基于云計算下“三網融合”機頂盒整體轉換的研究

摘 要： 近年來高速發展的云計算為我國未來“三網融合”提出了新的發展方向，通過云計算的特性優勢， 可以有效地解決目前在中國推行“三網融合”所遇到的困難。主要探討在云計算技術下“三網融合”的發展趨勢，分析了三網融合的關鍵技術，并對智能數字機頂盒的未來技術進行研究，提出了云計算構建“三網融合”系統平臺的整體方案。

關鍵詞： 云計算； 三網融合； 機頂盒； TCP/IP協議

中圖分類號： TN711?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）15?0143?03

0 引 言

隨著“三網融合”即將廣電網、電信網、互聯網三大網絡整合的不斷推進，數字網絡和視頻技術已從單向可視向交互、網絡、智能的全媒體綜合信息云技術快速發展，云計算技術在三網中運用，將加速融合的進程。云計算通過分布式計算構建大量計算機資源和海量的存儲空間，為用戶提供各種科學計算能力、數據存儲、音視頻傳播、語言傳送等服務，通過各類軟件的升級更新來滿足不斷增長的業務需求。另外，云計算技術能很好地解決三大運營商利益平衡，為廣大用戶提供更多服務平臺的選擇。

數字機頂盒不再是單一的電視節目選擇器，它將成為電視、網絡、電信和各類應用系統器件的智能設備，高清、智能、雙向、交互是機頂盒發展的必然趨勢，在云電視系統中，通過智能機頂盒可隨意選擇廣電網、電信網、互聯網三大網絡中的任何一家提供服務，觀看云內容、實現云應用、享受云服務。

一個完整的云計算下的“三網融合”系統由核心云平臺、智能機頂盒、企業云子平臺和智能云終端四個部分組成。

1 實現三網融合的關鍵技術

1.1 目前“三網融合”的關鍵技術

1.1.1 寬帶綜合接入網絡技術

寬帶綜合接入是目前有線電視網絡中較成熟的技術，它包括網絡單元、分配單元、網絡終端、線路終端等從用戶端到局端（或網結點）的所有設備，也是未來三網融合的難點。綜合接入有XDSL技術、HFC技術、PON技術和LMDS技術等網絡技術。XDSL寬帶接入技術為初期和中期的寬帶接入，敷設成本低，是一種比較成熟的寬帶接入技術；HFC混合光纖同軸雙向傳輸寬帶接入技術，是在有線電視網絡基礎上發展起來的能同時提供下行CATV業務和雙向語言、數據及數字圖像等交互型業務的網絡；PON無源光網絡接入技術可靠性高、成本低，分支能力強，易于升級擴容，三大運營商都在積極推廣升級的EPON（以太無源光網絡）進行FTTH覆蓋（光纖到戶），然而EPON技術僅僅是個過渡，真正的高速寬帶是GPON（千兆以太無源光網絡）；LMDS區域多點傳輸是一項無線寬帶的接入技術，利用高容量點對多點微波傳輸，可以提供雙向話音、數據及視頻圖像業務，能夠實現從n×64 Kb/s～2 Mb/s，甚至高達155 Mb/s的用戶接入速率，具有很高的可靠性，具有高帶寬高速率、網絡架設快、投入成本低、擴容遷移方便等特點，在我國大型電信部門的數據網絡骨干網的建設已初具規模，各電信運營商已開始著手接入網的建設。

1.1.2 寬帶光接入網絡技術

光通信是一種以光波為傳輸媒質的通信方式，具有傳輸頻帶寬、通信容量大和抗電磁干擾能力強等優點，適用多種綜合數據業務寬帶傳輸，光接入多路復用技術包括波分復用（WDM）技術、頻分復用（FDM）技術、時分復用（ TDM）技術、碼分復用（CDM）技術等[1]。WDM波分復用技術是把原本在一根光纖上只能傳送一個光載波的單一信道變為可傳送多個不同波長光載波的信道，使得光纖的傳輸能力成倍增加，WDM發展進入了快車道發展，目前國際上已推出了8×2.5G波分復用系統和16×2.5G系統。我國已完成了4×2.5G的現場實驗，8×2.5G實驗系統已通過簽定；FDM頻分復用技術是將頻率劃分成不同的頻率段，不同路的信號在不同的頻段內傳送，各個頻段之間不會相互影響，不同路的信號可以同時傳送，頻分復用系統的最大優點是信道復用率高，容許復用的路數多，分路也很方便，它成為目前模擬通信中最主要的一種復用方式。特別是在有線和微波通信系統中應用十分廣泛；TDM時分復用技術主要用于將多個低速率數據流結合為單個高速率數據流，它將使用信道的時間分成一個個的時間片（時隙），按一定規則將這些時間片分配給各路信號，每一路信號只能在自己的時間片內獨占信道進行傳輸，所以信號之間不會互相干擾；CDM碼分復用技術多用于移動通信，它靠不同的編碼來區分各路原始信號的一種復用方式，主要和各種多址技術結合產生了各種接入技術，包括無線和有線接入，聯通CDMA（Code Division Multiple Access）就是碼分復用的一種方式，它又叫做“碼分多址”技術。

1.2 未來“三網融合”的關鍵技術

1.2.1 三網融合核心技術

云計算將成三網融合核心技術，云計算通過互聯網進行強大的數據處理和海量存儲并形成全球的數據中心或超級的計算機群，終端用戶利用“云平臺”簡便自由訪問網絡共享數據，快捷交互傳輸信息，在無需投入過多的設備就能觀看云視頻，實現寬帶，享受云服務。

云計算機技術的快速發展給“三網融合”提供了更為寬廣的空間，強大的后臺運算使得應用資源更為豐富與優質，而終端的設備需求越來越弱，甚至簡化成一個單純的輸入輸出設備。“三網融合”由對技術要求的融合轉向了業務市場行業、經濟、管制、政策等方面的高級融合，隨著用戶多樣化的需求和技術的發展，“三網融合”將向著多網融合的方向發展，如物聯網，航空票網，車聯網等都將加入多網融合中，云計算的技術能滿足三網融合對其他網絡的向上兼容，云計算平臺優勢不僅是節約硬件成本，同時也縮短了網絡的更新周期[2]。有了云計算機技術平臺，三網將高速平穩地實現真正意義上的融合。

1.2.2 三網融合統一的協議標準

實現“三網融合”要有統一的共同認可的通信協議技術標準，才能完成信息相互傳遞和安全作用，在此之前企業各自有自己的協議標準，為了市場抗爭在技術上還各自保密，沒有一個相互交換資源的平臺[3]。要完成三網融合必須尋求共同認可的網絡結構技術標準和通信標準，云計算平臺是基于IP地址TCP/IP協議標準，IP協議是三網可以易于接納的通信協議。IP技術的普遍使用，滿足了許多種物理介質與多樣的應用需求之間建立簡單而統一的映射需求，集成各種數據，綜合多種軟硬件環境及統一多種通信協議，對網絡資源綜合、合理調度和管理，實現點對點，點對多點的互動，使得各種以IP為基礎的業務能在不同的網絡上實現互通，云計算為三網創建了融合平臺，通過云計算平臺可以建起三家運營企業共享互通的協議平臺，實現用戶對三家資源的共享。

2 云計算構建三網融合系統平臺的整體方案

電信、廣信和互聯網等根據統一的通信協議和技術標準進入云計算平臺進行數據交換和信息的交互傳輸，云計算構建的三網融合系統平臺如圖1所示，它由企業云子平臺、核心云平臺、智能機頂盒、智能云終端四個層面構成。

2.1 企業云子平臺

由電信、廣信、互聯網以及目前迅速發展的物聯網等組成的企業云子平臺，企業云子平臺的三網分別建立自己的“云平臺”，三家企業云相互不影響，各自為用戶提供內容不同優質技術的網絡服務，獨立的企業云子平臺，三家企業在原有自身優勢的基礎上，通過技術開發和資源整合來拓展其他兩家企業的業務市場，推出各自優質服務和高端產品，由消費者來選擇享用哪一家企業提供的服務，避免不正當的競爭，用戶更能享受到優質的服務。

2.2 核心云平臺

核心云平臺通過建大型的計算機群，計算機分布在大量的分布式計算機上，從而使云計算發揮作用，在信息的處理和傳送過程中，三家企業各自存放好的綜合媒介資源，當用戶通過核心平臺傳輸來的相應請求服務命令后，經過各自的云計算處理后，將服務數據發送到核心云平臺中，等待用戶的服務請求或者向用戶發送已定制的服務套餐，用戶通過核心云計算任意訪問三家中的子平臺。電信、廣電、互聯網在接入用戶前需通過TCP/IP統一協議融合才能進行數據交換，如果無核心云平臺而是簡單的三網融合，可能造成云計算同時處理三方數據，因此帶來數據混亂和網絡擁塞崩潰的問題。由于TCP/ IP 協議是開放的互聯網協議， 其安全性無法得到保障， TCP/ IP 協議面對的安全問題主要有網絡木馬病毒、黑客對服務器的攻擊、郵件等機密信息被盜取， 所以在三網融合后協議本身的安全性缺陷就會體現在融合后的三網中， 再從一網擴散到了三網， 增加了三網融合后的安全風險。基于核心云平臺的三網融合可以最大限度地改善CP/IP協議帶來的網絡安全風險，通過云計算強大的數據蠶吐能力和計算能力，有效地緩解網絡的擁塞和崩潰問題，提高網絡運行的穩定特性。另外，由于在硬件設備和存儲設備都在云計算平臺，用戶終端設備僅為輸出電器設備，因此，硬軟件設備的更新和升級都在核心平臺，大量的用戶群體就不必投入資金維護和更新設備，從而節約了成本。

2.3 智能機頂盒

在核心云計算平臺的支撐下，機頂盒作為一個云端設備能夠提供強大的云服務，豐富了內容與業務，由于主要服務由云提供，降低了對機頂盒本身的能量要求，降低了機頂盒成本。

2.4 智能云終端

智能云終端通過智能機頂盒在三網融合環境下，采用云計算、云存儲等技術，實現內容云應用，云服務和資源共享，在使用過程中，用戶需向云終端申辦業務，在接受請求后的云計算平臺構建計算機業務單元，業務單元包括存儲空間、CPU內存等虛擬硬件，根據用戶向三網中任何一網絡云子平臺，購買的產品不同，給用戶提供包括互聯網應用、電話通信、電視點播、視頻或者高清視頻點播服務。

3 云計算平臺下機頂盒功能轉換

云計算技術給機頂盒的發展提供了更為寬廣的空間，強大的后臺運算獲得應用更為豐富，能提供優質服務，雖然作為終端設備的機頂盒對存儲空間和硬件要求似乎越來越弱，但其功能和作用卻不能減少或停止。云計算技術的發展給三網融合描述了美好的前景，但很多技術很不成熟，它的普及還需很長的一段路要走，即使各種技術成熟了，目前各種終端也會并存使用，這種并存預計需要20年的時間，因此，機頂盒的發展必須以云計算的發展為方向，承接云計算提供的全新業務，成為真正意義上的智能機頂盒。

智能機頂盒具有開發的操作系統，為云核心平臺提供高效、穩定、安全的運行環境，對智能終端提供可控、可管、可持續的個性化在線服務，實現用戶與三網之間智能對話，智能機頂盒能支持多設備互通，多屏互動、語音控制、視頻通信和3D用戶界面，不僅要保障原有的綜合業務功能，如文字、圖片、動畫、視頻、音頻、軟件應用等表現形式，同時利用云計算技術開展云瀏覽、云搜索、云操作、云預約、云語言等云應用和云服務[4]。

4 結 語

我國的云計算發展，與國外成熟的云平臺相比，規模還很小，運作還不成熟，但發展非常迅猛，而三網融合在全國各試點城市也取得了許多成功的經驗，技術日趨成熟，未來不僅僅是三網在云平臺上工作，將有更多的網絡云集在云計算平臺下，基于云計算的三網融合可以滿足對其他網絡的兼容擴展， 云計算在三網融合的背景下，具有無限的發展空間。

參考文獻

[1]姚鋒.基于三網融合的機頂盒原理及應用[J].電視技術，2011（6）：66?67.

[2]畢生明.三網融合與下一代廣播電視網技術[J].廣播與電視，2010（5）：80?81.

[3]佚名.廣電云計算技術在三網融合與NGB中的應用[J/OL].[2011?06?30].http：//www.cww.net.cn.

[4]佚名.2012—2016年中國三網融合背景下的新媒體產業發展態勢及市場發展研究報告[EB/OL].[2012?03?15].http：//www.askci.com.

[5]王兆慶.基于三網融合環境下機頂盒的應用研究[J].現代電子技術，2012，35（17）：157?159.

[6]姚力，趙富寶，王海軍.三網融合背景下CMMB的發展研究[J]. 現代電子技術，2011，34（1）：14?16.