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IP组播技术在FTTH/EPON系统中的应用与实现

作　者: 刘茜
导　师: 冯德军
学　校: 山东大学
专　业: 无线电物理
关键词: DVB视频业务 FTTH/EPON IP组播 EPG服务器视频服务器
分类号: TN919.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 94次
引　用: 2次
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内容摘要

如何实现视频、音频和数据在互联网上的透明传输,即“Everything over IP”是下一步网络规划的迫切需要。EPON作为多业务宽带接入方式具有优异的特性,它利用成熟的以太网技术和低成本的光纤设施,维护容易,实现简单,易于扩展和升级,目前业内普遍把EPON/GEPON技术作为面向光纤到户,解决“最后一公里”的最佳接入方案。基于DVB标准的传统TV业务,依托技术成熟的有线电视网传输视频信号。现有的有线电视光纤/同轴电缆混合网HFC专为传送广播电视业务而开发的,要实现诸如视频点播等交互式业务的传输,就要对其进行双向化改造。这种方式存在用户可用的带宽有限和HFC回传信道有“漏斗效应”等缺点。同时其采用广播模式下行传输视频信号的特点,将极大地增大路由器和非接收节点的负荷;当数据业务量大时,甚至会导致系统崩溃;因此,实现对DVB业务的有效承载是最终在面向光纤到户的EPON系统中实现综合业务接入和平滑地向下一代网络过渡的关键。IP组播技术是近年传输多媒体宽带业务的新兴技术,它依托IP协议,面向点对多点传输,以尽最大努力的方式实现源到一组目的节点的组播传送,可以运行在任意体系结构的网络之上,是目前优化系统带宽的主要手段之一。本文设计了一种新的承载DVB业务的面向光纤到户的EPON系统,在利用传统有线电视网的基础上,通过部署视频服务器对DVB节目进行缓存以及利用EPG服务器生成节目的EPG信息等方法,优化了FTTH/EPON系统接入结构和增强了系统的交互性能;同时扩展系统接入性能,使其成为一个融合视频、音频、网络数据的综合接入平台,为用户提供一种FTTH条件下的多业务综合接入终端,整个系统采用“Everything over IP”模式,可平滑地向下一代NGN网络过渡。针对传统DVB业务采用广播模式传输给系统带来的灾难性缺陷和不足,文中采用IP组播技术在提出的FTTH/EPON接入系统中传输DVB节目数据和EPG信息,有效地节省了系统带宽。文中详细阐述了IP组播技术在系统中的方案设计和具体实现流程,并对系统性能进行了仿真分析。仿真结果表明,与传统广播和点播模式相比,应用IP组播机制可有效的节省系统传输DVB节目所占用带宽,提高了系统带宽的利用率。最后,创新性地提出了基于业务的组播VLAN技术,实现不同业务在FTTH/EPON系统中的组播传输,以及为语音业务、视频直播业务、视频点播业务以及数据业务提供不同QoS保证。

全文目录

目录  4-7
摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
符号说明  11-14
第一章绪论  14-18
  1.1 课题背景和意义  14-16
  1.2 本文的主要工作和创新点  16-18
第二章 FTTH/EPON系统概述  18-28
  2.1 NGN及宽带接入技术  18-21
    2.1.1 NGN的发展  18
    2.1.2 宽带接入技术  18-20
    2.1.3 光纤接入技术  20-21
  2.2 FTTH/EPON系统介绍  21-26
    2.2.1 FTTH/EPON系统结构  21-23
    2.2.2 FTTH/EPON工作原理  23-26
  2.3 FTTH/EPON的发展现状  26-27
    2.3.1 国际发展现状  26-27
    2.3.2 国内发展现状  27
  2.4 小结  27-28
第三章 IP组播技术  28-38
  3.1 IP组播技术概述  28-31
    3.1.1 IP组播概念和特点  28-29
    3.1.2 IP组播地址  29-30
    3.1.3 组播MAC地址映射  30-31
  3.2 IP组播管理协议  31-33
    3.2.1 IGMP协议  31-33
    3.2.2 IGMP二层协议  33
  3.3 IP组播域内路由协议  33-37
    3.3.1 DVMRP协议  34-35
    3.3.2 PIM-DM协议  35
    3.3.3 PIM-SM协议  35-37
  3.4 小结  37-38
第四章 IP组播技术在FTTH/EPON系统中应用  38-50
  4.1 FTTH/EPON系统承载DVB业务设计  38-42
    4.1.1 系统总体结构  39-40
    4.1.2 DVB业务承载  40-42
  4.2 IP组播技术应用传输DVB业务  42-47
    4.2.1 IP组播封装  42-43
    4.2.2 EPG信息组播传输  43-45
    4.2.3 DVB节目组播传输  45-47
  4.3 IP组播技术的应用扩展  47-49
    4.3.1 FTTH/EPON实现综合接入  47-48
    4.3.2 IP组播技术传输综合业务  48-49
  4.4 小结  49-50
第五章 IP组播技术在FTTH/EPON系统中的实现  50-65
  5.1 FTTH/EPON系统中IP组播设计  50-53
    5.1.1 总体方案设计  50-52
    5.1.2 下行传输技术  52
    5.1.3 组播帧的过滤  52-53
  5.2 IP组播在FTTH/EPON中的具体实现  53-60
    5.2.1 组播成员加入过程  53-55
    5.2.2 组播报文下行传输  55
    5.2.3 组播成员离开过程  55-56
    5.2.4 组播实现传输综合业务  56-60
  5.3 系统仿真与分析  60-64
    5.3.1 模型建立和参数设定  60-61
    5.3.2 服务器提供节目固定  61-63
    5.3.3 终端收看用户数固定  63-64
  5.4 小结  64-65
第六章总结与展望  65-67
  6.1 论文总结  65
  6.2 下一步工作  65-67
参考文献  67-72
致谢  72-73
攻读硕士学位期间的学术成果和参与项目  73-74
学位论文评阅及答辩情况表  74

IP组播技术在FTTH/EPON系统中的应用与实现

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