因為建網的快速靈活和經濟特性受到了運營商的重點關注，使用無線通信來解決寬帶業務的難點是頻率的可獲取性。傳統的建設思維是希望通過800M或者900M的頻點來實現，導致困難重重，一是這些頻點分給眾多運營商本來就僧多粥少，二是高頻率導致覆蓋受限，需要的基站數過多。因此，需要尋找更合適普遍服務的低頻解決方案。

根據CDG的數據比較，在同等條件下CDMA450的基站覆蓋面積是GSM900基站的3－4倍，是GSM1800的12－15倍。少量基站便可覆蓋廣闊的城郊和農村，其成本實現了數倍的下降。由此可見，相對于其他頻段，450M頻段覆蓋范圍廣，是解決農村無線寬帶需求的最佳頻段。

目前，在該頻段上運行的主要是中國電信的450M無線農話業務。該業務雖然在一定程度上滿足了數據業務的需求，但仍然只能提供153.6Kbps的上下行帶寬，對于更高需求的帶寬，則無法滿足，無法開展寬帶上網業務。從傳統意義上講，一套電信設備難以同時滿足移動語音與數據業務的需求。但是，CDMA制式擁有天然優勢，CDMA只需要建設一套設備，內置不同的信道板，即可實現CDMA 1X用于滿足語音需求，CDMA EVDO用于滿足數據業務需求，可最高提供1.8M/3.1Mbps的上下行帶寬。

采用450MCDMA EVDO技術，具有以下優點：

1）相對于其他寬帶無線制式，其信號繞射能力強，傳播衰減小，覆蓋范圍廣，非常適宜覆蓋山區分散居住的農民用戶。

2）業務開通迅速，不需安裝設備，只需要數據卡即可使用，極大的方便了農村用戶的使用。

3）建設成本少。不需布放銅纜，每線用戶投資很低。同時，基站配套均利舊原有無線農話配套，前期投入很低。

4）維護方便，網絡可管理性強。維護點基本在基站，可以納入800M網絡的維護中，不會增加太多的維護成本。

5）可以在農村幫助800M網絡分流數據卡業務，極大減少了800M網絡的呼吸效應。

6）節能減排。一套設備可同時解決寬窄帶的問題，無疑減少了基站功耗；同時新增設備相對原有450M農話設備，更加節能，更加綠色。

450MCDMA EVDO的網絡示意圖如圖2所示。

圖2 CDMA 450M網絡示意圖

2.3 技術比較

以上分別分析了兩種技術的特點，但對運營商更加關心的基本建設費用（CAPEX）的問題一直沒有明確的分析。我們通過一些實例工程中獲得的數據對比一下：在益陽CDMA 450M試點工程中，CDMA 450M平均每用戶投資約為6257元；同樣，在益陽的某行政村的有線寬帶接入工程中，平均每用戶投資60784元。以上數據不包括OLT和核心網（有線寬帶工程含光纜造價）。

由此對這兩種技術對比如表1所示。

表1 450M無線寬帶接入技術與EPON有線寬帶接入技術對比表

2.4 融合解決方案

根據上表的對比分析，不難發現兩種技術各有優勢。從投資角度來看，450M無線寬帶接入要比EPON接入方式投資低；從業務角度來看，EPON接入網絡質量更好，用戶感知更好。

下面根據不同的農村場景，分為3種模型，并對每種模型的解決方案具體分析。

1） 模型一

在集鎮（模塊局）服務半徑2km-3km范圍內的行政村，經濟條件好，人口密度高，交通便利，配套設施齊全。該類村莊對語音業務和數據業務需求潛力大。

這部分地區基本上已解決語音和寬帶的接入，我們可用原有DSLAM設備實現用戶寬帶提速，同時配合配線電纜和用戶引入線整修滿足能力匹配需求，來覆蓋該類行政村。

2） 模型二

該類地區包括了目前大多數村莊，經濟發展較為平衡，經濟條件尚可，人口相對集中，具備較好的交通設施和配套設施。

這部分地區已經基本完成了行政村通電話，但急需引入寬帶業務。在“有線為主、無線為輔”的覆蓋原則下，除了少量村莊內散居用戶依靠450M CDMA解決寬帶接入外，其他均采用EPON+DSLAM（IAD）的方式。EPON作邊緣傳輸，OLT擺放在機房內，分光器放置在多個行政村間相對中心的點，ONU擺放在各行政村，DSLAM作數據接入，IAD作語音接入。

本方案能提供數據和語音業務，性價比高，后期擴容方便。而且EPON作為統一的邊緣傳輸平臺，既經濟（比MSTP組網便宜近一半）又具有強大的OAM能力和有效的QoS保障，便于后期用戶擴容和增值業務開展。

3） 模型三

該類地區主要為經濟發展相對落后、網絡基礎設施建設費用較大的偏遠鄉村和人口分散地區。這些區域地形復雜，交通不便，維護困難，電源、傳輸等基礎配套設施匱乏。該類地區設備的特點為業務少而且不集中，但設備穩定性要高且覆蓋面積廣。

這部分的語音接入原本就是依靠450M無線農話接入，其寬帶業務主要依賴450MCDMA EVDO來實現接入。這樣，在少量投資的情況下，可以快速、方便的實現寬帶接入，而且有效避免了后期維護的困難。

3 解決方案實例

從2008年起，益陽電信在總結FTTB（基于EPON）試點的基礎上，開始采用450M無線寬帶接入和FTTV相融合的新型建設模式來推進“光進銅退”。

本次工程中，我們選擇了益陽電信6個450M無線農話基站，站點選取原則一是選擇村莊中有寬帶需求但未滿足需要，二是選擇沒有有線寬帶的區域中能夠滿足成片的無線寬帶用戶。工程網絡示意圖如圖3所示。

1）在無線網側替換了6套450M的基站，新建1套PARC平臺BSC6680，以避免對現網的450M無線農話基站造成影響。

2）在核心網側，新增了1套軟交換設備、1套HLR、1套MGW設備。

圖3 工程網絡示意圖

3） 原有450M無線農話網絡僅使用了1個450M頻點，本次工程后將新開通1個EVDO頻點，用于提供DO數據業務。

4）在450M系統上開通數據業務后，用戶就可以通過450M網絡上網了。上網采用電腦+數據卡的方式，連接方式如圖4所示，上下行最大傳輸速率可達1.8/3.1Mbps。

圖4 無線寬帶用戶連接方式圖

4 結束語

在推進農村信息化建設過程中，湖南電信依托深厚的技術積累和強大的綜合實力，積極推進農村“寬帶下鄉”創新課題，較好地解決了我省邊窮地區的通信難問題，為社會主義新農村建設貢獻了力量。

[1]黃茂.農村信息網絡需求及建設模式分析[J].郵電設計技術，2008,（8）.

[2]鄔賀輇.農村寬帶網將進一步振興電子信息產業[N].人民郵電報,2009-03-16.

[3]基于EPON農村信息化解決方案[EB/OL].www.C114.net/ftth/319/a255840.html，2008-01-16.

[4]益陽電信農村無線寬帶解決方案試點項目技術建議書[Z].

[5]吳志忠.移動通信無線電波傳輸[M].北京：人民郵電出版社，2002.