Allen+Bernard+楊勇

新的最后一英里解決方案可以讓世界各地?cái)?shù)百萬(wàn)人用上高速寬帶。

寬帶互聯(lián)網(wǎng)為商業(yè)、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、公民參與和知識(shí)共享帶來(lái)了幾乎無(wú)限可能。但我們只看到了未來(lái)的表面。

或者在不久的將來(lái)幾種新技術(shù)，包括DOCSIS 3.1 G.fast和5G LTE，為世界上大部分地區(qū)提供數(shù)百兆、低于100毫秒延遲的寬帶互聯(lián)網(wǎng)。

據(jù)Akamai的2016年第三季度互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告，全球互聯(lián)網(wǎng)平均連接速度為6.3Mbps。這好像不錯(cuò)，但如果您要下載高清視頻和流音樂(lè)，同時(shí)還要上網(wǎng)和Skype通話的話，您就不會(huì)這么認(rèn)為了。換句話說(shuō)，任何地方聯(lián)網(wǎng)家庭典型的日常上網(wǎng)活動(dòng)都有可能超過(guò)平均連接速度。

韓國(guó)等高速地區(qū)，互聯(lián)網(wǎng)平均連接速度為26.4Mbps，這抬高了Akamai的平均指標(biāo)。在美國(guó)，平均速度大約是15Mbps。世界上大多數(shù)人以大約4Mbps的速度訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)。

這對(duì)于入門級(jí)電子商務(wù)活動(dòng)和知識(shí)共享沒(méi)有問(wèn)題，但滿足不了大多數(shù)人上網(wǎng)的需求。相比我們所需要的，互聯(lián)網(wǎng)仍然停留在“黑暗時(shí)代”。

但不會(huì)太長(zhǎng)了。思科服務(wù)提供商業(yè)務(wù)部SP基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)管理經(jīng)理Greg Smith說(shuō)：“在三到五年內(nèi)，您將看到能夠?yàn)榧彝ヌ峁┣д追?wù)。事實(shí)上，有線運(yùn)營(yíng)商都開始進(jìn)行他們計(jì)劃中的升級(jí)工作。Verizon FIOS、AT&T，他們有很多光纖到戶。在一些農(nóng)村地區(qū)， 5G開始承諾要覆蓋這些地區(qū)，但這可能時(shí)間有點(diǎn)長(zhǎng)。”

瓶頸在哪里？

互聯(lián)網(wǎng)的“核心”——骨干網(wǎng)提供商網(wǎng)絡(luò)和許多ISP網(wǎng)絡(luò)的速度已經(jīng)很快了，核心路由器使用100Gbps互連來(lái)傳送內(nèi)容。而且，Mellanox即將提供200Gbps InfiniBand交換機(jī)，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)容量能夠達(dá)到16Tbps，單個(gè)機(jī)箱的延時(shí)只有90納秒。思科有超過(guò)100個(gè)ISP使用其cBR-8 200Gbps寬帶路由器，使服務(wù)提供商能夠以每秒太比特的速度把數(shù)據(jù)傳輸給客戶。

據(jù)FCC的2016年寬帶美國(guó)固網(wǎng)寬帶評(píng)測(cè)報(bào)告，2015年，使用光纖、電纜或者數(shù)字用戶線（DSL）的美國(guó)寬帶用戶的中位數(shù)速度（不是平均速度）為39Mbps。這比2014年提高了22%。大多數(shù)電纜和光纖提供商在大部分時(shí)間達(dá)到甚至超過(guò)了他們所宣稱的速度。DSL提供商也努力這樣做，但很快就會(huì)有所改變了。

當(dāng)然，“互聯(lián)網(wǎng)”不是一個(gè)單一的實(shí)體。它是網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬和延遲都與其對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。因此，即使海底光纜可以向首端站提供高達(dá)40Tbps的容量（其中80%仍然大部分未被使用），并且地面骨干網(wǎng)提供商（例如，Level 3、Verizon、AT&T），以每秒太比特的速度通過(guò)其網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，如果您本地ISP的核心路由器性能達(dá)不到這種水平，那么您的路由器也不能很快的通過(guò)它連接您的設(shè)備。因此，您的互聯(lián)網(wǎng)仍然很“慢”。

價(jià)格合理的802.11ac千兆Wi-Fi路由器目前應(yīng)用已經(jīng)很廣泛了，如果家庭用戶愿意投入，能夠在很大程度上解決上述問(wèn)題。

這一切都和地區(qū)密切相關(guān)。如果您住在美國(guó)田納西州查塔努加，您可以通過(guò)光纖到戶（FTTH）以10Gbps速度上網(wǎng)，但是隔壁一個(gè)地區(qū)，您可能使用DSL，速度慢到只有幾個(gè)Mbps，帶寬有限的農(nóng)村地區(qū)速度會(huì)更慢。

但是隨著大約五年前4G LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的廣泛推廣，這些低速地區(qū)越來(lái)越少了。OpenSignal公司為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供商提供數(shù)據(jù)眾包服務(wù)，據(jù)該公司，美國(guó)4G用戶81%的時(shí)間能夠以LTE的速度上網(wǎng)。

固網(wǎng)寬帶——DOCSIS，G.fast和多播

FTTH的安裝成本很高，這就是為什么一些供應(yīng)商已經(jīng)不再推出這類服務(wù)的原因。雖然有全國(guó)范圍的光纜，但還只是星星點(diǎn)點(diǎn)的覆蓋，只延伸到街道。這種情況不會(huì)太長(zhǎng)了。兩個(gè)數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)在快速最后一英里覆蓋上向光纖發(fā)起了挑戰(zhàn)：全雙工DOCSIS 3.1和G.fast。這些技術(shù)中的每一種都使用光纖到分布點(diǎn)（FTTdp）用于回程，但服務(wù)提供商不必把光纖敷設(shè)到每一用戶家里。

全雙工DOCSIS 3.1是Cablelab“電纜承載數(shù)據(jù)服務(wù)接口規(guī)范”標(biāo)準(zhǔn)的最新版本。雖然DOCSIS 3.1已經(jīng)提供了10Gbps下行和1Gbps上行的峰值速度，而全雙工DOCSIS允許在HFC（混合光纖同軸）網(wǎng)絡(luò)上以吉比特的速度上傳和下載。

目前，電纜運(yùn)營(yíng)商使用DOCSIS 3.1，速度能夠達(dá)到每秒數(shù)百兆比特。這已經(jīng)接近光纖的速度了，而且有數(shù)百萬(wàn)美國(guó)家庭已經(jīng)敷設(shè)了電纜，這使得電纜運(yùn)營(yíng)商比其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有明顯的優(yōu)勢(shì)。

Jeff Heynen是SNL Kagan媒體與通信咨詢總監(jiān)，也是“2016年第三季度電纜寬帶增長(zhǎng)數(shù)據(jù)報(bào)告”的作者，他說(shuō)：“電纜運(yùn)營(yíng)商對(duì)未來(lái)幾年中擴(kuò)大其寬帶普及率充滿信心，主要是因?yàn)樗麄兡軌蚩焖佟⒌统杀镜赝瞥鯠OCSIS 3.1。DOCSIS 3.1支持電纜運(yùn)營(yíng)商提供千兆服務(wù)——和電信公司以及其他ISP的光纖到戶（FTTH）產(chǎn)品差不多。”

也許更重要的是G.fast，它在2011年被國(guó)際電聯(lián)批準(zhǔn)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在終于開始由ISP在全球推廣。G.fast也是用于同軸電纜。但受影響最大的將是DSL用戶，因?yàn)镈SL比電纜應(yīng)用的更廣泛，特別是在農(nóng)村地區(qū)。

G.fast承諾在100米雙絞銅線電話線路上的速度達(dá)到500Mbps，距離較短時(shí)，速度會(huì)更快。這有助于大幅度降低運(yùn)行FTTH最后一英里的成本。全世界有超過(guò)十億的人已經(jīng)安裝了銅鏈路，隨時(shí)可以使用這一技術(shù)。

據(jù)DSL設(shè)備制造商諾基亞，全球有5900萬(wàn)用戶已經(jīng)使用G.fast的前一代技術(shù)VDSL2獲得了100Mbps的寬帶。G.fast是VDSL2的下一代。而G.fast的下一代是XG-fast，現(xiàn)在正在開發(fā)中，在DSL上可以實(shí)現(xiàn)千兆的速度。

移動(dòng)寬帶——5G LTE

移動(dòng)領(lǐng)域不但和固網(wǎng)寬帶一樣要求提高帶寬，而且還迫切需要提高速度和降低延遲。據(jù)思科，移動(dòng)IP流量預(yù)計(jì)將比固網(wǎng)IP流量增長(zhǎng)速度快三倍，到2020年，總計(jì)將占有所有IP流量的16%。Akamai的數(shù)據(jù)顯示，語(yǔ)音手機(jī)流量在過(guò)去五年中僅增長(zhǎng)了46%，而數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)了1，600%。

這是全球發(fā)展趨勢(shì)。在非洲，到2020年將有7億部智能手機(jī)在用——這一數(shù)字是目前北美的兩倍。據(jù)國(guó)際電聯(lián)/教科文組織“2016年寬帶狀況報(bào)告”，截至2015年底，全球移動(dòng)用戶約為47億，相當(dāng)于全球人口的63%。

現(xiàn)在，移動(dòng)帶寬的平均速度是4Mbps，而許多國(guó)家（美國(guó)不在其中之一）達(dá)到了十幾兆。英國(guó)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于所有其他地區(qū)，移動(dòng)寬帶連接的平均速度為27Mbps。

雖然4G LTE網(wǎng)絡(luò)在今天很普遍，但仍然不夠快，延遲也不夠低，難以滿足大多數(shù)用戶的需求。從技術(shù)上講，4G LTE標(biāo)準(zhǔn)要求以100Mbps的峰值速度傳輸數(shù)據(jù)，但實(shí)際達(dá)不到。例如，Verizon宣稱在美國(guó)家庭LTE互聯(lián)網(wǎng)速度下行為5M到12Mbps，上行是2M到5Mbps。他們還支持每月30GB的數(shù)據(jù)使用量。令人驚訝的是，移動(dòng)4G LTE的平均下載速度更高——介于8M和12Mbps之間，具體取決于您的提供商。但對(duì)于任何依賴LTE進(jìn)行寬帶上網(wǎng)的人來(lái)說(shuō)，這種體驗(yàn)還滿足不了需求。

較新的智能手機(jī)用戶（例如，iPhone 6）可以利用LTE Advanced的優(yōu)勢(shì)，這是功能更強(qiáng)的LTE版本，把多個(gè)頻帶捆綁在一起，以提高吞吐量——如果運(yùn)營(yíng)商支持的話。Verizon和AT&T宣稱LTE Advanced峰值速度在225M到300Mbps之間。LTE Advanced主要部署在美國(guó)城市，但據(jù)OpenSignal，經(jīng)濟(jì)和政治因素減緩了其推廣應(yīng)用。

現(xiàn)在對(duì)WiMAX的討論已經(jīng)不那么熱了，它是另一種移動(dòng)寬帶標(biāo)準(zhǔn)，類似于一些服務(wù)提供商銷售的LTE，通過(guò)空中寬帶向用戶提供服務(wù)。它的速度和4G LTE差不多，但它被許多運(yùn)營(yíng)商淘汰了，他們傾向于采用LTE。

未來(lái)十年最終會(huì)推出5G網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線寬帶有望在速度和延遲方面與地面銅纜和光纖相競(jìng)爭(zhēng)。5G預(yù)計(jì)能夠向95%的終端用戶提供100Mbps的平均速度，而延時(shí)為1ms。峰值速度將在10Gbps范圍。這樣的吞吐量和延遲將允許成千上萬(wàn)的用戶同時(shí)播放4K視頻。

5G的承諾意味著生活在農(nóng)村地區(qū)的人們終于可以輕松使用真正的高速寬帶。手機(jī)運(yùn)營(yíng)商將不得不更新其前端來(lái)處理流量，但5G避免了地面銅纜覆蓋最后一英里的需求，為許多地區(qū)帶來(lái)真正的高速寬帶。

思科的Smith說(shuō)：“5G的瓶頸的確是在從蜂窩塔傳送回網(wǎng)絡(luò)的回程網(wǎng)絡(luò)中。我想這只是取決于您現(xiàn)在地面上有什么。這是最大的問(wèn)題所在。”

在這方面，一家名為Starry的公司目前正在波士頓開展一個(gè)示范項(xiàng)目，該公司使用類似于5G的毫米波技術(shù)，通過(guò)塔和在窗戶附近布設(shè)的Wi-Fi路由器向用戶“輻射”千兆互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

OrionX.net的合作伙伴Dan Olds說(shuō)：“它大概有一個(gè)汽水罐那么大，里面含有天線。他們?cè)诮ㄖ镯斏习惭b了一個(gè)塔，可以服務(wù)于600到900名用戶。這是真正的顛覆，要達(dá)到同樣的上網(wǎng)速度，該項(xiàng)目一個(gè)用戶的成本只有25美元，而光纖每個(gè)用戶的安裝成本大約是2500美元?！?/p>

其他考慮

在影響寬帶行業(yè)發(fā)展的眾多因素中，經(jīng)濟(jì)是提高互聯(lián)網(wǎng)整體速度和容量的關(guān)鍵因素，而不是技術(shù)。今天，ISP和多服務(wù)運(yùn)營(yíng)商（MSO）知道人們?cè)敢鉃槭裁锤顿M(fèi)。但是一旦達(dá)到了基本質(zhì)量要求，即30Mbps和低于10毫秒的延遲，那么應(yīng)該繼續(xù)向哪里投資呢？

Akamai互聯(lián)網(wǎng)狀況報(bào)告的作者Dave Belson說(shuō)：“我們可以讓每個(gè)人都獲得千兆速度，但作為個(gè)人或家庭用戶很難占用這么寬的帶寬。”

毫無(wú)疑問(wèn)，當(dāng)Netflix只需要25Mbps就可以使用其4K超高清服務(wù)時(shí)，幾百兆或者千兆的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)對(duì)于今天大多數(shù)家庭用戶來(lái)說(shuō)有些浪費(fèi)了。但是，到2020年，思科預(yù)計(jì)全球互聯(lián)網(wǎng)流量是“2005年全球互聯(lián)網(wǎng)總量的95倍”（每個(gè)用戶比現(xiàn)在的7GB增加了14GB），對(duì)內(nèi)容和服務(wù)的需求也將增加，要求能夠通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳送內(nèi)容和這些服務(wù)。

對(duì)于Smith來(lái)說(shuō)，全I(xiàn)P是關(guān)鍵。一旦所有流量都是IP流量，物理網(wǎng)絡(luò)層就不重要了。他說(shuō)：“一旦一切都變成全I(xiàn)P，那么您大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)槟辉傩枰鄬泳W(wǎng)絡(luò)來(lái)提供服務(wù)。一切都是IP包流。所以，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該如何發(fā)展真的是挑戰(zhàn)，絕不會(huì)是簡(jiǎn)單的切換一下。”

今天的電纜、電話、光纖和蜂窩網(wǎng)絡(luò)以數(shù)字/模擬混合的方式傳送視頻和語(yǔ)音數(shù)據(jù)流。這包括光纖骨干網(wǎng)。Smith表示，光纖的目標(biāo)應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)端到端以太網(wǎng)連接。

他說(shuō)：“對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)巨大的進(jìn)步，最終，他們?cè)谧詈笠挥⒗飳⒅皇褂秒娎|DOCSIS?！彪娎|運(yùn)營(yíng)商提出了HFC plant/CMTS（電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，“對(duì)于其它的，過(guò)渡到稱為RemotePHY的這種技術(shù)，他們將在光纖以太網(wǎng)中提供巨大的容量?！?/p>

最后，沒(méi)有一種技術(shù)可以“統(tǒng)治所有一切”。硬件、軟件、固件、協(xié)議、芯片組、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、設(shè)備、路由器、電纜、交換機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置機(jī)構(gòu)、政治等等，考慮到這些因素，讓互聯(lián)網(wǎng)“更快”似乎已經(jīng)讓人有些麻木了。

討論的這些技術(shù)大部分已經(jīng)存在很多年了，但只是現(xiàn)在向最終用戶延伸。商業(yè)領(lǐng)袖、投資者、設(shè)計(jì)師、工程師、監(jiān)管者和政治家們需要花費(fèi)多年的時(shí)間一起來(lái)商定最佳方法。即使那樣，MSO和骨干網(wǎng)提供商也必須確定哪些技術(shù)最好、最安全、利潤(rùn)最高。

Akamai的執(zhí)行副總裁、企業(yè)和運(yùn)營(yíng)商部平臺(tái)兼總經(jīng)理Robert Blumofe說(shuō)：“這不是一個(gè)單一的技術(shù)問(wèn)題，不是下一代路由器能解決的問(wèn)題，也不是下一代光能解決的問(wèn)題。沒(méi)有靈丹妙藥。它是各種技術(shù)的集合?！?