三網(wǎng)融合環(huán)境下移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)組網(wǎng)方式研究

文杰斌

（湖南郵電職業(yè)技術(shù)學院，湖南長沙 410015）

三網(wǎng)融合環(huán)境下移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)組網(wǎng)方式研究

文杰斌

（湖南郵電職業(yè)技術(shù)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(gòu)建一個對移動學習網(wǎng)絡(luò)能起到有效支撐作用的傳送網(wǎng)絡(luò)，成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者和網(wǎng)絡(luò)運營者面臨的一個重要研究課題。闡述移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)的必要性，對三網(wǎng)融合下各種移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行分析和選擇，采用分組傳送網(wǎng)技術(shù)和光傳送網(wǎng)技術(shù)聯(lián)合組網(wǎng)構(gòu)建三網(wǎng)融合環(huán)境下移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)組網(wǎng)模型，最后介紹該組網(wǎng)模型的系統(tǒng)特點。

三網(wǎng)融合；移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)；分組傳送網(wǎng)技術(shù)；光傳送網(wǎng)技術(shù)

移動學習M-Learning基于電子學習e-Learning發(fā)展的一種新興數(shù)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(wǎng)絡(luò)學習終端、互聯(lián)網(wǎng)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(fù)性、存儲式電子學習設(shè)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(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的區(qū)域內(nèi)，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(jīng)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(shù)量規(guī)模呈現(xiàn)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(wù)等功能的日臻完善，數(shù)量規(guī)模呈幾何級增長的移動學習者們的業(yè)務(wù)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(gòu)建一個能起到有效支撐作用的移動學習信息傳送網(wǎng)絡(luò)，成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者和網(wǎng)絡(luò)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(wù)的網(wǎng)絡(luò)來看，主要有移動通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)等三種類型網(wǎng)絡(luò)。目前該三種類型網(wǎng)絡(luò)在物理組網(wǎng)上是分開建設(shè)，但在高層業(yè)務(wù)應(yīng)用上可以使用統(tǒng)一的IP通信協(xié)議，做到初步的網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展，即三網(wǎng)融合。在2001年通過的十五計劃綱要中，第一次明確提出“三網(wǎng)融合”：“促進電信、電視、計算機三網(wǎng)融合”。 2010年6月底，三網(wǎng)融合12個試點城市名單和試點方案正式公布，三網(wǎng)融合進入實質(zhì)性推進階段。

在當今三網(wǎng)融合的的大背景下，3G/LTE移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、基于云計算為技術(shù)核心的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、雙向互動式有線電視網(wǎng)技術(shù)對業(yè)務(wù)信號的處理均使用統(tǒng)一的IP通信協(xié)議，對語音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)信號IP化，即移動學習過程中，不管移動學習內(nèi)容性質(zhì)如何，移動學習信息均可用IP業(yè)務(wù)信號這一載體表示。所以從該角度而言，選擇哪種傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組網(wǎng)以有效承載傳送IP業(yè)務(wù)信號，是構(gòu)建移動學習信息傳送網(wǎng)絡(luò)的急需解決的主要問題。

1 移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)技術(shù)選擇

移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)分層劃分，可以分為干線網(wǎng)和城域網(wǎng)，城域網(wǎng)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(wǎng)技術(shù)選擇

由于城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)種類繁多，造成業(yè)務(wù)需求極其復(fù)雜。為了有效承載多種類型的業(yè)務(wù)，滿足其業(yè)務(wù)需求，城域網(wǎng)尤其是城域網(wǎng)的匯聚接入層的傳送網(wǎng)技術(shù)層出不窮，能承載傳送IP業(yè)務(wù)信號的傳送網(wǎng)技術(shù)目前主要有MSTP組網(wǎng)技術(shù)、以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)、路由器組網(wǎng)技術(shù)和PTN組網(wǎng)技術(shù)。

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

傳統(tǒng)的以太網(wǎng)交換機組網(wǎng)技術(shù)和路由器組網(wǎng)技術(shù)承載傳送IP業(yè)務(wù)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(xiàn)高可靠性的電信級網(wǎng)絡(luò)保護和良好的OAM監(jiān)控機制；2）對傳統(tǒng)業(yè)務(wù)TDM和ATM業(yè)務(wù)不能有效支持傳送；3）沒有良好實現(xiàn)時鐘同步和時間同步的機制。

分組傳送網(wǎng)PTN（IP RAN）技術(shù)是新型城域網(wǎng)傳送技術(shù)，主要為IP業(yè)務(wù)信號的承載傳送量身打造。PTN技術(shù)以分組為基本傳送單元，在借鑒MSTP的傳送架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)保護方式、OAM機制、同步機制和E2E業(yè)務(wù)管理的基礎(chǔ)上，充分融合了增強以太網(wǎng)技術(shù)和IP/MPLS技術(shù)的優(yōu)點，如L2/L3分組轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)、統(tǒng)計復(fù)用、差異化業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)安全等。IP RAN技術(shù)與PTN技術(shù)異曲同工，差別不大，均為分組傳送網(wǎng)技術(shù)，只不過PTN技術(shù)以傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)，融合數(shù)據(jù)通信技術(shù)，IP RAN技術(shù)以數(shù)據(jù)通信技術(shù)為基礎(chǔ)，融合傳輸技術(shù)。目前主要設(shè)備商均支持通過網(wǎng)管軟件操作實現(xiàn)PTN和IP RAN的設(shè)備類型切換。是目前最適合進行IP業(yè)務(wù)信號承載傳送的城域網(wǎng)傳送技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用主要定位在匯聚接入層，PTN技術(shù)主要被中國移動應(yīng)用，IP RAN技術(shù)主要被中國電信應(yīng)用，在中國聯(lián)通的城域傳送網(wǎng)中，兩項技術(shù)均有應(yīng)用。所以移動學習網(wǎng)絡(luò)信息在中國電信和中國聯(lián)通的匯聚接入層傳送網(wǎng)中傳送可選擇IP RAN技術(shù)組網(wǎng)，在中國移動的匯聚接入層傳送網(wǎng)中傳送可選擇PTN技術(shù)組網(wǎng)。

1.2 干線網(wǎng)和骨干核心層傳送網(wǎng)技術(shù)選擇

目前各大運營商在干線網(wǎng)和骨干核心層應(yīng)用的傳送網(wǎng)技術(shù)趨于一致，主要區(qū)別在于傳送設(shè)備的業(yè)務(wù)容量大小。對于骨干核心層傳送網(wǎng)技術(shù)，主要有核心路由器組網(wǎng)技術(shù)、WDM組網(wǎng)技術(shù)和OTN組網(wǎng)技術(shù)三種。路由器組網(wǎng)技術(shù)的缺陷在上文中已經(jīng)闡述。選用WDM技術(shù)組網(wǎng)作為骨干核心層傳送網(wǎng)技術(shù)，與路由器組網(wǎng)技術(shù)相比，最大的優(yōu)勢在于其網(wǎng)絡(luò)容量大，IP業(yè)務(wù)可透明傳輸，擴容升級可平滑實現(xiàn)。但是WDM技術(shù)基于語音業(yè)務(wù)傳送設(shè)計，可傳但不能高效率傳送以分組交換為核心的IP業(yè)務(wù)，并且在業(yè)務(wù)信號傳送處理上，還存在不能真正實現(xiàn)在光域上的波長調(diào)度和電域上的子波長調(diào)度，以及對所有業(yè)務(wù)信號均無性能監(jiān)視功能等缺陷。為了解決WDM技術(shù)的這些缺陷，在WDM技術(shù)的基礎(chǔ)上，融合SDH/MSTP的網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)上，新增了由GMPLS和大量的路由協(xié)議和信令實現(xiàn)的控制平面，產(chǎn)生了光傳送網(wǎng)OTN技術(shù)。技術(shù)標準不斷完善的OTN技術(shù)將會成為骨干核心層以上網(wǎng)絡(luò)中大顆粒業(yè)務(wù)的統(tǒng)一承載傳送平臺。所以移動學習網(wǎng)絡(luò)信息在骨干核心層和干線傳送網(wǎng)的傳送可選擇OTN技術(shù)組網(wǎng)。

2 移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)組網(wǎng)模型

2.1 移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)組網(wǎng)模型構(gòu)建

移動學習網(wǎng)絡(luò)中的學習信息按承載信號類型來分，主要有TDM語音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和組播業(yè)務(wù)等。由此移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)技術(shù)需要支持以上三種業(yè)務(wù)的接入，并在傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)設(shè)備中將三種業(yè)務(wù)進行IP化業(yè)務(wù)處理。移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)組網(wǎng)要求如圖1所示。

1.1章節(jié)分析中匯聚接入層傳送網(wǎng)技術(shù)選擇的PTN（IP RAN）技術(shù)能夠?qū)DM語音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和組播業(yè)務(wù)等多業(yè)務(wù)進行分組化、IP化處理，并能有效支持分組業(yè)務(wù)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(wǎng)技術(shù)選擇的OTN技術(shù)可進行電域上的子波長業(yè)務(wù)調(diào)度和光域上的波長業(yè)務(wù)調(diào)度，干線網(wǎng)傳送網(wǎng)技術(shù)選擇的OTN技術(shù)可只要進行光域上的波長業(yè)務(wù)調(diào)度。所以可將圖1移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)組網(wǎng)要求具化成基于PTN技術(shù)和OTN技術(shù)聯(lián)合組網(wǎng)的移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送組網(wǎng)模型，如圖2所示。

對于匯聚接入層的PTN組網(wǎng)，可按3G/4G移動通信網(wǎng)業(yè)務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)業(yè)務(wù)兩大場景進行接入層和匯聚層分層組網(wǎng)，如圖3所示。對于3G/4G移動通信網(wǎng)業(yè)務(wù)，可通過FE接口，接入進GE級PTN接入環(huán)網(wǎng)。對于互聯(lián)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)業(yè)務(wù)而言，高品質(zhì)業(yè)務(wù)可通過FE接口，接入進GE級PTN接入環(huán)網(wǎng)，一般品質(zhì)業(yè)務(wù)可通過FE接口接入進EPON/GPON網(wǎng)絡(luò)。GE級PTN接入環(huán)網(wǎng)和EPON/GPON接入網(wǎng)上聯(lián)至10GE級PTN匯聚環(huán)網(wǎng)。

圖3 接入層和匯聚層分層組網(wǎng)

對于干線網(wǎng)傳送網(wǎng)的OTN組網(wǎng)，一般情況組建成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，主要定位于10G/40G/100G波長級業(yè)務(wù)傳送與調(diào)度，主要功能集中在傳送功能及傳送質(zhì)量保證上，基本不用涉及對業(yè)務(wù)信號的處理。對于城域網(wǎng)核心層傳送網(wǎng)的OTN組網(wǎng)，一般情況組建成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)量巨大的情況下，可組建成Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。目前主要定位于在城域網(wǎng)中實現(xiàn)子波長級業(yè)務(wù)調(diào)度、分組交換處理和業(yè)務(wù)的監(jiān)控管理，即此種OTN組網(wǎng)不僅要進行光域上業(yè)務(wù)傳送配置，還要進行電域上業(yè)務(wù)的各種處理。

2.2 移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)組網(wǎng)模型系統(tǒng)特點

圖2所示的三網(wǎng)融合環(huán)境下移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)組網(wǎng)模型，采用技術(shù)標準日臻完善，得到網(wǎng)絡(luò)運營商大力推廣的傳送網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)PTN（IP RAN）和OTN聯(lián)合組網(wǎng)模式，符合業(yè)務(wù)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(wù)設(shè)計的傳統(tǒng)傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如MSTP（SDH）、以太網(wǎng)（增強）技術(shù)、路由器技術(shù)和WDM技術(shù)，采用具備多業(yè)務(wù)融合分組傳送功能的PTN（IP RAN）技術(shù)和大容量波長調(diào)度功能的OTN技術(shù)。

2）實現(xiàn)多張業(yè)務(wù)網(wǎng)的不同類型業(yè)務(wù)通過一種傳送網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)模式統(tǒng)一傳送的目標。業(yè)務(wù)傳送路徑簡潔清晰，多業(yè)務(wù)傳送的管理平臺能集中在一套網(wǎng)管系統(tǒng)中，能同時對多種業(yè)務(wù)，兩類傳送網(wǎng)技術(shù)（PTN/IP RAN和OTN）在同一網(wǎng)管系統(tǒng)實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)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(shù)可通過網(wǎng)管軟件設(shè)置實現(xiàn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)功能互換，應(yīng)用在匯聚接入層的PTN（IP RAN）技術(shù)和應(yīng)用在骨干核心層上的OTN技術(shù)也可按需升級融合成POTN網(wǎng)絡(luò)，盡管目前尚未大規(guī)模商用，但POTN已是明顯的城域網(wǎng)傳送技術(shù)融合的潮流。

4）PTN技術(shù)和OTN技術(shù)均豐富了網(wǎng)絡(luò)平面結(jié)構(gòu)，在已有傳送平面、管理平面的基礎(chǔ)上，引入并應(yīng)用了控制平面，顯著增強了傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能化能力，對業(yè)務(wù)的自動控制管理能力有質(zhì)的飛躍，保證對業(yè)務(wù)信號的高效、高可靠性傳送。

3 結(jié)束語

移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)決定著移動學習信息的傳送質(zhì)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(zhì)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(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)，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(zhì)、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(wǎng)的范疇，涉及的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不勝枚舉。本次三網(wǎng)融合環(huán)境下移動學習網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)組網(wǎng)方式研究，只對通信網(wǎng)絡(luò)定義的傳送網(wǎng)技術(shù)進行了探討，對語音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和組播業(yè)務(wù)如何接入進各自業(yè)務(wù)網(wǎng)沒有進行闡述，此外對不久的將來可能運用的POTN傳送網(wǎng)技術(shù)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(wǎng)融合環(huán)境下移動系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)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(wǎng)的業(yè)務(wù)承載傳送綜合解決方案設(shè)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。