文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
IPv6 over DVB发送网关协议转换模块及监控的设计与实现
姓名:王嘉
申请学位级别:硕士
专业:信号与信息处理
指导教师:张大方
20070618
硕士学位论文
摘要
DVB(Digital Video Broadcasting) 标准是数字电视广播系统规范,DVB 选定
MPEG-2 标准作为其音频及视频的编码压缩方式。IP over DVB 就是由 DVB 信道
传输被转换成 MPEG-2 TS(传输流)的 IP 数据的过程。相对于目前主流的 IPv4
网络协议来说,IPv6 具有更好的扩展性,并且能为用户提供高质量服务。本文研
究以“IPv6 over DVB 在远程教育中的应用与示范研究”为背景,利用了卫星信
道天然的广播优势,以非常低廉的价格实现广大区域内大数据量的分发,适合中
西部等经济不发达的地区,有利于我国远程教育的发展。本文所做的主要工作有:
设计并实现了基于 Linux 的 IPv6 over DVB 发送网关的协议转换模块。采用
ULE(Unidirectional Lightweight Encapsulation,单向轻量封装)作为新的协议封
装方法,ULE 相比于以往应用较广的 MPE(Multi-Protocol Encapsulation,多协议
封装)封装方法减少了三分之二的控制字段,具有更高的封装效率。在比较了 ULE
和 MPE 两种封装方式的封装空间效率、封装延迟和丢包数的基础上,本文设计
并实现了 ULE 协议转换模块,它通过将原始 IP 数据包放入 SNDU(子网数据单
元)的数据载荷中,添加 ULE 控制字段和目标 MAC(介质访问控制)地址,形
成完整的 SNDU,再将 SNDU 分段放入 MPEG-2 TS 流中,完成数据信息由 IP 数
据到 MPEG-2 TS 流的格式转化。在将 SNDU 分段形成 TS 的过程中,为了减少接
收端的解封装难度,减少不必要的错误,本文采用了一些简化协议转换的办法,
如每一个 TS 包中只放一个 SNDU,新的 SNDU 则用新的 TS 包开始,而且每个
SNDU 的第一个分段在 TS 包中的起始位置与其他分段的起始位置不同。协议转
换模块支持 IPv4 和 IPv6 双协议栈的 ULE 封装,相比之前应用较广的 MPE 方式,
有效的提高了协议转换的空间利用效率和时间效率。
设计并实现了发送网关的监控模块。该模块包括发送监控报文和解析反馈报
文并显示反馈信息的功能。本文设计并实现了五种监控报文和五种反馈报文,监
控通过 socket 接口发送监控报文并接收相应的反馈报文以实现对 IP over DVB 发
送网关的配置、查询和 PID(分组标识符)的动态设置,监控可以设置多路 PID
传输 IP 数据上星,同时可以对反馈报文实时解析,随时监控卫星 Modem 的传输
状态,根据卫星所提供的带宽和被传送数据的要求,限制各路上星数据的流量,
以避免给卫星传输带来过大的压力。
最后,实际卫星实验环境和长期的远程教育的应用测试结果表明,协议转换
模块能正确地封装 IP 数据为 MPEG-2 TS 流,且 ULE 封装方式的封装时间少于 MPE
封装方式的封装时间,本文所实现的模块具有很好的稳定性。
关键词: IPv6;数字视频广播;超轻封装;多协议封装;Linux;监控
I
IPv6 over DVB 发送网关协议转换模块及监控的设计与实现
Abstract
DVB is digital video broadcasting specification; DVB selects MPEG-2 Standard
as the way of pression of audio and video. When IP information is
packed to MPEG-2 TS and transmitted through DVB channel, the process is called IP
over DVB. IPv6 is better than the present work protocol IPv4 in extension,
security and supporting high quality service for users. The background of this thesis is
the project of “the application and demonstration research of IPv6 over DVB in