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三网融合技术基础和前景分析
电气工程学院
2010302540220 张彬
2010302540232 谢佳成
2010302540318 焦健
0、引言
三网融合是一种广义的、社会化的说法，在现阶段它并不意味着电信网、互联网和广电网三大网络的物理合一，而主要是指高层业务应用的融合。其表现为技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协议，在经营上互相竞争、互相合作，朝着为人类提供多样化、多媒体化、个性化服务，同一目标逐渐交汇在一起，行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。
三网融合对于促进信息和文化产业发展，提高国民经济和社会信息化水平，满足人民群众日益多样的生产、生活服务需求，拉动国内消费，形成新的经济增长点，具有重要意义，因此受到了党中央国务院的高度重视。三网融合被写入《十一五规划》、《电子信息产业调整振兴规划》等国家重大规划中。然而，近年来，我国三网融合工作的进程屡屡受阻。、2010年1月13日，温家宝总理主持召开了国务院常务会议，审议并通过了《推进三网融合的总体方案》，决定加快推进电信网、互联网和广播电视网的三网融合。这标志着三网融合在政策方面已经没有实质性的障碍，然而，从技术的角度看，三网融合是否还存在着障碍？实现三网融合的技术对策如何？在现阶段讨论这个问题就具有突出的现实意义。
1、什么是三网融合？
近年来，随着数字技术的发展，互联网、电信、有线电视三大产业得到了飞速发展。据统计,早在2007 年 6 月，中国网民人数已经达到 1.62 亿，仅次于美国 2.11 亿的网民规模，位居世界第二。比 2006 年年末新增了 2500万网民，与 2006 年同期相比，网民数一年内增加了 3900 万人，增长率达到31.7%，步入新一轮的快速增长阶段。中国移动用户数超过 5 亿户，固定电话用户超过 3.7 亿户，占世界第一位。有线电视也拥有超过 1 亿的用户，入户率达 24%，且已有 1000 万用户接入有线数字电视，这个规模超过了欧洲。可以看出，中国三大网络的用户规模发展位于世界前列，其发展潜力是无穷的。
与此同时，技术进一步发展，如 ADSL、Cable Modem、FTTX 等技术的出现，使得这三大网络可以在统一的平台上实现语音、数据和视频传输多项业务。2005 年 10 月 8 日至 11 日在北京举行了十六届五中全会，通过第十一个五年规划，其中写道：加强宽带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息基础设施建设，推进“三网融合”。首次将“三网融合”这一重大技术动向写入其中。这意味着一个重大的政策信号：国家决心打破横亘其中的
体制壁垒。从企业角度，上海电信与上海文广联手试水 IPTV，为三网融合做示范。广电则在国内部分城市进行数字电视转换，意在进军三网融合。可见，这些独立设计运营的网络正通过各种方式相互渗透和相互融合，三网融合成为一种世界性的潮流，是信息业发展的必然趋势。
那么具体来说，什么是三网融合呢？
“三网融合”从概念上可以从多种不同的角度和层面去观察和分析，至少可以涉及技
术融合、市场融合、行业融合、终端融合、网络融合乃至行业管制和政策方面的融合等。
“三网合一”目前普遍认为的说法实际是一种广义的社会化的说法，从分层分割的观点来
看，目前主要指高层业务应用的融合。表现为技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互
通，业务层上互相渗透和交叉，应用层上使用统一的 TCP／IP 通信协议，行业管制和政策
方面也逐渐倾向统一。但是，随着技术的进步，形势的发展，“三网合一”的涵义也在逐渐
发生变化。“三网合一”的目的不能简单认为是电信网、计算机网和有线电视网三个网络的
融合，不是消除底层电信网、有线电视网和计算机网的存在，而是在业务层和应用层中繁
衍出大量新的业务和应用。图像、话音和数据也不会简单地融合在一个传统终端（电视、
电话和计算机）中，而是更加有机地融合衍生出多样化、更有特色和个性化的终端。“三网
合一”的最终目的是为了能保证满足不断增长的各种业务需求的情况下，最有效利用资源，
提高我国信息产业的整体水平，为国民经济信息化创造条件。
一般来讲，从狭义上说，它就是有线电视网、互联网、电信网这三大网络的物理合一，互相渗透。有线电视网主要是通过运用有线电视传输设备和技术，通过无线发射、有线网络、以及卫星传输再通过光缆、电缆等传输介质来传输和分配电视信号。电信网是通过通信传输技术，利用电话线、光钎、无线网络来提供文字、声音、图片或者其它信号的传输。互联网主要是利用信息技术的手段，使用有线或者无线网络，使距离很远的电脑之间相互联通。
但我们所说的三网融合并不单单是这三大网络之间技术层面的融合，而是更深层面的融合。其本质是旨在通过高层业务的融合，使得三个网络实现信息的互通互联。同时，这三大网络在政策决议和行业体制方面也逐渐相互统一。并且在经营方式上良胜竞争、相互合作。简单地说，三网融合就是通过对三大网络的整合，使原来需要通过三个网络才能做到的语音传输、视频接收、网络及宽带业务，现在全都融合在一起，只需要有一个网络就可以轻松享受到多姿多彩的媒体服务。具体说来，从技术层面看，三网融合是指电信网、广播电视网(主要是有线电视网)和互联网三大网络通过技术改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务；从业务层面看三网融合是指目前电话话音业务，互联网上网业务以及一种广播电视看电视业务的三种业务，可以通过一个网络向用户提供服务。
2、三网融合的技术基础
三网融合是数字技术、网络技术的发展的必然趋势。三网融合有以下4个方面的重要技术基础：
（1）数字化技术。成熟的数字化技术，即语音、数据、图像等信息都可以通过编码成0和1的比特流进行传输和交换，这是三网融合的基本条件。（2）光通信技术。只有光通信技术才能提供足够的信息传输速度，保证传输质量，光通信技术也使传输成本大幅下降。光通信技术的发展，为综合传送各种业务信息提供了必要的带宽和传输高质量，成为三网融合业务的理想平台。
（3）采用TCP／IP协议。只有基于独立IP地址，才能实现点对点、点对多点的互动，才能使得各种以IP为基础的业务都能在不同的网上实现互通。TCP／IP协议统一为三大网都能接受的通信协议，电信网和广播电视网都在向以TCP／IP协议为基础的下一代网络演进，从技术上为三网融合奠定了最坚实的基础。
（4）软件技术。软件技术的发展使得三大网络及其终端都通过软件变更，最终支持各种用户所需的特性、功能和业务。
3、三网技术演进
（一）电信网的演进
电信网是由终端设备、传输链路和交换设备构成的互连互通的通信体系，并以信令、通信协议以及运营管理系统为支撑，为用户提供多种通信业务。在我国，电信网主要包括公用电话网（PSTN）、数字数据网（DDN）、综合业务数字网（ISDN）、宽带综合业务数字网（B-ISDN）、蜂窝移动通信网和中国公用计算机互联网（CHINANET ）。电信网水平结构可分为用户驻地网、接入网和核心网；垂直结构可分为应用层、中间层和物理层。电信网主体已经实现信号数字化、传输光纤化、协议IP 化和业务分组化，网络结构也向舍弃中间层的扁平化方向演进。
1）核心网的演进
核心网演进有重叠网和混合网两种策略。重叠网策略保持现有电路交换网用于承载电话业务，新建分组网（ATM网或IP 路由器网）用于承载IP 数据业务，双网业务节点独立发展，初期通过网关设备实现业务互联互通，待时机成熟，再将电话业务迁移至IP 网。混合网策略采用支持STM ，ATM和IP 的新型综合交换机，实现业务节点在物理上的融合。运营商多采用重叠网策略，原因在于这种演进允许不同的网络按各自最佳方向独立演进。目
前，核心网已经全部实现光纤化，吉比特路由器已经普及，太比特路由器已开始应用，可以满足用户快速增长的带宽要求。
2）接入网的演进
与核心网相比，接入网演进较慢。目前，80% 的宽带用户为ADSL接入，带宽多为2 Mbit/s。随着固网用户视频业务的需求增加，接入网必须向无源光网络（EPON）演进。另外，移动网络用户和业务的快速增长，使无线频谱资源的稀缺性进一步加剧，移动与固网的融合（FMC ）成为电信产业发展的必然趋势。
3）驻地网的演进
用户驻地网一般是指用户终端至用户网络接口所包含的机线设备，由完成通信和控制功能的用户驻地布线系统组成，通常也被形象地称为“信息高速公路”最后一公里。驻地网演进呈现“光进铜退”现象，光纤到户（FTTH）为不同运营商实现资源共享和用户自主选择接入多媒体通信服务奠定了坚实的基础。总之，传统电信网正在向以分组交换技术和多媒体宽带业务承载为主要特征的下一代电信网（NGN）迁移，FMC ，IMS 和业务融合成为发展趋势，移动网加速向3G和LTE 演进，从长远来看，光交换可能最终取代核心路由交换。
（二）互联网的演进
互联网发展大致经历了如图1 所示的4 个阶段。随着互联网应用的普及，网络规模越来越大，网络流量激增，互联网一些固有的缺陷也逐渐显现，诸如可扩展性、绿色环保、服务质量、安全、运营管控、网络体系架构等问题。解决这些问题可能的路径有两条：一是以IPv6为主的改进型架构的下一代互联网（NGI）；一是全新架构的未来互联网。目前，除IPv6 地址解决方案获得一致认可并进行了一定规模的试验外，未来互联网的研究多处于理论研究阶段，短期内难有可实现的解决方案。
1）基于可扩展性的演进
IP 地址的扩展依靠IPv6 协议可以实现。容量扩展主要依靠光纤互联的多机箱组合技术，而光纤互联所用的VSCEL 激光器的可靠性还难以保障未来的可持续扩展，长远的解决方向是光交换，其节点容量可达千太比特每秒，而功耗可以比光电光（OEO ）方式至少小100 倍。路由的扩展，主要是路由表的容量扩展。路由器中控制查表、排队、缓存的高速寄存器带宽决定了路由器容量的增长速度，虽然目前已研制出10Tbit/s量级的超大容量路由器，但核心路由器容量的增长还是远远低于业务流量的增长。通过增加路由器数量来扩充路由表容量将面临网络扁平化与路由收敛的困境。另外，由于没有合适的光存储器件，用光分组交换取代路由器还遥不可及，而光突发交换也存在颗粒性的不足。路由器的基础进步已经适应不了业务容量的增加。
2）基于绿色节能的演进
互联网的宽带化使流量以超常规的方式增长，移动互联网将加大网络能耗，能源约束已对互联网发展提出严重挑战。互联网耗电量约占全球总电量的5.4% ，美国互联网耗电量占全国的9.3% ，中国约占4.3% ，并且每年以8%~10% 的速度增长。在互联网中，互联网数据中心（IDC ）的耗电量约占40% ，主要的能耗设备是服务器。在追求IDC 、路由器、基站、终端节能技术的同时，互联网在体系结构设计上也应向绿色节能方向演进。
3）基于服务质量的演进
互联网遵循“尽力而为”的原则提供服务，缺少QoS的保证机制。对于实时性要求较高的业务，如语音、视频等采用轻量级承载或差异化服务，这降低了网络资源的利用率或增加了实现的复杂度。目前，还缺少有效解决服务质量的演进方案。
4）基于安全及运营管控的演进
可管、可控、可信是任何商用网的基本特征。IP 协议的特点决定了互联网在安全方面存在先天不足，现实的状况也确实如此。借鉴电信业可控网络的设计理念，我国提出的《基于三元对等鉴别的访问控制方法》（虎符TePA）获ISO/IEC 正 式 批 准（ISO/IEC 9798-3:1998/Amd.1:2010），这标志着下一代IP 网有可能向着可管、可控、可信、可经营的方向演进。
5）基于网络体系架构的演进
开放的体系架构为互联网带来了巨大的成功，但无序的网络体系架构设计注定了互联网行为的不确定性，即路由、流量、传输性能的不确定，而一个行为不确定的网络是难以支持QoS、扩展性、安全性等一系列可信、可靠、可控网络的基本要求的。体系架构是未来互联网研究要解决的首要问题。
（三） 广播电视网的演进
广播电视网是由广播电视台、广播电视传输设备以及用户接收机组成的广播、电视、图文等信息的通信网络，包括广播网、有线电视网（CATV）、卫星电视直播网（DBS）等。广播电视网是我国信息基础设施的重要组成部分，是重要的舆论宣传阵地，由广电总局管理建设，多数具有公用事业性质。广播电视网将朝着核心网IP 化，传送网双向光纤数字化，终端多样化、智能化和融合化的方向演进。广电网的广播结构具有网络节能和资源利用率高的优点，保宽带网络Wide band network持此特点的媒体播存云平台体系可能是一个较好的演进方向。
1）传输网演进
目前，广电传输网主干已经实现了数字化、光纤化和双向化，全国联网也指日可待。以高性能宽带信息网（3TNet ）核心技术为支撑的下一代广播电视网（NGB ）正在上海地区进行试点。为满足三网融合需求，特别是广电网与互联网的融合需求，必须对现有的广电网络体系架构以及业务管理、安全监控体系进行改造。以海量信息云存储与传输技术、面向业务的路由与交换技术、传输网络和业务的管理与控制技术为特征的创新网络体系结构和以实时云服务、可管可控可信为特征的开放业务体系将是NGB 的演进方向。
2）光纤同轴混合接入系统演进
光纤同轴混合网是目前我国有线电视网的主要接入形式，资源量庞大。基于光纤同轴混合接入复杂环境下的高速接入技术及产品是保护现有投资，实现三网融合业务承载的演进方向。
3）NGB 无线宽带接入演进
移动多媒体广播（CMMB ）是广电网发展的一个方向。适用于NGB 的无线系统架构、单向广播和双向交互应用无线传输技术、媒体无线接入及安全控制技术将成为广电网无线宽带接入演进的关键性技术。
4）数字化智能化终端演进
有线数字电视（CDTV）逐步演进为家庭智能化终端，不但承载现有电视接收机、个人计算机、电话机的全部功能，而且可作为物联网应用——智能家居的信息汇聚、处理与传输的集控平台。面向数字电视终端的多级优化安全嵌入式操作系统、服务能力抽象和语义化、多维可伸缩视频编解码、高密度视频转码、用户业务精细化管控都是智能化终端演进过程中要解决的关键性技术。
4、三网融合技术的现实意义
三网融合，要实现各类业务和应用的整合，统一平台和物理网络的建设，以及要适应新技术新业务的发展，将会是一个漫长艰巨的过程，但是随着新技术的不断推陈出新，市场优胜劣汰的选择，以及用户需求的不断提高，都会加速三网融合的进程，并最终形成技术 业务 市场等多方面的融合，给整体行业带来重大变革，也给用户的信息生活带来极大的便利。

从1996年以来，世界各国都先后开始推进三网融合的进程，很多发达国家已经实现了各种形式、不同程度的融合。同样，在我国实现三网融合也有着及其重要的意义:
一、三网融合己经成为电信业和广电业的共同发展方向，实现融合，有利于形成完整的信息通信业的产业链、发展新的市场空间和实施信息通信业产业结构的升级换代，进一步提升信息通信业在国民经济中的战略地位和作用。
二、在我国实现三网融合的实质是在现有电信市场格局下再引入一个源自广电业的运营商，实现某种程度的异质竞争，促进行业、监管、市场、技术、业务、网络、终端和支撑系统等八个方面的融合和创新。
三、实现统一的适应三网融合的政策法律和监管架构有利于给市场发出清晰的信号，不仅有利于吸引投资，而且减小了新业务开发的风险、激发行业技术创新和业务创新，有利于实现信息通信业的再次跨越式发展。
四、实现三网融合也有利于创新宣传方式，扩大宣传范围，主导思想舆论阵地，促进文化繁荣，将互联网视听内容纳入到国家统一监管的范畴，推进统一的监管框架的确立。
五、在当前的特殊形势下，三网融合的实施还将为国民经济的发展注入新的源动力，创造一个新的市场空间。据初步估算，综合考虑各种业务系统、基础网络设施、信息服务平台的建设和运营后，在未来几年内，预计可以直接拉动的市场大约1000亿元左右，进一步考虑连带的辐射作用，长期市场发展空间可达数千亿元。

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