从谷歌光纤计划探讨传输网建设新思路

钟嘉健+张华荣

【摘 要】从网络建设思路以及网络技术两大层面进行入手，在五个不同方面对比谷歌光纤计划与国内传统通信运营商的思路及做法差异，进而分析得出谷歌光纤计划对于传统运营商的参考价值及启示意义。最后，对谷歌光纤计划的推行动机进行了分析，并得出谷歌光纤计划推行的主要目的并非在于侵占传统运营商市场，而仅仅希望通过“搅局”迫使运营商提升网速，反过来促进谷歌主营业务收入的结论。

【关键词】谷歌光纤 传输网 网络建设 接入网

1 引言

随着Alphabet于2016年8月暂停加州圣何塞和波特兰的谷歌光纤（Google Fiber）计划，一度沸沸扬扬的谷歌光纤计划将在短时间内暂时告别大规模扩张阶段。据外媒报道，除上述两个城市外，还有为数不少的城市的谷歌光纤计划已确定推迟，其中帕洛阿尔托的谷歌光纤计划要暂时搁置至少6个月。

虽然谷歌光纤计划暂时遇到困境，但不可否认的是它给长期被老牌运营商主导的通信市场注入了许多新鲜元素，其中不乏许多值得学习的经验。本文从谷歌光纤计划的介绍入手，简要剖析谷歌光纤计划的建网思路及技术做法，并与我国运营商的传统思路及做法进行对比，分析谷歌光纤计划中值得借鉴的经验及启示意义。

2 谷歌光纤计划介绍

2.1 谷歌光纤计划是什么

谷歌光纤计划是谷歌公司推出的超高速宽带服务。根据谷歌公司的宣传，通过谷歌光纤计划接入的用户，可以7秒下载高清电影，一次性录制8部电视剧，存储最多500小时的高清节目。谷歌光纤电视服务还允许用户搜索实况转播频道、Netflix和YouTube，录制数万个小时的点播节目。

2.2 谷歌光纤计划启动缘由

谷歌公司作为以搜索引擎起家的互联网企业，其启动谷歌光纤计划并非一时兴起。主要契机来源于美国宽带速度长期的停滞不前，价格也居高不下。电信运营商如AT&T、Verizon和有线电视公司Comcast已形成垄断格局，均没有很大动力来扩大覆盖率，改善网络及降低售价。

2.3 谷歌光纤计划的套餐资费

谷歌光纤计划的资费套餐如表1所示。其中的高套餐可对比运营商Verizon的最高套餐，在每月支付高达270美金的资费下，也仅能获得500 M的带宽。对于中套餐，在Verizon套餐中支付同样价格，则仅可获得150 M的宽带服务。至于低套餐，谷歌光纤计划在初装后其1 M/5 M宽带为完全免费。由此可以看出，谷歌光纤计划无论在带宽还是在资费上，确实如其宣传所言，相比传统运营商来说具有明显优势。

2.4 谷歌光纤计划的发展历程

谷歌光纤计划于2010年正式启动。2011年宣布堪萨斯城成为计划的第一个城市。2013年奥斯汀、普若沃相继加入计划，这三个城市成为谷歌光纤计划最典型的三个案例。时间向后推移，在2013年至2016年，夏洛特、纳什维尔、盐湖城、亚特兰大、圣安东尼奥等城市陆续加入计划。根据业内粗略估算，谷歌光纤计划的用户规模在2015年底达到12万。

3 对传输网发展思路的探索与启示

作为互联网企业巨头的谷歌，它所推动的谷歌光纤计划在发展思路上有着精明的考虑。在收入方面，谷歌光纤计划坚持先发展后覆盖的客户发展思路，保证了计划的稳定收益；在投入方面，谷歌光纤计划则坚持能靠则靠基础资源共享的网络建设思路，尽可能减少在网络基础资源重资产上的投入。上述两个方面进行综合，谷歌筛选出潜在客户多、基础资源资助大的区域，优先进行谷歌光纤计划的部署，从而保证了计划的利润投入比。

3.1 先发展后覆盖的客户发展思路

谷歌光纤计划从推行至今一直坚持按需部署（build-by-demand）的创新性运营模式。具体而言，通过将城区划分为许多包含数百用户的区块，然后在各个区块中统计预注册比例并排序。如果区块预注册率超过一定门限，才在该区块启动谷歌光纤计划的部署，即先发展后覆盖的客户发展思路。

在谷歌光纤计划推行的初期，谷歌甚至在没有做任何网络部署的情况下，首先在网站公布谷歌光纤套餐和定价，并根据区域，交纳30美元～300美元不等的初装费（费用随着计划推进不断调整）。这一做法在保证成本回收的同时，更重要的是保证了用户数量，从而保证了计划的利润回收。

与谷歌光纤计划先发展后覆盖的客户发展策略相对，国内三大运营商则基本以先覆盖后发展为主。由于国内三大运营商所面向的服务对象为所有家庭，因此，无差别的全面覆盖是必然做法。然而，先发展后覆蓋的策略亦并非毫不可取，最突出的场景即近期逐步开展的千兆入户。

在国家降费提速的大背景下，千兆入户将是未来必然的发展趋势。但在现阶段，千兆入户在客户需求方面来说仍比较超前，且网络建设成本较高。通过客户初步摸查，对CBD等高端区域有区别地进行千兆入户覆盖是现有常见的运营发展模式。在此基础上，可参考谷歌光纤计划的做法，通过预注册等普查方式，精细化目标用户地图，提升千兆入户预覆盖命中率，提升网络建设的投资效率。

3.2 能靠则靠的网络建设思路

除了通过先发展后覆盖的策略在潜在客户方面入手筛选部署区域，谷歌还坚持能靠则靠的策略在基础资源的政府资助方面入手进行区域筛选。前者开源，后者节流，双管齐下，保证计划的收益。

对于谷歌这类新进入通信行业的企业，其最大的初始投入无疑在管道光缆等基础资源上。因此，谷歌光纤计划在筛选发展区域时，优选已具备光纤资源可供租用的城市；其次考虑杆路或管道可廉价租用的城市。最后一公里光缆通过租用杆路等方式自行布放，城域、城际骨干光缆等长段落光缆则通过向运营商租用解决。作为回报，谷歌则向当地机构提供免费宽带服务。

从效果来看，谷歌这一策略取得了较大成功。具体可归因于民众对高速宽带的强烈需求，推动政府对谷歌光纤计划进行支持。例如在堪萨斯城，政府拥有的管线、电线杆，半价租给谷歌，且政府免费提供办公场所及电力。又如在普若沃，谷歌象征性地支付1美元，获得普若沃全市市政光纤系统的使用权。

从运营的角度来看，能靠则靠策略本质上属于共建共享。在我国，铁塔公司的成立以及个别地区管道公司的建立（如深圳），都是在共建共享方向上所迈出的重要步伐。固然，由于国情及资源储备等存在差异，能靠则靠的做法不能完全在我国照搬。然而，不可否认，这对我国运营商仍有重要启示作用。在国内运营商心目中，共建共享暂时还属于自建以外的辅助建设手段。往往是在无法自建的情况下（由于不许入场等不可抗原因），迫不得已采取的建设方案。虽然近年国家大力鼓励共建共享节省投资，但实际上，在许多运营商决策者心目中，共建共享仍未被提升到一个很高的地位。而谷歌通过能靠则靠策略大量节省投资，无疑树立了一个很好的现实案例。

4 对传输网技术发展的探索与启示

作为互联网科技公司，谷歌涉足传统通信行业，其网络建设方式及采用的技术均与传统运营商存在一定差异。差异的根源来自于谷歌公司与传统运营商在基础资源储备、业务以及企业定位等各方面的不同。具体体现在网络架构、接入网PON技术以及内容源下沉深度这三个方面。

4.1 网络架构

在网络架构上，谷歌光纤计划采用的是绕城光缆环的光缆拓扑架构。一方面，这与谷歌在管线基础资源上储备有限有关；另一方面，这一做法则是谷歌光纤计划先发展后覆盖思路的最直接体现。

图1为谷歌光纤计划绕城光缆环的架构示意图。从层级上而言，仍然保持层层收敛的的网络架构，即用户-分纤点（光交箱等）-接入机房（Google Fiber Hut）的结构。与传统运营商建网最大的差异在于，主干光缆的环城部署。对于规模较大的城市，则按照城市的地理位置进行分区，每个片区建设一个绕城光缆环。这种做法最大的优点在于，所覆盖范围内的任何社区无论何时加入谷歌光纤计划，谷歌都可以在最短时间内用最少成本，从光缆环建设接入延伸光缆至客户侧，实现业务的开通。

谷歌光纤计划的建网方式与传统运营商存在较大差异。国内传统运营商所采用的建网模式为全覆盖式，这显然是由传统运营商面向所有用户的服务定位所决定的，是先覆盖后发展思路定位的必然结果。中国电信、中国联通等宽带业务起步较早，末端管线资源丰富的运营商自不必说。即便2013年才取得家宽牌照的中国移动，也在近几年大力发展接入光缆网络，全力打造一张光缆网，以深度覆盖为目标，缩短末端接入距离，减少业务开通时间。

正是由于谷歌与传统运营商的服务定位不同，显然谷歌光纤计划的网络架构（绕城光缆环）是无法在传统运营商层面全面参考并铺开实施的。

4.2 接入网PON技术

由于谷歌光纤计划承诺提供1 G接入带宽，因此谷歌在接入网PON技术的选择是业界关注的焦点。

鉴于谷歌从未公开其采用的PON技术。因此，业界只能停留在推断阶段。然而，证据证明，在谷歌光纤计划推行初期，谷歌采用的是GPON技术。证据在于部署在家庭的Network Box，它仅有TDM-PON的GPON接口及Ethernet的GE接口。

然而，GPON的上行能力仅为2.3 G，即便考虑1：4的并发比经验值，一台GPON原则上也仅能下带9户千兆用户（但谷歌采用了1：16的分流比）。那么，随着客户数量的不断发展，谷歌又计划如何提供1 G接入带宽？结合业界观点，笔者窃以为谷歌可能采用的解决方案为WDM-PON。原因有三：

（1）通过企业并购及研发，谷歌实现了使用硅芯片大规模生产光波分设备，从而解决了WDM-PON的高成本问题。

（2）谷歌光纤计划在高端客户侧部署存储盒子。这意味着至少在高端客户群体存在P2P上行流量。在技术上，WDM-PON可解决带宽的上下行分配——只需指定好上下行波长即可。

（3）现如今，GPON的升级设备——10G PON仍未大规模商用。即从TDM-PON的技术路线解决1 G的下行需求，在谷歌光纤计划推行的2011-2016年间，在技术上并不可行。TDM-PON与WDM-PON原理对比图如图2所示。

国内运营商在接入网上基本选择GPON技术。如前所述，GPON原理上属于TDM-PON，与WDM-PON是不同的技术路线。国内运营商不但无法从GPON直接升级为WDM-PON，且由于体量规模大，全盘用WDM-PON替代GPON也不现实。因此，谷歌光纤计划中WDM-PON的技术选择对国内运营商而言参考意义不大。

值得关注的是由WDM-PON所衍生的上下行对称PON问题。谷歌光纤计划将内容源下沉到客户侧的做法，应是长远发展的方向。为解决由此产生的P2P上行流量，上下行对称PON是必然解决方案。然而，由于需求驱动，现在业界关注点暂时停留在非对称10G PON上。但从谷歌光纤计划的案例来看，其实可将目光放长远一些，加大关注对称型10G PON，推动其标准及产业链的成熟。

4.3 内容源下沉深度

在內容源下沉问题上，谷歌光纤计划贯彻得相当彻底。通过在客户侧部署针对高端客户的存储盒子（Storage Box），将内容源直接下沉至客户侧。谷歌光纤计划客户侧设备示意图如图3所示，谷歌这一做法与其作为互联网公司，拥有丰富内容源有关。理由有二：

（1）谷歌光纤计划的最大吸引点表面上是千兆接入。实际上，根本在于千兆接入背后丰富的高清视频以及电视节目，而并非仅仅高速上网。众所周知，谷歌于2006年收购YouTube，拥有了丰富的视频资源。但是，考虑到瞬间流量爆发等不可控因素，千兆带宽并不能完全保证极速的观影体验。因此，将内容源下沉到客户端，在闲时预先将内容存放在客户侧，可认为是千兆带宽的辅助手段，共同保障了客户的观影体验。

（2）从经营策略来说，谷歌可以根据用户行为，将内容预先放到存储盒子，从而实现各类推送，将内容源丰富的长处进行最大化的利用，提升利润。

再看国内的传统运营商，为应对4K视频等新业务的挑战，各运营商已逐步进行内容源下沉。但下沉深度基本只与谷歌光纤计划的Fiber Hut节点相仿，即覆盖城市一个片区的范围。如中国电信的二级CDN下沉至城域网核心路由器层；中国移动计划将其二级CDN下沉至BRAS/SR层。至于客户端，预计3年后或考虑在ONU集成存储硬盘，在近1-2年内，主要发展方向为面向智能网关演进。相比谷歌，传统运营商由于企业定位不同，其内容源无疑远远不够丰富：即便对于IPTV发展迅速的电信而言，其内容源也仅限于电视节目回放，少量热门电影等。因此，没有进行至客户侧的彻底下沉，也符合实际情况。

在内容源下沉深度的问题上，从技术方面而言，可认为谷歌只是走得比传统运营商更为超前，不存在方向上的重大差异。然而，笔者认为，更重要的启示在于战略层面：传统通信运营商需适应新形势，尽快引入内容源，才能避免沦为管道提供者。反过来说，若传统运营商能快速引入内容源，凭借其管道的天然垄断，可在竞争中占得先机。

5 谷歌光纤计划推进动机分析

众所周知，传统通信行业是一个重资产行业，尽管谷歌光纤计划已经采用能靠则靠的策略，但不可否认的是，其建网成本仍远远高出谷歌传统业务的成本水平。谷歌公司到底为何要涉足传统通信行业？针对此问题，主要有以下几个观点：

（1）谷歌光纤计划的推行是为了寻找新的利润点。原因在于谷歌的各类主营业务已经受到不同程度的挑战，利润增长放缓。

（2）谷歌光纤计划的推行是为了拥有自营的基础通信网络，从而减少对传统运营商的依赖。

（3）谷歌光纤计划的推行起到搅局作用，通过市场竞争迫使运营商提升网速，反过来促进谷歌主营业务的收入。

从客观方面而言，这三个因素各有其道理。但从主次考虑，笔者窃以为原因三更合乎谷歌公司的利益考量。对于原因一，以2014年谷歌公司的收入为例，谷歌在当年其他部分（包括宽带接入、云服务等新产品）的收入为69亿美元，仅占总收入的10%左右，可以推断不应为主要因素。对于原因二，谷歌虽然通过谷歌光纤计划建设有自营的基础通信网络，但其体量及用户量相比传统运营商而言，仍然很小，难以成为主流。对于原因三，实际上谷歌曾进行测算，网页400 ms的延遲将导致搜索量下降0.44%。以谷歌2012年第三季度的广告收入为例，该季度谷歌的广告收入约为115亿美元，0.44%就是约5000万美元。低网速会大大影响谷歌的收入，这似乎是谷歌启动谷歌光纤计划的最主要动机。

6 结束语

如前面所述，虽然谷歌与传统通信运营商在基础资源、业务以及企业定位等各方面存在较大差异。但是，谷歌光纤计划仍有许多新的理念及做法值得参考。例如，在思路层面，谷歌光纤计划先发展后覆盖以及能靠则靠的策略；又如技术层面，谷歌光纤计划在接入PON技术的选择、内容源的下沉深度等方面，这些都相当地有启示及借鉴意义。

诚然，谷歌光纤计划的主要目的似乎并非在于侵占传统运营商市场，而仅仅希望通过搅局迫使运营商提升网速。然而，不可否认的是，谷歌光纤计划也给传统运营商敲响了警钟。撇除政策限制的因素，传统运营商并非绝对垄断，传统运营商亦需密切跟踪新形势，大力发展新业务，才能在激烈的市场中保持竞争力。

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