CN101605275B - 一种受控组播系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种实现受控组播的系统，用于千兆以太网无源光网络中，其包括光网络单元，光纤线路终端，计费系统，终端用户，其中，所述光网络单元进一步包括抓包引擎模块，用于建立和维护终端用户的MAC地址与网络用户端口之间的对应关系。本发明在保证用户正常申请和获取组播流的前提下，通过光网络单元让组播流量不向非法用户复制实现对用户权限的控制，对业务运行的可控制可管理，同时也大大节省了用户与光网络单元之间的带宽。
Description
技术领域
本发明涉及一种实现受控组播的系统，尤其涉及一种应用于千兆以太网无源光网络中的受控组播系统，另外，本发明还涉及上述实现受控组播的系统的使用方法。
背景技术
目前在基于GEPON技术组建的接入网中，受控组播的实现主要是在接入控制路由器端口上进行。通常的做法是在光纤线路终端(OLT)上联的接入控制路由器端口上进行多个VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)的组播数据复制，即组播虚拟局域网注册技术(Multicast VLAN Registration，MVR)。在这种实现方案中，通过将GEPON的每个终端设备一光网络单元(ONU)的用户网络端口分配到一个单独的VLAN中，利用VLAN将组播业务用户进行隔离。当终端用户有组播业务请求到达位于接入网上联的接入控制路由器时，在接入控制路由器下行连接接入网的端口上，利用MVR技术将该用户请求组播组的IP组播数据复制到该用户所在的VLAN中，即将组播数据的VLAN标签值设置为该终端用户所在的VLAN，并通过接入网将该组播流向下推送给该终端用户。由于所有的终端用户通过VLAN进行了隔离，所以其他终端用户申请的组播组数据，由于不在本终端用户所属的VLAN中，因此不会被本终端用户所接收到，从而保证每个终端用户只接收到自己拥有权限的组播组数据。
但是该方案由于在接入控制路由器端口上将一个组播流复制到多个VLAN中，形成多个组播流，即使两个不同的终端用户需要接收同一套组播流，在接入网中也会有两套内容相同的组播数据流在不同的VLAN中同时存在，这样会大量浪费接入网的带宽资源。
另一方面，如果GEPON系统采用VLAN归并技术，即GEPON系统中所有的终端用户的组播业务请求都被归并到一个VLAN中，其目的是将原本需要在多个VLAN中进行发送的组播数据，归并到统一的一个组播VLAN中进行发送，这样虽然解决了MVR技术浪费接入网带宽资源的缺陷，但将会导致GEPON系统下的所有终端用户权限无法区分，也就是说业务的运行维护无法做到可控制可管理。
因此，实有必要对现有的受控组播系统做进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种节约接入网带宽资源且便于控制和管理的实现受控组播的系统，另外，本发明还提供一种实现受控组播的系统的使用方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种实现受控组播的系统，用于千兆以太网无源光网络中，其包括：
光网络单元，包括网络用户端口及IGMP/MLD处理模块；
光纤线路终端，用于接收光网络单元发送的信息；
计费系统，用于查询当前用户的权限信息并发送给光纤线路终端；
终端用户，通过千兆以太网无源光网络系统连接网络的终端设备；
其特征在于：所述光网络单元进一步包括抓包引擎模块，用于建立和维护终端用户的MAC地址与网络用户端口之间的对应关系。
利用上述实现受控组播的系统的使用方法，包括如下步骤：
步骤一，当前用户发送请求；
步骤二，光网络单元将该信息加上光网络单元号组织成报文发送给光纤线路终端；
步骤三，光纤线路终端将收到的用户MAC地址与光网络单元的网络用户端口对应关系进一步封装再转发到计费系统；
步骤四，计费系统根据用户信息与网络用户端口的对应关系查询到用户权限并下发给光纤线路终端；
步骤五，光纤线路终端根据光网络单元号将用户权限分发到对应光网络单元；
步骤六，光网络单元根据收到的用户权限过滤该用户对应端口的组播流。
作为本发明的一种优选方案，步骤二中所述IGMP/MLD处理模块通过抓包引擎模块捕捉数据中的IGMP/MLD协议包，并通过所述CPU端口发送给所述光网络单元芯片的内嵌CPU，所述光网络单元芯片的内嵌CPU将IGMP/MLD协议包中的网络用户端口号与终端用户MAC地址的对应关系加上光网络单元号信息组织成报文，再通过OAM通信机制发送给光纤线路终端。
作为本发明的一种优选方案，步骤三中光纤线路终端接收到光网络单元发送过来的包括光网络单元号，终端用户MAC地址与网络用户端口端口号之间对应关系的报文后继续添加当前光纤线路终端编号之后组织成报文通过TCP/IP通信机制发送给计费系统。
作为本发明的一种优选方案，步骤四中的当前用户的权限信息发生变化时，所述计费系统采用同样的机制主动经过对应的光纤线路终端通知与该当前用户相连的光网络单元更新缓存的用户权限信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明在保证用户正常申请和获取组播流的前提下，通过光网络单元让组播流量不向非法用户复制实现对用户权限的控制，对业务运行的可控制可管理，同时也大大节省了用户与光网络单元之间的带宽。
附图说明
图1是本发明装置结构示意图；
图2是本发明在接入网中支持受控组播的实现的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：
一种实现受控组播的系统的使用方法，包括以下步骤：
1)光网络单元在用户上线时利用抓包引擎主动学习到光网络单元中UNI端口与终端用户的MAC地址的对应关系，并经过光纤线路终端(OLT)从计费系统中查询该用户的权限信息；
2)用户权限发生变化时，计费系统主动经过对应的光纤线路终端(OLT)通知与该用户相连的光网络单元更新缓存的用户权限信息；
3)组播数据流到达光网络单元后，光网络单元根据缓存的用户权限信息，对光网络单元中每个端口可以转发的组播信息进行过滤，确保数据流的转发与用户拥有的权限一致。
其中，所述步骤1)，步骤2)以及步骤3)中的组播信息过滤是在光网络单元中实现，并且是基于光网络单元的端口进行组播信息过滤的。
一种实现受控组播的系统，其包括：上行IGMP/MLD协议包抓包引擎模块，在上行数据包进入UNI口后，用于捕捉上行数据中的IGMP/MLD Report协议报文，并据此建立和维护一个终端用户MAC地址与UNI端口号之间的对应关系，并将该信息加上光网络单元号组织成报文通过OAM通信机制传送给光纤线路终端；
光纤线路终端接收到光网络单元发送过来的包括光网络单元号，终端用户MAC地址与UNI端口号之间对应关系的报文后继续添加当前光纤线路终端编号之后组织成报文通过TCP/IP通信机制发送给计费系统；
计费系统收到光纤线路终端发送过来的用户MAC地址信息，则查询出当前用户的权限信息并组织成报文发送到对应的光纤线路终端，光纤线路终端再根据报文中的光网络单元号将UNI端口与用户权限信息对应关系分发到光网络单元。如果某个用户的权限信息发生变化则计费系统采用同样的机制将用户新的权限信息更新到光网络单元。
所述光网络单元包括一个内设有IGMP/MLD处理模块、CPU端口的以太网交换芯片和一个具有内嵌CPU处理模块的ONU芯片，当上行数据进入所述以太网交换芯片后，所述IGMP/MLD处理模块捕捉数据中的IGMP/MLD协议包，并通过所述CPU端口发送给所述ONU芯片的内嵌CPU，所述ONU芯片的内嵌CPU将IGMP/MLD协议包中的UNI端口与终端用户MAC地址信息组织成报文，再通过上联端口发送出去。当组播业务数据流到达光网络单元后，光网络单元根据从计费系统中查询到用户权限信息，决定每个组播业务数据流允许在哪些端口通过，从而实现了对用户权限的控制，对业务运行的可控制可管理。
采用本发明后在GEPON中支持受控组播IPTV业务的实现如图2所示。例如，用户A和用户B(未标示)分别连接在光网络单元1的两个UNI端口标识为1-1和1-M，假设用户A的权限为收看频道1，3，5的节目，用户B的权限为收看频道2，4，6的节目。当用户A上线时，并且发送申请频道1的IGMP/MLD Report报文，光网络单元通过抓包引擎获取到用户A的MAC地址和用户A所连光网络单元的UNI端口号为1-1，并将用户MAC与UNI端口信息发送给光纤线路终端，光纤线路终端将自己的标识号封装在报文中继续转发给计费系统，计费系统收到报文后根据报文中包含的用户MAC从用户权限表中查询到该用户的权限发送给光纤线路终端，光纤线路终端根据报文中的光网络单元号将用户权限信息分发到光网络单元上。光网络单元缓存其下所有上线了的终端用户权限，这样该网络单元下所有用户申请的组播流都会到达光网络单元，光网络单元再根据缓存的用户权限信息决定每个端口上允许通过的组播数据流，从而达到组播流量不向非法用户复制，实现对业务的可控可管理，同时也大大节省了用户与光网络单元之间的带宽。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，不脱离本发明精神和范围的技术方案均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种实现受控组播的系统的使用方法，该方法包括如下步骤：
步骤一，当前用户发送请求；
步骤二，包括网络用户端口及IGMP/MLD处理模块的光网络单元将当前用户发送的请求信息加上光网络单元号组织成报文发送给光纤线路终端；光网络单元进一步包括抓包引擎模块，用于建立和维护终端用户的MAC地址与网络用户端口之间的对应关系；
步骤三，光纤线路终端将收到的用户MAC地址与光网络单元的网络用户端口对应关系进一步封装再转发到计费系统；该计费系统用于查询当前用户的权限信息并发送给光纤线路终端；
步骤四，计费系统根据用户MAC地址与光网络单元的网络用户端口对应关系查询到用户权限并下发给光纤线路终端；
步骤五，光纤线路终端根据光网络单元号将用户权限分发到对应光网络单元；
步骤六，光网络单元根据收到的用户权限过滤该用户对应端口的组播流。
2.如权利要求1所述的一种实现受控组播的系统的使用方法，其特征在于：所述步骤二包括以下步骤：所述IGMP/MLD处理模块通过抓包引擎模块捕捉当前用户发送请求信息中的IGMP/MLD协议包，并通过CPU端口发送给所述光网络单元芯片的内嵌CPU，所述光网络单元芯片的内嵌CPU将IGMP/MLD协议包中的网络用户端口号与终端用户MAC地址的对应关系加上光网络单元号信息组织成报文，再通过OAM通信机制发送给光纤线路终端。
3.如权利要求1所述的一种实现受控组播的系统的使用方法，其特征在于：所述步骤三包括以下步骤：光纤线路终端接收到光网络单元发送过来的包括光网络单元号，终端用户MAC地址与网络用户端口端口号之间对应关系的报文后继续添加当前光纤线路终端编号之后组织成报文通过TCP/IP通信机制发送给计费系统。
4.如权利要求1所述的一种实现受控组播的系统的使用方法，其特征在于：步骤四中的当前用户的权限信息发生变化时，所述计费系统主动经过对应的光纤线路终端通知与该当前用户相连的光网络单元更新缓存的用户权限信息。
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