上海电信“千兆第一城”如何两年炼成

工程师周亮 发表于 2018-10-23 10:00:10 收藏 已收藏
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上海电信“千兆第一城”如何两年炼成

工程师周亮 发表于 2018-10-23 10:00:10

“全球宽带发展看中国,中国宽带发展看上海”。继全球“IPTV第一城”、“光网第一城”、“百兆第一城”等一系列里程碑之后,上海再次以“千兆第一城”之姿领跑全世界。

最近,一条条“千兆之城联名罐”的消息和照片刷爆了朋友圈。作为限量1000罐的定制佳品,联名罐罐体上不仅浓缩有上海中心、环球中心、金茂、东方明珠、世博园等标志性建筑,还印制有由热心网友推荐的1000条具有上海记忆和特色的街道名称,令每一罐都独一无二。这些联名罐的推出,正是为纪念上海“千兆之城”的诞生。

2016年10月21日,上海电信宣布以覆盖全市为目标,启动千兆宽带网络的规模建设。如今,这个目标已基本完成,上海电信千兆宽带接入了沪上近2万个小区、覆盖1000万户家庭,实现端到端的“万兆到楼、千兆到户”,为宽带产业树立了新的标杆。

上海成为全球“千兆第一城”

随时随地地联网,如今已经如水、食物、空气一样成为马斯洛需求中最基础的那一层(生理);统计显示,有90%以上的数据流量发生在室内,“最后一公里”乃至“最后十米”的畅通程度将直接影响到每一个老百姓的业务感知与体验。

从更宏观角度出发,宽带发展水平已经与社会经济发展、城市竞争力紧密关联在一起,根据世界银行《世界发展报告》,宽带带宽每翻一倍可带动GDP增长0.3%,宽带普及率每提升10%可带动GDP增长1.38%——国家已出台了“网络强国”、“互联网+”、“信息化发展纲要”、“信息消费升级”等重大战略和政策措施来驱动宽带产业及信息化加快向前推进。

上海是全国代表城市以及世界上人口最多的城市之一,上海电信以对称10G FTTH实现全市千兆覆盖显然极具表率意义,亦有助于上海本地的“四个中心”建设、科创中心建设和智慧城市建设。

千兆宽带有多快?以下载一个8G的电影文件为例,颇具时代性的4M宽带至少需要5个小时、百兆宽带大约需要7分钟、千兆宽带最快则只需1分15秒——如果将百兆宽带比作双车道,千兆宽带就相当于二十车道。更重要的是,千兆宽带将进一步激发业务创新、孵化出更多新的商业场景与商业模式,比如8K超高品质视频、VR沉浸式体验以及个人云的高速上传下载,从而支撑社会向数字化、智能化迈进。

实际上,千兆宽带并非一件新鲜事,全球有不少运营商已经开始升级其FTTH网络以支持千兆接入,同样以对称10G FTTH提供千兆服务的运营商亦有10余家。但大都商用程度不高、停留在小范围试点阶段,真正形成全面覆盖的唯有上海一地和上海电信一家。Ovum的研究报告显示,从部署的局端10G设备和全市覆盖范围来看,上海电信实现了迄今为止全球最大的运营商10G FTTH升级,具有其独一无二性。

报告还指出,上海电信10G FTTH将实现网络切片功能,从而支持同一张接入网上不同类型的客户或应用需求。例如,企业客户与上海电信签订服务水平协议来保证服务质量、带宽等网络性能要求;同时,上海电信可以支持数以百万计的住宅用户的带宽需求,确保在晚间高峰时段视频点播应用程序的最低缓冲时延。通过一张接入网络,上海电信可以满足企业客户、居民用户和智慧城市应用不断变化和增长的需求。

“千兆第一城”如何两年炼成?

从2016年10月下旬提出打造“千兆第一城”到将之落地实现,上海电信仅仅花了两年多时间。相较于烜赫一时的Googlefiber的生死未卜、日韩领先运营商的动作缓慢,上海电信之所以能够在如此短时间内完成千兆宽带的规模部署并开始商业开通,离不开其长期以来的创新探索与积累,以及跨专业、跨部门、跨前后端、跨产业链的协同。

自1948年克劳德·艾尔伍德·香农(Claude Elwood Shannon)定义了通信信道的最大理论容量以来,不断逼近“香农极限”就成为整个通信行业的主旋律。正如移动通信经历了2G、3G、4G时代即将迈向5G那样,在有线接入领域亦有着从窄带到宽带、从DSL到FTTH、从1G PON到10G PON的演进。但技术的更迭自有其风险、从现网到新网络往往要替换大量存量设备,更何况在演进过程中还要保证服务的不间断。

上海电信“千兆第一城”如何两年炼成
 

上海电信副总工程师张军告诉C114,上海电信早在2012年就启动了10G-EPON的相关研究及试验,在网络架构、网络技术和示范应用等领域均实现了重大突破,令网络的平滑演进成为可能。具体而言,此次千兆升级只需在局端(OLT)更换板卡、对PON口进行升级,无需对无源部分(ODN)进行改造,用户端(ONT)可按需升级,表现出“互通性、共存性、对称性、示范性”的特征。

他展开道,互通性意为不同厂商的局端设备和用户端设备可兼容;共存性即是10G OLT与1G ONU/10G ONU可在一个PON口下共存;对称性指的是上下行速率相同,特别适合社交媒体、云服务等业务的应用;示范性则强调升级是在老小区现网上进行而非新建,用户没有服务中断的感知,具有可推广、可复制的价值。

同时,千兆升级牵一发而动全身,在实施过程中同样面临着不少挑战,诸如与接入网升级相对应的城域网改造、机房的改造、后台数据的改动、无感知的割接等。得益于公司各个部门的齐心协力、专业团队成年累月的日夜奋战和端到端PPPoE+系统等各种新技术的应用,使得上海电信顺利完成了全市千兆覆盖,进度甚至有所提前。

谈及上海电信千兆升级对行业的借鉴价值,张军归纳了七大创新。首先,在IP城域网中采用MSE实现业务分流的单边缘业务接入方式,以推动城域网络扁平化,可降低建设、扩容和运营成本,同时设备部署打破行政区域;其次,提出OLT三合一改造方案,以10G-EPON建设为契机,将现网的OLT以三合一改造方案进行整合,可将OLT数量减少到1/3,达到节能减排和提高OLT升级的效率;第三,全面应用万兆交换机汇聚,结合接入网OLT的建设部署规模和区域宽带用户数量,提出万兆汇聚交换机部署和规划原则,满足区域内的10G-EPON OLT上连需求;第四,进一步优化了现有的VLAN规划方案,兼顾了行业信息化、LSN等新兴业务的发展,以及将来可能的共建共享的需求,大大提高了资源利用率,适应未来宽带业务的发展;第五,对业务端到端的QoS进行了统一的规划和部署,统一了IP城域网三层及接入网二层的QoS配置规划,这在中国电信属于重大创新,且具备推广意义;第六,引入大容量、智能化OLT平台,能够兼容下一代PON及虚拟OLT、SDN/NFV等的应用和演进;最后,为降低全网设备割接对用户的影响,采用了用户PPPOE+拨号时增加OLT携带信息的方法,可消除目前BRAS割接时必须的解绑定和加绑定操作,简化工作流程。

上海电信持续领跑全球宽带建设

首个“千兆之城”诞生在上海并非偶然,上海电信作为中国电信省级运营单位中的排头兵,在全国乃至全球的宽带建设中始终扮演着先行者的角色。

2009年,在全球宽带尚存光纤、铜线路线之争时,上海电信便率先启动了“城市光网”行动计划,全面实施光纤化网络改造;此后更连番开展宽带大提速。截至目前,其FTTH用户规模累计已超530万户,市场份额接近50%;从宽带联盟公布的中国宽带速率状况报告可以看到,上海的固定宽带网速始终高居榜首。

在张军看来,业务需求与网络之间就像是一对彼此促进的孪生兄弟,但网络建设有其周期性,必须先行于业务需求;业务创新也不能基于空想,“路”修好了自然会有各界汇聚众智创造出新的业务。正是基于这样的思路,上海电信在网络领域一直勇于创新、敢于投资,不仅踩准时代脉络满足了自身业务发展的需求,更成为技术上的一面旗帜引得海外领先运营商纷纷前来取经。

他指出,创新不仅要解决技术问题,还要帮助企业实现长期可持续发展,前瞻性的规划很重要。比如一些地方的ODN网络刚部署就出现问题,而上海电信的ODN网络至少20年不用换,因为制定了一整套完善的建设规范,留足了维护余量;而此次百万级在网用户割接的顺利完成,很大程度上也得益于2017年专门编写了IT系统和现场施工操作规范,从而提升了割接的稳定性,将由此引起的故障率控制在千分之一以内。

作为网络创新成果的一个缩影,上海电信在FTTH方面累计获得国家级科技进步奖1项、省部级科技进步奖10项,牵头完成15项国际国内标准及3项地方标准,拥有发明专利28项,发表专著1本、论文46篇。今年3月28日,上海电信“基于对称10G-EPON的FTTH千兆宽带城市技术创新与规模部署”在上海市科学技术奖励大会上获颁2017年科技进步二等奖。

面向未来,千兆并非终点。据透露,上海电信的技术部门已经投入了50G PON的研究,以开启一个更为波澜壮阔的万兆时代。

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