(54) Título: NÓ DE ACESSO, MÉTODO PARA DISTRIBUIR UM FLUXO DE MULTI-DIFUSÃO DENTRO DE UMA REDE DE ACESSO DE BANDA LARGA PPPOE/IPOE, E, REDE DE ACESSO DE BANDA LARGA DE PPPOE/IPOE HÍBRIDA (51) IntCI.: H04L 12/46; H04L 12/18; H04L 29/06.
(52) CPC: H04L 12/4633; H04L 12/185; H04L 29/06.
(30) Prioridade Unionista: 15/02/2005 US 60/653,155; 21/09/2005 US 1V232.344.
(73) Titular(es): TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON (PUBL).
(72) lnventor(es): TORBEN MELSEN; OLE HELLEBERG ANDERSEN.
(86) Pedido PCT: PCT IB2006000294 de 14/02/2006 (87) Publicação PCT: WO 2006/087619 de 24/08/2006 (85) Data do Início da Fase Nacional: 14/08/2007 (57) Resumo: NÓ DE ACESSO, MÉTODO PARA DISTRIBUIR UM FLUXO DE MULTI-DIFUSÃO DENTRO DE UMA REDE DE ACESSO DE BANDA LARGA PPPOE/JPOE, E, REDE DE ACESSO DE BANDA LARGA DE PPPOE/IPOE HÍBRIDA. Um nó de acesso (e. g., DSLAM) e método para otimizar a distribuição de um fluxo de multi-difusão dentro de uma rede de acesso de banda larga de PPPoE/IPoE híbrida são aqui descritos. Em uma modalidade preferida, o DSLAM trata as mensagens de IGMIP de fluxo de subida de dados encapsuladas com quadros de PPPoE, e as encaminha transparentemente em direção a um BRAS (localizado em um rede de agregação Ethernet). Em adição, o DSLAM duplica a mensagem de IGMP e envia a mensagem de IGMP duplicada encapsulada dentro de quadros de IPoE em direção a comutadores Ethernet padrões (localizados em um rede de agregação Ethernet). A mensagem de IGMP encapsulada com IPoE pode ser tratada pelos comutadores Ethernet padrões. Esta funcionalidade da DSLAM assegura a distribuição ótima de várias transmissões pela rede de agregação Ethernet.
ύ V “NÓ DE ACESSO, MÉTODO PARA DISTRIBUIR UM FLUXO DE MULTI-DIFUSÃO DENTRO DE UMA REDE DE ACESSO DE BANDA LARGA PPPOE/IPOE. E; REDE DE ACESSO DE BANDA LARGA DL PPPOE/IPOE HÍBRIDA”
REIVINDICANDO BENEFÍCIO DO PEDIDO PROVISÓRIO ANTERIOR DEPOSITADO
Este pedido reivindica o benefício do pedido Provisório U.S. N° de Série 60/653,155 depositado em 15 de fevereiro de 2005, cujo conteúdo é incorporado aqui para referência.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Campo da Invenção
A presente invenção se refere a um nó de acesso (e.g. DSLAM) e método para otimizar a distribuição de um fluxo de multi-difusão (tráfego de multi-difusão) dentro de uma rede de acesso de banda larga de
PPPoE/IPoE híbrida.
Descrição da técnica Relacionada
As abreviações a seguir serão aqui definidas, pelo menos algumas das quais são referenciadas na descrição a seguir da técnica anterior e da modalidade preferida da presente invenção.
20 |
AAA
BRAS
CPE |
Autenticação, Autorização e Contabilização
Servidor de Acesso Remoto em Banda larga
Equipamentos de Premissas de Cliente |
|
DSL |
Linha de Assinante Digital |
|
DSLAM |
Multiplexador de Acesso por linha de Assinante Digital |
25 |
IGMP |
Protocolo de Gerenciamento de Grupo de Internet |
|
IP |
Protocolo de Internet |
|
IPoE |
IP sobre Ethernet |
|
PPP |
Protocolo de Ponto-a-Ponto |
|
PPPoE |
Protocolo de Ponto-a-Ponto sobre Ethernet. |
0 Á
Provedores de serviços de telecomunicações têm tentado construir uma rede de acesso de banda larga a custo efetivo, enquanto reusando os investimentos existentes em redes DSL, ainda sem comprometimento na habilidade para fornecer serviços de largura de banda » 5 alta (e. g. Internet, televisão), agradecem por sua compatibilidade com IP, simplicidade de distribuição, e proporção de desempenho por preço, a Ethernet tem sido usada para ajudar a construir tal rede de acesso de banda larga. Duas redes de acesso de banda larga baseada em Ethernet conhecidas e seus inconvenientes são descritos abaixo com respeito às FIGURAS 1-2.
• lO Referindo a FIGURA 1 (TÉCNICA ANTERIOR), há um diagrama de bloco, que ilustra os componentes básicos de rede de acesso de banda larga de IPoE tradicional 100. A rede de acesso de banda larga de IPoE tradicional 100 inclui múltiplos nós de acesso 102 (e. g. DSLAMs 102) que conecta usuários finais 104 e seus dispositivos de multi-difusão/CPEs 106 para uma rede de agregação Ethernet 108. A rede de agregação Ethernet 108 inclui múltiplos comutadores Ethernet 110 (somente três mostrados) e um roteador de multi-difusão 112 todos os quais são interconectados. O roteador de multi-difusão 112 é acoplado a um servidor de multimídia 114. Em φ operação, o servidor de multimídia 114 recebe um fluxo de multi-difusão 116 (e. g. TV, rádio) proveniente de um provedor de conteúdo 118. Então, o servidor de multimídia 114 transmite o fluxo de multi-difusão 116 que passa através de comutadores Ethernet selecionados 110 e DSLAMs 102 selecionado para os usuários finais 104 que solicitaram para receber o fluxo de multi-difusão 116 (mostrado como usuários finais 104'). Uma discussão detalhada sobre como todos esses componentes funcionam para distribuir o fluxo de multi-difusão 116 para os usuários finais 104' apropriados, é fornecido a seguir.
Em particular, os usuários finais 104' (somente três mostrados) que desejam receber o fluxo de multi-difusão 116 precisa transmitir uma solicitação de multi-difusão 120 (mensagem de junção de IGMP 120) em direção a seus respectivos DSLAM s 102 '(somente três mostrados). Cada solicitação de multi-difusão de flnxo de subida 120 contém um endereço do fluxo de multi-difusão 116 desejado. E, cada solicitação de multi-difusão de fluxo de subida 120 é encapsulada em IPoE. O DSLAM 102'trata as solicitações de multi-difusão encapsuladas em IPoE 120 e registra o usuário final 104' particular que solicitaram o fluxo de multi-difusão 116. Em adição, o DSLAM s 102'encaminha a solicitação de multi-difusão encapsulada em IPoE 120 em direção ao roteador de multi-difusão 112. Como as solicitações de multi-difusão 120 viajam em direção ao roteador de multi-difusão 112, os comutadores Ethernet 110 tratam as solicitações de multi-difusão encapsuladas em IPoE 120 para determinar que enlaces 122 eles precisam para usar quando eles encaminharem o fluxo de multi-difusão de fluxo de descida 116 para os usuários finais 104'. Este tratamento é como o DSLAM
102'e comutadores Ethernet 110 podem efetivamente distribuir o fluxo de multi-difusão 116 (que é também encapsulado em IPoE) para os usuários finais 104'.
O principal inconveniente desta topologia é que IPoE é usada para encapsular as solicitações de multi-difusão de fluxo de subida 120 e o fluxo de multi-difusão de fluxo de descida 116. Contudo, a maioria dos provedores de serviço gosta de usar PPoE como seu protocolo de acesso porque está em largo uso hoje e porque tem uma quantidade de capacidades inerentes relacionadas com AAA e segurança. Em resposta a esse inconveniente, uma rede de acesso de banda larga de PPoE/IPoE híbrida tem sido sugerida por Juníper Networks e BellSouth. A rede de acesso de banda larga de PPoE/IPoE híbrida aborda este inconveniente encapsulando as solicitações de multi-difusão de fluxo de subida em PPPoE e encapsulando o _ fluxo de multi-difusão de fluxo de descida (e. g. conteúdo) em IPoE. Uma discussão detalhada sobre a rede de acesso de banda larga de PPoE/IPoE híbrida é fornecida nos documentos a seguir:
• “1GMP Proxying vs Transparente Snnoping: WT-101
Applicability”. DSL Forum document tf dsl2004.471.00 por Jerome Moisand, Juniper Networks (December 7-9, 2004).
· “High lever requirements for IPTV multicast delivery via
PPPoE”, Bell South's functional specifications (December 12, 2004).
O conteúdo desses documentos é aqui incorporado para referência.
Uma discussão breve sobre a rede de acesso de banda larga de
PPoE/IPoE híbrida 200 e seus principais inconvenientes é fornecida a seguir com respeito a FIGURA 2 (TÉCNICA ANTERIOR). Como mostrado, a rede de acesso de banda larga de PPoE/IPoE híbrida tradicional 200 inclui múltiplos nós de acesso 202 (e. g. DSLAMs 202) que conecta usuários finais 204 e seus dispositivos de multi-difusão/CPEs 206 para uma rede de agregação Ethernet 208. A rede de agregação Ethernet 208 inclui múltiplos comutadores Ethernet 210 (somente três mostrados), um roteador de multidifusão 212 e um BRAS 213 todos os quais são interconectados. O BRAS 213 é acoplado a Internet 215. Ε, o roteador de multi-difusão 212 é acoplado a um servidor de multimídia 214.
Em operação, o servidor de multimídia 214 recebe um fluxo de multi-difusão 216 (e. g. TV, rádio) proveniente de um provedor de conteúdo 218. Então, o servidor de multimídia 214 transmite o fluxo de multi-difusão 216 que passa através de todos os comutadores Ethernet 210 e DSLAMs 202 selecionados para os usuários finais 204 que solicitaram para receber o fluxo de multi-difusão 216 (mostrado como usuários finais 204'). Uma discussão detalhada sobre como todas essa funções de componentes funcionam para distribuir o fluxo de multi-difusão 216 para os usuários finais 204' -apropriados, é fornecido a seguir.
Em particular, os usuários finais 204' (somente três mostrados) ϊ ϊ que desejam receber o fluxo de multi-difusão 216 precisam transmitir uma solicitação de multi-difusão 220 (mensagem de junção de IGMP 220) em direção a seus respectivos DST AM s 202 '(somente três mostrados;. Cada solicitação de multi-difusão de fluxo de subida 220 contém um endereço do fluxo de multi-difusão 216 desejado. E, cada solicitação de multi-difusão de fluxo de subida 220 é encapsulada em PPPoE (compara com FIGURA 1). O DSLAMs 202' tratam as solicitações de multi-difusão encapsuladas em PPPoE 220 e registra o usuário final 204' particular que solicitaram o fluxo de multi-difusão 216. Em adição, o DSLAM s 202' transparentemente encaminha as solicitações de multi-difusão encapsuladas em PPPoE 220, através dos comutadores Ethernet 210, em direção ao BRAS 213. E, os comutadores Ethernet 210 transparentemente encaminham as solicitações de multi-difusão encapsuladas em PPPoE 220, em direção ao BRAS 213 e não para o roteador de multi-difusão 212 (que não sabería o que fazer com as solicitações de multi-difusão encapsulada em PPPoE 220 já que ele não suporta PPP). Contudo, os comutadores Ethernet 210 não podem tratar as solicitações de multi-difusão encapsuladas em PPPoE 220.
Este é um problema já que os comutadores Ethernet 210 não são capazes de determinar os enlaces 222 que eles precisam usar para encaminhar o fluxo de multi-difusão de fluxo de descida 216 para os usuários finais 204'. Para resolver este problema, os comutadores Ethernet 210 ocupa todas as suas portas com o fluxo de multi-difusão 216 e envia o fluxo de multi-difusão 216 em ambos enlaces apropriados 222 e enlaces não apropriados 222'em direção a todos os DSLAMs 202. Isto gasta largura de banda na rede de acesso de banda larga de PPoE/IPoE híbrida tradicional 200. Neste exemplo, a largura de banda gasta pode se visto no comutador de Ethernet 210 onde o enlace não apropriado 222' é ocupado com o fluxo de multi-difusão de fluxo de descida 216 mas não há usuário final 204'associado com este link 222'ou com o correspondente DSLAM 202. Como tal, os comutadores Ethernet 210 não distribuem eficientemente os fluxo de multi difusào 216 (que é encapsulado em IPoE) para os usuários finais 204'. Este problema é resolvido pela presente invenção.
DESCRIÇÃO BREVE DA INVENÇÃO 5 Um mais completo entendimento da presente invenção pode ser obtido por referência a descrição detalhada a seguir quando tomada em conjunto com os desenhos anexos onde:
FIGURA 1 (TÉCNICA ANTERIOR) é um diagrama de bloco que ilustra os componentes básicos de uma rede de acesso de banda larga de
IPoE tradicional;
FIGURA 2 (TÉCNICA ANTERIOR) é um diagrama de bloco que ilustra os componentes básicos de uma rede de acesso de banda larga de PPPoE/IPoE híbrida tradicional;
FIGURA 3 é um diagrama de bloco que ilustra os 15 componentes básicos de uma rede de acesso de banda larga de PPPoE/IPoE híbrida de acordo com a presente invenção; e
FIGURA 4 é um diagrama de bloco que ilustra os componentes básicos de um DSLAM que está presente na rede de acesso de banda larga de PPPoE/IPoE híbrida mostrada na FIGURA 3 de acordo com a presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS
Referenciando a FIGURA 3, há um diagrama de bloco que ilustra os componentes básicos de uma rede de acesso de banda larga de PPPoE/IPoE híbrida 300 de acordo com a presente invenção. A rede de acesso de banda larga de PPPoE/IPoE híbrida 300 inclui múltiplos nós de acesso 302 (e. g. DSLAMs 302) que conecta usuários finais 304 e seus dispositivos de multi-difusão/CPEs 306 para uma rede de agregação Ethernet 308. A-rede de agregação Ethernet 308 tem múltiplos comutadores Ethernet 310 (somente três mostrados), um roteador de multi-difusão 312 e um BRAS
313 todos os quais sâo interconectados. O BRAS 313 é acoplado a Internet 315. E, o roteador de multi-difusão 312 é acoplado a um servidor de multimídia 314. Em operação, o servidor de multimídia 314 recebe um fluxo de multi-difusao 316 (e. g. TV, rádio) proveniente de um provedor de conteúdo 318. Então, o servidor de multimídia 314 transmite o fluxo de multidifusão 316 através de comutadores Ethernet selecionados 310 e DSLAMs 302 selecionado para os usuários finais 304 que solicitaram para receber o fluxo de multi-difusão 316 (mostrado como usuários finais 304'). Uma discussão detalhada sobre como todos esses componentes funcionam para distribuir o fluxo de multi-difusão 316 para os usuários finais 3 04' apropriados, é fornecido a seguir.
Em particular, os usuários finais 304' (somente três mostrados) que desejam receber o fluxo de multi-difusão 316 precisa transmitir uma solicitação de multi-difusão 320 (mensagem de junção de IGMP 320) em direção a seus respectivos DSLAM s 302 '(ver estágio “ 1 ” na FIGURA 4). Cada solicitação de multi-difusão de fluxo de subida 320 contém um endereço do fluxo de multi-difusão 316 desejado. E, cada solicitação de multi-difusão de fluxo de subida 320 é encapsulada em PPPoE. O DSLAM 302' trata as solicitações de multi-difusão encapsuladas em PPPoE 320 e transparentemente encaminhá-los em direção a rede de agregação Ethernet (ver estágio “ 2 ” na FIGURA 4). Em adição, o DSLAM s 302' replica a carga útil (e. g. carga útil de IGMP) na solicitação de multi-difusão 320 e forma uma solicitação de multi-difusão duplicada 321 que é encapsulada em IPoE (ver estágio “ 3 ” na FIGURA 4). O DSLAM 302’então encaminha as solicitações de multi-difusão encapsuladas em IPoE 321 em direção a rede de agregação Ethernet 308. Cada um dos DSLAMs 302’também registra os usuários finais particulares 304’que solicitaram o fluxo de multi-difusão 316.
— — Como as solicitações de multi-difusão encapsuladas em PPPoE viajam em direção ao BRAS 313, os comutadores Ethernet 310 não são •ϊ ο capazes de tratar aquelas solicitações 320 (ver discussão acima com respeito a FIGURA 2). Contudo, os comutadores Ethernet 310 são capazes de tratar as solicitações de multi-difusão encapsuíadas em IPoE 321. E, desde que os comutadores Ethernet 310 podem tratar as solicitações de multi-difusão duplicadas encapsuíadas em IPoE 321, eles podem determinar que enlace 322 precisa ser usado quando eles encaminham o fluxo de multi-difusão de fluxo de descida 316 para os usuários finais 304’. Uma discussão detalhada sobre como todos esses componentes funcionam para distribuir o fluxo de multidifusão 316 para os usuários finais 304' apropriados, é fornecido a seguir.
O roteador de multi-difusão 312 (possivelmente controlado pelo BRAS 313) emite o fluxo de multi-difusão de fluxo de descida 316. Os comutadores Ethernet 310 então encaminham o fluxo de multi-difusão 316 somente nos enlaces 322 conduzindo aos DSLAMs 3 02’que são conectados aos usuários finais 304’que solicitaram o fluxo de multi-difusão 316. Os
DSLAMs 302’então encaminham o fluxo de multi-difusão 316 para os usuários finais 3O4’(ver estágio “ 4 ” na FIGURA 4). Isto é um aprimoramento de mercado sobre a rede de acesso de banda larga de PPoE/IPoE híbrida tradicional 200 na qual os comutadores Ethernet 210 não podiam tratar as mensagens de solicitação encapsuíadas em PPPoE 220 (ver
FIGURA 2). Como tal, os comutadores Ethernet 210 não podem determinar que os de ligação 222 eles precisam usar de modo a encaminhar o fluxo de multi-difusão de fluxo de descida 216 para os usuários finais 2042 Para resolver este problema, os comutadores Ethernet 210 ocupa todas as suas portas com o fluxo de multi-difusão 216 e envia o fluxo de multi-difusão 216 em ambos enlaces apropriados 222 e enlaces não apropriados 222'em direção a todos os DSLAMs 202. Isto gasta largura de banda. Como pode ser visto, a rede de acesso de banda larga de PPoE/IPoE híbrida 300 da presente invenção -não sofre deste problema e não gasta largura de banda.
A seguir estão algumas características adicionais e vantagens χ
associadas com a presente invenção:
• O uso otimizado da largura de banda da rede de acordo com a presente invenção, como oposto a ocupação de todos os fiuxos de multidifusão com foi feito no passado cria uma solução escalonada para cima para distribuição de multi-difusão.
• Os DSLAMs 302, comutadores Ethernet 310 e BRAS 313 cada um tem um processador/lógica/computador aqui incorporados que podem efetuar várias ações da presente invenção usando circuitos especializados (e. g. portas lógicas discretas interconectadas para efetuar uma função especializada), instruções de programa, ou uma combinação de ambos. Por exemplo, o DSLAM 302’mostrado na FIGURA 4 ilustra tal processador 402.
• O roteador de multi-difusão 312 pode ser integrado como uma parte do BRAS 313 (não mostrado) ou pode ser um dispositivo separado (mostrado). A última arquitetura é a mesma que o modelo de referência do DSL Forum’s Working Text “ WT1-101 ” para acesso de banda larga sobre uma rede de agregação Ethernet.
• A mensagem de IGMP (pacote) 321 que é encapsulada em IpoE pelo DSLAM 302 pode ser sujeita a várias agregações/mecanismos de supressão. Tais mecanismos podem ser implementadas no DSLAM 302 ou em qualquer lugar na rede de agregação Ethernet 308.
• A descrição aqui fornecida sobre os componentes diferentes (e. g. DSLAMs 302, comutadores Ethernet 310, BRAS 313) na rede de acesso de banda larga de PPPoE/IPoE híbrida 300, omite certos detalhes sobre aqueles componentes que são bem conhecidos na indústria e não são necessários para entender a presente invenção. Isto é feito para clareza.
• Deve ser apreciado que as configurações das várias redes de acesso de banda larga 100, 200 e 300 aqui descritas são exemplares. E, que essas redes de acesso de banda larga 100, 200 e 300 podem ter uma larga
variedade de configurações.
Embora uma modalidade da presente invenção tem sido ilustrada nos desenhos anexos e descritos nas Descrições Detalhadas anteriores. Deve ser entendido que a invenção não é limitada para a modalidade revelada, mas é capaz de numerosas reorganizações, modificações e substituições sem fugir do espírito da invenção estabelecida e definida pelas seguintes reivindicações.
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