一种基于网络融合的综合创新实训系统的制作方法

本实用新型涉及实验室建设领域，具体为一种基于网络融合的综合创新实训系统。

背景技术：

随着IP技术的快速发展，国家对网络融合的推进，人们对网络带宽的要求也越来越高。未来的宽带网是以软交换为核心的，能够提供包括数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构，代表了通信网络的发展方向。分组传送、有控制功能、利用各基本的业务组成模块、提供广泛的业务和应用的网络，能够具有透明的传输能力并通过开放的接口规范与传统网络实现互通，这种趋势为行业渗透带来了机遇和挑战。对于有线电视网络运营商来说，选择适合自身发展的业务和技术方案，实施有线电视网双向改造项目，对于充分挖掘网络潜力，实现增值和更优质高效的服务，具有明显的必要性。通过电信网、广电网、计算机网络的相互融合，能够促进互联互通业务的融合，对促进国家信息化建设有重要的意义。

在现代信息化教育中，各大高校顺应时代发展趋势，以目前广电和电信运营商的实际组网方式为出发点，积极建设基于网络融合的电信和广电工程实训系统。为实现电视、电话和IP数据三种业务的接入，有必要建立一种集数字有线电视系统、数字卫星电视系统、IPTV系统、软交换系统、PTN传输系统、宽带接入系统于一体的整网在线运行的综合创新实训系统平台。

技术实现要素：

实用新型目的：提供一种采用先进的PTN传输承载技术和PON接入技术，可供多种前端信号源传输，将电信、广电、数据同时接入，能够实现IPTV业务和VoIP业务的综合实验室实训系统。

技术方案如下：

一种基于网络融合的综合创新实训系统，包括前端信号源部分、业务提供服务部分、干线传输部分、接入部分和用户终端部分。其中，前端信号源部分和业务提供服务部分通过交换机连接到干线传输部分，干线传输部分采用先进的PTN传输承载技术；传输过来的信号进入EPON接入网局端设备OLT，通过光分配网到达ONU，最后传输到用户终端设备。其中，

前端信号源部分包括卫星接收天线、数字卫星电视接收机、数字有线电视接收机、H.264编码器、信号监控设备等，可供多种信号传输。

业务提供服务部分包括IPTV系统和软交换系统。IPTV系统可对网络资源进行充分利用，可实现多播流转发、视频点播、基于Web的编解码、实时传输等业务。软交换系统是VoIP业务的控制部件，完成呼叫控制功能，是整个系统的核心部件。

为适应多业务和网络IP化的趋势，运营商需要业务转型和网络转型，传统的SDH/MSTP和WDM技术存在局限性，传送网需要向分组化方向发展，且具有灵活、高效和低成本的分组传送能力。本实用新型采用先进的PTN传输承载技术，适合多业务的承载和交换，满足灵活的组网调度和多业务传送。干线传输部分两端采用PTN设备，具有多业务处理能力，能够容纳不同业务，中间采用光缆传输，负责信号的远距离传输，传输距离可达20-30km。当超过这个距离的时候，使用中继器对光信号进行放大，可实现更远距离的传输。

接入部分采用的是EPON实现宽带接入，组网形式灵活，选用EPON+LAN、EPON+FTTH、EPON+EOC等多种形式，可提供语音、数据、视频、CATV等多种业务。其中EPON+FTTH的组网方式中，一台OLT设备可以配置多个PON口，而每个PON口通过分光器(1∶16或者1∶32)，可以配置1-16或1-32个ONU设备，从而实现光纤到户。

用户终端部分使用的是ONU设备，进行光纤中携带的电视、电话、IP数据三种业务的分离，还原成电视信号、电话信号和IP数据信号。用户可通过计算机、网络机顶盒与电视、移动设备、IP网络电话机、模拟电话机、可视电话机等终端设备获得相关服务。

有益效果如下：

(1)极大地减少基础建设投入，并简化网络管理，降低维护成本。

(2)将网络从各自独立的专业网络向综合性网络转变，网络性能得以提升，资源利用水平进一步提高。

(3)进行业务的整合，它不仅继承了原有的话音、数据和视频业务，而且通过网络的整合，衍生出了更加丰富的增值业务类型，如图文电视、VoIP、和可视电话等，极大地拓展了业务提供的范围。

(4)IP承载的业务信号必须经过传送网的传送，采用先进的PTN传输承载技术，实现信号的远距离传输。PTN是一种能够很好处理IP和以太网等分组信号的新型传送网，继承了SDH系统的许多优点，也吸取了数据网络的优点，重要的一点就是差异化的处理和统计复用功能。对于用户种类繁多的业务，必须具备差异化的处理能力。

(5)采用点到多点结构的EPON接入技术，无源光纤传输，经济而高效的结构，在以太网上提供多种业务，是连接用户一种最有效的通信接入方式。

附图说明

图1为本实用新型系统的结构示意图；

图2为EPON+FTTH组网方式示意图；

图3为软交换实验系统拓扑连接图。

图中各标号的名称为：

1-前端信号源部分，2-业务提供服务部分，3-干线传输部分，4-接入部分，5-用户终端部分，6-数字卫星信号，7-数字卫星接收机，8-歌华有线电视信号，9-数字有线电视接收机，10-H.264编码器，11-摄像机，12-非线编信号，13-H.264TSIP信号，14-IPTV系统，15-软交换系统，16-宽带互联网，17-交换机，18-PTN，19-光纤，20-OLT，21-ONU，22-网络机顶盒，23-电视机，24-IP电话，25-计算机，26-光分配网，27-软交换平台，28-操作维护台，29-监视台，30-软件电话，31-IP电话，32-VoIP网关，33-普通电话。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型的技术方案。

一种基于网络融合的综合创新实训系统，如图1所示，包括前端信号源部分、业务提供服务部分、干线传输部分、接入部分和用户终端部分。前端信号源部分和业务提供服务部分通过交换机连接到干线传输部分；干线传输部分两端采用PTN设备，中间采用光缆可实现远距离传输；传输过来的信号进入EPON接入网局端设备OLT，通过1∶16或1∶32的分光器到达ONU用户终端设备；用户终端部分使用的是ONU设备，进行光纤中携带的电视、电话、IP数据三种业务的分离，还原成电视信号、电话信号和IP数据信号，用户可通过计算机、网络机顶盒与电视、移动设备、IP网络电话机、模拟电话机、可视电话机等终端设备获得相关服务。

本实施例的前端信号源部分中数字卫星接收机收到的由卫星天线接收传输过来的卫星信号、数字电视接收机收到的歌华有线信号、摄像机拍摄的AV信号以及非线编信号，通过复用、调制、加扰等手段进行处理后解码出视频信号和音频信号，再通过H.264编码器转换成H.264标准的TS IP流的形式进一步采用PTN进行远距离传输。

如图2所示，EPON技术采用点到多点的用户网络拓扑结构，利用光纤实现数据、语音和视频的全业务接入，主要由OLT、ODN、ONU三个部分构成。其中OLT作为整个网络的核心和主导部分，放在中心机房，完成ONU注册和管理、全网的同步和管理以及协议的转换、与上联网络之间的通信等功能；ONU作为用户端设备在整个网络中属于从属部分，放在用户设备端附近或与其合为一体，完成与OLT之间的正常通信并为终端用户提供不同的应用端口；ODN为从OLT到ONU的线路部分，功能是分发下行数据，并集中上行数据，包括光缆、配线部分以及分光器全部为无源器件，是整个网络信号传输的载体。其中光缆部分选用G.652、G.657系列的全部型号光纤，分光器可以从1∶2到1∶32可选，OLT到ONU之间的传输距离一般10km-20km，原则上是10km用1∶32的分光器，20km用1∶16的分光器，因为分光器分光比例越高，光衰耗越大。EPON中使用单芯光纤，在一根芯上转送上下行两个波，上行波长1310nm，下行波长1490nm，另外还可以在这个芯上下行叠加1550nm的波长，来传递模拟电视信号。

如图2所示，采用EPON+FTTH组网方式，将ONU移至用户的办公室或家中，是真正全透明的光纤网络，不受任何传输制式、带宽、波长和传输技术的约束，是光纤接入网络发展的理想模式和长远目标。

本实施例中的软交换系统是GICS-I型软交换实验系统，根据高校实训教学需要改型设计而成。系统运行可靠、功能齐全、符合通信网的接口标准，可以使学生学习和掌握当前通信网主流的软交换设备和组网技术。GICS-I型软交换实验系统的设计采用下一代网络主流的SIP会话控制协议，系统部件由软交换网络的核心设备和终端组成，系统支持IP电话呼叫控制、设备配置、网络管理、用户管理、协议监控分析等功能，可以让学生跟踪分析网络协议和呼叫信令流程，并自行设计进行二次开发。

如图3所示，GICS-I型软交换实验系统的拓扑连接中，除普通模拟电话机以外，所有部件都是IP设备，通过局域网(LAN)互联。模拟电话机则通过VoIP网关接入局域网，模拟电话机和VoIP网关组合后可视为一个等效的IP设备。系统由四种类型的设备部件组成：控制部件、网关部件、终端部件和管理部件。控制部件就是软交换系统，完成呼叫控制功能，是系统的核心部件。网关部件就是VoIP网关，其功能是终接模拟电话机，完成媒体和信令转换。终端部件包含三种终端：IP网络电话机、IP软件电话、模拟电话机。其中，IP网络电话机采用配套的标准SIP话机，IP软件电话就是在PC机上开发的SIP电话终端，模拟电话机和VoIP网关组合构成等效的IP网络电话。所有终端在软交换系统的控制下进行电话呼叫通信。呼叫控制采用SIP协议，数字话音信号采用RTP协议封装后作为IP数据包在网络中传递。管理部件包括操作维护台和监视台。操作维护台的功能是对软交换系统进行配置管理，同时也作为计费管理平台使用。监视台的功能是监视系统运行过程中的所有协议消息，包括SIP信令协议消息、RTP数据包和其他任何需要观察的协议报文。

本实施例中的IPTV系统利用IP网络把内容提供商的内容，通过IPTV宽带业务应用平台整合，传送到用户个人电脑、机顶盒+电视机、多媒体手机等终端，使用户享受IPTV所带来的丰富多彩的宽带多媒体业务内容。IPTV既不同于传统的模拟有线电视，也不同于经典的数字电视。因为，模拟和数字电视都具有定时、单向广播等特点，尽管数字电视相对于模拟电视有许多技术革新，但只是信号形式的改变，而没有触及媒体内容的传播方式。IPTV能够提供实时和非实时的业务，将媒体内容承载在IP网络之上，真正实现了电视产业媒体传播方式的改变，使用户可按需获取宽带IP网提供的实时、非实时的媒体节目。IPTV以“网络机顶盒+电视机”的形式作为终端，通过互联网，提供内容丰富的多媒体服务业务。

本实用新型实现了一种基于网络融合的综合创新实训系统，采用先进的PTN传输承载技术和PON接入技术，可供多种前端信号源传输，开展了IPTV和VoIP相关业务的融合，适用于高校的实践教学，属于实验室建设领域，改善了学院通信实训环境，全面提高了学生的综合应用能力。最后需要说明的是，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均包含在本实用新型的保护范围之内。