專利名稱：在以太無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在以太無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法，屬于寬帶接入通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
以太無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON，Ethernet Passive Optical Networks)技術(shù)是一種基于以太網(wǎng)和點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖接入技術(shù)，它將以太網(wǎng)技術(shù)的簡(jiǎn)單性和無源光網(wǎng)絡(luò)PON的高效率傳輸?shù)忍攸c(diǎn)集合于一身，是未來實(shí)現(xiàn)光纖到戶的光纖接入網(wǎng)的比較理想方式。
EPON系統(tǒng)由局側(cè)的光線路終端(OLT)、用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)以及光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)組成。一般其下行采用時(shí)分復(fù)用(TDM)廣播方式、上行采用時(shí)分多址接入(TDMA)方式，可以靈活地組成樹型、星型、總線型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(典型結(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu))。其中無源是指ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成，因此其管理維護(hù)的成本較低。
目前，現(xiàn)有的EPON系統(tǒng)均采用互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP Proxy/Snooping實(shí)現(xiàn)組播。其中的IGMP Proxy實(shí)現(xiàn)機(jī)理是OLT依靠攔截用戶和路由器之間的IGMP報(bào)文建立組播表，Proxy設(shè)備的上聯(lián)端口執(zhí)行主機(jī)的角色，下聯(lián)端口執(zhí)行路由器的角色。IGMP Snooping的實(shí)現(xiàn)機(jī)理是OLT以偵聽主機(jī)發(fā)向路由器IGMP成員報(bào)告消息的方式，形成組成員和交換機(jī)端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，OLT再根據(jù)該對(duì)應(yīng)關(guān)系，將收到的組播數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到組成員的端口。
參見圖1，組播系統(tǒng)是由視頻組播業(yè)務(wù)系統(tǒng)、IP城域網(wǎng)、接入網(wǎng)絡(luò)和家庭網(wǎng)絡(luò)四部分組成，現(xiàn)有的EPON系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)視頻組播的流程簡(jiǎn)單介紹如下
(1)機(jī)頂盒(STB，Set-top Box)或PC機(jī)通過發(fā)送動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP報(bào)文從DHCP服務(wù)器獲得一個(gè)IP地址；(2)寬帶接入服務(wù)器BRAS(BRoadband Access Server)對(duì)STB上報(bào)的用戶名和密碼進(jìn)行鑒權(quán)驗(yàn)證，通過驗(yàn)證后，STB/PC機(jī)獲得電子節(jié)目表；(3)用戶在電子節(jié)目表進(jìn)行節(jié)目選擇，選中節(jié)目后，STB/PC機(jī)就發(fā)送一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP的加入請(qǐng)求報(bào)文；(4)在組播路由器上建立組播映射表，用于表示組播組與虛擬局域網(wǎng)VLAN的對(duì)應(yīng)關(guān)系；(5)在OLT上建立組播轉(zhuǎn)發(fā)表，為每個(gè)加入組的用戶復(fù)制一條視頻業(yè)務(wù)流；(6)STB/PC機(jī)接收視頻業(yè)務(wù)流，執(zhí)行播放操作，用戶觀看組播節(jié)目。
其中的關(guān)鍵是要在組播路由器中建立組播映射表，在OLT上建立組播轉(zhuǎn)發(fā)表和為每個(gè)加入組的用戶復(fù)制視頻業(yè)務(wù)流。
IGMP Proxy和IGMP Snooping對(duì)上述步驟的具體處理方式有所不同。在IGMP Proxy模式下，當(dāng)OLT收到IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文后，OLT啟動(dòng)IGMP Proxy功能，截獲該請(qǐng)求報(bào)文。然后進(jìn)行鑒權(quán)，通過鑒權(quán)后，進(jìn)行以下邏輯檢查若申請(qǐng)加入的組是OLT中還沒有的，則OLT就向上層路由器發(fā)送一個(gè)IGMP加入請(qǐng)求，并建立組播轉(zhuǎn)發(fā)表；如果在OLT內(nèi)已經(jīng)存在一個(gè)這樣的組播組，則直接將該用戶加入OLT上的組播轉(zhuǎn)發(fā)表，不再向上層路由器發(fā)送IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文，同時(shí)建立組播業(yè)務(wù)和用戶的對(duì)應(yīng)表。而在IGMP Snooping模式下，當(dāng)OLT收到IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文后，通過偵聽獲得組播轉(zhuǎn)發(fā)表消息，但對(duì)IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文而言，它是透明傳輸經(jīng)過OLT的?？傊壳暗腅PON系統(tǒng)中使用的IGMP協(xié)議的Proxy/Snooping兩種方式，都需要在OLT上為每個(gè)加入組播組的用戶復(fù)制一條視頻業(yè)務(wù)流(參見圖1)，使下行帶寬的利用率明顯降低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種在以太無源光網(wǎng)絡(luò)EPON系統(tǒng)中高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法，該方法充分發(fā)揮EPON網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)到多點(diǎn)架構(gòu)特點(diǎn)，使得同一個(gè)組播組的用戶共享一條視頻流，提高下行帶寬的利用率，從而實(shí)現(xiàn)EPON系統(tǒng)中的高效視頻組播。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種在以太無源光網(wǎng)絡(luò)EPON系統(tǒng)中高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法，是在現(xiàn)有的采用互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP代理Proxy/探討Snooping進(jìn)行視頻組播的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的；其特征在于包括下列操作(1)系統(tǒng)為每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU分別定義標(biāo)明其身份的設(shè)備標(biāo)識(shí)ONUID，以及為不同內(nèi)容的媒體流—組播組—分別定義各自的組播標(biāo)識(shí)；(2)利用EPON系統(tǒng)的點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，將互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP與EPON網(wǎng)絡(luò)下行的廣播機(jī)制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)同一個(gè)視頻業(yè)務(wù)流在EPON系統(tǒng)中的單拷貝組播。
所述步驟(2)將IGMP協(xié)議與EPON網(wǎng)絡(luò)下行的廣播機(jī)制相結(jié)合的具體措施是當(dāng)用戶通過機(jī)頂盒或PC發(fā)起的選臺(tái)的組播加入請(qǐng)求經(jīng)過ONU時(shí)，該ONU監(jiān)聽和記錄該請(qǐng)求，建立用戶端口和視頻業(yè)務(wù)流的組播組對(duì)應(yīng)關(guān)系的組播過濾表；所述組播加入請(qǐng)求上行經(jīng)過光線路終端OLT時(shí)，該OLT監(jiān)聽和記錄該請(qǐng)求，為每個(gè)組播組分配一個(gè)組播ID，并建立發(fā)出該組播加入請(qǐng)求的設(shè)備標(biāo)識(shí)ONU ID與每個(gè)組播組對(duì)應(yīng)關(guān)系的組播對(duì)應(yīng)表；這樣，當(dāng)組播視頻業(yè)務(wù)流下發(fā)到OLT時(shí)，該OLT將組播報(bào)文的前導(dǎo)碼中的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)LLID域填充為分配的組播標(biāo)識(shí)，并將該組播標(biāo)識(shí)所對(duì)應(yīng)的視頻業(yè)務(wù)流下發(fā)給ONU；而當(dāng)視頻業(yè)務(wù)流到達(dá)ONU時(shí)，由ONU先根據(jù)組播對(duì)應(yīng)表接收該視頻業(yè)務(wù)流，再根據(jù)組播過濾表決定把該視頻業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)發(fā)給哪一個(gè)或哪幾個(gè)用戶端口。
所述步驟(2)進(jìn)一步包括下列步驟(201)在機(jī)頂盒或PC發(fā)起的選臺(tái)的IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文經(jīng)過ONU時(shí)，ONU將其所選的視頻業(yè)務(wù)流作為一個(gè)組播組，監(jiān)聽并記錄該請(qǐng)求消息，生成該組播組與該ONU用戶端口之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并將該關(guān)系存儲(chǔ)于用戶組播過濾表；同時(shí)，將IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文上行轉(zhuǎn)發(fā)給OLT；(202)在IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文經(jīng)過OLT時(shí)，OLT監(jiān)聽并記錄該請(qǐng)求消息，為每個(gè)組播組分配一個(gè)組播標(biāo)識(shí)，再生成組播標(biāo)識(shí)與用戶ONU的標(biāo)識(shí)ID的對(duì)應(yīng)關(guān)系，形成組播對(duì)應(yīng)表，并通過管理通道下發(fā)給ONU，使得ONU知道自己需要選擇接收的視頻業(yè)務(wù)流的組播標(biāo)識(shí)；同時(shí)將IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文傳送到組播路由器；(203)組播路由器在收到IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文后，建立組和虛擬局域網(wǎng)VLAN的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并轉(zhuǎn)發(fā)組播視頻業(yè)務(wù)流；(204)OLT接收到組播視頻業(yè)務(wù)流后，將組播標(biāo)識(shí)填入組播報(bào)文的前導(dǎo)碼中的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)LLID域，并將組播視頻業(yè)務(wù)流廣播下發(fā)給各個(gè)ONU；(205)ONU接收到帶有組播標(biāo)識(shí)的報(bào)文時(shí)，根據(jù)OLT下發(fā)來的組播對(duì)應(yīng)表選擇接收相應(yīng)的組播標(biāo)識(shí)的組播視頻業(yè)務(wù)流，再根據(jù)用戶組播過濾表，向發(fā)起IGMP請(qǐng)求報(bào)文的用戶端口轉(zhuǎn)發(fā)該組播視頻業(yè)務(wù)流，供用戶觀看所選擇的組播節(jié)目。
所述步驟(201)ONU生成各個(gè)視頻業(yè)務(wù)流的組播組與該ONU各個(gè)用戶端口之間的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系，以及步驟(205)ONU根據(jù)OLT下發(fā)來的組播對(duì)應(yīng)表選擇接收組播視頻業(yè)務(wù)流，再根據(jù)用戶組播過濾表，向用戶端口轉(zhuǎn)發(fā)組播流的操作，都是利用互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP的探聽Snooping機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。
所述組播標(biāo)識(shí)是系統(tǒng)預(yù)留的各個(gè)互不相同的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)LLID，用于將該組播標(biāo)識(shí)分配給各個(gè)組播組，生成組播標(biāo)識(shí)與用戶ONU的標(biāo)識(shí)ID的對(duì)應(yīng)關(guān)系，形成組播對(duì)應(yīng)表；以及將該組播標(biāo)識(shí)填入組播報(bào)文的前導(dǎo)碼中的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)LLID域后，將組播視頻業(yè)務(wù)流下發(fā)給各個(gè)ONU，供其選擇接收。
所述步驟(1)系統(tǒng)為每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU分別定義設(shè)備標(biāo)識(shí)ONU ID，以及為不同內(nèi)容的媒體流分別定義組播標(biāo)識(shí)ID之后，進(jìn)一步包括下列步驟(101)用戶使用IP TV機(jī)頂盒(STB，Set-top Box)或PC機(jī)發(fā)送動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP請(qǐng)求，從DHCP服務(wù)器獲得一個(gè)IP地址；(102)寬帶接入認(rèn)證服務(wù)器對(duì)STB/PC上報(bào)的用戶名和密碼進(jìn)行驗(yàn)證，通過認(rèn)證后，在視頻服務(wù)網(wǎng)站上獲得由視頻服務(wù)器下載的電視的節(jié)目表；(103)用戶選擇電視臺(tái)節(jié)目，選中節(jié)目后，STB/PC則向組播路由器發(fā)送一個(gè)IGMP組播加入請(qǐng)求報(bào)文。
所述方法只需對(duì)現(xiàn)有OLT和ONU的軟件進(jìn)行升級(jí)，對(duì)EPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不作任何修改，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)已有設(shè)備的前向兼容。
本發(fā)明是一種在以太無源光網(wǎng)絡(luò)EPON系統(tǒng)中高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法，該方法是在現(xiàn)有的采用IGMP Proxy/Snooping進(jìn)行視頻組播的基礎(chǔ)上，結(jié)合EPON系統(tǒng)本身固有的點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和廣播機(jī)制實(shí)現(xiàn)的，能夠克服原來要在OLT上為每個(gè)加入組播組的用戶單獨(dú)復(fù)制一條視頻業(yè)務(wù)流，使下行的組播帶寬利用率明顯降低的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)單拷貝組播，即在OLT上只為每個(gè)組復(fù)制一條視頻業(yè)務(wù)流，網(wǎng)絡(luò)中同一個(gè)組播組的各個(gè)用戶共享該視頻業(yè)務(wù)流，大大提高了下行帶寬的利用率，從而顯著節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬，降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了EPON系統(tǒng)中的高效視頻組播。而且，本發(fā)明只需對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)元OLT和ONU進(jìn)行軟件升級(jí)，而對(duì)PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不作任何改動(dòng)，實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單、方便，容易實(shí)施，既能夠?qū)σ呀?jīng)使用的EPON系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)前向兼容，還很容易與數(shù)據(jù)網(wǎng)IGMP組播協(xié)議實(shí)現(xiàn)互通。
采用EPON系統(tǒng)的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)槊總€(gè)用戶提供較高帶寬，可以滿足任何視頻壓縮格式的視頻業(yè)務(wù)的傳送需要，還能在傳輸過程中提供較高的QoS保障。同時(shí)，由于EPON網(wǎng)絡(luò)具有點(diǎn)到多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，并且支持組播協(xié)議，能較好地支持組播功能，是視頻組播業(yè)務(wù)最好的用戶接入手段。因此，本發(fā)明在EPON系統(tǒng)中高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法是非常有意義的，其應(yīng)用前景非?？春每衫镁W(wǎng)絡(luò)的組播特性方便地提供許多新的增值業(yè)務(wù)，包括在線直播、網(wǎng)絡(luò)電視、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)、實(shí)時(shí)視頻會(huì)議等互聯(lián)網(wǎng)的信息服務(wù)領(lǐng)域。


圖1是組播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和目前的EPON系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)視頻組播業(yè)務(wù)的流程示意圖。
圖2是本發(fā)明在EPON系統(tǒng)中高效組播實(shí)現(xiàn)方法的流程方框圖。
圖3是本發(fā)明在EPON系統(tǒng)中高效組播實(shí)現(xiàn)方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本發(fā)明高效組播實(shí)現(xiàn)方法的思路或出發(fā)點(diǎn)是在EPON系統(tǒng)中，MAC控制子層的多點(diǎn)控制協(xié)議MPCP(multi point control protocol)是核心和基礎(chǔ)。MPCP通過消息、狀態(tài)機(jī)和定時(shí)器來控制訪問點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。MPCP涉及的內(nèi)容包括ONU發(fā)送時(shí)隙的分配、ONU的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和加入、向高層報(bào)告擁塞情況，以便動(dòng)態(tài)分配帶寬。
在EPON系統(tǒng)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的拓?fù)浼軜?gòu)中，每個(gè)ONU都包含一個(gè)MPCP實(shí)體，它可以和OLT中的MPCP實(shí)體進(jìn)行消息交互。MPCP在OLT和ONU之間規(guī)定了一種協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的有效發(fā)送和接收的控制機(jī)制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，上行方向在一個(gè)時(shí)刻只允許一個(gè)ONU發(fā)送，由OLT的高層負(fù)責(zé)處理發(fā)送的定時(shí)、不同ONU的擁塞報(bào)告，從而優(yōu)化PON系統(tǒng)內(nèi)部的帶寬分配。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)仿真子層是EPON/MPCP協(xié)議中的關(guān)鍵組件，通過給每個(gè)分組包增加邏輯鏈路標(biāo)識(shí)LLID(logical link identification)來替代2字節(jié)的前綴，從而對(duì)于OLT高層而言，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔憩F(xiàn)為多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路的集合。
由于每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU通過各自唯一的設(shè)備標(biāo)識(shí)“ONU ID”標(biāo)識(shí)自己的身份，以供光線路終端OLT通過該“ONU ID”來識(shí)別各個(gè)ONU，實(shí)現(xiàn)測(cè)距、時(shí)隙分配等功能。因此，下行數(shù)據(jù)包都會(huì)帶有ONU ID，每個(gè)ONU據(jù)此來識(shí)別自己的數(shù)據(jù)。同時(shí)，任何監(jiān)測(cè)、破壞和竊聽ONU端口通信的企圖也無法實(shí)施。
參見圖2，介紹在現(xiàn)有的采用IGMP Proxy/Snooping進(jìn)行視頻組播的基礎(chǔ)上，提出的本發(fā)明的高效組播實(shí)現(xiàn)方法(1)系統(tǒng)為每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU分別定義標(biāo)明其身份的設(shè)備標(biāo)識(shí)ONUID，以及為不同內(nèi)容的媒體流—組播組—分別定義各自的組播標(biāo)識(shí)；(2)利用EPON系統(tǒng)的點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，將互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP與EPON網(wǎng)絡(luò)下行的廣播機(jī)制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)同一個(gè)視頻業(yè)務(wù)流在EPON系統(tǒng)中的單拷貝組播。也就是當(dāng)用戶通過機(jī)頂盒或PC發(fā)起的選臺(tái)的組播加入請(qǐng)求經(jīng)過ONU時(shí)，該ONU監(jiān)聽和記錄該請(qǐng)求，建立用戶端口和視頻業(yè)務(wù)流的組播組對(duì)應(yīng)關(guān)系的組播過濾表；所述組播加入請(qǐng)求上行經(jīng)過光線路終端OLT時(shí)，該OLT監(jiān)聽和記錄該請(qǐng)求，建立發(fā)出該組播加入請(qǐng)求的設(shè)備標(biāo)識(shí)ONU ID與組播組對(duì)應(yīng)關(guān)系的組播對(duì)應(yīng)表；這樣，當(dāng)組播視頻業(yè)務(wù)流下發(fā)到OLT時(shí)，該OLT根據(jù)組播對(duì)應(yīng)表確定是否接收該組播組所對(duì)應(yīng)的視頻業(yè)務(wù)流；而當(dāng)視頻業(yè)務(wù)流下發(fā)到達(dá)ONU時(shí)，由ONU根據(jù)組播對(duì)應(yīng)表選擇接收該視頻業(yè)務(wù)流，并根據(jù)組播過濾表對(duì)用戶組播進(jìn)行控制把業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)給哪一個(gè)或哪幾個(gè)用戶端口。
參見圖3，介紹本發(fā)明方法的具體實(shí)現(xiàn)步驟的詳細(xì)流程(1)用戶使用IP TV機(jī)頂盒STB或PC機(jī)通過發(fā)送動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP請(qǐng)求，從DHCP服務(wù)器獲得一個(gè)IP地址；(2)寬帶接入認(rèn)證服務(wù)器對(duì)STB/PC上報(bào)的用戶名和密碼進(jìn)行驗(yàn)證，通過認(rèn)證后，從視頻服務(wù)網(wǎng)站上獲得由視頻服務(wù)器提供的電視臺(tái)的節(jié)目表；(3)用戶使用遙控器選擇電視臺(tái)節(jié)目，選中節(jié)目后，STB/PC會(huì)向組播路由器發(fā)送一個(gè)IGMP組播加入請(qǐng)求報(bào)文；(4)在IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文經(jīng)過ONU時(shí)，ONU對(duì)該消息進(jìn)行監(jiān)聽和記錄，生成一個(gè)該節(jié)目所對(duì)應(yīng)的視頻業(yè)務(wù)流作為組播組成員與ONU用戶端口之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并將該關(guān)系存儲(chǔ)于用戶組播過濾表，同時(shí)，將IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給OLT；(5)在IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文經(jīng)過OLT時(shí)，OLT也對(duì)該消息進(jìn)行監(jiān)聽和記錄，為每個(gè)組播組分配一個(gè)組播標(biāo)識(shí)，再生成組播標(biāo)識(shí)與用戶使用的ONU的標(biāo)識(shí)ID的對(duì)應(yīng)關(guān)系，形成組播對(duì)應(yīng)表，然后通過系統(tǒng)管理通道下發(fā)給ONU，使得ONU知道自己可以接收哪些組播標(biāo)識(shí)的組播視頻業(yè)務(wù)流；同時(shí)將IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文傳送到組播路由器；(6)組播路由器在收到IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文后，建立組和VLAN對(duì)應(yīng)關(guān)系，并轉(zhuǎn)發(fā)組播視頻業(yè)務(wù)流；(7)OLT接收到組播視頻業(yè)務(wù)流后，將組播報(bào)文的前導(dǎo)碼中的LLID域填充為組播標(biāo)識(shí)，并將組播視頻業(yè)務(wù)流廣播給ONU；(8)ONU接收到帶組播標(biāo)識(shí)的報(bào)文時(shí)，根據(jù)OLT下發(fā)來的組播對(duì)應(yīng)表選擇接收相應(yīng)的組播視頻業(yè)務(wù)流，并根據(jù)用戶組播過濾表，向發(fā)起IGMP請(qǐng)求報(bào)文的用戶端口轉(zhuǎn)發(fā)組播視頻業(yè)務(wù)流，供STB/PC播放，用戶觀看所選擇的組播節(jié)目。
權(quán)利要求
1.一種在以太無源光網(wǎng)絡(luò)EPON系統(tǒng)中高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法，是在現(xiàn)有的采用互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP代理Proxy/偵聽Snooping進(jìn)行視頻組播的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的；其特征在于包括下列操作(1)系統(tǒng)為每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU分別定義標(biāo)明其身份的設(shè)備標(biāo)識(shí)ONUID，以及為不同內(nèi)容的媒體流—組播組—分別定義各自的組播標(biāo)識(shí)；(2)利用EPON系統(tǒng)的點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，將互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP與EPON網(wǎng)絡(luò)下行的廣播機(jī)制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)同一個(gè)視頻業(yè)務(wù)流在EPON網(wǎng)絡(luò)中的單拷貝組播。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(2)將IGMP協(xié)議與EPON網(wǎng)絡(luò)下行的廣播機(jī)制相結(jié)合的具體措施是當(dāng)用戶通過機(jī)頂盒或PC發(fā)起的選臺(tái)的組播加入請(qǐng)求經(jīng)過ONU時(shí)，該ONU監(jiān)聽和記錄該請(qǐng)求，建立用戶端口和視頻業(yè)務(wù)流的組播組對(duì)應(yīng)關(guān)系的組播過濾表；所述組播加入請(qǐng)求上行經(jīng)過光線路終端OLT時(shí)，該OLT監(jiān)聽和記錄該請(qǐng)求，為每個(gè)組播組分配一個(gè)組播標(biāo)識(shí)，并建立發(fā)出該組播加入請(qǐng)求的設(shè)備標(biāo)識(shí)ONUID與每個(gè)組播組對(duì)應(yīng)關(guān)系的組播對(duì)應(yīng)表；這樣，當(dāng)組播視頻業(yè)務(wù)流下發(fā)到OLT時(shí)，該OLT將組播報(bào)文的前導(dǎo)碼中的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)LLID域填充為分配的組播標(biāo)識(shí)，并將該組播標(biāo)識(shí)所對(duì)應(yīng)的視頻業(yè)務(wù)流下發(fā)給ONU；而當(dāng)視頻業(yè)務(wù)流到達(dá)ONU時(shí)，由ONU先根據(jù)組播對(duì)應(yīng)表接收該視頻業(yè)務(wù)流，再根據(jù)組播過濾表決定把該視頻業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)發(fā)給哪一個(gè)或哪幾個(gè)用戶端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(2)進(jìn)一步包括下列步驟(201)在機(jī)頂盒或PC發(fā)起的選臺(tái)的IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文經(jīng)過ONU時(shí)，ONU將其所選的視頻業(yè)務(wù)流作為一個(gè)組播組，監(jiān)聽并記錄該請(qǐng)求消息，生成該組播組與該ONU用戶端口之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并將該關(guān)系存儲(chǔ)于用戶組播過濾表；同時(shí)，將IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文上行轉(zhuǎn)發(fā)給OLT；(202)在IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文經(jīng)過OLT時(shí)，OLT監(jiān)聽并記錄該請(qǐng)求消息，為每個(gè)組播組分配一個(gè)組播標(biāo)識(shí)，再生成組播標(biāo)識(shí)與用戶ONU的標(biāo)識(shí)ID的對(duì)應(yīng)關(guān)系，形成組播對(duì)應(yīng)表，并通過管理通道下發(fā)給ONU，使得ONU知道自己需要選擇接收的視頻業(yè)務(wù)流的組播標(biāo)識(shí)；同時(shí)將IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文傳送到組播路由器；(203)組播路由器在收到IGMP加入請(qǐng)求報(bào)文后，建立組和虛擬局域網(wǎng)VLAN的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并轉(zhuǎn)發(fā)組播視頻業(yè)務(wù)流；(204)OLT接收到組播視頻業(yè)務(wù)流后，將組播標(biāo)識(shí)填入組播報(bào)文的前導(dǎo)碼中的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)LLID域，并將該視頻業(yè)務(wù)流下發(fā)給各個(gè)ONU；(205)ONU接收到帶有組播標(biāo)識(shí)的報(bào)文時(shí)，根據(jù)OLT下發(fā)來的組播對(duì)應(yīng)表選擇接收相應(yīng)的組播標(biāo)識(shí)的組播視頻業(yè)務(wù)流，再根據(jù)用戶組播過濾表，向發(fā)起IGMP請(qǐng)求報(bào)文的用戶端口轉(zhuǎn)發(fā)該組播視頻業(yè)務(wù)流，供用戶觀看所選擇的組播節(jié)目。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(201)ONU生成各個(gè)視頻業(yè)務(wù)流的組播組與該ONU各個(gè)用戶端口之間的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)系，以及步驟(205)ONU根據(jù)OLT下發(fā)來的組播對(duì)應(yīng)表選擇接收組播視頻業(yè)務(wù)流，再根據(jù)用戶組播過濾表，向用戶端口轉(zhuǎn)發(fā)組播視頻業(yè)務(wù)流的操作，都是利用互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP的偵聽Snooping機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述組播標(biāo)識(shí)是系統(tǒng)預(yù)留的各個(gè)互不相同的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)LLID，用于將該組播標(biāo)識(shí)分配給各個(gè)組播組，生成組播標(biāo)識(shí)與用戶ONU的標(biāo)識(shí)ID的對(duì)應(yīng)關(guān)系，形成組播對(duì)應(yīng)表；以及將該組播標(biāo)識(shí)填入組播報(bào)文的前導(dǎo)碼中的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)LLID域后，將組播視頻業(yè)務(wù)流下發(fā)給各個(gè)ONU，供其選擇接收。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(1)系統(tǒng)為每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元ONU分別定義設(shè)備標(biāo)識(shí)ONU ID，以及為不同內(nèi)容的媒體流分別定義組播標(biāo)識(shí)ID之后，進(jìn)一步包括下列步驟(101)用戶使用IP TV機(jī)頂盒或PC機(jī)發(fā)送動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCP請(qǐng)求，從DHCP服務(wù)器獲得一個(gè)IP地址；(102)寬帶接入認(rèn)證服務(wù)器對(duì)STB/PC上報(bào)的用戶名和密碼進(jìn)行驗(yàn)證，通過認(rèn)證后，在視頻服務(wù)網(wǎng)站上獲得由視頻服務(wù)器下載的電視的節(jié)目表；(103)用戶選擇電視臺(tái)節(jié)目，選中節(jié)目后，STB/PC則向組播路由器發(fā)送一個(gè)IGMP組播加入請(qǐng)求報(bào)文。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述方法只需對(duì)現(xiàn)有OLT和ONU的軟件進(jìn)行升級(jí)，對(duì)EPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不作任何修改，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)已有設(shè)備的前向兼容。
全文摘要
一種在EPON系統(tǒng)中高效視頻組播的實(shí)現(xiàn)方法，是在現(xiàn)有的采用IGMP Proxy/ Snooping進(jìn)行視頻組播的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，包括下列操作(1)系統(tǒng)為每個(gè)ONU分別定義標(biāo)明其身份的設(shè)備標(biāo)識(shí)ONU ID，以及為不同內(nèi)容的視頻業(yè)務(wù)流―組播組―分別定義各自的組播標(biāo)識(shí)；(2)利用EPON系統(tǒng)的點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，將互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP與EPON網(wǎng)絡(luò)下行的廣播機(jī)制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)同一個(gè)視頻業(yè)務(wù)流在EPON網(wǎng)絡(luò)中的單拷貝組播。該方法克服原來下行組播帶寬利用率低的缺點(diǎn)，在OLT上只為每個(gè)組復(fù)制一條視頻業(yè)務(wù)流，供同組用戶共享，大大提高下行帶寬的利用率，顯著節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬，降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了高效視頻組播。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、方便，容易實(shí)施，能夠?qū)崿F(xiàn)前向兼容，還很容易與數(shù)據(jù)網(wǎng)IGMP組播協(xié)議實(shí)現(xiàn)互通。
文檔編號(hào)H04N7/173GK1744570SQ20051009308
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2005年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月25日
發(fā)明者陸立, 梁柏青, 許文秀, 左建, 任艷, 杜春生, 周榮生 申請(qǐng)人:廣東省電信有限公司研究院