450M与有线宽带的融合解决方案

黄郁夫，胡国安

（1.湖南省邮电规划设计院有限公司，湖南长沙 410001； 2.长沙通信职业技术学院，湖南长沙 410015）

随着中央推进“社会主义新农村”建设方针的贯彻执行，如何利用现代信息技术推进农村信息化，已经成为全社会关注的问题。目前，由各个电信运营商主导的“村村通电话”工程，历时多年建设，已经取得了辉煌的成果。但“村村通电话”还仅仅是农村信息化建设的开始，随着近年来农村经济的快速发展，广大农村群众对于宽带入户的需求也与日俱增。继续沿用原有的技术和模式进行宽带入户的建设，其代价非常巨大，绝非运营商目前的财力所能承受。结合农村宽带业务发展的特点和状况，如何采取经济可行的技术方案来稳步推进宽带下乡的网络建设，成为运营商急需解决的问题。

1 农村宽带业务分析

1.1 宽带下乡的必要性

随着国家扶持农村经济的力度的逐渐加大，农民的经济状况和生活质量逐渐提高，对信息的需求和依赖程度也日趋提高。农民对“信息化”的需求已不再局限于简单的固定电话业务，对互联网业务的需求也正快速成长。

近年来，互联网在农村和农民群体当中的发展速度超过了城市。据最近统计数据显示：截止到2009年底，湖南省宽带用户累计达到286.11万，其中全省农民宽带用户累计为46.81万，占比为16.36%，这些数据还不包括集镇街道用户中的农村用户。我们看这数字的绝对值确实不小，可是若用普及率来衡量，就显得太低了。比如在城市，互联网居民普及率已经超过了26%；而在农村，平均宽带入户率为4.14%（农村电脑入户率为5.02%）。加上全省43880个行政村中，仍有11194个村未通宽带，而已通宽带的每个村平均拥有13.62户。同时，2005~2008年间，湖南农民拥有电脑的年均增长率为52%。按此速率推算目前，2010年全省农民电脑台数将达到86.32万台，全省农民宽带将达到71.15万户。2014年将达到379.8万户。目前，国家对“家电下乡”给予的相关补贴政策，力度很大，我们有理由相信“电脑下乡”在此东风下，必然会加速增长。

同时，互联网对农村和农民的作用巨大，它不仅有利于对农村经济的提升和农产品的生产经营，使农村特色产品适销对路；还对农村基层工作的改善、广大农民生活质量的提高等有着积极而深远的影响。因此，农村有着巨大的宽带市场和更为广阔的业务发展空间。互联网的拓展应用，在当下及今后一段时期应是农村信息化推进工作的重头戏。

对电信运营商而言，农村的信息化建设不仅是社会责任，更是商业机遇。农村市场已经成为其用户继续保持增长的重要源泉，特别是随着语音业务由“增量不增收”进入到“减量减收”的境地，农村市场宽带业务在其总体业务中的重要性也日益提高。电信运营商应抓住机遇，为农民提供适应需求的宽带产品，做好做足电信宽带优惠促销文章，使农村宽带市场迅猛拓展。

1.2 农村宽带网络特点分析

1）与城区相比，农村通信网络具有如下特点：

①农村地域广阔、地形复杂，农民居住分散；

②单个村落业务量小，业务种类比较单一，农民对资费比较敏感；

③电缆覆盖有限，电缆被盗割现象比较普遍；

④光缆到达率低，维护代价高；

⑤接入点普遍按语音业务设计，对宽带业务延伸有限制。

2）基于这些特点，对农村通信网络的建设提出了如下要求：

①成本要求严格。农村信息基础设施建设的高投入、高运营费用、低回报率问题十分突出，很多地方目前甚至看不到盈利前景。因此在实际建设农村宽带接入网络时，应综合考虑各方面因素，合理规划网点布局，合理采用新技术，分步建设宽带接入网，以减轻电信运营商基本建设费用（CAPEX）负荷。

②性能要求。合理设置产品类型，主推中低速率宽带技术，无谓建设农村高速接入网，会造成极大的浪费。

③少维护。由于农村大部分行政村距离电信乡镇分局较远，宽带接入网络维护难度较大，后期运营支出（OPEX）较高。在建设网络是，应优先采用具备集中监控和集中维护功能或者维护节点尽量少的技术。

④需解决POP点到村庄之间电缆被盗的问题。可结合无线技术和“光进铜退”指导意见，尽量减少铜缆的布放距离，降低“最后一公里”的安全隐患。

2 解决方案思路

2.1 有线解决技术

目前，主流的有线宽带接入技术有MSTP（PDH）+DSLAM（IAD）、光纤收发器+LAN和EPON+DSLAM（IAD）。我们可以比较一下这几种技术:

1） MSTP（PDH）+DSLAM（IAD）技术建设成本高，提供带宽能力有限，会占用大量传输资源，并且需要其他的配套设备提供业务；覆盖半径小，一般在3公里内。

2）光纤收发器+LAN：浪费光纤资源；可管理性差；布线成本高，覆盖半径小。

3） EPON+DSLAM（IAD）：建设成本合理，带宽大，有效节约光缆资源，减少维护压力，可管理性。

通过比较可以发现，采用EPON技术来建设农村宽带网是有线接入技术中的一种合理方式。

EPON+DSLAM（IAD）对于农村地区主要采用FTTB（PON）进行建设，将分光器设置在光交内，将光纤尽量靠近村（用户），所以有时也被称为FTTV。

利用EPON技术实现宽带下移，将光缆通达各处，通过一根提供语音、宽带等综合业务，从而节省大量主干和接入光缆资源。同时，基于线路部分采用无源光器件的全光纤连接，可靠性高，易于维护，造价低廉，使得EPON组网比常规MSTP组网等方式成本降低50%左右。

FTTV的网络建设模式：结合“光进铜退”思想，模块局新建OLT设备，根据需覆盖村庄的分布，将分光器安装在机房内或户外的光交接箱内，将ONU安装在村庄内的室外机柜内，ONU至用户家中采用接入铜线。根据业务需求，如果只需宽带业务下移，ONU可采用C类的MDU（DSL）；若要实现宽窄带业务同时下移，则需采用C类ONU，该ONU不仅支持DSLAM业务，也通过内置IAD模块，提供语音业务。在采用C类ONU的模式中，可以把原有语音业务割接过来，然后拆除原有窄带设备连接、拆除模块局到用户家中的大量用户电缆，有效的实现“光进铜退”的目标。

FTTV的网络示意图如图1所示。

图1 FTTV网络示意图

2.2 无线解决技术

宽带无线接入技术因为建网的快速灵活和经济特性受到了运营商的重点关注，使用无线通信来解决宽带业务的难点是频率的可获取性。传统的建设思维是希望通过800M或者900M的频点来实现，导致困难重重，一是这些频点分给众多运营商本来就僧多粥少，二是高频率导致覆盖受限，需要的基站数过多。因此，需要寻找更合适普遍服务的低频解决方案。

根据CDG的数据比较，在同等条件下CDMA450的基站覆盖面积是GSM900基站的3－4倍，是GSM1800的12－15倍。少量基站便可覆盖广阔的城郊和农村，其成本实现了数倍的下降。由此可见，相对于其他频段，450M频段覆盖范围广，是解决农村无线宽带需求的最佳频段。

目前，在该频段上运行的主要是中国电信的450M无线农话业务。该业务虽然在一定程度上满足了数据业务的需求，但仍然只能提供153.6Kbps的上下行带宽，对于更高需求的带宽，则无法满足，无法开展宽带上网业务。从传统意义上讲，一套电信设备难以同时满足移动语音与数据业务的需求。但是，CDMA制式拥有天然优势，CDMA只需要建设一套设备，内置不同的信道板，即可实现CDMA 1X用于满足语音需求，CDMA EVDO用于满足数据业务需求，可最高提供1.8M/3.1Mbps的上下行带宽。

采用450MCDMA EVDO技术，具有以下优点：

1）相对于其他宽带无线制式，其信号绕射能力强，传播衰减小，覆盖范围广，非常适宜覆盖山区分散居住的农民用户。

2）业务开通迅速，不需安装设备，只需要数据卡即可使用，极大的方便了农村用户的使用。

3）建设成本少。不需布放铜缆，每线用户投资很低。同时，基站配套均利旧原有无线农话配套，前期投入很低。

4）维护方便，网络可管理性强。维护点基本在基站，可以纳入800M网络的维护中，不会增加太多的维护成本。

5）可以在农村帮助800M网络分流数据卡业务，极大减少了800M网络的呼吸效应。

6）节能减排。一套设备可同时解决宽窄带的问题，无疑减少了基站功耗；同时新增设备相对原有450M农话设备，更加节能，更加绿色。

450MCDMA EVDO的网络示意图如图2所示。

图2 CDMA 450M网络示意图

2.3 技术比较

以上分别分析了两种技术的特点，但对运营商更加关心的基本建设费用（CAPEX）的问题一直没有明确的分析。我们通过一些实例工程中获得的数据对比一下：在益阳CDMA 450M试点工程中，CDMA 450M平均每用户投资约为6257元；同样，在益阳的某行政村的有线宽带接入工程中，平均每用户投资60784元。以上数据不包括OLT和核心网（有线宽带工程含光缆造价）。

由此对这两种技术对比如表1所示。

表1 450M无线宽带接入技术与EPON有线宽带接入技术对比表

2.4 融合解决方案

根据上表的对比分析，不难发现两种技术各有优势。从投资角度来看，450M无线宽带接入要比EPON接入方式投资低；从业务角度来看，EPON接入网络质量更好，用户感知更好。

下面根据不同的农村场景，分为3种模型，并对每种模型的解决方案具体分析。

1） 模型一

在集镇（模块局）服务半径2km-3km范围内的行政村，经济条件好，人口密度高，交通便利，配套设施齐全。该类村庄对语音业务和数据业务需求潜力大。

这部分地区基本上已解决语音和宽带的接入，我们可用原有DSLAM设备实现用户宽带提速，同时配合配线电缆和用户引入线整修满足能力匹配需求，来覆盖该类行政村。

2） 模型二

该类地区包括了目前大多数村庄，经济发展较为平衡，经济条件尚可，人口相对集中，具备较好的交通设施和配套设施。

这部分地区已经基本完成了行政村通电话，但急需引入宽带业务。在“有线为主、无线为辅”的覆盖原则下，除了少量村庄内散居用户依靠450M CDMA解决宽带接入外，其他均采用EPON+DSLAM（IAD）的方式。EPON作边缘传输，OLT摆放在机房内，分光器放置在多个行政村间相对中心的点，ONU摆放在各行政村，DSLAM作数据接入，IAD作语音接入。

本方案能提供数据和语音业务，性价比高，后期扩容方便。而且EPON作为统一的边缘传输平台，既经济（比MSTP组网便宜近一半）又具有强大的OAM能力和有效的QoS保障，便于后期用户扩容和增值业务开展。

3） 模型三

该类地区主要为经济发展相对落后、网络基础设施建设费用较大的偏远乡村和人口分散地区。这些区域地形复杂，交通不便，维护困难，电源、传输等基础配套设施匮乏。该类地区设备的特点为业务少而且不集中，但设备稳定性要高且覆盖面积广。

这部分的语音接入原本就是依靠450M无线农话接入，其宽带业务主要依赖450MCDMA EVDO来实现接入。这样，在少量投资的情况下，可以快速、方便的实现宽带接入，而且有效避免了后期维护的困难。

3 解决方案实例

从2008年起，益阳电信在总结FTTB（基于EPON）试点的基础上，开始采用450M无线宽带接入和FTTV相融合的新型建设模式来推进“光进铜退”。

本次工程中，我们选择了益阳电信6个450M无线农话基站，站点选取原则一是选择村庄中有宽带需求但未满足需要，二是选择没有有线宽带的区域中能够满足成片的无线宽带用户。工程网络示意图如图3所示。

1）在无线网侧替换了6套450M的基站，新建1套PARC平台BSC6680，以避免对现网的450M无线农话基站造成影响。

2）在核心网侧，新增了1套软交换设备、1套HLR、1套MGW设备。

图3 工程网络示意图

3） 原有450M无线农话网络仅使用了1个450M频点，本次工程后将新开通1个EVDO频点，用于提供DO数据业务。

4）在450M系统上开通数据业务后，用户就可以通过450M网络上网了。上网采用电脑+数据卡的方式，连接方式如图4所示，上下行最大传输速率可达1.8/3.1Mbps。

图4 无线宽带用户连接方式图

4 结束语

在推进农村信息化建设过程中，湖南电信依托深厚的技术积累和强大的综合实力，积极推进农村“宽带下乡”创新课题，较好地解决了我省边穷地区的通信难问题，为社会主义新农村建设贡献了力量。

[1]黄茂.农村信息网络需求及建设模式分析[J].邮电设计技术，2008,（8）.

[2]邬贺辁.农村宽带网将进一步振兴电子信息产业[N].人民邮电报,2009-03-16.

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

[4]益阳电信农村无线宽带解决方案试点项目技术建议书[Z].

[5]吴志忠.移动通信无线电波传输[M].北京：人民邮电出版社，2002.