1.1.4　三网融合——IP网络

“三网融合”（Three Networks Convergence）所指的三种通信网分别是公共电信网、计算机网和广播电视网。这“三网”和视频传输密切相关，下面简单介绍。

（1）公共电信网

虽然公共电信网能传送多种业务，但长期以来其主体业务仍然是电话。公用交换电话网（PSTN）曾经是公共电信网中规模最大、历史最长的基础网络。该网络的终端设备主要是普通模拟电话机，传输的信号带宽为300 Hz~3.4 kHz，语音信息可通过传输线路和交换设备进行互传。

如今，电话网以模拟设备为主的情况已经发生了根本性的变化，数字传输设备和数字交换设备替代了以往的模拟设备，使公用电话网已经成为一个以数字通信为主体的网络。但是，在传输中占比例最大的用户线路上传输的仍然是模拟语音信号，这给在公用电话网上传输数字信息带来了一定困难。为了解决这一问题，在数字化初期，一种经济实用的办法是采用非对称数字用户线（ADSL）技术为广大用户提供数据接入方式，它无需大规模改造现有的电信网络，只需在用户端接入ADSL调制解调器，便可提供准宽带数据服务和传统语音服务，且两种业务互不影响。现在，经过20多年的发展，用户光纤到家（FTTH）方式正在逐步取代ADSL，在光缆的支持下，可以传输宽带视频信号，而电话业务只是顺便“夹带”在用户宽带光缆中的一小部分数据。

（2）计算机互联网络

在计算机通信网中，最常见的有局域网（LAN，Local Area Network）、广域网（WAN，Wide Area Network）、城域网（MAN，Metropolitan Area Network）以及世界上最大的计算机互联网（Internet）。在这些网络中，局域网是基础，广域网、城域网、互联网都是由若干局域网通过骨干网及相关的通信协议互联而成的。

①局域网

局域网是在一定的范围内将多台计算机及其他设备连接在一起，可以使它们相互通信、共享资源的一种数据通信系统。在局域网中，所有的工作站（计算机）和资源都连接到文件服务器上。局域网一般采用分布式处理，应用程序在本地工作站的内存中运行，数据文件、程序文件和打印机等外围设备都可共享。局域网具有安装容易、服务范围广、应用独立性强、易于维护和管理等优越性。总线式的局域网结构如图1.2所示。

局域网中最初出现的是以太网，以10 Mbit/s速率进行基带传输。光纤传输介质的使用，使局域网的传输速率可达100 Mbit/s、1 Gbit/s以上，成为高速局域网，但其体系结构仍和基本LAN一样。在高速局域网中，较高质量的视频信号的传输才具有可能。

图1.2　总线式局域网结构

②城域网和宽带城域网

城域网的地理覆盖区域大约为一个城市的范围，通信距离约50 km，它由互联的局域网组成，通信速率可超过100 Mbit/s，高达10 Gbit/s，甚至更高。通过城域网，可以实现数以万计个人计算机、工作站和局域网的互联。城域网本身具有开放性，城域网的用户不仅可以从本地网中获得高质量的数据服务，还可以通过城域网访问广域网。

IP宽带城域网是城域网朝宽带、综合化方向发展的产物，是以TCP/IP为基础、具有高速传输和交换能力的IP网。它支持各种宽带接入、保证服务质量，是综合数据、语音、视频服务于一体的网络平台，可为城市的企事业单位和居民提供多种业务。典型的IP城域网应用包括信息化智能小区、商业楼（区）、校园网和企业网等。

③广域网

广域网是一个松散定义的计算机网络，它是指一组在地域相隔较远、但逻辑上连成一体的计算机系统。用于广域网通信的传输装置和介质一般是由远程电信网络提供的，距离可以是一个城市或全国，甚至国际范围。现在十分普及的因特网并不是一种独立的网络，也可算作广域网的一种。它将为数众多、类型各异的物理网络（如局域网、城域网和广域网）互联，通过高层协议实现不同类型网络间的通信。

④互联网

将若干计算机连接在一起成为计算机网，而将不同的计算机网通过路由器、交换机相互联接起来形成一个更大范围的网络，即计算机互联网。互联网的范围可大可小，连接的方式也各有不同。如图1.3所示，互联网的基本元素是众多的网络，将它们用计算机通信的方式连接起来，实现网络间的互联，这就是互联网的本质，又称为“网络的网络”（Network of Network）。从图1.3中可以看到，网络将主机连接在一起，互联网将网络连接在一起。目前，我们看到的无处不在的因特网是世界上最大的互联网，它将世界范围内大大小小的计算机网相互联接起来，网络数达千万计，用户数达数十亿计。

图1.3　互联网的组成

（3）电视网络

早期的模拟广播电视功能单一，仅通过无线方式单向广播，向用户提供电视节目，基本谈不上“网”的概念。随后，广播电视逐渐向有线电视发展，但主要是以单向、树型网络方式连接到终端用户，虽然改进了用户收视质量，但用户只能被动地选择接收。近年来，经过数字化、双向化和宽带化改造，广播电视已经成为一张名副其实的以传送数字电视为主要业务的现代数字通信网，具有自己的骨干网、接入网和网管系统。这样的数字广播电视网普及率高、接入带宽较宽，且运营者掌握海量视频节目资源。现在，广播电视网的目标是将现有的电视网全面改造成双向交互式的IP网络，包括演播室内和演播室之间的视频传输也是如此，可以传送各种媒体信息，向现代通信网络的方向发展。

（4）三网朝IP方向融合

“三网融合”是近20年兴起的概念，指的是公共电信网、广播电视网和互联网（计算机网）在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网发展过程中，三大网络通过技术改造，技术功能趋于一致，业务范围趋于相同，实现三网互联互通，资源共享，为用户提供数据、音频和视频等多种媒体的服务。从技术层面上讲，三网融合涉及的主要技术基础为数字通信技术、媒体处理技术、计算机技术和网络技术，还包括相应的硬件设备和软件平台等。

要做到三网融合，实现三大网络的互联互通是最基本的要求。除了内容数字化外，要使数字化的内容能够在三网之间互通，就需要通过IP技术在内容与传送介质之间搭起一座桥梁。也就是说，虽是三张不同的网络，但它们必须都支持IP技术（IPv4和IPv6），如图1.4所示。只有IP的普遍采用，才能够保证各种以IP为基础的业务能在不同网络之间实现互通，而和具体下层基础网络关系不大。从使用IP的意义上来说，这三张网都是IP网络，或者说三网融合为一个IP网络。

三网融合的结果使各种文本、语音、数据、图像和视频都可以通过统一的编码进行传输，所有业务在融合后的网络中都将成为统一的“0”或“1”的比特流。软件技术使三大网络及其终端都可以通过软件变更和升级，支持各种用户所需的特性、功能和业务。

三网融合并不意味着三大网络的物理合一，而主要是指高层业务应用的融合。在这些高层业务应用中，流媒体业务是非常重要的一个组成部分。随着近年来网络带宽的不断增加，人们对流媒体业务需求量也不断增长，使基于流媒体业务应用产生的流量占互联网总流量的一半以上。

使用媒体流化技术进行网络流媒体的传输，是“三网融合”进程中的一项重要举措，它是基于应用层协议的，和传统流媒体技术一般是基于网络传输层协议有所不同。因此，如何改变传统的流媒体技术，发展完善流化技术，已成为网络融合时代流媒体传输的一项新挑战。

具体到视频业务，在三网融合中，不同终端对网络中的视频媒体流有不同质量和分辨率的要求，网络中需要采用自适应传输策略来满足不同终端用户的要求。目前，基于流媒体自适应传输技术的研究和应用尚处于起步阶段，随着技术的成熟，将逐步成为网络融合时代主流的网络传输技术之一。

图1.4　三网融合示意图