“宽带中国”地图建设实践

青明基 中国信息通信研究院通信标准研究所助理工程师

党梅梅 中国信息通信研究院通信标准研究所副总工程师，高级工程师

网络技术——宽带中国专题

“宽带中国”地图建设实践

青明基 中国信息通信研究院通信标准研究所助理工程师

党梅梅 中国信息通信研究院通信标准研究所副总工程师，高级工程师

“宽带中国”地图的建设是“宽带中国”战略的重要任务之一，是展现我国宽带发展进程的重要窗口。本文通过介绍国外宽带地图建设情况，重点介绍了“宽带中国”地图的建设内容、技术实现和设计考虑，展现了宽带地图一期的各类数据子地图，并提出了后续建设规划。

WebGIS 宽带中国 宽带地图

1 引言

国务院于2013年发布的“宽带中国”战略及实施方案中，明确提出了建设“宽带中国”地图的任务和目标。“宽带中国”地图建设工程具体包括：建立宽带发展监测体系和评价指标体系，建设覆盖全国的宽带发展测评系统，实现对网络覆盖、接入带宽、用户规模、主要网站接入速率等信息的动态监测，建立宽带发展状况报告和宽带地图发布机制。通过“宽带中国”地图的定时发布和更新，可以使民众及时了解本地区的宽带服务情况，使政府管理部门全面了解我国的宽带发展和地区差异。“宽带中国”地图的建设，是落实我国宽带战略的重要一环，是展现我国宽带进程的重要窗口，是推动我国宽带发展的重要举措。

2 国外宽带地图建设情况

目前，多个国家的管制机构均发布了本国的宽带地图，其中主要以美国的NTIA、FCC宽带地图和英国的Ofcom宽带地图为代表。

美国电信和信息管理局（NTIA）隶属于美国商务部，通过和美国联邦通信委员会（FCC）合作提供的地图又称国家宽带地图（National Broadband Map）。该地图是一个提供搜索和交互的网站，直观地展示美国宽带发展现状，允许公众查看美国各地区的宽带提供情况，并支持数据互动。该项目于2009年开始筹划，2011年正式上线，此后每6个月更新一次。目前，在该网站上可查看到2014年6月30日的统计数据。

FCC宽带地图则对各宽带专项成果进行展示，其经费主要来源于各宽带专项经费，在各专项结束后进行绘制和更新。例如，连接美国项目（Connect America）第一轮经费4980万美元，第二轮经费3.85亿美元，主要进行区域宽带覆盖，并绘制宽带普遍服务地图。FCC同时提供宽带速率地图，通过定期招募志愿者参与测试、提供数据。

Ofcom作为英国通信产业的独立监管机构，自2011年发布宽带地图以来，每年更新一次，目前仅仅发布了3个版本，2014年及以后的数据尚未更新。Ofcom宽带地图的功能相对简单，主要呈现了宽带速率、占有率和可用性性能。

3 “宽带中国”地图的技术实现

3.1 “宽带中国”地图总体建设情况

“宽带中国”地图以中国地图为主体，综合展示各类宽带发展数据及互联网业务体验数据，呈现各个区域宽带发展水平的综合情况。“宽带中国”地图工作与宽带速率测试标准研制、宽带速率采集、宽带评价、宽带速率报告发布等工作有机结合。“宽带中国”地图一期已于2015年2月在“宽带中国”2015专项行动动员部署电视电话会议上正式上线。

“宽带中国”地图访问网址是www.bbmap.cn，目前提供地图展示、数据查询、宽带测速及其他信息服务功能。地图按季度进行更新，目前可以在网站上查看2014年各季度和2015年前两个季度的地图。

3.2 “宽带中国”地图技术架构

根据“宽带中国”地图的建设目标，技术上选取了成熟的Java技术，结合网络地理信息系统（WebGIS）内嵌Web Service技术，提供Web Service服务。采用可扩展的数据交换协议XML文档，使得异构系统之间的交互操作、数据交换和集成非常容易。WebGIS发布在线地图数据及开放的远程API接口服务，提供发布地图的RESTful接口，实现了“宽带中国”地图的展示与渲染。

宽带地图的技术架构如图1所示，其中：

图1 “宽带中国”地图技术架构

（1）客户端通过浏览器访问Web Server，技术上采用AJAX和HTML5技术来获取静态地图数据，并进行异步刷新和展示。

（2）服务端通过访问Hadoop分析完成地图数据和宽带指标数据，并通过J2ee脚本在Map Server服务器端计算、绘制生成各个层的宽带应用地图，同时服务端对“宽带中国”地图进行缓存用以提高App Server服务端的性能，供Web Server调用展示。

系统架构实现使用的关键技术如下：

●HTML5 JavaScript CSS客户端脚本语言。

●XmlHttpRequest数据交换请求方式。

●WebGIS地图服务系统。

●J2ee服务端开发脚本语言。

●Hadoop数据指标分析。

3.3 “宽带中国”地图的设计考虑

在设计“宽带中国”地图时，选取了成熟的技术，同时充分考虑了开放性、可扩展性及稳定性，通过灵活多变的组件设计满足业务变化需求。

开放性方面，采用了Web Service、XML、Java、元数据驱动等成熟技术，并充分考虑未来发展的需要，使系统具有开放的体系结构。同时，作为宽带地图系统，必须满足系统数据不断更新的需要，因此在系统设计时，制订和贯彻了统一的数据技术和应用标准，以确保模块间的兼容和信息与技术的共享。

可扩展性方面，WebGIS很容易跟Web中的其他信息服务进行无缝集成，方便建立灵活的GIS应用。系统采用模块化设计，通过RESTful架构提供接口服务。在功能和数据库方面，考虑了对需求变化的自适应能力，支持多个数据库的集群并支持主备策略。

此外，系统的设计、开发与实现要确保系统数据与服务的安全性和可靠性，通过高效的安全配置策略，使系统提供的基础性、公用性的数据准确可靠，防止各种自然或人为的因素对系统造成的破坏，使系统能有效地为用户提供服务。

4 “宽带中国”地图展示的数据

“宽带中国”地图一期目前可提供宽带速率地图、宽带发展地图及宽带专项进展地图3大类数据的展示。同时，还提供全国综合地图，在一张地图上可以同时查看各类数据的具体值。

系统对各类采集数据进行分析计算，并根据区域分布，在每个地区进行地图渲染，用户可以根据其渲染的色值不同，来区分某个地区的宽带数据情况。具体技术实现是系统根据数据类型的不同，获取后台的数据，然后利用最大值和最小值的大小自动计算不同的区间分布值。WebGIS地图根据定义好的指标区间值进行地图颜色的填充，以达到渲染目的。

4.1 宽带速率地图

宽带速率地图包括4类子地图：

●可用下载速率地图。

●视频下载速率地图。

●首屏时间地图。

●宽带接入速率符合度地图。

以上指标的测试方法采用了通信行业标准YD/T 2691-2014《宽带速率测试方法用户上网体验》和YD/T 2400-2012《宽带速率测试方法固定宽带接入》中规定的方法。

可用下载速率反映了用户从网站下载文件或其他内容的速率。我国的可用下载速率监测数据依托于互联网企业和第三方机构，每月监测样本达几千万条量级以上，可以全面真实地反映我国各区域的宽带体验速率水平。可用下载速率地图如图2所示，用户通过地图的色值可以看出每个区域的宽带速率差异。当鼠标位于某省地理区域内时，可显示该省的忙时综合、忙时、闲时平均值。

宽带接入速率符合度反映了用户实际获得的固定接入速率与签约宽带接入速率的比值。符合度一般情况下≤1。但是现阶段，我国基础运营商往往采用超配方式，网络上配置的接入速率值往往高于签约速率10～20个百分点，因此会出现符合度＞1的情况。从宽带中国地图二季度宽带接入符合度的情况看，所有省份的固定宽带接入符合度均大于100%。

4.2 宽带发展地图

宽带发展地图包括4类子地图：

●FTTH覆盖家庭数量地图。

●固定宽带家庭普及率地图。

●固定宽带接入签约速率地图。

●固定宽带用户数量地图。

其中，固定宽带接入签约速率是指用户与宽带服务提供商所签订的固定宽带接入业务协议中所规定的速率。它是指从用户终端到宽带接入服务器之间的速率，它反映了在一个地理区域内用户的平均签约速率情况。固定宽带接入签约速率如图3所示，截至2015年6月，平均宽带接入签约速率在10Mbit/s以上的省份有19个，其中签约速率达到20Mbit/s以上的有新疆、四川、上海、宁夏。

4.3 宽带专项进展地图

图2 可用下载速率地图

目前，宽带专项进展地图仅包括宽带中国示范城市地图。创建“宽带中国”示范城市（城市群）是工业和信息化部宽带专项行动中重要的核心工作之一。通过创建示范城市，可以实现本地区宽带发展水平大幅提升，同时在宽带发展水平及发展模式方面，对全国同类地区产生示范和引领作用。每个城市均需至少满足以下6项指标中的4项：

5 结束语

图3 固定宽带接入签约速率地图

●城市家庭20Mbit/s及以上宽带接入能力达到85%。

●农村家庭4Mbit/s及以上宽带接入能力达到90%。

●固定宽带家庭普及率达到55%。

●3G/LTE移动电话人口普及率达到40%。

●4Mbit/s及以上宽带用户渗透率达到80%。

●8Mbit/s及以上宽带用户渗透率达到35%。

宽带示范城市地图如图4所示，根据宽带示范城市的评选结果，共包含39个城市。当鼠标点击某示范城市时，可显示该城市的6项指标具体值。

“宽带中国”地图建设是一项复杂的工程，是分阶段分步骤建设的。根据国外的经验，宽带地图建设从提出到试运行需要历经两年及以上的时间，在试运行期还需持续进行功能建设。前文已经提到，我国宽带地图工作与其他宽带工作是有机结合共同推进的。设计“宽带中国”地图，既要确保数据客观公正、数据类型丰富、数据更新及时等目标，还要具备支持地图基本操作、交互控制、数据搜索等基本功能。

图4 宽带中国示范城市地图

宽带数据种类和功能较多，部分数据的获取需要与相关工作进程同步，部分标准和规范需要制定，部分数据的监测体系需要新建，各项功能需要逐步完善。目前，“宽带中国”地图一期已经可以提供省颗粒度的固定宽带速率数据、宽带发展基础数据。后续“宽带中国”地图建设还将重点从3方面进行功能扩充：一是扩充地图类型，适时纳入移动宽带速率、农村宽带发展、普遍服务等类型的子地图；二是提供更细颗粒度的数据展现；三是完善数据分析能力，进一步全面科学地分析我国和区域宽带发展情况。

1 YDT 2400-2012.宽带速率测试方法固定宽带接入

2 YDB 118-2012.宽带速率测试方法用户上网体验

3 国务院关于印发“宽带中国”战略及实施方案.http:// www.gov.cn/zwgk/2013-08/17/content_2468348.htm

Practice of“Broadband China”Map Construction

Construction of“Broadband China”map is one of the important tasks of“Broadband China”strategy.Broadband map aims to show the development progress of China.In this paper,we first introduce the status of broadband map of other countries.Then we mainly analyze the technology and design considerations of current“Broadband China”map.Finally we introduce current online data maps and propose future plans.

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2015-08-18）