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有线电视网传输IP的标准及关键技88必发国际平台

浏览次数: 日期:2018-09-27 20:43

  随着光纤技术和数字通信技术的迅猛发展,骨干网上数据传输速率越来越高,网络容量越来越大。相比之下,接入网已成为用户进入信息高速公路的瓶颈。与此同时,有线电视网已经从最初由同轴电缆组成的模拟电视分配网发展成为现在的光纤同轴混合(HFC)网。有线电视网络彩光纤后,提高了传输质量,使双向传输成为可能。为了充分利用HFC网络丰富的带宽资源,在兼容现有模拟广播电视业务的前提下,开发了许多增值业务,如付费电视、视频点播等。HFC网用作接入网是当前研究的热点。研究的目的是开展交互型业务,让用户能通过有线电视网络传输IP通信量。但有线电视网络的上行信道带宽较窄、噪声干扰很大(漏斗噪声),为克服这些问题,同时为了各个设备之间能够互相兼容,需定义在有线电视网络上传输IP通信量的标准。

  在当前的有线电视网络中,前端到光节点之间采用光纤传输,在光节点和用户之间再用同轴电缆入户。一个光节点可以连接多个服务区,一般情况下可以达4-8个,覆盖2000-4000个用户。光节点具有双向传输功能,和前端的光发/收设备构成双向链路。光节点和用户之间的配线网采用树型分支同轴电缆结构。

  吴纯勇认为,具有10年发展历史的IPTV业务,几乎与我国有线电视行业的数字化整体转换同步,这个与有线数字电视有着“孪生兄弟”般性质的业务在不同时期其处境也各不相同。“通过这次的方案介绍,让我们看到,IPTV业务的重要性已与有线数字电视相对等。”

  其下行方向为从前端到所有的站(用户端),下行带宽为6,8MHz。前端是下行方向唯一的发送器,因此不需要下行的媒体访问控制(MAC)机制,每个用户分配一个专用的地址,用于寻址。上行方向为从用户端到前端,每个上行信道由多个站共享,并被分为时间微槽(minislot)。上行信道的共享特性使之需要一MAC协议以控制顺序发送。与以太网不同,有线电视网中的站不能侦听到上行信道的发送,只有前端能知道上行信道的发送,因此站上行发送数据时可能引起碰撞。这意味载波侦听MAC技术(CSMA)不适用于有线电视网,现有MAC协议不能满足基于有线电视网传输IP通信量的需要。

  为了在有线电视前端和用户端设备之间透明地传输IP通信量,IEEE802.14工作组、数字音频视频委员会(DAVIC)和欧洲的数字视频广播工作组(DVB)分别定义了各自的MAC协议,其重点在于定义上行信道的多路访问控制。在这些协议中,IEEE802.14[1]和MCNS的电缆系统数据接口规范(DOCSIS)是两个最主要的MAC协议。DOCSIS因其简单高效、易于实现而被ITU接纲为标准,而IEEE802.14在1999年底时仍处于草案阶段。这两种MAC协议都将HFC网络的频带划分为高、低两部分。低频段用于上行信道,88必发国际官网:高频段用于下行信道(其中包括模拟电视广播的频道),并且高频段比低频段的带宽高得多。上述频带划分正好符合高速上行、低速下行的Internet访问规律。

  IEEE802.14和DOCSIS协议都定义了物理层和数据链路层的MAC子层。DAVIC和ITU已对其物理层进行标准化,IEEE802.14和DOCSIS采用了类似DAVIC的物理规范。MAC协议分成几部分,每一部分实现一特定的功能,主要有距离修正、帧格式、带宽请求、带宽分配和碰撞解析等。因为各个电缆调制解调吕(也称为站)与前端的距离不同,其数据在上行帧的不同部分发送,所以可通过距离修正来实现前端和站所需的时间同步。

  MAC是控制上行共享信道带宽人配的实体。一般在运行期间,前端规则地下行发送控制信息,其中包括描述上行共享信道带宽分配的控制信息。任何要发送数据的站必须经过竞争微槽或通过捎带请求(Piggyback)功能请求带宽。如果请求成功,前端将在以后的上行带宽分配映射(MAP)中为此站分配上行带宽;如果请求发生了碰撞则前端开始碰撞解析过程。一旦用户站在MAP中接收到带宽分配信息,站就有机会捎带其随后的带宽请求。捎带带宽请求功能使站能够请求更多的带宽而不用通过竞争。

  按照资产的全生命周期管理的科学理念,资产资源管理系统专门设计了一个资产变动管理模块,资产变动管理模块及网络资产查询地图如图13所示。资产变动模块包括行政资产调拨、网络资产调拨、在用资产转为闲置、闲置资产起用、资产清核减少(即资产盘亏)、资产报废(限于篇幅,各项目下的图表就不在此展示了)。至此,有线电视企业的资产完成了一个全生命周期的循环管理。

  根据协议[1,2],上行信道可能以认为是由一系列微槽组成的微槽流,微槽是上行传输的最小单位,其分配由前端完成。微槽分为如下几种:竞争微槽、数据微槽、竞争/数据微槽、站维护微槽和初始维护微槽。竞争微槽用于用户的带宽请求,数据微槽用于承载数据。前端负责及时广播带宽分配信息,其中包括了上行微槽的分配。用户站从中获得微槽的分配信息并据此工作。

  IEEE802.14和DOCSIS协议有一些不同[1,2,3],其物理层特性如表1所示,其MAC层规范如表2、表3所示。两种协议都支持一般的带宽请求和捎带带宽请求,除此之外,DOCSIS还支持立即接入模式。当网络负载低时,符合DOCSIS的前端还可分配一些微槽作为竞争/数据微槽,用于站的立即接入,即站不用通过请求,直接竞争上传数据。通过这些微槽,站不仅可传送数据也可传送带宽请求。

  数据链接层安全 加密算法:DES算法;密钥交换协议:主密钥交换或快速密钥交换协议

  至于它搭载的双离合可说的并不多,在实际体验上,江淮这套自主研发的6挡双离合还算合格,平顺性虽然达不到爱信6AT的水平,但对于10万元的自主品牌而言,绝对是合格的水平了。换挡逻辑或许是基于动力的不充足,喜欢往高转速窜,但带来的实际动力体验并不强。最为担心的质量可靠性问题暂且不知,目前这套6挡双离合还没有走完一个完整的生命周期,不过目前市场上都在排斥着双离合变速箱,尤其是20万以下的双离合毛病频出,这个时候又有几个消费者愿意相信江淮呢?

  大型及超大型数据中心的建设逐渐增多,数据中心市场对于带宽的要求也在不断提高,由此带动100G甚至400G/600G更高速率光通信产品需求不断增长。从国内外市场来看,北美市场在亚马逊、谷歌等科技巨头大型数据中心建设的带动下,100G光模块需求保持持续增长趋势,同时400G光模块需求开始逐渐显现。

  捎带带宽请求 前端分配微槽,站通过请求微槽发送带宽请求,通过数据微槽发送数据

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  碰撞解的算法 着发规则:优先级+FIFO 二进制指数退缩碰撞解析

  如果有一个以上的站在同一竞争微槽上发送请求,就产生了碰撞站必须根据碰撞解析算法重发请求。在IEEE802.14和DOCSIS中,其竞争解析算法都只定义了一个框架,未作明确的规定。最新版本的IEEE802.14草案的碰撞解析算法结合了四种技术:优先级接入控制机制、先进先出(FIFO)机制、n元树算法和多碰撞解析引擎。优先级控制机制用来区分不同优先级的请求,FIFO机制用来防止过多的碰撞,这两种机制用做首发规则,即用于新到来的请求。N元树算法用来解析碰撞的请求。IEEE802.14的碰撞解析算法采用p-坚持算法作为首发规则,并采用n元树算法作为重发规则(通常n=3)。

  DOCSIS采用截断二进制指数退缩算法作为碰撞解析算法,截断二进制指数退缩算法需要两个参数:初始退缩窗口大小和最大退缩窗口大小。这些值做为 行带宽分配映射的一部分下行发送。站开始请求带宽时,设置其窗口大小为初始窗口大小,然后选择一初始窗口大小内的随机值,设此值为x。站在第x+1个竞争微槽中发送请求,若发生碰撞则增加碰撞窗口的大小,直至到达最大碰撞窗口大小。

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  生物科学开设的专业课程包括动物生理学、植物生理学等。学生要掌握的是生物科学相关理论知识、实验技能,毕业后可在科研机构、高校等从事生物科学研究或教学工作。

  在DOCSIS和IEEE802.14有线电视网络中,前端不仅分配竞争微槽而且调度上行数据传输。DOCSIS和IEEE802.14都将其带宽分配机制开放而未做定义,常用的带宽分配机制有:物来先服务(FCFS)、最短任务优先(SJF)、按优先级分配(分为抢占式和非抢占式两种)等。在每个MAP中竞争微槽的数目和位置对系统的吞吐量和接入延时等性能有很大影响,文献[4]分别分析了IEEE802.14网络在竞争微槽数与数据微槽数比例固定及变化情况下,平均接入延时与负载的关系;文献[5]描述了仿真优先级先来先服务DOCSIS 1.0有线电视网络的延时及吞吐时性能。但它们都只考虑了较简单的分配策略,同时由于DOCSIS和IEEE802.14有许多不确定的因素,很难在理论上分析其性能,通常采用计算机仿线公司和Cablelabs联合为此专门开发了基于OPNET的CSF13,以仿真有线电视网络的数据协议,包括DOCSIS和IEEE802.14协议。另外,如何根据负载情况设置竞争微槽数与数据微槽数的比例,竞争微槽在MAP中的位置及如何调度上行通信量传输以获得较高的系统资源利用率、较低的接入延时和较高的吞呈量等问题需进一步研究。

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  ·讯石研讨会讲师之唐雄燕:接入技术新发展:超宽带、融合化与虚拟化

  DOCSIS协议归初是为在前端和站之间透明地传输IP通信量,是尽最大努力地投递数据,不能提供任何服务质量保证。但两种协议都定义了优先级,这为利用特定的调度算法给不同优先级用户提供不同的服务质量提供了基础。IEEE802.14协议制定时就考虑到服务质量的不同需求,它能够提供一定的服务质量保证,但恰恰因此使其实现较复杂,因而推广较困难。另外,这两个协议都不支持上行传送可变化特速率(VBR)通信量,因此,如何上行传输可变比特速率通信量,并保证其延时、延时抖动和分组丢失率等性能是一项富有挑战性的工作。

  DOCSIS和IEEE802.14协议是通过有线电视网络传输IP通信量的两种主要的协议,IEEE802.14被设计为基于ATM且支持上层服务,因此较为复杂,实现较困难。而DOCSIS是为在前端和站之间透明地传输IP通信量而设计,相对较为简单,实现较容易,因此得到了广泛的应用。DOCSIS和IEEE802.14都将几个关键技术开放而未定义,如竞争解的机制、带宽分配策略和QoS支持等,目的是将其开放给各个制造厂商以获得尽可能优异的系统性能。最初的协议几乎不支持任何QoS保证,后续的协议版本增加了这方面的内容,如支持固定比特速率服务等。总之,利用现有的设备已可在有线电视网上高速地传输IP通信量,如何提供高的QoS和更多的服务类型则尚需进一步研究。

  作为拥有两亿多活跃用户的社交网站,推特无疑有能力促成这种效果。其视频服务正是瞄准这个市场,既能为赞助商做宣传,又能赚钱。

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  [4]肖树成,钟小欢,刘晓乐.广电网络传输行业推行ERP思考.广播电视信息,2003年07期.

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