文杰斌

（湖南郵電職業(yè)技術學院，湖南長沙 410015）

三網融合環(huán)境下移動學習網絡傳送網組網方式研究

文杰斌

（湖南郵電職業(yè)技術學院，湖南長沙 410015）

在學習者（移動學習終端）和移動學習平臺之間，如何構建一個對移動學習網絡能起到有效支撐作用的傳送網絡，成為網絡建設者和網絡運營者面臨的一個重要研究課題。闡述移動學習網絡傳送網的必要性，對三網融合下各種移動學習網絡傳送網網絡技術進行分析和選擇，采用分組傳送網技術和光傳送網技術聯合組網構建三網融合環(huán)境下移動學習網絡傳送網組網模型，最后介紹該組網模型的系統(tǒng)特點。

三網融合；移動學習網絡傳送網；分組傳送網技術；光傳送網技術

移動學習M-Learning基于電子學習e-Learning發(fā)展的一種新興數字化學習方式。與其它已有學習方式最大的區(qū)分在于，學習者可以通過手機等移動學習終端、PC機等桌面學習終端、IPAD等無線網絡學習終端、互聯網電視機等有線電視終端等各種智能移動終端訪問學習。相比于面授式課堂教學的場所限制和時間不可重復性、存儲式電子學習設備的無法實時更新和基于Internet在線式電子學習的終端受限等已有學習方式缺陷，移動學習可以做到在通信網絡/互聯網覆蓋的區(qū)域內，隨時隨地利用多種學習終端快速便捷地進行自主學習。因此移動學習方式一經誕生，馬上就被學習者尤其是年輕學習者們迅速接受、喜歡乃至推廣，運用移動學習方式進行學習的學習者和企事業(yè)單位數量規(guī)模呈現幾何級增長。

隨著各層次、各類型的移動學習平臺教育信息采集、教育資源加工和教育教學服務等功能的日臻完善，數量規(guī)模呈幾何級增長的移動學習者們的業(yè)務需求量越來越大。在學習者（移動學習終端）和移動學習平臺之間，如何構建一個能起到有效支撐作用的移動學習信息傳送網絡，成為網絡建設者和網絡運營者面臨的一個重要研究課題。

從學習者通過各類學習移動終端訪問移動學習平臺獲得學習服務的網絡來看，主要有移動通信網絡、互聯網、廣播電視網等三種類型網絡。目前該三種類型網絡在物理組網上是分開建設，但在高層業(yè)務應用上可以使用統(tǒng)一的IP通信協議，做到初步的網絡融合發(fā)展，即三網融合。在2001年通過的十五計劃綱要中，第一次明確提出“三網融合”：“促進電信、電視、計算機三網融合”。 2010年6月底，三網融合12個試點城市名單和試點方案正式公布，三網融合進入實質性推進階段。

在當今三網融合的的大背景下，3G/LTE移動通信網絡技術、基于云計算為技術核心的互聯網技術、雙向互動式有線電視網技術對業(yè)務信號的處理均使用統(tǒng)一的IP通信協議，對語音、數據和視頻業(yè)務信號IP化，即移動學習過程中，不管移動學習內容性質如何，移動學習信息均可用IP業(yè)務信號這一載體表示。所以從該角度而言，選擇哪種傳送網絡技術組網以有效承載傳送IP業(yè)務信號，是構建移動學習信息傳送網絡的急需解決的主要問題。

1 移動學習網絡傳送網技術選擇

移動學習網絡傳送網按網絡分層劃分，可以分為干線網和城域網，城域網又可分為匯聚接入層和骨干核心層兩大層次。

1.1 匯聚接入層傳送網技術選擇

由于城域網的業(yè)務種類繁多，造成業(yè)務需求極其復雜。為了有效承載多種類型的業(yè)務，滿足其業(yè)務需求，城域網尤其是城域網的匯聚接入層的傳送網技術層出不窮，能承載傳送IP業(yè)務信號的傳送網技術目前主要有MSTP組網技術、以太網組網技術、路由器組網技術和PTN組網技術。

由同步數字體系SDH技術升級而成的多業(yè)務傳送平臺MSTP技術解決了以電路交換為核心的傳送技術來承載以太網數據業(yè)務的主要問題。但是這種升級并不徹底，在承載IP業(yè)務信號時，主要存在以下問題：1）業(yè)務交叉顆粒固定（交叉顆粒為VC-4和VC-12）造成剛性管道，導致帶寬利用率不高；2）不能有效進行統(tǒng)計復用，業(yè)務匯聚能力較差；3）組播業(yè)務處理能力不強?？偟膩碚f，用電路交換為核心的MSTP技術可以承載傳送IP業(yè)務信號，但不能有效承載傳送以分組交換為核心的IP業(yè)務。

傳統(tǒng)的以太網交換機組網技術和路由器組網技術承載傳送IP業(yè)務信號最大的優(yōu)勢在于均基于分組交換，但是在當今大容量、高可靠性的傳送基本要求下，存在著以下不可避免的缺陷：1）不能實現高可靠性的電信級網絡保護和良好的OAM監(jiān)控機制；2）對傳統(tǒng)業(yè)務TDM和ATM業(yè)務不能有效支持傳送；3）沒有良好實現時鐘同步和時間同步的機制。

分組傳送網PTN（IP RAN）技術是新型城域網傳送技術，主要為IP業(yè)務信號的承載傳送量身打造。PTN技術以分組為基本傳送單元，在借鑒MSTP的傳送架構、網絡保護方式、OAM機制、同步機制和E2E業(yè)務管理的基礎上，充分融合了增強以太網技術和IP/MPLS技術的優(yōu)點，如L2/L3分組轉發(fā)技術、統(tǒng)計復用、差異化業(yè)務服務質量和業(yè)務安全等。IP RAN技術與PTN技術異曲同工，差別不大，均為分組傳送網技術，只不過PTN技術以傳輸技術為基礎，融合數據通信技術，IP RAN技術以數據通信技術為基礎，融合傳輸技術。目前主要設備商均支持通過網管軟件操作實現PTN和IP RAN的設備類型切換。是目前最適合進行IP業(yè)務信號承載傳送的城域網傳送技術，網絡應用主要定位在匯聚接入層，PTN技術主要被中國移動應用，IP RAN技術主要被中國電信應用，在中國聯通的城域傳送網中，兩項技術均有應用。所以移動學習網絡信息在中國電信和中國聯通的匯聚接入層傳送網中傳送可選擇IP RAN技術組網，在中國移動的匯聚接入層傳送網中傳送可選擇PTN技術組網。

1.2 干線網和骨干核心層傳送網技術選擇

目前各大運營商在干線網和骨干核心層應用的傳送網技術趨于一致，主要區(qū)別在于傳送設備的業(yè)務容量大小。對于骨干核心層傳送網技術，主要有核心路由器組網技術、WDM組網技術和OTN組網技術三種。路由器組網技術的缺陷在上文中已經闡述。選用WDM技術組網作為骨干核心層傳送網技術，與路由器組網技術相比，最大的優(yōu)勢在于其網絡容量大，IP業(yè)務可透明傳輸，擴容升級可平滑實現。但是WDM技術基于語音業(yè)務傳送設計，可傳但不能高效率傳送以分組交換為核心的IP業(yè)務，并且在業(yè)務信號傳送處理上，還存在不能真正實現在光域上的波長調度和電域上的子波長調度，以及對所有業(yè)務信號均無性能監(jiān)視功能等缺陷。為了解決WDM技術的這些缺陷，在WDM技術的基礎上，融合SDH/MSTP的網絡保護、OAM機制和同步機制等優(yōu)點，吸收分組交換機制特性，在傳送平面和管理平面的基礎上，新增了由GMPLS和大量的路由協議和信令實現的控制平面，產生了光傳送網OTN技術。技術標準不斷完善的OTN技術將會成為骨干核心層以上網絡中大顆粒業(yè)務的統(tǒng)一承載傳送平臺。所以移動學習網絡信息在骨干核心層和干線傳送網的傳送可選擇OTN技術組網。

2 移動學習網絡傳送網組網模型

2.1 移動學習網絡傳送網組網模型構建

移動學習網絡中的學習信息按承載信號類型來分，主要有TDM語音業(yè)務、數據業(yè)務和組播業(yè)務等。由此移動學習網絡傳送網技術需要支持以上三種業(yè)務的接入，并在傳送網網絡邊緣側設備中將三種業(yè)務進行IP化業(yè)務處理。移動學習網絡傳送網組網要求如圖1所示。

1.1章節(jié)分析中匯聚接入層傳送網技術選擇的PTN（IP RAN）技術能夠對TDM語音業(yè)務、數據業(yè)務和組播業(yè)務等多業(yè)務進行分組化、IP化處理，并能有效支持分組業(yè)務在匯聚接入層的承載傳送。1.2章節(jié)分析中骨干核心層傳送網技術選擇的OTN技術可進行電域上的子波長業(yè)務調度和光域上的波長業(yè)務調度，干線網傳送網技術選擇的OTN技術可只要進行光域上的波長業(yè)務調度。所以可將圖1移動學習網絡傳送網組網要求具化成基于PTN技術和OTN技術聯合組網的移動學習網絡傳送組網模型，如圖2所示。

對于匯聚接入層的PTN組網，可按3G/4G移動通信網業(yè)務和互聯網和廣播電視網業(yè)務兩大場景進行接入層和匯聚層分層組網，如圖3所示。對于3G/4G移動通信網業(yè)務，可通過FE接口，接入進GE級PTN接入環(huán)網。對于互聯網和廣播電視網業(yè)務而言，高品質業(yè)務可通過FE接口，接入進GE級PTN接入環(huán)網，一般品質業(yè)務可通過FE接口接入進EPON/GPON網絡。GE級PTN接入環(huán)網和EPON/GPON接入網上聯至10GE級PTN匯聚環(huán)網。

圖3 接入層和匯聚層分層組網

對于干線網傳送網的OTN組網，一般情況組建成環(huán)形網絡，主要定位于10G/40G/100G波長級業(yè)務傳送與調度，主要功能集中在傳送功能及傳送質量保證上，基本不用涉及對業(yè)務信號的處理。對于城域網核心層傳送網的OTN組網，一般情況組建成環(huán)形網絡，業(yè)務量巨大的情況下，可組建成Mesh網絡結構。目前主要定位于在城域網中實現子波長級業(yè)務調度、分組交換處理和業(yè)務的監(jiān)控管理，即此種OTN組網不僅要進行光域上業(yè)務傳送配置，還要進行電域上業(yè)務的各種處理。

2.2 移動學習網絡傳送網組網模型系統(tǒng)特點

圖2所示的三網融合環(huán)境下移動學習網絡傳送網組網模型，采用技術標準日臻完善，得到網絡運營商大力推廣的傳送網絡新技術PTN（IP RAN）和OTN聯合組網模式，符合業(yè)務IP化、傳送分組化的通信發(fā)展潮流，具備以下系統(tǒng)特點：

1）摒棄了種類繁多但基于單一業(yè)務設計的傳統(tǒng)傳送網絡技術，如MSTP（SDH）、以太網（增強）技術、路由器技術和WDM技術，采用具備多業(yè)務融合分組傳送功能的PTN（IP RAN）技術和大容量波長調度功能的OTN技術。

2）實現多張業(yè)務網的不同類型業(yè)務通過一種傳送網絡組網模式統(tǒng)一傳送的目標。業(yè)務傳送路徑簡潔清晰，多業(yè)務傳送的管理平臺能集中在一套網管系統(tǒng)中，能同時對多種業(yè)務，兩類傳送網技術（PTN/IP RAN和OTN）在同一網管系統(tǒng)實現日常維護、性能管理、配置管理、安全管理和故障管理等功能。

3）網絡升級擴容方便、平滑，兼容性強。PTN和IP RAN兩種匯聚接入層傳送技術可通過網管軟件設置實現設備網絡功能互換，應用在匯聚接入層的PTN（IP RAN）技術和應用在骨干核心層上的OTN技術也可按需升級融合成POTN網絡，盡管目前尚未大規(guī)模商用，但POTN已是明顯的城域網傳送技術融合的潮流。

4）PTN技術和OTN技術均豐富了網絡平面結構，在已有傳送平面、管理平面的基礎上，引入并應用了控制平面，顯著增強了傳送網絡技術的智能化能力，對業(yè)務的自動控制管理能力有質的飛躍，保證對業(yè)務信號的高效、高可靠性傳送。

3 結束語

移動學習網絡傳送網決定著移動學習信息的傳送質量，能對學習者方便快捷地運用多種移動終端訪問移動學習平臺和移動學習平臺豐富的教育學習資源快速流暢高質量地提供給學習者起到有效支撐作用。選擇合適地移動學習網絡傳送網技術組網，能切實提高學習者良好學習訪問感知，能有效增強移動學習平臺開發(fā)者創(chuàng)造更多優(yōu)質、海量的教育學習資源的信心，能大大促進移動學習方式的良性發(fā)展。

廣義而言，信號從一個通信終端到另一個通信終端的傳遞都屬于傳送網的范疇，涉及的網絡技術不勝枚舉。本次三網融合環(huán)境下移動學習網絡傳送網組網方式研究，只對通信網絡定義的傳送網技術進行了探討，對語音業(yè)務、數據業(yè)務和組播業(yè)務如何接入進各自業(yè)務網沒有進行闡述，此外對不久的將來可能運用的POTN傳送網技術沒有做具體分析。

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Research on networking mode of mobile
learning transmission network under triple play

WEN Jie-bin
(Hunan Post and Telecommunication College, Changsha, Hunan, China 410015）

Between the learner(mobile learning terminal) and the mobile learning platform, how to construct a transmission network which can effectively support the mobile learning network has become an important issue for the network builders and network operators. This paper expounds the necessity of the mobile learning transmission network, analyzes and chooses various mobile learning transmission network technologies under triple play. PTN and OTN technologies are used for networking to construct the mobile learning transmission networking model under triple play. Finally the system characteristics of the networking model are introduced.

triple play; mobile learning transmission network; PTN technology; OTN technology

10.3969/j.issn.2095-7661.2014.02.008】

TN915

A

2095-7661(2014)02-0035-04

2014-04-26

湖南省社科基金課題“三網融合環(huán)境下移動系統(tǒng)構建與應用研究”（課題編號：11YBB034）；湖南省教育廳科學研究項目“基于3G城域網的業(yè)務承載傳送綜合解決方案設計”（課題編號：11C0101）。

文杰斌（1982-），男，湖南益陽人，講師，碩士，研究方向：光通信、寬帶通信。