浅谈有线电视宽带网数据业务服务质量保证

摘要:文章对我国有线电视的宽带业务进行了分析,指出了我国有线电视宽带网络的发展前景,并且就其中数据业务的质量问题展开了探讨。在明确了技术指标以后,结合数据服务来回数据量不均匀的特点,给出了提高其数据业务服务质量的思路。

关键词:有线电视;宽带业务;数据业务;综合服务网;QOS;TCP控制

中图分类号:TN943文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)12-0099-02

当前社会最大的变革仍然不是运输和能源,依然在通信方面,这种信息化技术最突出的代表使得人类文明迈入知识经济的信息社会。信息高速公路现在俨然变成了高度发展的信息社会的一种标志,借助于它人们能够畅享高科技所带来的便利,没有人怀疑信息高速公路辉煌的前景。这里有线电视的发展也是一个代表:伴随着有线电视网络入户率增长,我国有线电视的客户规模从2004年的1.16亿户扩大为2009年的1.74亿户。有线电视网络经过数字化、双向化改造后,已由传统的广播网逐渐过渡到宽带接入网,可以为有线网络用户提供单向数字电视、互动业务、宽带上网等多种业务。这些业务的开展对后续技术支持提出了更高的要求。作为数据业务服务也是一个重要的方面,本文主要对其服务质量的提高进行分析。

一、有线电视宽带综合网分析

(一)宽带电视网概述

宽带网络是具有高速数据传输能力的网络平台,包括骨干网和接入网两部分。其中,骨干网是整个网络的核心部分,由所有用户共享,通常利用光纤对数据进行大容量、长距离的传输;接入网是本地局端与用户设备之间的信息传输网的总称,负责将业务信息透明地传送给用户。其中骨干网的技术得到了非常大的发展,而用户接入网从技术上到应用上仍然较为落后。

宽带用户接入技术已成为当前通信界的研究热点之一。以同轴电缆为传输介质的有线电视网拥有高达1000MHz的带宽容量,除了传输有线电视信号外,还有丰富的剩余频率资源可供利用。传统有线电视网经过升级改造成双向光纤同轴电缆混合网(HFC)后,不仅能够为用户提供高质量的电视节目,还可以为用户提供高速的因特网接入服务。在这个基础上随着宽带网络技术和多媒体技术的飞速发展促进了各种多媒体综合业务的大量涌现和普及,视频点播、视频会议、IP电话、远程教学等都是近年来涌现的新业务,信息高速公路上所承载信息已逐步由单一的数据信息向数据、语音、图像、视频等多媒体信息演化,这是未来网络技术发展的必然。

(二)宽带电视网服务质量的指标

服务质量是不同用户业务向网络提出的传输能力要求。它体现了网络对用户业务的综合服务效果,该效果决定了用户对其获得服务的满意程度。一般来说主要有以下几方面:

1.带宽。它反映了在一段时间内网络能为应用传送的信息量。多媒体业务分为恒定比特速率(CBR)和可变比特速率(VBR),对于恒定速率的业务,只要为它预留峰值带宽即可保证其服务质量。可变速率的业务则较为复杂。

2.时延抖动。端到端数据传输时延的变化特性。它是由于时延的可变部分的变化导致的,业务流量的突发性、不公平的队列调度方法都可能导致较大的时延抖动。交互式业务对时延和时延抖动则有严格的要求。

3.分组丢失率。在网络传输过程中,丢失的分组数量占全部分组传输量的比例。造成分组丢失的原因包括误码、路由变化和队列溢出等。实时多媒体业务由于不能采取重传方式补救丢失的数据,分组丢失对其服务质量会产生巨大影响。

4.时延。数据分组从发送端传输到接收端的时间长度。它分为固定部分和可变部分。固定部分主要为传播时延和转发时延,而可变部分包括处理时延和排队时延。转发时延是从数据分组发送开始到发送结束的时间间隔,取决于数据分组的长度和链路带宽。处理时延取决于网络节点的处理能力和分组处理的复杂度。

二、数据业务服务质量的保证研究

数据业务服务质量的优劣将决定用户对有线电视宽带综合业务网的满意度,从而影响有线电视宽带综合业务网的发展。数据业务中包含有很多Web浏览、FTP文件传输等,正向信道(数据由服务器经过网络传向用户)的数据量和所需带宽远大于反向信道 (数据由用户经过网络传向服务器)的数据量和带宽,业务流量呈现出明显的收发不对称性。与数据业务流量不对称的特点相一致,在网络设计上出现了非对称网络。在有线电视宽带综合业务网中,下行信道的传输速率为30～40Mbps,上行信道的传输速率为2～10Mbps。有线电视宽带综合业务网上、下行信道传输速率的非对称特性与数据业务流量的特点相一致。由于现阶段的大多数数据业务都是通过传输控制协议 (TCP)来提供可靠的端到端End to End)数据传输,因此数据业务的服务质量取决于TCP协议执行时的性能。那么如何进行控制才能保证数据服务质量呢?

笔者认为解决问题的关键在于如何减小确认分组在有线电视宽带综合业务网上行信道中的时延和时延抖动,并为用户提供足够的带宽,防止确认分组在上行队列中产生堆积或丢失。这里可以采用如下的思路:对于单个用户来说,确认分组到达上行信道中的速率和时间间隔等于下行信道发送数据分组的速率和时间间隔,可以通过监测下行信道中发往各个用户的数据分组的发送速率和发送时间间隔确定各个电缆调制解调器所需上行信道带宽,并为电缆调制解调器预先分配相应的上行信道带宽资源,消除申请接入时延RADτ和上行信道带宽申请在等待调度的时延(数据传输时延DTDτ的一部分),避免了确认分组压缩现象的产生,同时也防止了上行信道缓冲区溢出导致确认分组丢失,从而提高数据业务的吞吐量和数据传输效率,保证有线电视宽带综合业务网中数据业务的服务质量。

三、结语

有线电视网络作为分布最广的网络系统,日益受到网络设备商和运营商的重视,同时同轴电缆有较大的带宽潜力。但是需要看到,在具体的宽带服务中,仍然有许多问题要解决。本文主要提供的也是思路上的一种设计,在具体实施中也会碰到很多意想不到的问题。为了满足用户对大量娱乐和互动信息业务的需求,必须通过积极的探索研究,才能确定技术与应用的进步。

参考文献

[1]王永玲.中国公用数据通信网及数据通信业务发展情况[J].电子出版,1995,(8).

[2]徐蓓.基于OFDM技术的宽带无线接入产品即将问世[N].通信产业报,2001.