吉高卿 甄同妙 馬力勇 王 晶

(1.河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000；2.中國石油銷售有限公司)

三網(wǎng)融合技術(shù)及其在建筑設(shè)備中的應(yīng)用

吉高卿1甄同妙1馬力勇1王 晶2

(1.河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000；2.中國石油銷售有限公司)

三網(wǎng)融合技術(shù)是從20世紀(jì)90年代迅速發(fā)展起來的一種技術(shù).所謂的三網(wǎng)融合，是指將傳統(tǒng)的電信網(wǎng)，廣播電視網(wǎng)與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)合為一體，使三種網(wǎng)絡(luò)互相滲透，互相兼容，最終目的是形成一個(gè)全世界統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò).首先介紹了三網(wǎng)融合技術(shù)的基本概念，發(fā)展過程以及發(fā)展趨勢，其次分析了三網(wǎng)融合技術(shù)的關(guān)鍵-軟交換技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，最后研究了三網(wǎng)融合技術(shù)在建筑設(shè)備領(lǐng)域的具體應(yīng)用.

三網(wǎng)融合;通信網(wǎng)絡(luò);軟交換;建筑設(shè)備

1 三網(wǎng)融合簡介

近年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息的數(shù)字化已經(jīng)成為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢.同時(shí)，伴隨著廣大農(nóng)村地區(qū)有線電視的日益普及，中國有線數(shù)字電視的產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年增大，有線電視網(wǎng)也成為國家信息產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要的基礎(chǔ)設(shè)施.此外，多媒體信息技術(shù)也迅猛發(fā)展，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在同一個(gè)電信網(wǎng)絡(luò)或者計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上傳輸多種基本信息形態(tài)(數(shù)字，文字，圖像，視頻，語音)的功能.因此，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)，有線電視網(wǎng)，計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)的融合成為推動中國信息化發(fā)展的重要手段之一.所謂三網(wǎng)融合，是指由電信運(yùn)營商建設(shè)的傳統(tǒng)電信網(wǎng)，有線電視網(wǎng)，和計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的將互相滲透和融合.

三網(wǎng)融合的設(shè)想最早是由美國提出的.在美國，自1996年開放有線電視網(wǎng)以后，有線電視運(yùn)營商開始投入大量資金進(jìn)行有線電視網(wǎng)絡(luò)的改造和升級.到2003年時(shí)，美國的有線電視網(wǎng)絡(luò)的升級改造基本完成.在此基礎(chǔ)上，美國較大的有線電視公司開始進(jìn)入電信和計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，寬帶接入已經(jīng)占公司總收入的50%以上.

在國內(nèi)，三網(wǎng)融合技術(shù)是從2000年以后逐步發(fā)展起來的.我國電話網(wǎng)覆蓋面較廣，電信網(wǎng)是在電話網(wǎng)基礎(chǔ)上逐步發(fā)展的，最普遍的方式是用戶端采用雙絞線，通過交換機(jī)與骨干網(wǎng)相連.電信網(wǎng)采用的是點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，但電信網(wǎng)的傳輸能力受到雙絞線原傳輸容量的限制，如果采用普通電話線上網(wǎng)，理論上，最快的上行速度只有56kbit/s，而最快下行速度也只有33kbit/s.顯然，這種速度并不能傳輸對帶寬要求較高的多媒體信息.

2 三網(wǎng)融合的關(guān)鍵技術(shù)

長期以來，電信網(wǎng)，有線電視網(wǎng)，計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)分別為消費(fèi)者提供不同的業(yè)務(wù)，三者各自獨(dú)立發(fā)展.三網(wǎng)雖然有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，但它們的發(fā)展方向卻是一致的，即建成一個(gè)統(tǒng)一的，數(shù)字化，綜合化，智能化，寬帶化，多媒體化的綜合業(yè)務(wù)信息網(wǎng).

三網(wǎng)融合的設(shè)想其實(shí)很早就有人提出，但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明短期內(nèi)不可能建立一個(gè)以某種特定網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的平臺，因此三網(wǎng)合一的目標(biāo)短期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn).隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，IP技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)了主導(dǎo)地位，IP over everything已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢.IP技術(shù)的重大突破使人們意識到三網(wǎng)融合最終的解決途徑是將統(tǒng)一到IP網(wǎng)絡(luò).三網(wǎng)融合的本質(zhì)并不是將三個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡單的連接，它包括技術(shù)融合，業(yè)務(wù)融合以及產(chǎn)業(yè)融合等眾多方面的內(nèi)容，而軟交換機(jī)制為核心的三網(wǎng)融合模式是需要解決的最關(guān)鍵的技術(shù).

2.1 軟交換層次模型

軟交換體系是以IP或者ATM網(wǎng)作為交換平臺，各種不同的終端設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)通過媒體網(wǎng)關(guān)后接入核心分組網(wǎng)絡(luò)，通過標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議連接信令系統(tǒng)以及操作，維護(hù)，計(jì)費(fèi)系統(tǒng).軟交換體系最大的優(yōu)勢在于可以通過計(jì)算機(jī)軟件編程的方式對各種媒體流在軟件層進(jìn)行協(xié)議方面的轉(zhuǎn)換，采用開放接口使業(yè)務(wù)，控制和傳輸分離.

軟交換系統(tǒng)是一個(gè)典型的分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型.該模型從底至頂依次分為4層：邊緣接入層，核心傳輸層，控制層和業(yè)務(wù)層.其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示

圖1 軟交換體系結(jié)構(gòu)

2.1.1 邊緣接入層

邊緣接入層是該模型的最底層，它負(fù)責(zé)將不同的網(wǎng)絡(luò)和各種終端設(shè)備接入到軟交換體系結(jié)構(gòu)中，邊緣接入層的主要功能是實(shí)現(xiàn)信息格式的轉(zhuǎn)換.接入層包含多種設(shè)備，主要設(shè)備有媒體網(wǎng)關(guān)和媒體服務(wù)器這兩種：

(1)媒體網(wǎng)關(guān)主要包括中繼網(wǎng)關(guān)(TG)，無線接入網(wǎng)(WAG)多業(yè)務(wù)接入網(wǎng)(MSAG)這幾種.其中，中繼網(wǎng)關(guān)可以用在PSTN網(wǎng),ATM網(wǎng),和IP網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)與軟建環(huán)核心網(wǎng)之間的互聯(lián)；無線網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)無線用戶與軟交換核心網(wǎng)之間的互聯(lián)；多業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)模擬用戶，ADSL用戶等于軟交換核心網(wǎng)之間的互聯(lián).媒體網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)的主要功能是用來處理不同網(wǎng)絡(luò)之間媒體信息的互通，即將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體格式轉(zhuǎn)換為另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式.

(2)媒體服務(wù)器與媒體網(wǎng)關(guān)不同，媒體服務(wù)器可以處理與媒體網(wǎng)關(guān)之間的接口，并提供一些特殊的資源，例如交互式語音和收發(fā)傳真等功能.

2.1.2 核心傳輸層

目前，我國主要的核心傳輸層網(wǎng)絡(luò)有IP和ATM兩種.核心傳輸層一般采用分組技術(shù)，可以為不同業(yè)務(wù)和媒體提供一個(gè)具有大容量，高質(zhì)量的綜合傳輸?shù)钠脚_

2.1.3 控制層

控制層是軟交換體系的控制核心，主要由軟交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)智能體實(shí)現(xiàn).控制層實(shí)現(xiàn)的主要功能有呼叫控制，業(yè)務(wù)提供，路由交換，用戶認(rèn)證等.通過控制層，軟交換機(jī)可以與某一個(gè)具體的終端用戶處于同一網(wǎng)絡(luò)中，也可以將軟交換機(jī)放置于一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，而獨(dú)立于所有的終端用戶.

2.1.4 業(yè)務(wù)層

業(yè)務(wù)層位于軟交換體系的最高層，業(yè)務(wù)層首先可以利用其它層的各種設(shè)備向終端用戶提供業(yè)務(wù)上的支持，其次，可以提供類似網(wǎng)管和安全保障的功能.

2.2 軟交換協(xié)議

軟交換協(xié)議是為軟交換機(jī)定義的一些接口標(biāo)準(zhǔn)，通過軟交換協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)軟交換機(jī)與不同網(wǎng)絡(luò)中實(shí)體的交互的功能.常用的軟交換協(xié)議有以下幾種：

(1)MGCP協(xié)議

MGCP協(xié)議是最早產(chǎn)生的關(guān)于媒體網(wǎng)關(guān)控制的協(xié)議，該協(xié)議是從功能的角度出發(fā)，定義了網(wǎng)關(guān)控制器與網(wǎng)關(guān)之間的行為，通過MGCP協(xié)議，可以將媒體網(wǎng)關(guān)抽象為一個(gè)獨(dú)立的，簡單的設(shè)備，從而簡化本地接入設(shè)備的設(shè)計(jì)，為軟交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)提供了便利.

(2)H.323協(xié)議

H.323協(xié)議是IP網(wǎng)關(guān)分組傳送語音和多媒體數(shù)據(jù)的核心協(xié)議.它設(shè)計(jì)的最初目的是為了實(shí)現(xiàn)多媒體會議系統(tǒng)，目前在IP電話領(lǐng)域作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使用廣泛.

(3)會話發(fā)起協(xié)議SIP

SIP協(xié)議設(shè)計(jì)最初是為網(wǎng)上多媒體會議電視服務(wù)的，屬于多媒體通信系統(tǒng)框架協(xié)議的一個(gè)重要組成部分.SIP以HTTP協(xié)議為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)符合因特網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則，因而功能容易擴(kuò)展，易于增加新業(yè)務(wù).

SIP協(xié)議與H.323協(xié)議都屬于IP電話體系的標(biāo)準(zhǔn)，但兩種協(xié)議的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，思想均不相同.H.323是根據(jù)ITU制定的，它的工作模式是與電信網(wǎng)管理方式相適應(yīng)的；而SIP的出發(fā)點(diǎn)是以因特網(wǎng)為基礎(chǔ)去構(gòu)建IP電話網(wǎng).這兩種協(xié)議分別具有各自的適用范圍.

3 三網(wǎng)融合在建筑設(shè)備中的應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技的迅速發(fā)展，建筑設(shè)備行業(yè)的智能化已經(jīng)成為不可改變的趨勢.建筑智能化的轉(zhuǎn)變受到相關(guān)國家政府部門，科研院所，公司等各方面的極大關(guān)注.建筑智能化的重點(diǎn)是把數(shù)字化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)融入到建筑設(shè)備中，從而可以提高樓宇的自動化水平.

智能家電系統(tǒng)屬于建筑智能化的一部分，它是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的產(chǎn)物，隨著三網(wǎng)融合技術(shù)的日益成熟，完全可以利用三網(wǎng)融合技術(shù)去構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一化的信息平臺，并以該平臺去替代以往智能家電系統(tǒng)的多個(gè)獨(dú)立的分服務(wù)系統(tǒng)，從而避免出現(xiàn)過去那種需要根據(jù)不同服務(wù)功能構(gòu)成各種不同系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象.

智能家電系統(tǒng)中的各種家電設(shè)備都是獨(dú)立的，要想實(shí)現(xiàn)整體控制的功能，必須將這些獨(dú)立的家電設(shè)備組合起來形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò).因此，構(gòu)建一個(gè)合適高效的家電網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)家電控制系統(tǒng)要解決的關(guān)鍵問題.

隨著三網(wǎng)融合技術(shù)的發(fā)展和日益成熟，它為構(gòu)建家電網(wǎng)絡(luò)提供了一種可行的解決方案.基于三網(wǎng)融合技術(shù)的智能家電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示.圖中所有家電設(shè)備均采用基于三網(wǎng)融合的以太網(wǎng)技術(shù).遠(yuǎn)程操作部分，家庭網(wǎng)關(guān)與家電設(shè)備的物理連接方式有多種，可以采用有線，無線等多種方式來實(shí)現(xiàn)互相通訊，從而實(shí)現(xiàn)對家電的整體智能控制.

基于三網(wǎng)融合技術(shù)的智能家電控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的示意圖如圖3所示.整體系統(tǒng)是以TCP/IP協(xié)議作為通訊數(shù)據(jù)通訊的主要協(xié)議.系統(tǒng)通過以太網(wǎng)控制芯片實(shí)現(xiàn)外部控制網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)部家電設(shè)備的連接.控制命令通過以太網(wǎng)控制芯片發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊需要完成數(shù)據(jù)的采集，分析以及計(jì)算等工作.經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊后，將數(shù)據(jù)流分成兩部分，一部分送到家庭網(wǎng)絡(luò)控制模塊，通過家庭網(wǎng)絡(luò)控制模塊后，就可以去控制繼電器的吸合與斷開，另一部分?jǐn)?shù)據(jù)流送到家電狀態(tài)顯示模塊，用于顯示外部控制網(wǎng)絡(luò)對家電執(zhí)行的控制操作.這樣，就可以實(shí)現(xiàn)在控制家電的同時(shí)顯示家電狀態(tài)的功能.

圖2 基于三網(wǎng)融合技術(shù)的智能家電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖3 智能家電控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案示意圖

4 結(jié) 語

本文主要介紹了三網(wǎng)融合技術(shù)以及三網(wǎng)融合技術(shù)在建筑設(shè)備智能家電領(lǐng)域的具體應(yīng)用.首先介紹了三網(wǎng)融合的含義，發(fā)展歷史等相關(guān)知識，其次介紹了三網(wǎng)融合的關(guān)鍵技術(shù)-軟交換技術(shù)，主要介紹了軟交換技術(shù)的層次模型和軟交換協(xié)議兩部分內(nèi)容.最后介紹了三網(wǎng)融合技術(shù)在智能家電領(lǐng)域的應(yīng)用，提出了一種基于三網(wǎng)融合技術(shù)的智能家電控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，并對每個(gè)組成模塊做了簡要介紹.

[1]陳媛.三網(wǎng)融合下智能家電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電視技術(shù),2002，12

[2]胡云.三網(wǎng)融合的技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用分析[J].信息化研究，2009，10

[3]王小偉.軟交換-三網(wǎng)融合技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)[J].寬帶網(wǎng)絡(luò)與傳輸，2004，11

Technology of Tri-networks Integration and Its Application in Construction Equipment

JIGao-qing1,ZHENTong-miao1,MALi-yong2，WANGJing2

(1.Hebei Institute of Architecture and Civil Engineering,Zhangjiakou,Hebei 075024
2.China Petroleum Sales Co.,Ltd.)

Tri-networks integration technology has developed rapidly in 1990s.The so-called tri-networks integration refers to the combination of the traditional telecommunication network,radio and television network and computer communication network,in which the three kinds of network realize the mutual penetration and compatible.Its ultimate goal is to form a unified communication network.In this paper,the basic concept,developing process and developing trend of tri-networks integration is firstly introduced.Then,the realization of the key technology of tri-networks integration,i.e.soft switching,is analyzed.Finally,the application of tri-networks integration in the field of construction equipment is discussed.

tri-networks integration;communication network;soft switching;construction equipment

2015-03-23

河北建筑工程學(xué)院?；痦?xiàng)目，項(xiàng)目名稱：三網(wǎng)融合技術(shù)在建筑電視網(wǎng)中的應(yīng)用，項(xiàng)目編號：Y201415

吉高卿(1987-)，男，助教，主要研究方向：可伸縮視頻編碼及其應(yīng)用.

TP 368

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