“三网融合”技术在校园网规划建设中的应用

1、 “三网融合 ”技术在校园网规划建设中的应用摘要：随着计算机应用的普及以及网络技术的进步，校园信息网络已经成为高校机关办公、老师教学、学生学习娱乐不可缺少的重要信息平台；因此校园网的建设与改造也越发意义重大，需求更加迫切，本文就此提出若干将 “三网融合 ”技术应用于校园网的设想并加以比较分析。关键词：校园网，三网融合，信息网络，混合光纤同轴电缆1. 概述随着经济和技术的发展，人们对通信服务的需求已不再是简单的话音或单向的视频，而是更快速、更丰富、交互式的宽带多媒体业务。传统的电信网，以及新兴的有线电视网和计算机互联网在网络资源、信息资源和接入技术方面虽各有特点、优势，但建设之初都是面向特定业务

2、的（电信网面向话音、电视网面向视频、计算机互联网面向数据），任何一方基于现有的技术都不能满足用户宽带接入、综合接入的需求，用户只能从不同的服务提供商处获得所需的各类业务，造成用户使用不便和资费负担重。另一方面，由于各网间不能互通，街道上、楼宇内线网密布，也造成重复投资和通信资源的浪费。因此， “三网融合 ”1是现实的需求，既有利于用户，也有利于运营商；从全世界范围来看，这也是现代通信和计算机网络发展的大趋势。所谓三网融合即原先独立设计运营的传统电信网、计算机互联网和有线电视网将趋于相互渗透和相互融合。相应地，三类不同的业务、市场和产业也将相互渗透和相互融合，以三大业务来分割三大市场和行业的界限

3、逐步变得模糊，逐渐形成一个统一的网络系统，并以全数字化的网络设施来支持包括数据、话音和图像在内的所有业务的通信。当前诸多高校都在城市外围大规模兴建新校区，同时基于现代化教学、科研、信息沟通的需要，学校有条件也有必要精心规划并建成一套能适应于集多媒体教学及办公于一体的现代化计算机网络系统，通过运用先进的技术手段，现代化的教学工具培养出能适应信息时代所需的人才 ,并为科研、信息交互服务；将 “三网融合 ”的技术与理念融合其中应该是一条有效的捷径。 2. 设计思路校园网的最重要作用是信息最大效率的流通，因此需要实现以下功能： 1、信息共享：有关学校的各种资料，各种信息，如图书资料，教学资料，一些最新

4、的学校公告等可通过网络进行查询。 2、信息交流：可通过连接 Internet实现与外部资讯的交流和沟通，从而获取当今世界的最新信息。 3、通过计算机网络实现多媒体教学：如电子幻灯片、多媒体交互教学、电子公告板等。 4、办公自动化：通过运用先进的计算机技术实现办公自动化，使学校的各种行政、财务、日常办公等信息化，提高学校的办公效率。 5、校园安全监控：保障学生生活及教学秩序的正常进行。同时，网络必须具备较完善的性能和较高的安全性、可靠性、容错性。而且网络系统能平滑地向未来新技术过渡，保护已有的投资。 3. 校园主干网络架构目前，典型的网络技术有：交换式以太网、快速以太网、千兆网和 ATM1等。

5、(1)交换式以太网交换式以太网利用以太网交换机组网，即可以将计算机直接连到交换机的端口上，也可以将他们连入一个网段，然后将这个网段连到交换机的端口。如果将计算机连到交换机的端口，那么它将独享该端口提供的带宽；如果计算机通过以太网连入交换机，那么该以太网上的所有计算机共享交换机端口提供的带宽。 (2)快速以太网快速以太网技术 100 Base-T是由 10 Base-T标准2以太网发展而来的，主要解决网络带宽在局域网络应用中的瓶颈问题其协议标准为 1995年颁布的 IEEE802.3u，可支持 100Mbps的数据传输速度，并与 100 Base-T一样可以支持共享式与交换式两种使用环境，在交换

6、式以太网环境中可以实现全双工通信。 (3)千兆网千兆以太网标准是对以太网技术的再次扩展，其数据传输速率为 1000Mbps即 1Gbps，因此也称吉比特以太网。千兆以太网基本保留了原有以太网的帧结构，所以向下和以太网与快速以太网完全兼容，从而使原有的 10Mbps以太网或快速以太网可以方便地升级到千兆以太网。 (4)ATM ATM技术综合了电路交换的可靠性与分组交换的高效性，借鉴了两种交换方式的优点，采用了基于信元的统计时分复用技术。信元是 ATM用于传输信息的基本单位，其采用了 53字节的固定长度。其中，前 5个字节为信头，载有信元的地址信息和其它一些控制信息，后 48字节为信息段，装载来自

7、各种不同业务的用户信息。固定长度的短信元可以充分利用信道的空闲带宽。信元在统计时分复用的时隙中出现，即不采用固定时隙，而是按需分配，只要时隙空闲，任何允许发送的单元都能占用。所有信元在底层采用面向连接方式传输，并对信元交换采用硬件以并行处理方式去实现，减少了节点的时延，其交换速度远远超过总线结构的交换机。首先，确立网络中心，即校园网络的总站，由网路服务器、域名服务器、数据库系统及主干交换机等构成。确保整个校园网信息的交换和保障网络的正常运行。其次，保障网络的畅通，与网络的可扩展性有着很大的关系。校园网络主干采用快速以太网或千兆以太网，采取电话网、计算机网、有线电视网等 “三网融合 ”技术，根据

8、学校的现状，采用如图一方案：中心交换机采用具有三层交换功能的路由交换机，与外网通过广域网口相连，对内通过代理服务器提供上网功能。内网按具体需求划分为各功能子网，如多媒体课室子网、行政办公子网、教师备课教学子网、校园电子信息资源子网、监控子网等。视频监控系统采取基于嵌入式系统 3的图像编解码技术，将压缩过的数据，通过局域传送到服务器等设备作录像或供有权限的人员登录后观看或查询。电视与广播子网，采用与监控系统相同的模数转换技术，把电视信号与广播信号（如教育一台等）转化为压缩的数字流信号，并以 IP数据包的形式在局域网内广播，形成校内的广播电台与电视台；网内任何一台电脑终端都可接收。- 2 - 3

9、- 多媒体教育子网，主要由多媒体教室组成，包括以下设备：电脑、投影仪、实物投影机、音箱、麦克风、投影幕。中心机房，主要由各服务器、网络设备、音视频设备、教学辅助设备等组成。教师、办公及学生宿舍子网则分别通过交换机延伸到校内相应终端，以便于师生接入网络，达到信息共享。图 1 校园网系统实现4.“三网融合”改造方案及比较分析鉴于有些学校已建设好计算机网络和有线电视网，为充分利用既有投资，采用“三网融合”技术，即在原有的视频网基础上进行数字技术改造，使其适用于数据传输，可以借鉴如下几种设想： 1 升级线网与终端：将现有闭路电视网升级为HFC（混合光纤同轴电缆）双向网络3； 原有的电视机与机顶盒连接即

10、可作为网络中的终端。如图二所示： 网 络 服 务 域名服务邮件服务视频点播服务备份服务器中心交换机网管多媒体教室校园电子资源行政办公学生宿舍教师备课教学校园监控公共电信网 数据专用网 教育科研网交换机机顶盒电视双向改造控制前端交换机电视网校园以太网图 2 升级线网与终端的设想该设想优点：教室不需要重新布线，充分利用了原有的电视机等设备，改造速度快。缺点：（1）因为原有的电视网大多数使用阻抗 75欧姆4的同轴电缆，因此就要改造所有电缆与分支分配器等连接网络的接口；（ 2）网络终端的设备比较昂贵，且只能改造为相当于 10M的以太网，网络速率、效率都很低。 2部分改造网络：采用原有闭路电视网作为下行

11、与控制网作为上行通道相结合的非对称方式，上行通道利用电话线或 RS454/RS232重新布线 5。终端仍然使用机顶盒或专用硬件进行控制。如图三所示：机顶盒显示器控制前端校园以太网电视网上行网图 3 部分改造网络的设想该设想优点：（ 1）前端改造的费用较低；（ 2）由于每个教室等接入点使用独立的频道，因此比 HFC方式具有更高的带宽。其缺点是：（ 1）同样需要改造 75欧姆同轴电缆；（ 2）教室使用时必须先向控制中心申请，以协调频道的分配（ 3）控制网也需要重新布线。 3重新铺设计算机网，同时改造终端：教室等接入点重新作综合布线，将原有的电视机连接机顶盒，采取以太网接入的方式。如图四所示：电视交

12、换机机顶盒校园以太网图 4 重新布网的设想该设想优点：（ 1）能够同时满足网络质量与带宽的需求；（ 2）符合国际标准，具有可升级的条件和可能。通过比较，设想 1的改造无法满足校园网的应用的要求；设想 2不利于系统的升级，而且专用设备的维护升级也存在一定的难度，操作繁琐；同时，电视网与专用网的结合，并- 4 不符合未来发展的趋势，无进一步升级的空间；重新布线的费用也不算高。因此设想 3有较高的性价比，实施方便，可作为校园网改造的首选方案。 5.结束语以信息共享为目的、网络互联为途径，建设一个有效，可靠，安全的校园网络，可以把行政、教学等各部门连结成统一的有机体，使得办公效率提高，促进教与学相涨；同时在校园网规划中引入 “三网融合 ”技术则进一步改善了资源的配置与利用，顺应了未来计算机网络发展的趋势。参考文献 1王承恕. 通信