三网融合环境下移动学习网络传送网组网方式研究

文杰斌

（湖南邮电职业技术学院，湖南长沙 410015）

三网融合环境下移动学习网络传送网组网方式研究

文杰斌

（湖南邮电职业技术学院，湖南长沙 410015）

在学习者（移动学习终端）和移动学习平台之间，如何构建一个对移动学习网络能起到有效支撑作用的传送网络，成为网络建设者和网络运营者面临的一个重要研究课题。阐述移动学习网络传送网的必要性，对三网融合下各种移动学习网络传送网网络技术进行分析和选择，采用分组传送网技术和光传送网技术联合组网构建三网融合环境下移动学习网络传送网组网模型，最后介绍该组网模型的系统特点。

三网融合；移动学习网络传送网；分组传送网技术；光传送网技术

移动学习M-Learning基于电子学习e-Learning发展的一种新兴数字化学习方式。与其它已有学习方式最大的区分在于，学习者可以通过手机等移动学习终端、PC机等桌面学习终端、IPAD等无线网络学习终端、互联网电视机等有线电视终端等各种智能移动终端访问学习。相比于面授式课堂教学的场所限制和时间不可重复性、存储式电子学习设备的无法实时更新和基于Internet在线式电子学习的终端受限等已有学习方式缺陷，移动学习可以做到在通信网络/互联网覆盖的区域内，随时随地利用多种学习终端快速便捷地进行自主学习。因此移动学习方式一经诞生，马上就被学习者尤其是年轻学习者们迅速接受、喜欢乃至推广，运用移动学习方式进行学习的学习者和企事业单位数量规模呈现几何级增长。

随着各层次、各类型的移动学习平台教育信息采集、教育资源加工和教育教学服务等功能的日臻完善，数量规模呈几何级增长的移动学习者们的业务需求量越来越大。在学习者（移动学习终端）和移动学习平台之间，如何构建一个能起到有效支撑作用的移动学习信息传送网络，成为网络建设者和网络运营者面临的一个重要研究课题。

从学习者通过各类学习移动终端访问移动学习平台获得学习服务的网络来看，主要有移动通信网络、互联网、广播电视网等三种类型网络。目前该三种类型网络在物理组网上是分开建设，但在高层业务应用上可以使用统一的IP通信协议，做到初步的网络融合发展，即三网融合。在2001年通过的十五计划纲要中，第一次明确提出“三网融合”：“促进电信、电视、计算机三网融合”。 2010年6月底，三网融合12个试点城市名单和试点方案正式公布，三网融合进入实质性推进阶段。

在当今三网融合的的大背景下，3G/LTE移动通信网络技术、基于云计算为技术核心的互联网技术、双向互动式有线电视网技术对业务信号的处理均使用统一的IP通信协议，对语音、数据和视频业务信号IP化，即移动学习过程中，不管移动学习内容性质如何，移动学习信息均可用IP业务信号这一载体表示。所以从该角度而言，选择哪种传送网络技术组网以有效承载传送IP业务信号，是构建移动学习信息传送网络的急需解决的主要问题。

1 移动学习网络传送网技术选择

移动学习网络传送网按网络分层划分，可以分为干线网和城域网，城域网又可分为汇聚接入层和骨干核心层两大层次。

1.1 汇聚接入层传送网技术选择

由于城域网的业务种类繁多，造成业务需求极其复杂。为了有效承载多种类型的业务，满足其业务需求，城域网尤其是城域网的汇聚接入层的传送网技术层出不穷，能承载传送IP业务信号的传送网技术目前主要有MSTP组网技术、以太网组网技术、路由器组网技术和PTN组网技术。

由同步数字体系SDH技术升级而成的多业务传送平台MSTP技术解决了以电路交换为核心的传送技术来承载以太网数据业务的主要问题。但是这种升级并不彻底，在承载IP业务信号时，主要存在以下问题：1）业务交叉颗粒固定（交叉颗粒为VC-4和VC-12）造成刚性管道，导致带宽利用率不高；2）不能有效进行统计复用，业务汇聚能力较差；3）组播业务处理能力不强。总的来说，用电路交换为核心的MSTP技术可以承载传送IP业务信号，但不能有效承载传送以分组交换为核心的IP业务。

传统的以太网交换机组网技术和路由器组网技术承载传送IP业务信号最大的优势在于均基于分组交换，但是在当今大容量、高可靠性的传送基本要求下，存在着以下不可避免的缺陷：1）不能实现高可靠性的电信级网络保护和良好的OAM监控机制；2）对传统业务TDM和ATM业务不能有效支持传送；3）没有良好实现时钟同步和时间同步的机制。

分组传送网PTN（IP RAN）技术是新型城域网传送技术，主要为IP业务信号的承载传送量身打造。PTN技术以分组为基本传送单元，在借鉴MSTP的传送架构、网络保护方式、OAM机制、同步机制和E2E业务管理的基础上，充分融合了增强以太网技术和IP/MPLS技术的优点，如L2/L3分组转发技术、统计复用、差异化业务服务质量和业务安全等。IP RAN技术与PTN技术异曲同工，差别不大，均为分组传送网技术，只不过PTN技术以传输技术为基础，融合数据通信技术，IP RAN技术以数据通信技术为基础，融合传输技术。目前主要设备商均支持通过网管软件操作实现PTN和IP RAN的设备类型切换。是目前最适合进行IP业务信号承载传送的城域网传送技术，网络应用主要定位在汇聚接入层，PTN技术主要被中国移动应用，IP RAN技术主要被中国电信应用，在中国联通的城域传送网中，两项技术均有应用。所以移动学习网络信息在中国电信和中国联通的汇聚接入层传送网中传送可选择IP RAN技术组网，在中国移动的汇聚接入层传送网中传送可选择PTN技术组网。

1.2 干线网和骨干核心层传送网技术选择

目前各大运营商在干线网和骨干核心层应用的传送网技术趋于一致，主要区别在于传送设备的业务容量大小。对于骨干核心层传送网技术，主要有核心路由器组网技术、WDM组网技术和OTN组网技术三种。路由器组网技术的缺陷在上文中已经阐述。选用WDM技术组网作为骨干核心层传送网技术，与路由器组网技术相比，最大的优势在于其网络容量大，IP业务可透明传输，扩容升级可平滑实现。但是WDM技术基于语音业务传送设计，可传但不能高效率传送以分组交换为核心的IP业务，并且在业务信号传送处理上，还存在不能真正实现在光域上的波长调度和电域上的子波长调度，以及对所有业务信号均无性能监视功能等缺陷。为了解决WDM技术的这些缺陷，在WDM技术的基础上，融合SDH/MSTP的网络保护、OAM机制和同步机制等优点，吸收分组交换机制特性，在传送平面和管理平面的基础上，新增了由GMPLS和大量的路由协议和信令实现的控制平面，产生了光传送网OTN技术。技术标准不断完善的OTN技术将会成为骨干核心层以上网络中大颗粒业务的统一承载传送平台。所以移动学习网络信息在骨干核心层和干线传送网的传送可选择OTN技术组网。

2 移动学习网络传送网组网模型

2.1 移动学习网络传送网组网模型构建

移动学习网络中的学习信息按承载信号类型来分，主要有TDM语音业务、数据业务和组播业务等。由此移动学习网络传送网技术需要支持以上三种业务的接入，并在传送网网络边缘侧设备中将三种业务进行IP化业务处理。移动学习网络传送网组网要求如图1所示。

1.1章节分析中汇聚接入层传送网技术选择的PTN（IP RAN）技术能够对TDM语音业务、数据业务和组播业务等多业务进行分组化、IP化处理，并能有效支持分组业务在汇聚接入层的承载传送。1.2章节分析中骨干核心层传送网技术选择的OTN技术可进行电域上的子波长业务调度和光域上的波长业务调度，干线网传送网技术选择的OTN技术可只要进行光域上的波长业务调度。所以可将图1移动学习网络传送网组网要求具化成基于PTN技术和OTN技术联合组网的移动学习网络传送组网模型，如图2所示。

对于汇聚接入层的PTN组网，可按3G/4G移动通信网业务和互联网和广播电视网业务两大场景进行接入层和汇聚层分层组网，如图3所示。对于3G/4G移动通信网业务，可通过FE接口，接入进GE级PTN接入环网。对于互联网和广播电视网业务而言，高品质业务可通过FE接口，接入进GE级PTN接入环网，一般品质业务可通过FE接口接入进EPON/GPON网络。GE级PTN接入环网和EPON/GPON接入网上联至10GE级PTN汇聚环网。

图3 接入层和汇聚层分层组网

对于干线网传送网的OTN组网，一般情况组建成环形网络，主要定位于10G/40G/100G波长级业务传送与调度，主要功能集中在传送功能及传送质量保证上，基本不用涉及对业务信号的处理。对于城域网核心层传送网的OTN组网，一般情况组建成环形网络，业务量巨大的情况下，可组建成Mesh网络结构。目前主要定位于在城域网中实现子波长级业务调度、分组交换处理和业务的监控管理，即此种OTN组网不仅要进行光域上业务传送配置，还要进行电域上业务的各种处理。

2.2 移动学习网络传送网组网模型系统特点

图2所示的三网融合环境下移动学习网络传送网组网模型，采用技术标准日臻完善，得到网络运营商大力推广的传送网络新技术PTN（IP RAN）和OTN联合组网模式，符合业务IP化、传送分组化的通信发展潮流，具备以下系统特点：

1）摒弃了种类繁多但基于单一业务设计的传统传送网络技术，如MSTP（SDH）、以太网（增强）技术、路由器技术和WDM技术，采用具备多业务融合分组传送功能的PTN（IP RAN）技术和大容量波长调度功能的OTN技术。

2）实现多张业务网的不同类型业务通过一种传送网络组网模式统一传送的目标。业务传送路径简洁清晰，多业务传送的管理平台能集中在一套网管系统中，能同时对多种业务，两类传送网技术（PTN/IP RAN和OTN）在同一网管系统实现日常维护、性能管理、配置管理、安全管理和故障管理等功能。

3）网络升级扩容方便、平滑，兼容性强。PTN和IP RAN两种汇聚接入层传送技术可通过网管软件设置实现设备网络功能互换，应用在汇聚接入层的PTN（IP RAN）技术和应用在骨干核心层上的OTN技术也可按需升级融合成POTN网络，尽管目前尚未大规模商用，但POTN已是明显的城域网传送技术融合的潮流。

4）PTN技术和OTN技术均丰富了网络平面结构，在已有传送平面、管理平面的基础上，引入并应用了控制平面，显著增强了传送网络技术的智能化能力，对业务的自动控制管理能力有质的飞跃，保证对业务信号的高效、高可靠性传送。

3 结束语

移动学习网络传送网决定着移动学习信息的传送质量，能对学习者方便快捷地运用多种移动终端访问移动学习平台和移动学习平台丰富的教育学习资源快速流畅高质量地提供给学习者起到有效支撑作用。选择合适地移动学习网络传送网技术组网，能切实提高学习者良好学习访问感知，能有效增强移动学习平台开发者创造更多优质、海量的教育学习资源的信心，能大大促进移动学习方式的良性发展。

广义而言，信号从一个通信终端到另一个通信终端的传递都属于传送网的范畴，涉及的网络技术不胜枚举。本次三网融合环境下移动学习网络传送网组网方式研究，只对通信网络定义的传送网技术进行了探讨，对语音业务、数据业务和组播业务如何接入进各自业务网没有进行阐述，此外对不久的将来可能运用的POTN传送网技术没有做具体分析。

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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

湖南省社科基金课题“三网融合环境下移动系统构建与应用研究”（课题编号：11YBB034）；湖南省教育厅科学研究项目“基于3G城域网的业务承载传送综合解决方案设计”（课题编号：11C0101）。

文杰斌（1982-），男，湖南益阳人，讲师，硕士，研究方向：光通信、宽带通信。