什么是三网融合

时间:10-07-01 栏目:新闻大评述 作者:wukong 评论:0 点击: 1,339 次

三网融合是指电信网、计算机网和有线电视网三大网络通过技术改造,能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。

三网融合是一种广义的、社会化的说法,在现阶段它是指在信息传递中,把广播传输中的“点”对“面”,通信传输中的“点”对“点”,计算机中的存储时移融合在一起,更好为人类服务,并不意味着电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理合一,而

主要是指高层业务应用的融合。其表现为技术上趋向一致,网络层上可以实现互联互通,形成无缝覆盖,业务层上互相渗透和交叉,应用层上趋向使用统一的IP协议,在经营上互相竞争、互相合作,朝着向人类提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起,行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。

  所谓“三网融合”,就是指电信网、广播电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络。“三网融合”是为了实现网络资源的共享,避免低水平的重复建设,形成适应性广、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。

  “三网融合”后,民众可用电视遥控器打电话,在手机上看电视剧,随需选择网络和终端,只要拉一条线、或无线接入即完成通信、电视、上网等。

  “三网融合”后,可以更好的实现网络监控,防止和打击网络犯罪。可以更好的引导网络舆论,控制网络接入商和内容提供商的质量,进一步提高和净化网络环境。将会为创建和谐社会做出重大的贡献。

三网合一光纤交换机是一种三网合一光线路终端(OLT),它是一款集成了CATV光信号分配功能的高性能管理型二层三网合一光纤以太网交换机。它提供一个理想的低成本FTTH或FTTB三网合一(数据、语音和CATV)接入解决方案。三网合一光纤交换机提供下联光端口和CATV光信号输出端口,与放置在用户家里的家庭光网络单元(ONU)相联,三网合一光纤交换机为新兴的基于以太网的三网合一FTTx而设计。他功能丰富、全面,应用灵活,特别适合应用于中小电信运营商FTTx网络。系统采用双电源冗余设计,提高应用可靠性。

  三网合一光纤交换机提供多种网络管理方式,采用标准RS-232接口、Web浏览器、命令行界面(CLI)和基于简单网络管理协议(SNMP)的网络管理平台。系统管理员能轻松配置功能、监控性能和排除交换机故障。

随着网络的数字化、业务的综合化,特别是多媒体通信的广泛应用,人们对网络的服务质量、速度、实时性等要求越来越高。众多网络专家也正在努力实现可以在同一介质上实现话音、视频和数据业务,即三网融合。众所周知,现有的电话网络系统以话音业务为主,同时也提供数据业务服务;更重要的是它已经遍布各地,有现成的网络系统。另外,我国是有线电视大国,且大多数有线电视网络已建成HFC网,也具有现成的网络系统。由此可见,电话网络和有线电视网络都为三网融合提供了物质基础,如果能够在此基础上实现三网融合,那网络建设成本将大大降低。

1. 现有网络技术

1.1 电话网络

众所周知,电话网络系统历史悠久,它以话音业务为主,同时也提供数据业务服务。它的最大优势就是现有的电话网络系统已经遍布各地,有现成的网络系统。但系统带宽、业务种类等许多方面不能满足经济快速发展带来的日益广泛的客户要求。普通电话线的传输速率并不高,用这种电话线拨号上网,最快的上行速度也只能达到56kbps,而下行速度只有33.6kbps;这只能传输普通的数据,不能满足传输对连续性要求较高的多媒体信息的要求。

为了在电话线上实现综合业务,专家研究出了一种非对称数字用户线(Asymmetric Digital Subscriber Line)技术,简称ADSL。ADSL采用离散多音技术DMT(Descret Multitone Technology)将电话线信道的通频带扩展到1MHz左右,然后在该频带内划分出若干个4.3KHz信道,从而提高了整个电话用户线上数据传输总速率。该技术使用户能够共享一条电话线进行上网与通电话。ADSL系统在服务器端必须使用接入复用器,它处理类似于路由器和访问路由器的功能,它与外部网络(Internet或ATM网等)间的互联接口因网络不同而异。而在服务器与用户两端还要使用分离器将数据与话音分离,因此,两分离器间的用户线是话音与数据的公用传输介质,而分离器与中心的数据/话音网以及分离器与用户数据网(或设备)/电话机间则是各行其道。从分离器出来的话音信道的工作则保持传统的电话网运作方式。现在,ADSL技术应用很广泛。但测试表明,ADSL的传输速率受传输距离影响很大,且与传输介质的直径有关;它们影响其传输速率从几兆到几百KB之间波动。

1.2 有线电视网络

众所周知,我国是有线电视大国。其雏形是共用天线系统,都使用同轴电缆。后来发展到光纤与同轴电缆混合(HFC - Hybrid Fiber and Coxial Cable)的有线电视系统。HFC是AT&T公司于1994年提出的宽带接入方式,其背景是电信市场即将开放,电信公司和广播公司都试图向对方行业渗透。广播公司希望在传统的有线电视网络上提供传输数据、话音,以及视频点播业务等,于是人们开始研究通过改造有线电视系统提供数字化传输业务高速接入技术。目前,国内的有线电视系统大都采用邻频系统,以550MHz系统为主,从18.5MHz到550MHz,共可提供57套电视节目。其中,有22个允许无线电视节目传输的信道(DS1-DS22)和35个不允许无线电视节目传输使用的增补频道,但有线电视节目传输可使用的增补频道(Z1-Z35)。

目前,许多城市有线电视系统入网用户率已经超过电话入户率,我国的有线电视网络已经成为继电话网之后覆盖率最高的网络。除此之外,我国已经在城市之间通过光纤实现有线电视系统联网,有线电视网络正在成为全国性的网络,而且有可能除在视像信息服务方面发挥重大作用之外,在数据通信方面也可能发挥越来越大的作用。有线电视HFC网的宽带资源和网络物理结构为建设三网融合的新型多媒体互联网络提供了良好的物质基础。

2. 三网融合的解决方案

2.1 利用有线电视的HFC网实现三网融合

由前面分析得知,电话网络和有线电视网络系统都有现成的网络,都为三网融合提供了良好的物质基础。

电话网络遍布各地,骨干网采用光纤,用户端则采用普通电话线。人们为了使它能够满足数据传输的需要,对其进行了大量的研究。先后出现了几种利用电话网络上网的技术,如ISDN、ADSL等等。但是,普通电话线的电气特性决定了它的传输速率不会太高,无法满足日益增长的传输需求。相比之下,利用有线电视网络是三网融合不错的方案。

有线电视网络在城市的普及率极高,其骨干网采用光纤,用户端采用同轴电缆。随着点播电视服务(VOD - Vedio On Demand)需求的出现和高速访问Internet需求的增加,人们开始探讨能否利用有线电视的HFC网实现传输话音、视频和数据业务,即三网融合。

2.2 现有的有线电视网络的改造方法

首先,现有的有线电视网络都是广播式的单向传输网络,这就需要对原有的网络进行双向传输改造,即原来的单向放大器改造为双向放大器。

其次,由于HFC网采用树型拓扑结构,上行传输时多台用户设备产生的热噪声和从用户设备指向中心的多条线路上感应的干扰噪声信号,汇聚到节点或中心会引起所谓“漏斗效应”;由于金属线路被腐蚀而起到混频二极管的作用,使下行方向的信号向上行信道辐射,或者由于放大器模块间的干扰都可能引起共路失真CPD(Common Path Distort-ion)。为了降低漏斗效应的影响,通常需要将共享网段上接入的用户数减小到200到500户;另外,有条件的地方还可以将普通同轴电缆改为多层屏蔽电缆。

第三,现有的550MHz的有线电视网络除提供电视广播服务的信道外,已所剩不多(例如,我国目前各大城市的有线电视系统大都提供30套左右的广播电视节目,只剩下10多个信道),因此,必须从550MHz系统升级为频带更宽的有线电视系统(如750或800MHz的系统),这也需要对原系统升级改造。

2.3 服务质量的解决方案

此外,利用HFC网传输各种双向数据业务,还必须解决服务质量(QOS)问题。因为三网融合涉及到许多不同类型的数据;不同类型的数据对需要的服务需求不同。如多媒体信息对实时性要求较高,而一般性文本数据则对实时性要求较低。迄今为止,由于目前Internet只能提供“尽其所能”(Best-effort)服务,网络对分组的投递不能提供保证,对用户数据入网也没有准入控制机制,很难适应实时数据传输的需要。于是,人们开始进行集成服务(IS - Integrated Service)的研究。所谓集成服务,简单地说,就是对每一对实时性要求不同的数据流进行资源预留,由此来保证服务质量。但又有人提出挑战:在有限的通信资源的条件下,集成服务为单独的数据流预留资源,这样很容易造成资源的浪费;另外集成服务无法保证服务的公平性,也同时增加路由器的负担,为此,有人提出区别服务(Diffserv)的概念。所谓区别服务就是对同“类”的数据提供同类服务,因而网络节点为“类”分配共享资源,而不为单个数据流预留独享资源。因此,区别服务在一定程度上缓解了集成服务的矛盾。

还有,现在Internet多采用TCP/IP协议,由于IP协议提供无连接传输服务;也就是说,各个数据流在传输过程中都要进行独立的路由选择,因此传输数据时就会出现数据流错序的情况,这对实时多媒体传输是很不利的。解决方法是采用IP over ATM技术(分层模型如图1所示),及在传输层采取TCP/IP技术,而在数据链路层采取ATM技术;利用ATM网络的强大能力,基于ATM传输IP。

应用层
传送层
IP
ATM
物理层

图1 IP over ATM的分层模型

ATM技术是一种快速分组交换方式,通过采用53字节定长信元和不同的虚通道(VP) /虚通路(VC)进行负载的传送,具有包括话音、视频和数据在内的综合业务传输能力。ATM采用带外信令技术,传输数据前先选择路由,在两实体之间建立虚通道(VP)/虚通路(VC),再进行数据传输。 采用虚连接方法,ATM可将逻辑子网与物理子网隔离开,网络的主要管理和控制功能集中在虚电路一级上,使传输过程的控制较为简单,减少了网管、网控复杂性。ATM支持多协议(MPOA)和多协议标记交换(MPLS)等协议。这些工作大大提高了ATM骨干网多业务承载能力。

ATM技术的优点:兼有电路交换和分组交换的特点,支持多协议,即支持传统的电信业务(帧中继,租用专线),又支持IP新业务;能很好地保证QOS;安全性好;配置灵活;链路可以用不同速率操作,伸缩性大;是较好的多业务承载平台。缺点:价格高,内部开销大,效率低,网络互联较复杂。但是,IP over ATM 技术可以使网络互联变得简单,同时可以更大程度地利用现有的Internet网络系统。

ATM网络与IP网络采用不同的寻址方式和选路协议。如果IP over ATM技术采取IP技术与ATM技术的简单叠加,那IP在ATM之上需要非常复杂的协议和地址交换,同时必须在IP网络的各个节点建立IP地址与ATM地址之间的映射关系。这样不但会使网络变得复杂,而且增加路由器的负担,降低网络的性能。IP over ATM技术采用IP技术与ATM技术的集成服务,及ATM交换机对IP服务采用专用的协议,而使用IP的用户也只有IP地址,交换机也不用进行IP地址与ATM地址之间的转换。多协议标签交换(MPLS)是目前实现IP与ATM结合的一种良好方案。

多协议标签交换(MPLS)是一种不用网络地址选径,而利用较短的标签(Label)对分组前传作决定的技术。使用MPLS,对网络层的分组头只在进入MPLS网络时进行一次分析(目标地址,服务质量要求等)。一个标签由4字节组成,置于数据链路层帧头与网络层分组头间。

总而言之,IP over ATM技术利用ATM硬件交换来提高IP选路性能和减少网络的传输时延,以及利用IP简单和网络互联能力好的特点,将选路和交换融为一体;具有很好的可伸缩性、很好的质量服务保证、高效的信息传输性能等优点。因此,IP over ATM技术是目前实现三网融合的一种很好的方案。

3. 结束语

网络技术发展非常迅猛,革新的态势十分惊人,三网融合是网络发展的趋势,超高性能、高度专业化的网络也将会出现。随着各种通信技术和网络技术的发展,将会有更加高性能、更优越的网络技术供我们选择。总而言之,我们总是希望将来的网络能够为实时数据流提供良好的质量服务保证,为各种数据流传输提供很好的安全性保证,而且能够继续传输传统数据业务;而那些不够灵活,无法扩展,难于变革自己以满足用户性能需求变化的网络将很快被淘汰。

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