电信网技术的发展趋势与挑战

作为一种新型互联网应用，移动互联网的流量增速很快，比固网快3.2倍，收入比重也开始上升，2010年上半年，美国三大运营商的ARPU中移动数据收入占30%，这仅仅是开始。造成这一特殊现象的原因有三个：首先，新型终端(智能手机、平板电脑等)使得移动数据应用更方便快捷，这些终端的快速大量普及，刺激流量攀升，提升ARPU值，提高了用户忠诚度，预计智能终端普及率将从2009年的16%上升到2014年的37%，而收入将从29%上升到75%；其次，大量新应用的快速普及，特别是应用商店、社交网应用的剧增，反过来进一步驱动数据流量的剧增；第三，随着高速宽带移动网络（3.5G、WiMAX、LTE）的部署，使得移动宽带体验越来越接近于固网宽带体验，从而进一步推动流量攀升。

作为互联网的新阶段也同样面临着传统互联网所面临的一系列挑战。最基本的挑战是流量增加的速度远高于业务收入增加的速度，必须有效解决这一难题，才能维系良性和可持续发展。有三条解决思路：第一，设法增加业务收入，采用新的商业模式，获取新的用户，增加客户价值，简化业务提供和购买；第二，设法减少成本，包括网络资源最佳化、频谱资源最佳化、客户服务资源成本最小化等；第三，尽量让客户满意，包括但不限于聚焦客户，改进服务质量和用户体验，采用灵活、个性化、可控、简单、透明的价格体系等。

此外，移动互联网还将面临由于智能手机引入所带来的流量激增和信令溢出/连接数剧增的压力，特别是大量小流量高频次信令将产生对网络的巨大冲击，智能手机的信令是普通手机的15倍，iPhone用户仅占AT&T用户总数的3%，但消耗的带宽却高达40%。网内的数据流量3年内激增了50倍，网络多次出现拥塞或局部瘫痪。

上述挑战是目前移动互联网发展过程中所出现和认识到的问题，随着其规模的快速扩大和应用的继续扩展，还可能面临更多的挑战。

传送网：100Gbps成为主流

100Gbps高速光纤系统的发展

根据电信规划部门预测，未来5年我国干线网流量的年增长率依然会高达60－70％，这意味着5年后的干线网络带宽要求将是当前的10－15倍，显然40Gbps速率难以满足需要。随着干线网络架构扁平化，40Gbps市场窗口被压缩，100Gbps的需求将在2012年后逐渐成为主导，2015年前后可能开始规模应用，并成为干线网的主导传输速率。

目前，100Gbps系统尚未成熟，面临着一系列技术挑战，最核心的挑战是要在现有传送网10Gbps速率基础网络架构上容纳100Gbps系统。为此，要求光信噪比（OSNR）、极化模色散（PMD）容限、频谱效率必须改进10倍，同时色度色散（CD）容限必须改进100倍才行。目前在技术上已经有一系列应对措施，包括相干检测、软判决前向纠错技术等，关键是必须在性价比合理的前提下实现。

在发展策略上，尽管40Gbps市场窗口压缩，但仍无法从40Gbps直接跨越到100Gbps。业界将长期面临10/40/100Gbps共存的局面，需综合考虑这三者的协调发展、引入节奏和长远架构。在未来干线网上，可能需要建立2个传送平台：第一个平台为近期10/40Gbps直接检测平台，此平台可以实现后向兼容；在未来适当时间建立第二个平台，即中长期40/100Gbps相干检测平台，实现低成本、大容量、长距离的快速直达传输通道。
 
　　干线网的透明化趋势

业务和应用是五花八门和日新月异的，所用协议也是多种多样。作为传送网需要能有效适配和映射这些主要的协议，显然传送网的透明性成为运营商应付这种局面的重要手段。为此，ITU在10年前就开发了光传送网（OTN）标准体系。这种技术体制相对SDH而言，最主要的优势在于支持客户信号的透明传送，能维持比特透明（即能维持整个客户信号的完整性）、定时透明（即以异步映射方式传递输入定时）和延时透明（即若干客户信号映射进OTN体系经长距离传输后其定时关系不变）。对于当前面临的未来发展不确定的复杂形势，这种透明性有利于维持基础设施的长期稳定性。

OTN的主要不足之处，是缺乏细带宽粒度上的性能监测和故障管理能力，对于速率要求不高的网络应用场景经济性不佳，因而需要与现有其他制式结合应用。

OTN的长远发展目标是能够真正实现光层联网的全光网。随着IP业务量的持续大幅度攀升，目前的基于光/电/光变换的光交叉设备将不能满足发展的需要。而基于光/光/光的全光交叉设备或可重构的光分插复用器（ROADM）开始受到业界的重视，这种全光节点可以彻底消除光/电/光设备导致的带宽瓶颈，保证网络容量的持续扩展性；省去了昂贵的光/电转换设备，大幅度降低建网成本和运营维护成本；实现对客户层信号的完全透明，支持不同格式或协议的信号；简化和加快了高速电路的指配和业务提供速度；提供了灵活高效的组网能力和对付物理层大故障的快速恢复能力。

最后，真正实现全光网络，还必须克服一些技术挑战，例如怎样实现光域性能监视？怎样在均衡好的网状网中快速动态实施波长选路？怎样突破光缆色散非线性损伤对于网络覆盖的限制？凡此种种，尤其是网络必须动态灵活调度的容量需求不足，导致全光网的发展受阻，在世界上仅有极少的应用案例。相信随着网络容量的持续高速发展，网络业务质量要求的不断提升，全光网的应用将会在未来5－10年中逐步进入实际应用阶段，最终逐步形成一个大容量、高度灵活、动态、可靠的传送网的核心部分。

从点到点传输走向动态传送联网

普通的点到点波分复用通信系统尽管有巨大的传输容量，但只提供了原始的传输带宽，需要有灵活的网络节点才能实现高效的灵活组网能力，引入自动交换光网络（ASON），使光联网从静态光联网走向动态交换光网络，可以带来诸多好处：简化了网络结构，优化了网络资源分配，降低了建网初始成本；实现了规划、业务指配和维护的自动化，不仅降低了运维成本，而且可以避免资源搁浅；具备快速网络和业务的保护恢复能力，使网络在出现问题时仍能维持一定水准的业务；具有快速业务提供和拓展能力，便于引入新的业务类型，使传统的传送网向业务网方向演进。

中国电信在一些城域网上成功部署和应用了ASON技术，取得了很好的效果，还在干线网上建了两个重叠的ASON网络平面。但总体上，应用的力度和范围还十分有限，主要受到具体国情、客户要求和市场策略的约束，使得一个好技术不能发挥更大的作用和效益。

接入网：FTTH的规模化部署

接入网是全网的带宽瓶颈，迄今铜缆依然绝对主导，光缆仅有0.45亿纤芯公里，是铜缆的十分之一。接入网的主要问题包括运维成本高，局所多，耗电大，环境恶劣、故障多、维护人员多、业务提供复杂、新应用少、带宽资源管控能力缺失，等等。

接入网的一般发展趋势是宽带化、光纤化及光纤到户（FTTH）的规模化。采用光纤接入（FTTx）已成为接入网未来的主要选择，FTTx主要包括光纤到节点（FTTN)、光纤到楼（FTTB）、光纤到路边（FTTC）、FTTH。

一年多来，FTTH的综合建设成本降低25%，端到端有源设备价格基本达到100美元/户以下的规模推广启动值。FTTH带宽高，透明性好，技术寿命长，可避免后续二次改造代价。FTTH的维护简单，成本低，有助降低全网的运维成本，而且FTTH是所有接入技术中耗电最小、最理想的绿色网络技术。

据此，可制定出我国接入网的未来发展策略：城市新建区域应该以FTTH为主导模式；在城市改造区域，FTTH将逐步成为主导模式，对于铜缆距离短于500米的情况，可以以FTTB+VDSL2模式为主；对于农村地区，则依然以更经济的FTTN为主。

然而，实施FTTH绝不是单凭热情就可以一蹴而就，而是将面临以下一系列挑战：

政策层面：需要制定国家宽带发展战略，将FTTH发展提高到国家战略层面，实施配套优惠政策，才能有效驱动FTTH的发展，单纯市场行为可能需要十分漫长的过渡时间。

市场层面：需要从源头上消除三网融合的体制障碍，释放和促进业务需求，特别是高清/三维电视业务的需求，才能提供应用层面需求的有力驱动。

成本问题：尽管FTTH的成本已经达到规模应用的触发点，但是相对其他技术而言，依然是网络大规模部署的主要障碍，特别是有源设备部分还需要继续降价。

终端问题：需要多样化、系列化和标准化的终端，从而降低成本，简化安装和维护，适应多种应用场景。

施工维护：需要灵活乃至自动化的施工安装（铺缆、穿管等）、自动开通、资源管理等，以适应规模敷设和维护的要求。

应用填充：需要大力推广以视频为核心的各种高带宽应用，特别是高清电视业务应用来填充带宽需求。