三网融合下通信网络效率提升建议

鲁 帆

（中国传媒大学博士后流动站）

内容摘要

随着三网融合政策的陆续出台，广电系和电信系的产业竞合态势也日渐明朗。面临庞大的基础网络，如何提高网络使用效率，避免重复投资，促进国有资本保值增值，是值得深思的问题。本文通过对现网资源的分析，从体制和技术两个角度，提出了提升网络效率的建议，以期对三网融合改革有所参考。

 

关键词：

三网融合；自然垄断；网络资源

 

2010年6月30日国务院办公厅公布了北京、上海、大连等首批12个三网融合试点地区，标志三网融合正式进入试点实施阶段。产业链各参与方特别是广电和电信的三网融合试点方案的制定和合作谈判由此正式拉开序幕。由于网络成本巨大，网络的融合与效率，便成为关注的焦点。

 

一、网络资源利用现状[1]

截止2010年12月底，电信业光缆线路长度为995.1278万公里，比上年同期增长20.4%，其中，长途光缆线路长度为81.8161万公里，同期下降2.3%；本地网中继光缆线路长度为537.0760万公里，同期增长20.5%；接入网光缆线路长度为376.2357万公里，同期增长26.5%。光缆纤芯长度为19546万芯公里，同期增长23.3%，其中，长途光缆纤芯长度为2070万芯公里，同期下降4.6%；本地网中继光缆纤芯长度为10845万芯公里，同期增长28.9%；接入网光缆纤芯长度为6630万芯公里，同期增长26%。但光缆纤芯利用率为33%，其中，长途光缆纤芯利用率为30.3%，本地网中继光缆纤芯利用率为35.6%，接入网光缆纤芯利用率为29.7%。

互联网宽带接入端口为18759万个，比上年同期增长38%，利用率为64%。ONU设备宽带接入端口利用率为34%。

移动基站数为140万个，其中3G基站数为46万个。GSM网系统接通率为97%，掉话率为0.49%，无线利用率为33%。CDMA1X实占率不足20%。中移动G网覆盖达自然行政村，中联通G网覆盖达全国乡镇，W网已对全国县级及以上城市完全覆盖。

固定资产投资约为3196亿元，其中3G投资约1062亿元。

截止2010年12月底，三家运营商共建共享情况如下表：

 

从上述数据可以看出，在工信部的指导下，通信网络共建共享政策取得了不错的成绩，相关资源得到有效利用，但目前主要集中在共建、共享铁塔、基站机房、杆路、传输线路等方面。基础网络效率，尤其是光纤利用效率、移动无线利用效率低下。在三网融合背景下，要提高基础网络利用效率，不仅要从技术上，更要从体制上，去考虑网络效率的提高。

 

二、体制层面的建议

从体制上看，将电信基础网络剥离与广电网络合并，形成独立的基础网络公司，是提高基础网络利用效率的最直接、最有效的手段

1.广电网络自成体系并非国有资产保值增值最有效手段

广电网络与电信网络具有较强的互补性。电信网络骨干网健壮，覆盖全国的网络，互联互通较为通畅；广电骨干网贫弱，大部分地区有线部门没有形成完整的城域网，但入户线路资源丰富。

城域和骨干网络对比：在规模方面，电信运营商的城域和骨干网规模优势明显：通信光缆线路长度近100万公里，覆盖完整；广电仅为4万公里，仅覆盖到省会级城市。技术方面，电信与广电采用技术基本一致，但电信在新技术应用方面领先：骨干光传输网都主要应用基于DWDM技术的SDH或OTN网络；广电主要采用单波10G技术，电信已开始规模部署40G技术升级。在网络结构和健壮性方面：电信的城域网网络结构完善，可以支持大规模双向业务开展；广电的省域网和城域网大部分还是单薄的环行网络，不适合大规模双向业务开展。

接入网络能力对比：光纤接入网改造前，电信接入带宽占优：电信运营商一般可提供2-4M接入带宽；广电提供的宽带服务通常不超过2M，大部分仍为1M以内。建设光纤接入网后，二者接入能力相当：FTTB模式下，电信运营商可提供8-12M乃至30-50M的接入带宽，广电提供的带宽在10M左右；FTTH模式下，双方可提供的带宽相同，但需要巨大的资金投入。电信运营商在入户线路资源方面具有地域的不平衡性；广电具有更丰富的入户线路资源，广电已有1.7亿用户，同轴电缆已经接入全国各个家庭。

据中金公司研究，为满足用户需求，广电网需要对现有网络改造的部分包括：全国光纤骨干网和城域网的全面扩容，约884 亿元；接入网全面数字化改造，当前仅完成38.7%，需投资301 亿元；数字化基础上全面完成双向化改造，目前仅为18.4%，预计投资801 亿元，广电网络全面改造需约2000亿资金。在电信现有骨干网、城域网、接入网已富裕且能支持大规模双向业务的条件下，再投资巨额资金进行第四张网（广电网）的改造，可以理解为对国家财政或社会资金、资源的巨大浪费。因此，将广电网络与电信网络合并，将有利于国有资产价值最大化。

 

 图1 电信分层网络架构

                 

图2 广电分层网络架构

 

2.剥离电信基础网络是自然垄断产业特性的必然要求

电信业务可分为基础电信业务和增值电信业务。基础电信业务是指提供公共网络基础设施、公共数据传送和基本话音通信服务的业务。基础电信业务又分成第一类基础电信业务和第二类基础电信业务进行管理。其中，第一类基础电信业务包括固定通信业务、蜂窝移动通信业务、因特网数据传送业务、国际数据通信业务等；第二类基础电信业务包括集群通信业务、固定网国内数据传送业务、无线数据传送业务等。第一类基础电信业务需要建设全国性的网络设施，关系到国家安全和经济安全，采取适度竞争、有效控制的严格管理政策，以避免重复建设，充分发挥规模经济的作用，保证基础设施运行平稳、协调发展。第二类基础业务对上述因素的影响程度相对小些，根据市场发展需求和电信资源有效配置等因素，能够逐步创造条件向社会开放。

从大的概念上讲，电信网络可以分为两个层次：一是底层的电信物理网络，另一个层次是附着在物理网络之上的各种电信业务网及平台。底层的电信物理网络是最基础的电信网络，尤其是本地接入网络，投资高，投资沉淀性很强，规模经济特征明显，具有全程全网特性，因此，电信基础网络具有自然垄断特性^②。具有自然垄断特性的基础网络进入市场竞争，必然导致重复投资、效率低下、价格高昂等不良结果。

从逻辑上讲，无论是OSI的七层网络结构图，还是TCP/IP的五层结构图，从低到高可以分别理解为物理接口层，网络层，传输层和应用层。因为各个层次相对独立，随着技术的发展，应用层可以进行剥离，随业务的发展而演变。

图3  网络结构图

 

从智能网与通信网的关系看，智能网是建立在所有通信网之上的一种体系结构化的概念，它可为各种通信网提供增值业务。随着NGN网络的发展，NGN网可作为智能网的补充来提供业务，在传统智能网上开放一个通用的接口API，使得第三方业务提供者不用关心网络底层的细节，就可以迅速开发出新业务。新型的业务通过NGN网络由应用服务器来提供，新应用可以从现有的通信网络中隔离出来，在网络外部开发和运行，并通过分布式处理环境以一种标准的和可靠的方式访问通信网络信息以及使用网络内部的能力。这将是今后业务网络的发展趋势。

因此，将电信的业务网络和承载基础网络进行剥离，在技术上可行，也能更好满足管制要求。

图4  智能网与现有通信网关系

3、通信基础网络融合是技术发展和国有资产保值增值的要求

技术发展为固网和移动网融合提供了保证。无论在业务层、承载层、控制层，还是用户终端上，各个层面从技术上都在积极向融合网络的方向发展，目前已经基本形成清晰的演进路径。各层关键技术的发展成熟，为固定移动融合也提供了必要的技术保证。对于业务层API：Parlay/OSA API独立于具体的实现技术，可以应用于固定网络、移动网络以及下一代网络的业务提供，独立于具体的实现语言；对于控制层IMS：IMS是业界认可的NGN体系架构下的子系统，未来融合电信网络将基于IMS架构；对于承载层IP/MPLS：MPLS、Diff-Serve等先进技术建设具有QoS保障、可管可控的电信级IP承载网；对于运营支撑系统：用户数据集中存储，不再与控制层网元以及业务功能紧密绑定，采用开放的接口，支持用户移动性以及业务的开放性，CP/SP的统一管理，以及计费、网管等支撑系统的统一建设和维护。

基于历史的原因，我国同时存在3个不同制式的3G网络。虽然三家运营商同为国有资本，但作为市场中的一员，从企业利益最大化角度，三家企业展开了激烈竞争。由于三种制式互不兼容，为了获取更优良的客户感知，三家企业都进行了大规模投资，在网络进一步优化和完善的同时，网络资源利用率却在进一步下降，国有资本效率没有得到改善。4G的到来，作为三网融合的共同承载网络——互联网，将成为贯通三网的核心技术。三网都将失去其独立组网特征，而沦为下一代网络的接入网。目前的WCDMA网络的升级版HSPA和HSPA+均能够演化到LTE这一状态，包括中国自主的TD-SCDMA网络也将绕过HSPA直接向LTE演进，而CDMA2000则殊途同归，通过LTE走向4G。提到演进，往往意味着对现网设备进行升级换代，而这对于许多现网运营商而言则面临着很多挑战：设备投资如何保护？演进过程如何平滑、快速？TCO如何继续降低？用户体验如何提升？因此，对于4G的演进需要统筹规划，若三家运营商再各自为战，大肆投资，则必然导致国有资本的巨大浪费。将三家运营商的移动基础网络进行剥离，实行统一管理，则不失为一种有效选择。

从上述分析可以看出，可以将通信基础网络，包括固网和移动网的传输、交换、接入等网络进行剥离，与广电网络合并，成立国有独资的国家基础网络公司，统筹基础网络的规划和发展。业务上，由工信部和广电总局融合的新的监管机构指导；价格上，由国家发改委、财政部、工商总局来定价。

三、技术层面的建议

从技术上看，网络的扁平化、云计算的采用、组网模式的改变等新技术的采用，均能有效提高网络资源利用效率。

现有网络的优化以及新型网络技术的应用，如互联网中的路由高效、流量匹配、虚拟化技术，核心网络扁平化，移动通信网中的智能关断技术、广覆盖技术、核心网备份、共享技术、核心网设备集成技术、无线接入网IP化、无线接入网的本地交换、网络扁平化、网络传输光纤化等，均能有效提高网络资源利用效率。下面就近期的几个热点问题做一些探讨：

1.基于网络生命周期的新技术引入平滑演进建网策略

电信网络的移动化、宽带化、智能化已成为国际电信业的主要趋势，自2010年以来，全球电信运营商不断加大移动宽带领域的投资力度。全球通信行业面临的一个共同问题是GSM网络、WCDMA网络以及未来的LTE网络将长期共存。移动网络不断升级，但运营商的收入并未随着技术的演进而发生革命性的增长，盈利压力不断增大。在业务和技术多样化的同时能够实现网络的单一化。采用Single Network来满足多种技术需求成为运营商共同的愿望。

随着私有物权保护意识和环保意识的不断增强，站点获取越来越困难，站点的租金将会远远高于购买网络设备本身的费用。因此，运营商希望在增强网络覆盖的情况下，尽可能少开辟新站点。对于原有站点，运营商则希望通过简化部署和维护，减少对业主的打扰，从而避免站点流失。数据业务流量的剧增对移动网络是个巨大的挑战。采用Single化组网，移动网络无需新增站点或空间，在一个站点或机柜里最多可支持多种频段和多种模式，并具有容量和功率大的特点，可帮助全球移动运营商实现GSM/UMTS/LTE“一张网”部署、“一张网”运维，从而从容应对流量剧增。

比如中国电信在建设3G网络时，由于基于CDMA技术，从CDMA 1X过度到CDMA1x-EVDO只是进行了升级，基站网络升级方面速度最快，也就是3G网络布控速度最快，其3G网络建设成本比联通和移动都要小。中国移动的TD-SCDMA建设现在就要求必须能够平滑演进到LTE策略，都是保证未来网络的投资最小化措施，从而实现设备利用率最大化。中国联通的3G网络今年在57个城市引入HSPA＋新技术，将直接采样软件升级演进策略。

2.改变和优化组网模式，提高网络设备利用率

分层网络组网方案：在以3G网络运营的的移动宽带时代， 3G网络在城区的业务分布基本体现三条规律：“一五原则、二八原则、三九原则”，即10%的热点区域吸收了整个城区50%的业务量，20%的密集城区范围的小区吸收了整个城区50%的业务量、30%的高话务区域小区吸收了整个网络的90%的业务量。分层网络组网方案来解决移动网络业务需求，具体方案有分布式基站、小基站、微基站、ePico、AP等基站形态部署，按照业务需求组网，实现网络利用率的最大化。

载波资源共享：在城市区域，不同区域的话务分布也是不均衡的，存在热点，密集城区、CBD商务区、居民区等，这些区域的话务分布随着时间是变化的。典型情况是居民区的话务量高峰值出现在晚上，CBD商务区的话务高峰值出现在白天，可以考虑通过资源共享方式，实现网络设备共享，提高网络设备利用率。

广覆盖技术：中国国土幅员辽阔，城市以外的面积占据了国土总面积的95%以上，人口占总数的75%左右。比如平原、沙漠、草原、丘陵、山区、峡谷、交通干线、近海、湖泊和河流等等，覆盖要求有信号，但是容量需求不高，大量的场景对移动网络的要求是采样广覆盖技术，提高覆盖能力，比如增大基站发射功率、选用高天线增益、4天线分集接收技术、高灵敏度基站、增加天线的挂高，使用RRU靠近天线安装等技术和手段，扩大基站覆盖半径，从而提高网络设备利用率。

3.提升频率效率，实现设备利用率的提高

持续提升频谱效率是提高网络设备利用率的有效手段，如果运营商在部署不同制式的移动网络时，能够使用相同的频谱资源，或者在移动网络的不断演进过程中，重复利用频谱资源，这将使得运营商手中的频谱资产不断带来收益，甚至不断升值。

倍增技术：通过多发多收技术Multiple-Input Multiple-Output （MIMO），实现频谱效率的提升。目前，不少设备商的基站产品均为支持MIMO进行优化，单模块即可以支持两个发射机。

协同技术：可通过采用多频多模的超级Software Defined Radio（SDR） ，实现多频谱效率的提升，未来还将实现跨技术、跨频段的组合。

4.无线和数据中心的云化已成为一种趋势

近期，各电信运营商都在探索面向绿色演进的无线接入网新架构，尝试实施IP—RAN技术，推动无线接入IP化。在此基础上，“无线云”的概念逐步清晰。未来无线网络是向“无线云”方向发展，包含了横向的资源共享和纵向的平滑演进两个核心概念。其表现形式如下：

（1）从覆盖层面建设“分层云”：宏蜂窝连续云和微蜂窝高速云，按业务需求部署资源，避免全面部署，减少资源开销；

（2）从设备层面建设“资源云”：包括控制器的信令处理云，基站的基带云和载波云，实现各个层面的资源共享；

（3）从传输层面建设“光传送云”：传输网是无线云部署的前提条件，未来的光纤要支持多系统（如2G、3G、LTE）传输。

（4）从发展层面建设“演进云”：针对运营商面临的GSM、UMTS、LTE多制式，多频段共存运营，可以像云一样融会贯通平滑演进，这也是无线网络发展的最核心点，可以长期连续不断地体现效率。

分布式基站是目前对无线云的一个初级体现，将来会逐步替代传统室内宏基站，实现“零”机房建设。BBU放置在室外简易柜中，实现无机房建站。室外迷你柜用于室外环境，为BBU模块提供配电、防雷等功能。BBU可以内置于室外迷你柜中形成室外BBU，满足室外环境下单独安装BBU及一体化小基站场景的需要，实现“零”机房建设，大量节省土建和配套设备。

平台化、模块化的基站设计思路正成为现实。平台化使基站的多制式融合成为可能，实现了网络资源的最大共享，实现了现有设备的平滑演进；而模块化则使运营商的选择更加灵活，运营商可以根据使用场景、使用制式对网络进行灵活调整。同时，结合软件无线电技术，模块间的技术制式切换和基站扩容完全通过软件升级完成，可以快速、平滑地提升网络能力及用户体验。

基于云计算平台的数据中心的构思及技术也逐步成熟。通过整合数据、计算、存储三张异构网络实现一体化，通过计算、存储和网络的虚拟化实现虚拟化，通过基础设施规划实现数据中心的绿色发展。

5.加大使用一体化节能Mini机房，快速实现多场景、低成本绿色建站

随着移动通信网络覆盖逐渐深入完善，新建基站将逐渐深入到密集城区、边远农村、山区、高铁、景区等多种场景。传统宏基站由主设备、电源、空调等设备组成，设备体积较大；传统站点主要采用地面建砖混房、市区租赁机房、市区楼顶建活动房三种建设模式，存在着建站周期长、租房难、房租高、不可拆迁等问题。

面对传统站点的种种问题和挑战，用一体化Mini机房的建设模式代替传统机房建站已逐渐成为一种创新的建设思路：

首先，近年来出现的一体化基站、BBU+RRU分布式基站等新型基站设备代替了传统宏基站，在保持原有容量的基础上，设备体积、重量大幅降低，为移动网络主设备纳入一体化Mini机房机柜奠定基础。

其次，随着行业技术发展，监控、配电、防雷、ATS、电表等设备功能的模块化、集成化趋势初现，使系列功能设备可紧凑的结合在一起。而将备电电池放入单独机柜，对其进行单独温控管理，也进一步深入挖掘一体化Mini机房的降耗空间。

根据不同新建站点场景，按一体化Mini机房不同功能分为设备舱、蓄电池舱、配套舱，把传统基站建设中包括主设备、温控设备、通信电源、监控、防雷、ATS、电表等设备容纳于一体。

综上所述，随着三网融合的实质性演进，以及网络融合技术的发展，基础网络的独立性越来越强，应尽快从技术上和体制上确定网络何去何从，以避免网络重复建设，提高网络效率。

 

 

参考文献：

1. 谢地:《自然垄断行业国有经济调整与政府规制改革互动论》 ，经济科学出版社（北京）2007年9月

 

Suggestion on How to Improve CommunicationNetwork Efficiency under the “Three Network Convergence”

Lu Fan

Postdoctoral research station , CommunicationUniversity of China

Abstract

With the Policies of “Three Network Convergence” bereleased gradually, the situation of the corporation and competition betweenbroadcasting and telecommunication industry becomes clearer. Facing large scaleof infrastructure network, it is worthy to think over how to increase networkefficiency, avoid duplicated investment and maintain and boost the value of thestate-own assets. On the basis of analyzing the current network resources, thispaper puts forward some suggestion on how to improve network efficiency fromthe angle of mechanism and technology aiming for creating some reference to thereform of “Three Network Convergence”.

 

Keywords

Three Network Convergence, Natural monopoly, Networkresource

 

 

个人简介：鲁帆，男，1969年生，中国联通集团投资评价处处长。现于中国传媒大学新闻传播学博士后流动站从事新媒体传播研究。毕业于北京邮电大学，获管理科学与工程专业博士学位。

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