CN101640825A - 三网融合 - Google Patents

Abstract

三网融合是在互联网、电信网和有线电视网的基础上建设宽带的、高速的、统一的全球信息基础设施和各种综合业务通信网的技术。它将多种接入方式(包括电信xDSL、有线电视网的HFC或者园区网和移动网的接入等)融合为具有统一接入和应用接口的高效网络，以实现这些异构或者同构的所有各个网络中，各个计算机类设备和终端之间能够有效性和可靠性的互联、互通和互操作，组建新型的能容纳各种形式的信息的广域网。它是一个宽带窄带一体化、有线无线一体化、有源无源一体化和传输接入一体化的智能网络。融心交换机独立于底层承载协议，完成呼叫控制、路由、介质网关接入控制、资源分配、协议处理、认证和计费等主要功能等。

Description

三网融合

技术领域

本发明涉及网络技术、信息技术(Information Technology，IT)、计算机技术、数据库技术、自动控制技术、有线电视技术、通信技术、微电子技术、传感技术和显示技术等。

背景技术

将互联网(Internet)、电信(Telecommunication)网和有线电视(Community AntennaTelevision，CATV)网的基于业务扩展而互相无缝融合(convergence)成为统一的多功能网络，称为三网合一或三网融合。它不是这三大网络的简单互联，而是互联网络根本性的革命。电信网包括移动通信网。

互联网、电信网和有线电视网的三网合一主要需要解决的关键技术是：接入技术；大容量、高速度的路由方案和网络技术；容许与协调不同操作系统、不同网络结构之间的接口或中间件技术；面对日益增长的大规模服务请求、高可用并有良好伸缩与容错能力的计算机平台系统；高性能并行计算技术等。

传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)是唯一可被互联网、电信网和有线电视网共同接受的通信协议。

具有不少于一种计算机基本功能的或由计算机控制的设备(装置)和常规计算机，都称为计算机类设备。如输入键盘、接口电路、交换机和打印机等。其中常规计算机具有处理存储和交换传送信息等功能。

具有能处理信息流、包(packet)或者帧(frame)等的功能并且能将计算机类设备等通过传输介质所组成的系统进行互操作的集成电路芯片，称为接口电路。

通用计算机(universal computer)具有操作系统软件，一般还包含其与相应网络相连接的接口电路。

在不能单凭传输介质通信的一组异构网络之间，提供直接通信功能的接口电路，称为网关(gateway)。

能够连接一台或多台计算机并具有允许它们同时收发或交换信息的网络硬件设备，称为交换设备。

信号在远距离传输介质中传输到一定距离之后，必须对信号进行放大。即必需设置信号中继放大器。

现有的互联网是计算机网络的代表。其优势是网络结构简单、技术更新快和成本低等。其问题是对全网没有有效的控制能力、难以实现统一网管，此外在互联网上开放电子商务、电子政务和各个行业的网络业务的安全性和可靠性还需要进一步改善。通过互联网进行的自动化业务，称为网络业务。

现有的电信网络是指传统的电话交换网(PSTN)、窄带N-ISDN、数字数据网(DDN)、帧中继(FR)网、异步传输模式(ATM)网等；此外还有X.25网、B-ISDN网和CHINANET网等。其优势是覆盖全国的高速大容量光纤核心网。其缺点是一个低速的、模拟的、规模巨大的电话机铜线接入网。

现有的有线电视网络是高速廉价的综合网络。它具有频带宽、容量大、多功能、低成本、双向性、支持多种业务和连接千家万户的优势。其不足是靠同轴电缆向用户传送电视节目，还处于模拟水平。

尽管现有的三网业务有各种差异，但是仍然可以通过三网合一技术对三网业务进行综合和统一。

现有的三大网络结构自成体系，相互之间不能安全和精确互通。这就造成重复投资和网络资源的浪费。

现有的互联网、电信网和有线电视网的三大网络业务系统，只是分别利用计算机进行信息组织而成的各自独立的三网业务的应用系统，是使用最广泛的三种计算机应用系统。

发明内容

本发明任务是在目前的互联网、电信网和有线电视网的三大网基础上建设宽带的、高速的、统一的全球信息基础设施(Global Information Infrastructure，GII)和各种综合业务通信网，并将多种接入方式(包括电信xDSL、有线电视网的HFC或者园区网和移动网的接入等)的三网变革为具有统一的主干网络被接入的接口，与接入和应用接口相连接而组成的高效网络；采用网络互联技术和三大网络业务技术，将三大网络的运营商的各个局域网、专用网络或者他们运营的各种综合网络等，通过同一的主干网络，以实现这些异构或者同构的所有各个网络中，各个计算机类设备和终端之间能够有效性和可靠性的互联(Interconnection)、互通(Intercommunication)和互操作(Interoperability)，组建新型的能容纳各种形式的信息的下一代网络(Next Generation Networking，NGN)。它是在统一的管理平台下，实现音频、视频和数据信号的传输和管理，是一个真正实现三大网络的各个运营商的各种各样综合业务的系统。

将不同地理位置的各个互联网、电信网和有线电视网的不同业务计算机类设备和终端等，通过同一个主干传输网络进行有效性和可靠性地互操作的系统，称为融和三网所成的综合业务网络，简称为融成网(图1)。它是一个宽带窄带一体化、有线无线一体化、有源无源一体化和传输接入一体化的智能网络。

三网合一技术是将分散于不同地理位置的计算机类设备或用户终端，通过各种资源信息网、传输交换网和传输介质彼此连接起来，进行语音、图像、数据等各种信息和资源传输、交换、存储和处理的新技术。

以下所指的远距离是指超过或等于两个城市或县城中心区之间的距离。

1、融成网是由网络设备和计算机类设备通过传输介质互相连接而形成的(图1)。融成网的硬件和线路连接的形式和结构，称为融成网的拓扑(topology)结构。采用拓扑方法，融成网的节点可以是各种交换设备或交换中心、服务器、中继放大器、客户机、集中器等独立的网络设备和计算类设备；线可以是各种有线传输介质(电缆、光缆和双绞线等)和无线传输介质(各种电磁波、微波和人造通信卫星等)。

在融成网中能够存储和处理信息、控制信息交流和协议变换并且能选择最优化信息传输路径的路由器，称为融成网的核心交换网络设备，简称融心交换机。它能把各个数据包(packet)、帧(frame)或者信元(cell)等，从一个节点或多个节点，通过远距离的传输介质，与其他节点同时进行收发或交换。

从物理上说，每个融心交换机是一台小型的计算机；有处理器和存储器，以及用来收发数据包的输入/输出设备。高速网络中的交换机的功能可以由专门的硬件构成。

融心交换是融成网的控制功能实体；是融成网的呼叫控制和承载控制的核心。它独立于底层承载协议，完成呼叫控制、路由、介质网关接入控制、资源分配、协议处理、认证和计费等主要功能，能够提供现有交换机和路由器的所有业务或功能，并向第三方提供可编程能力。

融心交换机一般具有两种类型的接口；第一种接口具有较高的传输速度，通过远距离数字传输线路连接到另一个融心交换的第一种接口。第二种接口具有较低的传输速度，用于连接一台计算机类设备或终端等。融心交换机的硬件细节取决于融成网的交换技术和所需的数据传输速率。

融成网体系的结构标准化一般参照国际标准化组织(International Standards Organization，ISO)推荐的七层参考模型(7-layer Reference Model)；实际采用互联网分层模型(Internet Layering Model)。即融成网事实上的标准为传输控制协议/互联网协议(Transmission Control Protocol/InternetProtocol，TCP/IP)系列。它是七层参考模型的简化。互联网协议系列是融成网的最基本的网络互联协议。

由同一地理位置的若干个具有不同业务和功能的融心交换机，通过第一种接口，将宽带、高速通信介质互相连接而组成的它们相互之间能够传输和收发数据等网络任务的一组融心交换机，称为融心交换机组。

由各个不同地理位置的融心交换机(或融心交换机组)的第一种接口端，与远距离传输介质(包括中继放大器)分别相互对应连接而组成的并且由网络协议控制这些融心交换机组之间互相传输和收发数据等通信所需任务的融成网中的核心网络，称为融成网的核心基础骨干网络，简称基干网。它一般采用网状型拓扑结构；可以是完全形的或者不完全形的网状形式。

在某个局部地理区域内的若干计算机类设备和计算机资源等组件，通过接口电路与短距离传输介质相连接而组成的并且由通用计算机处理信息和控制这些组件之间互相通信或共享资源的融成网中的局域网或城域网，称为融成网中信号传输和处理的局域网或城域网类型的资源信息基本网络，简称为资信网(图2)。它也称为优机网络；可以互连成星型、环型、总线型、层次型、树型和不规则形状等拓扑结构。

融成网是由基干网和许多不同类型的资信网共同组合而成的互联网络(图1)。它将信息的传输和交换功能与信息的处理功能相分离。信息传输和信息交换功能在交换设备和传输介质中执行；而处理信息在计算机类设备和终端中实施。它还将信息的远距离传输与信息的近距离传输功能相分离。远距离传输信息在基干网中执行；而近距离传输在资信网中实施。

基干网是拓扑结构为一级的网状型结构网络；而资信网可以是多级多种拓扑结构网络。

基干网的融心交换机由专门的硬件构成。它在融成网的拓扑结构中，是网络节点。它一方面作为与资信网、计算机类设备或终端连接的接口，将资信网、计算机类设备或终端连接到融成网中；另一方面又作为基干网中的信息传输和交换的节点，完成信息分组的接收、校验、存储和转发等功能，实现将源计算机类设备的报文准确发送到目的计算机类设备的桥梁作用。

基干网的远距离的传输介质为融心交换机之间提供通信线路。它一般采用光缆或无线信道。

资信网中各个计算机类设备之间或者融心交换机与资信网第二种接口之间的通信线路，为短距离传输介质。它一般采用电缆、无线媒质、微波、电话线、双绞线、同轴电缆、光纤电缆、无线媒质和微波等。

资信网的接口电路通常为一块布满电子线路的印刷电路板；被称为网络适配卡(network adaptercard)，也被称为网络接口卡(network interface card，NIC)，简称为网卡。这种印刷电路板一般插在计算机的总线上。资信网的传输介质长度超过固定的最大距离时，便不能正常运行。因此它覆盖范围较小。

资信网的计算机类设备包括主机、终端、终端设备控制器、数据库、连网的外设和各种信息资源等。

主机是资信网的主要和重要的服务器(server)，装有本地操作系统、基干网操作系统、数据库和用户应用系统。它一般通过传输线路与基干网的融心交换机第二种接口相连接。终端与主机共同连入资信网。

终端是用户访问基干网的界面。它可以是简单的输入、输出终端，也可以是带有微处理器的智能终端。智能终端除了具有输入、输出信息的功能外，还具有存储和处理信息的能力。终端可以通过主机进入资信网，也可以通过终端设备控制器、报文分组组装与拆卸装置或者融心交换机连入基干网。

融成网的网络操作系统是建立于各个主机的UNIX/Linux(或Windows等)操作系统之上的一个网络操作系统，用于实现不同主机之间的用户通信，以及融成网硬件和软件资源的共享，并提供统一的网络接口。

融成网数据库建立于资信网操作系统之上。它可以驻留在一台主机上(集中式网络数据库系统)，也可以分布在每台主机上(分布式网络数据库系统)。它向用户提供存取、修改数据库的服务，实现数据库共享。

应用系统是建立在网络操作系统、数据库系统等资信网部件基础上的具体应用，以实现用户的需求。

融成网系统模型的底层是硬件设备和物理介质，包括多媒体设备、网络设备、Web设备、视频设备、音频设备、有线传输介质和无线传输介质等。在硬件层之上是操作系统层。该层屏蔽硬件设备的具体情况，提供与硬件设备无关的接口给上面一层。上一层包括视频、音频、桌面媒体部件和网络通信部件等。桌面媒体部件包括了操作系统提供的桌面多媒体设备的功能。网络通信部件包括了网络接、通信协议以及多媒体数据压缩/解压缩功能。再上面是网络编程界面。而应用服务的确定则由最上面一层(应用层)来实现。

操作系统内核是整个进程或线程结构操作系统核心。它是在裸计算机功能基础上的第一次扩充，构成了一个功能更强的虚拟机。内核具有3方面的功能：中断处理、进程或线程调度和原语管理。

融成网是开放式综合巨型的网络系统，可以覆盖整个世界。它以先进的技术采集信息、处理信息和交换信息，并提供给用户方便地利用信息。它将因特网、电信和有线电视“三网合一”的业务综合化。它不仅可提供数据通信和处理业务，而且还可提供声音、图像和动画等多媒体通信和处理的业务。

现有的互联网是面向无连接的分组数据传输网，主要信息是数据，其终端是计算机类设备。它实际是以计算机类设备和计算机局域网为基础，逐步互联、扩张和膨大而形成的网中网。这种互联是开放的、自由的、无序的。用户到用户的数据传输是通过TCP协议完成的，各个计算机局域网的互联则是通过IP实现的。各个计算机局域网的互联一般是依靠电信网中的核心网(Core Network)或者有线电视网的光缆干线网。因此互联网实际是依托和寄生在电信网和有线电视网这两个网络上的租用网络。

现有的电信网络主要是指公用电话网，但也有其他的业务，例如传真和数据等；由电信部门运营；其终端主要是电话机。它是为实现点到点的双向语音通信而设计建设的网络。电信网以面向连接的电路交换为基础，以恒定的、对称的话务量为中心，采用复杂的分等级的时分复用方法，以64Kb/s语音编码、高的通话服务质量(Quality of Service，QoS)为目标，是可控制、可管理的高效信令网。

现有的有线电视网络是广播传播、有条件接收的广播电视网。它用于传输广播电视节目(视频内容)，其终端主要是电视接收机。传统的CATV网是一个专门传送模拟电视节目的网络，传输介质主要是同轴电缆，典型信号调制方式是模拟调频和调幅，网络结构为树型拓扑结构。其中一些网络已经改造为光纤同轴电缆混合网络(Hybrid Fiber Coaxial，HFC)。其特点是：以环型结构为主，具有较强的自愈能力；网络频带宽、频率资源丰富、传输速率快；可以实现有条件的点到面传输方式，与计算机的总线制传输方式相仿；可以实现双向传输，而且是不平衡的，即上行带宽比较窄，而下行带宽非常宽。

融成网可以提供数据通信和数据处理业务，而且还可以提供声音、图形、图像等通信和处理业务。融成网支持所有的不同类型和不同速率的业务，如语音、传真等窄带业务；广播电视、高清晰度电视等分配型宽带业务；可视电话、交互式电视、视频会议等交互型宽带业务；高速数据传输等突发型宽带业务等。光缆组成的基干网可以有很高的信息传输速度和很宽的频带，它满足现有三网的业务综合化。即融成网是三网融合(Convergence)的网络。

2、分布于各个城市(包括县城中心区域)和重要地理位置的电信网中的核心网、有线电视网中的光缆主干线网和已经建成的互联网光缆中心网等，将其中的各种宽带和高速的远距离传输介质(包括中继放大器等)，与相应各地的融心交换机组第一种接口相互连接，就构成基干网。它采用TCP/IP协议系列。

由单纯交换机连接传输介质组成的通信网络，称为裸网络。它不包含计算机类设备或终端。裸网络分为裸广域网、裸城域网和裸局域网。裸网络将信息传输与信息处理的功能相分离。基干网是一种裸广域网。融成网分为裸广域网和资信局域网(或城域网)是网络结构和功能的革命，是“三网合一”的关键技术。

在三网合一的最初始阶段，融心交换机的基本模式可以采用存储-转发(store and forward)交换。基干网把数据包放在融心交换机的存储器中。然后由融心交换机的处理器来决定发往的目的地。

存储-转发交换又分为报文交换(Message Switching)和分组交换(虚电路交换)。

基干网由许多融心交换机和远距离传输介质(包括中继放大器)等构成。它自身是可扩展的。远距离传输介质在一定距离必须有中继放大器。这种宽带介质连接在融心交换机的第一种接口上。

各个局域网、计算机类设备或终端或者它们组合的资信网，就连接到融心交换机的第二种接口上。

基干网对于新增加的融心交换机可以按需要加入；用来连接其他的局域网或者计算机类设备等。即基干网具有可扩展性。融心交换机可以同时发送和交换数据包。

基干网是通过远距离传输介质将不同地理位置的各个融心交换机组互联组成的。一台融心交换机通常有多个输入/输出接口，使得与它相连接的资信网，能形成多种不同的网络拓扑结构，连接多台计算机类设备。一个地理位置可以有一个或者一个以上的融心交换机组。各个融心交换机组之间的远距离传输介质的速率，比各个融心交换机组与计算机类设备之间的短距离传输介质的速率快。

基干网的拓扑采用网状型结构(可以是完全的或者不完全的网状拓扑结构)。

基干网的结构是不必对称的。其中融心交换机组的远距离传输介质的互联及其中每条连接线路的容量都根据预期流量而定，并且提供冗余以防故障。其他的融心交换机，在基干网需要时加入，以扩展基干网。

基干网可以采用密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)技术使光纤的通信容量大大增加，并且也提高了它的融心交换机或路由器的传输能力。

基干网的波分多路复用(Wave Division Multiplexing，WDM)技术能使数据传输速率达到几十Gbps。

融心交换机是基干网的基本组成部件。基干网由远距离传输介质和与其连接的融心交换机组构成。

融心交换机的技术是由专门的交换功能硬件技术和采用软件控制的交换技术共同组合构成的。这两种技术是融成网的核心技术。基干网是裸广域网，将远距离传输和交换信息功能，与网络其他功能相分离。

融心交换机采用硬件和软件相结合的交换控制技术。融心交换机的基本功能是：通过硬件和软件分别实现路由和呼叫的控制功能，包括路由或呼叫选路、连接控制(包括建立/拆除线路)、管理控制和信令互通等；并且实现呼叫传输与呼叫控制相分离，将控制、交换和可编程功能相分离。

融心交换机可采用存储-转发(store and forward)模式进行交换。即把数据包放在交换机的存储器中；然后由处理器来决定数据包发往的目的地。其中分组交换的方法，可以实现基干网的线路共享。网络中任意一对融心交换机组之间可以存在好几条通信线路；从而同一个信息的各分组能够实行并行传输，从而縮短了信息通过基干网的网络的时间，满足语音通信之类实时业务的要求。源端将信息分成为等长的报文分组(Packet)。各个数据报(Packet)中含有目的地址、分组编号、控制比特等的分组头，沿不同路由传送；宿端可以按分组编号重新组装成原来信息。

现有的程控交换机具有四个功能层：呼叫控制层、介质交换层、业务提供层和接入网关层。这四个功能层物理上合为一体，处于一个封闭体内；软件硬件互相牵制，不可分割；它们之间没有开放的互连标准和接口。因此增加新功能的费用高、周期长。

现有的电信核心网(主要为远距离传输骨干网)已经光纤化和宽带化；全国范围的电话网中的核心网采用等级结构。由低级的交换局与管辖它的高一级交换局相连，最高级的交换局采用网状型直接互连，形成多级汇接辐射网。其转接段数多，造成接续时延长、传输损耗大、可靠性差和网管复杂。

现有的有线电视干线网采用光纤同轴电缆混合网络(HFC)，属于城域网。它的馈线网选择光纤作为传输介质的干线网。将各个HFC相连接的全国专用的远距离有线电视光缆干线网，称为有线电视主干网。CATV主干网采用密集波分复用(DWDM)光纤技术。光纤的巨大的带宽(30Tbps)，透明地传输各种不同类型业务。

现有的互联网中的各个计算机局域网和计算机类设备的互联是依靠电信网或有线电视主干网和HFC线路网；技术更新快成本低。现在有些地方已经开始独立建设以IP为主要业务对象的核心骨干远距离传输网，称为互联网中心网。但互联网难以实现统一的网络管理，同时高质量的实时业务还无法保证。

在基干网中的融心交换机组中，还可以采用异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)或IP+ATM模式等交换技术。它是一种面向连接的高速交换和多路复用技术；以独立的信元为信息传输、复接和交换的基本单位的传输方式。

ATM技术简化了交换过程，除去了不必要的数据校验，采用易于处理的固定信元格式。所以ATM交换速率大大高于X.25、DDN和帧中继(Frame Relay，FR)等。ATM数据传输速率可以达到2.5Gbps。利用ATM技术的融心交换机组采用了有效的业务流量监控机制，对计算机类设备或终端的数据进行实时监控，把融成网拥塞发生的可能性降到最小。融成网对不同业务赋予不同的优先级权力，如实时性的语音“优先级”最高，一般数据文件传输的正确性“优先级”最高。由于基干网对不同的业务分配了不同级别的资源和采用不同的优先级别，因此网络一般不会发生信息堵车。ATM交换为时分交换、空分交换和信元头交换等。

现有的IP交换由Ipsilon最先提出，称为IP交换技术(IP Switching)。它是一种利用ISO模型第三层协议中的信息来加强第二层交换功能的技术。只要在源地址和目的地址之间有一条直接的第二层通路，就没有必要经过路由器转发数据包。IP交换使用ISO模型第三层路由协议，确定第二层传送路径。

现有的交换机均是将业务接入、信息路由和交换控制三个功能，通过该交换机内部的交换网络，连接成一条通路来实现的；导致不同业务需要采用不同的交换技术和不同的交换机，不利于多种业务在一个统一的交换机上传输和交换。

为了能够在统一的融心交换机上同时提供语音、数据和多媒体等融合业务，其最终应该采用专用的交换硬件和交换软件结合的新交换技术。

基干网是一种不完全的网状型(点到点两两相连接的拓扑结构)网络。这种结构保证了基干网中的任意两个融心交换机组之间至少都有一条通路。

基干网可以为某些大业务量的任意远距离两地之间，多建立直达的远距离传输线路，称为基干网的高效线群，简称为高效线路。高效线路用于支持分别属于该远距离两地的两个融心交换机组之间建立的大容量通道。由于各个融心交换机之间的信息量不尽相同。它们之间的线路结构也各不相同。

在基干网的网状型网络结构中，总是尽量为信息传输选择一条最经济的路径，即选择最短路径或经过最少的融心交换机组。它减少了建立融成网的各个终端之间接续的时延；同时亦降低了运营的成本。

现有的电信网中的核心网是以一种多层次结构安排的，采用分级汇接网或者树型分层网的网络。在整个系统中，除了最高级层次中心外，其他每个层次的交换机都与一个比它高一级层次的交换机相连。它比基干网要复杂得多。多级结构的电信网向上级层次接续，要经过较多的中间交换，增加接通的时间和费用。

现有的有线电视网覆盖范围广、频带资源丰富。它逐渐摆脱了单一的传送电视节目的运营模式，向电信领域碾，通过技术改造，将有线电视网升级为双向的宽带综合业务网络。

基干网扩充，就需要增加融心交换机。这个基本原理使得逐步建立一个具有更大可扩展性的基干网成为可能。因为基干网可以不增加远距离传输线路的容量而使网络的整个交换容量增加。

基干网内没有连接计算机类设备或终端的融心交换机，称为基干网的内部交换机(interior switch)。

基干网内与计算机类设备或终端相连接的融心交换机，称为基干网的外部交换机(exterior switch)。

为使基干网能正确地运行，内、外部交换机都必须有一张路由表，并都能转发数据包。路由表必须用软件来设计完成。基干网一般采用动态路由(dynamic routing)；特殊情况采用静态路由(static routing)。

融心交换机利用基干网和接入的资信网的拓扑图，计算路由表项。它的软件使用一种Dijkstra最短路径算法；从源点出发，计算沿最短路径到其他各点的距离。在计算最短路径的过程中构造下一站路由表。

基干网还使用分布式路由计算(distributed route computation)；由每个融心交换机组(或融心交换机)计算本地路由表，然后通过基干网把结果发送给相邻的融心交换机组。每个融心交换机组都周期性地向相邻的融心交换机组发送路由信息。当融心交换机组启动之后，它就可以知道其到所有目的地的最短路径。如果融成网中有一台融心交换机发生故障或者一条链路断开，各个融心交换机组的连续周期性的信息会使基干网很快修改路由和适应新的线路。正常的融心交换机组将接收不到从故障处发来的最新信息。各个融心交换机组继续接收正常邻机的更新信息。而且如果有别的传输路径有在，融心交换机组也能修改自己的路由表以便避开故障的硬件。

基干网体系的结构标准化是ISO参考模型；其事实上的标准采用传输控制协议/互联网协议。

光纤的基干网中单一光纤上可以使传输速率达100Gbps，含40种波长；同时传送100万个语音和1500个电视信道。同时以光纤作为传输介质的基础，可以构建面向各种业务和应用的信息传送系统。

现有的全球电信网的基本结构形式是五级汇接辐射网。世界上的大部分电信用户均在该系统中进行通信。在整个系统中，除了最高级汇接中心外，其他每个交换局都与一个比它高一级的汇接局相连。这种结构保证了网络中任意两交换机之间都有一条通路。然而由于非纵向话务流量日益增多，电信核心网这种多级结构存在的问题日益明显，就QoS表现为：转接次数多，接通率低；多级长途网一旦某节点或某段电路出现故障，会造成局部阻塞，可靠性差；不利于新业务网的开放。

3、在某个地理区域内的若干台计算机类设备和资源设备等组件，通过接口电路与限定距离的传输介质相连接而组成的，并且由网络操作系统软件控制这些组件之间互相通信和共享资源的局域网或城域网，就是资信网(图2)。城域网是局域网的扩展。城域网和局域网的传输介质线路的长度超过固定的最大距离时，便不能正常运行。因此资信网覆盖范围很小；一般在10千米以内。

资信网可以是网络互联的。由于基干网是采用TCP/IP协议系列。如果资信网中互联的计算机类设备或网络，都使用相同的互联网协议IP，则它们与基干网互连后的整个网络在通信时就像在一个网络上通信一样；组成面向连接或无连接的IP网络，其信息流是以IP数据包的形式交换和传输的。如果资信网不同于基干网中使用的标准，则资信网需要一个与基干网相匹配的硬件接口。

具有控制资信网中计算机资源和计算机类设备运行功能的或者指定的服务器类计算机，称为优势功能计算机，简称优机。该资信网也称为优机网络(图2)。

优机存有在其原有操作系统上增加功能的资信网操作系统(Network Operating Systems，NOS)。

独立于计算机中央处理器的局域网接口硬件处理帧的传输和收发。帧能在共享局域网上从一台计算机类设备向另一台计算机类设备传输而不影响计算机的CPU运行。

资信网的系统备份自动化解决方案，由备份客户端、主备份服务器、介质服务器、备份存储单元和备份管理软件等组成。备份客户端通常是指应用程序、计算机类设备；表示能从在线存储上读取数据并且将数据传送到备份服务器的软件系列；主备份服务器用于安排备份和恢复工作，并维护数据的存放介质；介质服务器是按照主备份服务器的指令将数据复制到备份介质上。备份存储单元为数据磁带、磁盘或者光盘。

分别与优机网络(或与优机)和基干网的融心交换机互相连接的、并且控制这两个网络有效性和可靠性地互操作的服务器类计算机，称为融成网中辨识身份的通用计算机，简称为辨机。它是通过计算机功能控制基干网和优机网络之间，能够有效性和可靠性地进行互操作的通用计算机。

某单位按照局域网的网络拓扑结构连接计算机类设备和资源设备组成的各个资信网中的优机，通过输入/输出接口，分别与辨机连接；每个辨机的另一个输出/输入接口，与基干网的融心交换机相连接；就构建成这个单位有效性与可靠性的专有网络系统，称为该单位专有网络(Private Network)(图3)。

这种网络互联技术，使辨机处于优机网络和基干网的唯一通道上。辨机通过其隔离控制功能，实现与其相连接的优机网络和基干网的融心交换机之间的逻辑隔离；又通过其连接控制功能，实现该单位的专有网络和基干网的融心交换机之间的物理连接，并能够进行有效性和可靠性的信息互操作。

互联网中的局域网或城域网(扩展的局域网)结构简单，是互联网中的资信网。将各地的该资信网分别接入该地的基干网，其就构成融成网的一部分。由于互联网的资信网不包括基干网，对它们能进行有效的控制；也容易实现统一网管。此外在融成网上开放电子商务和电子政务等的安全性和可靠性能得到保证。

电信网络中的传统的电话交换网(PSTN)、综合业务数字网(Integrated Services DigitalNetwork，ISDN)、窄带N-ISDN、数字数据网(DDN)、帧中继(FR)网、异步传输模式(ATM)网等是电信网中的资信网。将各地的该资信网分别接入该地的基干网，其也组成融成网的一部分。

由于电信系统的数字线路标准不同于基干网中使用的标准。因此需要一个专门的硬件，作为基干网与电信公司数字线路之间的接口。这种被称为数据服务单元/信道服务单元(Data Service Unit/ChannelService Unit，DSU/CSU)的装置包含两个功能部分，通常集成在单个底板上。其中DSU端口处理数据。它将数据在两种格式之间进行转换；即转换基干网上的数字格式与电信的资信网的计算机类设备所要求的数字格式。基干网的接口标准种类，取决于电信资信网的运行速率。如果数据速率低于56Kbps，融心交换机可以使用RS-232标准。至于56Kbps以上的速率，融心交换机必须使用支持更高速率的硬件接口(例如RS-449或V，35标准的硬件)。CSU端口处理线路中断和诊断等。

移动通信网与融成网的融合主要方式有两种：一种是将移动终端当作PC机；另一种是重写互联网协议，使其更适用于无线应用环境。它是电信资信网中的子网。

有线电视干线网采用光纤同轴电缆混合网络(HFC)，属于城域网。其不足是靠同轴电缆向用户传送电视节目，还处于模拟水平。它的馈线网，选择光纤作为传输介质的干线网；采用密集波分复用(DWDM)光纤技术。在HFC网中传送模拟电视节目的同时，还可传送数字电视和交互式电视，提供数据和语音通信三种服务。其中电缆调制解调器除了有信号调制解调的功能之外，还有路由、桥接、调谐和编码等功能。HFC网络通过电缆调制解调器接入基干网，不仅数据的传输速率快，而且三种服务可以同时进行，互不干扰；可以看电视、通过融成网上网访问、打电话同时进行。

有线电视网络中HFC网络是有线电视网中的资信网；是一种高速廉价的综合网络。它具有频带宽、容量大、多功能、低成本、双向性、支持多种业务和连接千家万户的优势。将各地的该资信网分别接入该地的基干网，其也成为融成网的一部分。

以上表明：融成网的关键技术是信息与传输相分离；远距离传输系统与近距离传输系统相分离。即各个网络中资源与传输分离，业务与控制分离。

通过将电信网(包括移动通信网)、互联网和有线电视网之中的各种资信网，分别接入基干网所形成的融成网，是“三网合一”技术多层面的融合成为的综合网络。它在传输层面互联互通；在业务层面交叉渗透；在技术层面应用或匹配互联网协议标准。

各种资信网设计的原则是为该局域网(或扩展的局域网)中信息的传输选择一条最经济的路径；即选择最短路径或经过最少的计算机类设备的线路。这种设计减少了接续的时延，降低了成本。

优机网络中数据库的硬盘是存储信息和备份资料的设备和场所。足够大的硬盘空间是实现资信网功能的前提；较高的输入/输出(I/O)处理能力是保证资信网效率的必要条件。由于资信网服务器的内存容量和中央处理器的性能也对资信网的效率有影响。因此，所选资信网的服务器性能必须与应用规模相匹配。

辨机还具有最灵活处理单个文件安全性的手段。例如，一个单位可以对其发出的文件的个别段落，实施加密或者数字签名。应用层是唯一提供这种安全服务的层次。它可以区分一个文件的不同的安全性要求。

资信网常用的网络拓扑结构有星型、环型、总线型、网状型、树型和混合型。它的拓扑结构与传输介质的选择以及通信控制方法的确定紧密相关。

资信网由分组交换机、连接这些交换机的链路、计算机类设备、终端网络管理中心(NMC)等组成。它的结构根据业务量、流量、流向和地理情况，拓扑结构可以是单级的或多级的。各个地方的各级的网络拓扑结构可以不同。

星型拓扑结构网络的中心设备，通常称为集线器(Hub)。集线器为一种电子装置；它从发送端的计算机类设备接收信息，并且将信息传输到合适的目的地。一个典型的三级星型资信网结构：最上层为中心层，其拓扑结构为星型；所有计算机类设备或局域网的网络，都连接在一个中心集线器上。这种最上层网络的中心，通常称为中心集线器。中间层为多星网。所有计算机类设备或局域网的网络，都分别连接在多个中层集线器上；这些集线器又都连接到上层网络的中心集线器上。下层为单星网。所有计算机类设备或网络，都连接在一个下层集线器上。这个集线器连接到几个中层集线器之中的某一个集线器上。这是电信网结构。

局域网硬件是为固定的最大传输线路而设计的。现有几种技术可扩展局域网。

1)光纤能延长一台计算机和一个局域网之间的连接。在计算机端，用电缆连接计算机的网络接口和光纤调制解调器(fiber modem)；在光纤的另一端，用电缆连接光纤调制解调器和局域网。

2)中继器是扩展共享介质的硬件设备。每个中继器连接两个网段(segment)。中继器能侦听一个网段的所有信息并转发到另外一个网段，反之亦然。

3)网桥(bridge)像计算机一样连接到局域网上。它能连接几个局域网从而扩大局域网的规模。网桥系统可用铜缆、光纤、串行线路或卫星频道来连接近距离或较远距离的局域网网段。

4)交换局域网(switched LAN)的交换机功能，像网桥连接多个局域网网段。这些被连接到交换机的每台计算机就像连接到一个专用的局域网网段。

交换或桥接局域网的优点：允许系统中许多计算机类设备之间同时交换信息。

资信网的网络形式可以分为三种：点到点直通方式、分支方式和交换方式。

交换方式是计算机类设备或终端之间通过交换设备灵活地进行线路交换的一种方式，即把要求通信的两计算机类设备或终端之间的线路接通(自动接通)，或者通过软件控制实现信息互换。即通过交换设备先把源端的信息存储起来，然后再转发至宿端。这种信息转发可以是实时的，也可以是延时的。

资信网有一套具体的线路交换与信息交换的规定、协议等。它既具有信息控制方法，也具有网同步方法。资信网的基础仍然是点与点之间的通信和计算机信息处理。

资信网具有互操作性(interoperability)、可移植性(portability)、可扩展性(expandability)、可縮放性(scalability)和即插即用(plug&play)特征。它一般是以分布式控制为原则，采用系统、子系统和模块分级式的控制结构；其构造是可移植的和透明的。

4、单位的总部和其分布于不同地理位置的远距离的若干个分支机构的各个资信网中优机，分别通过辨机和基干网的融心交换机连接起来，共同组成的网络(包括基干网)，构建一个安全可靠的单位内部专有多功能融成网，称为融成网内联网络(图4)；简称融内网。它是由装有《检查程序的程序》、《源端加密程序》和《宿端解密程序》等软件的辨机，将单位各个资信网连接到基干网之后，共同组成的系统，用于提供融内网中各个计算机类设备之间的有效性和可靠性的信息收发和传输。

融内网之中含有单位的业务功能或者生产任务的专用网络时，就形成各种不同的业务融内网(图4)。

融内网之中含有特定功能专用网络(图4)时，就形成融内网的功能网络系列，称为特定功能融内网。

各种不同的融内网系列为：Web融内网(图4)、面向对象融内网(图4)和多媒体融内网(图4)等。

融内网中的资信子网是物理分布在基干网连接起来的各个资信网络的节点上。每一个节点可以是一个集中式或者分布式资信子网系统，它们都有自治处理能力，完成本站点的局部应用。而每个节点并不是互不相关的，它们构成一个逻辑整体，统一在分布式资信网管理系统的控制下，共同参与并/或完成全局应用。

资信网是物理分散在融成网各节点上；而逻辑集中在同一个系统。物理分散指各站点(Site)或各节点(Node)分散在不同的地方；逻辑集中指各站点之间是一个逻辑整体，属于同一个网络管理系统。

在监控网络内某些设备上安装摄像头；采用多媒体技术，可以实现融成网内的视频实时发布。

现有的虚拟内联网络，容易被黑客采用“反端口”技术攻克，入侵到防火墙后面的计算机或者数据设备，是其主要缺陷之一。内联网络无法防御计算机病毒的攻击，也是其主要缺陷之一。

5、合作伙伴的一个或者几个内部网络，分别通过辨机和基干网相连，与某单位的融内网系统，共同构建一个安全可靠和信息互通的专有网络，称为单位的融成网外联网，简称融外网(图5)。它是由合作伙伴的专用网络，与装有《检查程序的程序》、《源端加密程序》和《宿端解密程序》等的辨机互连后，与融内网共同组成的系统，用于提供对单位合作伙伴的网络和融内网之间的有效性和可靠性的信息传输和交换等。

现有虚拟外联网络技术，对于通过伪装外联网络或者专用网络的地址进行非法的单位内部资源访问和欺骗，无能为力；也无法避免黑客绕开身份认证和鉴别机制，伪装身份，破坏已有内部计算机连接。

6、某单位的远程客户机，与基干网相连接后，能够登录单位融外网或者融内网，实现这些网络之间安全可靠信息互操作。这些客户机、融外网或者融内网共同组成的系统，称为单位融成网远程访问网络，简称访问融成网(图6)。它是由装有《检查程序的程序》、《源端加密程序》和《宿端解密程序》等的单位远程客户机，连接到基干网之后，与融外网或融内网共同组成的系统，用于提供远程移动用户对单位融外网或者融内网的有效性和可靠性信息访问。

远程客户机还装有《对单位的身份认证和授权程序》功能等，能够识别从基干网进来的各种信息。它只允许该单位的源端优机网络中的计算机的信息，经过解密之后，进入到远程客户机。

远程客户机身份验证要实现的授权访问的方法：通过基干网上的访问信息，要经过访问网的辨机对该客户机的身份认证和授权。

现有的远程访问虚拟专用网技术，无法根据一个文件中的部分段落不同的安全等级，进行相应的安全加密；对于许多通过伪装远程访问地址进行非法的内部资源访问的地址欺骗，无能为力。

在基干网上传输的融成访问网信息流是经过加密处理、完整检查和身份认证的；保证信息保密性、完整性和真实性；具有抵抗黑客攻击网络的能力。

7、工业信息化表现在生产的全球化、开放化、计算机集成制造系统(CIMS)、虚拟工厂和供应链管理等。工业网络成为现代企业不可缺少的系统。融内网也可以作为一种工业网络。

工业自动化系统中广泛采用工业控制计算机、可编程控制器、可编程调节器、嵌入式技术的智能设备等进行自动化生产，这些智能设备可能同时安装在同一工厂、车间上。它们之间需要共享数据、分工协调，共同完成复杂的生产任务，组成既分散又集中的控制系统。

一个工厂分厂，利用网络将生产现场的各个设备、机器人、流水线、自动化检测和控制系统(如数字控制、现场操作、仪器监控、分析计算和管理系统)等联合起来，组成一个工业局域网，称为工业资信网。各个分厂的工业资信网通过基干网，能够组成工厂的一个专用融成网，称为工厂融成网。

这种工业专用网实现生产功能的层次化、分散化和集中化。即各个控制对象物理位置分布和控制系统功能分散；同时控制功能又分层集中，实现工厂各级自动化生产与管理。

现有的工业生产企业内，各个生产设备之间的物理位置分布较远，它们在工作原理、控制方法上差别很大，但相互之间的联系紧密。目前工业企业采用的通信一般是现场总线技术和工业以太网等。

工业的信息化表现在融成网。它实现全球化、开放化，计算机集成制造系统虚拟工厂，供应链管理等。

现有的CIMS中，网络是由异构的多层子网构成。它长期以来还没有统一的标准。

现有的电力信息主干网由全国和各省、市区的主干网组成。该光缆网是以架设在220kV高压输电线上的特殊OPGW光缆为主，属于电力公司的专用网络。

现有的工业信息化网(包括硬件设备、相关的软件代码和安全策略)或者虚拟专用网(VPN)技术，容易被黑客(HACK)采用“反端口”技术攻克，入侵到防火墙后面的单位专用网络的计算机或者数据设备，是其主要缺陷之一。它无法防御计算机病毒的攻击，也是其主要缺陷之一。

对于小型网络，优机的软件模块可以直接插在辨机的扩展功能槽上。辨机直接与优机网络相连接。

附图说明：图1融成网示意图。它是由基干网和许多不同类型的资信网共同互联组合而成的基干网络。它将信息传输和交换功能与信息处理功能相分离。远距离与近距离信息传输相分离。基干网是一级不完全网状型结构网络；而资信网是多级多种拓扑结构网络。

图2优机网络(即资信网)示意图。在某个地理区域内的若干台计算机类设备和资源设备等组件，通过接口电路与限定距离的传输介质相连接而组成的，并且由网络操作系统软件控制这些组件之间互相通信和共享次源的局域网，就是资信网。资信网输出接口采用相同的互联网协议IP。

图3单位专有网络示意图。某单位按照局域网的网络拓扑结构连接计算机类设备和资源设备组成的各个资信网中的优机，通过输入/输出接口，分别与辨机连接；每个辨机的另一个输出/输入接口，与基干网的融心交换机相连接；就构建成这个单位有效性与可靠性的和信息互操作的专有网络。

图4各种融内网示意图。单位的总部和其分布于不同地理位置的跨地区的若干个分支机构等各个业务或生产的资信网的优机，分别通过辨机，与基干网的融心交换机连接起来，构建成为业务融内网。业务融内网可分为：特定功能融内、WWW融内网、面向对象融内网、多媒体融内网、知识融内网和模糊融内网等。

图5融外网结构示意图。某个单位的合作伙伴的一个或者几个内部网络的优机，分别通过辨机，与基干网的融心交换机相连接。该单位的融内网和合作伙伴内部网络，构建安全可靠和信息互通专有网络。

图6融成访问网结构示意图。单位的远程客户机，与基干网的融心交换机相连接后，能够登录单位融外网或者融内网，实现与这些网络之间安全可靠互操作。

具体实施方式

资信网及其各种组合，能够在整合的自由、开放式的融成网的基干平台上运行，可以和其他系统的网络，通过基干网进行互操作，并且能够给用户提供一种统一风格的交互方式。

融成网是一个建立于IP上的网络，能容纳各种形式的信息；实现音频、视频和数据信号的传输和管理。

1、融成网是在网络资源(包括信息处理)和信息传输分离的基础上，将信息远距离传输和近距离传输再次相分离。网络资源是由各种计算机类设备和终端(其中不包括单纯的信息交换设备)构成；信息传输是由信息交换设备和传输介质承担。融成网(图1)将信息远距离传输任务专门分配给基干网(包括融心交换机)；而将信息近距离传输任务专门分配给资信网中的信息交换设备和传输介质；信息处理由计算机类设备或者终端承担。它的资信网专门为用户提供丰富多样的网络业务，以及为网络运营商提供其所必须的管理、维护和计费等功能。它的基干网是裸广域网；专门承担信息远距离传输和交换，分工明确，结构简单。

由于基干网是由统一的只有一级的同一种不完全网状型拓扑结构组成的；而且只是实现TCP/IP分层模型(layering model)中的第一层至第四层功能。因此它的网管变成容易和简单。

在融成网中，用户到用户的数据传输是通过TCP协议完成的；资信网内部之间的各个网络互联，各个资信网和基干网的互联，则一般是可以通过IP协议实现的。

将电信网的长途光纤核心网和有线电视网的全国光纤主干网，分别从电信部门和有线电视部门分离出来；重新用融心交换机(也可以采用包交换机或者路由器等)构成基干网。由电信部门和有线电视部门抽调人员重新组成一个统一的公司进行经营管理；其收入为基干网的线路租金。该公司属于国家国资委管辖。

将电信网的公用电话网等(包括传真和数据等业务)、有线电视广播网的光纤同轴电缆混合网等和互联网的数据通信和数据处理业务局域网等(包括声音、图形、图像等通信和处理业务)划分出来，分别属于电信公司、有线电视公司和互联网公司管理。这些各不相同的资信网接入基干网之后，可以分别开展声音、图形、图像等通信和处理业务，及其业务网交互，促使网络市场进一步开放，创造公平竞争的市场环境。

关于融成网中基干网与资信网的各个实体之间的接口问题，我国工业和信息化部都有相关的行业标准。在电信的信令方面，采用7号信令；但在IP传输网中SS7通过信令网关转换成IP承载，遵照互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)制定的SIGTRAN协议；融心交换机和各种介质网关之间则是ITU-T和IETF共同制定的MEGACO/H.248协议；多个融心交换机之间通过IETF制定的SIP-T协议或ITU-T制定的BICC协议进行通信。融心交换机和资信网或应用服务器之间的接口有多种选择，可以采用IETF制定的SIP协议，也可以采用开放的API规范，例如，由OSA和Parlay组织制定的OSA/Parlay API标准。在介质方面，介质网关负责将现有交换网络中的语音打包成IP分组，以RTP流的形式在基干网上传输。

融成网采用IP技术承载各种网络业务；也可以采用下一代互联网协议(IP-the next generation，IPng)IPv6技术，解决地址问题和提高网络吞吐量；采用多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching)，实现IP层和多种链路层协议(ATM/FR、PPP、以太网或同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)、光波)的结合；采用光传输网(Optical Transport Network，OTN)和光交换机(或新型的融心交换机)，解决传输和高带宽交换问题；采用接入网技术，解决最后1km的用户接入问题。

融成网采用融合、分离和开放的体系结构，将传统的电信网络和有线电视网中交换机的功能变成独立的基干网的融心交换机和资信网的路由器或交换设备；各个实体之间采用开放的协议或API接口，打破了传统电信网和有线电视网封闭的局面，实现了多种异构网络之间的融合。

因此融成网中的基干网支持所有的不同类型和不同速率的业务，如语音、传真等窄带业务；广播电视、高清晰度电视等分配型宽带业务；可视电话、交互式电视、视频会议等交互型宽带业务；高速数据传输等突发型宽带业务等。融成网中由光缆和融心交换机组成的基干网可以有很高的信息传输速度和很宽的频带。

服务器类计算机可以采用DOS、UNIX/Linux或者Windows等的操作系统软件。

融成网的服务器的操作系统一般采用Linux核心软件。它高效安全稳定。Linux服务器连续运行时间一般是以年作为单位。Linux支持多种硬件平台。它能在PC、工作站，甚至大型机上运行，并能在x86/MIPS/PowerPC等主流的体系结构上运行。Linux既可以应用于PC机，又可以应用于网络服务器。

Linux内核采用模块化的结构，其主要模块包括：存储管理、CPU和进程管理、文件系统管理、设备管理和驱动、网络通信以及系统的引导、系统调用等。Linux允许用户根据自己单位的资信网的实际配置定制Linux的内核，从而有效地简化Linux内核，提高系统启动速度，并且释放更多的内存资源。

单位的资信网的软件平台，在很大程度上决定了其工作方式、工作效率及其生产的结果。

Linux系统结构被分为两个态：用户态和核心态。

在核心态中，操作系统和CPU没有任何限制。程序可以执行所有特权级指令，代码可以访问所有系统内存。操作系统软件的特权级别高于应用程序软件。通过这种机制，应用程序的不当行为在总体上不会破坏系统的稳定性。

Linux提供的图形用户界面(GUI)方案是工业标准X-Window System。它类似Windows图形界面。用户可以使用鼠标方便、直观和快捷地进行操作。Linux在通信和网络功能方面优于其他操作系统；是多任务、多用户的操作系统，可以支持多个用户同时使用并共享系统的磁盘、外部设备等系统资源。

计算机类设备的软件是为实现资信网中的各项功能所编制的专用软件，也称为控制软件。其存放在计算机类设备的程序存储器EPROM中。各个资信网的功能设置和控制方案各不相同，根据具体的要求而确定。

各个资信网的基本功能由多个功能模块组成；不同的软件结构对这些功能模块的安排与管理方式也不同。它的特点是多任务和实时性，可以采用的相应软件技术为多任务同时处理和多重实时中断处理。多任务同时处理是使服务器类计算机在同一时刻或者同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不同的工作。多重实时中断处理系统中，中断管理主要由硬件完成，而资信网的软件结构则取决于系统的中断结构。资信网各项实时任务被安排成不同优先级。它一般是多微处理器结构。

中断型结构软件除了初始化程序之外，将资信网的各种功能模块分别安排在不同级别的中断服务程序中。资信网的管理调度主要靠各中断程序之间的相互通信来解决。。

服务器类计算机的输入数据处理程序功能：接收或编制业务任务的程序，将资信网程序用标准代码表示的业务指令和数据进行译码、数据处理，并将汇编程序和数据按规定的格式存放。其中输入程序主要有两个任务，一个是从光电阅读机或者键盘输入业务任务，编制程序并将其存放在任务程序存储器中；另一个是从任务程序存储器中把业务程序段逐段往外调出，送入缓冲区，以便译码使用。

资信网可以在同一时间或者同一时间间隔内完成两种以上性质相同或者不同的工作。这需要对服务器类计算机软件的各个功能模块实现多任务并行处理。为此，可以在服务器类计算机软件设计中，采用资源分时共享并行处理和资源重叠流水并行处理技术。

融心交换机处于基干网的传输枢纽，是实现高速音频视频和多媒体数据量的路由和交换的关键。融成网可以采用IPv6和MPLS，可以提供大于目前IP网络的QoS。

融成网以ITU-T提出的具有国际标准协议、接口和体系结构的电信管理网(TelecommunicationsManagement Network，TMN)作为管理基础。

TMN为基干网和资信网的业务提供管理功能。它在一些不同的节点上与融成网相连接来收发信息，控制和管理网络营运。TMN提供一系列支持网管系统互操作的标准接口；提出了一个开放的通信结构；可以进行各种动态的管理操作。

TMN的功能体系结构不包括物理细节，也不涉及通信单元和接口，只是从逻辑上描述其内部的功能分布，达到通各种功能块的有机组合，实现TMN的复杂管理目标。

基干网的网管应用TMN中的数据通信功能(DCF)块作为交换信息的管理手段，完成信息的收发功能。此外DCF提供选择路由、转接和交换的管理功能。它涉及OSI模型的物理层、链路层和网络层的管理功能。基干网主要实现OSI的1、2、3、4层的功能。它需要的物理连接，可以由资信网(如专线网、分组交换数据网、ISDN、公共信道信令网、公众交换电话网、有线电视广播网的光纤同轴电缆混合网和局域网等)提供。基干网的数据通信网(DCN)，通过标准Q3接口，将网元(NE)、Q适配器(QA)和中介设备(MD)与运营系统(OS)连接。另外基干网的DCN通过Qx接口，实现MD与NE或QA的连接。

NE、OS、QA、MD之间利用标准接口相互接续。利用这些接口可以使TMN的各个管理系统相互接续起来。对于没有互操作接口的网络设备，需要将协议和信号转换为互操作接口格式。这种转换由信号通信功能(MCF)和QA功能完成；MCF功能可以驻留在QA、NE、MD或OS中。

资信网应用TMN中的运营系统功能(OSF)块作为运营业务网络的管理功能。由于名种资信网是不相同的；因此需要各类OSF。运营系统的结构可以是集中式的，也可以是分布式的。

资信网的网管由业务节点接口(SNI)和用户网络接口(UNI)之间的一系列传输实体组成。SNI是基干网的融心交换机和资信网之间的接口；UNI是资信网和用户网络(用户网络是指用户端到资信网)之间的接口。资信网与基干网的业务节点是融心交换机；其内部各个网络的业务节点的类型是多种多样的，如一般的电路交换机、ISDN交换机、各种数据网的节点机、ATM交换机和IP网的节点等。用户网络类型也很多，大到一个基于IP的局域网，小到一个用户终端。

2、连接远距离传输线路的基本硬件是融心交换机的主要部件。这种交换机可以将两个使用不同技术(包括不同传输介质、物理编址方案或帧格式)的网络互联。它一般连接两个裸广域网；具有TCP/IP互联网协议软件；实现异构裸广域网的通用连接。其中裸广域网是指只有传输线路和远距离信息交换机组成的广域网；通用连接是指互联之后的若干个裸广域网之间，能够互相传输信息和收发信息。

融心交换机一般含有两种输入/输出接口。其中第一种接口与宽带、高速线路连接于另一个融心交换机。第二种接口具有较低的传输速率，用于连接一台计算机类设备或者一个局域网等。

融心交换机采用硬件和软件相结合的交换控制技术。融心交换的基本功能是：通过硬件和软件分别实现路由和呼叫的控制功能，包括路由或呼叫选路、连接控制(包括建立/拆除线路)、管理控制和信令互通等；并且实现呼叫传输与呼叫控制相分离，将控制、交换和可编程功能相分离。

基干网的分组交换功能，实际是由一部专用高性能处理能力的计算机(一般为融心交换机，也可以是其他的交换机或路由器)来承担的。当其运算速度足够快时，分组处理和传输时间就非常短，因此可以进行实时通信。它采用统计时分复用技术(STDM)。对用户来说，有两类传输方式，即“虚电路”和“数据报”。

每个基干网都定义了计算机在收发数据时所使用的帧格式，并为连接到基干网上的每台计算机类设备分配了一个物理地址。当发送帧到另外一台计算机时，发送者必须给出目的计算机的地址。

基干网一般使用层次地址方案(hierarchical addressing scheme)，把一个地址分成几部分。其中最简单的层次地址方案，是把一个地址分为两部分：第一部分表示融心交换机组(或融心交换机)，第二部分表示连接到该交换机组(或该融心交换机)上的各个局域网或者城域网或者计算机类设备。层次地址技术可以使得转发信息的效率更高。

数据包到达某一特定的融心交换机组之前，下一站的转发并不依赖于数据包的源地址，也不依赖于所走过的路径。下一站仅仅依赖于数据包中的目的地址；这种现象称为源地址独立性(source independence)。

融心交换机组中存储的下一站交换机组信息的地址数据结构，称为融成网的路由表(routing table)。为了节省空间，融成网的路由表通常是以融心交换机组(或融心交换机)而不是局域网、城域网、计算机类设备或终端作为目的地。

融心交换机组转发一个数据包到下一站的过程，称为路由(routing)。

基干网中数据包传输也可以采用虚电路(Virtual Circuit)方式。用户发送的数据以分组形式，采用STDM沿着各自的逻辑子信道，经过网络节点和中继线，到达其目的终端。基干网中按一定拓扑结构连接的节点，由一台或者多台融心交换机组成。融心交换机具有许多端口，从某一种类型端口接收分组，并根据分组头中的终点地址等信息，选择另一端口发送出去。它也可以通过同一端口同时收发数据报。

为了完成存储-转发功能，融心交换机必须在其存储器中对数据包进行缓冲。存储操作是在数据包到达时执行：融心交换机的输入/输出硬件，把一个数据包的副本放在存储器中并通知处理器(如使用中断)。然后进行转发(forward)操作。处理器检查数据包，决定送到哪个接口，并启动输出硬件以便发送数据包。

使用存储-转发模式的基干网，能使数据包以其硬件所能容许的最快速度在基干网中传送。更重要的是，如果有许多数据包都必须送到同一个输出设备，融心交换机能够将数据包一直存储在存储器中，直到该输出设备空出。

基干网中的交换系统使用存储-转发技术，将抵达融心交换机的数据包排入一个队列中，并在合适的时候继续朝目的地向前转发。这项技术使融心交换机能对同时到达的短时突发数据包进行缓冲。

融心交换机是一部专为交换功能设计的具有高性能处理能力的计算机。它采用多条总线的交换互连矩阵和宽带交换背板技术。融心交换机有一张地址表，表中每一项内容主要是介质存取控制(Medium AccessControl，MAC)地址和端口的号码。它的技术是采用专门交换功能硬件的技术和采用软件控制交换的技术共同组合构成的。这两种技术也是融成网的融心交换机的核心技术。当融心交换机从某一端口收到一个数据包时，它的软件对数据包执行两个动作：一是检查该数据包的源MAC地址是否已经在它的地址表中，如果没有，则将该MAC地址加到地址表中，以后它就知道该MAC地址在那一个端口；二是检查该数据包的目的MAC地址是否已经在地址表中，如果该地址表已在地址表中，则将该数据包发送到对应的端口，否则将该数据包丢弃，并发送一个消息到源端口。

由于融心交换机有一个地址表记录哪一个MAC地址在那一个端口。因此它不必像广播数据包那样将该包发送到所有端口，而只需将该包发送到对应的端口，从而使不相关的端口可以并行通信。融心交换机具有这种自动“记忆地址”的功能。它划分子局域网(VLAN)，遵循IEEE802标准和CGMP(Cisco GroupManagement Protocol)专有标准。

融心交换机将路由器的网络层功能融入，因此它具有路由器的全部功能，使得基干网的路由功能分布于各个交换节点之上。它加载第三层转发硬件模块，实现转发功能完全由硬件负担；其中包括路由查询、第三层转发和多址广播等。

融心交换机用路由方式建立全网路由表；例如组建基干网时，在若干个虚拟子网之间进行信息交换，此时需运行简单的路由协议，如路由互联网协议(RIP)、开放式最短路径优先(OSPF)等。

融心交换机还采用縮短在路由表中查找某个路由所耗时间的技术。通常方法是在缓存中事先存储一些常用的目的网络端口地址路径。当发送或接收一个数据包时，端口在路由表可以直接快速查找出数据包的目的地址，确定其目的地路由的路径。

基干网把“呼叫控制”功能从介质网关中分离出来，通过网络或融心交换机上的软件，来实现呼叫选路、连接控制(建立、拆除会话)、管理控制和信令互通(从7号信令到IP)。融心交换机将传统交换机的呼叫控制、介质交换、业务提供和接入这四个功能完全分离，并利用一些具有开矿接口的网络部件完成各个功能。融心交换机是具有开放接口协议的网络部件的集合。它的核心在软件功能，可以作为独立的基干网部件，将裸广域网互联，为所有远距离传输线路提供信息传送和交换的基本功能。

融心交换机采用硬件和软件相结合的交换控制技术。融心交换机的基本功能是：通过硬件和软件分别实现路由和呼叫的控制功能，包括路由或呼叫选路、连接控制(包括建立/拆除线路)、管理控制和信令互通等；并且实现呼叫传输与呼叫控制相分离，将控制、交换和可编程功能相分离。

融心交换机和各种介质网关之间采用MEGACO/H.248协议；协议的内容基本相同。其中终结点(Termination)发送和/或接收1个或者多个数据流。在一个多媒体会议中，1个终结点可以支持多种媒体，并且发送或接收多个媒体流。在终结点中，封装了媒体流参数、Modem和承载能力参数；而关联(Context)表明了在一些终结点之间的连接关系。

多个融心交换机之间，是通过SIP-T协议或BICC协议进行通信。BICC协议采用呼叫信令和承载信令功能分离的方案。利用它可以重新定义基干网中使用的呼叫控制信令协议，包括7号信令网络、ATM网络和IP网络在内的各种网络。呼叫控制协议基于窄带ISDN用户终端部分信令，沿用ISDN用户部分中的相关消息，并利用应用传送机制(Application Transport Mechanism，ATM)，传送BICC协议特定的承载控制信息。由于采用呼叫与承载分离的机制，使得异种承载的网络之间的业务互通变成十分简单，只需完成承载级的互通，业务不用作任何修改。基干网的传输信息业务，比互联网、电视网或电信网相应业务简单得多。

融心交换机和资信网或应用服务器之间的接口有多种选择，可以采用IETF制定的SIP协议，也可以采用开放的API规范，例如，由OSA和Parlay组织制定的OSA/Parlay API标准。在介质方面，介质网关负责将现有交换网络中的语音打包成IP分组，以RTP流的形式在基干网上传输。

当融心交换机的运算速度足够快时，分组处理和传输时间就非常短，因此基干网可以进行实时通信。

在融成网中(图1)，可以设置装有相同的《检查程序的程序》、《源端加密程序》和《宿端解密程序》标准程序的各个辨机。每台辨机都会对进出资信网的信息进行监控，并且拒绝非法对单位资信网的访问。3、资信网满足交互式应用和稳定性的要求：具有互操作性；可以区分一个具体文件的不同安全性要求；可以使用公钥基础结构，进行认证和密钥分配。资信网也可以不装辨机，直接与融心交换机相连接。

资信网中各个辨机也可以装有相同的《对单位身份认证和授权程序》标准程序，并且这些辨机中都有各个辨机的IP地址表和每个优机网络中的各个主机名称(或者地址)的访问控制列表。这样每台辨机都会对进出资信网的信息进行监控，并且拒绝非法对单位内部网络的访问。

资信网必须考虑以下几个重要部分。

1)硬件：硬件资源是支撑资信网系统的物质基础。硬盘是存储资信网及其备份的设备和场所。足够大的硬盘空间是实现资信网系统的前提；较高的I/O处理能力是保证资信网系统效率的必要条件。优机、服务器和辨机的内存容量和CPU处理速度也对系统效率有影响。如内存太少，使得缓存空间受限，数据的存取速度会下降。因此，所选主机性能必须与应用规模相匹配。

2)软件：资信网必须选择一个合适的网络操作系统。为了编制应用程序，还应选取与该系统协调的高级语言及其应用开发工具。

对于跨地区或全球性企业、集团以及行业来说，部门分布虽然分散但是联系紧密，管理方式既有局部的分散管理，又有全局的协同控制。资信网是一种适应局部处理和全局处理能协同工作的应用系统。

资信网和现有的分散式网络系统的主要区别在于是否支持全局应用。所谓全局应用是指应用中涉及两个或者两个以上节点的资信网。资信网(图2)是局域网技术和单位的计算机类设备技术相结合的产物，并且依赖于共享网络的拓扑结构。

优机具有微处理器和存储器，并装有输入按键、显示器等。其存储器集成电路具有数据存储器(EEPROM)、工作存储器(RAM)和程存储器(EPROM)的电路。优机存放网络操作系统(Network Operating System，NOS)。它控制局域网的资源，操作局域网的运行。

优机一般采用CPU的位数32位以上；主机频率20MHz以上；内存128MB以上并配有足够容量的硬盘存储器。它是优机网络的核心，运行网络操作系统软件，管理各个资信网之间的通信，管理资信网的资源和用户对这些资源的使用。优机一般采用波分、时分或者实时控制；具有多功能、多任务的处理能力，支持各种业务的数据格式，能及时传输和处理具体任务。

各个资信网的服务器类计算机通过网络接口卡和资信网的通信传输电缆连接起来，使资信网内的任意一对服务器类计算机之间都能够相互通信并且可以共享优机网络资源(图2)。

NetWare386充分利用了Intel微机系列的微处理器性能，是局域网的工业标准。它是一个多任务、多用户网络操作系统；安装在优机上。资信网内存NetWare的外壳程序(NetWare Sell)，截取资信网的用户服务请求，并加以判断。如果是对该资信网的访问，就把请求给资信网的服务器类计算机处理；如果是对优机的请求，则将请求送到优机，由优机进行处理，再将结果送回给用户。

优机网络之间的各个服务器类计算机，也可以直接通过传输介质进行通信和信息交流。它还可以对传输的各种信息实行安全性等级管理：信息中的某些部分段落，根据其不同的安全等级，进行相应安全加密。

优机具有读、译资信网和服务器类计算机的所有逻辑功能，能辨识资信网的各种信息和资源的功能。

优机有各种标准接口电路，还有一些专用接口电路，以便与特殊资信网的接口电路相互连接。

优机还包含有对优机网络进行管理，并且保证其安全可靠等程序。它除了可以给优机网络发送文档之外，还可以根据资信网的具体请求的需要，去做一些其他的事情(如把输入的数据，写入资信网或者对其数据进行查询、添加、修改和删除等处理，并把需要的结果发送给资信网等)。

资源分时共享并行处理适用于单处理器系统，主要采用对CPU的分时共享来解决多任务的并行处理。资源重叠流水并行处理适用于多处理器系统，是在同一段时间间隔内处理两个或者多个任务。由于两种工作的技术处理方式不同，相应的资信网软件也可设计成不同的结构形式。不同的软件结构，对各个任务的安排方式不同，管理方式也不同。其中有前后台型软件结构和中断型软件结构。

企业的资信网是自动化结构的基本单元，适用于工业领域中各个行业。它将一组不同功能的计算机类设备通过RS-232和RS-422近距离串行接口，组成各种类型的生产线系列；与计算机进行多种数据交换。

资信网使用大规模和超大规模集成电路，可大幅度降低资信网的故障率。同时它还具有人工智能(AI)功能的故障诊断系统，即把专家们所掌握的各种故障原因及其处置方法作为知识库储存到资信网中，以知识库为依据来开发软件，分析并查找故障原因，提出排除故障的方法。

资信网的特定功能专用网络，存贮该单位的生产或者任务的数据。它对资信网文件操作之后，及时关闭该库文件，以免人为的误操作或者发生其他故障，而导致当前库文件的损坏。

资信网的表结构定义之后，可以根据需要进行修改。

资信网文件系统(Network File System，NFS)允许应用程序打开一个远程文件，在文件中移动到一个指定位置，并且在该位置开始读写数据。

图3为某单位按照局域网的网络拓扑结构连接计算机类设备和资源设备组成的各个资信网，其中优机通过输入/输出接口，分别与辨机连接；每个辨机的另一个输出/输入接口，与基干网的融心交换机相连接；就构建成这个单位有效性与可靠性的单位专有网络。

辨机一般采用CPU位数32位以上；主机频率20MHz以上；内存32MB以上。

对于小型网络资信网，优机的程序模块可以直接插在辨机的扩展功能槽上。即优机和辨机直接合并。

网络资信网满足交互式应用和稳定性要求；具有互操作性；可以区分一个具体文件的各部分不同安全性要求；可以使用公钥基础结构，进行认证和密钥分配。

万一资信网遭到基干网上病毒攻击，也只有辨机瘫痪，并不会影响到资信网正常运行。

辨机还会详细记录所有的外部访问；同时防止基干网上外部信息的非法访问。它使外界的计算机类设备，对于资信网的访问，只能先集中在辨机上。这就保证资信网上的所有优机或者资信网的可靠和安全。辨机还允许与其相连的优机，通过基干网，传送和接收本系统的其他资信网的加密信息。

资信网的辨机不但含有工作站的程序，而且还可以采用信息验证码(message authentication code，MAC)技术对传输数据进行编码，确保受到恶意攻击的信息的完整性。其典型的编码机制是密码散列(cryptographic hashing)机制。

备份软件提供完整的数据保护技术。例如Veritas NetBackup软件采用四级层次结构，适应多种应用结构。其技术特点为灵活设置、灾难恢复、并行处理、数据可靠、使用简便、监控能力和系统据恢复等。

对于目前可能办理的各种资信网的业务，放在在线存储(OnStore)设备中，保证随时读取这些信息。为防范可能发生的数据灾难，使用离线存储(OffStore)设备对这些资信网的数据进行备份存储。

故障发生后，可以利用资信网备份(Backup)对资信网进行还原(Restore)，然后在还原的基础上利用日志文件(Log)对资信网进行恢复，重新建立一个完整的资信网。恢复的基础是资信网的备份和日志文件。只有完整的资信网备份和日志文件，才能有完整的恢复。

使用虚拟存储(Storage Virtualization)备份管理软件，可以提供一个透明的存储系统。按照资信网的备份服务器指令，自动将归档备份目录下的非活动数据自动归档备份到近线存储(NearStore)设备中，将历史数据自动归档备份到离线存储设备中。

融成网中辨机的标准程序为：

《检查程序的程序》功能：源端或宿端的辨机接收到明文信息后，对信息进行检查，发现其中的任意程序之后，把它们排列在一起，并且暂时存储在外存储器中，同时将第一道程序呈现在指定计算机的显示屏上。如果某些程序是允许其访问的合法程序；则用户在第一次出现提示时，选择“以后都允许”复选项，辨机以后碰到这些程序时，不会再次询问，并允许其访问。当用户在一定时间内没有答复或者选择“不允许”复选项，辨机就丢弃该程序。源端辨机和宿端辨机运行这个程序；可防止病毒攻击辨机保护的网络。

《源端加密程序》功能：源端辨机把欲通过基干网发送的明文信息后面，添加对称加密的秘钥；将此组合数据输入单向散列函数(Message Digest)，得出散列(Hash)值(称为源端散列值)；然后将明文信息(不包含密钥)后面添加源端散列值，用密钥进行加密，变成密文；最后将该密文送行宿端辨机。

《宿端解密程序》功能：宿端辨机用单位或者单位事先约定的共享的密钥，将接收的密文解密变成明文，得到明文信息和源端散列值；把明文信息(不包含散列值)后面添加密钥；将此组合数据，输入事先约定的单向散列函数，得到散列值(称为宿端散列值)；该宿端散列值与接收到的源端散列值相比较；如果这两个散列值相同；则确认该信息是从合法源端辨机发出的，接受该信息；否则丢弃该信息。

辨机具有将某个单位的一个优机网络中的计算机送往(或者接收)该单位另一个优机网络中计算机的信息，加密(或解密)后，转发给基干网的标准程序等；即它含有处理信息流等的程序。

两个优机网络中两台计算机类设备之间，通过基干网进行有效性和可靠性的通信(图3)如下：

与优机网络相连接的源端辨机，装有《检查程序的程序》、《源端加密程序》和《宿端解密程序》等，能够加密各种信息，并且只允许该源端优机网络中的计算机的信息，经过加密之后，进入基干网。

与优机网络相连接的宿端辨机，装有《检查程序的程序》、《源端加密程序》和《宿端解密程序》等，能够解密从基干网进来的各种信息，并且只允许该单位的其他源端优机网络或者合作伙伴指定的源端优机网络中的计算机信息，经过解密之后，进入到宿端优机网络中的接收计算机。

辨机还可以有另外的一套标准程序为：

身份验证(Authentication)最简单办法，是在辨机中建立一个用户名和密码的数据库。

辨机通过访问控制列表(Access Control List，ACL)来进行身份验证。该用户名和密码数据库列表简单地对不同类型的源端优机网络(以与该网络相连的辨机IP地址为其地址代表)身份进行识别。

授权(Authorization)则规定了用户在获得访问该优机网络资格后，能做什么。

身份验证和授权新办法，是建立一个用户或单位名、IP地址、密码和授权权限数据库。

单位的辨机访问控制列表，用来进行用户(指其他单位、合作伙伴单位或者远程客户或者组织)身份验证。该列表对不同类型的源端(用户名)辨机IP地址和用户的密码进行身份识别。只有用户名、IP地址和用户的密码，与该访问控制列表中相同时，基于地址的身份验证才能保证生效。

《对用户的身份认证加密和授权程序》功能：用户(指其他单位、合作伙伴单位或者远程客户)对其在某单位留下的密码，用用户私钥加密；密文作为用户的数字签名；用单位公钥对数字签名和对称密钥加密，作为密件；将明文信息、用户名和用户公钥用对称密钥加密；源端辨机将该密文、密件；通过基干网，传给单位专有网络的宿端辨机；单位用私鈅对密件进行解密；然后用对称密钥将该密文解密，得到用户发送的明文信息、用户名、用户公钥和用户数字签名；用户公鈅将用户数字签名解密；该宿端辨机将用户名、IP地址和用户密码与单位数据库中的相关信息对照。如果完全正确，单位确认该信息是用户发出的；该辨机通过访问其控制列表；确定用户权限；再通过宿端优机，转给相应权限的接收计算机。

《对单位身份认证加密和授权程序》功能：单位用其私钥对用户(指其他单位、合作伙伴单位或者远程客户)在该单位留下的密加密，密文作为单位数字签名；把用户的公钥对单位数字签名和对称密钥加密，作为密件；将明文信息、单位名和单位公钥，用对称密钥加密；源端辨机将该密文、密件；通过基干网，传给用户的宿端客户机或者其他单位宿端辨机；用户用其私钥，对密件进行解密；用对称密钥将该密文解密，得到单位发送的明文信息、单位名和单位公钥；用单位公鈅将单位数字签名解密；得到用户在单位留下的密码；然后宿端用户或者其他单位辨机将密码与其预留在单位的密码对照。如果完全正确，用户则确认该信息是单位发出的。

融成网的多处理机系统把数据分散在不同的节点中，并与应用系统直接联系。

资信网网络不仅要求数据的物理分布，而且要求这种分布是面向应用的和多媒体的等。

4、融内网(图4)中，单位的各个辨机装有相同的《检查程序的程序》、《源端加密程序》和《宿端解密程序》标准程序。每台辨机都会对进出资信网的信息进行监控，并且拒绝非法对单位内部资信网的访问。

在融内网中，单位的各个辨机也可以装有相同的《对单位身份认证和授权程序》标准程序，并且这些辨机中都有其他各个辨机的IP地址表和每个优机网络中的各个主机名称(或者地址)的访问控制列表。每台辨机都会对进出基干网的优机网络的信息进行监控，并且拒绝非法对单位内部网络的访问。

建立在客户机/服务器模式上的一个资信网应用程序，在服务器端完成的是数据的管理、组织和处理，即提供业务服务；在网络上传输的是客户机的请求和服务器返回的结果或信息；在客户机端完成的是资信网服务器的处理结果和用户交互界面。因此客户机、服务器和中间件构成客户机/服务器模式的基础结构。

服务器能提供高速、大容量的存储功能，强大的数据处理和管理功能，以及并发运行多个进程的功能。它还提供通信和业务处理等功能；一般分为文件服务器、计算机类设备、业务服务器和其他服务器等。

客户机由图形用户界面(GUI)和应用程序代码组成，应用程序提出对资信网查询请求，并把这样的请求传送到服务器。它主要完成界面表示和一些资信网逻辑功能。界面表示逻辑一方面反映应用程序对资信网处理逻辑，另一方面提供最终用户的使用接口。用户通过客户机接口访问各种服务器，得到相应的服务，包括与所有外设(终端)和其他I/O设备的交互。

中间件(Middleware)是软件技术的集粹，泛指客户机和服务器之间的连接部分，也称为接口软件。它可以分为通用中间件和专用中间件。通用中间件为各种网络操作系统和各种网络传输协议。专用中间件为资信网中间件、业务处理中间件、组件中间件、对象中间件(客户机可调用驻留在远程服务器上的对象)和网管中间件(管理者与代理可进行对话)等。

计算机类设备是相当于文件服务器或多处理器的高档PC，通常有一个单独的的并配备光盘库的PC机与资信网中的辨机相连，作为光盘对象服务器。高速缓冲存储服务器可以放在若干不同的地方。另一方法是用与辨机相连的计算机类设备或另一个单独的带有大型硬盘的PC，作为登台资信网的高速缓冲存储服务器。而网络高速缓冲存储器是在全部存储于网络高速缓冲存储器的对象，都由所有或多数融成网上的用户共享这种情况下实现的。

单位的总部和其分布于不同地理位置的远距离的若干个业务或生产任务的资信网中的优机，分别通过辨机和基干网的融心交换机连接起来，共同组成的网络(包括基干网)，构建一个安全可靠的单位内部专有业务融成网，为业务融内网(图4)。

单位的总部和其分布于不同地理位置的远距离的若干个特定功能的资信网中的优机，分别通过辨机和基干网的融心交换机连接起来，共同组成的网络(包括基干网)，构建一个安全可靠的单位内部专有特定功能广融成网，为特定功能融内网(图4)。它可以通过追踪系统，将产品质量的反馈融入到研发和生产的每一个环节中，通过改进获得更好产品。从优机网络或者特定功能专用网络中的源端计算机发送的信息；经源端优机或者特定功能专用网络，到达装有《检查程序的程序》和《源端加密程序》等源端辨机；经过消灭病毒和加密之后；通过基干网；到装有《宿端解密程序》和《检查程序的程序》等的宿端辨机；经过解密之后；转到宿端优机或者特定功能专用网络；最后到达宿端目的计算机。

与辨机相连的资信网络或者专用网络为不同功能的资信网时，就形成以下各种不同的融内网。

4.1、Web融内网(图4)主要采用C/S和B/S两种模式。

随着基干网技术和应用的发展，WWW成为核心服务之一。用户通过浏览器上同一资源定位器(URL)，不仅能进行超文本的浏览查询，而且还能收发电子邮件，进行文件上下传输等工作。B/S模式是以Web技术为中心的一种应用。浏览器上只要安装一个很小的支持库，如Java或VB的动态链接库。在中间层采用Web服务器。该服务器接受浏览器的请求，并将其转换为SQL语句，通过开放性资信网接口标准ODBC或其他手段传给计算机类设备，并将计算机类设备返回的结果用HTML文件格式传回给浏览器。浏览器实际就是一个将标准语言转化为界面的解析器，应用程序安装在Web服务器上。

在B/S模式中，用户访问应用服务器资源以动态交互或相合作的方式进行，其主流语言是Java、HTML和XML等。它最主要的特点是与软件硬件平台的无关性。浏览器的功能可以只是一个多媒体浏览器或Java虚拟机。在C/S模式中，不同的操作系统(OS)与网络操作系统(NOS)对应着不同的语言和开发工具。

Web资信网技术主要特点是采用字表多维处理、变长存储与面向对象等资信网技术，使资信网应用转为全面基于融成网的应用。它采用字表多维处理方式支持非结构化的多媒体数据，使各种类型的数据能存储在同一个资信网中，大大縮短执行复杂处理的时间；另一方面，它支持ActiveX等新的编程工具，能开发越来越复杂的事务处理系统程序，大大简化系统开发与管理的难度。

4.2、面向对象融内网(图4)可以将关系资信网管理系统处理事务能力与面向对象资信网系统处理复杂关系和新型数据的能力结合起来。

面向对象数据模型语义丰富，描述能力强，并且可扩充，能方便地让用户定义新的数据类型及其操作。封装性和扩充性是面向对象技术的精髓。

面向对象融内网是一个基于网络的分布式资信网系统。它由一个以上的节点进行管理，使得资信网的物理布局对用户是透明的。数据共享可以在对象级别上以并行共享和串行共享两者意义上的实现。

面向对象融内网存储结构可分为两大类：一类是基于关系的方法；另一类是符合对象的存储结构。

关系方法的个对象类存放在一个关系中，任何对象一进入系统，DBMS自动分配给它一个全库唯一的系统标识符。这个标识符在对象的生命周期里是不能由系统也不能由用户改变的。对象间的联系是通过存放在对象元组中增加另一对象的系统标识符来体现的。系统对相关对象类建立索引，当用户要求按“聚合”或“慨括”联系查询时，系统就可以使用连接索引满足其所有查询要求。

符合对象的存储结构方法，最简单是将其按逻辑模型中定义的拓扑顺序存放。它适合多媒体数据的特点。比较适合多媒体数据特点的存储结构和存取方法有EXODUS的B+树索引结构或R+树索引结构等。

4.3多媒体融内网(图4)上的任意一台计算机都可以与另一台计算机进行安全和精密的数据传输。它的多媒体索引和检索系统MIRS是指使用DBMS、信息检索IR和基于内容的检索等相结合的技术，提供多媒体信息检索的一个基本系统。

多媒体融内网结构是灵活的和广展的，可以支持各种应用、查询类型和内容(特征)。MIRS包括大量的功能模块或管理器。它能增加新的管理器以便扩展MIRS的功能。新的管理器可以删除或替代原管理器，以便对功能进行更新。

多媒体融内网另一个特征为分布式的，包括大量的服务器和户机。它的存储介质：可更换的硬盘、磁带备份介质和光盘档案介质。

多媒体融内网满足物理数据独立性和逻辑数据独立性外，还满足媒体数据独立性。

多媒体融内网的数据操作系统，除了能完成与传统资信网系统相同的操作外，还提供许多新功能。多媒体融内网具有开放功能，提供MDB的应用程序接口API，并提供独立于外设和格式的接口。

多媒体融内网包含既念模拟和表达模拟的多媒体数据模型。

4.4知识融内网(图4)是人工智能技术与资信网技术的结合。

知识融内网可以把资信网方法应用到科学技术的数据处理领域中，而产生的一类资信网络。其中存放的信息是科技人员在研究、科学实验以及开发等各项活动中产生和积累的数据。

知识融内网具有对知识的表示方法；对知识系统化的组织管理；知识资信网的操作、查询和检索；知识的获取与学习；知识的编辑；库的管理等功能。

4.5 模糊融内网(图4)是资信网技术和模糊理论的结合。

模糊关系资信网可以在模式识别、过程控制、案情侦破、医疗诊断、工程设计、营养咨询、公共服务和专家系统等领域得到较好的应用。

5、单位的融外网(图5)中，单位合作伙伴的一个或者几个内部网络的优机，分别通过辨机，与基干网的融心交换机相连接。那么资信网或者融内网和这个单位合作伙伴的一个或者几个内部网络，各自的辨机以及基干网，就构建一个安全可靠的融外网(图5)。其中装有相同的《检查程序的程序》、《源端加密程序》和《宿端解密程序》标准程序的合作伙伴的辨机和资信网系统的辨机，都会对进出优机网络的信息进行监控，并且拒绝非法对资信网或者融内网的访问。

在融外网中，各个辨机与合作伙伴指定的网络相连接的辨机，也可以装有相同的《对单位身份认证和授权程序》标准程序，并且这些辨机中都有各个辨机的IP地址表和优机网络与合作伙伴指定的网络中的每个主机名称(或者地址)的访问控制列表。这样，每台辨机都会对进出融外网的优机网络的信息进行监控，并且拒绝非法对单位内部网络和合作伙伴网络的访问。

与单位的优机网络相连接的辨机，装有《检查程序的程序》、《源端加密程序》和《宿端解密程序》等，能够解密从基干网进来的各种信息，并且只允许该单位或者组织的其他源端优机网络或者合作伙伴指定的源端网络中的计算机的信息，经过解密之后，进入到该宿端优机网络中的接收计算机。

与合作伙伴指定的网络相连接的辨机，装有《检查程序的程序》、《源端密程序》和《宿端解密程序》功能等，能够解密从基干网进来的各种信息，并且只允许该单位的源端优机网络中的计算机信息，经过解密之后，进入到合作伙伴的宿端优机，再转发给接收计算机。

不同融内网和合作伙伴内部网络的两台主机之间，通过基干网；有效性和可靠性通信(图5)如下：

从融内网或者合作伙伴内部网络中的源端计算机或者资信网的计算机类设备发送的信息；经源端优机，到达源端的装有《检查程序的程序》和《源端加密程序》等源端辨机；经过消灭病毒和加密之后；通过基干网；到装有《宿端解密程序》和《检查程序的程序》等的宿端辨机；经过解密和检查病毒后；转到宿端优机；最后到达宿端计算机或者资信网的计算机类设备。这样，每台辨机都会对进出该融内网或者合作伙伴内部网络的信息进行监控，并且拒绝非法对该融外网的访问。

在资信网中，单位的各个辨机与合作伙伴指定的网络相连接的辨机，也可以装有相同的《对单位或者组织身份认证和授权程序》标准程序，并且这些辨机中都有各个辨机的IP地址表和优机网络与合作伙伴指定的网络中的每个主机名称(或者地址)的访问控制列表。每台辨机都会对进出优机网络的信息进行监控，并拒绝非法对单位或者组织内部网络和合作伙伴网络的访问。

6、装有单位的《检查程序的程序》、《源端加密程序》和《宿端解密程序》等标准程序的远程客户机、资信网和基干网的融心交换机相连接而共同组成的系统，为访问融成网(图6)。远程客户机与基干网相连接后，能够登录资信网。用户的远程客户机和单位资信网的辨机功能，使用户发送或接收的信息在基干网上被密文传送，保证信息传输的安全可靠性。

为了确保远程客户机和单位的融内网或融外网之间，通过基干网进行互操作，也可以采用加密强度高的数据加密和身份认证方法。一般采用公钥密码算法(Public-Key Crypto-graphic Algorithms)技术进行身份认证和密钥交换；采用对称加密解密技术进行信息的加密和解密。

远程客户机装有《对单位身份认证和授权程序》功能；单位资信网的辨机装有《对用户的身份认证和授权程序》功能之后，并且远程客户机和单位的各个辨机中都有这些远程客户机和辨机的IP地址表和被允许访问的优机网络中的每个主机名称(或者地址)的访问控制列表。用户的远程客户机和单位资信网辨机的功能，使用户发送或接收的信息在基干网上被密文传送，保证信息传输的安全可靠性，防止重要数据在基干网上被窃。

图6中与单位融内网的优机网络相连接的装有《对用户的身份认证和授权程序》辨机，或者装有《对单位的身份认证和授权程序》远程客户机，能够加密各种信息，并且只允许该单位的源端优机网络和远程客户机的信息，经过加密之后，进入到基干网。

与单位优机网络相连接的辨机，装有《对用户的身份认证和授权程序》功能等，能够识别从基干网进来的各种信息，并且只允许远程客户机的信息，经过解密之后，进入到该宿端优机网络中的接收计算机。

远程客户机装有《对单位的身份认证和授权程序》功能等，能够识别从基干网进来的各种信息。它只允许该单位的源端优机网络中的计算机的信息，经过解密之后，进入到远程客户机。

7、工厂的总部和其分布于不同地理位置的远距离的若干个工业资信网中优机，分别通过辨机和基干网的融心交换机连接起来，共同组成的网络(包括基干网)，构建一个工厂专有工业广域网，为工业融内网。

工业资信网的现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信线路。它有很多类型，分别适用于不同的工业领域。工业资信网具有实时性高、低速和高可靠性的优点。它针对自动化的特殊要求，一般在应用层上添加用户自动控制的功能块。这些功能块是一些标准化的控制软件模块。它作为低层的控制网络，与高层的管理网络互相融合成工厂专用的融成网。

将专用微处理器装入测控设备，使其具有数字计算和通信功能。这些设备按照资信网的拓扑结构和局域网的要求，连接成资信网。它们与现场设备和计算机之间，实现分布式自控系统的数据传输和信息交换。IEC公布八个现场局域网总线标准，分别适用于不同的工业领域。

以太网技术用于工业资信网，可以有效利用高速发展的通用网络技术，从工厂、销售、采购、产品设计、生产管理、流程控制和现场应用，都可以开展生产的集成和综合自动化。资信网技术可以应用到生产企业的各个层次。

以太网只能提供OSI模型中的物理层和数据链路层协议；而资信网可以提供TCP/IP协议，实现从设备层到管理层的直接通信，真正实现企业控制好企业管理的无缝集成。它可以采用标准的Web技术，通过融成网实现远程数据采集和控制。

工厂融成网是一种数据采集、运营、处理和存储模式于一体化的网络；其中资信局域网内也包含浏览器、服务器、客户机和计算机类设备等。

工业资信网是建立在网络操作系统之上的一种系统，可以集中驻留在一台主机上(集中式工业资信网系统)，也可以分布在每台主帆上(分布式工业资信网系统)。

Claims (10)

1、融成网技术与现有的电信网、互联网和有线电视网这三个网络的技术共同的技术特征：能够处理和传输音频、视频和数据等信息。其技术特征是：将现有的电信网、互联网和有线电视网融合成为由基干网和三网之中的许多不同类型的资信网共同互联的网络；它将网络信息的传输和交换功能与信息的处理功能完全相分离；信息传输和信息交换功能在融心交换机和传输介质中执行；而处理信息在计算机类设备和终端中实施；它还将信息的远距离传输与信息的近距离传输功能彻底相分离；远距离传输信息在基干网中的远距离传输线路上实施；而近距离传输信息在资信网中的线路上实施。

2、基干网技术与现有的电信、互联网和有线电视网中的各个主干网的技术的共同特征：对信息进行远距离传输和交换。其技术特征是：将现有的分布于各个城市(包括县城中心区域)和重要位置的电信网中的光缆核心网；有线电视网中的光缆主干线网和已经建成的互联网光缆中心网等分离出来，重新组成裸广域网；其中的各条宽带和高速的远距离传输介质(包括中继放大器等)，与相应各地的融心交换机组的第一种接口相互连接，所构成的基干网采用TCP/IP协议系列；它不承担信息的处理和长久存储功能。

3、融心交换机技术与现有的程控交换机技术共同的技术特征：呼叫控制层、介质交换层、业务提供层和接入网关层等四个功能层。其技术特征是：通过硬件和软件分别实现路由和呼叫的控制功能，包括路由或呼叫选路、连接控制(包括建立/拆除线路)、管理控制和信令互通等；并且实现呼叫传输与呼叫控制相分离，将控制、交换和可编程功能相分离。

4、资信网技术与现有的电信网、互联网和有线电视网之中的各个业务局域网和/或城域网技术的共同技术特征：通过公用网络传输和交换信息。其技术特征是：一个独立的资源网络和信息短距离传输网；如果资信网中互联的计算机类设备或网络都使用相同的互联网协议IP，则它们与基干网互连后的整个网络，在通信时就像在一个网络上通信一样；组成面向连接或无连接的IP网络，其信息流是以IP数据包的形式交换和传输的；如果资信网不同于基干网中使用的协议标准，则资信网需要一个与基干网相匹配的硬件接口；资信网有一套具体的线路交换与信息交换的规定、协议等；它既具有信息控制方法，也具有网同步方法。

5、单位专有网络技术与现有的虚拟专用网络技术的共同技术特征：允许有许多个远距离站点的单位拥有一个完全专用的广域网。其技术特征是：将辨机位于资信网络和基干网的唯一通道上；辨机通过其隔离控制功能，实现与其相连接的资信网络和基干网之间的逻辑隔离；又通过其连接控制功能，实现资信网络和基干网之间的物理连接，并能够进行有效性和可靠性的信息互操作。

6、单位的融内网技术与现有的内联网络技术的共同技术特征：总部和其分布于不同地理位置的远距离的若干个分支机构的各个内部网络，通过公用网络，组合成为单位的广域网。其技术特征是：各个资信网通过辨机和基干网的融心交换机连接起来，共同组成一个安全可靠的内部专有广域网；其中资信网是物理分散在基干网各节点上；而逻辑集中在同一个系统。

7、工业的业务融内网技术与现有的计算机集成制造系统技术的共同技术特征：利用网络将生产现场的各个设备、机器人、流水线、自动化检测和控制系统(如数字控制、现场操作、仪器监控、分析计算和管理系统)等联合起来，组成一个工业系统的局域网。其技术特征是：实现生产功能的层次化、分散化和集中化；工业资信网操作系统可以集中驻留在一台主机上，也可以分布在每台主机上。

8、特定功能融内网技术与现有的特定功能网络技术的共同技术特征：各种不同特定功能的系统为：Web功能网络、面向对象网络、多媒体网络、模糊网络和知识网络等。其技术特征是：资信网可以是一个集中式或者分布式资信子网集合系统，它们都有自治处理能力，完成本站点的局部应用；而每个节点并不是互不相关的，它们构成一个逻辑整体，统一在分布式资信网管理系统的控制下，共同参与并/或完成全局应用。

9、单位融外网技术与现有的外联网络的技术的共同特征：合作伙伴的一个或者几个内部网络，分别通过公用网络，与单位的内部网络系统进行信息传输和交换等。其技术特征是：通过辨机的软件，合作伙伴的计算机及其设备能够识别从基干网进来的各种信息；只允许该单位的源端优机网络(资信网)中的计算机的信息，经过解密之后，进入到合作伙伴的计算机及其设备；反之亦然。

10、访问融成网技术与现有的远程访问专用网技术的共同的技术特征：用于提供远程移动用户，分别通过公用网络，对单位内部网络进行有效性和可靠性信息访问。其技术特征是：通过辨机的软件，远程客户机能够识别从基干网进来的各种信息；只允许该单位的源端优机网络(资信网)中的计算机的信息，经过解密之后，进入到远程客户机；反之亦然。

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