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广电网
2010/8/18 13:45

三网融合测试

电信网技术  李鹏

摘要:概述了三网融合的几个基本问题,即三网融合的历史、现状及目标和未来,介绍和分析了思博伦通信在三网融合测试中提供的解决方案。

1  三网融合的历史

三网融合是指传统电信网计算机互联网有线电视网这3张网相互渗透和相互融合。也有专家表示三网融合最简单的体现就是三屏融合,即手机、电视和电脑屏幕的融合。以后的手机可以看电视、上网,电视可以打电话、上网,电脑也可以打电话、看电视。三者之间相互交叉,形成你中有我、我中有你的格局。2010年1月13日,国务院常务会议决定加快推进广播电视网、电信网和互联网三网融合进程。根据三网融合的阶段性目标,2010—2012年重点开展广电和电信业务双向进入试点。

2  三网融合的现状

通信行业的从业人员其实都很清楚,三网中的互联网其实就是承载在电信网上的各种应用。从物理上来看,融合的主体其实就只有电信网和广电网这两张网。而电信运营商和广播电视相关单位就成了三网融合主要的研究、推动、建设、改进、执行和受益的单位。从根本上来说,三网融合的趋势应该是互联网,因此在融合的过程中,广电网也有可能成为承载互联网的一个平台,最终形成电信网、广电网同时承载一张架设在这两个物理网络之上的虚拟的互联网,而电信和广电都称为提供数据、语音、视频等内容服务的提供商。

当前的情况下,面向网络的广播电视节目的播出必将是逐步地引入,并引入市场机制,很多电信从业人员都深切地感受到这种“非对称开放”已经做出了对广电有利的安排。然而,多年承载网络业务的电信网所拥有的对多种应用的服务,以及差异化服务、管理等优势使电信网更具有长久的、持续的竞争力。其实,对于电信和广电来说各自的优势和劣势都很明显,很难说谁更领先一步。

在传输带宽上,视频的需求非常大,传统广电网络一直承载的主要就是视频业务,因此带宽上已经有了很好的保障。广电总局为了在当前倡导“三网融合”的形势下,更好、更快地支持下一代网络的快速演进,同时也能在新一轮的技术革新和竞争中占得先机,很早就着手进行下一代广播电视网络(NGB)的研究。2008年底,科技部与广电总局共同起草并签署了《国家高性能宽带信息网暨中国下一代广播电视网自主创新合作协议书》,这标志着研究开发中国下一代广播电视网的序幕已经拉开。中国下一代广播电视网是以有线电视数字化和移动多媒体广播电视(CMMB)的成果为基础,以自主创新的“高性能宽带信息网”核心技术为支撑,构建适合我国国情的、“三网融合”的、有线无线相结合的、全程全网的下一代广播电视网。科技部和广电总局将联合组织开发建设,通过自主开发与网络建设,突破相关核心技术,开发成套装备,拉动相关电子产品市场,满足老百姓对现代数字媒体和信息服务的需求,计划用3年左右的时间建设覆盖全国主要城市的示范网,预计用10年左右的时间建成中国下一代广播电视网(NGB),使之成为以“三网融合”为基本特征的新一代国家信息基础设施。在传统广电网络的基础上建立新的NGB有着电信网不可比拟的优势,也正是因为这一点中国下一代广播电视网(NGB)的核心传输带宽目标超过了Tbit,并承诺保证每户的介入带宽超过40兆比特每秒,足够传输多套高清、标清节目。

建立NGB的另外一个固有优势就是覆盖率。电视机进入中国家庭比电脑或手机要早的多,其网络的覆盖率以及终端的拥有者也明显高于后者。NGB的目标是让电视成为最基本、最便捷的信息终端,而不仅是电视节目的接收终端。如果真的能实现这一点,宽带互动数字信息消费将如水、电、暖、气等基础消费一样遍及千家万户,而且差异化服务和多样化服务是这部分市场显得格外诱人。

而传统广电网络的不足也非常明显。多年来,视频业务只是作为单向服务,从来没有开展过交互性的服务,网络要进行多大的改造才能够胜任双向网的工作,多种多样的双向业务在双向网的传输中是否会遇到无法克服的问题。好在广电网络在双向网改造工作上投入了大量的人力、物力和财力,改造工作着手比较早,而且进展顺利。另外一个问题就是接入方式,通信网络经过长期的选择和技术的演进,最终确定了今天基于以太网为主的网络模型。多年来,网络的核心、汇聚、乃至接入介质都以以太网为主,这与广电网络的同轴电缆接入方式明显存在着较大的差距。经过不断的研究和PON技术近期发展的成熟和广泛应用,目前基本形成了PON+缆桥(HINOC)接入技术方案。该方案自然地贴合了HFC现有结构,无需对用户家中的布线进行改动。OLT利用原有的HFC网络的分前端光纤,分光器分布在小区,集成式ONU缆桥头端部署在小区楼道或楼头,将CATC信号与数据信号进行混频,通过原有的HFC同轴电缆传输到用户家中,最终通过用户家中的缆桥Modem分理处VATC信号和数据信号。这其中主要的技术点就是几款新型设备和EOC相关的协议。

相对而言,电信网络的优势就是有长期的双向交互式应用的实践经验,视频业务作为众多业务中的一种,无需进行过多硬件的改动和技术的革新,一旦源头开放,就可以初步胜任三网融合的工作。然而带宽的先天不足,需要传统的电信网络在接入侧做更多的工作。MSAN设备、PON设备研究,QoS保证、视频点播业务(IGMP加入/离开延迟、频道切换等)的保证都是电信网络为了适应三网融合所做的工作。

此外,通过长期与电信和广电的沟通交流,笔者认为由于互联网将成为最终的承载媒介,而电信长期在互联网上积累了大量富有经验的技术人员,这些人员有高超的技术水平和互联网的运营经验,对互联网的运营和赢利模式都非常了解,因此这必将成为电信在今后竞争中重要的软实力。而广电长时间在电视、电缆上积累的技术储备,以及在运营电视网络中单一的运行盈利模式中积累的运营经验,可移植到互联网上的很少,因此广电的从业人员需要投入更多的努力去缩短这方面的差距。除了固有的网络差异外,这部分的差距也许在融合初期会成为双方发展走势的决定因素。

3  融合的目标和未来 :如何提供更好的服务

融合的大趋势一直没有改变,随着政策面的督促和各方面技术的不断完善,三网融合的步伐一定会更加迅速。电信网和广电网把持着固有的优势,其长期累积的劣势也很明显,这不是一场100m大战,而是一场长跑比赛,当前无论是谁在竞争过程中领先半个或一个身位都是极其微弱的优势,双方都在加大投入,加紧研究扩大其优势,消除其劣势。

无论是广电网承载互联网,还是电信网承载内容服务,竞争中真正成为核心的决定因素不是谁的技术先进、谁的带宽更多,也不是谁拥有更多的技术专家,而是谁提供更好的服务,谁让消费者选择消费更为灵活、使用网络更为舒适、接入方式更加便捷、网络功能更加强大。

无论如何,三网融合发展的结果必然是更加贴近用户的需要,老百姓必将成为最大的受益者。

相信不久的将来会正如某专家所说,“凯撒的归凯撒,上帝的归上帝”。大家各司其职,“公益的归公益,产业的归产业”,广电总局只监管内容,真正做好广电系统的整合工作,改变政企一家的局面,从而为真正的三网融合扫清道路。让用户们自由去选择谁的通道好、谁的服务好。当今后享受三网融合为大家带来的便利和实惠时,应该感谢今天为三网融合做出贡献的所有建设者。

而作为所有建设者之一的思博伦通信(Spirent Communications) 为三网融合提供了从设备测试到网络测试,从数据层面测试到控制层面测试,从2~3层面测试到应用层面测试丰富的、完善的测试解决方案。使融合设备、网络可以快速稳定,使我们可以更早地享受到三网融合带来的好处。

4  思博伦融合测试解决方案

思博伦Spirent TestCenter 综合数据网络测试平台是思博伦进行三网融合测试的主要测试仪表。Spirent TestCenter 具有非常高的综合业务能力,非常适合进行三网融合测试,仪表内置的Triple Play测试套更是为融合测试量身设计。

4.1  接入技术、接入设备测试

为了更好地满足用户对各种新业务的需求、在争夺终端用户的过程中从技术初期就占据优势,不论是网络运营商还是广播电视相关的部门共同需要改进重点都是在接入层面。网络运营商投入了很大力量进行光进铜退的工作,而广电则开展了EOC的改进工作。这两项工作都离不开PON技术的发展,PON技术以其更加适用于下一代网络的技术上优势,逐步成为运营商和设备厂家公认的新一代接入技术。

早在2000年11月,来自80多家公司的200多名专家组成了一个IEEE的研究组,开始研究以太网在用户接入网中应用的问题,后来在2001年9月,这个研究组正式成为IEEE的第一英里以太网(EFM)工作组(TaskForce)。在802.3协议框架内,制定EPON标准是这个工作组最重要的任务之一。在制定EPON标准的过程中,EFM工作组又划分为PMD,P2MP和OAM三个小组分别研究EPON的物理层(特别是光接口)规范,点对多点的控制协议和OAM。PMD小组的研究成果是定义了两种EPON的光接口:1000BASE-PX10-U/D和1000BASE-PX20-U/D,分别指工作在10km范围和20km范围的EPON光接口;P2MP小组的研究成果是定义了MPCP(多点控制协议),使EPON系统具备了下行广播发送,上行TDMA(时分多址接入)的工作机制;OAM小组的工作成果是定义了可选的OAM层功能,力图在EPON系统中提供一种运营、管理、维护的机制,使其具有符合电信应用要求的接入网的特性。上述内容于2004年4月通过的IEEE802.3ah标准中描述。2004年4月,IEEE802.3ah标准的通过极大地促进了EPON技术的发展,这使得早期开发非标准化的100MEPON的厂家开始转向标准化的EPON,并将其命名为GEPON,另外,许多传统电信设备制造商和专业化的终端设备厂家开始EPON系统的研发。尽管EPON技术面临着诸多的技术挑战,但不可否认的是,EPON技术是目前FTTH领域中为用户提供光纤接入的最为经济有效的方式。随着实际应用经验的积累和研究的深入,EPON技术会不断走向成熟的。

测试方面,随着宽带多业务,特别是以标清/高清视频业务为代表的高带宽业务对接入带宽需求的快速增长,推动了FTTx(光纤到某处)的发展。PON技术被认为是建设FTTx的最主要的宽带接入技术,以 EPON(Ethernet Passive Optical Network,以太网无源光网络)和GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network,吉比特无源光网络)为代表的宽带PON技术在国内开始了大规模的网络部署,对PON的测试也成为近两年网络设备测试的热点。

(1)接入设备性能测试

接入设备相对核心设备普遍都有更加复杂的应用,面对多种多样的应用和配置传统的测试指标和测试方案都需要做相应的改进。下面就是近几年在电信运营商研究院和广电相关单位进行的针对PON技术和PON设备的摸底和选型中专门设计并非常有特点的测试案例。

●PON设备的非对称异步测试

在传统测试中,RFC 1244/2544一直作为网络连接设备的基准测试。然而,随着接入技术的发展,ADSL,PON等非对称网络技术的广泛应用,对传统的测试方法提出了新的挑战。

首先,对于接入网络上下行速率不一致的特点,需要针对上下行测试速率非对称。例如,被测试设备或网络上行接口为1000Mbit/s,下行接口仅为100Mbit/s。如果没有非对称速率的设置,当仪表设定发送速率为20%的情况下,很明显下行流量为200Mbit/s,已经超过了出口带宽,上行速率仅为20Mbit/s,离1000Mbit/s的出口还差的很远,根本无法测量双向数据流的性能指标。

Spirent TestCenter提供了上/下行流量的非对称设置,允许双向单独设置速率参数,从而解决了非对称网络的双向数据流的性能问题。

其次,进行双向吞吐量测试时经常会遇到单方向性能很好(并没有丢包),另一个方向性能相对较差(有丢包),在非对称网络中这种现象更易出现。一旦出现这种情况后,在吞吐量测试中,丢包的一方会连累另一方同时下调速率,从而无法测试处被测试设备或网络最好的性能指标。

Spirent TestCenter提供了非对称机制,允许双向速率联动的选项,也允许双向速率不关联,即丢包的方向速率下调,不丢包的方向速率上升,这样可以真实测试处被测试设备或网络最好的性能指标。

●抖动(Jitter)

在传统的数据测试中,抖动并不是一个被广泛重视的指标,因为对纯数据业务,抖动的影响并不是非常明显,所以过去不同的测试仪表对于抖动的定义也是各不相同。但是抖动对于视频和语音业务的质量影响非常大。城域以太网技术的驱动之一在于基于IP的视频和音频业务,所以MEF 论坛和RFC 3393 对抖动做了非常明确的定义:Jitter为顺序传递的相邻两个帧的转发时延之差的绝对值。Jitter值恒为正。

Spirent Testcenter 是目前市场上所有测试仪表中惟一支持MEF 10/RFC3393定义的Jitter测试的仪表。在Spirent Testcenter 中,能为每条测试流给出最大/最小/平均Jitter,过去1s内平均Jitter,Jitter分布等指标,对设备和网络承载抖动敏感业务的能力进行衡量。

 

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