我國寬帶速率現狀分析

成城 中國信息通信研究院通信標準研究所工程師

陸洋 中國信息通信研究院通信標準研究所高級工程師

黨梅梅 中國信息通信研究院通信標準研究所副總工程師，高級工程師

專家視點

我國寬帶速率現狀分析

成城 中國信息通信研究院通信標準研究所工程師

陸洋 中國信息通信研究院通信標準研究所高級工程師

黨梅梅 中國信息通信研究院通信標準研究所副總工程師，高級工程師

基于我國寬帶測速標準，介紹了固定寬帶速率和移動寬帶速率的測試方法，辨析了其中易混淆的概念，剖析了影響網絡速率快慢的各種因素。同時，結合《中國寬帶速率狀況報告》，對比分析了近年來全國、各省平均網絡下載速率變化情況，最后與國際寬帶報告的測速方法和數據進行了對比。

寬帶測速 寬帶接入速率 端到端體驗速率

1 引言

寬帶網絡是與國民經濟和社會發展高度相關的關鍵信息基礎設施，其發展水平已成為衡量國家綜合實力的重要標志之一?！皩拵е袊睉鹇园l布以來，寬帶發展越來越多地受到我國政府和公眾的關注，各地方政府先后出臺了一系列政策推動地區寬帶發展。2015年年初，國務院提出了“提速降費”的指導意見，再次引爆公眾對寬帶資費、速率的討論。對于其中最受關注的寬帶速率，由于國內外各公司和研究機構發布的各種數據存在測速標準不一、樣本量偏差等因素，使得公眾產生了一些混淆和誤解。為此，本文對我國寬帶測速標準和權威的寬帶速率數據進行了深入探討，以求全面客觀地反映我國寬帶發展的實際情況。

2 寬帶速率測試方法和標準

寬帶速率測試簡單地說，就是計算在單位時間內網絡與用戶之間傳輸的數據量的大小（一般以Byte計），再換算為速率單位bit/s。但是，測試結果與具體的測試方法、服務器的布放、數據的統計方法等都有很大關系。本節基于相關標準，分別對固定寬帶速率測試方法和移動寬帶速率測試方法進行介紹。

2.1 固定速率測試方法

通常所說的寬帶網絡分為接入網、城域網和骨干網幾個層面，用戶在訪問網絡應用時，可能跨越網絡的多個部分。根據測試的位置不同，固定寬帶網絡的速率包含了寬帶接入速率和端到端體驗速率兩個概念。為了避免各個機構和企業基于自身的網絡條件進行速率測試和數據統計分析，帶來各種數據發布的口徑各異，從而引起混淆和誤解，中國信息通信研究院（原工業和信息部電信研究院）目前已牽頭制定了行業標準YD/T2400-2012《寬帶速率測試方法固定寬帶接入速率》和YD/T2691-2014《寬帶速率測試方法端到端用戶體驗》，分別對寬帶接入速率和端到端用戶體驗的定義、指標、測試方法等方面進行了規范。

（1）寬帶接入速率

是指從用戶終端到BRAS（Broadband Remote AccessServer，寬帶遠程接入服務器）設備之間的接入網部分用戶所能達到的傳輸速率。

用戶從電信運營商訂購互聯網寬帶接入業務時涉及的10、20Mbit/s等速率即是指寬帶接入速率。圖1為寬帶接入速率測試系統示意圖，由于現網中BRAS數量較多，考慮到實際部署的可行性，YD/T 2400-2012《寬帶速率測試方法固定寬帶接入速率》規范了兩種替代方法，一是將圖1中的寬帶接入速率測試平臺通過交換機或IDC（InternetDataCenter，互聯網數據中心）與城域網出口路由器連接；二是以省為單位放置寬帶接入速率測試平臺時，將平臺通過交換機或IDC連接在骨干網位于本省的邊緣路由器上。以上3種測速方法的測試步驟及要求相同，在標準中均有詳細描述，本文不再贅述。目前，電信運營商可以通過技術手段保證用戶實際寬帶接入速率與用戶簽約寬帶接入速率一致。

圖1 寬帶接入速率測試系統示意圖

（2）端到端體驗速率

是指用戶在使用寬帶應用時，從用戶終端到所訪問應用的服務器之間的數據傳輸速率，服務器的具體位置可能在網絡中的某個IDC中。

端到端體驗速率與用戶在實際上網中感受到的網速快慢息息相關，目前各類客戶端測速、網頁測速所測試的寬帶速率一般也是指體驗速率。然而，體驗速率會受到網絡中多個環節的影響，如用戶訂購的寬帶接入速率、同時訪問網絡的用戶數、網絡應用服務器的帶寬和處理能力等，因此任何一家電信運營商都無法對用戶端到端體驗速率做出承諾。

在實際測速中，一般有兩種方法測試端到端體驗速率：一是被動監測法，即通過在網站服務器側記錄用戶終端使用業務時發生的與服務器之間的交互過程，進而對大量交互過程進行統計分析處理后得到最終的用戶業務體驗，這類方法適用于互聯網業務提供商，網宿、藍汛等CDN企業均采用此種測速方法；二是主動測試法，這類方法適用于運營商或第三方機構，由用戶側主動發起測試并主動收集和上報測試結果，但此種方法需要獲取足夠的樣本數量以保證測速數據的準確性，奇虎360、寬帶中國地圖測速平臺等采用此種測速方法。目前，各類測速平臺主要從上網瀏覽業務、網絡視頻業務、網絡下載業務3個方面對用戶上網體驗進行衡量，《寬帶速率測試方法端到端用戶體驗》中對這3種業務涉及的具體指標和測試方法進行了定義，本文不再贅述。

2.2 移動速率測試方法

與固定寬帶網絡的速率類似，移動寬帶網絡的速率也有接入速率和體驗速率兩類概念。移動寬帶網絡接入速率主要是指從移動寬帶網絡運營商的接入網側到用戶終端這一段鏈路上的信息傳送速率，也可以理解為移動網絡的空口鏈路速率；而移動寬帶網絡體驗速率則是移動寬帶用戶訪問各種互聯網業務時的速率。移動寬帶網絡接入速率和體驗速率對應于網絡中的不同部分，移動寬帶接入網只是業務訪問過程中的一部分，根據木桶效應，如果移動寬帶網絡接入速率較低，則必然會影響到用戶的體驗，這也是為什么運營商建設了3G網絡后又大力發展4G，并且現在開展5G技術研究的原因。但反過來說，接入速率高，體驗速率卻不一定高，因為無線接入網之后的各網絡環節也都有可能成為瓶頸。

由于接入速率和體驗速率在概念、對應網絡結構、用戶關注點等各方面都存在不同，因此其測試方法也有所差異。對應于兩種移動寬帶網絡速率，中國通信標準化協會（CCSA）在測試方法方面已經組織制定了兩套標準，分別是YD/T2690-2014《寬帶速率測試方法移動寬帶接入》和YD/T2892-2015《寬帶速率測試方法移動用戶上網體驗》。與固定寬帶接入速率不同，移動寬帶接入速率受環境因素的影響較大。處于相同移動接入技術、同一基站覆蓋范圍內的用戶終端，由于終端類型、用戶位置、周圍環境、移動速度、小區用戶數等因素的影響，其移動寬帶接入速率會有較大的區別，此外不同時間的不同天氣條件也會對速率造成影響。加之移動接入網是多用戶共享的，用戶數量對速率也有很大影響，因此運營商一般不會對所提供的移動接入速率進行承諾。對用戶而言，一般也沒有條件測試移動寬帶接入速率，所以本文將主要介紹《寬帶速率測試方法移動用戶上網體驗》標準。

在《寬帶速率測試方法移動用戶上網體驗》標準中，首先明確了移動用戶上網與移動終端上網之間的差異。移動用戶上網，是指用戶經由移動網絡訪問互聯網，其網絡結構如圖2所示，而并不以使用移動終端上網為標志。用戶可能使用各種終端設備最終通過各種移動網絡技術接入互聯網并訪問各種互聯網業務，即終端可以是手機、PC或平板電腦等設備，終端可以直接或通過上網卡接入移動網絡，也可以通過Wi-Fi接入Mi-Fi設備再接入移動網絡，接入移動網絡時也可以通過各種2G、3G或LTE技術。

移動用戶上網體驗，是用戶訪問各種業務時的體驗，移動互聯網提供的業務種類繁多，各種業務對網絡能力的需求也不相同，從而對應的用戶體驗也需要從不同的方面去描述。根據業務本身的流量特性，在標準中將移動互聯網中典型的業務模型歸納為以下幾類：

模型1：集中下行傳輸（Massive Volume of Data Download）業務，數據傳輸以下行方向為主，且數據量較大，一般一次傳輸為幾MB或更大，需要較長時間才能完成，典型業務如網絡下載。

模型2：集中上行傳輸（Massive Volume of Data Upload）業務：數據傳輸以上行方向為主，且數據量較大，需要較長時間才能完成，典型業務如圖片或視頻分享、資料備份等。

模型3：高QoS要求（QoSSensitive）業務：以音頻、視頻等多媒體播放為主的業務，其本質上也是一種集中下行傳輸業務，但有更高的QoS要求，典型業務如網絡視頻。

模型4：小數據量傳輸（SmallVolumeofDataTransmission）業務：數據傳輸的數據量較小，一般一次傳輸僅為數百Byte或KB量級，通常在較短時間內即可完成，典型業務如網頁瀏覽、微博、即時通信等。

圖2 移動用戶訪問網絡時的結構示意圖

對不同類型的業務，在標準中也選擇了不同的指標來反映用戶體驗。對集中下行傳輸和集中上行傳輸，需要傳輸的數據量較大，網速對用戶體驗有較大影響，因此選擇傳輸速率指標。對高QoS要求業務，則選擇了首次緩沖時間和停頓率兩項指標，分別反映用戶訪問業務時需要等待的時間和使用業務過程中的流暢程度；而對于小數據量傳輸業務，由于傳輸的數據量小，計算速率存在較大誤差，同時考慮到用戶的實際體驗感受，標準選擇了傳輸時間作為衡量指標。此外，對各類業務，都增加了業務成功率指標，用以反映網絡的可用性。

由于前面提到的移動用戶上網與移動終端上網的差異，在衡量移動用戶上網體驗時，必須確定用戶是通過移動寬帶訪問的網絡，而不是通過Wi-Fi最終經由固定寬帶網絡接入互聯網。因此，在現階段測試中，推薦在用戶終端安裝應用程序的方法，應用程序能夠從用戶終端獲取網絡連接狀態，甚至判斷出其連接網絡所采用的網絡制式，在用戶使用業務的過程中進行監測并計算相應的用戶體驗指標。

3 我國寬帶速率現狀

3.1 寬帶速率報告

寬帶發展聯盟自2013年起定期面向公眾發布《中國寬帶速率狀況報告》，至今已發布8期。報告基礎數據樣本由國內多家主要互聯網企業和3家基礎電信企業的寬帶網速監測系統提供，數據覆蓋全國31個省、直轄市、自治區（未含港澳臺地區）的固定寬帶用戶訪問互聯網時的用戶上網體驗情況和固定寬帶接入速率符合度情況，數據樣本量龐大，是我國最權威的寬帶速率狀況報告。

本文對歷期《中國寬帶速率狀況報告》中網絡下載速率變化情況進行了對比分析，具體如圖3所示?？梢?，自2013年上半年以來我國寬帶發展取得了較大進步，平均網絡下載速率提升108.5%，特別是2015年初國務院敦促“提速降費”以來，各大運營商集中發力，已取得了初步成效，2015年第二季度比第一季度平均網絡下載速率提高了近1Mbit/s。

我國主要省份的網絡下載速率變化情況如圖4所示，可以看出，各省的網絡下載速率均保持上漲趨勢，同時主要省份之間速率差距也在不斷減小。截至2015年第二季度，我國已有14個省份的平均網絡下載速率超過了6Mbit/s，其中北京和上海率先達到7Mbit/s。

我國寬帶體驗速率的不斷提高離不開運營商和互聯網企業的努力。近年來，運營商大力推進“光進銅退”并積極發展高帶寬用戶，特別是“提速降費”以來，運營商為用戶開展了免費提速，例如從10M免費提升到20M，使得高速率寬帶用戶越來越多。另一方面，互聯網企業之間的同質化競爭日益加劇，為增強自身競爭力，互聯網企業不斷提高服務能力，通過增加服務器部署、增加帶寬、進一步部署CDN等措施，促使用戶端到端體驗速率不斷優化。

3.2 與國際寬帶報告的對比

圖3 全同平均網絡下載速率對比情況

圖4 主要省份的平均網絡下載速率變化情況

在寬帶發展聯盟開始定期發布《中國寬帶速率狀況報告》之前，談及我國寬帶速率，大多都會引用國際知名CDN公司Akamai在每季度《互聯網狀況報告》中的數據。根據Akamai最近3期報告的數據，2014年Q3、Q4及2015年Q1，我國寬帶網絡速率分別為3.8、3.4和3.7Mbit/s，明顯低于《中國寬帶速率狀況報告》所發布的4.09、4.25和5.12Mbit/s。這兩份報告無論在數值上還是在趨勢上都存在較大差異，主要還是由測試方法及服務器部署方面的差異所導致的。

Akamai作為一家CDN企業，為全球很多大型互聯網公司的網站提供內容分發服務，在自己的服務器上能夠觀察到大量用戶訪問這些網站時的連接情況，因此Akamai發布的寬帶連接速率屬于端到端的業務速率。但由于業務牌照限制，Akamai這類境外CDN企業暫時還不能在我國部署服務器開展CDN業務，因此Akamai所監測到的我國寬帶用戶的速率，多是我國用戶訪問境外Akamai的服務器時的連接速率，這在我國用戶的網絡訪問中只占很小的比例，而且由于國際鏈路出口帶寬有限，其速率也會低于訪問國內網站時的速率。另一方面，Akamai所發布的速率名為連接速率，是指用戶與Akamai服務器之間的一條連接上的下載速率，但通常用戶可能同時建立多條連接進行下載。這兩個因素都會導致Akamai的觀察結果相對于我國實際網速狀況偏低。

因此，要獲得我國寬帶網速比較準確的數據，一是要選擇我國網民經常訪問的網站的服務器來測試網速，二是樣本數量要多，三是樣本覆蓋范圍要廣、不要有傾向性偏差。而寬帶發展聯盟所采集的下載速率數據，主要來自國內比較有影響力的CDN企業——網宿和藍汛，以及為廣大用戶提供寬帶測速服務的奇虎360。這些企業在我國31個省、市、自治區部署了近千個節點、上萬臺服務器，為數千家網站提供內容分發服務，涵蓋了我國網民經常訪問的大多數網站，每天采集覆蓋全國各地區的上億條用戶數據樣本，因此在反映我國實際網速方面更具代表性。在測試數據采集時，遵循《寬帶速率測試方法用戶上網體驗》的規定，測試對象是用戶而非寬帶連接，即用戶同一時間的多條連接將合并計算速率，這樣也能更加真實地反映用戶的實際網速。

4 結束語

寬帶網絡是我國的戰略性基礎設施，為“互聯網+”、物聯網等發展提供重要的支撐。寬帶在人們的日常工作和生活中正發揮著越來越不可或缺的作用?？茖W準確地監測寬帶速率，有助于客觀反映我國寬帶發展現狀，公眾理性地看待我國寬帶發展中可能存在的問題，對于我國的寬帶發展有著積極的促進作用。

2015-08-18）