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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:劉茂全
研究生(外文):Liu, Mao-Chuan
論文名稱:有線電視數據網路DOCSIS標準下之競爭演算法參數最佳化之研究
論文名稱(外文):Optimizing Contention Algorithm over DOCSIS of CATV
指導教授:劉豐豪
指導教授(外文):Liu, Feng-Hao
學位類別:碩士
校院名稱:國防管理學院
系所名稱:國防資訊研究所
學門:電算機學門
學類:電算機一般學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:有線電視數據網路纜線數據機混合光纖同軸電纜碰撞解決
外文關鍵詞:CATVCabel MoedmHybrid Fiber CoaxialCollision ResolutionDOCSISTruncated Binary Exponential Back-off
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有線電視數據網路是利用纜線數據機(Cable Modem; CM)透過混合光纖同軸電纜(Hybrid Fiber Coaxial; HFC)為傳輸媒體將信號送達CMTS(Cable Modem Termination System)端,再藉由CMTS端的處理後連接上網際網路。在網路多媒體服務需要更高寬頻的需求下,有線電視數據網路正符合普及率高、傳輸距離長與高頻寬等特性;而且隨著應用網路服務發展的種類增加與多樣性,更突顯出有線電視數據網路應用在網際網路服務上的重要性。
MCNS(Multimedia Cable Network System)聯盟在1996年12月推出DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification)的有線廣播電視數據網路標準規格,為目前在有線電視數據網路上最具代表性的標準。在這個標準中用戶端透過個別的纜線數機競爭共用的傳輸線頻寬,而纜線數據機在傳送時發生碰撞的解決方法是採用「截斷二元指數後退(Truncated Binary Exponential Back-off; TBEB )演算法」。經過驗證該演算法的效能並不太理想,在標準中也預留了一些參數,供日後的研究人員可衍生其它演算法及藉由預留參數以改進演算法的效能。本篇論文即藉由改變競爭時槽(Contention Slot; CS)的數目與後退視窗(Back-off Window)的數值作出方法上的改善並以不同的組合模擬,得到在不同的網路流量負載下的最佳化組合,減少在傳送頻寬需求時的延遲時間,提高有線電視數據網路效能。

The cable TV network transmits digital signals to CMTS(Cable Modem Termination System) by using CM(Cable Modem) through HFC as transmission media. After CMTS processing, it connects to internet. For its widespread, long-distance transmission and wide band propertity. The cable TV network is satisfied the wide-band requests in internet multimedia services. The more application internet services have, the more importance of the cable TV network will increase.
One of the most representative standard of cable TV digital network was provided on December 1996 by MCNS (Multimedia Cable Network System). MCNS issued DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification), that is a cable broadcasting TV digital network standard. Under this standard, the solution of collision that occurs in CM while transmission is TBEB (Truncated Binary Exponential Back-off algorithm). The performance of TBEB algorithm is still not very well. And, the standard remains some parameters to improve the algorithm’s performance. The purpose of this thesis is extending the algorithm to find the optimization of HFC Network association in different network loading, by combining different simulation results in changing contention slots and the parameters of Back-off Window, to lessen delaying time improve to better the cable TV network performance.

第一章 緖 論 1
1.1 背景與動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 研究範圍與限制 4
1.4 論文架構 4
第二章 有線電視數據網路之原理 5
2.1 有線電視數據網路標準協定簡介 5
2.2 有線電視數據網路之架構 6
2.2.1 CMTS部份 7
2.2.2傳輸媒體線路部份 7
2.2.3用戶端部份 7
2.3 有線電視數據網路之特點 8
2.3.1 一對多的下行頻道及多對一的上行頻道 8
2.3.2 纜線數機端無法主動偵測發生碰撞情形 8
2.3.3 需同步長距傳輸延遲時間 8
2.3.4 非對稱的上、下行頻寬 8
2.3.5 使用者集中在網路末端 9
2.4 有線電視數據網路運作原理簡介 9
2.4.1 頻寬分配範圍 9
2.4.2 MAP簡介 11
2.4.3 CMTS與纜線數據機傳送協定 14
2.4.4 頻寬需求封包格式 15
2.4.5 纜線數據機初始化程序 16
2.5競爭協定與碰撞解決 18
2.5.1 競爭協定種類 18
2.5.2 碰撞解決方法 19
2.6 有線電視數據網路QoS的分類 21
2.6.1 UGS服務 21
2.6.2 UGS-AD服務 22
2.6.3 rtPS服務 23
2.6.4 nrtPS服務 23
2.6.5. BE服務 24
2.6.6. CIR服務 24
第三章 競爭延遲分析與模擬方法 25
3.1有線電視數據網路傳送延遲因素分析 25
3.2 DOCSIS標準中競爭與碰撞解演算法研究 27
3.2.1 DOCSIS中的競爭原理 27
3.2.2 TBEB演算法的原理 28
3.3 TBEB演算法中的延遲分析 33
3.4改善傳送頻寬需求的延遲問題 34
第四章 系統模擬與分析 37
4.1 模擬與工具之介紹 37
4.2 系統模擬參數假設 38
4.3模擬方法與架構 39
4.3.1第一階段模擬 39
4.3.2 第二階段模擬 41
4.4 模擬結果與分析 42
4.4.1第一階段模擬結果 42
4.4.2 第二階段模擬結果 47
第五章 結論與未來工作 60
參考文獻 62

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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