三网融合的技术基础

从物理结构上看，现代通信网可以分为核心网（骨干 网）、接入网和用户驻地网。核心网由长途网和中继网构 成，它是-个规模庞大、运转高效、安全可靠、高速互联 的网络，拥有大量的大容量传输和高速交换设备，实现全 网范围内的信号汇集、分配、传输和交换。接入网主要是 -个电信网的概念，历史上是指电话网中由市话端局到用 户之间的部分，乂称用户环路。后来被国际电信联盟加以 规范和引屮为:接入网（Access NetwoHk, AN ）是由业务节 点接口 （Senice Node Interface, SN1）和用户网络接 I」（User Network Interface, UNI）之间的-系列传送实体组成，是为 「传送业务而提供相应传送承载能力的实施系统。接入网 的概念也可以被引申到有线电视网和计算机网。用户驻地 网通常是指设置在用户驻地，与公共通信网相联，为用户 所拥有的局域型专用通信网和用户终端设备，如电信专用 交换机（1>BX）、计算机局域网（1.AN）、内部网（Intrane）、 电话机、传真机、计算机、电视机等。
对于三网融介来说，骨干网已经不存在太大的问题。 近年来，随着大规模的网络建设，无论是电信网、有线电 视网，还是计算机网的骨干网均实现了光纤化、数字化。 各种宽带技术已经或正在迅速发展中日益成熟和完善，波 分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)、IP over SDH、1P over DWDM等技术已大量投入使用，并提出了建设全优化 光学骨干网络的设想。骨干网的带宽对开展宽带业务已不 存在任何障碍，可以说.骨干网已经为三网融合做好了准 备。而连接骨干网和用户的接入网成为三网融合的交汇点 和难点，也成为竞争的焦点，是最具三网各自特色的领 域，各种新技术诸如xDSL电缆调制解调器(cable mo¬dem ),以太网等等将在三网融合进程中共存发展，相互 竞争。
1 -电信网。
(1)电信网技术基础。电信网的基础网络是电话网络。 自从1876年贝尔发明电话、1891年史端乔发明电话交换 机以来，电话网就成为最早建立起来的通信网。随着先进 通信手段的不断涌现，电话网已从-个城市扩展到全球. 乃至太空，形成了真正的全球电话网。
电话网一般是山用户终端、传输介质、交换系统和信 令系统构成的。电话通信就是通过声能和电能乃至光能的 相互转换以达到用电和光传送语言的一种通信技术。电话 机同时具仃送话器和受话器的功能，以满足用户发话和受 话的要求。所以，电话机就是电话通信网中的用户终端. 要满足n个用户通话的需要，就要在n个用户之间铺设n (n-1)条电话线，铺设线路的工作量是非常大的。后来 电话交换机发明以后，大大改变了这种状况、只要在这些 用户所在区域内建立一个电话局，将电话局的电话交换机 于每个用户一一相连即可，这样只要铺设n条电话线就够 了，如下页图2-1所示。每一部交换机可以管理1万条甚 至更多的电话线路，大的电话局可以有儿台至儿十台交 Z)   换机。 早期的交换功能是由人工操作的。每一条电话线都接 到接线员面前的界面板上。每接通-个电话，接线员就耍. 把一条电线分别插入主叫者和受话者所在线路的插孔之 中，以将通话双方连接起来。一旦通话结束，再将这种连 接拆除。后来.步进继电器完善了交换功能。通话时，这 些继电器由电话拨号盘产生的脉冲来控制，拨出的每-个 数字由交换系统转换并将拨号信息送至受话方。再后来， 纵横继电器取代了步进继电器，提高「交换过程的速度和 能力。到了 2()世纪7()年代，出现了电子汁算机程控交换 机,它能够读取拨号脉冲或从电话电识别音调.从而完成 交换工作“对于小城镇，可能建立一个电话局就可以满足用户的 需要，但是对于稠共规模的城市来说”单局制的市话网已 不能满足需要，需要建立多局制的市话网。可以在业务量 集中的地区就近设立电话盼局，再用局间中继线将不同的 分局连接起来。这样单局的用户终端数量大大降低”用户 线的平均怅腹也可以缩短”提高了资源利用率”节省了投 资”信号传输的质量也能得到提高。如图2-2所示。 城市之间的电话通信需要建设长途电话网，以将全国起来。曲于长话网的分布范脚雜第广，一般采用分级汇接 制。中国采用四级汇接制的长话网，这四级分别是:：大区 中心局（省间中心局）省中心局、地市中心局、县中心局。在整个系统中，除了大区中心局以外，每个交换局都 要和它的匕级局相连，大区中心局之间采用全连接的方 式，以保证任意两个大区中心局之间都有一条直通的通路。
据信息产业部的统计，2005年1 ~ 6月份，全国新增 电话用户5 402.6万户，总数达到70 060.6万户。其中， 固定电话丿用户新增2 568.2万户，达到33 743.8万户；移 动电话用户新增2 834.4万户，达到36 316.8万户。固话 用户总数和移动电话总数均为世界第一位，并且移动用户 超过了固定用户。20()5年上半年电信业务收入达2 812.0 亿元，比上年同期增长11.0%。
(2)电信网——E技术。计算机问世以后，并没有 建立专门的计算机网络，而是使用电话线来连接的。计算 机是数字式工具，其间传送的是数字信息，而电话网却是 模拟的，为了使电话线能够传送数字信息，人们研制了调 制解调器。调制解调器能使计算机的数字信息转换成两种 音调，一种代表"0" (of,另一种代表"1" (on)。转换 后的音调通过电话线传到另一端，调制解调器再将此音调 还原送入计算机。最早的调制解调器的传输速率为100 ~ 300bps,后来上升至 1 200 - 2 400bps、9 600bps、28 000bps、 56 000bps .由此电信网和计算机网最早实现了融合，但由 于电话网的传送速率非常慢，尚无法传送电视节目。传送 一套VCI)质量的需要1 Mbps左右的带宽，而传送一套DVD 质量的电视节目需要4Mbjp的带宽。
后来电话公司为了获得更大的带宽，又制定了新的标 准以满足业务的需要，即综合数字服务网络(ISDN, Inte¬grated Services Digital Network)。它能提供两个 64Kbps 的数据 信道或语音信道，如果全部用于传送数据，可以达到128阳丙，但仍然无法实现传送电视节目的要求。真正实现突破的是数字用户环路技术（xDSL）。它是现 有电话用户双绞线上采用数字信号处理技术，以提高铜线 的上下行信道的传输速率。目前主要包括HDSL（高速率数 字用户线路）、SDSL （单线制数字用户线）、VDSL （超高比 特率数字用户线）和ADSL （不对称数字用户线路）等技 术。HDSL技术已经发展得比较成熟，主要用于替代传统的 T1/E1,解决分散用户接入技术，可传送多路语音、视频 和数据。SDSL是HDSL的简化版本，在一对电话双绞线上 可以提供双向高速可变速率连接.速率范国从，6（） Kb/ s到 2.084Mbit/s,在0.4mm双绞线上，最大传输距离为5公 里。这种技术的缺点在于实施成本高，不便于对普通用户 的大规模推广应用,市场局限于企业等高端用户 上ADSL 是利用-对双绞线提供非对称传输速率的宽带接入技术. 只需在双绞线的两侧各安装—个ADSL调制解调器，| ：行 速率最高可达8641Kps,下行速率最高可达8.032Mps,网 络结构采用点到点方式，用户独享高带宽。该技术支持语 音、数据、图像和高速Internet接入服务，主要面向分散的 居民用户。VDSL是在ADSL技术基础上开发出来的宽带接 入技术，接入速率是AIM,的I（）倍左右，但其传输距离则 近得多。
目前ADSL系统采用效果最好的是离散多音调制技术 DMT,使用40KH以上频率传输数据，40KH以下仍然用 来传输语音. ［因此使用ADSL可以-直联网而不影响使用 电话。上行频道共有25个4KHz信道.传输调制效率为 15bit/}H,理论上上行传输速率最高为1.5Mps,由于存在 干扰，一些频率的信道不能使用，实际上行速率为32 - 864K>ps。下行共有249个4KH信道，调制效率同前，理 论最高传输速率为14.9Mps,由于在某些频率存在干扰不 能使用，实际速率为32KPps~ 8.032Mbps。频谱的分配如图 2-3所示。
由于ADSI ■信号的工作频带与电话业务的工作频带不 重合，ADSL Mwiem在电话线上产生三个信息信道：一个为 标准电话服务的信道、一个速率为640kPps~lMps的中速 上行信道、一个速率为1 Mbps ~ 8Mbps的高速下行信道，并 且这三个信道可以同时工作，用户可以边打电话边上网， ADSL系统发生故障而无法使用时，用户电话不受影响。据信息产业部2005年对上半年的统计，截止到2005 年6月底，中国宽带接入用户达到3 165.1万户，其中AD¬SL 用户为2 186.6万户。