提高有線電視寬帶網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量的相關(guān)探索

文丨張 濤

提高有線電視寬帶網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量的相關(guān)探索

文丨張 濤

目前，有線電視網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的通信基礎(chǔ)設(shè)施，由于其廣闊的覆蓋面，對(duì)有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充分的利用，在電視業(yè)務(wù)之外開(kāi)展其他的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，對(duì)廣電行業(yè)的持續(xù)發(fā)展乃至滿足人民群眾的需求就顯得非常必要。其中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)的質(zhì)量也是有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，這里，我們就主要針對(duì)如何有效提高有線電視寬帶網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的質(zhì)量進(jìn)行探討。

有線電視網(wǎng)絡(luò)； 寬帶； 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)； 服務(wù)質(zhì)量

隨著中國(guó)有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，有線電視網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的通信基礎(chǔ)設(shè)施。有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)向著網(wǎng)絡(luò)化、信息化和數(shù)字化的方向快速發(fā)展，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的功能也發(fā)生了很大的變化。有線電視網(wǎng)絡(luò)是中國(guó)覆蓋面最廣的信息網(wǎng)絡(luò)，因此，對(duì)有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充分的利用，在電視業(yè)務(wù)之外開(kāi)展其他的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，對(duì)廣電行業(yè)的持續(xù)發(fā)展乃至滿足人民群眾的需求都有重要的意義。

而有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)在數(shù)字化改造以后，就能夠從傳統(tǒng)的廣播網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡為寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而為人們提供基于有線電視網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字電視、寬帶上網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)等寬帶網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。相應(yīng)的，要實(shí)現(xiàn)這些就需要相關(guān)技術(shù)的支持。只有完善了相關(guān)技術(shù)，才能夠?yàn)橛脩舻膶W(xué)習(xí)、生活和工作帶來(lái)快捷、個(gè)性化的享受。其中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)的質(zhì)量也是有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，這里，我們就主要針對(duì)如何有效提高有線電視寬帶網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的質(zhì)量進(jìn)行探討。

1 有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介

寬帶網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)能夠進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，主要由骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)兩個(gè)部分組成，這里，把被所有用戶使用的網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為骨干網(wǎng)，這是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最重要的部分，主要完成數(shù)據(jù)的大容量和長(zhǎng)距離傳輸，而接入網(wǎng)則是局端和用戶設(shè)備間的網(wǎng)絡(luò)傳輸通道，主要是把業(yè)務(wù)信息傳送給用戶。

目前，作為當(dāng)前通信界的重要研究?jī)?nèi)容之一，寬帶接入技術(shù)除了對(duì)有線電視信號(hào)進(jìn)行傳輸之外，還剩余豐富的頻率資源。因此，可以把傳統(tǒng)的有線電視網(wǎng)通過(guò)改造形成能夠給用戶提供電視業(yè)務(wù)和高速數(shù)據(jù)接入服務(wù)的有線電視寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)?；谟芯€電視寬帶網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，視頻點(diǎn)播服務(wù)、視頻會(huì)議服務(wù)、IP電話服務(wù)以及遠(yuǎn)程教學(xué)服務(wù)等快速發(fā)展起來(lái)，網(wǎng)絡(luò)上承載的信息已經(jīng)從單一的數(shù)據(jù)信息逐步向語(yǔ)音、圖像、視頻以及數(shù)據(jù)等多方面發(fā)展。

1.2 有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史

中國(guó)有線電視始于70年代的天線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，隨著中國(guó)電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，通訊衛(wèi)星和地面衛(wèi)星接收站也在全國(guó)各地快速發(fā)展起來(lái)，90年代以后，有線電視的發(fā)展進(jìn)入了數(shù)字、高速、互動(dòng)互聯(lián)的時(shí)代。到目前為止，中國(guó)的廣電網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完成了部分的聯(lián)通，用戶數(shù)目也達(dá)到了9000多萬(wàn)，并且還在快速增長(zhǎng)當(dāng)中。

1.3 有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)主要開(kāi)展的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

到目前位置，有線電視網(wǎng)可以開(kāi)展如下幾項(xiàng)主要業(yè)務(wù)。

1.3.1模擬信號(hào)傳輸服務(wù)

模擬信號(hào)主要用來(lái)對(duì)電視節(jié)目進(jìn)行傳送，其中包括傳統(tǒng)視音頻類(lèi)廣播服務(wù)和加密的視音頻類(lèi)服務(wù)等。

1.3.2數(shù)字信號(hào)傳輸服務(wù)

數(shù)字信號(hào)傳輸服務(wù)就是通過(guò)將聲音、文字、圖像等模擬信息數(shù)字化，使其能夠按照二進(jìn)制代碼的形式進(jìn)行傳輸。數(shù)字化傳輸能夠顯著提高傳輸容量和傳輸質(zhì)量，目前主要包括如下幾項(xiàng)業(yè)務(wù)：數(shù)字視頻廣播、數(shù)字音頻廣播；廣播式數(shù)據(jù)服務(wù)，通過(guò)廣播向用戶提供資料性的數(shù)據(jù)服務(wù)；圖文電視，向用戶提供動(dòng)態(tài)、時(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息；交互式數(shù)據(jù)通信；交互式電視會(huì)議；專(zhuān)用網(wǎng)、廣域網(wǎng)以及虛擬專(zhuān)用網(wǎng)業(yè)務(wù)，使用高速的廣電網(wǎng)絡(luò)，為各個(gè)集團(tuán)企業(yè)用戶提供交互式的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

1.4 有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量指標(biāo)介紹

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量主要是指不同的業(yè)務(wù)對(duì)有線電視網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力要求，業(yè)務(wù)質(zhì)量是用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)效果的評(píng)價(jià)。一般情況下，包括以下幾個(gè)主要方面。

1.4.1帶寬

帶寬是對(duì)固定時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳送信息量的表示。對(duì)于多媒體業(yè)務(wù)而言，主要包括恒定比特速率和可變比特率兩種。其中，恒定速率業(yè)務(wù)只要滿足預(yù)留的峰值帶寬即可。

1.4.2時(shí)延抖動(dòng)

時(shí)延抖動(dòng)主要是指進(jìn)行端到端數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中時(shí)延的變化程度，該項(xiàng)指標(biāo)主要由時(shí)延可變部分決定，業(yè)務(wù)量的突發(fā)性以及調(diào)度方法都可能會(huì)造成較大的抖動(dòng)。一般情況下，交互式業(yè)務(wù)對(duì)該項(xiàng)指標(biāo)要求較高。

1.4.3分組丟失率

分組丟失率主要是指網(wǎng)絡(luò)傳輸中丟失的分組占全部分組的比例。引起分組丟失率過(guò)高的因素主要包括路由變化、誤碼以及隊(duì)列的溢出等。該項(xiàng)指標(biāo)對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的影響比較大，因?yàn)閷?shí)時(shí)業(yè)務(wù)不能通過(guò)重傳來(lái)補(bǔ)救丟失數(shù)據(jù)。

1.4.4時(shí)延

時(shí)延主要是指數(shù)據(jù)分組由發(fā)送端到接收端之間的時(shí)間間隔，主要由固定和可變兩部分組成。其中，固定部分又分為傳播和轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，可變部分又分為處理和排隊(duì)時(shí)延。

2 如何提高有線電視寬帶網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量的好壞決定了網(wǎng)絡(luò)用戶對(duì)寬帶業(yè)務(wù)的滿意程度，對(duì)中國(guó)有線電視寬帶網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)的發(fā)展有重要的意義。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中含有大部分的Web瀏覽和FTP文件傳輸?shù)裙δ?，正向信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量與所需帶寬和反向信道的數(shù)據(jù)量與帶寬并不平衡且差距很大，呈現(xiàn)出明顯的收發(fā)不對(duì)稱(chēng)性。而有線電視寬帶網(wǎng)中，上、下行信道的傳輸速率也存在非對(duì)稱(chēng)性的特點(diǎn)，這和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量的特點(diǎn)一致。

目前大部分的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是通過(guò)TCP傳輸控制協(xié)議提供可靠的端到端的數(shù)據(jù)傳輸，所以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量主要是由TCP協(xié)議的執(zhí)行性能來(lái)決定的。因此，為了保證有線電視寬帶網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量，對(duì)有線電視寬帶網(wǎng)中的TCP協(xié)議的執(zhí)行性能都有著非常重要的意義。而解決問(wèn)題的關(guān)鍵就在于如何有效的減小確認(rèn)分組在有線電視寬帶網(wǎng)中上行信道的時(shí)延以及時(shí)延抖動(dòng)，同時(shí)還需要給用戶提供足夠大的帶寬，這樣才可以防止確認(rèn)分組在上行隊(duì)列的傳輸過(guò)程中發(fā)生丟失以及堆積的情況。首先，我們介紹一下主要的優(yōu)化思路：首先，針對(duì)每個(gè)單個(gè)用戶而言，確認(rèn)分組到達(dá)上行信道中的速率和時(shí)間間隔與下行信道的發(fā)送數(shù)據(jù)的分組速率以及時(shí)間間隔完全相同，那樣我們就可以對(duì)下行信道中發(fā)往不同用戶的數(shù)據(jù)分組的不同的發(fā)送速率以及發(fā)送時(shí)間間隔進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，從而確定每個(gè)電纜調(diào)制解調(diào)器需要的最小上行信道帶寬，同時(shí)也可以給電纜調(diào)制解調(diào)器預(yù)先提供合適的相應(yīng)上行信道帶寬資源，這樣就能夠?qū)Υ_認(rèn)分組在信道中壓縮的現(xiàn)象有效的避免，并且能夠同時(shí)對(duì)上行信道中緩沖區(qū)溢出而造成確認(rèn)分組丟失的情況進(jìn)行了處理。這樣就可以有效提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的吞吐量以及數(shù)據(jù)傳輸效率，從而保證有線電視寬帶網(wǎng)中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的質(zhì)量要求。

下面我們針對(duì)提高TCP協(xié)議執(zhí)行性能的不同要求來(lái)具體探討如何有效提高提高有線電視寬帶網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量。

2.1 上行信道的帶寬分配

有線電視寬帶網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可以使用積極授權(quán)的方式進(jìn)行上行信道的帶寬資源分配。該種機(jī)制的描述包括如下內(nèi)容。

一個(gè)電纜的調(diào)制解調(diào)器包括兩條數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流：下行和上行。其中，下行數(shù)據(jù)流主要用來(lái)將數(shù)據(jù)從服務(wù)器傳輸?shù)接脩魯?shù)據(jù)分組，而上行數(shù)據(jù)流主要用來(lái)將用戶的反饋數(shù)據(jù)傳輸給服務(wù)器。數(shù)據(jù)流主要通過(guò)SID業(yè)務(wù)號(hào)進(jìn)行識(shí)別，每個(gè)SID業(yè)務(wù)號(hào)都需要在電纜調(diào)制解調(diào)器中的CMTS注冊(cè)時(shí)進(jìn)行分配。CMTS則需要監(jiān)視所有的下行數(shù)據(jù)流，并且要根據(jù)每個(gè)下行數(shù)據(jù)流的狀態(tài)將其劃分成活動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流和非活動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流兩種。而對(duì)于每個(gè)上行數(shù)據(jù)流需要的上行信道帶寬信息，則需要由CMTS進(jìn)行集中的處理，并且同時(shí)要求在上行信道內(nèi)防止電纜調(diào)制解調(diào)器傳遞上行信道的帶寬申請(qǐng)，除此之外，在上行信道中CMTS不能對(duì)上行信道的帶寬申請(qǐng)時(shí)隙進(jìn)行分配。

對(duì)于活動(dòng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流，CMTS能夠根據(jù)具體的下行數(shù)據(jù)流中數(shù)據(jù)分組的發(fā)送數(shù)量來(lái)自動(dòng)提供固定數(shù)量的上行信道帶寬給上行數(shù)據(jù)流。而對(duì)于非活動(dòng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流，CMTS則會(huì)對(duì)上行數(shù)據(jù)流周期性的提供固定數(shù)量的上行數(shù)據(jù)時(shí)隙，從而有效保證用戶接入因特網(wǎng)的順利進(jìn)行。另外，如果電纜調(diào)制解調(diào)器中含有活動(dòng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流，那么就需要將所有的上行MAC幀內(nèi)的CMTS提供給最后那個(gè)上行數(shù)據(jù)時(shí)隙。同時(shí)還需要把上行數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)內(nèi)的確認(rèn)分組個(gè)數(shù)發(fā)送給CMTS，用來(lái)彌補(bǔ)用戶與電纜調(diào)制解調(diào)器間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中因?yàn)檠佣抖l(fā)的上行信道的帶寬丟失情況。

2.2 上行數(shù)據(jù)的傳輸調(diào)度

一般情況下，有線電視寬帶網(wǎng)中的上行數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度方式主要是按照先來(lái)先服務(wù)的原則，并根據(jù)每個(gè)上行信道帶寬的申請(qǐng)順序，來(lái)完成每個(gè)對(duì)每個(gè)電纜調(diào)制解調(diào)器的上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)度。這里我們提出了使用積極授權(quán)的上行信道帶寬分配方式。一般情況下，上行信道中需要對(duì)電纜調(diào)制解調(diào)器發(fā)出的上行信道帶寬申請(qǐng)進(jìn)行禁止，而CMTS還需要通過(guò)檢測(cè)下行信道的發(fā)送數(shù)據(jù)來(lái)完成對(duì)上行數(shù)據(jù)的調(diào)度，并且統(tǒng)計(jì)這兩次帶寬分配間的間隔中每個(gè)電纜調(diào)制解調(diào)器發(fā)送的數(shù)據(jù)量以及順序，然后根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分配每個(gè)電纜調(diào)制解調(diào)器的相應(yīng)帶寬。其具體過(guò)程如下。

2.2.1開(kāi)始階段

CMTS主要?jiǎng)?chuàng)建電纜調(diào)制解調(diào)器的狀態(tài)表以及下行數(shù)據(jù)的發(fā)送情況記錄，開(kāi)始階段要對(duì)其進(jìn)行初始化；對(duì)非活動(dòng)電纜調(diào)制解調(diào)器等待上行信道帶寬分配的最大等待時(shí)間門(mén)限值進(jìn)行合理的設(shè)定，同時(shí)還需要把每一個(gè)非活動(dòng)的電纜調(diào)制解調(diào)器已經(jīng)記錄的上行信道帶寬分配等待時(shí)間重置為0。

2.2.2輸送階段

CMTS主要進(jìn)行對(duì)下行數(shù)據(jù)發(fā)送情況進(jìn)行監(jiān)控的工作，同時(shí)要根據(jù)下行數(shù)據(jù)的發(fā)送順序把對(duì)下行數(shù)據(jù)進(jìn)行分組的下行數(shù)據(jù)流SID號(hào)加入記錄表中。

2.2.3上行信道帶寬分配信息發(fā)送階段

CMTS根據(jù)下行數(shù)據(jù)的發(fā)送情況記錄表已經(jīng)記錄的數(shù)據(jù)來(lái)分別為不同的電纜調(diào)制解調(diào)器分配相應(yīng)的上行信道帶寬，同時(shí)還要修改狀態(tài)表中各自的電纜調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)記錄表，除此之外，還將為上行信道帶寬分配已經(jīng)達(dá)到最大等待時(shí)間門(mén)限值的非活動(dòng)電纜調(diào)制解調(diào)器能夠再進(jìn)行一次上行數(shù)據(jù)的傳輸。

2.2.4上行信道帶寬補(bǔ)償階段

假如電纜調(diào)制解調(diào)器在經(jīng)過(guò)上行數(shù)據(jù)時(shí)隙時(shí)能夠同時(shí)夾帶上行信道帶寬的補(bǔ)償請(qǐng)求，那么CMTS就必須給電纜調(diào)制解調(diào)器提供一個(gè)及時(shí)的上行數(shù)據(jù)傳輸機(jī)會(huì)。

有線電視寬帶網(wǎng)中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的質(zhì)量好壞決定著用戶對(duì)有線電視寬帶業(yè)務(wù)的滿意程度，所以會(huì)對(duì)有線電視寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。因此，要重視對(duì)有線電視寬帶網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量的提高，并且積極的采取多種技術(shù)、政策措施。只有這樣，才能從多方面滿足用戶的需求，增加有線電視寬帶網(wǎng)的市場(chǎng)占有率。

有線電視網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)非常重要的通信基礎(chǔ)設(shè)施，在電視業(yè)務(wù)之外開(kāi)展其他的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，對(duì)廣電行業(yè)的持續(xù)發(fā)展乃至滿足人民群眾的需求都有重要的意義。從技術(shù)層面上進(jìn)行分析，應(yīng)用有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開(kāi)展是可行的，并且具備很大的優(yōu)勢(shì)。但是也存在著一些問(wèn)題，這些問(wèn)題主要包括技術(shù)、國(guó)家政策、資金支持、人才支持、體制要求以及管理需要等多個(gè)方面。在實(shí)際的工作當(dāng)中，要努力克服困難，完善發(fā)展策略的制定，并且要結(jié)合自身的實(shí)際需求，更多關(guān)注業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和服務(wù)質(zhì)量上的需求。我們相信，應(yīng)用有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸一定能夠取得長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

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（云南省富民縣有線電視廣播臺(tái)，昆明 650400）