基于EPON的可控组播研究

论文摘要

EPON（Ethernet-based Passive Optical Network基于以太网的无源光网络）是近年来出现的接入网新技术,接入网是承载宽带业务的关键环节,对于EPON环境下可控组播技术的研究是极具意义的。光网络技术在骨干网的应用已经相当成熟,然而在地位同等重要的接入网部分,世界各地ISP采用的传统接入网技术不能提供足够的带宽以支持视频点播、互动游戏或双向视频会议等这样的业务,“最后一公里”依然是大容量骨干网和局域网之间的瓶颈所在,为了提供足够的带宽,要求ISP尽快部署新技术。EPON技术的出现正是为了解决上述问题,它同时具备了以太网成本低,应用普遍、技术成熟、易于管理和光网络提供巨大带宽的优点,受到ISP的广泛关注。以上特性为EPON网络承载IPTV这种需要对数据接收方进行限定的组播业务提供了得天独厚的条件。笔者结合在XXXX公司EMS（Element Management System）网元管理系统小组实习所做的工作,对EPON系统的相关技术和可控主播技术及其应用展开了讨论,以IPTV业务为例,提出了在EPON环境下开展可控组播业务的解决方案,实现了该方案涉及的应用层模块:首先对接入网以及IP层组播技术的概况和发展现状进行了简要介绍,分析了EPON承载可控组播业务的优势和国内外相关领域已取得的进展;其次对EPON的相关技术和体系结构等背景知识进行了详细的介绍;紧接着对在IP层来实现可控组播的优点和面临的困难进行了综合分析,讨论了在EPON环境下实现可控组播业务,内容安全性方面所存在的问题;然后以IPTV业务为例,阐述XXXX公司提出的通过应用层+MAC层来实现EPON环境下可控组播业务替代在IP层通过对组播数据进行加密和鉴权实现组播数据可控性的方案,并提出了其改进方案;最后对该改进方案的设计进行了详细的阐述,给出了应用层相关模块的实现。本文提出的EPON环境下的可控组播方案经过XXXX公司产品验证,能够广泛应用到EPON接入网相关的付费组播业务,为新一代接入网承载可控组播业务提供了一种切实可行的思路。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的工作和贡献
• 第二章 EPON系统概述
• 2.1 接入网现状及发展
• 2.1.1 ADSL
• 2.1.2 CATV
• 2.1.3 "第一公里"的演进
• 2.2 无源光网络（PON）
• 2.2.1 PON接入网的优势
• 2.2.2 PON技术比较
• 2.3 EPON的部署结构
• 2.4 EPON的数据传输
• 2.4.1 上行方向数据传输
• 2.4.2 下行方向数据传输
• 2.5 EPON仿真兼容IEEE802.3
• 2.5.1 点到点仿真功能
• 2.5.2 仿真的最终方案
• 2.6 多点控制协议
• 2.6.1 MPCP协议提出
• 2.6.2 MPCP的帧结构
• 2.6.3 MPCP帧消息类别
• 2.7 EPON系统软件架构
• 2.8 小结
• 第三章 EPON对可控组播业务的承载
• 3.1 组播概述
• 3.1.1 组播简介
• 3.1.2 阻碍IP组播发展的因素
• 3.2 组播内容的安全性
• 3.2.1 网络层组播技术面临的问题
• 3.2.2 可控组播业务控制点与复制点的选择
• 3.3 组播协议简介
• 3.3.1 组播协议的组成
• 3.3.2 IGMP协议原理分析
• 3.3.3 IGMP snooping和IGMP proxy
• 3.4 EPON中组播内容安全性分析
• 3.5 小结
• 第四章 EPON可控组播业务方案设计
• 4.1 EPON可控组播方案
• 4.2 MAC层方案（基于ONU UNI端口转发）
• 4.2.1 方案描述
• 4.2.2 存在的问题
• 4.3 MAC层改进方案（基于VLAN转发）
• 4.3.1 方案描述
• 4.3.2 VLAN功能的支持
• 4.3.3 实现流程描述
• 4.3.4 OLT的组播控制功能
• 4.3.5 ONU的组播控制功能
• 4.4 应用层方案
• 4.4.1 方案描述
• 4.4.2 存在的问题
• 4.5 应用层改进方案
• 4.5.1 方案描述
• 4.5.2 实现流程描述
• 4.6 小结
• 第五章 EPON可控组播业务应用层模块实现
• 5.1 电子商务平台
• 5.2 组播权限证书管理工具
• 5.2.1 密钥方案
• 5.2.2 证书生成方案设计
• 5.2.3 证书管理工具设计
• 5.2.4 证书管理工具文件目录组织结构设计
• 5.2.5 证书生成方法说明
• 5.2.5.1 Base64编解码
• 5.2.5.2 密钥生成
• 5.2.5.3 证书签名
• 5.3 组播权限认证服务器
• 5.3.1 证书验证方案设计
• 5.3.2 证书验证方法说明
• 5.4 Ocean EMS网元管理系统
• 5.4.1 网络管理与SNMP
• 5.4.2 EMS配置组播权限表方案设计
• 5.4.3 EMS配置组播权限表方法说明
• 5.5 结果验证
• 5.6 小结
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 在学期间的研究成果