CN101202591B - 一种gpon系统中组播虚拟局域网注册的实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种GPON(吉比特无源光网络)系统中MVR(组播虚拟局域网注册)的实现方法。在OLT(光线路终端)侧运行IGMP(互联网群组管理协议)和MVR协议，对组播信息和用户组播权限进行管理，同时，OLT通过OMCI(光网络终端管理控制接口)通道将合法的组播用户信息配置在ONU(光网络单元)上；OLT将组播数据流通过广播GEM Port(GPON封装模式端口标识)发送到ONU上，ONU根据OLT配置来的组播信息，对下行的组播数据进行过滤、复制和VLAN变换，发送给各个组播用户。本发明所述方法，提高了管理的集成度和安全性，简化了ONU的设计，同时提高了带宽的利用率。

Description

一种GPON系统中组播虚拟局域网注册的实现方法
技术领域
本发明涉及GPON(吉比特无源光网络)系统中的组播技术，具体地说是涉及一种GPON系统中MVR(组播虚拟局域网注册，Multicast VLANRegistration)的实现方法。
背景技术
无源光网络(PON)技术是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT(光线路终端Optical Line Terminal)、用户侧的ONU(光网络单元OpticalNetworkUnit)以及ODN(光分配网络)组成。一般其下行采用TDM(时分复用)广播方式，上行采用TDMA(时分多址接入)方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构(典型结构为树形结构)。
在GPON系统中，每条数据流用一个GEM Port-Id(GPON封装模式端口标识，GPON Encapsulation Mode Port-Id)来标示。标准中定义了两种GEMPort：单播GEM Port和广播GEM Port。如图1所示，是GPON系统中多拷贝MVR组播的示意图，OLT将下行组播数据流复制成单播数据流，通过单播GEM Port发送给各个用户。如图2所示，是GPON系统中单拷贝MVR组播的示意图，下行组播数据流通过广播GEM Port送到ONU，由ONU进行复制，发送到各个用户。
根据目前的定义，要在GPON中实现MVR组播，有两种方法：
方法1、GPON系统中多拷贝MVR组播
在OLT侧运行IGMP(互联网群组管理协议)和MVR协议，将下行的组播数据流，对每个组播用户复制一份，并进行VLAN的转换，然后通过单播GEM Port发送给组播用户。当组播用户数量比较多时，采用这种方式会占用大量的下行带宽，造成带宽的浪费。同时，由于组播复制要占用很多OLT的资源，也会增加OLT的设计成本。
方法2、GPON系统中单拷贝MVR组播
在OLT侧运行IGMP(互联网群组管理协议)和MVR协议，将组播数据流通过广播GEM Port直接发送到各个ONU上，由ONU进行MVR组播的管理和复制。在目前的GPON标准中，可以通过OMCI(光网络终端管理控制接口，ONT Management And Control Interface)通道，对各个ONU的组播过滤表进行配置，但是没有定义ONU侧MVR功能的相关管理方法。因此，采用现有的这种组播方式时，无法实现同一ONU下各个组播用户的管理。同时，由于ONU位于用户侧，如果将用户组播权限管理放在ONU上，安全性也无法得到有效的保证。
由此可见，在目前的GPON标准中，无法实现安全高效的MVR组播。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种GPON系统中MVR组播的实现方法，实现安全高效的MVR组播。
本发明提供一种吉比特无源光网络系统中组播虚拟局域网注册组播的实现方法，包括如下步骤：
(1)在光线路终端OLT侧运行互联网群组管理协议IGMP和组播虚拟局域网注册MVR协议，根据用户的组播请求和权限，将合法用户的组播信息通过光网络终端管理控制接口OMCI通道配置到光网络单元ONU上；
(2)所述OLT将带有组播虚拟局域网VLAN的组播数据流，通过广播吉比特无源光网络封装模式端口GEM Port直接发送到各个ONU；
(3)所述ONU根据OLT配置的组播用户信息，对下行组播数据流进行过滤、复制，并进行VLAN转换，发送给各个组播用户。
进一步地，步骤(1)中所述OLT侧具有：
一个组播信息和组播用户权限表，由网管进行配置，规定下行的组播数据流信息、各个组播用户的信息和相应的组播权限；
一个ONU组播过滤表和一个ONU组播复制表，用于在OLT本地记录各个ONU上当前的组播过滤和组播复制信息。
进一步地，所述组播信息和组播用户权限表中包括：组播组的VLAN值、或用户的VLAN、或各个用户能够接收哪个组播组、或它们的组合；
进一步地，所述组播信息和组播用户权限表中定义的组播权限包括：各个组播组中允许的最大用户数、或用户的Port-Id和VLAN值、或用户的预览权限、或预览次数、或预览间隔时间、或其它组播权限信息、或它们的组合。
进一步地，步骤(1)中所述合法用户的组播信息包括：C-VLAN、或S-VLAN、或组播MAC地址或IP地址、或UNI端口号、或它们的组合。
进一步地，步骤(1)中所述用户的组播请求为组播加入请求时，OLT通过查询组播信息和用户权限表，确定用户具有合法的权限后，将用户的组播信息通过OMCI通道配置到ONU上；同时，更新OLT本地的ONU组播过滤表和组播复制表。
进一步地，步骤(1)中所述用户的组播请求为组播离开请求时，OLT通过查询保存在本地的ONU组播过滤表和组播复制表，确定用户组播信息被配置在一个ONU上后，通过OMCI通道将ONU上该用户的组播信息删掉；同时，更新OLT本地的ONU组播过滤表和组播复制表。
进一步地，步骤(1)进一步包括：
如果发起组播请求的用户没有相应的组播权限，则OLT拒绝用户的组播请求；
如果根据网管的配置需要向一个用户发送组播数据，但该用户未发起组播请求，OLT则将该用户的组播信息配置到ONU上，为该用户发送组播数据；同时，更新OLT本地的ONU组播过滤表和组播复制表。
进一步地，步骤(1)进一步包括：
当组播用户的组播权限被终止时，OLT将没有组播权限的用户的组播信息从ONU上删除；
同时，更新OLT本地的ONU组播过滤表和组播复制表。
进一步地，步骤(2)进一步可分为：
所述OLT将一个广播GEM Port配置在需要组播业务的各个ONU上；
将下行的带有组播VLAN的组播数据流，通过该广播GEM Port发送到各个ONU上。
进一步地，步骤(3)进一步可分为：
由OLT通过ONT管理控制接口OMCI通道在ONU侧创建和管理一个组播过滤表和一个组播复制表；
ONU通过广播GEM Port收到下行的组播数据流后，根据组播过滤表对组播数据流进行过滤，根据组播复制表对过滤后的组播数据进行跨VLAN组播复制，通过相应的UNI口发送给各个组播用户。
采用本发明所述方法，在OLT侧运行IGMP和MVR协议，对组播信息和用户组播权限进行管理，提高了管理的集成度和安全性，简化了ONU的设计，降低了ONU的成本。同时，将组播数据流通过广播GEM Port发送到ONU上，通过OMCI通道配置ONU的组播过滤表和组播复制表，由ONU对下行的组播数据进行过滤、复制和VLAN变换，可以大大提高带宽的利用率。
附图说明
图1是GPON系统中多拷贝MVR组播的示意图；
图2是GPON系统中单拷贝MVR组播的示意图；
图3是OLT对组播用户加入请求的处理流程；
图4是OLT对组播用户离开请求的处理流程；
图5是ONU对下行组播数据流的处理流程。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明所述的方法作进一步详细说明。
本发明中，在OLT侧运行IGMP和MVR协议，根据网管的配置，对组播用户进行管理和控制。主要思路在于，OLT通过OMCI通道，将合法的组播用户信息配置在ONU上；将组播数据流通过广播GEM Port发送至ONU；并通过OMCI通道将合法的组播用户信息配置在ONU上；ONU根据用户组播配置信息，对下行组播数据流进行复制，并进行VLAN转换，发送给各个组播用户。
具体而言，本发明所述GPON系统中MVR的实现方法，参照图2所示的组播示意图，主要包括如下步骤：
步骤一、OLT运行IGMP和MVR协议，根据用户的组播请求和权限，将合法的用户信息通过OMCI通道配置在ONU上。
在OLT侧对组播用户信息的维护和管理，该信息可以由网管进行配置，或者由OLT自动根据用户的请求进行学习。OLT侧有一个组播信息和组播用户权限表，该权限表由网管进行配置，规定了下行的组播数据流信息，以及各个组播用户的信息和相应的组播权限，如组播组的VLAN值、用户的VLAN、各个用户能够接收哪个组播组等。同时，还有一个ONU组播过滤表和一个ONU组播复制表，用于记录各个ONU上当前的组播过滤和组播复制信息。
在OLT侧运行IGMP和MVR协议，收到用户的组播加入请求后，根据用户的组播请求和权限，查询组播信息和用户权限表，如果用户有合法的权限，就将用户的组播信息(C-VLAN、S-VLAN、组播MAC地址或IP地址、UNI端口号等)，通过OMCI通道配置在ONU上。如果用户没有相应的组播权限，就拒绝用户的请求。
在OLT侧运行IGMP和MVR协议，OLT收到用户的组播离开请求后，OLT通过查询保存在本地的ONU组播过滤表和组播复制表，确定用户组播信息被配置在一个ONU上后，就通过OMCI通道将ONU上该用户的组播信息删掉，ONU就不会再给该用户发送组播数据流。
如果根据网管的配置需要向一个用户发送组播数据，但该用户未发起组播请求，OLT则将该用户的组播信息配置到ONU上，为该用户发送组播数据；同时，更新OLT本地的ONU组播过滤表和组播复制表。
当组播用户的组播权限被终止时，OLT将没有组播权限的用户的组播信息从ONU上删除；
同时，更新OLT本地的ONU组播过滤表和组播复制表。
步骤二、OLT将带有组播VLAN的组播数据流，通过广播GEM Port送到各个ONU上去。
OLT首先将一个广播GEM Port配置在需要组播业务的各个ONU上；
将下行的组播数据流，通过该广播GEM Port，发送到各个ONU上。
步骤三、ONU根据OLT配置的组播用户信息，对下行组播数据流进行复制，并进行VLAN转换，发送给各个组播用户；
ONU侧有一个组播过滤表和一个组播复制表，由OLT通过OMCI通道进行创建和管理。ONU通过广播GEM Port收到下行的组播数据流后，根据组播过滤表，对组播数据流进行过滤。对过滤后的组播数据，根据组播复制表进行跨VLAN组播复制，通过相应的UNI口发送给各个组播用户。
下面进一步地，对用户的组播加入请求流程、用户的组播离开请求以及ONU对下行组播数据流的处理流程进行详细说明。
如图3所示，OLT收到用户的组播加入请求后，根据用户的Port-Id和VLAN值，查询OLT侧保存的组播用户权限表。该权限表定义了各个组播组中，允许的最大用户数、用户的Port-Id和VLAN值，以及用户的具体操作权限(如预览权限、预览次数、预览间隔时间等)。
如果用户在请求的组播组中有合法的权限，OLT就将该用户的组播信息，通过OMCI配置到对应的ONU上，也就是修改用户所在的ONU上的组播过滤表和组播复制表，同时更新OLT本地的ONU组播过滤表和组播复制表。
如果用户没有请求的组播权限，就拒绝用户的请求。
如图4所示，OLT收到用户的组播离开请求后，根据用户的Port-Id和VLAN值，通过OMCI通道，修改用户所在的ONU上的组播过滤表和组播复制表，将ONU上该用户的组播信息删掉，同时更新OLT本地的ONU组播过滤表和组播复制表。
如图5所示，ONU通过广播GEM Port收到下行的组播数据流后，根据组播IP地址，查询组播过滤表，先对组播数据进行过滤。ONU的组播过滤表由OLT进行创建和管理，记录了该ONU上的组播用户当前所请求的组播组。如果一个ONU上接有几个组播用户，但是没有请求组播业务，则组播过滤表就是空的，ONU也就不会接收任何组播数据。
ONU的组播复制表同样由OLT进行创建和管理，记录了一个组播数据流，应该被发送给哪几个组播用户。ONU根据这个表，对过滤后的组播数据进行跨VLAN复制，送到相应的UNI口上去。

Claims (10)

1.一种吉比特无源光网络系统中组播虚拟局域网注册的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在光线路终端OLT侧运行互联网群组管理协议IGMP和组播虚拟局域网注册MVR协议，根据用户的组播请求和权限，将合法用户的组播信息通过光网络终端管理控制接口OMCI通道配置到光网络单元ONU上；
(2)所述OLT将带有组播虚拟局域网VLAN的组播数据流，通过广播吉比特无源光网络封装模式端口GEM Port直接发送到各个ONU；
(3)所述ONU根据OLT配置的组播用户信息，对下行组播数据流进行过滤、复制，并进行VLAN转换，发送给各个组播用户。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述OLT侧具有：
一个组播信息和组播用户权限表，由网管进行配置，规定下行的组播数据流信息、各个组播用户的信息和相应的组播权限；
一个ONU组播过滤表和一个ONU组播复制表，用于在OLT本地记录各个ONU上当前的组播过滤和组播复制信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述组播信息和组播用户权限表中包括：组播组的VLAN值、或用户的VLAN、或各个用户能够接收哪个组播组、或它们的组合；
所述组播信息和组播用户权限表中定义的组播权限包括：各个组播组中允许的最大用户数、或用户的Port-Id和VLAN值、或用户的预览权限、或预览次数、或预览间隔时间、或其它组播权限信息、或它们的组合。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述合法用户的组播信息包括：C-VLAN、或S-VLAN、或组播MAC地址或IP地址、或UNI端口号、或它们的组合。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述用户的组播请求为组播加入请求时，OLT通过查询组播信息和组播用户权限表，确定用户具有合法的权限后，将用户的组播信息通过OMCI通道配置到ONU上；
同时，更新OLT本地的ONU组播过滤表和组播复制表。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述用户的组播请求为组播离开请求时，OLT通过查询保存在本地的ONU组播过滤表和组播复制表，确定用户组播信息被配置在一个ONU上后，通过OMCI通道将ONU上该用户的组播信息删掉；同时，更新OLT本地的ONU组播过滤表和组播复制表。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括：
如果发起组播请求的用户没有相应的组播权限，则OLT拒绝用户的组播请求；
如果根据网管的配置需要向一个用户发送组播数据，但该用户未发起组播请求，OLT则将该用户的组播信息配置到ONU上，为该用户发送组播数据；同时，更新OLT本地的ONU组播过滤表和组播复制表。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括：
当组播用户的组播权限被终止时，OLT将没有组播权限的用户的组播信息从ONU上删除；
同时，更新OLT本地的ONU组播过滤表和组播复制表。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)进一步可分为：
所述OLT将一个广播GEM Port配置在需要组播业务的各个ONU上；
将下行的带有组播VLAN的组播数据流，通过该广播GEM Port发送到各个ONU上。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)进一步可分为：
由OLT通过光网络终端管理控制接口OMCI通道在ONU侧创建和管理一个组播过滤表和一个组播复制表；
ONU通过广播GEM Port收到下行的组播数据流后，根据组播过滤表对组播数据流进行过滤，根据组播复制表对过滤后的组播数据进行跨VLAN组播复制，通过相应的UNI口发送给各个组播用户。
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