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基于PON结构实现全业务接入的若干关键技术研究

作　者: 刘洋
导　师: 季伟；李康
学　校: 山东大学
专　业: 无线电物理
关键词: 以太无源光网络光网络单元副载波复用正交幅度调制
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 231次
引　用: 4次
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内容摘要

随着多媒体技术、通信技术以及硬件存储技术的发展,人们对网络带宽的要求呈现出爆炸性的增长,信息量猛增使得带宽成为了严重的瓶颈,迫使网络向更高的速度发展。但是在用户的接入网方面,传统的有线电视网络目前采用的是光纤/同轴电缆混合网(HFC),而电信方面目前采用ADSL接入技术,由于他们受带宽和传输距离的限制,也很难有长远的发展。所以无论从广电方面还是从电信方面,面对带宽瓶颈的问题,大家普遍把光纤接入作为下一代传送网络的接入解决方案。在光接入的实现方案中,又以EPON以及GEPON为主要发展方向,以太无源光网络(EPON,Ethernet Passive OpticalNetwork)作为多业务宽带接入方式具有优异的特性,目前业内普遍把EPON/GEPON技术作为解决“三网融合”、“三重播放”的接入解决方案。EPON综合了PON技术和以太网技术的优点:低成本;高带宽;扩展性强,灵活快速的服务重组;与现有以太网的兼容性;方便的管理等等。但是EPON仅靠单播或组播方式很难实现大容量的视频信号的传输,很难实现系统的对视频业务的扩容,从而影响全业务的接入。而副载波复用技术是实现光通信宽带大容量的一个良好途径之一。所以本文提出SCM和EPON两种技术通过波分复用(WDM)承载在不同的波长上面。使用1550nm携带下行DVB标准的信号,将视频信号编码H.264数字视频流,然后用QAM调制载波,采用SCM技术最后调制到光载波上。通过WDM、SCM以及EPON各种技术的有效结合,该方案可基于现有EPON标准逐步扩容,且保持光路最简化,具有可行性和优越性。这样,能传送很大容量的视频信号,对网络的改动也很小,非常便捷,可以方便地接入各种交互式多媒体业务。在此基础之上,本文又提出了一种带宽分配的算法,在单播和轮播相结合的分配方案中,通过软件对系统的性能进行分析,在复合SCM/Ethernet PON基础之上,利用了NVOD和VOD两种点播方式和DVB、IPTV两种点播业务的优点,通过一定的算法提高了网络系统所支持的最大点播并发数,减小用户的平均等待时间,用尽可能少的带宽资源,给大量用户提供点播服务。利用两种技术在视频业务承载方面的优点,通过合理的带宽分配,最大限度的利用带宽资源,为用户提供更优的业务服务。最后本文提出了一个综合接入网关的设计方案,在FTTH接入条件下,实现VoIP语音业务,Internet数据业务以及视频业务的综合接入,基于PAS6301实现FTTH终端的语音、视频以及数据业务的控制,通过以太网收发器来实现数据业务;结合DSP语音压缩编码处理功能来实现VoIP业务;通过AVIA9700-QCK和FH8601两个芯片的协作来处理来MPEG-2和H.264两种编码的视频信号,其中最突出的优点是在视频接入方面,本终端系统综合了IPTV与DVB数字电视的优点,为用户提供了一个收看两种不同编码的视频节目的平台,使用户能够用普通电视既可以收看有丰富的内容资源的MPEG-2编码的高清数字电视节目又能收看时移和互动性的H.264编码的IPTV视频节目,从而满足用户收看高清和交互式电视节目的要求。实现EPON条件下的数字高清节目的播放,以及数据、语音等全业务的接入和回传。通过仿真分析,分析比较了两种编码方式的点播节目对带宽需求的差别,直观的给出了H.264视频编码在视频点播业务中的巨大优势,从技术和效益上来讲,基于H.264的视频点播系统将是VOD业务的发展趋势。

全文目录

中文摘要  8-10
ABSTRACT  10-13
缩略语一览表  13-14
第一章引言  14-17
  1.1 研究背景与选题意义  14-15
  1.2 研究目标与主要工作  15-16
  1.3 论文内容的安排  16-17
第二章 PON技术的综合比较  17-33
  2.1 PON技术的发展和技术现状  17-19
  2.2 PON技术的简介  19-31
    2.2.1 APON和BPON技术  19-21
    2.2.2 GPON技术  21-23
    2.2.3 EPON技术  23-28
    2.2.4 副载波SCM-PON技术  28-31
  2.3 各种PON技术的比较  31-33
第三章基于SCM/EPON系统实现多业务承载的设计的分析  33-49
  3.1 SCM/Ethernet PON技术的特点及实现原理  33-34
  3.2 SCM/EPON系统实现全业务的承载  34-43
    3.2.1 SCM/EPON系统实现数据业务的承载  34
    3.2.2 SCM/EPON系统实现语音业务的承载  34-35
    3.2.3 SCM/EPON系统实现视频业务的承载  35-43
  3.3 SCM/Ethernet PON视频业务承载的系统仿真  43-47
  3.4 本章小结  47-49
第四章 FTTH接入条件下的综合接入终端的设计  49-63
  4.1 ONU硬件设计方案的选择  49
  4.2 实现原理  49-50
  4.3 系统综述  50-51
  4.4 硬件系统的组成  51-59
    4.4.1 网络管理控制模块  51-52
    4.4.2 语音业务单元的设计  52-54
    4.4.3 数据业务单元的设计  54-55
    4.4.4 视频业务单元的设计  55-59
  4.5 系统的软件设计  59-60
  4.6 性能分析  60-62
  4.7 本章小结  62-63
第五章总结与展望  63-65
参考文献  65-70
致谢  70-71
攻读硕士研究生期间发表的学术论文  71
攻读硕士研究生期间申请的专利  71-72
学位论文评阅及答辩情况表  72

基于PON结构实现全业务接入的若干关键技术研究

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