一種SCM/Ethernet復合PON網絡及其承載VoD業務的方法

文檔序號：7928510閱讀：633來源：國知局

專利名稱：一種SCM/Ethernet復合PON網絡及其承載VoD業務的方法
技術領域：
本發明涉及光網絡通信技術和多媒體技術領域，尤其涉及一種以太/副載波無
源光網絡(Ethernet/SCM PON)中承載視頻點播業務的方法。
2背景技術：
在當前主流的接入技術中，傳統的有線電視網絡是專為傳送廣播電視業務而開發的，要實現諸如視頻點播、Internet等交互式業務的傳輸，就要對現有的有線電視光纖/同軸電纜混合網(HFC)進行雙向化改造。把原有CATV系統中的低端頻率用作回傳，實現非對稱傳輸，這種方式存在用戶可用的帶寬有限和HFC回傳信道有"漏斗效應"等缺點。而電信方面目前采用ADSL接入技術，由于受帶寬和傳輸距離的限制，也很難有長遠的發展。ADSL技術是建立在銅線基礎上的寬帶接入技術，隨著國際銅纜價格的持續攀升，以銅纜為基礎的ADSL的線路成本會越來越高；作為有源設備，電磁干擾難以避免，維護成本也會越來越高；目前ADSL上行lMBit/s和下行8MBit/s的連接速率已無法滿足用戶的高清視頻等需求，另外是其傳輸距離也受到極大的限制。所以無論從廣電方面還是從電信方面，大家普遍把"光進銅退"作為接入網的發展趨勢，而光纖到戶(FTTH)作為接入網絡的終極發展目標。在FTTH自身的實現方案中，無源光網絡(Passive Optical Network, PON)結構又是作為解決"三網融合"、"三重播放"的首選接入解決方案。
在數字電視業務的發展過程中，出現了以下兩個趨勢(l)交互式電視業務。對運營商而言，交互式應用有著龐大的商業利益，是未來最重要的利潤來源，交互式點播業務也代表著當前電視技術發展的最高水平，有著十分巨大的發展空間； (2) DVB與IP合二為一。隨著IP技術的飛速發展，近年來出現的IPTV業務，給基于DVB標準的數字電視帶來了巨大的威脅，但在短期內由于網絡成本的原因使兩者只能共存而無法替代。

發明內容
鑒于上述技術發展背景，本發明的目的是提供一種以太/副載波復合無源光網
絡結構，以及基于此結構的視頻點播業務處理方法。其系統結構包括
點播服務器用于響應DVB和IPTV兩種業務的輪播和點播，將相應的節目流發送至0LT單元；
光鏈路單元用于響應0NU單元上行發送的用戶點播命令，完成與點播服務器的通信，并將用戶點播內容發送給光路分配單元；
光路分配單元利用光分路器(Splitter)等無源器件，將下行信號進行分路，發送到ONU設備，并完成用戶上行信號的復用，回傳到0LT單元；
光網絡單元完成下行光信號的接收，并進行相應的IP信號和DVB信號的處理。上行方面完成用戶上行信號的電/光轉換并在0LT單元分配的固定時隙進行上行發送；
雙向機頂盒完成用戶點播命令的響應和下行節目流的解碼。本發明提供了一種基于Ethernet/SCM P0N的NVOD (準視頻點播)解決方案，包括
基于DVB的輪播機制
A、 DVB點播服務器對點播率最高的一些節目利用輪播機制，開展NV0D業務；
B、 0LT中，利用SCM-P0N機制承載NV0D業務，即為這些輪播節目分配相應的副載波的頻點和TS流時隙，進行電光轉換和光信號的下行發送；
C、 0NU接收SCM-P0N的下行信號，完成光電轉換，將承載TS流的射頻信號發送至用戶機頂盒；D、機頂盒響應用戶的點播命令，接收相應頻點和相應時隙的輪播節目。基于IPTV的輪播機制
A、 IPTV點播服務器對點播率最高的一些節目利用輪播機制，開展NV0D業務;
B、 0LT中，利用EP0N組播機制承載NV0D業務，即將這些輪播節目打包成特定的組播幀，進行電光轉換和光信號的下行發送；
C、 0NU接收EP0N的組播幀，根據用戶機頂盒對輪播節目的點播情況，將組播幀承載的節目通過以太交換協議發送給相應的機頂盒；
D、用戶通過機頂盒完成節目的點播和接收。
本發明還提供了一種基于Ethernet/SCM P0N的V0D解決方案，包括 IPTV方式
A、用戶的點播命令通過機頂盒進行響應，再由0NU/0NT單元封裝成Ethernet
幀；
B、由ONU/ONT單元完成電/光轉換，以入2波長進行上行發送；
C、由OLT單元將點播命令發送至相應的視頻點播服務器；
D、服務器響應用戶命令，通過IPTV方式進行點播節目的發送，為節目流添加相應的IP地址；
E、 OLT根據接收節目流的IP地址，添加相應ONU單元的LLID地址，進行點播內容的發送；
F、 ONU單元根據識別下行IP數據包中的LLID地址，對屬于自己的數據包進行解包，恢復出IPTV節目流；
G、在機頂盒系統中完成IPTV的解碼，即可完成點播內容的接收。 DVB方式
A、用戶在特定的頻道進行點播，其命令通過機頂盒進行響應，再由ONU單元封裝成EP0N網絡中的Ethernet幀；
B、由0NU單元完成電/光轉換，以A2波長進行上行發送；
C、由OLT單元將點播命令發送至相應的DVB點播服務器；
D、點播服務器響應用戶命令，通過DVB方式進行點播節目的發送；
E、 OLT根據用戶進行點播的頻道，利用SCM-PON中特定的副載波頻率和特定的TS時隙承載點播節目，再由入3波長進行光信號的發送。
F、由0NU單元完成A3光信號的光/電轉換，恢復出相應的射頻信號；
G、由機頂盒系統完成特定射頻頻段信號的解調、TS流的解復用和節目內容的信源解碼，完成點播節目的最終接收。
由上述本發明提供的技術方案可以看出，該方案可以同時實現IPTV和DVB兩種業務的承載，既可以充分利用IPTV交互性好的特點，又保持了DVB節目源豐富的優點。該系統同時支持NVOD和VOD業務的開展，對點播率最高的一些節目，利用NVOD的輪播機制，大大降低了業務的帶寬需求，從而提高了系統所支持的最大點播并發數。另外，為進一步提高復合PON系統支持的最大點播并發數，可以為 EPON和SCM-PON系統增加相應的波長資源，利用WDM技術完成在同一光纖中的傳輸。
4

圖l為本發明所述的Ethernet/SCM PON系統結構示意圖圖2系統實現節目的NVOD處理流程圖
圖3系統實現節目的VOD處理流程圖
5具體實施例方式
本發明的核心是提供一種以太/副載波復合無源光網絡結構，利用該復合PON 結構為用戶提供VOD業務的方法。本發明具體是，在下行方向上將基于以太網協議的IPTV數據包與基于DVB標準的TS流，承載于EPON和SCM-PON的不同下行波長上。在上行方向上，用戶接口通過STB系統與ONU單元相連，利用OLT單元分配的時隙，進行上行信號的發送。為提高系統的下行帶寬，還可以利用WDM技術為EPON和SCM-PON系統增加波長資源。
基于上述系統解決方案，本發明首先提供了一種以太/副載波復合無源光網絡的系統結構，如圖1所示，包括
點播服務器用于響應DVB和IPTV兩種業務的輪播和點播，將相應的節目流發送至OLT單元；
光鏈路單元用于響應用戶的上行點播命令，完成與點播服務器的通信，并
將用戶點播節目發送給光路分配單元；
光路分配單元由光分路器(Splitter)等無源器件將下行信號進行分路，發送到ONU設備，并完成用戶上行信號的復用，回傳到OLT單元；
光網絡單元完成下行光信號的接收，并進行相應的IPTV信號的協議解封裝和DVB信號的光電轉換。上行方面完成用戶上行信號的電/光轉換并在OLT單元分配的固定時隙進行上行發送；
機頂盒完成用戶點播命令的響應和下行輪播、點播節目流的解碼。
本發明提供了一種基于Ethernet/SCM PON網絡結構的節目NVOD解決方案，其系統處理流程如圖2所示。對于點播率最高的一些節目，系統采用NVOD的輪播機制，以降低業務占用的帶寬。進行輪播的節目可以來自DVB點播服務器，也可以來在IPTV點播服務器。對于基于DVB的節目輪播，復合PON系統的處理過程
A、在OLT單元中，完成DVB視頻服務器輪播節目信號的接收，利用SCM-PON 的副載波帶寬資源，將DVB輪播節目承載于1550nm的光波長上。
B、 OLT的下行1550nm光信號，在ODN單元中完成光路的分配，以廣播的方式向用戶接入端的0NU單元進行發送；
C、由ONU單元完成1550nm光信號的光/電轉換，恢復出射頻信號；
D、由機頂盒系統對射頻信號進行接收，完成解調、解復用和解碼等功能，從而完成輪播形式的DVB節目的接收。
對基于IPTV的節目輪播，復合PON系統的處理流程為
A、對IPTV視頻服務器的輪播節目，OLT單元在完成接收后，為其加入特定的組播LLID地址，以1490nm波長光信號進行承載發送；
B、 OLT的1490nm下行光信號，同樣由ODN單元完成光路的分配，以IP組播的方式向O而單元進行發送；
C、 ONU單元對基于EPON協議封裝的，以組播LLID為地址的數據幀進行解包，提取出其封裝的IPTV節目；
D、由機頂盒系統完成IPTV節目的解碼，從而完成基于輪播方式的IPTV節目的接收。
基于以太/副載波無源光網絡可以提供視頻點播的承載方案，其系統工作流程如圖3所示。包括
A、用戶的點播命令通過機頂盒進行響應，再由ONU單元封裝成Ethernet幀；
B、由ONU單元完成電/光轉換，以1310nm波長，按照OLT單元分配的時隙，進行上行發送；
C、由OLT單元將點播命令發送至相應的視頻點播服務器，如果用戶點播的是 IPTV資源，則將點播命令發送到IPTV點播服務器，同樣的對于通過DVB頻道點播的命令，則發送到DVB點播服務器；
對于IPTV點播方式
Dl、服務器響應用戶命令，通過IPTV方式進行點播節目的發送，為節目流添加相應的點播用戶的IP地址；
El、 0LT根據所接收節目流的IP地址，添加相應ONU單元的LLID地址，以 1490nm波長的光信號進行點播內容的發送；
Fl、 ONU單元對1490nm的光信號首先完成光/電轉換，識別下行IP數據包中的LLID地址，對屬于本單元的數據包進行解包，恢復出IPTV節目流；
Gl、在機頂盒系統中完成IPTV節目的解碼，即可完成點播內容的接收。
對于DVB點播方式
D2、 DVB點播服務器響應用戶命令，通過DVB方式進行點播節目的發送；
E2、 OLT根據用戶進行點播的頻道，利用副載波中特定的頻率和特定的時隙承
載點播節目，再由1550mn波長進行光信號的發送。
F2、由0NU單元完成1550nm光信號的光/電轉換，恢復出其承載的射頻信號； G2、由機頂盒系統完成特定射頻頻段信號的解調、TS流的解復用和節目內容
的信源解碼，完成點播節目的最終接收。
此外，為提高對付費點播節目的保護，還可以通過條件接收(CA)系統的控
制，來防止非授權用戶的收看。
權利要求
1、一種SCM/Ethernet復合PON網絡及其承載VoD業務的方法，其系統結構包括光鏈路單元(OLT)、光分配單元(ODN)、光網絡單元(ONU)和機頂盒(STB)。該系統的特征包括A、打包成Et1hernet幀的IPTV點播業務由EPON系統承載，基于DVB標準的點播業務由SCM-PON的下行波長承載，從而簡化了系統在傳送協議上的處理復雜度，提高了可利用帶寬。B、IPTV信號經OLT單元以λ1波長傳送，而基于TS流的DVB信號承載于λ3波長，兩個波長經WDM復用后在同一根光纖中傳送。再經ODN單元的光路分配后，下行至用戶接入端的ONU單元。C、根據點播業務強度，系統還可以利用WDM技術為兩個PON系統增加可用波長數，以提高系統最大支持的點播并發數。
2、對于權利要求1所述的一種SCM/Ethernet復合PON網絡及其承載VoD業務的方法，其特征在于，基于DVB標準的點播業務通過副載波調制的方法承載到入3波長的光信號上，即先將TS流調制到不同頻段的射頻信號上，射頻信號作為副載波進行光信號的調制。對于上行點播信號，兩個PON系統都采用A 2波長利用時分復用進行上行傳輸。
3、對于權利要求1所述的一種SCM/Ethemet復合PON網絡及其承載VoD業務的方法，其特征在于復合PON系統，可以利用節目的輪播機制，實現對NVOD 業務的支持。步驟包括.-基于DVB的輪播機制A、DVB點播服務器對點播率最高的一些節目利用輪播機制開展NVOD業務;B、 OLT中，利用SCM-PON承載基于DVB的NVOD業務，即為這些輪播節目分配相應的副載波的頻點和TS流時隙，進行電光轉換和光信號的下行發送；C、 ONU接收SCM-PON的下行信號，完成光電轉換，將承載TS流的射頻信號發送至用戶機頂盒；D、機頂盒響應用戶的點播命令，接收相應頻點和相應時隙的輪播節目。
4、對于權利要求1所述的一種SCM/Ethernet復合PON網絡及其承載VoD業務的方法，其特征在于復合PON系統，可以利用節目的輪播杉L制，實現對NVOD 業務的支持。步驟包括基于IPTV的輪播機制A、 IPTV點播服務器對點播率最高的一些節目利用輪播機制，開展NVOD業務；B、 OLT中，利用EPON組播機制承載NVOD業務，即將這些輪播節目打包成特定的組播幀，進行電光轉換和光信號的下行發送；C、 ONU接收EPON的組播幀，根據用戶機頂盒對輪播節目的點播情況，將組播幀承載的節目通過以太交換協議發送給相應的機頂盒；D、用戶通過機頂盒完成IPTV節目的接收和解碼。
5、對于權利要求1所述的一種SCM/Ethemet復合PON網絡及其承載VoD業務的方法，，其特征在于VOD業務的處理流程包括A、用戶的點播命令通過機頂盒進行響應，再由ONU單元封裝成Ethernet幀；B、由ONU單元完成電/光轉換，以A2波長按OLT單元分配的時隙，進行上行光信號的發送；C、由OLT單元將點播命令發送至相應的點播服務器；D、 IPTV和DVB點播服務器響應用戶命令，進行點播節目的發送；E、對于IPTV方式，OLT根據所進行點播的ONU單元的LLID地址，由入1 波長進行點播內容的發送。對于DVB方式，OLT利用SCM-PON副載波上一個具體頻點，由A3波長進行承載發送。F、由ONU/ONT單元和機頂盒系統根據LLID地址信息或特定的射頻頻率和時隙完成IPTV和DVB點播節目的最終接收。
6、根據權利要求4所述的復合PON系統對VoD業務的處理流程中，步驟F還包括用戶在特定的DVB頻道進行點播，則OLT的下行節目內容以特定的射頻頻率和時隙進行發送。而如果用戶通過IPTV節目源進行點播，則ONU單元根據下行IP數據包中的LLID地址，即可完成點播內容的接收。
全文摘要
本發明涉及一種以太無源光網絡(EPON)/副載波無源光網絡(SCM-PON)的復合無源光網絡結構，以及利用該復合PON結構承載VoD業務的處理方法。本發明主要是將EPON和SCM-PON通過波分復用(WDM)技術組成復合PON結構。系統中的光網絡單元(ONU)的用戶接口與機頂盒(STB)系統相連接，完成下行點播信號的接收和上行點播命令的發送，在光鏈路單元(OLT)中，基于DVB(數字電視)和IPTV(網絡電視)兩種視頻點播業務承載于不同波長上的不同PON結構，保持其協議的透明。利用SCM-PON副載波的一部分頻帶資源以及EPON的組播機制支持節目的輪播，實現點播率較高的一些節目的準視頻點播(NVOD)，以節約點播帶寬。SCM-PON和EPON的其它帶寬資源可以支持實時的基于DVB和IPTV的視頻點播(VoD)業務。本發明綜合利用了NVOD和VoD兩種點播方式和DVB、IPTV兩種點播業務的優點，提高了網絡系統所支持的最大點播并發數，減小用戶的平均等待時間。
文檔編號H04N7/173GK101436948SQ20081023783
公開日2009年5月20日申請日期2008年12月2日優先權日2008年12月2日
發明者劍劉, 劉永輝, 偉季, 衛崔, 李曉峰申請人:浪潮電子信息產業股份有限公司

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