計算機網(wǎng)絡(luò)考核內(nèi)容computer networks2

1、廣電三網(wǎng)融合應(yīng)用背景：數(shù)字電視整轉(zhuǎn)數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換當(dāng)前全國大中城市的數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換（整轉(zhuǎn)）已經(jīng)完成或者接近完成地級市和縣級市的整轉(zhuǎn)正在進(jìn)行2003年開始整轉(zhuǎn)，20052008年處于整轉(zhuǎn)高峰已經(jīng)擁有7500萬數(shù)字電視用戶，占全國有線電視用戶數(shù)的21.5%，2000萬戶年的速度增長節(jié)目數(shù)量平均增加127%，收視費平均提高85%模數(shù)同傳，僅保留6套基本政策性模擬節(jié)目應(yīng)用背景：革命性的數(shù)字電視數(shù)字電視是廣播電視信源的數(shù)字化數(shù)字化壓縮拓展了同軸電纜可用頻寬資源前端采用數(shù)字化編碼使得電視信號在本質(zhì)上成為一種視頻信號流數(shù)字電視采用終端可控的新模式采用條件接收系統(tǒng)使得收視終端完全可控數(shù)字電視建立了廣電運營商

2、的盈利模式數(shù)字電視的可控性體現(xiàn)了“電視即商品”可以獲得與收視終端數(shù)量基本一致的收視費支持客戶對收視內(nèi)容的選擇應(yīng)用背景：互動性需求尚未滿足數(shù)字電視仍然是“廣播電視”采用原有的傳發(fā)模式，一次播發(fā)，無限接收條件接收系統(tǒng)（CAS）被動解碼NVOD和瀏覽器在技術(shù)上是非實時的不支持回放缺乏VOD和IPTV業(yè)務(wù)節(jié)目內(nèi)容重復(fù)，時段重疊多種媒體形式的競爭，使廣播電視的用戶向互聯(lián)網(wǎng)媒體流失應(yīng)用背景：互動性要求雙向化采用廣播式傳發(fā)體制的原因在于當(dāng)前有線電視缺乏雙向化機制簡單的星形網(wǎng)絡(luò)共享式的介質(zhì)不具備回傳通道不具備組播和單播能力沒有端到端的控制手段無法提供互動業(yè)務(wù)應(yīng)用背景：雙向化帶來互動業(yè)務(wù)雙向化的本質(zhì)是電視傳發(fā)信

3、道的數(shù)字化雙向化的有線電視網(wǎng)絡(luò)支持單播、組播和廣播雙向化的有線電視網(wǎng)絡(luò)支持VOD、IPTV、互聯(lián)網(wǎng)接入等互動業(yè)務(wù)雙向化帶來的高帶寬支持高清流的定點播發(fā)雙向化的有線電視網(wǎng)絡(luò)同樣支持VoIP配合電視信源的數(shù)字化，傳發(fā)網(wǎng)絡(luò)的雙向化完成傳發(fā)信道的數(shù)字化，使得當(dāng)前的有線電視網(wǎng)絡(luò)成為一個高容量、高帶寬、高覆蓋的駐地網(wǎng)雙向化技術(shù)概述支撐網(wǎng)絡(luò)與寬帶城域網(wǎng)相同全國大中城市的廣電網(wǎng)絡(luò)公司都建設(shè)了自己的寬帶城域網(wǎng)（B平臺）路由交換網(wǎng)絡(luò)，骨干帶寬10G以上，匯聚帶寬1G，接入層多提供100Base-X接口（SFP或者FE）普遍采用MPLSVLAN和QoS支持能力足夠當(dāng)前各大中城市都建成了B平臺(大連很典型)多種可選的

4、接入技術(shù)Cable Modem接入EPON+LAN接入FTTH接入EoC接入什么是廣電的A平臺和B平臺：A平臺模擬、數(shù)字視頻下行傳輸平臺B平臺數(shù)據(jù)交互傳輸平臺問題：B平臺采用單向HFC還是雙向HFC？接入到用戶采用什么技術(shù)？選擇什么樣的方案：業(yè)務(wù)類型分為：模擬視頻業(yè)務(wù)數(shù)字視頻業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)功能分為：骨干網(wǎng)接入網(wǎng)模擬視頻業(yè)務(wù)HFC的光纖傳輸部分?jǐn)?shù)字視頻業(yè)務(wù)HFC的光纖傳輸部分?jǐn)?shù)據(jù)交互業(yè)務(wù)ATM；SDH；IP；EPON；DWDM等等模擬視頻業(yè)務(wù)同軸傳輸部分光纖同軸混合數(shù)字視頻業(yè)務(wù)同軸傳輸部分光纖同軸混合數(shù)據(jù)交互業(yè)務(wù)五類雙絞線(LAN)雙向HFC (CM)雙向HFC(EoC)EPON+LAN

5、骨干網(wǎng) 接入網(wǎng)用戶終端：機頂盒 電纜調(diào)制解調(diào)器 IP電話網(wǎng)關(guān) 無線接入網(wǎng)關(guān) EoCHFC產(chǎn)品：電纜調(diào)制/解調(diào)頭端 光端設(shè)備 分支放大設(shè)備 可尋址設(shè)備 支撐平臺： 業(yè)務(wù)支撐平臺 綜合服務(wù)平臺 多媒體管理平臺 骨干網(wǎng)絡(luò)：高速交換平臺 綜合服務(wù)平臺 互聯(lián)網(wǎng)： 快速接入internetLocal NetworkHFCPSTNMANInternetIP PhoneInternet AccessWire/WirelessCMTSIPDTSatelliteVideo BroadcastProgrammingVideoSERVICELANIntranet BuildingVLAN/VPNEoC前端EoC終端C

6、MD/BInternet衛(wèi)星接收機射頻信號管理器射頻調(diào)制器光平臺CMTSTVCOMPUTERCM光節(jié)點干線放大器延長放大器EoC前端視頻廣播視頻制作COMPUTEREoC終端樓頭放大器混合器自辦節(jié)目及廣告上變頻器+QAMCMTSATMSDHEthernetALMALMALMALMALMALM光發(fā)射機分路器反向光接收機反向光接收機反向光接收機反向光接收機反向光接收機反向光接收機光分路器混合器去各光節(jié)點來自各光節(jié)點光分路器混合器光分路器混合器調(diào)制器調(diào)制器ALMALMALMALMALMALM調(diào)制器ALMALMALMALMALMALM數(shù)字解碼器數(shù)字衛(wèi)星接收機數(shù)字衛(wèi)星接收機數(shù)字衛(wèi)星接收機數(shù)字衛(wèi)星接收機數(shù)

7、字衛(wèi)星接收機SDH傳輸節(jié)目數(shù)字衛(wèi)星節(jié)目本地節(jié)目數(shù)字電視總前端ASIASI加擾器加擾器加擾器加擾器適配器模擬電視節(jié)目編碼器模擬電視節(jié)目編碼器模擬電視節(jié)目編碼器模擬電視節(jié)目編碼器模擬電視節(jié)目編碼器模擬電視節(jié)目編碼器ASI切換矩陣復(fù)用器復(fù)用器復(fù)用器復(fù)用器復(fù)用器復(fù)用加擾器復(fù)用加擾器ASI切換矩陣加擾器加擾器加擾器加擾器適配器QAMASIASIASIASI前端設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)ASIHFC混合器骨干網(wǎng)絡(luò)匯聚層接入層接入層入戶入戶OLTPONONU匯聚交換機匯聚交換機骨干路由器接入交換機CBATCNU分配網(wǎng)分配網(wǎng)雙向化技術(shù)概述：多種接入技術(shù)Cable Modem接入優(yōu)勢標(biāo)準(zhǔn)化：采用DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)，符合我國頻帶

8、分割方案高帶寬：DOCSIS 3.0的速率已接近100Mbps大容量：最小CMTS單元的接入用戶數(shù)為2K兼容性：前向兼容，互聯(lián)互通缺點匯聚噪聲嚴(yán)重，實際帶載能力受限（一個標(biāo)稱2K的CMTS帶300）前端部署太靠上，無法保證帶寬產(chǎn)品門檻高，系統(tǒng)造價居高不下部署現(xiàn)狀當(dāng)前全國采用CM接入方式的網(wǎng)/臺有50多家全網(wǎng)部署終端數(shù)量超過300萬臺全國部署不均衡，集中在大型網(wǎng)臺雙向化技術(shù)概述：多種接入技術(shù)Cable Modem接入優(yōu)勢標(biāo)準(zhǔn)化：采用DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)，符合我國頻帶分割方案高帶寬：DOCSIS 3.0的速率已接近100Mbps大容量：最小CMTS單元的接入用戶數(shù)為2K兼容性：前向兼容，互聯(lián)互通缺點匯

9、聚噪聲嚴(yán)重，實際帶載能力受限（一個標(biāo)稱2K的CMTS帶300）前端部署太靠上，無法保證帶寬產(chǎn)品門檻高，系統(tǒng)造價居高不下部署現(xiàn)狀當(dāng)前全國采用CM接入方式的網(wǎng)/臺有50多家全網(wǎng)部署終端數(shù)量超過300萬臺全國部署不均衡，集中在大型網(wǎng)臺雙向化技術(shù)概述：多種接入技術(shù)EPON+LAN接入優(yōu)勢標(biāo)準(zhǔn)化：快速以太網(wǎng)接入，與支撐網(wǎng)絡(luò)無縫連接高帶寬：最大可開放100Mbps帶寬，全雙向，端到端可控靈活性：部署靈活，可隨客戶增加而擴容兼容性：技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，兼容性優(yōu)異缺點EPON的部署較昂貴需要FTTB，邊緣接入費用高工程實施量大，實施費用不易測算重復(fù)建設(shè)之嫌設(shè)備取電和設(shè)備安全問題突出部署現(xiàn)狀采用EPON+LAN

10、接入的網(wǎng)臺大約有10家左右全網(wǎng)用戶數(shù)約15萬雙向化技術(shù)概述：多種接入技術(shù)FTTH接入優(yōu)勢高帶寬：采用全光網(wǎng)絡(luò)，帶寬極高標(biāo)準(zhǔn)化：跟隨千兆以太網(wǎng)技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)化容易實現(xiàn)缺點造價昂貴，工程實施難度大，適合于高檔別墅區(qū)，不適合我國的MTU部署環(huán)境對支撐網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求很高部署尚未有商業(yè)運營的網(wǎng)臺雙向化技術(shù)概述：多種接入技術(shù)EoC接入優(yōu)勢高復(fù)用：充分利用同軸電纜網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省駐地網(wǎng)投資高帶寬：普遍高于60Mbps，即將提升至100Mbps靈活性：部署靈活，可隨用戶增長擴容成本低：只有CM接入成本的一半左右缺點非標(biāo)化嚴(yán)重，無法互通甚至無法共存高頻方案要求對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大規(guī)模改造部署現(xiàn)狀普遍采用EoC接入技術(shù)，以江浙

11、一帶比較集中全網(wǎng)終端部署數(shù)量超過200萬臺，發(fā)展很快雙向化技術(shù)概述：為什么 EoC？符合廣電總局NGB的總體要求充分利用同軸電纜網(wǎng)絡(luò)，總的TCO最低符合“光進(jìn)銅退”的趨勢提供了“端到端”控制提供了足夠的實用帶寬方便與機頂盒的集成部署簡單，管理方便成本有較大優(yōu)勢EoC技術(shù)概述：多種EoC方案方案協(xié)議帶寬工作頻段帶載能力網(wǎng)改要求MoCAMoCA270Mbps0.95G1.05G32高Wi-Fi802.11g/n104Mbps0.95G1.05G60高HomePLUGHP AV / P 190160140Mbps035M64無HomePNAHomePNA 3.0170Mbps028M64中等基帶Eo

12、C802.3耦合10Mbps010M16高HomePLUG:HomePlug Powerline Alliance HomePNA :Phoneline Network Alliance 有線電視網(wǎng)絡(luò)頻率分配劃分：565MHz為上行交互式綜合業(yè)務(wù)頻帶，包括狀態(tài)監(jiān)控計算機網(wǎng)絡(luò)通訊、模擬電視及數(shù)據(jù)信號等；65-87MHz為上下行頻段的隔離帶；87108MHz為FM調(diào)頻立體聲廣播頻段；110606MHz為下行模擬電視傳輸頻段，可傳送61套PAL-D電視節(jié)目；606860MHZ為交互式綜合業(yè)務(wù)的下行傳送頻段。可開發(fā)數(shù)據(jù)、計算機聯(lián)網(wǎng)、電話及個人通訊等多種業(yè)務(wù)；以上是傳統(tǒng)的劃分方式，自從數(shù)字機頂盒以及Eo

13、C的出現(xiàn)，劃分方式出現(xiàn)了一定的變化，如：低頻EoC應(yīng)用在065MHz頻帶上，并且是上下行都在這個頻帶上；另外，在1101000MHz上也沒有了嚴(yán)格的劃分；EoC技術(shù)概述：寬帶同軸電纜網(wǎng)利用低頻、中頻、高頻調(diào)制體系，將同軸電纜全頻段都構(gòu)建稱為高帶寬數(shù)字通路，是同軸電纜作為駐地網(wǎng)最大的價值全頻段捷變頻調(diào)制,可以使同軸電纜網(wǎng)絡(luò)整個頻寬可以得到充分利用065877508601G035/50/65MHz的低頻調(diào)制方案0.95G1.05GHz的高頻調(diào)制方案EoC技術(shù)概述：為什么低頻方案低頻方案的優(yōu)勢網(wǎng)絡(luò)改造要求極低，網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性好帶寬足夠，并且方案本身的帶寬在快速提高抗噪聲能力強符合國家有線電視頻帶分割方案

14、不占用廣播電視頻道信號傳輸損耗小，信號傳輸距離遠(yuǎn)EoC技術(shù)概述：為什么HomePLUGHomePLUG(家用電力線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟)方案的優(yōu)勢以電力線通信 (PLC)技術(shù)為基礎(chǔ)，在低頻方案中成熟度最高、標(biāo)準(zhǔn)化程度最高，在歐美已經(jīng)有大規(guī)模的應(yīng)用PLC到EoC的接口轉(zhuǎn)換最簡單，只需要2個元器件，復(fù)用頻率一致，技術(shù)實現(xiàn)方便可靠HomePLUG在全球有專門的行業(yè)與技術(shù)聯(lián)盟，發(fā)展路線圖清晰，便于跟隨HomePLUG技術(shù)體系先進(jìn)，在低頻方案中抗干擾能力最強，網(wǎng)絡(luò)部署最簡便，可以跨越放大器，適合于我國多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并存的現(xiàn)狀HomePLUG即將成為IEEE標(biāo)準(zhǔn)(2010 Q1)，互聯(lián)互通有標(biāo)準(zhǔn)方面的保障HomePLU

15、G芯片廠商注重中國市場, 跟隨SARFT-MIB數(shù)字電視的發(fā)展造就了EoCEPON, LAN, FTTH, RFoGHomePLUG方案需求推動數(shù)字電視整轉(zhuǎn)雙向互動的客戶需求NGB的提出多種EoC方案: MoCA, HomePNA, WiFi, HomePLUG, 基帶耦合切合實際的技術(shù)路線網(wǎng)絡(luò)雙向化需求HomePLUG: 協(xié)議市場背景1995年電力線(Power Line)接入需求最初由美國西部電力公司提出，英特龍(Intellon)公司提供了最初的樣機，樣機的外形類似于一個大的電源插座，提供最大1Mbps的帶寬19961998年電力線接入在歐美開始部署2000年成立HomePLUG聯(lián)盟，旨

16、在建立和完善電力線接入技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，并且成為當(dāng)今唯一的一個從事確立電力線接入標(biāo)準(zhǔn)的國際組織2003年HomePLUG芯片投入量產(chǎn)2007年HomePLUG芯片在歐美投放數(shù)量超過1000萬片至2009年8月份, HomePLUG芯片總投放量超過5000萬片電力線接入市場促成了HomePLUG協(xié)議的產(chǎn)生HomePLUG: 協(xié)議行業(yè)聯(lián)盟在2000年，由ComCast、GE、Intel、LG、Linksys等13家公司聯(lián)合成立了HomePLUG 聯(lián)盟，旨在統(tǒng)一各個電力線接入產(chǎn)品的協(xié)議，并確立這個產(chǎn)品領(lǐng)域的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)HomePLUG聯(lián)盟當(dāng)前成員還有：Motorola、 RadioShack、三星電子、 夏普

17、、TCL和德州儀器。設(shè)備和市場運作公司有Arkados、Conexant、Corporate Systems Engineering、Gigle、華為技術(shù)、英特龍和速比特HomePLUG聯(lián)盟成員分為創(chuàng)建者、投資者和技術(shù)提供者，分別負(fù)責(zé)日常管理、投資和資本運作、芯片提供，其它外圍廠商負(fù)責(zé)集成，形成最終產(chǎn)品2001年HomePLUG聯(lián)盟發(fā)布了HomePLUG 1.0標(biāo)準(zhǔn)HomePLUG聯(lián)盟分為三個工作組HomePLUG 1.0+AV：家庭組網(wǎng)和寬帶接入，領(lǐng)導(dǎo)者為Intellon；HomePLUG BPL：寬帶接入，領(lǐng)導(dǎo)者為 ；HomePLUG Home Automation：家電自動化，領(lǐng)導(dǎo)者為G

18、E Security公司HomePLUG: 協(xié)議版本版本日期物理帶寬實用帶寬調(diào)制技術(shù)使用對象HP 1.02001年14M2MOFDM家庭聯(lián)網(wǎng)HP 1.0 Turbo2002年85M21MOFDM+CSMA家庭聯(lián)網(wǎng)HP AV 1.02005年200M80MOFDM+CSMA家庭聯(lián)網(wǎng)寬帶接入HP BPL2006年MRD220M60MOFDM+CSMA+TDMA寬帶接入HP C&C2009年55M21MOFDM家庭聯(lián)網(wǎng)家電自動化IEEE 19012010 Q1255M140MOFDM/Wavelet+CSMA+TDMA寬帶接入HomePLUG: 協(xié)議基本要求HomePLUG / IEEE 1901適

19、合于寬帶接入網(wǎng)絡(luò)協(xié)議要求HomePLUG實現(xiàn)提供60Mbps以上的高帶寬提供點對多點(P2MP)管理和認(rèn)證機制提供端到端的 QoS提供安全和加密傳輸控制機制芯片的實用吞吐率目標(biāo)是GBHomePLUG: 協(xié)議基本要求協(xié)議規(guī)定所有的實現(xiàn)工作在035MHz頻段以內(nèi)協(xié)議規(guī)定所有的實現(xiàn)采用OFDM調(diào)制系統(tǒng)時隙分配采用CSMA和TDMA，并為SCDMA提供接口（即芯片管腳冗余或者兼容）協(xié)議規(guī)定所有的實現(xiàn)提供加密傳輸協(xié)議規(guī)定所有的實現(xiàn)提供透明的IEEE 802.1橋接協(xié)議要求實現(xiàn)802.1q VLAN Tagging, 802.1p DiffServ QoS協(xié)議要求中央控制器(CCo)和終端(Slave)提

20、供不同的功能，終端之間的通信受到管制HomePLUG: 協(xié)議低頻段4MHz2303547頻帶(MHz)低通濾波器的頻率響應(yīng)曲線7個獨立的子信道共896(BPL)或者912(AV)個載波HomePLUG: 協(xié)議體系結(jié)構(gòu)Control Plane Data Plane .高層應(yīng)用接口(HLE)Control SAPDataSAPCentralCoordinator（CCo）ConnectionManager(CM)Convergence Layer (CL)Media Access Layer (MAC)Physical Layer (PHY)H1InterfaceM1InterfacePHYIn

21、terfaceP1InterfaceHomePLUG: 協(xié)議PHYAV/BPL FEC EncoderFrame Control FEC1.0 Frame Control FECFrameControlEncoderFrameControlDiversity MapperScramblerTurboConvolutionalEncoderInterleaverMapperIFFT(384,3072)PreambleInsertionCyclicPrefix,Window& OverlapPeakLimiterTX：發(fā)送過程AFEPhysical Media (Power Line, Coaxi

22、al Cable, etc)1.0FrameControlFrameDataFrameHomePLUG1.0 FECHomePLUG: 協(xié)議PHYPhysical Media (Power Line, Coaxial Cable, etc)RX：接收過程AFEAGCTimeSync.1.0 Frame Control FECAV/BPL Frame Control FEC384 PointFFT3072 PointFFTFrameControlDe-interleaverDe-interleaverProductDecoderTurbo FECDecoderDe-Scramble1.0 Fra

23、me Data OutAV/BPL Frame Data OutDemodulatorFrameControlDemodulatorHomePLUG: 協(xié)議MACHP支持兩種轉(zhuǎn)發(fā)模式帶寬預(yù)留模式：用于QoS；線路爭搶模式：用于盡量服務(wù)(Best Effort);HP規(guī)定了握手過程的三個階段引導(dǎo)段(Beacon Region)爭搶段(CSMA Region)預(yù)留段(Contention-Free Region)HomePLUG: 協(xié)議MACBeaconRegionCSMA RegionReserved RegionNon-Persistent Allocation for QoS Session

24、sDiscover Beacon and CSMA/CAPersistent AllocationFor QoS SessionsPersistentShared CSMAPersistentShared CSMA AllocNon-PersistentLocal CSMA Alloc.Non-Persistent SMA Alloc. Session#2PersistentSession #1Persistent Session #2PersistentSession #3握手過程(Beacon Period)握手開始時的時間同步點Schedule信號可變長控制信號定長控制信號HomePLU

25、G: 協(xié)議MAC數(shù)據(jù)封裝的層次Physical Media (Power Line, Coaxial Cable, etc)HLECLCMMACPHY802.3 Ethernet FrameHoFHoPBHoMPDUHoPPDUHLEs FrameMSDU#1HoPBMSDU#NPBMPDU應(yīng)用程序數(shù)據(jù)MSDUPB#1PB#NMPDUPPDUPB長度: 512字節(jié)HomePLUG: 協(xié)議MAC設(shè)備發(fā)現(xiàn)CCo開機, 向鏈路定時發(fā)送握手信號NC_ASSOC.REQNC_ASSOC.REPLYCCo在下一個輪詢周期發(fā)送連接允許信號BEACONCF-End終端開機, 偵聽到第一個握手信號信道評估開始終

26、端發(fā)出, 連接請求250msCCoSlaveHomePLUG: 協(xié)議MAC信道評估X發(fā)送2個Sound幀確認(rèn)Sound幀, Y在幀中發(fā)送噪聲評估值SOUNDX確認(rèn)信道特性數(shù)據(jù)開始生效SOUND.ACKXYSOUNDSOUND.ACKX請求信道特性數(shù)據(jù)GET_CHANNEL.REQY發(fā)送信道特性數(shù)據(jù)GET_CHANNEL.REPLYX請求組播信道特性數(shù)據(jù)MCAST_CHANNEL.REQY發(fā)送組播信道特性數(shù)據(jù)MCAST_CHANNEL.REPLYDATAY接收數(shù)據(jù), 評估值更新時, 將重新發(fā)送HomePLUG: 協(xié)議CLHomePLUG定義的匯聚層是HLE和MAC的接口接收Data Service Access Point(SAP)發(fā)來的數(shù)據(jù)幀檢查數(shù)據(jù)幀的類型并加入適當(dāng)?shù)臉?biāo)記Connection Request：添加時間戳VLAN Tagging：預(yù)留QinQ空間QoS：同時轉(zhuǎn)發(fā)到CM, 包括UP, ToS, TS等CM處理完畢后, CL將數(shù)據(jù)封裝為MSDU(MAC Service Data Unit), 轉(zhuǎn)發(fā)給MAC層相反的過程，用于接收數(shù)據(jù)Data SAP識別的唯一數(shù)據(jù)幀是802.3以太網(wǎng)幀，因此HomePLUG協(xié)議的幀格