搜索
1宽带化的机遇与挑战邬贺铨中国工程院2011.07.222宽带化的机遇与挑战互联网演进推动宽带化移动网换代提升宽带化物联网应用促进宽带化光通信发展支撑宽带化宽带化发展面对的挑战3互联网演进推动宽带化4云计算需要宽带支撑DOSGUIWebCloud以计算机为中心Windows成为PC平台以软件为中心以服务为中心网络时代PC时代云计算时代支撑下一代IDC的宽带网络防火墙虚拟化存储负载均衡平台API虚拟化网络虚拟化服务器云计算平台数据中心即服务弹性计算弹性软件租用弹性数据中心云存储灾备DaaSAPI平台即服务数据库即服务Cache即服务PaaS营运支撑平台软件即服务以用户为中心？云计算是一种资源交付和使用模式，指通过网络获得应用所需的硬件、平台、软件SaaS－软件提供者将应用许可给用户作为按需使用的一种软件部署模型。PaaS－提供一整套基于Internet的，从开发，测试，部署，运营到维护的全方位的集成环境IaaS---让计算资源也像用电那样的服务能力云计算网络共享信息共享资源共享5Post-Web网络业务据网络安全公司ArborNetworks称，2010年9月统计，Google系网站占全球互联网流量的6.4%，年增40-45%，这归于YouTube的发展。中国的Baidu公司要租中国电信400个G线路！中国P2P流量将占骨干网总流量的55%，网络视频流量占比将从目前的23%攀升到2015年的45%。6视频业务成为主流200720102013×1USInternetbackbonein2000YouTubein2008×1NorthAmericanInternetVideo×8in2007GlobalInternetVideo×30in2012×390in200744.4%25.3%18.5%6.2%3.5%1.1%0.7%Others:11.5%P2PtrafficInternetvideotoPCWeb,email,dataIPTVgamingVoIPVideototal:5.3EB*USin2008每分钟有20小时的视频节目上载到YouTubeP2P系统流媒体webe-mailn.a0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%WebVideoWebMusicWebGame流媒体业务的网民比例中国美国中国2010年3G业务比例2015年全球IP流量将达到每秒245TB，相当于每天有2亿人同时传送一部高清电影7VideoDataVoice三网融合VideoConferencingDigitalTV/VODVoIPHigh-SpeedInternet/VPNPDA/EmailText/InstantMessagingCustomRingTones/MP3PlayerPush-to-Talk/Intercom“三网融合是电信网、广播电视网和互联网融合发展，实现三网互联互通，资源共享，为用户提供话音、数据和广播电视等多种服务”。－－引自2010年政府工作报告关于三网融合的注释8三网融合将加快光纤接入网的建设加快广电有线电视网络设施建设改造，推进有线电视网络数字化和双向化升级改造。2012年入户广播下行带宽超过2Gbps，宽带接入能力超过100Mbps截至2011年5月，还有48％的用户需要数字化转换，双向改造网络覆盖用户人数超过5350万户，然而真正实现双向业务落地的用户数量却只有1100万户，有93％的用户需要单改双。加快电信宽带网络建设，以光纤尽量靠近用户为原则，加快光纤接入宽带接入网络规划和建设。积极发展下一代电信网和互联网。2012年电信下行接入能力1Gbps，入户能力超过100Mbps光纤到小区和光纤到大楼的建设工作量需要较大的投资。积极推进网络统筹规划和资源共享，将电信传输网和广播电视传输网纳入国家重要信息基础设施建设范围。全国现有1.6亿有线电视用户0.97亿数字化5350万双向化三网融合将“全面推进有线电视网络数字化双向化改造，加快电信宽带网建设，推进城镇光纤到户，扩大农村地区宽带网覆盖范围”。9互联网带宽增长超过了摩尔定律Source:!SwitchingandTransmissionCapacityin2020◇Switching:Tbps→Pbps◇Linkforcore:10Gbps→10Tbps◇Access:10Mbps→10GbpsThemaximumandminimumdailytrafficvolumeontheIXbackplaneinbitspersecond.美国互联网流量监测机构Telegeography的数据显示，2010年国际互联网流量西欧增速66%，美国和加拿大54%，东欧和印度等地区增幅超过了100%。全球增长了62%，2009年的增幅也达到74%。全球运营商扩容量：2008－－－6Tbps：2009－－－9.4Tbps：2010－－－13.2Tbps10110100100010000100000100000010000000Dec,97Dec,99Dec,01Dec,03Dec,05Dec,07Dec,09中国的国际互联网干线带宽2011年中与2009年同期相比，中国国际干线带宽增加18.4%，国内干线带宽年增50％(Mb/s)Source:中国互联网国内干线带宽增加几乎每年翻番，但相对香港水平还差一个数量级，是全球平均水平（1.84Mbps)的一半都不到(accordingtotheAkamaistatistics)11移动网换代提升宽带化12移动通信技术的换代演进宽带多媒体、分组交换高速移动100Mbps,低速约1GbpsTACSAMPS1980199020002010模拟、电路交换数字、电路交换宽带、分组交换话音数据率与频谱效率数据GSMCDMA增强型演进型流媒体WCDMACDMA-2000TD-SCDMA100Mbps2Mbps200kbpsOFDMA频分多址FDMA时分多址TDMA码分多址CDMA正交频分多址OFDMA十年一代！移动通信峰值速率平均每年加倍！ftftftft13移动通信峰值速率的发展10Kbps100Kbps1Mbps10Mbps100Mbps1000Mbps20002001200220032004200520062007200820092010WiMaxCDMA2000GSMGPRS1xRTTEDGEUMTSHSDPAEVDORev0EVDORevAHSUPALTETodayVoiceWebBrowsingStreamingVideoEmailBroadcastVideoVoip/VideoConferencingMobileBroadbandSource:MorganStanleyResearch&CompanyestimatesTD-SCDMAPeakratedoubleseveryyearGSM技术CDMA技术OFDM+MIMO技术LTE-ACoMP高阶MIMO增强Beamforming载波聚合移动业务流量复合年增长率131％，但空口资源复合年增仅55％！14移动数据流量超过移动话音TotalUL+DL(GSM/WCDMA/CDMA)Traffic(TB/month)全球移动数据业务在2010年6月达到225,000TB/月，比2009年同期增171%，增速10倍于移动话音。2009年底移动数据流量开始超过移动话音，半年后两者之比为1.5倍。预测2015年会比2010年增加26倍，届时移动数据流量中60％为视频。Source:EricssonMeasurementsinGlobalNetworks(DVB-H,MobileWiMax,M2MandWiFitrafficnotincluded)Q4’09Q2’1015移动互联网的流量相当8年前固定互联网的流量2010年全球移动数据业务流(237PB/month)是2000年全球互联网流量(75PB/month)的3倍.16局域网技术的宽带化趋势73’80’83’95’98’99’02’03’04’06’09’12’10Gbps1G100M10M3M以太网DIX以太网IEEE802.3802.3u802.3z802.3ab802.3ac802.3ak802.3an802.11a/b802.11g802.11n802.11ac/ad(2.4/5GHz,20MHz)(2.4GHz，20MHz)(2.4/5GHz,20~40MHz)(IMT-Advanced,20~40MHz)LANWLAN8年以太网速率:从10Mbps到100Mbps用了15年,从100Mbps到1Gbps用了4年,从1Gbps到10Gbps用了3年标准发布时间100Gbps17室内分布系统与WLAN互补中国大城市人口密度之大使中国成为全球移动通信频率资源最感紧张的国家，电信运营商尝试在城市加大部署蜂窝基站的密度以解决频谱紧张问题，为了避免干扰，需要降低基站发射功率，导致对墙壁的穿透能力下降，从而增加了对室内覆盖的需求。由于半数移动通信的呼叫以及很大比例的无线数据接入发生在室内，室内分布系统能吸收10～20％的业务量，室内的通信转到WLAN是可行的解决方案。热点地区也可利用WLAN来异构互补。WLANFixedRelayFemtoCellNodeBContentServerMobileRelay多跳中继室内中继异构中继LongTermEvolution18传统无线接入网（RAN)面临的挑战传统的无线接入网：每个基站连接若干固定数量的扇区天线，并覆盖小片区域；系统容量受干扰所限，在采用OFDM技术的蜂窝小区，边缘的用户经历比较严重的信道间干扰，因而使得系统性能明显降低,单小区的无线资源使用效率较低；基站通常都是基于专有平台开发的“垂直解决方案”。挑战：为满足增长的宽带业务而增加基站数量，导致CAPEX/OPEX和能耗上升；潮汐效应导致基站忙闲不均，网络的平均负载大大低于峰值，而不同的基站之间不能共享处理能力，基站利用率低下。专有的平台意味着移动运营商需要维护多个不兼容的平台。RadioStationsBSC/RNCADMADMSDHADM19C-RAN（集中式无线接入网）C-RAN（Centralized，Cooperative，Cloud，CleanRAN）分布式无线网络：由远端无线射频单元（RRU）和天线组成宽带光传输网：用于级联BBU组成大容量的基带池（可支持1000载扇以上）集中式基带池：由高性能处理器和实时虚拟技术组成。未来BBU基带处理由软件无线电实现，C-RAN将演进为基于实时云构架的虚拟基站。20物联网应用促进宽带化21互联网应用的拓展－－物联网-信息获取信息传送信息处理更透彻的感知更全面的互通更智能的决策物联网22智能电网需要全网各环节的通信支持输电变电配电用电发电23医疗图像传输需要宽带网支撑Source:UCBerkeley,SchoolofInformationManagementandSystems.医疗图像的存储量占全球全部照片30％！24利用医院信息化还可扩展到远程医疗（Tele-Medicine)和家庭保健等。利用通信网络进行静止图片传输、视频会诊、生命体征监视、医疗卫生知识教育与咨询、护理呼叫中心接入等，实现患者与医护人员的较频繁的交互，重视对疾病的预防，减少对门诊的压力。远程医疗2010年初中国联通与南方医院合作，打造华南地区远程医学中心，为广东省内140余家基层医院提供临床交互式会诊、远程影像、病理会诊、病历讨论和专家会诊、双向转诊、远程培训、专科建设顾问等技术