信息融合传输

信息融合传输（精选7篇）

信息融合传输 篇1

探索煤炭信息化网络融合传输平台的构建, 是一种非常可取的措施, 在一些发达国家和城市, 煤炭信息化网络融合传输平台已经有所建立, 而且得到了迅速的发展, 为国家的发展和社会的进步增添了很大的助力, 就现阶段的情况来说, 还在不断的深化。

1 煤炭信息化网络融合传输平台的可行性

1.1 煤炭事业的大幅度进步

在近几年的发展中, 我国的煤炭事业取得了辉煌的成绩。对于煤炭而言, 我国已经不仅仅局限于过去的发展模式。在过去, 我国的煤炭仅仅限于民用, 而且浪费严重, 达不到充分的利用, 对环境的污染也较大, 但在现阶段的发展中, 科学技术得到了大幅度的进步, 因此, 煤炭事业也得到了很大的提高。煤炭已经不仅仅为民所用, 更多的是进行多方面的利用, 除了取暖以外, 所剩下的煤渣, 还可以进行加工, 作为它用。另外, 在煤炭的利用中, 对环境的污染也逐渐的降低。因此, 构建煤炭信息化网络融合传输平台是有一定的可行性的。

1.2 网络的发展

对于构建煤炭信息化网络融合传输平台而言, 可行性之一就是网络有了较大的发展, 现阶段的网络可以说是“无所不能”, 很多人都可以在网上找到自己想要的信息, 而且网络交易也变得相当频繁。对于过去的社会来说, 虚拟交易是非常不切实际的, 但在新的形势和环境下, 虚拟交易是一种潮流和形式, 尤其是对煤炭事业而言, 在空间和时间上的要求不断提高, 而网络的迅速发展, 刚好可以满足苛刻的空间及时间要求, 鉴于这样的情况, 是有必要构建煤炭信息化网络融合传输平台的。

2 实例分析

2.1 项目概况

对于构建煤炭信息化网络融合传输平台而言, 在我国已经取得了一定的成果, 在本文中, 以郑煤集团为例, 主要原因在于郑煤集团发展较早, 在构建煤炭信息化网络融合传输平台方面比较有代表性。郑煤集团的传输网络始建于2005年, 整个传输网以SDH设备Metro3000为中心, 采用组环和带链的方式与各个厂矿的Metro1000设备进行组网, 每条链路的带宽及环路的总带宽均为622 M, 郑煤集团的办公、宽带、固话等业务均以新密为中心展开, 并与各个矿互通。由此可见, 通过构建煤炭信息化网络融合传输平台, 郑煤集团获得了较好的发展。

2.2 注意问题

在构建煤炭信息化网络融合传输平台的过程中, 也是存在一定风险的, 主要原因在于, 在网络上面, 很多的信息是相对公开的, 即使采取了保密措施, 也会受到黑客的攻击, 因此, 安全措施是非常重要的。鉴于这样的情况, 必须在构建煤炭信息化网络融合传输平台的过程中, 采取稳定的安全措施, 这就需要从硬件和软件两个方面来阐述。

(1) 硬件。在构建煤炭信息化网络融合传输平台的时候, 需要购买一定的硬件设备, 比方说计算机、服务器等等, 这些需要经过严格的审查, 不能出现半点的披露。有些公司在构建煤炭信息化网络融合传输平台的时候, 贪图便宜, 认为不会出现太大的问题, 在硬件设备方面购买了一些较为低劣的产品, 结果对煤炭信息化网络融合传输平台产生了很恶劣的影响。对于煤炭信息化网络融合传输平台来说, 硬件设备是最基本的保障, 所有的软件和网络传输, 以及交易都要靠硬件来实现, 一旦硬件不过关, 就导致所有的虚拟交易都没有办法进行, 会产生非常消极的影响。

(2) 软件。对于软件来说, 是煤炭信息化网络融合传输平台的核心部分, 在软件方面, 需要采取多方面的保护措施, 无论是防火墙, 还是杀毒软件, 都要采取最有效的一种。另外, 在软件方面, 要注意空间的合理安排, 不能片面地追求安全, 需要合理地安排软件的位置, 要知道, 在煤炭信息化网络融合传输平台中, 最重要的是交易, 构建煤炭信息化网络融合传输平台是为了促进煤炭事业的发展, 而不是一味地追求安全。我们采取保障措施只是为了安全起见, 并不是在进行煤炭信息化网络融合传输平台的安全研究, 很多的人过于担心, 心理压力过重, 导致工作重心偏移, 这样的情况也是存在的。因此, 在软件方面, 需要格外的注意。

2.3 优化技术

对于现阶段的煤炭信息化网络融合传输平台来说, 虽然我国已经取得了阶段性的成果, 但社会发展的步伐远远超乎我们的想象。鉴于这样的情况, 必须对现有的一些技术进行优化, 无论是操作技术, 还是加工技术, 都需要从根本上进行优化。比方说在步骤上比较繁杂, 就可以进行简化。只有这样才能对煤炭信息化网络融合传输平台起到积极的促进作用。优化技术已经成为现阶段发展煤炭信息化网络融合传输平台必不可少的一种措施。

参考文献

[1]马淑身, 陈荣娟.信息化技术进展浅谈[J].石油仪器, 2006 (1) [1]马淑身, 陈荣娟.信息化技术进展浅谈[J].石油仪器, 2006 (1)

[2]卢爱红.煤炭企业集团信息化管控模式研究[J].中国煤炭, 2012 (1) [2]卢爱红.煤炭企业集团信息化管控模式研究[J].中国煤炭, 2012 (1)

关于融合后本地传输网的优化 篇2

新一轮电信运营商重组后, 原来各自建设的光传输资源需要合理优化。这样可以健壮传输网的保护能力, 同时相对提高光网络的系统容量。本文作者从事新联通公司网络建设方面工作, 在此讨论关于本地传输网的优化方面的问题。

二、新联通本地传输网的现状

1、网通的传输本地网现状

网通的传输本地网是在原来的铜线传输网的基础上逐步发展起来的, 网络拓扑结构层次清晰, 分层主要以地市与县公司组建一个网络, 承载县公司和地市公司之间业务。各县公司有独立的传输网络。另外网络的传输网在光缆纤芯数上比较富余。而组建的SDH网络系统容量也较大。

2、联通的传输本地网现状

联通传输本地网由于是后期建设, 一般都把一个地市作为一个整体考虑组网, 网络没有很清楚的县域结构。而且网元数量比较多, 系统容量不大, 在汇聚层以2.5G为主, 接入层主要以622M为主。

三、传输本地网优化的目标

两个公司融合后, 将面对两张网络结构不尽相同的传输网络, 如何在最投低投资的情况下进行有效的整合, 是运营商面对的一个课题。网络整合的主要目标有以下几点:

1、清晰的网络结构

清晰的网络结构有利于提高网络利用率, 充分发挥设备的功能潜力, 并且有利于设备的扩容、升级和网络的演进。一般来讲按照汇聚、边缘层面建设。要合理选择汇聚节点, 充分发挥汇聚节点设备的汇聚地位和能力, 形成合理、清晰的汇聚区域划分, 提高纤芯利用率。

2、综合的业务接入

考虑综合的业务接入问题, 应能够支持多业务, 如GSM基站的2M数字电路和将来的3G业务接口, 同时能够支持数据业务的接入功能, 很好的满足NGN和IP网络的建设。

3、使网络更具备生存性

在优化过程中要充分利用两张网络的丰富的光缆资源, 尽可能的组建成自愈环, 提高网络生存能力。在投资较少的情况下, 使网络结构更合理化, 业务保护能力更强。

四、传输本地网优化需要解决的问题

传输本地网在建设过程中总会因为各种原因, 会存在这一些不足。

1、网络优化解决同一条光缆组建SDH自愈环的问题

传输本地网采用了同一条光缆组建SDH自愈环的网络结构使SDH自愈环的保护功能大打折扣, 只能在设备级光口上进行保护。会导致截环的发生。因此必须利用融合后的光缆资源解决原来同一条光缆SDH自愈环的问题。

2、解决网络中长支链的问题

各个运营商在网络拓扑上都有很多支链, 尤其在北方山区, 建设环网线路投资巨大。由铜线线路和PDH网络发展起来的传输网络, 存在的链型网络可能更多一些, 在县公司的农话网络中仍然存在非常多的链型拓扑结构的网络。链型网络存在着很大的安全隐患。因此要利用融合后的网络资源解决网络中存在的长支链问题, 提升网络的安全。

五、传输本地网优化的几种方案

前期优化主要以投资为导向, 以最小的投资使网络有最大的提高。目前的网络还是以SDH组网为主, 组建各种SDH自愈环, 建壮网络为目的。应以利用融合后的光缆, 只对设备进行小副度改进为主的优化。主要有以下几个方案:

1、利用空闲纤芯组建SDH自愈环

原联通和原网通在传输本地网光缆线路的建设上可以互补, 本方没有到达的光缆路由, 而对方已经到达的光缆路由, 可以互相利用空闲纤芯组建环网, 这样达到了不增加线路投资组建成环网, 极大的提升了网络安全。

2、双方都为链型网络首尾相接组建环网

原联通和原网通很多地方都存在链型结构, 只不过走不同的光缆杆路。这样可以使两家光缆在两端互联, 借用对方的光缆空闲芯, 各自组建环网。虽然光缆为同方向, 由于光缆杆路不同, 一般都会有一定距离, 而且处于不同机房, 因此会起到比较理想的环网保护效果。

3、没有光缆空闲纤芯的解决方案

有些地方由于发展速迅和前期建设估计不足, 可能没有空闲纤芯。这样在优化时可能会遇到困难, 可以采用增加粗波分 (CWDM) 的方式解决。

如果都为一家SDH传输设备, 可以采用重新组网的方式, 如果都是SDH设备不同厂家, 可以借助SDH标准接口的特性进行互联互通。在进行互联互通时要注意以下几点:

(1) 开销字节J1和C1字节的匹配

(2) 光接口的功率适配

(3) 关注组建环网的类型

互联互通组建的环网最好采用单向通道环, 因为通道环采用双发选收的原理, 保护机制相对简单, 可以很容易做到。而MSP (复用段环) 要采用倒换协议, 所以不建议采用, 因为各厂家的设备可能会存在差别, 成功的机率很小。

六、小结

信息融合传输 篇3

在三网融合的趋势下,广电运营商的业务已经从单一的广播电视业务向多业务(包括互动电视、高清电视、宽带数据业务等)方向发展,其所需要的干线传输网络容量也越来越大。而随着光通信技术的发展,光传输网络正向着大容量传输、多业务承载和网络智能化方向演进,从目前成熟的同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy,SDH)和多业务传送平台(Multi-Service Transmission Platform,MSTP)到波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)技术,再到光传送网(Optical Transport Network,OTN),光传输网络正逐渐向全光网络(Al Optical Network,AON)迈进。与此同时,广电业务的增长使其对光传输网络有了更高的要求,广电运营商应该如何更经济、更合理地选择光通信技术值得探讨。

1 光传输网络技术

1.1 SDH/MSTP技术

SDH是国际电报电话咨询委员会(CCITT,现ITU-T)于1988年在同步光网络(Synchronous Optical Network,SONET)概念的基础上,发展出的同时适用于光纤、微波、卫星传送的通用技术体制,是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体,并由统一网管系统操作的综合信息传送网络[1]。SDH技术能得到广泛应用是因为其具有以下优点:

1)SDH传输系统有国际统一的帧结构和光接口,能透明传输各种业务信号,形成了全球统一的数字传输体制标准,具有横向与纵向的兼容性。

2)SDH采用灵活的同步复用方式和复用映射结构,配合先进的分插复用器(ADM)和数字交叉连接(DXC)设备,增强了网络的自愈和重组功能,有利于用户进行动态组网。

3)SDH帧结构中安排了丰富的开销比特,网络中的每一个SDH网元(NE)都可通过软件控制进行本地或远程操作,这大大提高了网络的自动化、灵活性和可靠性,降低了网络的维管费。

传统的SDH设备是针对电路交换业务优化设计,而且只提供PDH,SDH/SONET系列速率接口,如果传输数据、多媒体等非对称性或者即时业务时,必然造成效率低下。为了满足多业务传输的需求,基于SDH的MSTP出现了。MSTP设备逐步采用了包括通用成帧规程(GFP)、虚级联(VCat)、链路容量调整(LCAS)、弹性分组环(RPR)、多协议标签交换(MPLS)、自动交换光网络(ASON)等技术,这些技术的应用提高了网络的使用效率,增加了网络的灵活性和可靠性,满足了数据传输的汇聚和整合需求。MSTP技术是SDH的延续和发展,使SDH具备了能够高效和稳定传送包括数据业务在内的多业务能力。不过随着承载业务的增加,传输网所需的电路带宽和颗粒度不断增大,SDH网络在扩展性和效率方面呈现出明显不足,而且SDH是以时分复用(TDM)方式传输,随着传输容量的增加,光纤引起的色散影响会越来越大,限制了信号的再生距离,因此从经济和技术角度综合考虑,采用TDM方式开发更大传输容量的光通信系统是不合适的,此时只能往WDM方向发展。

1.2 WDM技术

WDM技术本质上是光域上的频分复用技术,它充分利用单模光纤低损耗区中巨大的带宽资源,将多种不同波长的光载波信号在发送端经过合波器耦合到同一根光纤中进行传输,在接收端由分波器将不同波长的光载波信号分离,然后由光接收机作进一步的处理以恢复原信号。根据每个波长之间的间隔宽度不同,WDM可分为粗波分复用(CWDM)和密集波分复用(DWDM)[2]。WDM技术在近几年得到迅猛发展是因为其具有以下优点:

1)超大容量传输,节约宝贵的光纤资源。WDM系统充分利用现已成熟的TDM技术,其传输容量可达到数百Gbit/s级,实验室中也开发出了Tbit/s级的WDM系统,这样巨大的传输容量是目前单波TDM方式无法做到的,通过波长复用系统,原先需要数根光纤才能达到的传输容量在使用WDM后只需单根光纤即可实现。

2)各光通路透明传输,可平滑升级扩容。WDM系统的各光通路可以透明传送不同的业务信号,彼此互不干扰,而且升级扩容时只需增加复用光通路数量与设备即可,不会对其他复用光通路产生影响。

WDM技术第一次将复用方式从电信号转移到光信号,对传输的数据格式透明,是迈向全光网通信的重要一步,但传统的WDM在光域上缺少开销字节,网络管理较弱,无波长/子波长业务调度能力,难以满足复杂的上/下通路需求,主要以点到点连接的方式组网,缺少灵活性,能够提供的网络生存性手段和能力较弱,不能对业务进行有效保护。而新一代OTN则克服了这些缺点。

1.3 OTN技术

OTN也称为OTH(Optical Transport Hierarchy),是G.872,G.709,G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代光传送体系,其以WDM技术为基础,结合了SDH的优点,扩展了与业务传送需求相适应的组网功能,集传送和交换能力于一体,是下一代光传输网络的发展方向[3]。OTN作为一种新型组网技术,具有以下优点:

1)具有动态的光调度设备,具备大颗粒业务交换能力。OTN提供了基于电层的子波长交叉调度和基于光层的波长交叉调度,具有强大的业务调度能力。在电层上,OTN的光通道数据单元以2.5 Gbit/s,10 Gbit/s和40 Gbit/s为颗粒进行交换,完成子波长业务调度;在光层上,其带宽颗粒为波长,以可重构光分插复用器(ROADM)实现波长业务的调度,无须OEO转换即可完成超大容量的光波长交换。

2)具有强大的开销字节和维护管理能力。OTN将光域划分成光信道层、光复用段层和光传送段层3个子层,允许在波长层面管理网络,这与SDH的段层和通道层相类似。

3)增强了组网和保护能力。通过OTN帧结构、光通道数据单元交叉和光分插复用器的引入,OTN的组网能力得到增强,同时OTN也具有更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能,可实现波长与子波长的快速保护。

OTN技术继承了SDH和WDM的传统优势,在保留了SDH优点的基础上提供了大颗粒业务的透明传送,其基于波长和子波长的多层面调度也使得该网络能够实现更精细的带宽管理,从而提高了调度效率和网络带宽的利用率。但OTN也存在一些不足之处,例如,不支持2.5 Gbit/s以下颗粒业务的映射与调度,传送以太网业务时可能出现业务的透明度不够或传送的颗粒速率不匹配等问题,而且OTN设备的成本仍然较高,在实际组网中应如何经济合理地选择OTN技术及设备仍存在争议。目前ITU-T的相关研究组正在积极讨论建立新一代OTN(NG-OTN)网络架构,以解决OTN的这些缺陷。

1.4 AON技术

AON是指从源节点到终端节点之间的数据传输与交换均在光域内进行,中间没有经过OEO转换的网络,网络中包括了光传输、光放大、光再生、光交换、光存储、光信息处理、光信号多路分插复用等先进的全光技术。基于波分复用的AON由光传输线路和在光域内进行交换与选路的光节点组成,通常在网络边缘进行电子处理,网络边缘的节点可通过光通道与光网络直接连接。AON具有以下优点:

1)光节点取代了大量电子器件,实现了更高速率、更大容量的传输。由于全光网中光信号的传输没有光电转换的障碍,消除了“电子瓶颈”现象,而光节点不进行信元或数据包的电子处理,具有很大的吞吐量,降低了传输延迟,因此大大提高了传输效率。

2)可提供多种协议的业务。AON采用了波分复用技术,以波长选择路由,不同类型的信号可以直接进入光网络,因此可方便地提供多种协议的业务。

3)具有更高的组网灵活性。AON可在任何节点加入或去掉某个波长。

4)具有更高的可靠性。由于信号传输途中不需要进行光电转换,因此AON中许多光器件都是无源的,提高了网络可靠性。

AON中信号的传输、处理、储存、交换以及多路分插复用等功能都是由光子技术完成,因此效率要远胜于现有光通信系统。但目前全光处理仍然存在许多困难,例如对波长的变换,在电域中利用OEO很容易实现,但全光的波长变换技术仍不够成熟,无法像在电域中那样在一个极宽的范围内进行变换,此外全光网的维护管理信息处理也有许多困难,目前仍难以在光域上增加开销对信号进行监视,因此其维护管理仍需靠电信号进行,但全光网是光通信网的发展目标,相信随着光通信技术的发展,全光通信在将来是可以实现的。

2 广电光传输网络的选择

在三网融合的发展趋势下,广电运营商既面临着机遇,也面临着挑战,广电的业务已经从以往单一传统的广播电视业务转向多业务方向发展,伴随着全国广电运营商的逐步整合,广电光纤干线网的容量需求势必会迅猛增长,许多广电运营商为了满足日益增长的业务需求而要大规模升级其干线传输网络,面对目前不断发展的光网络传输技术,选择合适的技术以适应自身的业务发展对广电运营商是非常重要的。

对于干线网传输容量需求在10 Gbit/s以下的广电运营商来说,选择以TDM为基础的SDH和MSTP技术是经济合理的,目前许多广电运营商的干线传输网络已经逐步升级为基于10 Gbit/s SDH技术的MSTP多业务传送平台,该平台能够很好地支持包括广播电视、互动电视和宽带数据等多业务的发展。而随着相关技术的不断发展,一些设备制造商的实验室已经开发出40 Gbit/s的SDH系统,但由于其成本和技术要求较高,目前还难以得到大规模的商用。

对于干线网传输容量需求超过10 Gbit/s的广电运营商来说,采用WDM技术将比采用以TDM为基础的SDH技术更为经济。该技术能够节约宝贵的光纤资源,因此目前也有部分广电运营商在其干线传输网中采用了DWDM技术,而且城域网中日渐兴起的PON技术也是以WDM为基础。但传统的DWDM缺乏组网的灵活性,该技术只适用于大颗粒业务点对点的传送,而且目前DWDM设备成本依然较高,因此对于业务量不大的广电运营商来说,采用DWDM技术组建干线传输网的运营成本仍然比较高。

在WDM技术基础上发展出的OTN技术正在逐渐趋向于成熟,目前基于光交叉的OTN设备和基于电交叉或基于光电混合交叉的OTN设备均已得到局部商用,其组网的灵活性和大容量的传送能力将更适合广电业务发展的需求,随着OTN技术的快速发展和设备成本的降低,广电运营商可以不需要选择跨越传统的WDM技术而直接采用更为先进和适合广电的OTN技术,从而提供更丰富和更灵活的业务服务。而AON技术则是光通信网的最终目标,其信号的全光处理将极大地提高传输效率,相信随着光通信技术的不断发展,广电光传输网将逐步过渡到AON。

3 小结

光传输网络技术从目前成熟的SDH/MSTP到WDM,OTN技术,最终将过渡到AON技术,其发展日新月异,网络传输容量不断提升,组网方案越加灵活。面对三网融合的发展机遇,广电运营商并不一定要追求最先进的技术,通过对各种光传输技术的比较分析,广电运营商应该根据自身业务的发展来选择合适和成熟的技术,以更短的时间和合理的成本来建设自身的干线传输网络,从而提供优质的多业务服务,节省运营成本,创造经济效益。

参考文献

[1]马正先.MSTP技术在DVB干线传输中的应用[J].电视技术,2004,28(5):46-48.

[2]孙友伟,孙书娜.有线数字电视光分组交换网络构成[J].电视技术,2005,29(6):62-65.

信息融合传输 篇4

随着移动通信技术的进步和各个通信运营商投入的增加,3G网络在我国不断发展和成熟,使得利用3G网络传输高质量实时视频成为可能。虽然3G网络具有覆盖范围广、接入简便等优点,但是仍然面临几点问题:首先是带宽限制。目前,国内三大运营商提供的单路3G网络带宽均不能满足高质量视频传输的要求,而且作为一种时变信道,某一3G网络提供的网络带宽并不稳定[4];其次,特定地区3G网络的可用资源会随着用户数量的增加而减少。某些热点地区人流量大,3G网络的可用资源不足。若在此类地区利用3G网络作为视频实时回传手段,效果不甚理想。

针对上述问题,本文提出一种利用超短波通信和3G网络相结合的的便携式无线视频传输系统,该系统利用多张3G卡捆绑的方式增加了网络宽带,而当热点地区因为资源无法满足传输条件而不能直接利用3G网络时,系统利用超短波通信手段将热点地区的视频信息第一时间传送至3G信号较好的地点,再利用3G网络将信号传送回后台。该系统可以较好地满足热点地区视频采集对实时性和视频质量的要求。

1 便携式无线视频传输系统

1.1 便携式无线视频传输系统的组成

携式无线视频传输系统主要由数据采集子系统、数据传输子系统和视频中心站子系统组成,系统组成如图1所示。

数据采集子系统由嵌入式视频编码器和便携式超短波电台组成。两台设备体积小、重量轻,可以随身携带,灵活方便。嵌入式视频编码器对外提供标准的模拟信号输入接口,可以根据使用需求接入各种类型的摄像设备。超短波电台工作在通信范围内可提供不低于2 Mbit/s的数据带宽。

数据传输子系统是便携式无线视频传输系统的核心部分,它由车载超短波电台和3G信道设备组成。超短波电台与数据采集子系统的便携式超短波电台建立无线链路,接收来自前方的数据,并转发给3G信道设备。3G信道设备通过3G网络将视频数据传入Internet,它使用多张3G上网卡捆绑的方式,达到增加网络带宽的目的。

视频中心站子系统由视频处理服务器组成。视频处理服务器放置于后台,完成对前方视频的收集、存储和转换功能。视频处理服务器以有线方式接入Internet,接收3G信道设备发送的媒体流,可以即时解码输出模拟音视频信息供查看现场情况,也可以以文件形式输出供后期处理制作。

1.2 便携式无线视频传输系统的工作原理

在便携式无线视频传输系统中,所有音视频的媒体流都在中心站的视频处理服务器上汇总,因此视频处理服务器必须使用固定的公网IP地址。当3G信道设备上电且有可用信道资源时,3G信道设备便会主动向此IP地址发送认证请求,使前端系统与中心站建立IP层链路。系统中车载超短波电台处于常开状态并在约定频点守听,当检测到便携式超短波电台开机时,便会与之建立起无线连接,组成由嵌入式视频编码器到3G信道设备端到端IP层链路。

当前方摄像机工作时,嵌入式视频编码器将由摄像机输入的模拟信号以H.264编码方式压缩转换成IP媒体流,通过超短波电台组成的无线网络送至3G信道设备。3G信道设备沿着与中心站已有的IP层链路,将媒体流送到视频处理服务器上。视频处理服务器根据用户的需求,存储、转发收到的数据,也可以对其解码,将媒体流转换成模拟信号直接播放。便携式无线视频传输系统的工作流程如图2所示。

2 便携式无线视频传输系统关键技术

2.1 3G多链路聚合技术

3G信道设备的性能直接决定了视频质量的好坏。因此提高3G信道设备的性能特别是网络带宽尤为关键。利用3G网络传输视频的最大瓶颈在于数据带宽[5]。对突发事件的快速捕捉、应急指挥等应用需求而言,它们更加注重3G网络的上行带宽[6]。目前,国内部署的WCD-MA、CDMA2000和TD-SCDMA这3种制式网络的理论和实际上行带宽如表1所示。

从表1中可以看出,各网络制式的实际上行带宽难以满足高质量视频传输的需求[7]。便携式无线视频传输系统中的3G信道设备采用了多链路聚合技术同时利用多条3G链路传输一路视频信号,达到拓宽带宽的目的。

多链路聚合技术是指将与3G信道设备连接的多条3G通道捆绑成逻辑上的一条数据链路,对多条通道提供的带宽统一使用分配技术。图3所示为3G信道设备与中心站视频处理服务器间利用多链路聚合技术建立起逻辑信道的示意图。图中3G信道设备同时接入了WCD-MA、CDMA2000和TD-SCDMA网卡各一张,3G信道设备利用应用程序,将一路视频流沿着3条通道同时传输几条信道对于视频流而言就像一个整体。

采用多链路聚合技术除了提高数据带宽外,还能增强信道稳定性。利用单模单卡传输时,视频传输质量完成取决于该网卡信道质量,波动较大;利用多模多卡组成模拟逻辑信道传输视频,当某种制式网络可用资源减少而造成对应的网卡带宽下降时,3G信道设备可以将更多的数据通过其他制式网络传输,提高了传输的稳定性。

实现多链路聚合的方案很多,如ML-PPP协议、多网络捆绑(Bonding)技术、SCTP(Stream Control Transmission Protocol)协议等。这些方案或者配置复杂(多网络捆绑技术),或者需要其他设备配合(ML-PPP协议),或者对实时性支持不佳(SCTP协议),均不适应于新闻采集传输系统。作者考虑到现实中的3G网络是一种低速时变信道,以及对设备轻便性和系统实时性的需求,采用了基于原始套接字编程方式的多链路聚合方案。它的基本思想是利用原始套接字编程方式在数据链路层收发原始分组,应用程序可以在数据链路层上自行操作,而无须经过系统的TCP/IP协议栈。这样在存在多条通路的情况下,应用程序可以根据策略选择当前数据包的传输路径,达到多路聚合的效果[8]。

3G信道设备采用动态的资源分配策略,通过视频处理服务器的反馈,3G信道设备可以实时监控到各通道的丢包率、延时等指标,并根据指标变化动态地分配各个通道的视频流量,使捆绑后的信道质量达到最佳。3G信道设备实现传输的具体流程如图4所示。

经过实测,3G信道设备接入6张3G卡(2张WCDMA卡,2张CDMA2000卡,2张TD-SCDMA卡),捆绑后带宽典型值能达到2 Mbit/s,满足视频流传输需求。

2.2 超短波通信

3G网络的单个基站提供的资源数有限,且热点地区人流量大,3G用户数多,人均可用资源可能不足,在某些突发事件或者局部灾害可能导致该地点3G通信中断。在此情况下,直接利用3G网络作为视频回传手段已不能满足传输的质量要求。因此系统需要利用其他无线通信平台作为辅助手段。

由于超短波基于视距通信,但也具有一定的绕射性。在城市内使用便携式无线视频传输系统,超短波通信距离的典型值为2 km,而较在空旷的地区,通信距离更远。在通信距离内,超短波电台可提供不少于2 Mbit/s的数据带宽,满足单路视频流的传输需求,不会成为系统带宽瓶颈。同时超短波电台的体积较小、重量较轻、电池续航能力强并且通信范围内,信号稳定性好。而相对于短波通信,超短波通信具有通信质量好、数传能力强、设备操作简便等优点;相对于微波通信,超短波通信具有设备价格便宜和方向性要求宽松等优点。综合以上的考虑,系统选择超短波通信作为热点地区视频回传的辅助手段。先将视频数据回传到3G信号较好的地点,再利用3G网络接力传输,达到视频实时传输、扩大视频采集的范围和提高系统的便携性、稳定性的目的。

3 便携式无线视频传输系统的典型应用

在使用便携式无线视频传输系统前,一般需要对3G传输的效果进行测试。可以根据事发地点3G信号的具体状态,自由选择各种制式3G卡的比例,以达到最佳传输效果。一般情况下,将数据传输子系统放置于汽车内,在事发地点附近选择3G信道较好处停车,摄像人员携带数据采集子系统进行视频采集并自动回传到视频中心站。

在武汉市郊选取空旷地点进行了系统测试,测试系统示意图如图5所示。

测试中,系统使用了6张3G卡(3张WCDMA卡,3张CDMA2000卡)。在系统测试之前,首先进行3G信号检测。检测到该地点,上传速率约为700~1 600 kbit/s,整体速率较低,稳定性差,不能满足传输要求。经过选择,将车载节点放置于离测试地点2 km左右的一小区周边,该地点3G信号效果较好,满足传输要求。摄像人员在车载节点周围随机拍摄,3G信道上传速率保持在2 Mbit/s以上,后台监控实验室反馈,视频传输稳定,画面质量良好。图6所示为摄像人员距离车载节点2 500 m左右地点拍摄时,后台监控实验室解码出的画面。

4 结束语

本文针对利用3G网络传输实时视频面临的带宽不足、网络状态不稳定和热点地区网络资源不足的问题,设计了利用超短波通信和3G网络相结合的便携式无线视频传输系统。利用超短波手段避免了热点地区3G资源紧张对视频实时回传带来的影响,多3G卡捆绑传输增大了网络带宽,而对多种网络制式的支持也减小了网络不稳定造成的风险。经测试系统效果良好,能满足公安执法、应急指挥等对无线视频实时性和画面质量的要求。

参考文献

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信息融合传输 篇5

目前, 广电系统正在如火如荼地整合有线电视网络, 发展双向数字电视业务, 力求在三网融合下, 取得先机。但是, 笔者认为:现在发展的有线双向数字电视系统基于同轴电缆的调制及频分复用方式, 其技术面对现阶段的光纤到户、IP通信技术, 价格、技术、方便性 (移动) 等优势不太明显。下面就视频传输的发展史、当代技术比较、未来发展趋势进行论述。

1 视频传播方式的发展史

自1925年发明电视以来, 经过80多年迅速发展, 视频从黑白变成彩色, 由模拟变成数字, 从平面变成立体;传播方式也越来越多元化。

1. 最早的电视是黑白的, 现场直接调制到射频、无线发射、接收, 整个过程只有摄像、发射、接收还原。

2.二十世纪四十年代, 美国首次建立了共用天线电视, 后来发展成为有线电视网络系统, 其技术特点是:调制、频分复用、同轴电缆入户。

3.自1956年发明磁带录像机以后, 电视过程变成:摄像、录像、编辑、播放、发射、接收还原;由此派生出了视频的概念, 从此, 视频传播不再是只有电视, 还可以通过磁带传输。

4.1962年, 美国发射了一颗名为Telstar I的有源通信卫星, 首次穿过大西洋对电视信号和电话进行了转播。

5.组建于1988年、隶属于ISO/IEC的运动图像专家组, 英文简称MPEG (Moving Picture Experts Group) , 是数字视频的奠基人。1993年VCD面世, 1995年欧洲150个组织合作制定了数字视频广播 (DVB) 标准, 同年DVD联盟统一了DVD技术规格, 它们都是采用MPEG标准;现在互联网使用最多的MP4、H.264等格式都与MPEG有关, 我国的AVS标准还不成气候。

2 当代视频传播的途径

1. 以前的节目源传播都是各自采用自己的通道传播到客户:电视台以前主要通过专用的无线发射通道广播节目;视频制作公司一方面卖节目给电视台, 另一方面自己通过发行磁带/光盘传播其节目, 最后通过网站广播;电影主要通过影院发行, 然后发行光盘、转成电视、视频网站广播等。

2. 从技术角度方面, 有线电视技术对视频传播的最大贡献就是首创在视频传输过程中采用了信源集成, 传输多套节目满足客户需求;目前我国的有线数字电视主要是集成转发中央、全国各省、自己的地方电视, 部分公司已经开展了高清/标清数字电视双向点播业务, 其双向业务都是基于调制/解调及频分复用技术。目前中国的有线电视网络都是区域性、封闭网络, 通过双向HFC网络发展互联网, 但受制于通信运营商互联网交换枢纽系统的控制。

3. 视频点播业务是互联网发展后新增加、广受欢迎的功能, 它最符合人性化要求, 时间自己控制, 想看什么就点什么, 观看进度自己掌握, 无拘无束;当前的视频点播也主要应用于网站, 有线数字电视的点播量相对非常少。

随着三网融合的推进, 视频网站的发展, IPTV牌照的发放, 视频流量在日益增长, 互联网视频极大地冲击了有线电视运营商的视频传播垄断地位。截至2011年11月的统计, 移动互联网流量逼近固定PC互联网, 2011年移动视频流量占移动网络总流量的比例首次过半;没有了信源垄断的有线电视运营商就和通信运营商一样, 它们都只是作为信号的传输商。但是, 由于互联网是国际性、开放式网络, 通信运营商掌控了互联网接入系统 (NAP) , 如图1所示。

4. 因为国情, 我国的广电系统目前垄断了音/视频的审查、播控权, 中央电视台和部分大电视台也相继建立了视频网站, 广电全国性的光纤网络连接到了省会市, 全省的有线电视光纤网连接到了县乡, 有1.74亿有线电视用户, 超过1000万是双向交互用户, 全国有线电视双向网络覆盖户数已经超过了5000万。拥有如此好的条件, 唯独缺少了互联网接入系统, 被人卡住了脖子, 导致有线电视互联网用户一上网就要经过通信运营商的接入系统, 再链接回到中央台或其它电视台网站, 电视台和有线互联网用户都要送钱给通信运营商。

3 光纤到户的技术模式对比

有线电视运营商和通信运营商一样都认识到:光纤到户是未来网络媒介的发展趋势, 光纤到户已经解决了造价高、纤芯入户容易断等绊脚石, 2010年5月6日, 中国电信科技委主任韦乐平出席“2010全国宽带通信及物联网高层论坛”时透露, 中国电信2010年将完成约100万FTTH (光纤到户) 接入。现阶段有线电视和通信运营商的光纤传输技术有较大差别, 本质上有线电视目前的技术属于模拟光纤传输系统。

1.通信运营商的光纤传输技术是:将数字视频信号打包成IP流, IP流直接光调制/解调, 光接收灵敏度非常高, 光接收功率非常低, 小于-30d Bm W;信号的信噪比很高, 误码率低, 具备网络管理功能, 直接兼容以太网, 维护简单;总之, 节省光功率, 省钱省力, 低碳, 给力。

2.有线电视运营商目前的光传输技术是:将卫星、本地数字视频信号进行码流复用→QAM调制→频分复用→光调制及发射→光接收解调→QAM解调、码流解复用→视频。比对通信运营商的光传输技术, 有线电视多了QAM调制/解调和频分复用过程, 这是由于有线电视起源于同轴电缆的频分复用技术, 将此技术再叠加上光纤技术, 形成现有的有线电视光传输模式。这种模式导致光接收灵敏度低, 要求光接收功率大于-8d Bm W以上;传输环节增加, 相对引起信号的信噪比降低, 误码率增高;网络管理功能实现困难, 维护技术复杂, 费钱费力;区域性、封闭网络缺乏竞争力。

4 立足广电系统, 应对电信/联通垄断的对策

正如2章节中的最新统计已经明确地给有线电视系统发出警报, 个别有线电视网已出现了用户数下降的记录。针对互联网视频的发展, 笔者认为:广电系统必须团结起来, 理顺电视台和有线电视网络之间的关系, 组建全国性广电网站的互联网网络接入系统, 一致对外, 才能提升我们的竞争力。

1.在广电总局的牵头下, 组建全国性广电网站的互联网网络接入系统, 将全国电视台的资源整合在一个共享的IDC平台上, 此IPTV网络接入系统供给电视台、有线电视网络共享, 让有线电视网络的互联网用户优先在此平台系统搜寻资料、点播视频, 即让有线电视互联网流量在内部循环, 用户不能留在此系统后, 才链接到外网。这样, 电视台网站可以通过此网络接入系统免费链接到互联网, 省下每年交两/三百万元给电信/联通, 有线电视网络也节省了购买流量的费用, 总局根据各部门的收益, 实现利益共享, 比例分成。

2.广播电影电视的审查、监管是党中央、国务院赋予广电总局的职能要求, 而且是唯一被授权的职能部门, 总局必须对广播、电视台、视频网站进行统一监管、审查, 统一宣传口径。要完成好视频网站监管, 各视频网站就必须先链接到总局监管系统, 审核后, 通过总局互联网网络接入系统对外播发, 才能真正起到审核、监管作用。这样广电系统才能有效地控制住IPTV, 才有底气和电信/联通的互联网垄断进行对抗。

3.有线电视网络必须加快光纤到户网络改造, 未来是一个信息爆炸的时代, 网络必须是高速的、能够承载海量信息、开放式的系统, 目前只有光纤互联网满足其要求, 是最适合的网络。

总之, 广电系统应与时俱进, 控制住互联网视频, 才能完成好党和政府交给自己的责任, 广电各部门应团结一致, 才能在未来的视频发展中占据主导地位。

摘要：本文通过分析视频发展趋势, 认为三网融合不但是业务的融合, 而且也是传输技术的融合, 相对基于同轴电缆的调制及频分复用方式, IP光传输方式更具竞争力, 最后提出了广电系统应对互联网垄断的对策。

信息融合传输 篇6

1 引言

随着传统固网语音业务的萎缩加剧, 面向窄带通信的电信网在不断收缩, 迫切需要升级和改造。现有传输网面向TDM的应用设计已不适合宽带业务尤其是3G业务规模运营的需要。固网和移动网的业务网的相对独立、基于TDM的光通信网络传输3G数据业务时带宽利用率低下、不能提供差异化的服务、组网和新建缺乏灵活性、网络运营不经济等不足, 将在基于IP的新型传输承载模式下彻底改变。

近年来, 基于软交换的NGN业务已进入实际应用, AG设备接入宽带网开始了语音、宽带的实质融合, 提供全业务服务的3G网络已经商用。这些全业务的应用与发展, 以及固网、移动网的融合趋势, 驱动了传输承载网的变革。随着光纤网络不断向用户端延伸、网络指标的改善、QoS策略的启用, 使得语音、数据、视频等多媒体业务在接入层面的融合已经成为现实。在保护现有投资、满足业务需求的前提下, 网络架构首先在部分网络层面发生变革, 进而逐步推进全网架构的演进与升级。

2 全业务传输承载的网络架构与融合思路

各种有线通信、移动通信网络都在向IP化发展, 固网与移动网迫切需要融合。采用基于IP或ATM的分组传输方式, 易于实现在承载层与分组域融合的传输网络方式[1], 为向单一通用传输承载网的方向演进提供了技术基础。在带宽要求方面最灵活、在资源利用方面最有效的网络, 是以分组交换概念为基础的网络[2]。因此, 能够承载全业务、实现固网与移动网融合的网络架构在传送网和网络承载设备方面应该是统一的、基于IP的、有Qo S保障的网络。

在网络接入层, 通过不断升级改造宽带光接入网, 拓展IP化的应用范围, 使之成为全业务的接入承载平台。在网络的汇聚/核心层面, 除了利旧SDH网络为TDM、数字专线业务继续提供业务承载外, 重点利用OTN、A-SON、光纤直驱等光通信技术搭建基础传送网平台, 进而依靠宽带城域网和IP承载网, 统一传送全业务。通过业务路由器和宽带网核心路由器构建的集团客户和VoIP业务的IP专网, 即IP承载网, 已经用于承载语音业务、集团客户数据业务、视频业务, 并逐步融入3G业务。

以满足3G业务需求为契机, 创新传输承载模式, 经过分阶段的升级演进, 在宽带光接入网和IP承载网上, 以差异化的承载模式融合所有业务, 实现FMC的目标。

3 传输承载的解决方案和关键技术

由于需要保护既有的投资, 现存的传输承载模式仍将用于传统的业务, 甚至用于发展初期的3G业务。3G、宽带等业务的传输承载架构将逐步统一为全IP化的模式, 可从以下几方面逐步实现。

3.1 接入传输网络解决方案

3.1.1 3G接入传输承载方案

接入层的传输网络覆盖广泛, 业务承载需求多样, 可以根据服务水平约定 (SLA) 的差异而采用不同的承载方案。鉴于移动通信业务和集团客户VPN业务的重要性, 其在接入网络的健壮性应给予保障。为此, 3G接入和集团客户传输网络目前的主要解决方案是MSTP技术。MSTP技术具备E1、FE接口, 能够较好满足2G/3G语音接入和3G的IP接入需求。中国联通采用的3G基站双栈接入方案[3], 即提供E1接口和FE接口。语音业务通过E1接入MSTP环网, 并经SDH网或ASON汇聚至BSC、RNC。数据通信业务通过FE口接入MSTP环网后, 在业务发展初期一般经过SDH、ASON网络汇聚至RNC, 逐步将接入IP承载网汇聚至RNC。具体如图1所示。

如果大量3G基站的FE接入通过SDH透传的组网方式, 或基于电域的ASON网络透传方式, 需要从接入层到汇聚/核心层为每个Node B预留专用的传输资源, 传输资源利用率非常低。为此, 随着3G业务的发展, 3G基站的FE接入将通过MSTP汇接至PE后接入IP承载网。3G传输IP化后, 各种业务, 包括不同的Node B之间均可共享传输带宽资源, 大大提高传输资源利用率。随着3G业务的发展, 最终MSTP将停止新建和扩容, 实现接入层的全IP化。

3.1.2 全业务宽带光接入网承载方案

在重点推行光纤+LAN接入技术时, 逐步采用FTTH技术, 升级接入网的数据设备通信能力, 优化光纤网络, 突破性提升网络性能, 结合WCDMA的宽带接入补充, 实现全面的高速覆盖, 将接入网打造为多业务统一承载平台。随着PON解决方案的稳定性、可靠性、QoS能力、远程管理、传输距离和以太网性能等方面的不断增强, 以及10G EPON技术的成熟及商用, 适当推广EPON的应用。目前主流设备商的ONU设备提供宽、窄带接口, 支持VoIP功能, 满足全业务需求。据报道, 上海电信利用EPON技术完成了CD-MA语音和数据承载测试, 采用点到多点、波分复用及CESoP技术, 在同一根光纤上支持数据、语音、视频及TDM等多种业务的承载[4]。EPON或宽带接入网承载3G业务的成功, 为今后基站逐步小型化, 从室外分布逐步向在室内部署演进, Femtocell (家庭/SO-HO基站) 、Picocell (微微基站) 被运营商部署在用户家中等解决方案, 提供了一条可行的道路。

3.2 汇聚/核心承载网络解决方案

由于一般规模本地网的核心层仅限于两个核心节点, 现重点说明汇聚层的传送、业务承载方案。新型光通信技术如OTN、ASON、光纤直驱的应用, 使得传送网形式多样, 或是几种形式综合应用, 共同担当起传送承载的重任。就3G业务而言, 目前的E1接口需要保障基站的同步, 经SDH或基于电域的ASON网络透传至RNC。而FE接口可就近接入IP承载网, 使通信基站通过MPLS VPN技术与RNC互通。通过MPLS VPN技术将集团客户VPN业务、软交换业务与3G业务融合于IP承载网成为现实。IP承载网终将是全业务的统一“载体”。在IP承载网的传送网层面, 需要借助多种新型的光通信技术, 如OTN、光纤直趋、基于OXC的ASON方案等。

将来3G业务大规模应用后, 为减轻IP承载网路由器处理的巨大压力, 可以通过IP over WDM、IP over Fiber、基于OXC的ASON全光交换、PTN等技术手段汇聚直通至RNC。直通业务的光信号是在光层进行路由的, 这样可以最大限度地降低由IP路由器带来的信号延时和信号抖动, 有利于保证QoS。A-SON支持网状网组网, 有快速、有效的网络保护和恢复机制, 使得传输网络具备强大的网络生存性。总之, 随着3G网络IP化和大颗粒化的发展, 这种基于A-SON的全光技术构建3G传输网络的优势也会越来越明显。在3G网IP化、业务宽带化的不断推动下, 光传送网也向基于光的分组传送网演进, 智能化和高速大容量是其发展的方向。

3.3 统一传输承载架构的关键问题

3.3.1 基站同步问题的解决

由于基站的同步要求严格, 传统TDM基站能够很容易地从TDM的E1链路中恢复同步时钟信号。但在采用IP方式传输组网时, 由于IP数据网络是异步网络, 站点时钟不能像传统方案那样从物理层获取, 所以暂不考虑采用IP城域网或IP承载网传送3G分组业务[3]。当3G业务发展到一定规模时, 必须考虑通过IP承载网传送分组业务。因此, 需要借助其它解决方案来实现, 比如通过外接GPS获取时钟、使用分组交换网时钟等。外接GPS时钟的方式比较容易实现, 但成本较高。分组交换网的时钟同步技术目前有几种:一是同步以太网, 二是包同步。这两种同步技术只有在承载网设备支持的情况下, 才能为基站提供同步时钟, 而目前现网设备暂不能支持。还有一种是Clock over IP方式, 它可以在IP网络中以传输时钟包的方式, 把时钟同步信息传递给基站。从目前的测试及应用情况看, 这是比较适合在IP网络传输时钟的技术[5]。

3.3.2 基于IP的传输承载业务质量保障

通过测试验证, 目前在宽带网启用QoS保障机制, 可以基本解决IP网络因为瞬时流量拥塞, 导致的语音业务出现时延、抖动等方面的问题。3G网络的WCDMA R4由于采用分组承载方式, 电路域语音质量会受到一定的影响, 但基本认为采用IP VPN等方式可保证整体业务质量。从目前宽带网承载的NGN语音业务的使用情况来看, 能够满足需要。

4 结束语

无论3G业务、NGN固网业务, 还是集团客户L2/L3专线业务的承载, 终将走向以IP化网络模型为基础的融合统一的传输承载网络。电信级光以太网技术在2008年已成为承载网领域的热点。各运营商将以IP RAN的承载为起步点, 在全业务网络中引入, 并规模化发展电信级以太网, 实现从接入层网络至汇聚/核心层的全网IP化承载, 包括MSTP在内的不彻底IP化方案将在近2年内停止新建和扩容。据预测, 到2012年, 随着LTE引入后无线大带宽需求的增长, 运营商将大规模部署电信级以太网, 采用全IP的网络架构, 以提高传送效率、节约成本。ALL IP的演进趋势被3GPP/3GPP2/IEEE等标准组织纷纷肯定。电信网将在革命性的创新过程中, 展现网络架构、业务支撑、网络管理和运行维护的新模式。

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信息融合传输 篇7

当今社会, 互联网迅猛发展, 使得流媒体业务的发展获得了强大市场动力, 变得日益流行。流媒体技术广泛用于多媒体新闻发布、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等互联网信息服务的方方面面。

网络融合技术为流媒体技术提供了保障。通过将广播电视信号融合到互联网的传输网络中, 流媒体技术实现了高清电视、在线直播等的传输, 毫无疑问是三网融合的一项重要应用。

1 流媒体技术

流媒体已经成为我们生活中重要的一部分。采用流媒体技术, 用户可以在数秒之内开始享受在线视频, 而不是等到视频文件下载完毕再观看。流媒体技术是为了使用户在不用完全下载的情况下获得信息和文件, 将视频和音频数据压缩上传到服务器的一种技术。随着宽带网络的快速发展, 基于流媒体技术的应用也取得了长足的进步, 并且被广泛应用在VOD、视频会议、Vo IP、远程教育、视频监控等领域。同时, 嵌入式技术和无线技术的发展使得流媒体技术广泛应用在机顶盒、移动设备和便携式设备上。

目前, 流媒体分为顺序流式传输和实时流式传输。顺序流式传输, 顾名思义是顺序下载, 即下载的同时可以欣赏在线视频, 不能跳到并未下载的视频部分。而实时流式传输则能够保证用户可以实时观看到服务器传输的视频。

对于实时传输流媒体技术, 由于用户希望得到高清电视信号, 因而采用大容量的光纤传输是该技术最好的选择。而将广播电视信号与互联网的结合, 则是采用了三网融合技术。

三网融合目的之一便是通过一个网络提供统一的业务, 这就需要有能够支持音视频等各种多媒体 (流媒体) 业务传送的网络平台。这些业务的特点是需求量大、数据量大、服务质量要求较高, 因此在传输时需要非常大的带宽, 而容量巨大的光纤通信技术也就成了最佳传输方式。然而光纤通信技术面临着光纤色散以及非线性效应等的影响, 如何降低这些效应的影响成为了需要认真研究的课题。

2 适用于流媒体技术的网络架构

依托于三网融合架构的流媒体技术的研究, 首先应该对三网融合技术进行研究。三网融合是为了实现通过一个网络平台提供能够支持音视频等各种多媒体 (流媒体) 业务传送, 需求量大、数据量大、服务质量要求较高是这些业务的特点, 因此需要非常大的带宽, 而容量巨大的光纤通信技术可以解决这个问题。图1为三网融合系统的结构框图。

适用于流媒体传输的三网融合系统只是三网融合的一部分, 即广播电视与互联网的融合, 因此只需采用三网融合结构的一部分, 图2即为适用于流媒体传输的融合系统的框图。如图2所示, 广播电视信号与互联网信号耦合后, 此处可视为整个系统的中心局, 其输出信号作为单模激光器的驱动电流, 驱动激光器产生加载了融合信号的光信号, 经过滤波、放大后, 由光纤传输。此过程中收到光纤色散和非线性效应的影响, 之后由光电探测器和射频滤波器处理后传输到个人电脑上。电脑上接收的除互联网信号外, 还有广播电视信号, 即流媒体技术传输的信号。

3 高清电视实时传输系统性能

本文提出互联网信号与广播电视信号混合传输理论方案, 实现了光纤有线接入的无缝融合, 为三网融合的真正实现打下基础。在该方案中, 其中心局等同于OLT端, 在传输下行互联网信号的同时, 加载广播电视信号。有线信号的一部分为有线传输的下行信号, 另一部分则用于上行传输信号, 这会大大降低传输的成本。其中有线下行信号被分成两部分。一部分被送入下行接收机, 另一部分为则是上行信号的来源。在上行链路中, 互联网信号被强度再调制。经过SMF传输之后, 用一个光电探测器来直接检测上行信号。本文将重点研究高清电视信号在光纤中实时传输的性能。

基于上述理论成果建立的高清电视信号实时传输实验平台如图3。在中心局, 经过编码后的DVD信号, 作为DFB激光器的驱动电流输出光波, 产生下行信号光载波。该载波被一个光梳状滤波器、EDFA放大后得到高清电视信号并经过单模光纤的传输后, 用一个光电探测器将高清电视信号解调出来, 经过再放大、滤波后得到基带流媒体信号, 解码后传输到高清电视。

在该系统中, 最关键的问题在于传输过程中受到非线性效应和色散的影响。色度色散对于光纤中信号的影响, 最重要在于不同频率的光波传输速率不同, 使得承载相同信号的不同频率的光脉冲产生走离, 受到色散的脉冲幅度降低, 严重的使脉冲彻底消失。对此, 本文进行了仿真研究, 并通过实验平台证明了可行性。

首先将广播电视信号加载到光波上, 通过光纤传输后, 由光电探测器解调得到光电流。再将直流或射频成分滤出, 解调后, 与输入的随机序列做对比, 并且得到仿真眼图。同时, 搭建了高清电视传输平台, 完成了流媒体的实时传输。

对比图4和图5, 可以看出, 接收端信号和发送端序列相比, 虽然有一定的时延, 但是整体序列相一致, 表明系统的误码率接近为零。而图6张开的眼图则表明解调后的信号受到色散的干扰较小, 说明了光通信系统的传输性能很好。图7则为传输后的高清电视信号的图片。

4 结论

本文对流媒体技术进行了阐述, 并采用了三网融合架构, 利用光纤通信系统将互联网信号与广播电视信号融合传输, 仿真研究了融合传输系统的性能, 验证了方案的可行性, 搭建了高清电视传输平台, 实现了流媒体的高清电视实时传输。

摘要：流媒体技术以其实时传输图像的优点, 近年来已经被各行各业采用。在广播电视领域, 采用流媒体技术即可以通过三网融合系统将电视信号在互联网上实时高清播放。因此, 能够适用于流媒体技术的三网融合系统的研究得到更多的关注。通过采用三网融合系统, 将广播电视信号加载到光载波上, 由光纤进行信号的传输, 得到接收信号的误码率, 以此判断系统性能。本文证明流媒体技术可以很好地应用于三网融合系统。

关键词：流媒体,实时,三网融合,光纤

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