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摘要:本文介绍了三网融合的概念和三网融合的意义,探讨了在校园网内实施三网融合的技术和意义,包括校园网的建设,基于校园网的通信技术和视频转播技术,为在互联网上实现三网融合提供了依据。
关键字:三网融合;通讯;视频直播
作者简介:潘飞(1980-),男,辽宁沈阳人,沈阳农业大学网络中心,助理工程师,工学硕士,主要研究方向:计算机网络应用(辽宁 沈阳 110866);田思庆(1965-),男,黑龙江佳木斯人,佳木斯大学信息电子技术学院,教授,工学硕士,主要研究方向:智能控制与自动化专业教学。(黑龙江 佳木斯 154007)
基金项目:本文系2009年黑龙江省新世纪教学改革工程项目的研究成果。
2010年1月13日国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议,决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合。
所谓三网融合即原先独立设计运营的传统电信网、计算机互联网和有线电视网将趋于相互渗透和相互融合。这三网并不是在物理概念上的分割,而是在业务上的分割。实际的网络(即物理网络)其实只有通信网和广播电视网,其名称也是因模拟领域业务和技术相关而形成的。因为在模拟领域,不同的业务对传输方法有不同的要求,因而形成不同的网络。因此,从某种意义上说,“三网”都是模拟传输的产物。在数字领域,所有的语言、文字、图片和图像等信息都是以“0”和“1”的数字信号出现,因此对数字网来说不存在几个网的问题,多个业务网完全可以共存于一个物理网中。信源的数字化导致了信息的汇聚,进而导致了三网的融合。
使用互联网来实施三网融合,其中的一个难点是带宽瓶颈。当前家庭使用的网络有联通、电信、有线通等宽带,带宽为512K～10M,还不足以满足三网融合所需要的带宽。最近今年,高校的校园网发展迅速,网络规模都已经达到万兆核心,千兆汇聚,百兆甚至千兆接入,以当前各高校校园网络的规模,完全可以满足实施三网融合,可以在校园网络内部实施三网融合,对互联网的三网融合进行试点。
一、校园网络的建设
在信息化和数字化的时代,校园网在办公教学、资源共享、育人管理等方面发挥的作用越来越重要,因此其设计建设要本着高起点而又经济实用的标准。设计网络的时候,不仅要容纳网络中当前的用户,而且还应当为网络保留至少3～5年的可扩展能力。从而使得用户增加时,网络依然能够基本满足增长的需要。这一点非常重要,因为布线工程一旦完毕,就很难再进行扩充性施工。所以,在埋设电缆和信息插座时,一定要有足够的余量,而联网设备则可以在需要时随时购置。
具体来说,应是一个以宽带IP网为目标建立数据、语音、视频三网融合的一体化网络;为提高网络可靠性及安全性,需要在主干网络采用光纤布线,校园网应划分VLAN (虚拟局域网),以保证全网的良好性能和网络安全性;主干网交换机应具有很高的包交换速度,整个网络应具有两台以上的核心交换机和若干台三层交换机,运行动态路由协议;主干网络应该采用成熟的、可靠的快速以太网和千兆以太网技术作为校园网主干,应该形成万兆核心,千兆汇聚,百兆接入的网络结构;用户对数据传输量的需求决定了网络应当采用何种网络设备和布线产品。就目前情况来看,多媒体已经成为校园网网络所必须支持的功能之一。基于这种大传输量的需求,以千兆光纤作为主干和垂直布线,以超5类双绞线作为水平布线,从而实现百兆到桌面的网络已经成为最普通的网络架构。校园网应选用先进的网管软件,建立完善的网络管理体系;在设备方面,应当选择有校园网成功案例的网络厂商的设备;建设无线网络,使无线信号覆盖整个校园范围。
稳定的校园网是实施三网融合的基础,建立安全可靠、先进实用、开放灵活和具有可扩展性的校园网,才能满足三网融合的需要。[1]
二、通信网络
网络电话(Internet Phone)即IP电话,通过对语音信号采样量化,转化为数字信号,然后对这些数字信号进行压缩,通过IP网络传送给对方,对方将这些信号进行解压缩后还原为语音信号。IP电话和传统电话的区别关键在于IP电话传输基于包交换,这就导致了IP电话的延时。随着网络技术的飞速发展和语音压缩算法的改进,应用普通电脑使用网络电话成为可能。
网络电话机与普通电话机的外形及使用方法相同,并自带RJ-45网络接口,它集成了网卡、语音压缩、语音编码、数据处理、存储器等功能。直接将五类双绞线插在网络电话机上,只要网络可以连入局域网或者Internet,即可通过局域网或者Internet与具有相同功能的电话机互相通话,如果有IP电话网关的支持,还可以与固定电话机通话。网络电话机与互联网中的计算机一样,需要为它分配一个IP地址,需要设置子网掩码、网关地址。在网络电话系统中,还可以给每个电话设置一个“电话号码”,当网络电话机在网络电话系统上登录后,其他的网络电话用户可以通过拔打这个号码与其建立通话。
IP电话网关[2]是IP电话系统的重要组成部分,它提供了IP网络与传统的PSTN(Public Switched Telephone Network)公共交换电话网络两者的接口,将IP技术与传统的电话网络相融合,实现IP数据包与PSTN语音数据包的实时交换。IP网关包括5个基本模块,如图1所示,IP接入端的H.323呼叫管理模块、PSTN接入端的PSTN呼叫管理模块,RTP/RTCP模块,网管接口模块,上述模块的主控制管理模块。
在校园网上面使用网络电话,将其应用在学校的办公区和学生宿舍,既可以节省大量的通信费用,又可以减少布线的成本。在新的建筑物施工时候,通信线路使用网线即可,不需要再预留电话线和电话接口。
三、网络电视
网络电视可以根据终端分为三种形式,即PC平台、TV(机顶盒)平台和手机平台(移动网络)。通过PC机收看网络电视是当前网络电视收视的主要方式。
1.直播信号
网络电视包括电视直播、视频点播、大型活动的直播等。现有的学生宿舍并没有接入有线电视,学生在宿舍里面无法收看到电视节目,虽然可以通过外网的网络电视来收看电视节目,但是会占用网络出口极大的带宽,发展内网的网络电视服务,建立视频点播服务,可以极大限度地减少流媒体和下载所占用的出口带宽。
越来越多带有WIFI功能的手机上市,配合无线网络,可以实现在校园范围内使用手机观看学校大型活动的直播。
直播信号的来源主要有,有线电视,卫星信号,现场直播信号,互联网上的流媒体信号。使用电视卡采集视频信号,使用PC机对视频进行编码,用来编码的PC机对内存要求不高,主要依靠CPU来进行编码,使用微软的Windows Media Encoder软件进行编码,该软件在微软官方网站免费下载。将编码后的信号传送到服务器中进行发布。结构图如图2所示。
2.直播的模式
(1)C/S模式。C/S模式提供单播和点播业务,由于受到服务器的性能以及输出/输入(I/O)“瓶颈”的限制,一台服务器只能支持有限的客户机,无法提供大规模的服务。
(2)P2P模式。P2P技术可以解决C/S模式中一台服务器只能够支持有限的客户机这个问题。P2P是英文Peer-to-Peer的缩写,P2P在计算机领域中被称为“对等”网络。P2P网络模型没有所谓的中心节电,每一个节电都可以进行对等通信,各节电同时具有媒体内容的接收、存储转发功能以及对媒体数据的搜索和被搜索功能。P2P实现了网络节电的能力共享,将网络的整体能力提升为各个P2P节电能力的总和。在P2P网络中,用户就可以直接连接其他用户的计算机、交换文件,信息在网络设备间直接流动,高速及时,并且充分利用网络资源,降低中转服务成本。[3]
(3)组播模式。组播技术是开展IPTV业务的关键技术。组播是一种允许一个或多个发送者(组播源)一次并同时发送给单一的数据包到多个接受者的网络技术。是一种能够在不增加骨干网负载的情况下,成倍增加业务用户数量的有效方案,因此成为当前大流量视频业务的首选方案。组播源把数据包发送到特定组播组,只有属于该组播组的地址才能接收到数据包。在IPTV里,组播源往往仅有一个,即使用户数量成倍增长,主干带宽也不需要随之增加,组播提高了数据传送效率,减少了主干网络出现堵塞的可能性。
四、总结
“三网融合”,电信网、有线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。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、费用低的高速带宽的多媒体基础平台。方便人们的使用,提高效率,产生更多的经济效益和社会效益。高校在校园网实施三网融合,建设高效稳定的校园网,在校园网内建立快捷高校的通信网络,可以把电视信号引入校园,为在校师生提供休闲娱乐的平台,还可以节约建筑施工时候的布线成本,同时也为在互联网上早日实现三网融合提供了技术支持,更好的推进了三网融合实施的步伐。
参考文献:
[1]廖常武,汪刚,等.校园网组建[M].北京:清华大学出版社,2005.
[2]洪小富,陈晓锋,张目煊.基于H323协议的企业级VolP语音网关的设计和实现[J].计算机工程,2003,29(20):132-134.
[3]康芳,王道彬,钟朗.P2P技术在网络电视中的应用研究[J].通信技术,2007,40(7):11-12.
(责任编辑:赵赟)
关键字:三网融合;通讯;视频直播
作者简介:潘飞(1980-),男,辽宁沈阳人,沈阳农业大学网络中心,助理工程师,工学硕士,主要研究方向:计算机网络应用(辽宁 沈阳 110866);田思庆(1965-),男,黑龙江佳木斯人,佳木斯大学信息电子技术学院,教授,工学硕士,主要研究方向:智能控制与自动化专业教学。(黑龙江 佳木斯 154007)
基金项目:本文系2009年黑龙江省新世纪教学改革工程项目的研究成果。
2010年1月13日国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议,决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合。
所谓三网融合即原先独立设计运营的传统电信网、计算机互联网和有线电视网将趋于相互渗透和相互融合。这三网并不是在物理概念上的分割,而是在业务上的分割。实际的网络(即物理网络)其实只有通信网和广播电视网,其名称也是因模拟领域业务和技术相关而形成的。因为在模拟领域,不同的业务对传输方法有不同的要求,因而形成不同的网络。因此,从某种意义上说,“三网”都是模拟传输的产物。在数字领域,所有的语言、文字、图片和图像等信息都是以“0”和“1”的数字信号出现,因此对数字网来说不存在几个网的问题,多个业务网完全可以共存于一个物理网中。信源的数字化导致了信息的汇聚,进而导致了三网的融合。
使用互联网来实施三网融合,其中的一个难点是带宽瓶颈。当前家庭使用的网络有联通、电信、有线通等宽带,带宽为512K～10M,还不足以满足三网融合所需要的带宽。最近今年,高校的校园网发展迅速,网络规模都已经达到万兆核心,千兆汇聚,百兆甚至千兆接入,以当前各高校校园网络的规模,完全可以满足实施三网融合,可以在校园网络内部实施三网融合,对互联网的三网融合进行试点。
一、校园网络的建设
在信息化和数字化的时代,校园网在办公教学、资源共享、育人管理等方面发挥的作用越来越重要,因此其设计建设要本着高起点而又经济实用的标准。设计网络的时候,不仅要容纳网络中当前的用户,而且还应当为网络保留至少3～5年的可扩展能力。从而使得用户增加时,网络依然能够基本满足增长的需要。这一点非常重要,因为布线工程一旦完毕,就很难再进行扩充性施工。所以,在埋设电缆和信息插座时,一定要有足够的余量,而联网设备则可以在需要时随时购置。
具体来说,应是一个以宽带IP网为目标建立数据、语音、视频三网融合的一体化网络;为提高网络可靠性及安全性,需要在主干网络采用光纤布线,校园网应划分VLAN (虚拟局域网),以保证全网的良好性能和网络安全性;主干网交换机应具有很高的包交换速度,整个网络应具有两台以上的核心交换机和若干台三层交换机,运行动态路由协议;主干网络应该采用成熟的、可靠的快速以太网和千兆以太网技术作为校园网主干,应该形成万兆核心,千兆汇聚,百兆接入的网络结构;用户对数据传输量的需求决定了网络应当采用何种网络设备和布线产品。就目前情况来看,多媒体已经成为校园网网络所必须支持的功能之一。基于这种大传输量的需求,以千兆光纤作为主干和垂直布线,以超5类双绞线作为水平布线,从而实现百兆到桌面的网络已经成为最普通的网络架构。校园网应选用先进的网管软件,建立完善的网络管理体系;在设备方面,应当选择有校园网成功案例的网络厂商的设备;建设无线网络,使无线信号覆盖整个校园范围。
稳定的校园网是实施三网融合的基础,建立安全可靠、先进实用、开放灵活和具有可扩展性的校园网,才能满足三网融合的需要。[1]
二、通信网络
网络电话(Internet Phone)即IP电话,通过对语音信号采样量化,转化为数字信号,然后对这些数字信号进行压缩,通过IP网络传送给对方,对方将这些信号进行解压缩后还原为语音信号。IP电话和传统电话的区别关键在于IP电话传输基于包交换,这就导致了IP电话的延时。随着网络技术的飞速发展和语音压缩算法的改进,应用普通电脑使用网络电话成为可能。
网络电话机与普通电话机的外形及使用方法相同,并自带RJ-45网络接口,它集成了网卡、语音压缩、语音编码、数据处理、存储器等功能。直接将五类双绞线插在网络电话机上,只要网络可以连入局域网或者Internet,即可通过局域网或者Internet与具有相同功能的电话机互相通话,如果有IP电话网关的支持,还可以与固定电话机通话。网络电话机与互联网中的计算机一样,需要为它分配一个IP地址,需要设置子网掩码、网关地址。在网络电话系统中,还可以给每个电话设置一个“电话号码”,当网络电话机在网络电话系统上登录后,其他的网络电话用户可以通过拔打这个号码与其建立通话。
IP电话网关[2]是IP电话系统的重要组成部分,它提供了IP网络与传统的PSTN(Public Switched Telephone Network)公共交换电话网络两者的接口,将IP技术与传统的电话网络相融合,实现IP数据包与PSTN语音数据包的实时交换。IP网关包括5个基本模块,如图1所示,IP接入端的H.323呼叫管理模块、PSTN接入端的PSTN呼叫管理模块,RTP/RTCP模块,网管接口模块,上述模块的主控制管理模块。
在校园网上面使用网络电话,将其应用在学校的办公区和学生宿舍,既可以节省大量的通信费用,又可以减少布线的成本。在新的建筑物施工时候,通信线路使用网线即可,不需要再预留电话线和电话接口。
三、网络电视
网络电视可以根据终端分为三种形式,即PC平台、TV(机顶盒)平台和手机平台(移动网络)。通过PC机收看网络电视是当前网络电视收视的主要方式。
1.直播信号
网络电视包括电视直播、视频点播、大型活动的直播等。现有的学生宿舍并没有接入有线电视,学生在宿舍里面无法收看到电视节目,虽然可以通过外网的网络电视来收看电视节目,但是会占用网络出口极大的带宽,发展内网的网络电视服务,建立视频点播服务,可以极大限度地减少流媒体和下载所占用的出口带宽。
越来越多带有WIFI功能的手机上市,配合无线网络,可以实现在校园范围内使用手机观看学校大型活动的直播。
直播信号的来源主要有,有线电视,卫星信号,现场直播信号,互联网上的流媒体信号。使用电视卡采集视频信号,使用PC机对视频进行编码,用来编码的PC机对内存要求不高,主要依靠CPU来进行编码,使用微软的Windows Media Encoder软件进行编码,该软件在微软官方网站免费下载。将编码后的信号传送到服务器中进行发布。结构图如图2所示。
2.直播的模式
(1)C/S模式。C/S模式提供单播和点播业务,由于受到服务器的性能以及输出/输入(I/O)“瓶颈”的限制,一台服务器只能支持有限的客户机,无法提供大规模的服务。
(2)P2P模式。P2P技术可以解决C/S模式中一台服务器只能够支持有限的客户机这个问题。P2P是英文Peer-to-Peer的缩写,P2P在计算机领域中被称为“对等”网络。P2P网络模型没有所谓的中心节电,每一个节电都可以进行对等通信,各节电同时具有媒体内容的接收、存储转发功能以及对媒体数据的搜索和被搜索功能。P2P实现了网络节电的能力共享,将网络的整体能力提升为各个P2P节电能力的总和。在P2P网络中,用户就可以直接连接其他用户的计算机、交换文件,信息在网络设备间直接流动,高速及时,并且充分利用网络资源,降低中转服务成本。[3]
(3)组播模式。组播技术是开展IPTV业务的关键技术。组播是一种允许一个或多个发送者(组播源)一次并同时发送给单一的数据包到多个接受者的网络技术。是一种能够在不增加骨干网负载的情况下,成倍增加业务用户数量的有效方案,因此成为当前大流量视频业务的首选方案。组播源把数据包发送到特定组播组,只有属于该组播组的地址才能接收到数据包。在IPTV里,组播源往往仅有一个,即使用户数量成倍增长,主干带宽也不需要随之增加,组播提高了数据传送效率,减少了主干网络出现堵塞的可能性。
四、总结
“三网融合”,电信网、有线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。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、费用低的高速带宽的多媒体基础平台。方便人们的使用,提高效率,产生更多的经济效益和社会效益。高校在校园网实施三网融合,建设高效稳定的校园网,在校园网内建立快捷高校的通信网络,可以把电视信号引入校园,为在校师生提供休闲娱乐的平台,还可以节约建筑施工时候的布线成本,同时也为在互联网上早日实现三网融合提供了技术支持,更好的推进了三网融合实施的步伐。
参考文献:
[1]廖常武,汪刚,等.校园网组建[M].北京:清华大学出版社,2005.
[2]洪小富,陈晓锋,张目煊.基于H323协议的企业级VolP语音网关的设计和实现[J].计算机工程,2003,29(20):132-134.
[3]康芳,王道彬,钟朗.P2P技术在网络电视中的应用研究[J].通信技术,2007,40(7):11-12.
(责任编辑:赵赟)