IP组播技术在FTTHEPON系统中的应用与实现学位论文.pdf

山东大学 硕士学位论文 IP组播技术在FTTH EPON系统中的应用与实现 姓名 刘茜 申请学位级别 硕士 专业 无线电物理 指导教师 冯德军 20090510 山东大学硕士学位论文 摘要 如何实现视频 音频和数据在互联网上的透明传输 即 E v e r y t h i n gO V a I P 是下一步网络规划的迫切需要 E P O N 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E P O N G E P O N 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D V B 标准的传统T v 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H F C 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H F C 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D V B 业务的有效承载是最终在 面向光纤到户的E P O N 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 P 组播技术是近年传输多媒体宽带业务的新兴技术 它依托I P 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D V B 业务的面向光纤到户的E P O N 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D V B 节目进行缓存以及利用E P G 服务器生成节目的E P G 信息等方法 优化了F T T H E P O N 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F T T H 条件下的多业务综合接入终端 整 个系统采用 E v e r y t h i n gO V e l I P 模式 可平滑地向下一代N G N 网络过渡 针对传统D V B 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 采用口组播技术在提出的F T T H E P O N 接入系统中传输D V B 节目数据和E P G 信 息 有效地节省了系统带宽 文中详细阐述了I P 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 山东大学硕七学位论文 播模式相比 应用P 组播机制可有效的节省系统传输D V B 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V L A N 技术 实 现不同业务在F T r H E P O N 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Q o S 保证 关键词 D V B 视频业务 F 1 r r H E P O N I P 组播 E P G 服务器 视频服务器 2 山东大学硕士学位论文 A B S T R A C T H o wt oc a r r yv i d e os e r v i c e a u d i os e r v i c e a n dd a t as e r v i c ei nt r a n s p a r e n t t r a n s m i s s i o n t h a ti st os a y E v e r y t h i n go v e rI P i st h eu r g e n tn e e do fn e x t g e n e r a t i o n n e t w o r k E t h e r n e tP a s s i v eO p t i c a lN e t w o r kd o e s h a v ee x c e l l e n tf e a t u r e sa sa m u l t i s e r v i c eb r o a d b a n da c c e s st e c h n o l o g y w h i c hU S e st h em a t m eE t h e r n e tn e t w o r k a n dl o w c o s tf i b e r o p t i cf a c i l i t i e s e a s yt om a i n t a i na n ds i m p l et oa c h i e v e M e a n w h i l e i ti sc o n v e n i e n tt oe x p a n da n du p g r a d e A tp r e s e n t E P O N G E P O Ni sg e n e r a l l y c o n s i d e r e d 嬲o n eo ft h eb e s ta c c e s ss o l u t i o n st or e s o l v et h el a s tm i l ei n F i b e r t o t h e H o m es c h e m e T r a d i t i o n a ld i 酉t a lv i d e os e r v i c e sb a s e do nD i g i t a lV i d e oB r o a d c a S ts t a n d a r d t r a n s m i ts i g n a l si nc a b l e IVn e t w o r kw i t hm a t u r et e c h n o l o g i e s T h ee x i s t i n gH y b r i d F i b e rC a b l en e t w o r ki sd e v e l o p e dt oc a r r yb r o a d c a s tv i d e ot r a n s m i s s i o n i no r d e rt o a c h i e v ei n t e r a c t i v es e r v i c e s s u c ha sV i d e o 0 1 1 一D e m a n d i ti si n e v i t a b l et oc a r r yo nt h e b i d i r e c t i o n a lt r a n s f o r m a t i o n U s u a l l y t h e r ea r es o m ew e a k n e s s e si nl i m i t e db a n d w i d t h a v a i l a b l ea n d f u n n e le f f e c t f o rt h eu p s t r e a mc h a n n e lo fH F Ci nt h i sw a y A tt h es a n l e t i m e t h ec h a r a c t e r i s t i c so ft r a n s m i t t i n gv i d e os i g n a l si nb r o a d c a s t i n gm o d ew i l la d d e n o r m o u sb u r d e nt oe n d u s e re q u i p m e n t sa n dn o n r e c e i v e rp o i n t s e s p e c i a l l yw i t h a m o u n to fd e p l o y i n gv i d e op r o g r a m e v e nl e a dt ot h ee n t i r eE P O Ns y s t e mc o l l a p s e T h e r e f o r e t h ec a r r yo fD V Bs e r v i c ee f f e c t i v e l yi st h ek e yt oa c h i e v et h ea c c e s so f i n t e g r a t e ds e r v i c e su l t i m a t e l yi nF T T H E P O Ns y s t e ma n dt h es m o o t ht r a n s i t i o nt o n e x t g e n e r a t i o nn e t w o r k I Pm u l t i c a s ti sa ne m e r g i n gt e c h n o l o g yt ot h em u l t i m e d i ab r o a d b a n ds e r v i c e s t r a n s m i s s i o ni nr e c e n ty e a r s w h i c hr e l i e so nI Pp r o t o c o lf o rp o i n t t o m u l t i p o i n t t r a n s m i s s i o na n dt r a n s m i t sd a t at oag r o u po fd e s t i n a t i o n sf r o mt h es o u r c ei n b e s t e f f o r t s m o d e I tC a nr u no na n yn e t w o r kw i t hd i f f e r e n ts t r u c t u r e s a n di so n eo f t h em a i ni m p l e m e n t a t i o n st oo p t i m i z et h eb a n d w i d t ho fs y s t e m I nt h i sp a p e r w ed e s i g nan o v e li m p l e m e n t a t i o nt oc a r r yD V Bs e r v i c eO V e r 3 山东大学硕士学位论文 F T T H E P O Ns y s t e m B a s e do nt h et r a d i t i o n a lc a b l ev i d e on e t w o r k w eo p t i m i z et h e a c c e s ss t m c t u r ea n di n t r o d u c et h ei n t e r a c t i v ep r o p e r t i e si n t oF T T H E P O Ns y s t e mb y e m p l o y i n gv i d e os e r v e rt oc a c h eD V Bp r o g r a ma n d E l e c t r o n i cP r o g r a mG u i d es e r v e rt o g e n e r a t eE P Gi n f o r m a t i o n M e a n w h i l e W ee x p a n dt h ep e r f o r m a n c eo ft h ep r o p o s e d a c c e s sn e t w o r kf o ri n t e g r a t i n gv i d e o a u d i o a n dd a t as e r v i c e t os u p p o r tam u l t i s e r v i c e i n t e g r a t e da c c e s st e r m i n a t o ro nF 删o c c a s i o n T h ee n t i r es y s t e ma d o p t s E v e r y t h i n g o v e rI P m o d e a n dC a nm a k eas m o o t ht r a n s i t i o nt ot h en e x t g e r n e r a t i o nn e t w o r k I nt e r m so ft h ec a t a s t r o p h i cd e f e c t st os y s t e ma n dd e f i c i e n c i e so ft r a d i t i o n a lD V B s e r v i c ei nb r o a d c a s t i n gm o d e a p p l y i n gI Pm u l t i c a s tt e c h n o l o g yt ot h ep r o p o s e d F T T H E P O Na c c e s ss y s t e mo fc a r r y i n gD V B p r o g r a ms t r e a m i n ga n dE P Gi n f o r m a t i o n i m p r o v e st h eb a n d w i d t hu t i l i z a t i o no ft h es y s t e me f f e c t i v e l y W ed e s c r i b et h ed e s i g n e d s c h e m e w o r k i n gm e c h a n i s a ma n dp r o c e d u r eo ft h eI Pm u l t i c a s td e l i v e r yi nd e t a i l s a n d m a k eas i m u l a t i o na n a l y s i so ft h es y s t e mp e r f o r m a n c e F r o mt h es i m u l a t i o na n d a n a l y s i s W em a k eac o n c l u s i o nt h a tt h ep r o p o s e ds o l u t i o no fc a r r y i n gD V Bs e r v i c e O V e rE P O Nd e p l o y i n gI Pm u l t i c a s tt e c h n o l o g yw i l li m p r o v et h eb a n d w i d t hu t i l i z a t i o n a n do p t i m i z e st h ep e r f o r m a n c eo fE P O Nn e t w o r kc o m p a r e dt ot h a to ft r a d i t i o n a l b r o a d c a s t i n ga n du n i c a s t i n gm o d e F i n a l l y an o v e lb a s e d O l ls e r v i c e sm u l t i c a s tV L A N t e c h n o l o g yi sd e s i g n e dt oi n t e g r a t e ds e r v i c e st r a n s m i s s i o nO V e rF I T H E P O Ns y s t e m a s w e l la sp r o v i d i n gd i f f e r e n tQ o S g u a r a n t e ef o ra u d i o v i d e o o n l i v e v i d e o o n d e m a n d a n dd a t as e r v i c e s K e y w o r d s D i g i t a lV i d e oB r o a d c a s t F 丌H E P O N I Pm u l t i c a s t E P GS e r v e r V i d e o S e r v e r 4 山东大学硕士学位论文 A D S L A N S I A V A P o N B A T C A C B T C G M P C P U C R C D S D V B D V M R D S C P D R E F M E P O N E I T E M S E M T E P G F S A N F T T B F T T C F T T H G E 符号说明 A s y m m e t r i cD i g i t a lS u b s c r i b e rL i n e 非对称数字用户线 A m e r i c a nN a t i o n a lS t a n d a r d sI n s t i t u t e 美国国家标准协会 A u d i o V i d e o音 视频 A s y n c h r o n o u sT r a n s f e rM o d eP O N 异步传输无源光网络 B o u q u e tA s s o c i a t i o nT a b l e C o n d i t i o n a lA C C e S S C o r eB a s e dT r e e C i s c oG r o u pM e m b e r s h i pP r o t o c o l 业务群关联表 条件接收 基于核心的树 组成员协议 C e n t r a lP r o c e s sU n i t中央处理单元 C y c l i cR e d u n d a n c yC h e c k D i f f s e r v D i 垂t a lV i d e oB r o a d c a s t 循环冗余校验 区分服务 数字视频广播 D i s t a n c eV e c t o rM u l t i c a s tR o u t i n gP r o t o c o l距离矢量组播路由协议 D i f f e r e n c eS e r v i c eC o d eP o i n t D e s i g n a t e dR o u t e r E t h e r n e ti nF i r s tM i l e E t h e r n e tP a s s i v eO p t i c a lN e t w o r k E v e n tI n f o r m a t i o nT a b l e E q u i p m e n tM a n a g e m e n tS y s t e m E P GM a pT a b l e E l e c t r o n i cP r o g r a mG u i d e F u l lS e r v i c eA C C C S SN e t w o r k F i b e rt ot h eB u i l d i n g F i b e rt ot h eC u r b F i b e rt ot h eH o m e G i g g a b i tE t h e r n e t 区分服务码点 指定路由器 以太网最后一公里 以太无源光网络 事件信息表 设备管理系统 E P G 映射表 电子节目表单 全业务接入网络 光纤到楼 光纤到路边 光纤到户 千兆以太网口 5 山东大学硕士学位论文 G M R P G P O N G U I H F C I A N A I G M P L L I D L M D S I P I PS T B I P T V I S P I T U M A C M B G P G A R PM u l t i c a s tR e g i s t r a t i o nP r o t o c o l 组播注册协议 G i g a b i t C a p a b l eP O N G r a p h i c a lU s e rI n t e r f a c e G P o N 图形用户接口 H y b r i dF i b e rC a b l en e t w o r k 光纤 同轴电缆混合网 I n t e m e tA s s i g n e dN u m b e r sA u t h o r i t y 因特网号码授权管理 I n t e m e tG r o u pM a n a g e m e n tP r o t o c a l 因特网组管理协议 L o g i c a lL i n kI d e n t i f i e r逻辑链路标识 L o c a lM u l t i p o i n tD i s t r i b u t i o nS e r v i c e s本地多点分配系统 I n t e r n e tP r o t o c a l I P S e t T o p B o x I n t e r n e tP r o t o c o lT e l e v i s i o n I n t e r n e tS e r v i c eP r o v i d e r I n t e r n a t i o n a lT e l e c o mU n i e o m M e d i aA C C e S SC o n t r o l M u l t i c a s tB o r d e rG a t e w a yP r o t o c o l 因特网 机顶盒 网络电视 因特网服务提供商 国际电信联盟 媒体访问控制 组播边缘网关协议 M M D SM u l t i c h a n n e lM u i t i p o i n tD i s t r i b u t i o nS e r v i c e 多点多信道分配系统 M O S P FM u l t i e a s tO p e nS h o r t e s tP a t hF i r s t M P C PM u l t i P o i n tC o n t r o lP r o t o c o l M P E G 2 M o v i n gP i c t u r eE x p e r t sG r o u p M S D P N G N N I T O A M o D N o L T o N U P I M D M P I M S M P 2 M P 6 M u l t i c a s tS o u r c eD i s c o v e r yP r o t o c o l N e x t g e n e r a t i o nN e t w o r k N e t w o r kI n f o r m a t i o nT a b l e O p e r a t i o nA d m i n i s t r a t i o nM a i n t a n e e O p t i c a lD i s t r i b u t i o nN e t w o r k O p t i c a lL i n eT e r m i n a t o r 开放最短路径优先 多点控制协议 动态图象专家组 组播信源发现协议 下一步网络 网络信息表 操作管理维护 光分配网络 光线路终端 光网络单元 P r o t o c o lI n d e p e n d e n tM u l t i c a s tD e n s eM o d e 协议独立组播 密集模式 P r o t o c o lI n d e p e n d e n tM u l t i c a s tS p a r s eM o d e 协议独立组播一稀疏模式 P o i n tt oM u l t i P o i n t 点到多点 Q o S R P F R P R S R SC B S D H S D T S L D S N M P S P T S S M T C P I P T D M A T o S T V U N I V D S L V L A N V o D V o I P W D M W L A N 山东大学硕士学位论文 Q u a l i t yo fS e r v i c e R e v e r s e P a t h F o r w a r d i n g R e n d e z v o u s P o i n t R o o t S t r a pR o u t e r S i n g l eC o p yB r o a d c a s t S y n c h r o n o u sD i g i t a lH i e r a r c h y S e r v i c eD e s c r i p t i o nT a b l e S t a r to fD e l i m i t e r S i m p l eN e t w o r kM a n a g e m e n tP r o t o c o l S h o r t e s t P a t hT r e e S o u r c eS p e c i f i cM u l t i c a s t 服务质量 反向路径转发 汇合路由器 自举路由器 单拷贝广播 同步数字系列 服务描述表 定界符 简单网络管理协议 最短路径树 定源组播地址 T r a n s m i s s i o nC o n t r o l I n t e r n e tP r o t o c a l 传输控制 因特网协议 T i m eD i v i s i o nM u l t i p l eA c c e s s T y p eo fS e r v i c e T e l e v i s i o n 时分复用 服务类型字段 电视 U s e rN e t w o r kI n t e r f a c e用户网络接口 V e r y h i g h b i t r a t eD i g i t MS u b s c r i b e rL i n e 超高速数字用户线 V i r t u a lL o c a l A r e aN e t w o r k V i d e o o n D e m a n d V o i c eo v e rI n t e r n e tP r o t o c o l W a v e l e n g t hD i v i s i o nM u l t i p l e x i n g W i r e l e s sL o c a lA r e aN e t w o r k 虚拟局域网 视频点播 网络电话 波分复用 无线局域网 7 原创性声明 本人郑重声明 所呈交的学位论文 是本人在导师的指导下 独 立进行研究所取得的成果 除文中已经注明引用的内容外 本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果 对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明 本声明 的法律责任由本人承担 论文作者签名 圄益E l 期 2 型二墨 论文作者签名 幽丝期 竺2 二兰 V 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留 使用学位论文的规定 同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版 允许论 文被查阅和借阅 本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索 可以采用影印 缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文 保密论文在解密后应遵守此规定 论文作者签名 豳丕导师签名 山东大学硕 学位论文 1 1 课题背景和意义 第一章绪论 在当前主流的接入技术中 传统的有线电视网络是专为传送广播电视业务而开 发的 要实现诸如视频点播 V i d e o o n D e m a n d D I n t e r n e t 等交互式业务的传 输 就要对现有的有线电视光纤 同轴电缆混合网 H y b r i dF i b e rC a b l en e t w o r k H F C 进行双向化改造 这种方式存在用户可用的带宽有限和H F C 回传信道有 漏 斗效应 等缺点 1 而电信方面目前采用非对称数字用户线 A s y m m e t r i cD i g i t a l S u b s c r i b e rL i n e A D S L 接入技术 由于受带宽和传输距离的限制 也很难有长远 的发展 A D S L 技术是建立在铜线基础上的宽带接入技术 随着国际铜缆价格的 持续攀升 以铜缆为基础的A D S L 的线路成本会越来越高 作为有源设备 电磁 干扰难以避免 维护成本也会越来越高 目前A D S L 上行I M B i t s 和下行8 M B i t s 的连接速率已无法满足用户的高清视频等需求 另外使其传输距离也受到极大的 限制 2 所以无论从广电方面还是从电信方面 大家普遍把光纤到户 F i b e r t o t h e H o m e F T T H 作为下一代传送网络的接入解决方案 2 在嗍自 身的实现方案中 又以以太无源光网络 E t h e r n e tP a s s i v eO p t i c a lN e t w o r k E P O N 为主要发展方向 E P O N 是基于以太网技术的宽带接入系统 由I E E E 8 0 2 3 E F M E t h e m e ti nF i r s tM i l e E F M 工作小组于2 0 0 0 年提出加速其标准化工作 在2 0 0 4 年3 月被正式定义为8 0 2 3 a h 标准 3 E P O N 利用了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 与在通信业务中所占比例越 来越大的以太网之间可以实现透明传输 同时它属于美国电气和电子工程师协会 I n s t i t u t eo fE l e c t r i c a la n dE l e c t r o n i C SE n g i n e e r s I E E E 以太网标准的范围 对于 向全口网络过渡是一个很好的选择 如何实现视频 音频和数据在互联网上的透 明传输 即 E v e r y t h i n go v e rI P 是下一步网络 N e x t g e n e r a t i o nN e t w o r k N G N 规划的迫切需要 E P O N 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E P O N G E P O N G H zE t h e m e tP a s s i v eO p t i c a lN e t w o r k G E P O N 技术作为解 决 三网融合 三重播放 的最佳接入解决方案 4 6 因此 优化E P O N 系统 8 山东大学硕士学位论文 实现各种业务的综合接入成了最近几年的研究热点 近年来 通过核心骨干网传输的网络电视 I n t e r n e tP r o t o c o lT e l e v i s i o n P T v 和网络电话 V o i c eo v e rI n t e m e tP r o t o c o l V o P 业务的发展 使得实现网络视频 收看网络直播 网络通话等成为可能 7 9 通过对电信网络的改造 传统的语音 业务也顺利实现了向数字语音业务的转型 这为下一步向N G N 的平滑过渡奠定了 网络视频和音频接入的坚定基础 但作为传统的电视 T e l e v i s i o n 业务 依 托技术成熟的有线电视网承载视频信号 传统有线电视网络具有网络资源和视频 内容丰富 传输质量高 时延小等优点 但同时其采用广播模式下行传输视频信 号的特点 使得当视频业务量较大时 单向地向所有用户广播数据容易增大路由 器和非接收节点的负荷 严重时导致系统崩溃 1 0 因此 实现对传统视频业务的 承载以及提高系统传输性能是最终实现在E P O N 系统中传输综合业务和平滑地向 N G N 网络过渡的关键 数字电视公开标准D V B D i t MV i d e oB r o a d c a s t D V B 是欧洲电信标准委员 会 E u r o p e a nT e l e c o m m u n i c a t i o n sS d a n d a r d sI n s t i t u t e E T S I 颁布的一套完整的 适用于不同媒介的国际承认的数字电视公开标准 它采用动态图象专家组 M o v i n g P i c t u r eE x p e r t sG r o u p M P E G 一2 编码标准传输音视频业务 l1 如何实现D V B 业 务在面向光纤到户的F T T H E P O N 系统中的传输 同时在充分利用原有的成熟技术 的基础上 达到优化接入网络结构的目的 目前主要的研究焦点多集中在 1 改 造传统有线电视网络 充分利用系统资源 开发终端T v 的交互式接入和数字视频 功能 2 实现D V BO V e l I P 即在因特网 I n t e r n e tP r o t o c a l I P 网络中传输传统 D V B 业务 1 8 9 这两者在终端接入网部分仍旧延续传统的视频解调 编码等方 法 并不能从根本上实现骨干传输网和接入网的无缝接入 从而实现最终的光纤 到户以及促进N G N 的发展 针对D V B 业务的广播模式给系统带来的灾难性缺陷和不足 应用I P 组播技 术在F I T H E P O N 接入网络中承载D V B 业务将会明显的改善系统的带宽利用率 I P 组播技术依托I P 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 它作为多媒体通信 的新兴技术 在1 9 9 2 年3 月的I E T F 会议上 被S t e v eD e e r i n g 和S t e p h e nC a s n e r 首 次提出并成功展示 在历经1 0 年的发展后 在编址 成员管理 路由 可靠性和 9 山东大学硕士学位论文 安全性等方面均取得了逐步完善 是目前优化系统带宽的主要手段之 1 2 因此 研究综合业务在F T T H E P O N 系统中的承载解决方案 特别是D V B 视 频业务 以及实现业务的m 组播传输对最终实现光纤到户和平滑过渡到N G N 网 络具有重要的研究和应用意义 1 2 本文的主要工作和创新点 本文主要对I P 组播技术在F T T H E P O N 系统中的应用和实现进行了研究 针对 基于传统D V B 标准的视频业务在传输上的不足以及实现三网融合的必要性 提出 了一种新的F T T H E P O N 系统结构实现对传统视频业务的承载 并应用和实现口组 播技术来充分利用系统带宽 通过仿真实验 分析了在设计的F T T F F E P O N 系统结 构中应用P 组播技术承载D V B 业务的系统性能 并与传统广播和单播模式进行了 比较 另一方面 扩展系统接入功能 设计出在提出的承载D V B 业务F I T H E P O N 接入结构基础上的综合接入平台 并应用虚拟局域网 V i r t u a lL o c a lA r e aN e t w o r k V L A N 技术实现I P 组播的服务质量 Q u a l i t yo fS e r v i c e Q o S 传输 论文的各章节内容安排如下 第一章简要介绍课题的研究背景和意义以及论文的主要工作和结构安排 第二章F T T F F E P O N 系统概述 介绍了N G N 的发展 宽带接入技术以及光纤接 入技术 探讨了F T r H E P O N 系统结构和工作原理 以及F T T H E P O N 系统的国际 和国内发展现状 第三章I P 组播技术概述 介绍了m 组播技术的概念和特点 口组播地址 了解 组播M A C M e d i aA c c e s sC o n t r o l 媒体访问控制 地址与I P 组播地址的映射方法 针对口组播管理协议和I P 组播域内路由协议 初步了解了目前常用的因特网组管 理协议 I n t e m e tG r o u pM a n a g e m e n tP r o t o e a l I G M P 三层和二层协议 以及得到 广泛应用的三种I P 组播域内路由协议 第四章详细介绍了口组播技术在F I T H E P O N 系统中的应用 首先对承载D V B 业务的F 1 w E P o N 接入系统的结构设计和D V B 业务组播承载流程做了详细阐述 最后扩展系统接入功能 在提出的结构基础上设计实现了综合业务的接入平台 并简要描述了应用I P 组播技术传输综合业务 第五章介绍I P 组播技术在F T T H E P O N 系统中的具体实现过程和系统仿真分 l O 山东大学硕士学位论文 析 以承载D V B 业务为出发点 重点描述了P 组播在F V F H E P O N 系统中的技术部 署方案和具体实现 然后基于业务的V L A N 技术实现对语音业务 视频直播业务 视频点播业务以及数据业务的Q o S 组播传输 最后对应用口组播技术的 硎甩P o N 系统进行了深入的性能仿真分析 第六章对本文的研究工作进行了全面总结 指出了目前研究中存在的不足 并 对下一步工作进行了展望 本文主要的创新点有t 1 采用E P O N 系统承载基于D V B 标准的数字电视业务 以纯I P 接入方式 省 去了传统的调制解调步骤 节约了系统成本 并且可以充分利用I P 的先天 交互性 灵活的传统数字电视业务基础上 开展V o D V o l P 等业务 整个 系统以纯I P 方式进行业务发送 符合下一代网络中 E v e r y t h i n go v e rI P 的业务承载方式 可以平滑的向N G N 网络过渡 2 承载系统通过千兆以太网口与视频服务器连接 实现对数字电视节目的缓 存处理 对于没有收看选择的数字电视节目 则缓存在O L T 的视频服务器 中 不占用E P O N 的带宽资源 从而提高了E P O N 对D V B 业务的承载效率 3 采用E P G 服务器提取节目的有效信息 并以组播方式周期传输至接入用户 终端 节省了用户的等待时间和提高了E P O N 带宽利用率 以及方便用户 检索和浏览D V B 节目信息 提高了系统的交互性和实用性 4 提出了基于业务的V L A N 技术实现综合业务的组播传输 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Q o S 保证 山东大学硕十学位论文 第二章F T T H E P O N 系统概述 2 1N G N 及宽带接入技术 2 1 1N G N 的发展 随着通信和计算机技术的飞速发展 电信业经历了从模拟到数字 从固定到移 动 从人工到智能 从语音到数据的全方位技术的更新换代 通信技术的发展也 越来越趋于数字化 综合化 融合化 宽带化 智能化和个人化 互联网以及移 动通信的迅猛发展 特别是高的I P 数据业务量和移动数据业务量对传统的电信网 络形成了很大的冲击 同时用户对新兴多媒体业务日益增长的需求 如 视频点 播 电视会议 互动游戏 远程教育等业务也进一步对网络资源的利用和管理提 出了更高的要求 现有的简单语音 图像 数据业务已经不能满足人们的需要 人们迫切希望找到一种更高速率 更大容量 更高带宽 更多业务的新网络体系 来不断挖掘新兴业务和适应用户的需求 此时基于统一协议 基于分组的可提供 语音 数据及多媒体业务的综合开放的网络体系 下一代网络N G N 应运而生 1 3 适应技术和市场发展的下一代网络发展的总体设想及一系列技术解决方案于 19 9 7 年最早提出 目前N G N 这一流行提法已被业界广泛接受 以传输控 t j 因特 网协议 T r a n s m i s s i o nC o n t r o lP r o t o c a l I n t c r n e tP r o t o c a l T C P 1 P 为基础的宽带口 网也必将融合三大网络即 有线电视网 电信网 计算机网的先进技术和网络资 源 成为未来信息公路的主流 而源于多业务应用需求的N G N 的发展推动了各种 技术和网络的融合 最终实现三网融合的趋势也进一步推动了N G N 技术的成熟 2 1 2 宽带接入技术 从传统的电信网络角度看 目前传输网已经实现了数字化和光纤化 交换网也 基本实现了数字化和程控化 而被称为 最后一公里 的接入网部分则显得较为 缓慢 成为整个网络发展的瓶颈 3 如何为用户提高提供高速的I n t o r n e t 接入能力来支持各种业务的接入成为推动 宽带接入技术发展的主要动力 目前 宽带接入网络技术分为有线宽带接入网技 术和无线宽带接入网技术 有线宽带接入技术主要有 铜线接入 光纤接入和基 1 2 山东大学硕士学位论文 于有线电视网的混合光纤同轴接入 无线宽带接入技术主要有 本地多点分配系 统 L o c a lM u l f i p o i n tD i s t r i b u t i o nS e r v i c e s L M D S 多点多信道分配系统 M u l t i c h a n n e lM u i t i p o i n tD i s t r i b u t i o nS e r v i c e M M D S 无线局域网 W i r e l e s sL o c a l A r e aN e t w o r k W L A N 等 1 3 1 铜线接入技术也就是D S L 技术 传统的铜线接入技术通过调制解调器拨 号实现用户的接入 速率为5 6 k b i t s 这远远不能满足用户对宽带业务的需求 但 同时鉴于传统电话网的普及性 为了充分利用现有的宝贵资源 我们可以改进调 制技术及编码技术来提高通信质量 应用比较普遍的D S L 技术有非对称数字线 A s y m m e t r i cD i 西t a l S u b s c r i b e rL i n e A D S L 和超高速数字用户线 V e r y h i g h b i t r a t eD i g i t a lS u b s c r i b e rL i n e V D S