端到端家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略

端到端家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略

毛蕊利;趙鵬飛;魏晟愷

【摘 要】伴隨國家政策環(huán)境的利好,互聯(lián)網(wǎng)視頻業(yè)務(wù)迎來寶貴的發(fā)展機(jī)遇期,大視頻

時(shí)代即將到來,也將帶動(dòng)通信行業(yè)新一輪的發(fā)展.為了能夠更好的滿足家庭客戶帶寬

需求,加快家寬基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè),提升網(wǎng)絡(luò)承載能力,提高用戶粘性,必須做好家寬網(wǎng)絡(luò)的

規(guī)劃建設(shè).本文通過對(duì)家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)端到端的分析,明晰了用戶終端、出口帶寬、內(nèi)

容網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的問題,并提出了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略.

【期刊名稱】《電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化》

【年(卷),期】2017(030)003

【總頁數(shù)】5頁(P39-43)

【關(guān)鍵詞】端到端;視頻業(yè)務(wù);建設(shè)策略

【作 者】毛蕊利;趙鵬飛;魏晟愷

【作者單位】中國移動(dòng)通信集團(tuán)河南有限公司,鄭州 450008;中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)

計(jì)院有限公司,北京 100080;中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司,北京 100080

【正文語種】中 文

【中圖分類】TN915

在國家結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的大背景下，“寬帶中國”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“三

網(wǎng)融合”等一批國家級(jí)政策的推出，極大地促進(jìn)了信息消費(fèi)和通信行業(yè)的發(fā)展，網(wǎng)

絡(luò)視頻業(yè)務(wù)也迎來了重要的發(fā)展機(jī)遇期。

圖1為視頻業(yè)務(wù)發(fā)展情況，固定4K、移動(dòng)2K逐步成熟，8K嶄露頭角，VR成最

大熱點(diǎn)，國內(nèi)運(yùn)營商及樂視、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)公司紛紛開展互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)，爭相推

出4K內(nèi)容（購買版權(quán)+自制?。Ｎ磥?/span>10年，視頻相關(guān)業(yè)務(wù)收入將突破1萬億

美金，市場空間巨大，將成為運(yùn)營商的三大業(yè)務(wù)之一。

中國聯(lián)通：2016年計(jì)劃發(fā)展IPTV用戶1 500萬，IPTV滲透率目標(biāo)30%，未來3

年達(dá)到52%。

中國電信：2016年計(jì)劃發(fā)展IPTV用戶2 500萬，智能機(jī)頂盒集中采購數(shù)量突破

1 100萬。

中國移動(dòng)：2016年計(jì)劃發(fā)展魔百盒用戶1 500萬、智能網(wǎng)關(guān)用戶500萬，互聯(lián)網(wǎng)

機(jī)頂盒集中采購數(shù)量突破1 000萬。

2016年，中國移動(dòng)推動(dòng)自有品牌智能家庭網(wǎng)關(guān)的發(fā)展，以有線寬帶和網(wǎng)絡(luò)視頻為

抓手，有重點(diǎn)、有方向的打開家客市場突破口，形成移固融合能力，加快提升市場

份額和行業(yè)發(fā)展話語權(quán)。

截至2016年12月，中國移動(dòng)有線寬帶總數(shù)已經(jīng)達(dá)到了7 762.4萬戶，逼近8

000萬戶大關(guān)，寬帶價(jià)值逐漸提升。但同時(shí)，在用戶體驗(yàn)與網(wǎng)絡(luò)能力方面與競爭

對(duì)手差距明顯。根據(jù)實(shí)測，網(wǎng)頁打開時(shí)延、視頻加載時(shí)間、視頻緩沖次數(shù)、游戲登

錄時(shí)間、游戲卡幀次數(shù)等指標(biāo)與競爭對(duì)手差距較大。通過分析，造成這種差距的主

要原因有以下幾個(gè)方面。

互聯(lián)網(wǎng)資源本地化率較低，主要依賴第三方出口訪問外網(wǎng)資源，而在互聯(lián)互通出口

帶寬方面，移動(dòng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于電信、聯(lián)通，所以業(yè)務(wù)體驗(yàn)較差。

承載網(wǎng)絡(luò)沒有發(fā)生分組丟失情況，但在內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部出現(xiàn)鏈路擁塞。可能的原因是

內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)設(shè)備負(fù)載較重或者本身性能較差，內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)接入帶寬受限。

OLT設(shè)備接收光功率異常，而光功率異常也會(huì)嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)，可能的原因包

括光模塊異常、光纖連接器損壞、光纜質(zhì)量問題。

用戶終端使用異常，可能的原因包括用戶自購設(shè)備質(zhì)量較差、Wi-Fi信號(hào)覆蓋較弱、

視頻和上網(wǎng)業(yè)務(wù)共享通道，容易相互影響，質(zhì)量無法保證。

綜上所述，對(duì)家庭有線寬帶網(wǎng)絡(luò)從用戶終端、出口帶寬、承載網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容源等方面，

按照端、管、云的思路進(jìn)行端到端的問題分析，針對(duì)各種問題，進(jìn)一步明晰各個(gè)環(huán)

節(jié)的建設(shè)策略是非常有必要的。

2.1 用戶終端

由于在互聯(lián)網(wǎng)視頻領(lǐng)域發(fā)展較晚，目前中國移動(dòng)在用戶終端方面存在不小的差距，

主要問題體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：

出于成本考慮，目前SFU(Single Family Unit，單家庭單元)使用占比高，無法實(shí)

現(xiàn)未來的業(yè)務(wù)控制和技術(shù)演進(jìn)。SFU僅能實(shí)現(xiàn)基于端口的業(yè)務(wù)分類，只支持寬帶

上網(wǎng)和VoIP等簡單業(yè)務(wù)，無法實(shí)現(xiàn)基于IP地址等更精細(xì)化的業(yè)務(wù)流分類，QoS

保障能力有限。

管理運(yùn)維體系尚不完善，無法發(fā)揮互通型HGU (Home Gateway Unit，家庭網(wǎng)關(guān)

單元)型終端的業(yè)務(wù)和管理優(yōu)勢(shì)。目前部分省份已部署遠(yuǎn)程管理平臺(tái)RMS

(Remote Monitoring System，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng))，正在與其他系統(tǒng)對(duì)接，但沒有上

線時(shí)間表。如RMS管理平臺(tái)無法迅速投入使用，則無法實(shí)現(xiàn)對(duì)HGU有效管理，

無法實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制和遠(yuǎn)程診斷。

視頻和上網(wǎng)業(yè)務(wù)無隔離，共享同一通道，容易相互影響，質(zhì)量無法保證。

2.2 OLT設(shè)備

從全國范圍來看，OLT上聯(lián)采用3種方式：PTN、OTN、裸纖，如表1所示。移

動(dòng)主要采用PTN承載，而電信、聯(lián)通由于光纖資源較為豐富，主要采用裸纖方式

上聯(lián)。

受到近期網(wǎng)絡(luò)提速以及互聯(lián)網(wǎng)視頻大發(fā)展的影響下，以PTN承載為主的OLT上聯(lián)

方式的諸多問題逐漸凸顯。

目前各地家寬業(yè)務(wù)需求旺盛，大量GPON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要城域網(wǎng)支撐大量OLT上聯(lián)

需求。但是，目前全國部分地區(qū)的波分節(jié)點(diǎn)覆蓋率較低，尤其是農(nóng)村地區(qū)，部分地

市無縣鄉(xiāng)波分系統(tǒng)，大量農(nóng)村OLT只能通過建設(shè)大量光纜或占用接入層PTN系統(tǒng)

容量完成上聯(lián)，造價(jià)較高且占用大量網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)資源。

隨著PTN網(wǎng)絡(luò)中家寬業(yè)務(wù)流量的增長，網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力不斷增大，受光纜、設(shè)備等

資源限制，部分地區(qū)接入網(wǎng)承載的家寬業(yè)務(wù)無法完成及時(shí)遷移，造成當(dāng)?shù)亟尤刖W(wǎng)長

時(shí)間維持在高利用率狀態(tài)，給PTN網(wǎng)絡(luò)流量指標(biāo)帶來不良影響，同時(shí)給網(wǎng)絡(luò)安全

帶來巨大隱患。

2.3 BRAS設(shè)備

BRAS設(shè)備作為寬帶網(wǎng)絡(luò)接入的門戶，是多業(yè)務(wù)融合的寬帶網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，承載著

業(yè)務(wù)融合功能，同時(shí)也是CMNet網(wǎng)絡(luò)的入口。目前，BRAS設(shè)備部署方面還存在

如下幾個(gè)問題：

BRAS設(shè)備部署位置高（部署在核心機(jī)房），導(dǎo)致匯聚機(jī)房到核心機(jī)房的傳輸壓力

較大；其他運(yùn)營商都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了BRAS下沉到區(qū)縣；

某些流量重點(diǎn)區(qū)域BRAS設(shè)備還是單機(jī)部署，存在單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)，安全隱患較大；

目前公網(wǎng)IPv4地址資源已經(jīng)耗盡，但IPv4應(yīng)用仍是較長時(shí)期主流，所以隨著家

庭寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展，NAT設(shè)備轉(zhuǎn)換能力將嚴(yán)重不足。

2.4 CMNet省網(wǎng)

受到近期網(wǎng)絡(luò)提速以及互聯(lián)網(wǎng)視頻大發(fā)展的影響下，家庭寬帶市場不斷發(fā)展，用戶

數(shù)量迅速增加，CMNet省網(wǎng)的各種問題逐漸凸顯，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

省網(wǎng)、城域網(wǎng)出口流量分布不均勻，局部鏈路擁塞；

部分地市出省流量較大，給省網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)帶來很大壓力；

全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在逐漸增加，流量越來越大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全要求越來越高，現(xiàn)網(wǎng)域名解

析系統(tǒng)、流量清洗設(shè)備能力不足；

未來核心層帶寬需求將會(huì)很大，10GE鏈路將很難滿足需求。

2.5 內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)

互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)價(jià)值取決于用戶、網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容三大因素，其中用戶是根本，內(nèi)容是核

心，網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，3個(gè)因素需協(xié)調(diào)發(fā)展，才能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模和質(zhì)量的整體提升。

目前，中國移動(dòng)在內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面還存在不少問題，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

CDN&Cache、IPTV還是傳統(tǒng)煙囪式的獨(dú)立系統(tǒng)，資源無法共享，缺少統(tǒng)一的管

理和調(diào)度，系統(tǒng)維護(hù)不方便；

IDC互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容引入受制于現(xiàn)有機(jī)房和帶寬的因素，沒有可以銷售的IDC出口帶

寬資源；

CDN&Cache節(jié)點(diǎn)部署在省會(huì)核心節(jié)點(diǎn)側(cè)，終端用戶需要通過遠(yuǎn)距離的傳輸才能

訪問，這樣會(huì)給傳輸、承載網(wǎng)等帶來巨大的壓力，用戶體驗(yàn)也不佳，延時(shí)較大；

地市機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施及配套資源不足，CDN&Cache、IPTV下沉條件不具備；

受制因素包括機(jī)房空間不足、傳輸和電源等配套資源不足；

隨著互聯(lián)網(wǎng)流量增加，互聯(lián)網(wǎng)流量分析系統(tǒng)DPI（Deep Packet Inspection， 深

度分組檢測）采集能力不足。

3.1 用戶終端

針對(duì)以上問題，應(yīng)當(dāng)迅速加快用戶終端的換代速度，加強(qiáng)用戶終端的設(shè)備管理，提

升用戶終端的各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)能力。

全面部署HGU，控制應(yīng)用SFU，為向智能網(wǎng)關(guān)演進(jìn)打好基礎(chǔ)，適應(yīng)現(xiàn)階段上網(wǎng)、

視頻、智慧家庭等業(yè)務(wù)發(fā)展需求， 在采購需求中大幅提高HGU占比；

加快建立以智能網(wǎng)關(guān)和RMS平臺(tái)為核心的智能管道入口，具備對(duì)終端的自動(dòng)化檢

測能力、提高故障處理響應(yīng)效率；

新增視頻用戶：采用多口HGU，視頻和上網(wǎng)通過不同VLAN業(yè)務(wù)隔離，對(duì)高優(yōu)先

級(jí)業(yè)務(wù)進(jìn)行針對(duì)性保障；

對(duì)于存量用戶：視頻和上網(wǎng)業(yè)務(wù)使用同一端口，過渡期通過適當(dāng)?shù)膸挶Ｕ戏绞剑?/span>

保障自有視頻業(yè)務(wù)體驗(yàn)。后續(xù)結(jié)合業(yè)務(wù)推廣，逐步更換為多口HGU。

3.2 OLT設(shè)備

通過上文的分析，對(duì)于OLT上聯(lián)方式的選擇，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同場景采用不同的建設(shè)

策略。上聯(lián)場景如下：

PTN上聯(lián)：適用OLT位于接入機(jī)房，及上聯(lián)流量較小場景，未來結(jié)合業(yè)務(wù)流量升

級(jí)接入機(jī)房和PTN容量；

OTN上聯(lián)：適用PTN容量無法滿足業(yè)務(wù)需求，且光纖資源不豐富，機(jī)房條件較好

的場景；

光纖直連：適用機(jī)房條件差，OTN無法下沉，PTN容量不足，同時(shí)光纖資源豐富

的場景；

針對(duì)OLT設(shè)備大量占用PTN資源的問題，應(yīng)當(dāng)加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，進(jìn)一步推動(dòng)

OTN設(shè)備下沉工作的開展，加快家寬類業(yè)務(wù)由PTN網(wǎng)絡(luò)向PON網(wǎng)絡(luò)的遷移，確

保PTN網(wǎng)絡(luò)承載業(yè)務(wù)的安全。

3.3 BRAS設(shè)備

針對(duì)以上問題分析， BRAS設(shè)備的建設(shè)策略如下：

家庭寬帶接入用戶數(shù)達(dá)到2萬及以上，原則上應(yīng)將BRAS下沉到城域傳送網(wǎng)骨干

匯聚機(jī)房；初期采用單BRAS下沉的方式，用戶增長到4萬及以上，應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)

同機(jī)房成對(duì)設(shè)置BRAS方式；

流量重點(diǎn)區(qū)域BRAS設(shè)備雙機(jī)部署；

采用集中部署與分布部署相結(jié)合的方式，在城域網(wǎng)核心路由器旁掛設(shè)置集中的

NAT設(shè)備，或在BRAS上增加NAT板卡，NAT部署方式示意圖如圖2所示。

3.4 CMNet省網(wǎng)

根據(jù)以上對(duì)CMNet省網(wǎng)的問題分析，相應(yīng)的建設(shè)策略如下：

當(dāng)省網(wǎng)和城域網(wǎng)出省帶寬分別達(dá)到1 000 Gbit/s和200 Gbit/s時(shí)，城域網(wǎng)增加直

連骨干網(wǎng)鏈路以減少擁塞。

增加異網(wǎng)域名解析DNS功能：使上網(wǎng)用戶請(qǐng)求盡可能多的命中網(wǎng)內(nèi)資源，從而提

升用戶感知，并達(dá)到提升流量本網(wǎng)率和降低運(yùn)營成本的效果。

滿足政府部門對(duì)互聯(lián)網(wǎng)出口部署異常流量清洗設(shè)備（DDoS）的網(wǎng)絡(luò)安全檢查要求：

針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)省網(wǎng)核心出口上的流量清洗設(shè)備進(jìn)行端口和鏈路擴(kuò)容，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)

流量的攻擊防護(hù)。

在骨干網(wǎng)、省核心節(jié)點(diǎn)部署100GE鏈路，100GE鏈路的規(guī)模部署不僅能夠滿足日

益增加的帶寬需求，還能夠大幅度降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

3.5 內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)以上對(duì)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)的問題分析，相應(yīng)的建設(shè)策略如下：

現(xiàn)有Cache系統(tǒng)可與內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行融合。現(xiàn)有廠家系統(tǒng)不再擴(kuò)容，

現(xiàn)有軟件逐步替換為融合版本，硬件酌情利舊納入融合的硬件平臺(tái)。

推進(jìn)融合建設(shè)，構(gòu)建CDN網(wǎng)絡(luò)省市兩級(jí)架構(gòu)，全面完善互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容承載基礎(chǔ)，加

快推進(jìn)Cache/CDN和IPTV業(yè)務(wù)功能融合，全面提升用戶互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容訪問質(zhì)量及

效率。

對(duì)于機(jī)房及其相關(guān)配套設(shè)施，應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)需求及時(shí)作出規(guī)劃，盡早考慮，做出長遠(yuǎn)

計(jì)劃，滿足用戶的高速發(fā)展需求；

推進(jìn)Cache/CDN存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)地市下沉建設(shè)，滿足用戶熱點(diǎn)內(nèi)容本地訪問需求；

推進(jìn)IPTV內(nèi)容節(jié)點(diǎn)全覆蓋，滿足互聯(lián)網(wǎng)電視用戶本地視頻播放能力。

家庭寬帶業(yè)務(wù)是中國移動(dòng)長期發(fā)展的戰(zhàn)略，視頻是家庭信息化的重要載體，也是填

充高速網(wǎng)絡(luò)的主要內(nèi)容，它將成為運(yùn)營商2020年的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)。為了提高視頻質(zhì)量，

縮小與競爭對(duì)手的差距，全面提升用戶的交互體驗(yàn)和觀看體驗(yàn)，就需要通過對(duì)家庭

寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行端到端的問題分析，明晰各個(gè)部分存在的問題以及相應(yīng)的建設(shè)策略，

系統(tǒng)解決用戶終端、網(wǎng)絡(luò)接入速度、出口帶寬、內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的不足，提升

網(wǎng)絡(luò)承載能力，加快提升市場份額和行業(yè)發(fā)展話語權(quán)。

本文根據(jù)中國移動(dòng)在寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中存在的問題，從用戶終端、OLT、BRAS、

CMNet省網(wǎng)、CDN等幾個(gè)方面進(jìn)行了分析，并分別給出了相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略建

議。目前，在部分省份已經(jīng)開始采用端到端的建設(shè)思路進(jìn)行家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，

在造成用戶感知差異巨大的時(shí)延方面已經(jīng)有所改善。

【相關(guān)文獻(xiàn)】

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