三网融合技术及其在建筑设备中的应用

吉高卿 甄同妙 马力勇 王 晶

(1.河北建筑工程学院，河北 张家口 075000；2.中国石油销售有限公司)

三网融合技术及其在建筑设备中的应用

吉高卿1甄同妙1马力勇1王 晶2

(1.河北建筑工程学院，河北 张家口 075000；2.中国石油销售有限公司)

三网融合技术是从20世纪90年代迅速发展起来的一种技术.所谓的三网融合，是指将传统的电信网，广播电视网与计算机通信网合为一体，使三种网络互相渗透，互相兼容，最终目的是形成一个全世界统一的通信网络.首先介绍了三网融合技术的基本概念，发展过程以及发展趋势，其次分析了三网融合技术的关键-软交换技术的实现，最后研究了三网融合技术在建筑设备领域的具体应用.

三网融合;通信网络;软交换;建筑设备

1 三网融合简介

近年来，随着信息技术的发展，信息的数字化已经成为信息产业发展的必然趋势.同时，伴随着广大农村地区有线电视的日益普及，中国有线数字电视的产业规模逐年增大，有线电视网也成为国家信息产业的一个重要的基础设施.此外，多媒体信息技术也迅猛发展，已经能够实现在同一个电信网络或者计算机网络系统上传输多种基本信息形态(数字，文字，图像，视频，语音)的功能.因此，传统的电信网，有线电视网，计算机互联网三网的融合成为推动中国信息化发展的重要手段之一.所谓三网融合，是指由电信运营商建设的传统电信网，有线电视网，和计算机互联网的将互相渗透和融合.

三网融合的设想最早是由美国提出的.在美国，自1996年开放有线电视网以后，有线电视运营商开始投入大量资金进行有线电视网络的改造和升级.到2003年时，美国的有线电视网络的升级改造基本完成.在此基础上，美国较大的有线电视公司开始进入电信和计算机互联网领域，宽带接入已经占公司总收入的50%以上.

在国内，三网融合技术是从2000年以后逐步发展起来的.我国电话网覆盖面较广，电信网是在电话网基础上逐步发展的，最普遍的方式是用户端采用双绞线，通过交换机与骨干网相连.电信网采用的是点对点的通信方式，但电信网的传输能力受到双绞线原传输容量的限制，如果采用普通电话线上网，理论上，最快的上行速度只有56kbit/s，而最快下行速度也只有33kbit/s.显然，这种速度并不能传输对带宽要求较高的多媒体信息.

2 三网融合的关键技术

长期以来，电信网，有线电视网，计算机互联网分别为消费者提供不同的业务，三者各自独立发展.三网虽然有各自的优缺点，但它们的发展方向却是一致的，即建成一个统一的，数字化，综合化，智能化，宽带化，多媒体化的综合业务信息网.

三网融合的设想其实很早就有人提出，但实践经验证明短期内不可能建立一个以某种特定网络为基础的平台，因此三网合一的目标短期内很难实现.随着计算机网络技术的发展，IP技术在网络中占据了主导地位，IP over everything已经成为了网络技术的发展趋势.IP技术的重大突破使人们意识到三网融合最终的解决途径是将统一到IP网络.三网融合的本质并不是将三个不同的网络进行简单的连接，它包括技术融合，业务融合以及产业融合等众多方面的内容，而软交换机制为核心的三网融合模式是需要解决的最关键的技术.

2.1 软交换层次模型

软交换体系是以IP或者ATM网作为交换平台，各种不同的终端设备以及网络通过媒体网关后接入核心分组网络，通过标准化协议连接信令系统以及操作，维护，计费系统.软交换体系最大的优势在于可以通过计算机软件编程的方式对各种媒体流在软件层进行协议方面的转换，采用开放接口使业务，控制和传输分离.

软交换系统是一个典型的分层网络结构模型.该模型从底至顶依次分为4层：边缘接入层，核心传输层，控制层和业务层.其体系结构如图1所示

图1 软交换体系结构

2.1.1 边缘接入层

边缘接入层是该模型的最底层，它负责将不同的网络和各种终端设备接入到软交换体系结构中，边缘接入层的主要功能是实现信息格式的转换.接入层包含多种设备，主要设备有媒体网关和媒体服务器这两种：

(1)媒体网关主要包括中继网关(TG)，无线接入网(WAG)多业务接入网(MSAG)这几种.其中，中继网关可以用在PSTN网,ATM网,和IP网等网络与软建环核心网之间的互联；无线网关实现无线用户与软交换核心网之间的互联；多业务网关可以实现模拟用户，ADSL用户等于软交换核心网之间的互联.媒体网关实现的主要功能是用来处理不同网络之间媒体信息的互通，即将一种网络中的媒体格式转换为另一种网络所要求的媒体格式.

(2)媒体服务器与媒体网关不同，媒体服务器可以处理与媒体网关之间的接口，并提供一些特殊的资源，例如交互式语音和收发传真等功能.

2.1.2 核心传输层

目前，我国主要的核心传输层网络有IP和ATM两种.核心传输层一般采用分组技术，可以为不同业务和媒体提供一个具有大容量，高质量的综合传输的平台

2.1.3 控制层

控制层是软交换体系的控制核心，主要由软交换机，网络智能体实现.控制层实现的主要功能有呼叫控制，业务提供，路由交换，用户认证等.通过控制层，软交换机可以与某一个具体的终端用户处于同一网络中，也可以将软交换机放置于一个单独的网络内，而独立于所有的终端用户.

2.1.4 业务层

业务层位于软交换体系的最高层，业务层首先可以利用其它层的各种设备向终端用户提供业务上的支持，其次，可以提供类似网管和安全保障的功能.

2.2 软交换协议

软交换协议是为软交换机定义的一些接口标准，通过软交换协议，可以实现软交换机与不同网络中实体的交互的功能.常用的软交换协议有以下几种：

(1)MGCP协议

MGCP协议是最早产生的关于媒体网关控制的协议，该协议是从功能的角度出发，定义了网关控制器与网关之间的行为，通过MGCP协议，可以将媒体网关抽象为一个独立的，简单的设备，从而简化本地接入设备的设计，为软交换机的实现提供了便利.

(2)H.323协议

H.323协议是IP网关分组传送语音和多媒体数据的核心协议.它设计的最初目的是为了实现多媒体会议系统，目前在IP电话领域作为行业标准，使用广泛.

(3)会话发起协议SIP

SIP协议设计最初是为网上多媒体会议电视服务的，属于多媒体通信系统框架协议的一个重要组成部分.SIP以HTTP协议为基础，设计符合因特网的设计原则，因而功能容易扩展，易于增加新业务.

SIP协议与H.323协议都属于IP电话体系的标准，但两种协议的设计出发点，思想均不相同.H.323是根据ITU制定的，它的工作模式是与电信网管理方式相适应的；而SIP的出发点是以因特网为基础去构建IP电话网.这两种协议分别具有各自的适用范围.

3 三网融合在建筑设备中的应用

随着我国经济和科技的迅速发展，建筑设备行业的智能化已经成为不可改变的趋势.建筑智能化的转变受到相关国家政府部门，科研院所，公司等各方面的极大关注.建筑智能化的重点是把数字化的计算机系统融入到建筑设备中，从而可以提高楼宇的自动化水平.

智能家电系统属于建筑智能化的一部分，它是计算机和网络发展的产物，随着三网融合技术的日益成熟，完全可以利用三网融合技术去构建一个统一化的信息平台，并以该平台去替代以往智能家电系统的多个独立的分服务系统，从而避免出现过去那种需要根据不同服务功能构成各种不同系统的体系结构的现象.

智能家电系统中的各种家电设备都是独立的，要想实现整体控制的功能，必须将这些独立的家电设备组合起来形成一个网络.因此，构建一个合适高效的家电网络是实现家电控制系统要解决的关键问题.

随着三网融合技术的发展和日益成熟，它为构建家电网络提供了一种可行的解决方案.基于三网融合技术的智能家电控制系统的结构如图2所示.图中所有家电设备均采用基于三网融合的以太网技术.远程操作部分，家庭网关与家电设备的物理连接方式有多种，可以采用有线，无线等多种方式来实现互相通讯，从而实现对家电的整体智能控制.

基于三网融合技术的智能家电控制系统总体设计方案的示意图如图3所示.整体系统是以TCP/IP协议作为通讯数据通讯的主要协议.系统通过以太网控制芯片实现外部控制网络与内部家电设备的连接.控制命令通过以太网控制芯片发送到数据处理模块，数据处理模块需要完成数据的采集，分析以及计算等工作.经过数据处理模块后，将数据流分成两部分，一部分送到家庭网络控制模块，通过家庭网络控制模块后，就可以去控制继电器的吸合与断开，另一部分数据流送到家电状态显示模块，用于显示外部控制网络对家电执行的控制操作.这样，就可以实现在控制家电的同时显示家电状态的功能.

图2 基于三网融合技术的智能家电控制系统结构

图3 智能家电控制系统总体设计方案示意图

4 结 语

本文主要介绍了三网融合技术以及三网融合技术在建筑设备智能家电领域的具体应用.首先介绍了三网融合的含义，发展历史等相关知识，其次介绍了三网融合的关键技术-软交换技术，主要介绍了软交换技术的层次模型和软交换协议两部分内容.最后介绍了三网融合技术在智能家电领域的应用，提出了一种基于三网融合技术的智能家电控制系统总体设计方案，并对每个组成模块做了简要介绍.

[1]陈媛.三网融合下智能家电控制系统设计与实现[J].电视技术,2002，12

[2]胡云.三网融合的技术基础和应用分析[J].信息化研究，2009，10

[3]王小伟.软交换-三网融合技术的关键技术[J].宽带网络与传输，2004，11

Technology of Tri-networks Integration and Its Application in Construction Equipment

JIGao-qing1,ZHENTong-miao1,MALi-yong2，WANGJing2

(1.Hebei Institute of Architecture and Civil Engineering,Zhangjiakou,Hebei 075024
2.China Petroleum Sales Co.,Ltd.)

Tri-networks integration technology has developed rapidly in 1990s.The so-called tri-networks integration refers to the combination of the traditional telecommunication network,radio and television network and computer communication network,in which the three kinds of network realize the mutual penetration and compatible.Its ultimate goal is to form a unified communication network.In this paper,the basic concept,developing process and developing trend of tri-networks integration is firstly introduced.Then,the realization of the key technology of tri-networks integration,i.e.soft switching,is analyzed.Finally,the application of tri-networks integration in the field of construction equipment is discussed.

tri-networks integration;communication network;soft switching;construction equipment

2015-03-23

河北建筑工程学院校基金项目，项目名称：三网融合技术在建筑电视网中的应用，项目编号：Y201415

吉高卿(1987-)，男，助教，主要研究方向：可伸缩视频编码及其应用.

TP 368

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