摘 要:三網(wǎng)融合" title="三網(wǎng)融合">三網(wǎng)融合已經(jīng)是大勢(shì)所趨。文中對(duì)三種網(wǎng)絡(luò)需要新增的基本技術(shù)及其發(fā)展情況進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:三網(wǎng)融合 統(tǒng)一業(yè)務(wù) 下一代網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)基礎(chǔ)
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??? 隨著用戶(hù)對(duì)融合業(yè)務(wù)的需求越來(lái)越強(qiáng)烈,全球范圍內(nèi)對(duì)三網(wǎng)融合的呼聲也越來(lái)越高。世界各國(guó)紛紛開(kāi)始進(jìn)行三網(wǎng)融合的相關(guān)研究工作,在ITU進(jìn)行的下一代網(wǎng)絡(luò)研究中已明確把GII(全球信息基礎(chǔ)設(shè)施)稱(chēng)為“計(jì)算機(jī)、電信和廣播三種技術(shù)融合的中心”,并在此基礎(chǔ)上展開(kāi)了對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)的研究。我國(guó)" title="我國(guó)">我國(guó)對(duì)三網(wǎng)融合問(wèn)題也極為重視。早在2001年3月,我國(guó)九屆人大在《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的第十個(gè)五年計(jì)劃》中就正式以文件的形式對(duì)三網(wǎng)融合提出了明確的要求,提出“按照應(yīng)用主導(dǎo)、面向市場(chǎng)、網(wǎng)絡(luò)共建、資源共享、技術(shù)創(chuàng)新、競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)放的發(fā)展思路,努力實(shí)現(xiàn)我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展,加速推進(jìn)信息化, 促進(jìn)電信、電視、計(jì)算機(jī)三網(wǎng)融合”;2006年十屆人大通過(guò)的《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的第十一個(gè)五年規(guī)劃》中,又對(duì)信息產(chǎn)業(yè)的三網(wǎng)融合提出了新的要求,提出了以“加強(qiáng)寬帶通信網(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)等信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推進(jìn)三網(wǎng)融合,健全信息安全保障體系”的整體發(fā)展目標(biāo),并對(duì)三網(wǎng)融合的概念進(jìn)行了界定,“三網(wǎng)融合是指電信網(wǎng)" title="電信網(wǎng)">電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)" title="廣播電視網(wǎng)">廣播電視網(wǎng)打破各自界限,在業(yè)務(wù)應(yīng)用方面進(jìn)行融合。三個(gè)網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上趨向一致,網(wǎng)絡(luò)層面實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,業(yè)務(wù)層面互相滲透和交叉,有利于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源最大程度的共享”(參見(jiàn)圖1)。應(yīng)該說(shuō),通過(guò)《十一五規(guī)劃》,我國(guó)的三網(wǎng)融合工作逐漸落到了實(shí)處。
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??????????????????????????????????????? 圖1 十一五規(guī)劃中期望的融合架構(gòu)
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? 三網(wǎng)融合既然是在業(yè)務(wù)應(yīng)用方面進(jìn)行融合,就需要原來(lái)的電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)中的任一網(wǎng)絡(luò)能夠承載另外兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的基本業(yè)務(wù),這就需要有相應(yīng)的技術(shù)基礎(chǔ)" title="技術(shù)基礎(chǔ)">技術(shù)基礎(chǔ),其中既包括三網(wǎng)融合統(tǒng)一的技術(shù)基礎(chǔ),也包括現(xiàn)有三種網(wǎng)絡(luò)承載其他網(wǎng)絡(luò)基本業(yè)務(wù)所需要的技術(shù)基礎(chǔ)。
三網(wǎng)融合統(tǒng)一的技術(shù)基礎(chǔ)
??? 三網(wǎng)融合在技術(shù)上趨于一致,實(shí)際上是指它們所需的基本技術(shù)趨于一致,這些基本技術(shù)是電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)三種網(wǎng)絡(luò)能夠互聯(lián)互通、業(yè)務(wù)能夠相互承載所必需的技術(shù)基礎(chǔ)。就目前情況看,三網(wǎng)融合的基本技術(shù)包括數(shù)字技術(shù)、大容量光纖通信技術(shù)、IP技術(shù)等。
??? 數(shù)字技術(shù)把話音、數(shù)據(jù)和圖像信號(hào)編碼成“1”、“0”符號(hào),所有業(yè)務(wù)在數(shù)字網(wǎng)中都將成為統(tǒng)一的0/1比特流,而無(wú)任何區(qū)別。這樣,就形成電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)的共同語(yǔ)言,從而使得話音、數(shù)據(jù)、聲頻和視頻各種內(nèi)容(無(wú)論其特性如何)都可以通過(guò)不同的網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸、交換、選路處理和提供,并通過(guò)數(shù)字終端存儲(chǔ)起來(lái)或以視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)的方式呈現(xiàn)在人們的面前。目前,數(shù)字技術(shù)已經(jīng)在電信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)中得到了全面應(yīng)用,并在廣播電視網(wǎng)中迅速發(fā)展起來(lái)。
??? 網(wǎng)絡(luò)融合的目的之一是通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供統(tǒng)一的業(yè)務(wù)。若要提供統(tǒng)一業(yè)務(wù)就必須要有能夠支持音視頻等各種多媒體(流媒體)業(yè)務(wù)傳送的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。這些業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是業(yè)務(wù)需求量大、數(shù)據(jù)量大、服務(wù)質(zhì)量要求較高,因此在傳輸時(shí)一般都需要非常大的帶寬。另外,從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講,成本也不宜太高。這樣,容量巨大且可持續(xù)發(fā)展的大容量光纖通信技術(shù)就成了傳輸介質(zhì)的最佳選擇。目前,無(wú)論是電信網(wǎng),還是計(jì)算機(jī)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng),大容量光纖通信技術(shù)都已經(jīng)在其中得到了廣泛的應(yīng)用。
????內(nèi)容數(shù)字化后,還不能直接承載在通信網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)之上,還需要通過(guò)IP技術(shù)在內(nèi)容與傳送介質(zhì)之間搭起一座橋梁。IP技術(shù)(特別是IPv6技術(shù))的產(chǎn)生,滿足了在多種物理介質(zhì)與多樣的應(yīng)用需求之間建立簡(jiǎn)單而統(tǒng)一的映射需求,可以順利地對(duì)多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、多種軟硬件環(huán)境、多種通信協(xié)議進(jìn)行集成、綜合、統(tǒng)一,對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行綜合調(diào)度和管理,使得各種以IP為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)都能在不同的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)互通。對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),IP技術(shù)是它賴(lài)以存在的基礎(chǔ);對(duì)于數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)講,IP協(xié)議已經(jīng)成為占主導(dǎo)地位的通信協(xié)議;對(duì)于廣播電視網(wǎng)絡(luò)來(lái)講,隨著數(shù)字電視的逐漸推廣,IP技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣。
電信網(wǎng)承載數(shù)據(jù)和電視業(yè)務(wù)的技術(shù)基礎(chǔ)
??? 電信網(wǎng)的基本業(yè)務(wù)是話音。要走向三網(wǎng)融合,電信網(wǎng)還需要能夠承載數(shù)據(jù)和電視業(yè)務(wù)。電信網(wǎng)分為固定網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng),由于網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的不同,它們要承載的數(shù)據(jù)和電視業(yè)務(wù)所需的技術(shù)也不同。
??? 對(duì)于固定電話網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),主要是通過(guò)ADSL/VDSL/FTTH接入來(lái)完成對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載。ADSL技術(shù)通過(guò)普通電話線在不影響正常電話通信的同時(shí)傳送數(shù)據(jù)。在傳輸距離5千米范圍內(nèi),標(biāo)準(zhǔn)上行(從客戶(hù)終端到局端)帶寬640kbps,下行(從局端到客戶(hù)端)帶寬為2Mbps。這樣的帶寬基本上可以提供流媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。VDSL技術(shù)是ADSL技術(shù)的增強(qiáng)版,也是通過(guò)兩芯電纜(如普通電話線),在傳輸距離1300米的范圍內(nèi),上下對(duì)稱(chēng)傳輸帶寬約為12Mbps,可以滿足高速下載和視頻業(yè)務(wù)的要求。隨著光通信的發(fā)展,F(xiàn)TTH(Fiber To The Home)技術(shù)被認(rèn)為是最有前途的接入網(wǎng)方式。FTTH的顯著技術(shù)特點(diǎn)是不但提供更大的帶寬,而且增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)格式、速率、波長(zhǎng)和協(xié)議的透明性,放寬了對(duì)環(huán)境條件和供電等要求,簡(jiǎn)化了維護(hù)和安裝。FTTH可徹底解決接入的帶寬問(wèn)題,最終目的是向用戶(hù)提供全業(yè)務(wù)、全功能、速率高達(dá)上百兆比特率的寬帶通信服務(wù),支持?jǐn)?shù)據(jù)、視頻及語(yǔ)音業(yè)務(wù),有效實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的融合。這種方式可大大簡(jiǎn)化接入網(wǎng)結(jié)構(gòu),降低接入網(wǎng)建設(shè)成本,充分發(fā)揮光纖網(wǎng)絡(luò)的巨大潛力。
??? 對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),主要是通過(guò)WAP等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的承載。WAP協(xié)議可以使移動(dòng)用戶(hù)接入Internet,而手機(jī)終端只需內(nèi)置一個(gè)微型瀏覽器。WAP的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括終端、WAP網(wǎng)關(guān)和WAP服務(wù)器。WAP網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將終端的請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成HTTP協(xié)議,向WAP服務(wù)器提出服務(wù)申請(qǐng),并將WAP服務(wù)器中的信息處理后回傳給手機(jī)終端。WAP協(xié)議可應(yīng)用于如GSM、GPRS、CDMA等多種網(wǎng)絡(luò)。WAP也有其局限性,諸如終端耗電量大、終端顯示屏較小、終端輸入不便等缺點(diǎn),不過(guò)可以使移動(dòng)用戶(hù)實(shí)時(shí)獲得Internet中的信息,Internet網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商也希望擴(kuò)展自己的用戶(hù)群,WAP協(xié)議在移動(dòng)通信中有很高的應(yīng)用價(jià)值。目前,移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第三代。與前兩代系統(tǒng)相比,第三代移動(dòng)通信的主要特征是可提供移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù),其中高速移動(dòng)環(huán)境支持144kbps、步行慢速移動(dòng)環(huán)境支持384kbps、室內(nèi)支持2Mbps的數(shù)據(jù)傳輸。隨著全球移動(dòng)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,語(yǔ)音和視頻等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)將完全以分組數(shù)據(jù)的形式傳送,移動(dòng)通信網(wǎng)將完全變成移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)。
??? 由于在固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中都使用了IP技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,所以在其上利用流媒體技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電視節(jié)目的傳輸也就順理成章了。流媒體技術(shù)則采用了流式傳輸方式,將整個(gè)多媒體文件壓縮解析成多個(gè)壓縮包,向客戶(hù)端實(shí)時(shí)地順序傳送,用戶(hù)可以一邊解壓播放前面?zhèn)魉瓦^(guò)來(lái)的壓縮包,一邊下載后續(xù)的壓縮包,這與傳統(tǒng)電視節(jié)目的播放結(jié)果基本相似。在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中,除了上、下行都使用IP來(lái)傳送電視節(jié)目的方式之外,還有一種比較實(shí)用的電視節(jié)目傳送方式是在上行通道中使用IP技術(shù),而在下行通道中使用廣播技術(shù)(如DVB-H技術(shù)等)。目前的固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中都已經(jīng)能夠進(jìn)行電視節(jié)目的傳送,國(guó)內(nèi)外IPTV和手機(jī)電視業(yè)務(wù)都已經(jīng)有了一定的應(yīng)用規(guī)模。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)承載話音和電視的技術(shù)基礎(chǔ)
??? 計(jì)算機(jī)網(wǎng)主要由路由器組成。到目前為止,大部分計(jì)算機(jī)網(wǎng)的基礎(chǔ)傳送網(wǎng)絡(luò)(除了局域網(wǎng)之外)仍主要依靠現(xiàn)有電信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。但這并不是說(shuō)計(jì)算機(jī)網(wǎng)必須依賴(lài)于電信網(wǎng)。由于技術(shù)的飛速發(fā)展以及競(jìng)爭(zhēng)的驅(qū)動(dòng),在全球范圍內(nèi)已出現(xiàn)大批以IP業(yè)務(wù)為主要考慮目標(biāo)的新型骨干傳輸網(wǎng),目前在建的跨國(guó)界和全國(guó)性的這類(lèi)新型骨干傳輸已有幾十個(gè),我國(guó)的教育與科研網(wǎng)(CERNET)就是一個(gè)純粹的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)的基本業(yè)務(wù)是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。要走向三網(wǎng)融合,則計(jì)算機(jī)網(wǎng)必須能夠承載話音與電視業(yè)務(wù)。
??? 對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)承載話音業(yè)務(wù)的技術(shù),目前已經(jīng)出現(xiàn)并獲得了廣泛應(yīng)用的VOIP技術(shù)。VoIP又稱(chēng)IP電話,它首先通過(guò)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行編碼數(shù)字化并壓縮處理成壓縮幀,然后轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸,從而達(dá)到在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行語(yǔ)音通信的目的。VoIP廣泛地采用Internet和全球IP互連的環(huán)境,除了能提供比傳統(tǒng)業(yè)務(wù)更多、更好的服務(wù)之外,還大大降低了通信的費(fèi)用。目前,ITU-T的H.323協(xié)議和IETF的SIP協(xié)議都能夠很好地進(jìn)行語(yǔ)音傳輸。
??? 對(duì)于利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳送電視節(jié)目來(lái)講,可以在對(duì)電視節(jié)目數(shù)字化之后,通過(guò)IP協(xié)議直接承載在計(jì)算機(jī)網(wǎng)上。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)數(shù)字編碼器把視頻節(jié)目包括普通的電視節(jié)目和其他內(nèi)容變成數(shù)字媒體流,通過(guò)服務(wù)器供網(wǎng)上用戶(hù)在線觀看。用戶(hù)端則通過(guò)普通解碼軟件或設(shè)備將數(shù)字媒體流進(jìn)行解碼,并呈現(xiàn)在用戶(hù)面前。目前有多種編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可供選擇,如AVS、MPEG-2、MPEG-4、H.264等。
廣播電視網(wǎng)承載數(shù)據(jù)和話音的技術(shù)基礎(chǔ)
??? 廣播電視網(wǎng)的基本業(yè)務(wù)是電視節(jié)目傳輸。要想走向三網(wǎng)融合,廣播電視網(wǎng)還應(yīng)能夠承載數(shù)據(jù)與話音業(yè)務(wù)。從技術(shù)上分析,廣播電視(CATV)網(wǎng)已經(jīng)由初期的共用天線系統(tǒng)朝著光纜/同軸電纜混合系統(tǒng)HFC(Hybrid Fiber Coaxial)的方向逐步過(guò)渡。HFC網(wǎng)是指光纖同軸電纜混合網(wǎng),它是一種新型的寬帶網(wǎng)絡(luò),采用光纖到服務(wù)區(qū),而在進(jìn)入用戶(hù)的“最后1千米”采用同軸電纜,HFC的優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬、容量大、抗干擾性能好。
??? 目前,我國(guó)的廣播電視網(wǎng)基本上都是單向網(wǎng)絡(luò),如果要承載話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),就必須要進(jìn)行雙向改造。經(jīng)過(guò)雙向改造的有線電視網(wǎng)絡(luò),把傳送的內(nèi)容由過(guò)去的模擬電視信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào),其中既包括電視信號(hào)也包括電子郵件等其他的數(shù)據(jù),由此便可進(jìn)行雙向信息傳送。目前已經(jīng)出現(xiàn)使用雙向HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行話音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用,而且一般都是通過(guò)IP over DVB技術(shù)來(lái)提供互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),在有線網(wǎng)絡(luò)側(cè)關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)中安裝新的數(shù)字設(shè)備,在用戶(hù)側(cè)先用機(jī)頂盒(或分線器)將進(jìn)到用戶(hù)室內(nèi)的電纜分為兩個(gè)分支,一個(gè)接普通電視機(jī),另一個(gè)通過(guò)電纜調(diào)制解調(diào)器(Cable Modem)接到電腦。這樣,電視機(jī)同樣能收看有線電視節(jié)目。這種技術(shù)是利用機(jī)頂盒+電視完成接收視頻點(diǎn)播節(jié)目、視頻廣播及網(wǎng)上沖浪等功能。其中,機(jī)頂盒用來(lái)完成身份認(rèn)證、視頻流解碼等工作,它既可以是同時(shí)支持Cable和IP的雙模機(jī)頂盒,也可以是只支持IP的單模機(jī)頂盒。這也是目前IPTV業(yè)務(wù)中常用的一種方式。
??? 下一代網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是“通過(guò)互聯(lián)互通的電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和電視網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)資源的無(wú)縫融合,構(gòu)成一個(gè)具有統(tǒng)一接入和應(yīng)用界面的高效率網(wǎng)絡(luò),使人類(lèi)能在任何時(shí)間和地點(diǎn),以一種可以接受的費(fèi)用和質(zhì)量,安全地享受多種方式的信息應(yīng)用”。從這個(gè)意義上講,下一代網(wǎng)絡(luò)不是現(xiàn)有三網(wǎng)的簡(jiǎn)單延伸和疊加,而應(yīng)是其各自?xún)?yōu)勢(shì)的有機(jī)融合。但下一代網(wǎng)絡(luò)是不可能一步到位的,它還要從電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三個(gè)方向逐漸演進(jìn)。由于每條演進(jìn)路線的基礎(chǔ)不同,演進(jìn)中所需要的技術(shù)和技術(shù)成熟度也不盡相同。因此,要實(shí)現(xiàn)資源共享、業(yè)務(wù)統(tǒng)一的目標(biāo),還需要三網(wǎng)融合相關(guān)行業(yè)的仁人志士的不懈努力。