随着云计算、物联网、移动互联网技术的迅猛发展,世界将全面进入数字时代。然而,数字世界的精彩和便利与生活在偏远及欠发达地区的人们,似乎没有任何交集。要改变这一切,首先需要解决宽带网络的覆盖和到达问题。随着云计算、物联网、移动互联网技术的迅猛发展,世界将全面进入数字时代。然而,在偏远及欠发达地区,那里的居民与住在现代化都市的人们相比,在知识、经验、观念上差距巨大,互联网的色彩斑斓、信息浩瀚似乎与他们无关,数字生活的精彩和便利,更与他们没有任何交集。要改变这一切,首先需要解决宽带网络的覆盖和到达问题。
“潜鸟”高飞
世代以畜牧为生,生活在新西兰南岛特卡波湖湖畔的约翰·保罗,他连做梦都没有想到,如今可以通过热气球提供的宽带服务,上网查询剪羊毛的适宜时间。“热气球网络接入的速度和质量,比我使用的拨号网络要好得多。两年前我曾放弃拨号上网,改用卫星网络,但是后来发现,难以负担每月昂贵的账单。当我几乎已经准备关闭家里的网络接入时,谷歌的热气球给我带来了福音。”保罗难以掩饰连接带来的喜悦之情。
2013年6月,谷歌推出热气球网络计划(又名“潜鸟”计划),旨在利用高空气球,让广大偏远地区的人们都能享受到廉价、高速的互联网接入服务。约翰·保罗就是首批受益者之一。然而,并非所有人都如此幸运。
ITU发布的最新报告显示,2013年全球使用互联网的人达到27亿,这意味着世界上还有约44亿人未联网。纵然其中原因多种多样,地广人稀、基础设施落后、地形复杂、成本昂贵……但联合国认为“宽带接入是一项基本人权,同医疗、住房、食品一样必须予以保障”。因此,让全世界未联网的44亿人实现联网梦想,既是促进全球经济增长、开创美好数字生活的基石,也是政府、运营商乃至整个ICT产业的责任所在。
国家宽带进行时
所幸的是,近几年来,全球很多国家已经把发展宽带上升到国家战略的高度,希望从国家层面制定战略措施,统一规划和推动宽带发展。欧盟将宽带作为其提升未来整体竞争力,实现2020年绿色、智能和包容性发展的关键基础。在亚太等电信新兴市场,宽带发展热潮亦如火如荼。日本和韩国分别提出了“e-Japan”计划和“IT韩国未来战略”,把发展高速宽带上升到国家战略的高度。新加坡政府计划投资数亿美元,建设一个覆盖全国的光纤宽带网络,2013年高速宽带网将遍布全岛。中国政府于2013年正式发布“宽带中国”战略及其实施方案,规划到2015年,城市和农村家庭宽带接入能力基本达到20Mbps和4Mbps,部分发达城市达到100Mbps……
尽管各方做了努力与探索,但现实却不容乐观。ITU在统计报告中指出,当前发达国家和发展中国家之间仍存在较深的“数字鸿沟”,2013年发达国家中网民约占总人口的77%,而在发展中国家里,网民的比例仅为31%,在最不发达国家,这一比例更只有6%,且其中城乡间宽带普及率也极为不平衡。
让宽带触手可及
纵观全球,造成农村及偏远地区宽带网络不可达的主要原因可以归结为两类,一类是经济原因,另一类是地理原因,所以,需要因地制宜地选择性价比最优的技术解决方案来实现网络连接。
有线宽带无限宽
受经济条件所限,一些欠发达地区的基础设施极度落后,甚至连电力供应都得不到满足,比如非洲的一些国家,其电网的覆盖率只有百分之几,有些偏远地区根本不通电,更无从谈及为通信设备提供市电。因此,在饱受电力危机困扰的欠发达地区,实现网络连接的先决条件就是解决供电问题。
为化解这一难题,或许可以将目光瞄准绿色能源,即利用当地得天独厚的自然条件,充分开发并利用太阳能、风能、水能等可再生能源,通过一系列风、光、油互补的新能源解决方案,为无市电地区部署廉价、可靠、清洁的电力资源,从而为通信网络建设奠定基础。
更为普遍的情况,是在广大农村偏远地区。这里虽然电信基础设施不够完善,但是在当地政府以及电信运营商的共同努力下,已经具备了光纤、铜线等管线资源,只是由于地广人稀,用户分布零散,农民对高带宽需求不够迫切,对上网价格异常敏感等因素,造成宽带网络无法普及。因此,如何提供高性价比的宽带接入方式,让农民“用得上”宽带、“用得起”宽带,同时运营商又可以从中获益,是解决问题的双赢之道。
通过对FTTx建设成本对比分析,我们认为采用FTTN(光纤到交接箱)/FTTC(光纤到路边)的建设模式,通过xDSL接入用户,是农村宽带网络建设的最佳技术选择。对于存在高带宽需求的乡村,可以以VDSL2建设为主,而普通乡村则以成本低廉、适合于中低端用户群的ADSL2建设为主。未来,随着Vectoring、G.fast等新兴技术的发展成熟,现有双绞线可以在300m距离内达到100M,在100m内可以达到1G的速率,届时,农村高速宽带接入将不再是梦想,运营商现有的铜线投资也可以得到良好保护。
利用“光铜并进”的策略提供高速宽带普遍服务,瑞士电信已先行一步。虽然经济发达,但由于网络建设和维护成本高,投资收益率低,2008年前瑞士仍然有15%的人口无法享受到宽带业务。瑞士电信响应政府“人人有权利享有宽带接入”的倡导,被赋予提供宽带普遍服务的职责,并要求作为主导运营商,在短期内提升瑞士宽带接入的覆盖率。经过权衡和对比,瑞士电信最终采用FTTC+VDSL2的接入方式解决广覆盖的问题,为全国所有区域特别是偏远地区提供宽带业务。“展望未来,先进的Vectoring将作为我们未来宽带接入的技术之一。”瑞士电信技术主管Amaury de Gromard充满信心地表示。
对于主干光纤部分,建议优先选择GPON方案。一方面其具备足够的带宽能力,为未来农村地区的信息化建设预留充足的提速空间,另一方面可以充分发挥GPON覆盖半径大的优势,在1:32分光比条件下,GPON可以覆盖20公里乡镇农村区域,显著降低宽带网络建设的总体投入,加快农村宽带的覆盖速度。
此外,由于农村偏远地区机房环境恶劣,设备维护困难,运维成本高昂,严重影响着运营商在偏远地区建设宽带网络的热情。因此,“机柜+设备+站点”配套的一体化解决方案,是降低网络运维难度、加速偏远地区宽带网络普及的不二之选。利用室外机柜的环境适应性强、安装灵活、具备远程维护管理能力等特点,维护人员在网管中心即可完成对设备的日常管理和维护,既节省运维成本,又能以优质的网络质量提升宽带对用户的吸引力,是让农民“用得好”宽带的有效途径。
无线宽带无处不在
由于地理条件所限,森林、海洋、油田、矿山、应急等极端场景下的通信,目前主要依赖卫星通讯实现,但是卫星上网费用昂贵,不适宜大规模普及。随着无线宽带技术以及智能终端的迅猛发展,LTE覆盖广、成本低、部署灵活、维护简便,适用于多种复杂地形的特点,受到了众多国家和运营商的青睐,人们不约而同地将解决偏远地区宽带接入问题的目光锁定在了LTE上。
2013年3月,英国最大的移动运营商EE宣布在坎布里亚郡推出基于LTE网络的宽带服务,这是英国最偏远的农村地区第一次享受移动宽带服务,英国北方荒原的居民能够获得平均8-12Mbps的下载速率,业务一经推出立刻受到当地民众的热捧。
在其他发达国家,LTE正被越来越广泛地应用于农村偏远地区的覆盖。从2011年开始,德国沃达丰就通过部署800MHz黄金频段的LTE解决方案,逐步扩大乡村地区的宽带覆盖率,并将在2016年前完成乡村90%的移动宽带覆盖。
法国运营商也计划利用800MHz频段覆盖农村及偏远地区。
而作为TD-LTE产业的领导者,2013年6月,中国移动已经将TD-LTE网络部署在了世界之巅珠穆朗玛峰,雪域高原的无限风光被LTE高清视频的“即拍即传”尽现于人们眼前。
众所周知,移动宽带的顺利发展,离不开充足频谱资源的有力保障。Refarming(频谱重整)技术,即利用现有GSM和UMTS网络频谱来发展LTE,不失为一条快速提供LTE服务的捷径。特别是GL1800MHz Refarming解决方案,其关键技术和产业链已经成熟,目前已在欧洲和亚太,如波兰、英国、挪威、日本、新加坡等国家得到广泛应用。运营商不需要再申请新的频谱,既可以节约农村宽带建设成本,又能使频谱资源得到有效利用,频谱效率得到提升。
除了频谱重整技术,在新的频谱资源获取方面,各方也在积极努力。英国电信监管机构Ofcom计划在2020年重新分配700MHz频谱,部分用于电视播放的频谱将用于开展移动宽带服务。值得一提的是,2013年6月,450MHz通过3GPP标准组织审议,被接纳为3GPP LTE频段。根据电波传播特性,无线系统采用较低的频段就可以获得更大的覆盖范围。450MHz频段天然具备频率低、穿透好、容量大、支持无线高速数据业务等特点,尤其是它的广覆盖优势,可以大大减少基站数量,显著降低偏远地区的建网成本,提升移动宽带网络投资收益率,势必在农村移动宽带接入中大展拳脚。
随着偏远地区移动数据流量的不断增加,一些最新的先进技术方案,如Small Cell、LTE-A等将会被逐渐引入并推广,移动宽带网络的深度覆盖将大大加强,移动宽带接入的速率、小区边缘用户性能将显著提升,最终实现网络连接无处不在、无时不有,人人都享受宽带的美好愿望。
梦想成真
当然,解决农村及偏远地区的宽带连接,单纯将网络接入到那里远远不够,还需要通过丰富、简便的业务应用引导消费市场,同时投入研发包括廉价电脑、智能手机等多种终端设备,以及开拓新的商业模式,引入虚拟运营商,从而形成充分的市场竞争体制,让广大农村及偏远地区能真正享受到宽带普及带来的便利和实惠。
未来,构建一个“人人有宽带”的全联接世界,势必造成数据流量爆炸式增长,驱动网络带宽不断增加,世界需要“像太平洋一样宽”的网络管道。
唯有将管道做得更粗更大、覆盖更广,用户才能随时随地平等获得需要的信息,不为信息海洋与壁垒困扰,宽带数字鸿沟才能被彻底消除。
到那时,处于互联网“荒漠”的人们的生活将会被彻底改变,或许,世界也将被重新定义。
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