有线电视网络上的宽带电话技术概览

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IP电话指的是这两年内引起全球关注的网络电话。之所以叫网络电话是因为当初用户感知到的这类电话呼叫都是在Internet网络上传送的，通话双方是通过PC进行连接的。但是，随着宽带接入的发展，基于宽带接入提供的网络电话有了更大的生命力，也因此出现了宽带电话(VOB)的称号。宽带电话就是利用现有宽带网络进行通话的电话。 宽带电话基于IP技术，以宽带传输网络和IP终端为载体，是融合了语音和数据的新型电信服务平台。目前国内出现的宽带电话完全抛弃了传统双缆线，借助VoIP技术，绕开了驻地网，提供宽带电话业务的电信运营商只要搭建一个融合语音、数据和视频的业务平台，用户就可以利用相关终端与任何电话终端通话。由于所需的交换设备数量比传统电话少，其运营成本大幅降低，从而形成了天然的资费优势。 毋庸置疑，宽带电话的出现，对基础语音通信市场造成了巨大的影响，主要有两大冲击。一方面，我国目前仅有六个基础电信运营商，绝大多数的电信收入是由基础电信业务产生的，基础电信市场的门槛非常高，而宽带电话，使得大量的宽带服务商可以变相地提供语音通话服务，这直接动摇了基础电信服务这个产业支柱。另一方面，像过去IP电话的出现一样，宽带电话极其低廉的资费，必将大大摊薄用户的ARPU。当然，宽带电话的出现也给很多新兴的运营商(包括有线电视网络公司)带来了巨大的发展机遇。 一、宽带电话业务发展前景分析 宽带电话的发展经历了三个时期。首先是技术突破期，时间大概是1995年到1996年。那时只要通话双方拥有同样的客户端应用软件就可以在Internet上进行通话了，当然语音质量是存在很多问题的。其次是发展期，大概从1996年到1999年，这一时期的Internet和PSTN得到了很好的结合，这对宽带电话技术的推广是有深远意义的。再后来是成熟期，时间指2000年到现在，这一时期宽带接入迅速发展，宽带使得端到端的IP电话性能大幅度提升，IP电话技术更为成熟，并拥有了统一行业标准，宽带电话这种产品也逐渐成熟。可以说，宽带电话是随着宽带的发展逐渐成熟起来的。 宽带电话是不是未来的发展趋势?是当前业界对宽带电话的争论的焦点问题之一，如果不是，那么它也不可能像IP电话一样普及，成为现在最主要的通话方式之一。 总的看来，目前业界对宽带电话的前景普遍持乐观态度，专门的VoIP业务提供商是宽带电话市场的主体，他们是否能在这个市场中获取自己的利益就成为这类业务发展前景的标尺。如果他们能够获得生存空间，那么宽带电话就能在这个市场快速而蓬勃的发展。 宽带电话很明显是未来发展方向。从长远来看，这种技术提供的语音服务必然会代替基于现有电信网络的语音服务。宽带电话，代表了未来语音业务的重要发展方向，具有旺盛的生命力，必将成为未来的重要业务。 首先，从技术进步的角度上来说，宽带电话使用的VoIP技术是未来的发展方向。随着下一代网络(NGN)的逼近，宽带电话必然如鱼得水，得到前所未有的广泛应用。同时，三网融合也给宽带电话提供了光明的未来，从数据、语音、视频的结合上来说，宽带电话在技术上最有可能以相对较低的成本和相对平稳的过渡来实现。 其次，明显的资费优势必然使宽带电话得到消费者的极力拥护，在国内市场竞争格局基本形成的情况下，任何一个运营商也不会忽视市场的需求，何况目前地方的运营商已经在大张旗鼓的开展宽带电话业务，这必然得到了集团公司的支持。 虽然宽带电话已经在一些如IBM这样的大企业内安家落户，消费者宽带电话市场也在启动，但宽带电话仍然面临很多问题，具体如下: 1.政策 依托宽带网络，宽带电话业务绕开了驻地网，使得运营商之间的竞争更加白热化。而由于成本的大幅降低，低廉费用势必对目前的传统电话业务造成巨大的冲击。信产部是否会对这一新业务的出现单独制定一个游戏规则呢?至少目前还没有看到政府对这一市场的支持态度。如果是运营商自己经营，还属于范围内运作，而如果涉及长城宽带、中电华飞等非运营企业经营，很难说是否违规。 2.运营 有人认为，宽带电话的技术架构中，互联网协议及与之匹配的终端设备成为最重要的两个组成部分，而运营商所拥有的仅仅是电信经营权。而事实上，我们使用宽带网络是要向运营商缴费的，运营企业拥有网络资源，并且如果宽带电话像其他业务一样运营起来，也应该属于电信业务，运营商在宽带电话产业链中依然处于核心地位。假设某地区SP公司发展了一批宽带电话用户并运营，而依托的却是电信公司的宽带网络，势必会出现一系列相关问题，该如何协调，目前还没有完善的解决方案。 3.内容 影响宽带电话发展的另外一个因素是业务提供者是否能真正提供一个有别于普通话音业务的宽带电话;是否为宽带电话添加除了价格低廉外的综合业务优势。宽带资源上不仅仅只有Internet接入和话音业务。宽带网络本身就可以实现普通电话上实现不了的内容，如果宽带电话仍然是以话音为主，很难再具备吸引力。诸如IP800电话、视频通信、无线局域网、虚拟专网等新型的电信业务，若不落实在宽带网络上，运营商的宽带盈利就是梦想。在未来的电信竞争中，谁掌握了更多的宽带资源，谁开发出更新的电信业务，谁就有更大的商机。 4.其他问题 眼下的宽带电话还有一些制约因素，一是技术可靠性和稳定性还不够，尚未达到大规模商用的标准;二是宽带网络在我国并不是十分普及，目前有条件开展“宽带电话”业务的，只能是经济比较发达的大中城市，价格低廉的宽带电话对有需求的农村和城镇依然遥远;三是宽带电话机的研发和生产正在进行当中，初期的市场价格高，也将是影响推广的问题之一。 二、有线电视网络将成为宽带电话市场上的生力军 传统的有线电视网络以光纤同轴电缆混合(HFC)作为传输媒介，为用户提供单向广播式的电视业务，随着社会的进步和技术的发展，HFC网络从单向到双向，从单纯的电视广播业务向高速数据、电话、视频等多业务发展。 有线电视HFC网络是一个宽带网络，具有丰富的带宽资源，也具有实现用户宽带接入的基础。1998年3月，ITU组织接受了MCNS的DOCSIS标准，确定了在HFC网络内进行高速数据通信的规范，为电缆调制解调器(Cable Modem)系统的发展提供了保证。由于在HFC的数据通信系统Cable Modem中采用了IP协议，所以很容易开展基于IP的业务，宽带电话是其最有价值的业务之一。 采用基于DOCSIS1.1规范的数据电缆网络宽带电话系统，不改变现有的HFC Cable Modem接入网的体系结构，而且易于升级，满足不断增长的用户数量。对于用户来说，可以使用现有的普通话机，就可以与IP网络以及PSTN网络的其他电话用户进行话音通信，与PSTN的话音质量相比，基于Cable Modem的宽带电话和话音质量与之相当甚至比之更好。 许多专家预测宽带电话将允许有线电视网络公司进入电话业务，并且在美国，有线电视网络公司由于比电话公司拥有更快速的数据传输、更多的家庭宽带接入以及较少的规章问题，将占取市场的大部分份额。在我国，有线电视网是和电信网、计算机网并行的国家三大信息网络之一，它有一张覆盖全国的光缆、电缆混合网，终端连接着一亿个用户，而且还在以每年500万户的速度稳步发展中，现在，我国有线电视网的双向改造是要建成连接千家万户的宽带高速新型网络，改造完成后，有线电视网络必将成为宽带电话市场上的生力军，同时，宽带电话也将为有线电视事业带来新的发展机遇。 三、基于有线电视网络的宽带电话系统简介 有线电视网络基于DOCSIS1.1规范的宽带电话网络系统由3个网络组成，即符合DOCSIS标准的HFC接入网、可管理的IP骨干网、公用电话网PSTN。Cable Modem头端系统(CMTS)在DOCSIS HFC接入网和可管理的IP骨干网之间提供连接，信令网关(SG)和媒体网关(MG)在IP骨干网和公用电话网PSTN之间提供互联。 DOCSIS HFC接入网在用户端设备Cable Modem和头端设备CMTS之间提供高速、可靠和安全的数据传输，它符合DOCSIS1.1规范，提供QoS保证。接入网的功能组件包括多媒体终端适配卡(MT)、Cable Modem和CMTS。 可管理的IP骨干网提供如下几个功能:首先，网络中有一些功能组件，负责信令、媒体流、快速提供和服务质量的建立，IP骨干网为这些功能组件提供互联。其次，可管理的IP骨干网提供了DOCSIS HFC接入网与其他IP骨干网、DOCSIS HFC接入网与公用电话网PSTN之间的互联。可管理的IP骨干网包括以下功能组件:呼叫管理服务器(CMS)、广播服务器(ANS)、运营支持系统服务器(OSS)、信令网关(SG)、媒体网关(MG)和媒体网关控制器(MGC)。 有线电视网络基于DOCSIS1.1规范的宽带电话网络系统组成具体如下: 1.多媒体终端适配器(MTA) 多媒体终端适配器(MTA)是用于话音通信的一种客户端设备，它包括1个到用户端设备CPE(如电话)的用户侧接口和到网络中呼叫控制组件的网络侧信令接口。MTA提供编解码、媒体传输和呼叫信令所要求的信令和封装功能。MTA驻留在用户侧并通过HFC接入网接到其他网络组件。MTA必须支持网络呼叫信令(NCS)协议。MTA有2种形式，1种是外置式，它是1个独立的用户端设备，与电话和Cable Modem均有接口;另1种是嵌入式，将MTA集成到DOCSIS1.1的Cable Modem中。 2.电缆调制解调器(Cable Modem) 电缆调制解调器(Cable Modem)是在DOCSIS 1.1中定义的网络组件，Cable Modem是通过DOCSIS协议在电缆网络上提供数据传输功能的用户调制解调器，在网络中，Cable Modem负责处理媒体流，提供服务如将业务流量分类，稳定速率，队列按优先权排队等。 3.HFC接入网 IP语音业务在HFC接入网上传送，接入网是由Cable Modem、CMTS以及DOCSIS媒体访问控制层(MAC)和物理层(PHY)组成的双向共享介质系统。 4.Cable Modem头端系统(CMTS) CMTS为HFC接入网中的Cable Modem之间提供数据通信连接，也提供到广域网的连接。CMTS位于电缆电视的前端或者与分布式集线器(HUB)连接。CMTS提供以下功能: (1)给Cable Modem提供所要求的QoS;(2)根据Cable Modem请求和网络QoS策略分配上行带宽;(3)将来自网络侧接口的数据包进行分组，并根据定义了的过滤规则分配一定的QoS级别;(4)修正接收到的电缆数据包的ToS字段并强迫ToS字段置位;(5)根据网络运营商的策略修改下行数据包IP头中的ToS字段;(6)根据流量规范的要求，完成流量整形和修正;(7)用分配的QoS将下行数据包传送到DOCSIS电缆网;(8)用安排的QoS将上行的数据包传送到骨干网;(9)通知和预留必要的骨干QoS以完成预留的服务;(10)用网络事件消息记录每次呼叫中资源的利用情况。 5.呼叫管理服务器(CMS) 呼叫管理服务器(CMS)为网络中的MTA，CMTS和PSTN网关提供了呼叫控制和信令相关的服务。呼叫管理服务器(CMS)由以下逻辑组件构成: (1)呼叫代理(CMS/CA):在MGCP中，CMS被称为呼叫代理(CA)，在网络中，CA是指使用NCS协议负责给MTA提供信令服务的CMS中的控制组件。(2)网关控制器(CMS/GS):呼叫管理服务器(CMS)的QoS管理组件，负责协调QoS的授权和控制。 6.PSTN网关 网络通过使用PSTN网关实现MTA与现有PSTN网络的连通。PSTN网关包括以下3个组件: (1)媒体网关控制器(MGC):媒体网关控制器(MGC)接收和调制网络与PSTN之间的呼叫信令信息，它维护和控制与PSTN互联所要求的所有呼叫状态。MGC控制媒体网关(MG)，指示它创建、修改、删除IP网络上支持的媒体流连接，MGC也指示MGC产生、检测事件和信令。 (2)媒体网关(MG):媒体网关(MG)提供了PSTN和IP网之间的承载链路的连通性，每个承载链路称为一个终端点，MGC指示MG与网络上的其他终端点建立连接。MGC也指示MG侦测和产生与呼叫状态相关的事件和信令。 (3)信令网关(SG):信令网关处于网络边缘，它发送和接收电路交换网络的信令，完成网络呼叫信令(NCS)和SS7间的转换，从而实现与PSTN的互通。 7.运营支持系统(OSS) 运营支持系统主要由DHCP、DNS、SNMP、TFTP/HTTP、RKS(Record Keeping Server)、SYSLOG等服务器组成，为运营商提供故障管理、性能管理、用户管理、安全管理、计费管理和配置管理等功能，保证网络系统可靠运行，以支持运营商提供的各种业务。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/4/2005)