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移动承载网的技术发展移动承载网的技术发展移动承载网的技术发展移动承载网的技术发展唐雄燕唐雄燕博士博士中国联通集团-国家工程实验室中国联通集团-国家工程实验室2010年年5月月27日日内容一、宽带市场状况二、移动承载网的宽带化与IP化趋势二、移动回传网技术分析与一、宽带市场状况二、移动承载网的宽带化与IP化趋势二、移动回传网技术分析与PTN的引入策略的引入策略光通信依然是电信业的重要投资点?中国联通2009年资本开支与2010年资本开支预算?2009年资本开支为1124.7亿元，其中，3G：364亿元，GSM：205.8亿元，固定电话：6亿元，宽带和数据：188亿元，基础设施和传送网：250.1亿元，创新及增值平台的投资：20.8亿元，IT系统：67.4亿元，其它：22.6亿元。?2010年资本开支预算为735亿元，其中，3G：230亿元，GSM：80亿元，固定电话：6亿元，宽带及数据：153亿元，基础设施及传输网：174亿元，创新及增值业务平台：27亿元，IT系统：43亿，其它：22亿All figures in Yuan Renminbi(RMB)2009 capex in billionsAs a%of 2009 capex2010 capex in billionsAs a%of 2010 capexTotal112.4710073.501003G cellular36.4032.423.031.3GSM cellular20.5818.38.0010.9Fixed-line business0.60.60.50.600.8Broadband and data business18.816.715.3020.8Innovation and value-added platform2.081.82.703.7IT system6.746.04.305.9Infrastructure and transmission network25.0122.217.4023.7Others2.262.02.203.0*source:China Unicom 2009 financial Annual Report光纤宽带步入黄金发展期?2010年3月17日，工业和信息化部、国家发展改革委、科技部、财政部、国土资源部、住房和城乡建设部、国家税务总局联合印发了关于推进光纤宽带网络建设的意见。?到2011年，光纤宽带端口超过8000万，城市用户接入能力平均达到8兆比特每秒以上，农村用户接入能力平均达到2兆比特每秒以上，商业楼宇用户基本实现100兆比特每秒以上的接入能力。3年内光纤宽带网络建设投资超过1500亿元，新增宽带用户超过5000万。我国互联网与宽带市场快速发展我国互联网与宽带市场快速发展?截至截至2009年底，我国互联网用户数达年底，我国互联网用户数达3.84亿户其中有亿户，其中有97.9%有线用户使用宽带，即有有线用户使用宽带，即有3.46亿网民使用宽带上网，占整体网民的亿网民使用宽带上网，占整体网民的90.1%。（。（2010年一季度网民新增年一季度网民新增2000万人，网民总数达到万人，网民总数达到4.04亿，普及率为亿，普及率为30.2%）?2010年年13月，基础电信企业互联网宽带接入用户净增月，基础电信企业互联网宽带接入用户净增610.5万户，达到万户，达到10933.1万户，万户，?截至截至2009年底，我国互联网用户数达年底，我国互联网用户数达3.84亿户，其中有亿户，其中有97.9%有线用户使用宽带，即有有线用户使用宽带，即有3.46亿网民使用宽带上网，占整体网民的亿网民使用宽带上网，占整体网民的90.1%。（。（2010年一季度网民新增年一季度网民新增2000万人，网民总数达到万人，网民总数达到4.04亿，普及率为亿，普及率为30.2%）?2010年年13月，基础电信企业互联网宽带接入用户净增月，基础电信企业互联网宽带接入用户净增610.5万户，达到万户，达到10933.1万户，中国网民数增长趋势中国宽带接入用户数增长趋势万户，中国网民数增长趋势中国宽带接入用户数增长趋势1114.71114.72385.12385.13750.43750.45189.95189.96646.46646.48342.58342.510322.610322.602000400060008000100001200002000400060008000100001200020032004200520062007200820092003200420052006200720082009单位：万户单位：万户?截至2010年4月，固网宽带用户总数中国电信达到5665万户，中国联通达到4210万户?中国联通2009年固网收入下降8.5%，但其中宽带收入增长14%至239亿元。固网宽带ARPU为人民币57.2元，比上年下降10%。?中国联通2009年宽带接入用户增长846.9万户，2010年计划增加800万户按照接入技术分类的宽带用户数（截至2009年底）CableFTTxDSL中国美国日本德国韩国法国英国意大利巴西俄罗斯基本特点：?日本、韩国、中国等亚太国家的FTTx比例高?北美的Cable接入比例高?欧洲的DSL比例高100060百万百万8040120DSL 3.03亿（64.0%）Cable modem 9.51千万（20.37%）FTTx 5.72千万（12.24%）20三网融合进一步刺激宽带提速2009年中国联通在全国范围内投资上百亿元，启动了宽带升级提速工程，带宽目标：?基本要求（对大部分地区的要求）2M（2009）4M（2010）8M（2011）?城市新建及高端地区16M（2009）?农村新建区域2M（2009）4M（2011）北京联通?2009年2M宽带已实现全市覆盖，20M接入能力达到30%，2010年将在全网实现20M宽带接入用户覆盖率达50%，2012年，实现20M接入全覆盖。?在2012年前，完成城乡家庭宽带接入能力达到20M以上，企业宽带接入能力达到100M，高端企业达到10千兆的发展目标。移动互联网蓬勃兴起?截至2010年一季度，中国的移动用户数已达到7.77亿；?截至2009年底，中国手机上网用户为2.33亿，占整体网民的60.8%，一年内增加1.2亿。?我国3G刚刚起步，但已显示出良好的发展势头。截至2010年一季度，我国3G用户规模达到1800万户，来自中移动的有769万户，中国电信557万户，联通482万户。网民上网设备手机上网网民规模网民上网设备手机上网网民规模3G建设依然电信业投资重头?2010年4月8日，工业和信息化部、国家发展改革委、科技部、财政部、国土资源部、环境保护部、住房和城乡建设部、国家税务总局联合印发了关于推进第三代移动通信网络建设的意见。?到2011年，3G网络覆盖全国所有地级以上城市及大部分县城、乡镇、主要高速公路和风景区等，3G建设总投资4000亿元，3G基站超过40万个，3G用户达到1.5亿户。2G/3G共存，3G快速发展，LTE是方向20092010201120122013G S M W C D M A million3,5002,5001,500500全球移动用户数目预测全球移动用户数目预测来源：Informa forecast report?WCDMA的HSPA（高速分组接入）能够实现高达14.4Mbps的下行速率和5.76Mbps的上行速率。?目前全球绝大部分WCDMA运营商都将网络升级到HSPA，部分运营商推出了下行速率高达21Mbps的HSPA+。?中国联通WCDMA网络采用HSPA，提供最大7.2Mbps的下行速率。截至2009年底，中国联通3G商用城市达到335个。3G基站数量近10万。3G发展速度超过2G030060090012001500180021002005200620072008200920102012全球移动宽带发展势头迅猛用户数（百万)用户数（百万)移动宽带固定宽带2011Source:OVUM,Strategy Analytics&Ericsson(based on reported subscriptions)Ovum研究报告预测，中国的3G移动宽带用户数将会在2014年超越固网宽带用户，而且在2014年将占有整体宽带用户70%的市场。Ovum研究报告预测，中国的3G移动宽带用户数将会在2014年超越固网宽带用户，而且在2014年将占有整体宽带用户70%的市场。3G引发移动网络流量的剧增?3G发展导致以富媒体为主导的数据业务量成为移动网络的主导流量，未来5年网络流量将可能有几十倍的增长?网络流量统计公司Quantcast发表报告称，2009年美国手机互联网流量增长110%，全球增长148%。手机互联网只占美国互联网流量的1.26%，全球的0.99%。?限制3G流量：移动互联网之痛iPhone在北美手机互联网流量份额?例：苹 果 iPhone 和iPod Touch是手机互联 网 流 量 增 长 的 功臣。截至2009年12月底，苹果占美国手机互联网流量的65%，其中iPhone占41%，iPod Touch占24%。全IP化：移动通信发展趋势?宽带化与全IP化是移动通信的发展趋势基于IP的控制和O&M基于IP的无线接入网基于IP的承载基于IP的融合智能终端PresenceMSCGSNHLRCSCFO&MIP 承载网承载网PoCIMConferenceGamingUMTS/HSPAGPRS/EDGECDMAWiMAX基于IP的丰富多彩的业务TDSCDMA?移动通信从2G、3G 到 LTE 的 演进，对承载网提出了越来越高的要求:?宽带属性?多业务属性?可运营属性?QoS保证属性?安全与可信属性?可扩展性?移动属性移动承载网PSTNInternetSGSNRNCGGSN核心IP承载网CSCFMGCFMGHSSAS基站回传基站回传移动承载网移动承载网?移动回传网:基站与RNC（SAE GW）、eNodeB之间?核心承载网：移动核心网CS域、IMS域各网元间，PS域终端与各应用平台间?公众互联网（Internet）：全球性、开放性网络，业务网或应用往往由独立SP提供3GPP R5承载网技术?承载网概念?ITU-T定义NGN的两个平面：Service Stratum（业务平面），Transport Stratum（传送平面）?承载网（传送平面）：一层+二层+三层；传输网与数据网概念的融合?IP承载网：承载IP的网络IP over Everything；基于IP的承载网络Everything over IP?承载网的基本要求：相对于业务面的独立性；多业务特性?承载网技术?MSTP/SDH，WDM，PTN，IP/MPLS，Carrier Ethernet，?移动承载网三大技术思路?MSTP/SDH：继承SDH核心体系，扩展数据业务功能?PTN：继承传输思想，抛弃TDM内核，使用分组内核，兼顾传输与数据业务功能?IP/MPLS/Ethernet：全IP化，最强大的IP业务能力技术选择需考虑的基本因素需考虑的因素?业务需求?业务发展对承载网的功能与性能要求?维护需求?维护体制现状；维护体制变革的难度?设备状况?设备的性价比；设备的成熟度?网络历史?现有网络和设备的状况?竞争态势?市场竞争策略；竞争对手的技术选择?技术发展?技术发展趋势；产业链发展趋势基本判断?核心承载网：IP化?必须依赖IP网?趋势：IP/OTN/WDM；从IPv4到IPv6；提升QoS、安全性与移动性?移动回传网：多元化（MSTP vs.PTN vs.IP RAN）?MSTP：已大量部署?PTN：传输网IP化的新趋势?IP/Ethernet：顺应全IP化趋势，但存在维护管理、性能与成本等问题?补充手段：PON，微波移动回传网现状?中国联通WCDMA建网初期一般采用Dual Iub的方案，即在基站侧保留ATM/E1承载方式的同时，引入IP/FE承载方式，在汇聚层分别采用STM-1和GE进行汇聚。?实时业务、控制面信令、操作维护信令等对QoS要求比较高的数据承载在ATM/E1上；而非实时业务、HSPA业务既可以承载在ATM/E1上，也可以承载IP/EF上。时钟同步通过E1线路来获取。MSTP 接入环NodeBNodeBNodeBNodeBMSTP汇聚环STM-1GERNCRNCN*E1FEFEE1E1FEE13G/LTE发展对移动回传网的新要求?移动回传网面临的挑战?带宽急剧增长?基站数量增多?RAN的IP化?逻辑结构多样化?承载业务多元化?视频业务对承载质量的要求越来越高分组核心演进网络分组核心演进网络(SAE/EPC)Evolved RAN(LTE)2G/3G RANaGW1aGWnS1-flex X2 aGW2.aGW PoolBSC/RNCBTS/NodeBBTS/NodeBBTS/NodeB BTS/NodeBBTS/NodeBBTS/NodeBeNodeBeNodeBeNodeBeNodeBeNodeB?对IP Backhaul的要求?多业务支持能力（包括传统的ATM/TDM）?高可靠性?与SDH相当的时钟同步能力?灵活的新业务扩展能力?宽带传送能力?更低的建设、维护成本MSTP与IP/以太网用于移动回传面临的挑战MSTP与与IP/Ethernet用于移动回传面临巨大挑战用于移动回传面临巨大挑战?传统传统TDM设备无法满足设备无法满足IP分组化趋势分组化趋势?承载网需要支持TDM、ATM、Ethernet多业务承载。?传统SDH/MSTP与未来IP-RAN混合组网，建网复杂，成本高?需要了解各种复杂的IP协议?还需要通过各种不同的认证?对运维人员的技能提出更高要求对运维人员的技能提出更高要求?故障定位能力弱，无法端到端管理?网络层次不清晰，设备无法统一管理RouterSDHPTN?网络管理复杂，网络监控和业务保障困难网络管理复杂，网络监控和业务保障困难?从核心网几十个、上百个节点的小网，到现在几千个，甚至上万个基站的大网?前所未有的网络规模使得动态的前所未有的网络规模使得动态的IP网络部署困难网络部署困难SDHNetwork?PTN：移动回传的新选择?PTN的基本思想：实现分组业务的有效传送（分组内核）；继承传统传送网的高可靠性和操作、维护、管理特性?PTN定位：城域网汇聚与接入层/移动回传；大客户高质量IP业务承载?T-MPLS/MPLS-TP：在IETF的MPLS基础上发展起来，使MPLS网络具有了与传统传送网相似的OAM&P、端到端的维护、性能监测和保护恢复等能力，但同时也对MPLS做了部分简化，去掉了一些与传送无关的IP处理功能。2005年5月ITU-T开始起草T-MPLS标准，07年完成标准的主体框架。2008年2月ITU-T和IETF组成联合工作组，将分组传送定义为“MPLS Transport Profile”（MPLS-TP），MPLS-TP的标准还在制定过程中，技术细节方面传送界和数据界还在博弈。T-MPLS/MPLS-TP得到了更多的关注和支持，已成为今天许多PTN的事实标准?PBB-TE：IEEE 8021Qay；PBB-TE是对PBB（Mac-in-Mac，IEEE 802.1ah）的简化和增强，关闭了传统以太网复杂的MAC地址学习、广播和生成树协议，转发信息不再靠泛洪和学习，而是通过网管/控制平面进行操作，即将以太网改造成为了面向连接、许多功能与SDH类似的分组传送网。802.1Qay在2007年5月立项，标准进展很快，2009年6月得到通过。从MSTP到PTN?MSTP的成功?MSTP是SDH的成功转型，充分利用2G时代建设的大量SDH网络资源；?在2G/3G承载、提供大客户专线等方面正在发挥主力作用?MSTP的问题?基于电路交换，提供刚性的承载管道，无法适应高带宽、突发性的分组业务传送需求；?网络预留一半的带宽用于保护，导致线路带宽利用率低，每bit的承载成本高?MSTP的未来?MSTP凭借SDH庞大的网络资源和成熟的维护体系以及技术/设备的成熟与稳定，在传统应用领域还有一定发展空间；?已经部署的MSTP仍将继续发挥作用?从MSTP到PTN?传输设备的革命性发展；交换内核的革命：从TDM内核到IP内核；?PTN的引入循序渐进，MSTP与PTN网络共存演进?统一管理，互联互通，资源协同利用PTN设备MSTP设备PTN/MSTP（价格）GE设备622M设备89%89%紧凑型10GE设备2.5G设备71%71%10GE设备10G设备46%46%PTN与与MSTP的成本比较的成本比较相同容量相同容量PTN/MSTP设备价格对比设备价格对比00.20.40.60.811.270%75%80%85%90%MSTP与PTN扩容成本比值新增业务中数据业务所占带宽比例PTN、MSTP扩容成本比较MSTPPTN?随着数据所占带宽比例增加，PTN的数据业务适应性优势愈发明显；?以上模型未考虑带宽收敛，如考虑到带宽收敛因素，PTN的优势更明显。PTN网络的建设使得原有MSTP网络资源得到极大释放，可以满足未来TDM业务长期发展需求。PTN网络的建设使得原有MSTP网络资源得到极大释放，可以满足未来TDM业务长期发展需求。说明：1、以上报价对比均基于集采模型与集采价格；2、使用同级别交换容量的两种设备比较；3、完成相同的模型配置（业务以分组为主、E1为辅）。资料来源：ZTE资料来源：ZTEPTN的引入策略?独立的PTN网络?在业务量大（如发展HSPA+）的新兴地区直接部署PTN（包括接入与汇聚）?MSTP与PTN独立组网，结构清晰，管理简单?PTN与MSTP混合组网?可以利用原有的SDH/MSTP接入IP基站，保护原有投资；而汇聚以上层面由PTN网络承担，提高带宽利用率。?“自上而下”建设PTN网络，最大限度减少对现网及现有业务的影响。在汇聚层引入新建PTN平面，接入层SDH和汇聚层PTN对接组网，有业务需要的地方可直接新建PTN接入环。中国移动已启动中国移动已启动PTN集采和规模部署，为集采和规模部署，为PTN的发展注入了强大动力。中国电信开展了的发展注入了强大动力。中国电信开展了PTN的测试与试点。中国联通也开展了的测试与试点。中国联通也开展了PTN的测试和相关研究工作。的测试和相关研究工作。多种承载技术的并存与协同发展多种承载技术的并存与协同发展汇聚层SW、OLT接入层SW/DSLAM2G基站/非IP化大客户家庭网关SDH/MSTP（2G基站承载）WDMIP化大客户固网接入网关化大客户固网接入网关传输网平面终端PTNL3/MPLSL2L1/L2L2/MPLS-TP/MPLSCNCNET169BRASSRWDMIP 数据网平面移动核心网(RNC,MGW)城域骨干网城域网核心CR城域接入网IP承载网(A/B网)骨干网NGN/IPTV业务平台业务网3G基站基站PON在移动承载中的价值接入网需要解决时钟传送和时间传送问题OLTSplitterSDHONTONTONT城域网城域网ONTOLT时钟和时间同步时钟和时间同步Femto CellFemto Cell时钟源OLTONTONTPONFemtocellFemtocellFemtocell各类光接入技术的全球市场份额PON：移动回传的补充手段PON：Femtocell接入的主导手段PON：客户与基站融合接入的重要手段PON：移动回传的补充手段PON：Femtocell接入的主导手段PON：客户与基站融合接入的重要手段?“3G驿站”是伴随着3G技术及网络发展诞生的面向家庭用户的智能接入终端设备，是中国联通基于固定宽带接入网络推出的3G配套终端产品，其借助固定宽带接入为室内环境中的3G用户提供质量更好、速度更快、服务更多的3G移动业务，是固网宽带的一项新型增值服务“3G驿站”是伴随着3G技术及网络发展诞生的面向家庭用户的智能接入终端设备，是中国联通基于固定宽带接入网络推出的3G配套终端产品，其借助固定宽带接入为室内环境中的3G用户提供质量更好、速度更快、服务更多的3G移动业务，是固网宽带的一项新型增值服务Macrosite室内覆盖室内覆盖FemtoMacrositeFixedIP network例：中国联通推出“3G驿站”（Femto）业务Thank You！唐雄燕唐雄燕