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IP微波推进农村宽带传送网建设
泰尔网
殷一平
摘要: 随着农村经济形势逐年趋好,广大农村用户对电子政务、教育培训、医疗保健、养老救治等多方面的信息服务需求日趋强烈,基层的政府部门也在积极落实各项政策推进农村信息化,地方农业主管部门信息化意识日益增强,大量农业信息源急需通过宽带网络传输到农村千家万户。在党中央推动农村党员远程教育政策的背景下,农村党员干部现代远程教育工程也对带宽提出了更大的需求。
Abstract:
Key words :

近年来,农村的基础通信设施建设取得了快速发展,在推进“村村通电话、乡乡能上网”的同时,中国电信陕西公司也在农村信息化方面进行了广泛实践。随着农村经济形势逐年趋好,广大农村用户对电子政务、教育培训、医疗保健、养老救治等多方面的信息服务需求日趋强烈,基层的政府部门也在积极落实各项政策推进农村信息化,地方农业主管部门信息化意识日益增强,大量农业信息源急需通过宽带网络传输到农村千家万户。在党中央推动农村党员远程教育政策的背景下,农村党员干部现代远程教育工程也对带宽提出了更大的需求。
中国电信陕西公司已经实现镇以上光纤宽带网建设。在镇以下农村宽带接入方面,对于带宽需求不大的地区,采用2G/3G基站提供无线上网;对带宽要求大的地区,采用xDSL、EPON/GPON或Wi-Fi覆盖提供宽带接入。随着竞争日益加剧,提高投资收益比已成为电信业的紧迫需求。镇到村的区间传输层网络建设,如何既能满足农村宽带业务的承载需求,又能大幅降低投资和维护成本,成为摆在中国电信陕西公司面前的现实课题(见图1)。

当前农村宽带覆盖面临的问题
中国电信陕西公司在发展农村宽带接入时,面临大宽带需求和投资收益比的双重压力,现有的农村传送网络面临诸多挑战。
投资收益比差:农村地区人口稀少、居住分散、实装率低、资费低等特点,导致宽带网建设投资收益比差。
维护成本高:农网需常驻人员维护线路。线路出现故障时,需现场定位,故障点排查难,维护成本高。
易受自然灾害影响:历年自然灾害,农村通信网络都有不同程度的损坏。仅2010年洪灾对中国电信陕西公司商洛、安康、汉中等地农村传送网络造成的损失就高达上亿元人民币。
无法满足农村城镇化发展模式需求:在国家推进农村城镇化建设过程中,很多村庄将迁移新建,相应的传送网络也面临重建问题,若仍按当前建设模式进行光/电缆重新铺设,投资成本高、网络重建时间长。
因而,农村宽带传送网络的建设应选择大带宽、低投资、高效灵活、易维护的建网方案。
农村宽带传送网建设模式分析
在农村地区,采用常见的电缆和光纤解决宽带接入,均存在一定的不足。
电缆成本高:电缆在短距离内传输比较经济,但长距离传输成本过高,传输带宽随传输距离急剧下降,无法适应农村宽带传送网络的建设。
光纤应用范围局限:
在人口集中居住的农村地区,采用光纤进行宽带接入,是非常好的方案。但对于人口分散居住的农村地区,采用光纤,存在投资收益比差、自然灾害带来重建成本高、线路维护成本高等缺点。从2008年“5·12”地震和2010年洪灾的情况看,偏远农村地区全部采用光纤建设的模式还需要探讨。
除上述常见建网方式外,近年来欧美等信息化发达国家和地区在农村地区大量使用IP微波进行宽带覆盖建设。沃达丰、法国电信等世界级运营商每年也大量部署IP微波进行移动业务传输,这些为解决国内农村宽带接入问题提供了创新的思路。
微波通信建网快,投资少。通过半个多世纪的发展,已解决模拟微波带宽低、抗干扰能力差等问题,从模拟微波、PDH/SDH微波开始迈向IP微波。IP微波相对传统微波在技术上已大大改进,抗干扰能力强,部署快捷,传输带宽达Gbit级以上,满足农村宽带传送网络的建网要求。
2010年年初,中国电信陕西公司已在咸阳进行了IP微波实验局建设,采用IP微波进行末端业务传输,1个月即开通位于淳化县山区静帝山庄的宽带、IPTV和电话业务,设备运行稳定,业务传送效果良好(见图2)。
2010年夏季陕南洪灾后,中国电信陕西公司又在受灾严重的安康、商洛和汉中地区的部分线路采用IP微波进行灾后重建。从投资预算(见表1)可以看出,这部分线路采用IP微波比光缆建设具有更好的成本优势。
经过长期探索,从多个维度对光纤和IP微波建设农村宽带传送网络进行分析研究后可以发现,对于部分农村地区,采用IP微波进行宽带传送网建设,具有投资收益比好、建网灵活快速、维护成本低、抗灾能力强等优点。本文对IP微波和光纤进行一下比较分析(见图3及表2)。
 
注:维护成本对比(基于光传输和微波共网管)
IP微波能够满足农村宽带传送网络建设需要,主要是有IP化、宽带化、网络化等强大的创新技术支撑。
IP化:支持TDM/IP多种业务接入,空中传输支持TDM/IP多种模式;系统设备支持TDM向分组平滑演进,满足长期投资需求;系统可根据天气情况自动调节带宽,确保雨天等恶劣气候条件下,语音等高QoS业务不中断。
宽带化:系统利用XPIC(交叉极化干扰消除)技术,单信道容量达800Mbps,同时利用业务压缩技术,单信道可达1.2Gbps。
网络化:IP微波内置MADM和数据交换平面,像SDH一样实现灵活、多样性组网。微波与光传送网无缝对接,统一网管,简化运维程序,减少运维投入。
农村宽带传送网IP微波建网方案
对中国电信来说,可根据各地农村宽带业务需求和用户分布的地理特征,划分几大类区域进行差异性宽带传送网络建设。例如,对中国电信陕西公司,可将全省分为四类区域,一类区域如关中平原,地形平坦,宽带业务量大;二类区域如陕北的延安等地,丘陵地形,宽带需求较集中,每个集中点用户数量少;三类区域如陕北的榆林等地,地广人稀,宽带需求点分散;四类区域如陕南的汉中等地,秦岭山区,地形复杂,宽带需求量较小。
一类区域——干线光纤,末端IP微波
一类区域,光纤布设比较容易,宽带建设需求量重点考虑业务的稳定性和投资收益比。如农村全部铺设光纤将造成后续维护成本昂贵,故可借用欧美发达国家的建网思路:镇内主干道路铺设光纤,各村的业务由微波上传到光纤进行统一传送(见图4)。
适用场景:平原或者开阔地带,宽带需求量大。
传输容量:按每用户2Mb带宽,平均50%的收敛比,每村最多可满足1200个用户同时上网。
建网特点:骨干传输用光纤,末端不易布设光纤的地方用IP微波统一承载语音/IPTV/宽带业务,投资收益好、灵活性高。
方案优点:村庄迁移时仅需更改末端IP微波,影响小,重建快。维护只需关注主干光纤线路,微波链路由中心网管监控,运维成本降低。
二类区域——中心微波汇聚,末端村庄业务微波回传
二类区域,有一定宽带需求,用户较集中,地形多为丘陵,考虑光纤的铺设难度较大,后续维护成本高,特别是易受自然灾害的破坏,推荐乡镇以下村庄采用微波进行业务传送,可选取制高点(例如丘陵顶或山顶)作为业务汇聚点,辐射周边地区(见图5)。
适用场景:光纤铺设、维护成本高,用户集中,但每村带宽需求不大。
传输容量:按每用户2Mb带宽,平均50%收敛比,每村可满足40个用户同时上网。
建网特点:利用地理高点(现有基站等)优势,直接辐射周边节点。
方案优点:保证整网最佳投资收益,快速建网、快速收益。
三类区域——微波按需布点,经济高效建网
三类区域,地广人稀,村庄分散,与镇局距离遥远,铺设光纤需长链,建网周期长,维护成本高,此类区域采用IP微波进行宽带业务回传具有更好的经济性,业务可直接或逐跳汇聚到镇局(见图6)。
适用场景:地广人稀,村庄分散,距离遥远。
传输容量:按需规划,每跳IP微波单频点最大可承载1.2G业务。
建网特点:利用网络化微波的交叉汇聚功能,将各节点业务逐级汇聚上传。
方案优点:无须长链光纤网络的高投入,在有需求的村庄部署IP微波,降低投资成本和长链光纤维护成本。
四类区域——因地制宜建网,IP微波+光组合
四类区域,地形复杂多样,村庄间距离虽近但常有大山遮挡,每村宽带需求量不大,布放的光纤易被自然灾害损坏,部署IP微波也存在视通条件和铁塔建设问题,因此需要采用多种建网模式。例如,根据具体地理条件,在视通条件优良的地区,可采用全IP微波组网;在视通受阻碍的山村,可利用IP微波与光传送网无缝集成的特性,采用微波和光混合组网,使得该类区域宽带传送网建设的投资收益比最佳(见图7)。
适用场景:村庄分布地形复杂,视通条件不一,线路易受自然灾害影响。
传输容量:根据需求灵活部署容量。
建网特点:利用微波与光传送网无缝融合的特性,IP微波+光灵活组网。
方案优点:克服自然条件限制,整体建设的投资收益比最佳。
在实际IP微波工程交付中,还需要结合中继站点取电、安装和新建铁塔成本等因素综合考虑选择建网方式。
信息化和宽带化有利于推动农村城镇化的建设,在促进农业现代化、市场化和农村第二和第三产业的发展,在防灾扶贫、合作医疗、义务教育、文化宣传、劳工培训、科技推广和治安管理等方面都能够发挥不可替代的作用。目前,我国信息网络接入基础已较为完善,99.5%的行政村已经实现了“村村通电话”,持续加大对农村基础通信设施的投资,进一步推进“村村通工程”,力争“只要电话通到的地方就能提供宽带互联网的服务”是电信基础运营商的社会责任。中国电信陕西公司已承担了陕西省75%以上的农村宽带建设任务,经过长期探索,针对省内农村地区的地形特点和业务需求,利用IP微波技术大宽带、IP化和网络化的优势,因地制宜在乡镇以下村庄采用IP微波进行宽带传送网建设,投资低、建网快、易维护、组网灵活,极好地满足了中国电信陕西公司当前业务发展的要求,是农村宽带传送网建设的可选方案。
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