青明基 中國(guó)信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所助理工程師

黨梅梅 中國(guó)信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所副總工程師，高級(jí)工程師

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——寬帶中國(guó)專題

“寬帶中國(guó)”地圖建設(shè)實(shí)踐

青明基 中國(guó)信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所助理工程師

黨梅梅 中國(guó)信息通信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所副總工程師，高級(jí)工程師

“寬帶中國(guó)”地圖的建設(shè)是“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略的重要任務(wù)之一，是展現(xiàn)我國(guó)寬帶發(fā)展進(jìn)程的重要窗口。本文通過(guò)介紹國(guó)外寬帶地圖建設(shè)情況，重點(diǎn)介紹了“寬帶中國(guó)”地圖的建設(shè)內(nèi)容、技術(shù)實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)考慮，展現(xiàn)了寬帶地圖一期的各類數(shù)據(jù)子地圖，并提出了后續(xù)建設(shè)規(guī)劃。

WebGIS 寬帶中國(guó) 寬帶地圖

1 引言

國(guó)務(wù)院于2013年發(fā)布的“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略及實(shí)施方案中，明確提出了建設(shè)“寬帶中國(guó)”地圖的任務(wù)和目標(biāo)?！皩拵е袊?guó)”地圖建設(shè)工程具體包括：建立寬帶發(fā)展監(jiān)測(cè)體系和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建設(shè)覆蓋全國(guó)的寬帶發(fā)展測(cè)評(píng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、接入帶寬、用戶規(guī)模、主要網(wǎng)站接入速率等信息的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，建立寬帶發(fā)展?fàn)顩r報(bào)告和寬帶地圖發(fā)布機(jī)制。通過(guò)“寬帶中國(guó)”地圖的定時(shí)發(fā)布和更新，可以使民眾及時(shí)了解本地區(qū)的寬帶服務(wù)情況，使政府管理部門全面了解我國(guó)的寬帶發(fā)展和地區(qū)差異?！皩拵е袊?guó)”地圖的建設(shè)，是落實(shí)我國(guó)寬帶戰(zhàn)略的重要一環(huán)，是展現(xiàn)我國(guó)寬帶進(jìn)程的重要窗口，是推動(dòng)我國(guó)寬帶發(fā)展的重要舉措。

2 國(guó)外寬帶地圖建設(shè)情況

目前，多個(gè)國(guó)家的管制機(jī)構(gòu)均發(fā)布了本國(guó)的寬帶地圖，其中主要以美國(guó)的NTIA、FCC寬帶地圖和英國(guó)的Ofcom寬帶地圖為代表。

美國(guó)電信和信息管理局（NTIA）隸屬于美國(guó)商務(wù)部，通過(guò)和美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）合作提供的地圖又稱國(guó)家寬帶地圖（National Broadband Map）。該地圖是一個(gè)提供搜索和交互的網(wǎng)站，直觀地展示美國(guó)寬帶發(fā)展現(xiàn)狀，允許公眾查看美國(guó)各地區(qū)的寬帶提供情況，并支持?jǐn)?shù)據(jù)互動(dòng)。該項(xiàng)目于2009年開(kāi)始籌劃，2011年正式上線，此后每6個(gè)月更新一次。目前，在該網(wǎng)站上可查看到2014年6月30日的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

FCC寬帶地圖則對(duì)各寬帶專項(xiàng)成果進(jìn)行展示，其經(jīng)費(fèi)主要來(lái)源于各寬帶專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，在各專項(xiàng)結(jié)束后進(jìn)行繪制和更新。例如，連接美國(guó)項(xiàng)目（Connect America）第一輪經(jīng)費(fèi)4980萬(wàn)美元，第二輪經(jīng)費(fèi)3.85億美元，主要進(jìn)行區(qū)域?qū)拵Ц采w，并繪制寬帶普遍服務(wù)地圖。FCC同時(shí)提供寬帶速率地圖，通過(guò)定期招募志愿者參與測(cè)試、提供數(shù)據(jù)。

Ofcom作為英國(guó)通信產(chǎn)業(yè)的獨(dú)立監(jiān)管機(jī)構(gòu)，自2011年發(fā)布寬帶地圖以來(lái)，每年更新一次，目前僅僅發(fā)布了3個(gè)版本，2014年及以后的數(shù)據(jù)尚未更新。Ofcom寬帶地圖的功能相對(duì)簡(jiǎn)單，主要呈現(xiàn)了寬帶速率、占有率和可用性性能。

3 “寬帶中國(guó)”地圖的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1 “寬帶中國(guó)”地圖總體建設(shè)情況

“寬帶中國(guó)”地圖以中國(guó)地圖為主體，綜合展示各類寬帶發(fā)展數(shù)據(jù)及互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)體驗(yàn)數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)各個(gè)區(qū)域?qū)拵Оl(fā)展水平的綜合情況?！皩拵е袊?guó)”地圖工作與寬帶速率測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)研制、寬帶速率采集、寬帶評(píng)價(jià)、寬帶速率報(bào)告發(fā)布等工作有機(jī)結(jié)合。“寬帶中國(guó)”地圖一期已于2015年2月在“寬帶中國(guó)”2015專項(xiàng)行動(dòng)動(dòng)員部署電視電話會(huì)議上正式上線。

“寬帶中國(guó)”地圖訪問(wèn)網(wǎng)址是www.bbmap.cn，目前提供地圖展示、數(shù)據(jù)查詢、寬帶測(cè)速及其他信息服務(wù)功能。地圖按季度進(jìn)行更新，目前可以在網(wǎng)站上查看2014年各季度和2015年前兩個(gè)季度的地圖。

3.2 “寬帶中國(guó)”地圖技術(shù)架構(gòu)

根據(jù)“寬帶中國(guó)”地圖的建設(shè)目標(biāo)，技術(shù)上選取了成熟的Java技術(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（WebGIS）內(nèi)嵌Web Service技術(shù)，提供Web Service服務(wù)。采用可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)交換協(xié)議XML文檔，使得異構(gòu)系統(tǒng)之間的交互操作、數(shù)據(jù)交換和集成非常容易。WebGIS發(fā)布在線地圖數(shù)據(jù)及開(kāi)放的遠(yuǎn)程API接口服務(wù)，提供發(fā)布地圖的RESTful接口，實(shí)現(xiàn)了“寬帶中國(guó)”地圖的展示與渲染。

寬帶地圖的技術(shù)架構(gòu)如圖1所示，其中：

圖1 “寬帶中國(guó)”地圖技術(shù)架構(gòu)

（1）客戶端通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)Web Server，技術(shù)上采用AJAX和HTML5技術(shù)來(lái)獲取靜態(tài)地圖數(shù)據(jù)，并進(jìn)行異步刷新和展示。

（2）服務(wù)端通過(guò)訪問(wèn)Hadoop分析完成地圖數(shù)據(jù)和寬帶指標(biāo)數(shù)據(jù)，并通過(guò)J2ee腳本在Map Server服務(wù)器端計(jì)算、繪制生成各個(gè)層的寬帶應(yīng)用地圖，同時(shí)服務(wù)端對(duì)“寬帶中國(guó)”地圖進(jìn)行緩存用以提高App Server服務(wù)端的性能，供Web Server調(diào)用展示。

系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)使用的關(guān)鍵技術(shù)如下：

●HTML5 JavaScript CSS客戶端腳本語(yǔ)言。

●XmlHttpRequest數(shù)據(jù)交換請(qǐng)求方式。

●WebGIS地圖服務(wù)系統(tǒng)。

●J2ee服務(wù)端開(kāi)發(fā)腳本語(yǔ)言。

●Hadoop數(shù)據(jù)指標(biāo)分析。

3.3 “寬帶中國(guó)”地圖的設(shè)計(jì)考慮

在設(shè)計(jì)“寬帶中國(guó)”地圖時(shí)，選取了成熟的技術(shù)，同時(shí)充分考慮了開(kāi)放性、可擴(kuò)展性及穩(wěn)定性，通過(guò)靈活多變的組件設(shè)計(jì)滿足業(yè)務(wù)變化需求。

開(kāi)放性方面，采用了Web Service、XML、Java、元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)等成熟技術(shù)，并充分考慮未來(lái)發(fā)展的需要，使系統(tǒng)具有開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)。同時(shí)，作為寬帶地圖系統(tǒng)，必須滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)不斷更新的需要，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，制訂和貫徹了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)技術(shù)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，以確保模塊間的兼容和信息與技術(shù)的共享。

可擴(kuò)展性方面，WebGIS很容易跟Web中的其他信息服務(wù)進(jìn)行無(wú)縫集成，方便建立靈活的GIS應(yīng)用。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，通過(guò)RESTful架構(gòu)提供接口服務(wù)。在功能和數(shù)據(jù)庫(kù)方面，考慮了對(duì)需求變化的自適應(yīng)能力，支持多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的集群并支持主備策略。

此外，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)要確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)與服務(wù)的安全性和可靠性，通過(guò)高效的安全配置策略，使系統(tǒng)提供的基礎(chǔ)性、公用性的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，防止各種自然或人為的因素對(duì)系統(tǒng)造成的破壞，使系統(tǒng)能有效地為用戶提供服務(wù)。

4 “寬帶中國(guó)”地圖展示的數(shù)據(jù)

“寬帶中國(guó)”地圖一期目前可提供寬帶速率地圖、寬帶發(fā)展地圖及寬帶專項(xiàng)進(jìn)展地圖3大類數(shù)據(jù)的展示。同時(shí)，還提供全國(guó)綜合地圖，在一張地圖上可以同時(shí)查看各類數(shù)據(jù)的具體值。

系統(tǒng)對(duì)各類采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，并根據(jù)區(qū)域分布，在每個(gè)地區(qū)進(jìn)行地圖渲染，用戶可以根據(jù)其渲染的色值不同，來(lái)區(qū)分某個(gè)地區(qū)的寬帶數(shù)據(jù)情況。具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)是系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同，獲取后臺(tái)的數(shù)據(jù)，然后利用最大值和最小值的大小自動(dòng)計(jì)算不同的區(qū)間分布值。WebGIS地圖根據(jù)定義好的指標(biāo)區(qū)間值進(jìn)行地圖顏色的填充，以達(dá)到渲染目的。

4.1 寬帶速率地圖

寬帶速率地圖包括4類子地圖：

●可用下載速率地圖。

●視頻下載速率地圖。

●首屏?xí)r間地圖。

●寬帶接入速率符合度地圖。

以上指標(biāo)的測(cè)試方法采用了通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 2691-2014《寬帶速率測(cè)試方法用戶上網(wǎng)體驗(yàn)》和YD/T 2400-2012《寬帶速率測(cè)試方法固定寬帶接入》中規(guī)定的方法。

可用下載速率反映了用戶從網(wǎng)站下載文件或其他內(nèi)容的速率。我國(guó)的可用下載速率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)依托于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和第三方機(jī)構(gòu)，每月監(jiān)測(cè)樣本達(dá)幾千萬(wàn)條量級(jí)以上，可以全面真實(shí)地反映我國(guó)各區(qū)域的寬帶體驗(yàn)速率水平?？捎孟螺d速率地圖如圖2所示，用戶通過(guò)地圖的色值可以看出每個(gè)區(qū)域的寬帶速率差異。當(dāng)鼠標(biāo)位于某省地理區(qū)域內(nèi)時(shí)，可顯示該省的忙時(shí)綜合、忙時(shí)、閑時(shí)平均值。

寬帶接入速率符合度反映了用戶實(shí)際獲得的固定接入速率與簽約寬帶接入速率的比值。符合度一般情況下≤1。但是現(xiàn)階段，我國(guó)基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)商往往采用超配方式，網(wǎng)絡(luò)上配置的接入速率值往往高于簽約速率10～20個(gè)百分點(diǎn)，因此會(huì)出現(xiàn)符合度＞1的情況。從寬帶中國(guó)地圖二季度寬帶接入符合度的情況看，所有省份的固定寬帶接入符合度均大于100%。

4.2 寬帶發(fā)展地圖

寬帶發(fā)展地圖包括4類子地圖：

●FTTH覆蓋家庭數(shù)量地圖。

●固定寬帶家庭普及率地圖。

●固定寬帶接入簽約速率地圖。

●固定寬帶用戶數(shù)量地圖。

其中，固定寬帶接入簽約速率是指用戶與寬帶服務(wù)提供商所簽訂的固定寬帶接入業(yè)務(wù)協(xié)議中所規(guī)定的速率。它是指從用戶終端到寬帶接入服務(wù)器之間的速率，它反映了在一個(gè)地理區(qū)域內(nèi)用戶的平均簽約速率情況。固定寬帶接入簽約速率如圖3所示，截至2015年6月，平均寬帶接入簽約速率在10Mbit/s以上的省份有19個(gè)，其中簽約速率達(dá)到20Mbit/s以上的有新疆、四川、上海、寧夏。

4.3 寬帶專項(xiàng)進(jìn)展地圖

圖2 可用下載速率地圖

目前，寬帶專項(xiàng)進(jìn)展地圖僅包括寬帶中國(guó)示范城市地圖。創(chuàng)建“寬帶中國(guó)”示范城市（城市群）是工業(yè)和信息化部寬帶專項(xiàng)行動(dòng)中重要的核心工作之一。通過(guò)創(chuàng)建示范城市，可以實(shí)現(xiàn)本地區(qū)寬帶發(fā)展水平大幅提升，同時(shí)在寬帶發(fā)展水平及發(fā)展模式方面，對(duì)全國(guó)同類地區(qū)產(chǎn)生示范和引領(lǐng)作用。每個(gè)城市均需至少滿足以下6項(xiàng)指標(biāo)中的4項(xiàng)：

5 結(jié)束語(yǔ)

圖3 固定寬帶接入簽約速率地圖

●城市家庭20Mbit/s及以上寬帶接入能力達(dá)到85%。

●農(nóng)村家庭4Mbit/s及以上寬帶接入能力達(dá)到90%。

●固定寬帶家庭普及率達(dá)到55%。

●3G/LTE移動(dòng)電話人口普及率達(dá)到40%。

●4Mbit/s及以上寬帶用戶滲透率達(dá)到80%。

●8Mbit/s及以上寬帶用戶滲透率達(dá)到35%。

寬帶示范城市地圖如圖4所示，根據(jù)寬帶示范城市的評(píng)選結(jié)果，共包含39個(gè)城市。當(dāng)鼠標(biāo)點(diǎn)擊某示范城市時(shí)，可顯示該城市的6項(xiàng)指標(biāo)具體值。

“寬帶中國(guó)”地圖建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，是分階段分步驟建設(shè)的。根據(jù)國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，寬帶地圖建設(shè)從提出到試運(yùn)行需要?dú)v經(jīng)兩年及以上的時(shí)間，在試運(yùn)行期還需持續(xù)進(jìn)行功能建設(shè)。前文已經(jīng)提到，我國(guó)寬帶地圖工作與其他寬帶工作是有機(jī)結(jié)合共同推進(jìn)的。設(shè)計(jì)“寬帶中國(guó)”地圖，既要確保數(shù)據(jù)客觀公正、數(shù)據(jù)類型豐富、數(shù)據(jù)更新及時(shí)等目標(biāo)，還要具備支持地圖基本操作、交互控制、數(shù)據(jù)搜索等基本功能。

圖4 寬帶中國(guó)示范城市地圖

寬帶數(shù)據(jù)種類和功能較多，部分?jǐn)?shù)據(jù)的獲取需要與相關(guān)工作進(jìn)程同步，部分標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范需要制定，部分?jǐn)?shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)體系需要新建，各項(xiàng)功能需要逐步完善。目前，“寬帶中國(guó)”地圖一期已經(jīng)可以提供省顆粒度的固定寬帶速率數(shù)據(jù)、寬帶發(fā)展基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。后續(xù)“寬帶中國(guó)”地圖建設(shè)還將重點(diǎn)從3方面進(jìn)行功能擴(kuò)充：一是擴(kuò)充地圖類型，適時(shí)納入移動(dòng)寬帶速率、農(nóng)村寬帶發(fā)展、普遍服務(wù)等類型的子地圖；二是提供更細(xì)顆粒度的數(shù)據(jù)展現(xiàn)；三是完善數(shù)據(jù)分析能力，進(jìn)一步全面科學(xué)地分析我國(guó)和區(qū)域?qū)拵Оl(fā)展情況。

1 YDT 2400-2012.寬帶速率測(cè)試方法固定寬帶接入

2 YDB 118-2012.寬帶速率測(cè)試方法用戶上網(wǎng)體驗(yàn)

3 國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略及實(shí)施方案.http:// www.gov.cn/zwgk/2013-08/17/content_2468348.htm

Practice of“Broadband China”Map Construction

Construction of“Broadband China”map is one of the important tasks of“Broadband China”strategy.Broadband map aims to show the development progress of China.In this paper,we first introduce the status of broadband map of other countries.Then we mainly analyze the technology and design considerations of current“Broadband China”map.Finally we introduce current online data maps and propose future plans.

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2015-08-18）