CN100546263C - 空间多播数字用户线接入复接器组播业务实现方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空间多播的DSLAM(数字用户线接入复接器)组播业务实现方法和装置。该方法包括：用户发送请求连接预定组播组的报文；鉴权所述用户的权限，以实现与对应的组播PVC的连接；判断是否存在对应的组播PVC(永久虚电路)，如果不存在，则建立所述组播PVC，并建立与该组播PVC的连接；如果存在，则加入所述组播PVC。装置包括：主控板、协议处理板和ADSL接口板，所述主控板、协议处理板和ADSL接口板通过共享式高速信元总线相互耦合。利用本发明，节约了视频组播流要求的带宽资源。

Description

空间多播数字用户线接入复接器组播业务实现方法和装置

技术领域

本发明涉及网络技术，具体涉及一种空间多播的DSLAM(数字用户线接入复接器)组播业务实现方法和装置。

背景技术

为了便于本领域一般技术人员理解本发明，首先给出本说明书中使用的术语的解释如表1。

ADSL	Asymmetric Digital Subscriber Line	不对称数字用户线
			ATM	Asynchronous Transfer Mode	异步传输模式
BAS	Broad band Access Server	宽带接入服务器
			DSLAM	Digital Subscriber Line Access Multiplexer	数字用户线接入复接器
IGMP	Internet Group Management Protocol	因特网组管理协议
			IMGP V2		因特网组管理协议V2版本
PVC	Permanent Virtual Circuit	永久虚电路
			RTU	Remote Terminal Unit	远程用户终端(ADSLMODEM)

表1

随着宽带业务的发展，组播业务越来越受到运营商的重视。传统的DSLAM产品大多数是基于ATM内核实现的，而ATM是面向点对点传送的，要实现点对多点的组播业务通常比较困难，一般都是通过多级分级复制业务到最下层用户端口来实现，每个用户都需要建立一条专用的业务PVC，对于同一个视频组播流在DSLAM系统中则存在多条传播视频流的PVC以及存在多份该视频流的拷贝，浪费了系统资源。

图1示出了现有技术的ATM DSLAM实现组播业务的方法。其工作原理如下：从上行方向下来的组播视频流，通过多级复制实现多播视频流业务到各用户端口，一般主控板(或上行处理板)将视频流复制到各业务板、各业务板再复制到各用户端口；这样在ATM DSLAM内部从上行接口板到每个用户ADSL端口都需要建立一条PVC，使得在DSLAM内部对于多个用户点播同一频道的视频流存在多份视频流的拷贝，占用了DSLAM系统的较多带宽及PVC资源，且用户终端也需要配置多条PVC，给终端的管理和维护带来较多麻烦。

现有技术的ATM DSLAM实现组播业务的方法存在如下问题：

1、在DSLAM内部实现上是利用单播PVC实现视频流“复制”到每个用户，因而每个用户需建一条PVC到上行接口，占用DSLAM较多PVC资源，且效率低；

2、同一视频源多播流在DSLAM设备存在多份相同的拷贝，额外占用DSLAM内部带宽；

3、RTU需要配置多条PVC以区别是单播还是多播业务；

4、用户无法动态加入或者离开某个多播组。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺点，通过共享式高速信元总线空间组播实现组播流处理，在DSLAM内部只用一条组播PVC即可完成对用户的组播复制处理；ATM DSLAM设备上的用户可以根据需要动态的加入和离开组播组；

本发明提供一种空间多播数字用户线接入复接器组播业务实现方法，包括：

协议处理板接收用户发送的请求加入预定组播PVC的报文；

协议处理板发送鉴权请求至主控板，由主控板鉴权所述用户的权限，如果鉴权通过，则执行下面的步骤；否则，报警指示；

主控板判断是否存在所述用户请求加入的组播PVC，

如果不存在，则主控板建立所述组播PVC，

如果存在，则主控板控制用户加入所述组播PVC，

在数字用户线接入复接器DSLAM中，为每个视频流建立一条组播PVC，将组播PVC的信号通过共享式高速信元总线播放给加入组播PVC的用户。

可选地，主控板建立所述用户请求加入的组播PVC的同时建立用户与该用户请求加入的组播PVC的连接。

优选地，所述协议处理板接收用户发送的请求加入预定组播PVC的报文的步骤进一步包括如下子步骤：

协议处理板接收用户发送的因特网组管理协议IGMP组播PVC请求报文；可选地，所述协议处理板识别所述IGMP组播PVC请求报文的步骤包括进一步包括如下子步骤：协议处理板根据标准IGMP协议识别此报文并将其捕获给协议处理板的软件。

优选地，所述协议处理板请求主控板鉴权进一步包括如下子步骤：

协议处理板将用户虚连接VC标识和请求加入的组播PVC记录到用户表中，通过消息通道发送一个高层消息到主控板，以请求对所述用户的权限进行鉴权。

优选地，所述方法进一步包括：

主控板判断用户是否离开组播PVC，如判断出用户离开组播PVC，则主控板下发消息将所述用户从用户离开的组播PVC删除，在所述用户为所述用户离开的组播PVC的最后一个用户时，删除所述用户离开的组播PVC。

可选地，所述主控板判断用户是否离开组播PVC进一步包括如下子步骤：

协议处理板每隔预定时间向用户所在的组播PVC下发IGMP通用查询请求，判断在规定时间用户是否响应，如果未响应，则认为用户已经离开用户所在的组播PVC，并将离开的用户的信息发给所述主控板；或

协议处理板根据用户离开时发送的因特网组管理协议V2版本IGMP V2请求确定用户已经离开用户所在的组播PVC，并将离开的用户的信息发给所述主控板。

优选地，所述离开的用户的信息均为用户内部VC标识。

本发明提供一种空间多播数字用户线接入复接器组播业务实现装置，包括：主控板、协议处理板和ADSL接口板，所述主控板、协议处理板和ADSL接口板通过共享式高速信元总线相互耦合，其耦合结构包括：虚连接VC一端终结在上层网络的宽带接入服务器BAS设备，一端终结在协议处理板上，中间经过ATM网络、DSLAM上行接口和共享式高速信元总线；

用户VC存在多条，每条所述用户VC的一端终结在远程终端单元RTU上，另外一端终结在协议处理板上，中间经过ADSL接口板和共享式高速信元总线。

可选地，所述主控板实现用户组播权限的鉴权、用户组播通道的管理、组播用户管理、数据的配置以及上行接口提供；

所述协议处理板进行异步传输模式ATM和以太网之间的协议转换、组播和单播数据的分流、IGMP请求报文的捕获处理、IGMP查询以及IGMP侦听；

所述ADSL接口板实现对用户ADSL线路的适配、接入以及组播VC和单播VC的汇聚。

利用本发明，可以在DSLAM中通过一条组播PVC即可解决所有ADSL用户的组播复制问题，大大节约了视频组播流对DSLAM系统内部的带宽资源；利用本发明，可以减少对DSLAM内部PVC资源的占用；可动态控制用户加入或者离开某个多播组；整个组播实现方案简明清晰，维护简单，组播PVC和单播PVC在ADSL接口板上实现聚合，RTU上只需配置一条PVC即可。

附图说明

图1示出了现有技术的ATM DSLAM实现组播业务的方法；

图2描述了本发明的优选实施例的基于共享式信元总线空间多播的ATM DSLAM实现组播业务示意图；

图3示出本发明的实施例的基于共享式信元总线空间多播的ATM DSLAM实现组播系统结构图；

图4示出本发明的实施例中用户加入组播组的处理流程图；

图5示出本发明的实施例中用户离开组播组的处理流程图。

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解本发明，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

首先参照图2，图2描述了本发明的优选实施例的基于共享式信元总线空间多播的ATM DSLAM实现组播业务示意图。本发明利用共享式高速信元总线，共享式高速信元总线是一种基于共享总线时分复用的信元交换型总线，其基本原理是：总线上挂了多个接口模块，并且有一个接口模块具有仲裁功能。当某一模块有信元需要在总线上发送时，该模块必须向仲裁器提出申请，在申请时向仲裁器发出的信号含有请求发送的优先级的一个或多个比特。仲裁器根据一定的仲裁算法选择其中的一个模块允许其在总线上发送信元，首先选择高优先级的模块。在获得允许的模块发送信元时，总线上所有的模块同时都接收，当发现该信元是应该由自己接收时就将信元从总线上接收进来。也即当一个信元发送到总线上时，所有接入总线的物理单板的接口芯片都可接收到该信元，然后，根据发送信元的目的地址判断是否是发给自己的信元，如果是则接收下来，否则丢弃。本发明通过这种方式在总线上实现了信元的交换，实现了组播/单播业务的会聚。

本发明利用共享式高速信元总线的空间多播特性，在DSLAM中对于每个视频流只需建立一条组播PVC，将组播PVC的信号放在共享式高速信元总线上，由主机软件控制每个ADSL用户动态加入/离开共享式高速信元总线上的组播PVC，即可完成视频组播流到ADSL用户的复制，每个视频源只对应一条组播PVC，而在DSLAM局端设备上通过高速信元总线由主机软件控制每个ADSL用户动态加入/离开组播PVC，在DSLAM内部只存在一份拷贝，大大减轻视频流对DSLAM宽带的浪费及PVC资源的占用，且数据配置操作起来也更为简单明了。

图3示出本发明的实施例的基于共享式信元总线空间多播的ATMDSLAM实现组播系统结构图。DSLAM由主控板、协议处理板和ADSL接口板组成，它们通过共享式高速信元总线相互耦合。其中：

●主控板进行用户多播权限的鉴权、用户多播通道的管理、多播用户管理、数据的配置、上行接口提供等功能。

●协议处理板进行ATM和以太网之间的协议转换、多播和单播数据的分流、IGMP请求报文的捕获处理、IGMP查询器、IGMPSnooping(IGMP侦听，对IGMP报文进行侦听、捕获)等功能。

●ADSL接口板完成用户ADSL线路的适配、接入、多播VC和单播VC的汇聚等功能。

●上行VC连接一端终结在上层网络的BAS设备，一端终结在协议处理板上，中间经过ATM网络、DSLAM上行接口和共享式调整信元总线；用户VC存在多条，一端终结在各个RTU上，另外一端终结在协议处理板上，中间经过ADSL接口板和共享式高速信元总线。

图4示出本发明的实施例中用户加入组播组的处理流程图。

在步骤10，用户发送IGMP组播组加入请求，用户打开一个组播视频流后，计算机发送一个请求加入某个组播组的报文，该报文在RTU上被封装为ATM信元，通过相应的用户VC交换到协议处理板；

在步骤20，协议处理板捕获用户IGMP加入报文，并将用户的信息发给主控板；协议处理板将ATM信元组成以太网帧，底层硬件逻辑根据标准IGMP协议识别此报文并将其捕获给协议处理板的软件，软件根据此请求报文将用户VC标识和要加入的组播组记录到用户表中，同时通过消息通道发送一个高层消息到主控板，请求对此用户的权限进行鉴权；

在步骤30，主控板根据事先创建的用户权限列表进行鉴权；如果主控板鉴权通过，在步骤50，主控板下发消息将该用户加入到该组播PVC中，使该用户可以接收此组播数据；如果是第一个用户加入该组播组则必需先创建该组播PVC。即：发送响应给协议处理板，同时针对这个多播组建立一条组播PVC连接，并发消息通知ADSL接口板，将该用户端口加入到这一条组播PVC内。如果主控板鉴权失败，在步骤40，系统报警指示。

虽然在实施例中描绘为鉴权通过后，将该用户加入到该组播PVC中，使该用户可以接收此组播数据；如果是第一个用户加入该组播组则必需先创建该组播PVC。本领域一般技术人员应该知道，可以在鉴权前或鉴权同时发加入请求及创建该组播PVC。

图5示出本发明的实施例中用户离开组播组的处理流程图。

确定用户离开某个多播组有两种方法：一个是协议处理板提供IGMP查询器的功能，每隔一定时间通过用户VC向所有ADSL用户发送组播通用查询，如果某个用户长时间没有发送响应报文，则认为用户已经离开所在的组播组；另外支持IGMPV2协议的用户计算机在离开某个组播组时会发送离开组播组报文给上层网络，这个报文被协议处理板捕获到后也认为用户离开了特定组播组。发现用户离开某个组播组后，协议处理板发送高层消息给主控板，主控板再发送消息到用户接口板，将用户端口从对应的组播PVC删除，用户就不会再收到该组播组的报文了。

如果利用协议处理板提供IGMP查询器的功能，在步骤510，协议处理板每隔固定时间向每个组播组下发IGMP通用查询请求，这里的查询时间间隔可根据需要自行配置。如果在规定时间没有用户响应，则在步骤530将用户的VC标识信息发给主控板，认为用户已经离开所在的组播组。然后在步骤550，主控板下发消息将该ADSL用户从该组播PVC删除，如果该用户为该组播PVC的最后一个用户则同时删除该组播PVC。流程结束。

如果为支持IGMPV2协议的用户计算机，(IGMP V2版本有IGMP leave消息，而IGMP V1版本没有)其在离开某个组播组时会发送离开组播组报文给上层网络；在步骤520，用户发送IGMP V2离开请求；在步骤540，协议处理板捕获用户IMGP V2离开报文，并将用户的VC标识信息发给主控板，认为用户已经离开所在的组播组。然后在步骤550，主控板下发消息将该ADSL用户从该组播PVC删除，如果该用户为该组播PVC的最后一个用户则同时删除该组播PVC。流程结束。

在本发明中，单播数据的转发有两个方向，一个上行，一个下行，上行方向指的是从用户接入侧到网络侧，下行方向相反。

上行时，用户侧的VC信元按照连接信息交换到协议处理板上，协议处理板再将信元组成以太网帧，根据配置的连接信息打上相应的VLAN(Virtual Bridged Local Area Networks，虚拟局域网)标记，并进行源MAC地址和用户VC对应关系的学习。随后再恢复成信元流并交换到网络侧的VC。

下行方向的信元从网络侧VC交换到协议处理板之后进行组帧、加VLAN头、多播和单播的分流等处理，然后单播数据帧再根据VLAN和用户VC的对应关系以及MAC和用户VC的对应关系将帧分解成信元发送到对应的用户VC上。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (9)

1.一种空间多播数字用户线接入复接器组播业务实现方法，其特征在于，所述方法包括：

协议处理板接收用户发送的请求加入预定组播PVC的报文；

协议处理板发送鉴权请求至主控板，由主控板鉴权所述用户的权限，如果鉴权通过，则执行下面的步骤；否则，报警指示；

主控板判断是否存在所述用户请求加入的组播PVC，

如果不存在，则主控板建立所述组播PVC，

如果存在，则主控板控制用户加入所述组播PVC，

在数字用户线接入复接器DSLAM中，为每个视频流建立一条组播PVC，将组播PVC的信号通过共享式高速信元总线播放给加入组播PVC的用户。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，主控板建立所述用户请求加入的组播PVC的同时建立用户与该用户请求加入的组播PVC的连接。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述协议处理板接收用户发送的请求加入预定组播PVC的报文的步骤进一步包括如下子步骤：

协议处理板接收用户发送的因特网组管理协议IGMP组播PVC请求报文；

协议处理板识别并捕获所述IGMP组播PVC请求报文，并通过高层协议发送给主控板进行鉴权。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述协议处理板请求主控板鉴权进一步包括如下子步骤：

协议处理板将用户虚连接VC标识和请求加入的组播PVC记录到用户表中，通过消息通道发送一个高层消息到主控板，以请求对所述用户的权限进行鉴权。

5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

主控板判断用户是否离开组播PVC，如判断出用户离开组播PVC，则主控板下发消息将所述用户从用户离开的组播PVC删除，在所述用户为所述用户离开的组播PVC的最后一个用户时，删除所述用户离开的组播PVC。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述主控板判断用户是否离开组播PVC进一步包括如下子步骤：

协议处理板每隔预定时间向用户所在的组播PVC下发IGMP通用查询请求，判断在规定时间用户是否响应，如果未响应，则认为用户已经离开用户所在的组播PVC，并将离开的用户的信息发给所述主控板；或

协议处理板根据用户离开时发送的因特网组管理协议V2版本IGMP V2请求确定用户已经离开用户所在的组播PVC，并将离开的用户的信息发给所述主控板。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述离开的用户的信息均为用户内部VC标识。

8.一种空间多播数字用户线接入复接器组播业务实现装置，其特征在于，包括：主控板、协议处理板和ADSL接口板，所述主控板、协议处理板和ADSL接口板通过共享式高速信元总线相互耦合，其耦合结构包括：虚连接VC一端终结在上层网络的宽带接入服务器BAS设备，一端终结在协议处理板上，中间经过ATM网络、DSLAM上行接口和共享式高速信元总线；

用户VC存在多条，每条所述用户VC的一端终结在远程终端单元RTU上，另外一端终结在协议处理板上，中间经过ADSL接口板和共享式高速信元总线。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述主控板实现用户组播权限的鉴权、用户组播通道的管理、组播用户管理、数据的配置以及上行接口提供；

所述协议处理板进行异步传输模式ATM和以太网之间的协议转换、组播和单播数据的分流、IGMP请求报文的捕获处理、IGMP查询以及IGMP侦听；

所述ADSL接口板实现对用户ADSL线路的适配、接入以及组播VC和单播VC的汇聚。

Images