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上海宽带网发展的现状和前景

时间:2004-08-04 来源: 作者: 点击:
前言 随着通信技术的发展,及通信市场的逐步开放。上海电信所拥有的传统话音业务,已经受到多方面的冲击。在电信传统业务市场饱和的情况下,上海电信为保持企业的可持续发展,寻求新的业务增长点成为当务之急。在技术和市场需求的推动下,宽带业务市场的发展,有目共睹
  前言
随着通信技术的发展,及通信市场的逐步开放。上海电信所拥有的传统话音业务,已经受到多方面的冲击。在电信传统业务市场饱和的情况下,上海电信为保持企业的可持续发展,寻求新的业务增长点成为当务之急。在技术和市场需求的推动下,宽带业务市场的发展,有目共睹,因此发展宽带业务,使之成为上海电信的业务增长点,势在必行。
本文主要从网络结构和业务种类介绍上海宽带网发展的现状,并进一步展望一下宽带网发展的美好前景。
网络体系结构
1.承载网
ATM是90年代发展起来的新一代宽带信息传递和交换技术,已被ITU-T确定为B-ISDN的主流技术。ATM技术集中了电路交换和分组交换这二种交换类型的优点,既有电路交换时延小又有分组交换资源利用率高及速率可变的优点,由于采用统计复用,充分有效地利用了网络资源。无论信息的种类、速率的高低、突发性大小、实时性要求和通信质量要求,ATM网络都可以根据不同的服务等级QoS满足用户通信要求。
上海本地ATM宽带网采用北方电讯设备,核心层由8个ConcordeATM交换机构成,交换能力为40G;交换机中继速率STM-4(622Mbit/s),交换能力为40Gbit/s,传输方式为SDH。边缘层有40个Passport交换机,交换能力为1.6Gbit/s,每个Passport有二条STM-1(155Mbit/s)中继连到两个不同方向的Concorde交换机上,具有线路迂回功能,传输方式为SDH。
目前多媒体服务中心与各个小区接入都是通过STM-1的光接口与承载网的边缘交换机相连,采用的接口标准是UNI3.1,互连采用ATMPVC的方式。




2.用户端接入方式
上海邮电ATM宽带试验网采用了目前比较流行的两种接入网方式,一种是铜线接入网络(ADSL,VDSL),另一种是光纤到小区(FTTB+LAN,FTTB+多媒体引入线)。
(1)ADSL
ADSL指非对称数字用户环路,这是一种上行速率和下行速率不等的数字用户线技术。它利用了各种高速多媒体业务的特点,即下行速率较高而上行速率较低,在一对用户线上可达到下行8Mbit/s,上行800kbit/s,甚至更高的速率,但它的传输速率受传输距离及传输线路质量的影响很大。ADSL在一对电话线上同时传送一路高速下行单向数据,一路双向较低速率的数据,以及一路模拟电话,因此在进行数据传送时并不影响普通电话通信。各信号间采用频分复用的方式,占用不同的频带。ADSL除了能提供高速IP(Internet、远程教育、远程购物网上购物等)外,还可提供VOD业务,使用户能在家中享受相当于VCD质量(MPEGI)的影片。
ADSL产品一般包括局端设备和用户网络终端设备,以及网管系统。局端设备包括ADSL调制解调器、电话分插器、用户设备接口及相应的协议转换功能;网管系统执行对网络参数的设置及设备运行状态的监控。ADSL调制解调器有两种接口:ATM25M和10BASE-T。ATM25M接口是通过ATM方式与ATM骨干网相连,而10BASE-T接口则是为了适应目前成熟的以太网,可直接连接一台PC终端,或接一个HUB(即组成一个LAN后共享上网)。ADSL线路调制方式是DMT。
目前上海ADSL局端设备已覆盖全市八大汇接局,且局端设备通过ATMPVC上连到多媒体服务中心的业务选择网关上,使用户能轻轻松松在家高速上网和点播VOD。
(2)VDSL
VDSL技术是xDSL中的一种,它可以在一对铜导线上提供最多52Mbit/s的下行数字带宽,可允许多路高质量数字视频,它的上行带宽为64kbit/s,主要用于信令交换。VDSL技术上行采用Qpsk调制,下行则采用QAM64调制。
VDSL设备分局端设备和用户端设备两部分。局端设备的作用是将众多的用户模拟双绞线复接起来,同时向骨干网提供155Muplink。用户端的设备主要是一个带有无源分离器(让用户连接模拟电话)的VDSLModem,它除了调制解调功能以外,还向用户提供ATM25M的接口,让用户自由选择连接到STB或PC。  
VDSL技术象其他xDSL技术一样不需要重新布线,非常有利于推广。目前VDSL技术主要是在邮电二村进行试验。
(3)FTTB+LAN
LAN技术是指通过ATMPVC将多媒体服务中心和用户连接起来,传输采用的帧格式是RFC1483Bridge。用户可以通过自己的PC(插有以太网卡)连接到大楼的以太网交换机上,而以太网交换机与ATM骨干网之间有一条光纤相连,这样用户就能与上海的多媒体服务中心建立联系,获得中心提供的VOD、GOD或高速上网等服务。
  LAN技术主要是针对商用大楼的用户,因为大多数的物业管理都在商业楼内布好了10M的网线(UTP-5),这样只要光纤到大楼,在大楼的机房内安放一台插有155M或622MATM卡的局域网交换机后,楼内所有这些商业用户不用重新布线,直接就可通过大楼的局域网享受宽带网上的服务了,而且价格也比较低。目前LAN技术主要是在邮电二村进行试验。
(4)FTTB+多媒体引入线
FTTB+多媒体引入线是在CATV的基础上发展起来的一种新型宽带接入技术,由光纤干线、电缆支线和用户配线网络三部分组成,以模拟传输方式为主。网络的主干系统使用光纤,采用频分复用的方式传输多种信息,网络支线和配线网络采用同轴电缆传输和分配用户信息。在FTTB+多媒体引入线网络中传输数字信息时,必须经过带宽调制,将数字信息调制到模拟信道中传输。此网络可以传送除CATV业务以外的语音、数据和其他交互式业务。
FTTB+多媒体引入线系统主要是由Headend、CableModem组成。传输速率下行40Mbit/s,上行10Mbit/s,由多个用户通过时分复用或码分复用实现共享。数据调制方式下行为64QAM或256QAM,上行16QAM或QPSK。
目前FTTB+多媒体引入线这种方式已在六里小区进行了试点,数据调制方式下行采用64QAM,上行采用QPSK,传输速率下行27Mbit/s,上行1.5Mbit/s,且小区里的Headend通过ATMPVC上连到多媒体服务中心的业务选择网关上,使用户能轻轻松松在家高速上网和点播VOD。但基于目前试验方式,上连带宽是共享的,视频点播的并发用户数较少,用户独享带宽受到限制,互相之间会受干扰,且网络安全性,可靠性也是突出的问题,并且随着用户的增加,易产生‘噪声漏斗效应’。
应用系统
目前在浦东和浦西建立了两个服务中心,分别对不同的小区提供服务,提供的业务包括高速上网、视频电播、交互游戏、视频广播。
1.高速上网
服务中心中通过一台路由器与“上海热线”的骨干路由器之间建立了155M的连接,使无论采用何种接入方式的用户均可实现高速上网。高速上网应用端实现方式为IPoverSDH,用户端实现方式为IPoverATM,采用RFC1577PVC的方式。



图2:高速上网的系统结构图


图2展示了从用户端经过接入网到应用端的网络结构。以下对图中重要设备功能逐一进行介绍。
  (1)STB:机顶盒通过浏览器进行高速WEB浏览,速率可根据接入方式的不同而变。它与xDSL的接口为25MATM网卡或10M以太网卡;与CableModem和LAN的接口为10M以太网卡。
(2)PC:亦通过浏览器进行高速WEB浏览,速率可根据接入方式的不同而变。它与xDSL的接口为25MATM网卡或10M以太网卡;与CableModem和LAN的接口为10M以太网卡。
  (3)接入设备:包括局端设备和用户端设备,采用的接入方式有ADSL,VDSL,FTTB+LAN,FTTB+多媒体引入线。
  (4)业务选择网关:隔离用户端和应用端,实现认证和计费。
2.视频点播
VOD(VideoonDemand)就是视频点播的英语缩写。它是宽带多媒体业务的主要应用之一,用户可以在家中通过STB(SetTopBox)或PC选择观看自己喜欢的热门电影,并可随心所欲地进行快进、倒退和暂停等功能控制。
VOD系统分为服务器端、骨干传输网、接入网和用户端几部分。服务器端主要是提供点播片源,并进行用户认证、用户计费和用户管理;骨干网负责所有交互数据的传输;接入网是通过各种接入手段将不同用户连接到骨干网上;而用户端是指终端用户的设备。
目前上海宽带多媒体服务中心内,VOD系统的服务器采用的硬件设备是SGI公司的Origin2000。它可通过模块化的配置,大幅度地提高主机处理能力和I/O吞吐能力,配备大容量的磁盘阵列,可存储大量节目源,为用户提供高质量的视频点播业务。且采用统一内存访问体系结构(UMA),代替了传统的总线结构;以及采用可伸缩共享内存多处理结构(S2MP),使之能大规模并行处理数据。
VOD系统运行的服务软件是Oracle公司的OVS(OracleVideoServer)软件。OVS是一种用于客户机/服务器系统的端到端的软件解决方案。它可根据需要存储、管理、传输和显示数字影像。OVS服务器通过共享影像文件,可以有效地满足对连续影像数据流或高度交互段的需求。数字影像是基于MPEG-1、MPEG-2编码标准,这一标准可以在一般网络上以约1.5Mbit/s或6Mbit/s的速率传输全动感(30帧/秒)、全屏的VHS质量的影像以及CD音质的声音。
OVS不仅支持下行的NativeATM的视频流,还支持标准的UDP,能有效地传输影像数据流,使用IP用于网络编址。在OVS服务器及其客户机之间的高层网络管理由OMN(OracleMediaNet)提供,它确保了UDP/IP传输信息时的可靠控制。标准网络接口,如用于服务器的高速FDDI和用于客户机的Ethernet,使得与公共网络的集成成为可能。



图3:VOD系统结构图


图3展示了从用户端经过接入网到应用端的网络结构。以下对图中重要设备功能逐一进行介绍。
  (1)STB:通过安装特殊的客户端软件与SERVER联系,并安装MPEGII解码卡进行VOD点播(MPEGI为1.5Mbit/s,MPEGII为4Mbit/s)。它与xDSL的接口为25MATM网卡或10M以太网卡;与CableModem和LAN的接口为10M以太网卡。
(2)PC:通过安装特殊的客户端软件与SERVER联系,借助浏览器进行VOD点播(MPEGI为1.5Mbit/s,只需安装软件即可回放;MPEGII为4Mbit/s,必须安装MPEGII的解码卡)。它与xDSL的接口为25MATM网卡或10M以太网卡;与CableModem和LAN的接口为10M以太网卡。
(3)接入设备:包括局端设备和用户端设备,采用的接入方式有ADSL,VDSL,FTTB+LAN,FTTB+多媒体引入线。
(4)服务中心的视频服务器安装OVS软件,可以同时接收多个用户的视频请求,以纯ATM方式或UDP方式将视频流通过网络传输给用户。
3.交互游戏
交互游戏顾名思义是指多人通过网络联机打游戏,与窄带不同的是用户端并不需要游戏光盘,在SERVER端有一组虚拟光盘库,用户利用高速网络下载游戏软件后,即可进行联机游戏。
SERVER端提供游戏服务器,客户端使用特定的软件连接到SERVER端,寻找游戏内容和游戏对象后开始联机游戏。
应用端实现方式为IP,用户端实现方式为IPoverATM,采用RFC1577PVC的方式。



图4:交互游戏的系统结构图
  

图4展示了从用户端经过接入网到应用端的网络结构。以下对图中重要设备功能逐一进行介绍。
  (1)PC:通过安装特殊的客户端软件与SERVER进行联系,速率要求1.5Mit/s以上。它与xDSL的接口为25MATM网卡或10M以太网卡;与CableModem和LAN的接口为10M以太网卡。
  (2)主控服务器+数据库服务器用来控制光盘库服务器,存储游戏内容和控制游戏对象。
(3)光盘服务器相当于宽带网络上的虚拟光盘库,存储游戏。
(4)接入设备:包括局端设备和用户端设备,采用的接入方式有ADSL,VDSL,FTTB+LAN,FTTB+多媒体引入线。
(5)业务选择网关:隔离用户端和应用端,实现认证和计费。
4.数字视频广播
数字视频广播(DVB)可以将卫星等实时广播的信号转换成全数字视频信号,通过目前的ATM骨干网络传输到用户终端。它同样是实时广播的信号,用户可以选择不同的频道,但不能像VOD那样控制视频的播放,不能进行快进、快倒等操作。但它具有一般VOD没有的特性,运用ATM的广播技术,同一频道的节目在网络中只传输一份拷贝,而不需每一个用户都与服务中心建立一条连接。同时还可以将实时广播的部分节目存储下来,以供用户点播。
DVB系统基于ATM的LANE,首先在IP层上实现整个系统的连通,用户请求视频信号后,建立到用户的ATMVBR连接,将视频数据直接打包成ATM信元,通过网络传送到用户终端。VBR的连接可以保证视频流的质量,在穿过ATM网络时不会受到影响。



图5:DVB的系统结构


图5展示了从用户端经过接入网到应用端的网络结构。以下对图中重要设备功能逐一进行介绍。
(1)STB:机顶盒执行对视频流解码的功能,并向网络发出转换频道的指令。它与xDSL的接口为25MATM网卡,并在机顶盒上安装特殊的客户端软件。
(2)服务中心的广播服务器可以接受多个不同视频广播信号的输入,实时地将其压缩成数字信号。在有用户请求频道的时候向网上广播数字视频信号。


前景
21世纪是网络的世纪,人人都想提速,人人都在抱怨自己的网络速度太慢,而宽带网的发展正是顺应了这一需求,相信在未来几年里,宽带用户将大大增加,宽带网络的规模也将随之不断扩容。随着中低速视音频点播、网上购物、网上教育等宽带业务的开展,人们将发现网络是生活的一部分,带宽是网络生活的保证,而上网人数也将急剧增加,未来的发展必然会超出我们的想象。
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