CN101645784A - 一种实现业务数据组播的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现业务数据组播的系统及方法，所述系统包括：业务服务模块，资源管理模块，IPQAM及用户终端；所述系统采用的方法是将IPQAM用于接收数据流的IP地址作为组播通道地址；组播业务数据以IP数据包的形式通过IP网发送给IPQAM，由IPQAM复用、调制后经HFC网络发送到组播用户终端；资源管理模块统一管理组播通道资源、管理终端用户加入和退出组播通道、实现组播通道的动态建立与回收。本发明利用HFC网络的广播通道实现组播数据的发送与接收；同时能够为数字电视的跨域直播提供一种有效的实施方法。
Description
技术领域
本发明涉及有线通信领域，尤其涉及在有线电视HFC网络上实现业务数据组播的方法。
背景技术
在IP通信中，IP组播技术有效地解决了单点发送多点接收的问题，实现了IP网络中点到多点的高效数据传送，能够大量节约网络带宽、降低网络负载。IP组播从1988年提出以来在地址分配、组成员管理，到组播报文转发、路由建立、可靠性等诸多方面进行了卓有成效的研究，形成了一些比较成熟的协议和方法。如组成员管理普遍采用IGMPv2；域内组播路由的首选协议是PIM-SM；域间路由技术现阶段普遍采用PIM-SM/MBGP/MSDP协议组合的方法。
组播技术在有线HFC网络的应用研究则主要是将IP组播技术直接与双向化的有线HFC网络相结合，通常的方法是将IP组播技术直接应用于有线HFC网络双向改造后的IP化网络中(这实际上还是IP组播)，如电缆调制解调器终端系统(CMTS)+电缆调制解调器(CM)，这依赖于诸如CMTS、CM等设备对IP组播协议的支持。
目前在有线电视HFC网络的双向改造中，有线电视HFC网络通常是双向(IP)通道与单向(例如DVB-C)通道共存，如何利用HFC网络天然的广播通道实现组播数据的发送与接收的方法和系统还未见报道。
发明内容
为了利用HFC网络天然的广播通道实现组播数据的发送与接收，本发明提出一种实现业务数据组播的系统及方法。该系统及方法利用IPQAM设备从IP到射频的转换功能，使用资源管理模块(RMS，Resource Management System)统一管理组播通道资源、管理终端用户加入和退出组播通道、实现组播通道的动态建立与回收，为基于IP网的业务在有线电视HFC网络单向通道上提供业务数据的组播功能。特别地，该方法能够为数字电视的跨域直播提供一种有效的实施方法。
本发明提供的一种实现业务数据组播的系统，将IPQAM用于接收数据流的IP地址作为组播通道地址；组播业务数据以IP数据包的形式通过IP网发送给IPQAM，该业务数据可以是一个或一组文件、数字直播电视数据流等，但不限于此，然后由IPQAM复用、调制后经HFC网络发送到组播用户终端；所述系统包括：
一业务服务模块，用于向资源管理模块注册或注销组播业务数据；所述业务服务模块包含一组播源，所述组播源将组播业务数据以IP数据包的形式通过IP网发送给用于组播的IPQAM的IP地址。组播源发送的数据流只需符合IPQAM可接收、复用并调制的格式，发送的方式可以是组播也可以是单播，这取决于IPQAM的接收功能和配置。特别的，对于异地有线运营商的数字直播电视，只要其直播流能够以IP的形式通过IP网接入本地有线电视网，就可以采用本发明的方法，发送给本地用于组播的IPQAM地址，实现数字电视的跨域直播。
一资源管理模块，通过IP网与业务服务模块相连，用于为注册的组播业务数据分配组播业务数据标识SERVICEID或收回注销的组播业务数据的组播业务数据标识SERVICEID；管理组播数据通道资源，分配与回收组播数据通道；管理用户终端加入或退出组播数据通道；向用户终端发送组播数据通道信息和用户终端解析该组播业务数据所需的特定信息；所述组播业务数据标识SERVICEID，在资源管理模块的管理域内是唯一的。
一IPQAM，位于IP网与HFC网之间，连接IP网与HFC网，并通过IP网分别与业务服务模块和资源管理模块相连接；用于将接收到的组播业务数据复用、调制成射频信号，并将该射频信号经HFC网络发送给用户终端；所述IPQAM是一种边缘调制设备，通常用于有线电视网的双向改造，能够将IP输入的数据流通过重新复用在指定的MPTS中，再进行QAM调制和频率变换，输出射频RF信号，通过HFC网络发送给用户终端，有时也称之为边缘QAM。及
一用户终端，通过IP网分别与业务服务模块和资源管理模块相连，通过HFC网与IPQAM相连；用于获取IPQAM的IP地址和组播业务数据标识SERVICEID，并携带IPQAM的IP地址和组播业务数据标识SERVICEID向资源管理模块请求加入组播数据通道；根据资源管理模块发送的组播数据通道信息和解析该组播业务数据所需的特定信息，接收、调制IPQAM发送的射频信号，最终实现业务数据组播。所述用户终端需要支持IP通道和有线数字广播电视通道接入，其中IP通道的接入方式只要能实现用户终端与业务服务模块、RMS模块之间基于IP的双向通信即可。
其中，所述用户终端获取IPQAM的IP地址的方法包括：固定配置和自动下载；所述自动下载是将该IP地址通过IPQAM经HFC通道发送给用户终端，用户终端动态更新；自动下载的方式包括：(1)按照系统的频段规划和部署对组播IPQAM通道的传输流ID(TSID)进行配置，用户终端在开机后在划分为组播业务的频段扫描获得TSID并保存，用户终端按照设定的规则解析TSID获得该IPQAM的IP地址；(2)用户终端根据组播主频点上的网络信息表NIT的信息，解析获取到的信息，获得该IPQAM的IP地址；(3)由资源管理模块以轮播的方式将该IPQAM的IP地址通过IPQAM下发给用户终端，即资源管理模块周期性发送包含该IPQAM的IP地址的特征流，该特征流通过IPQAM调制到用户终端已知的某个频点，由用户终端解调获得该IPQAM的IP地址。
其中，所述组播数据通道信息包括：QAM调制的频点、符号率、Annex调制模式和QAM调制模式信息。
其中，所述组播数据通道资源是指HFC网络单向通道规划中用于组播业务数据复用、调制的所有下行频率带宽资源；所述组播数据通道是指分配给每项组播业务数据的下行频率带宽资源。
本发明提供的一种实现业务数据组播的方法，将IPQAM用于接收数据流的IP地址作为组播通道地址；组播业务数据以IP数据包的形式通过IP网发送给IPQAM，由IPQAM复用、调制后经HFC网络发送到组播用户终端；所述方法包括以下步骤：
(1)业务服务模块注册组播业务数据：业务服务模块为将要在HFC单向通道上开通的组播业务向资源管理模块注册组播业务数据，获取该组播业务数据标识SERVICEID；所述组播业务数据标识SERVICEID，在资源管理模块的管理域内是唯一的。在该过程中，RMS仅分配SERVICEID，记录相关信息，不分配组播数据通道资源。
(2)资源管理模块建立组播数据通道：资源管理模块为组播业务数据分配下行组播通道资源，并向用户终端发送组播数据通道信息和用户终端解析该组播业务数据所需的特定信息。
(3)用户终端申请加入组播数据通道：用户终端获取用于接收组播的IPQAM的IP地址，通过访问业务服务系统的组播业务入口，并携带IPQAM的IP地址和组播业务数据标识SERVICEID向资源管理模块请求加入组播数据通道；用户终端根据资源管理模块发送的组播数据通道信息和解析该组播业务数据所需的特定信息，接收、调制IPQAM发送的射频信号，最终实现业务数据组播。
(4)业务服务模块注销组播业务数据：业务服务模块向资源管理模块申请注销组播业务数据标识SERVICEID。
其中，所述步骤(1)包括如下子步骤：
(101)业务服务模块携带业务的组播数据通道的带宽需求向资源管理模块注册组播业务数据。
(102)资源管理模块为该组播业务数据分配组播业务数据标识SERVICEID，记录相关信息，并将组播业务数据标识SERVICEID返回给业务服务模块。
其中，所述步骤(2)包括如下子步骤：
(201)用户终端或业务服务模块向资源管理模块请求建立组播业务数据标识SERVICEID对应的组播数据通道。
(202)资源管理模块查询指定IPQAM剩余组播数据通道资源是否满足该组播业务数据标识SERVICEID的带宽需求，如果不满足则转向步骤(207)，如果满足则转向步骤(203)。
所述剩余组播数据通道资源是指该IPQAM所有组播数据通道资源减去所有已经分配的组播数据通道资源。
(203)资源管理模块分配下行组播数据通道资源，通知业务服务模块向IPQAM指定端口发送与组播业务数据标识SERVICEID对应的组播业务数据。
(204)业务服务模块向IPQAM指定端口发送与相应的组播业务数据。
(205)资源管理模块确认组播通道建立成功。
(206)转向步骤(208)。
(207)资源管理模块确认组播数据通道建立失败，向用户终端或业务服务模块发送组播数据通道资源不够的消息。
(208)组播数据通道建立结束。
其中，所述步骤(3)包括如下子步骤：
(301)用户终端访问门户导航页面、或其它页面(具有门户导航页面功能)、或通过电子节目菜单EPG、或其它业务入口(具备门户功能或EPG类似功能的业务入口)选择某个组播业务，并获得该组播业务数据标识SERVICEID。
(302)用户终端获取用于接收组播的IPQAM的IP地址，并携带该IPQAM的IP地址和组播业务数据标识SERVICEID向资源管理模块请求加入该组播数据通道。
(303)资源管理模块查询该IPQAM的IP地址对应的IPQAM是否为该组播业务数据标识SERVICEID建立了组播数据通道，如果已经建立，则转向步骤(304)；如果未建立，则转向步骤(201)建立组播通道，如果建立成功转向步骤(304)，否则转向步骤(307)。
(304)资源管理模块向用户终端返回相应的通道信息和用户终端解析该组播数据所需的特定信息。
(305)用户终端收到步骤(304)资源管理模块发送的信息后，调制到该频点，开始接收组播业务数据，并向资源管理模块发送加入该组播通道成功的消息。
(306)资源管理模块收到该用户终端加入成功的消息后，该组播通道的用户数+1。
(307)用户终端加入组播通道结束。
其中，所述步骤(4)包括如下子步骤：
(401)业务服务模块向资源管理模块申请注销组播业务数据标识SERVICEID对应的组播业务数据。
(402)资源管理模块查询是否已为该组播业务数据分配了组播数据通道，如果已经分配，则先回收分配的组播数据通道资源，再注销该组播业务数据标识SERVICEID及相关信息；如果未分配，则直接注销该组播业务数据标识SERVICEID。
其中，所述步骤(2)与步骤(3)结合形成组播数据通道分配与加入的步骤，其中包含一组播数据通道预分配的过程：
(501)用户终端访问门户导航页面、或其它页面、或通过电子节目菜单EPG、或其它业务入口选择某个组播业务，并获得该组播业务数据标识组播业务数据标识SERVICEID。
(502)用户终端获取用于接收组播的IPQAM的IP地址，并携带该IPQAMIP的IP地址和组播业务数据标识SERVICEID向资源管理模块请求加入该组播数据通道。
(503)资源管理模块查询该IP地址对应的IPQAM是否为该组播业务数据标识SERVICEID分配了组播数据通道，如果未分配，则转向步骤(504)；如果已经分配，则转向步骤(510)。
(504)资源管理模块查询该IPQAM剩余组播数据通道资源是否满足该组播业务数据标识SERVICEID的带宽需求，如果满足则转向步骤(505)，如果不满足，则通知用户终端组播数据通道分配失败，转向步骤(521)。
所述剩余组播数据通道资源是指该IPQAM所有组播数据通道资源减去所有已经分配和预分配的组播数据通道资源。
(505)资源管理模块为组播业务数据标识SERVICEID分配下行组播数据通道资源，并将通道分配状态标记为“预分配”。
(510)资源管理模块向用户终端返回以下信息：
(510a)组播业务数据标识SERVICEID对应的组播数据通道信息；
(510b)用户终端解析该组播数据所需的特定信息；
(510c)通道分配状态。
(511)用户终端收到步骤(510)资源管理模块发送的信息后，判断通道分配状态是否是“预分配”，如果是，则转向步骤(512)，如果不是，则转向步骤(520)。
(512)用户终端携带IPQAM的IP地址向业务服务模块请求组播业务数据。
(513)业务服务模块向IPQAM指定端口发送与组播业务数据标识SERVICEID对应的组播业务数据。
(520)用户终端调制到该频点，开始接收组播业务数据，收到组播业务数据后，通知资源管理模块加入该组播数据通道成功。
(521)资源管理模块收到该用户终端加入该组播数据通道成功的消息后，该组播数据通道的通道分配状态由“预分配”变更为“已经分配”，该组播数据通道的用户数+1。
(522)组播数据通道分配与加入结束。
其中，包括资源管理模块对组播数据通道管理：资源管理模块统计接收组播数据的用户终端的数目和资源管理模块对组播数据通道资源的回收。
所述统计接收组播数据的用户终端的数目是资源管理模块以组播业务数据标识SERVICEID为单位管理组播数据通道，并统计正在接收组播业务数据标识SERVICEID对应的组播数据的用户终端的数目NSERVICEID，包括：
(601)用户终端加入组播数据通道：用户终端请求加入该组播数据通道成功时，NSERVICEID＝NSERVICEID+1；
(602)用户终端退出组播数据通道：用户终端正常退出组播业务数据标识SERVICEID对应的组播业务数据的接收时，NSERVICEID＝NSERVICEID-1；
(603)用户终端的轮询：资源管理模块以时间间隔Tpolling轮询每个已加入组播业务数据标识SERVICEID对应组播数据通道的用户终端，确定异常退出该组播数据通道的用户终端数目Nexit，并从NSERVICEID中减去，即NSERVICEID＝NSERVICEID-Nexit。例如，Tpolling可以是当前NSERVICEID的函数，NSERVICEID＝f(NSERVICEID)，当NSERVICEID较大时，Tpolling较小；该函数可以针对不同的组播业务数据类型设为不同的函数；该函数还可以根据用户终端的加入退出行为进行自适应的学习。
所述组播数据通道资源的回收是如果NSERVICEID＝0，即没有用户终端接收组播业务数据标识SERVICEID对应的组播数据时，则将分配给该组播业务数据标识SERVICEID的组播数据通道资源回收，并注销该组播业务数据标识SERVICEID。
其中，所述用户终端获取用于接收组播的IPQAM的IP地址的方法包括：固定配置和自动下载；所述自动下载是将该将该IP地址通过IPQAM经HFC通道发送给用户终端，用户终端动态更新；自动下载的方式为：(1)按照系统的频段规划和部署对组播IPQAM通道的TSID进行配置，用户终端在开机后在划分为组播业务的频段扫描获得TSID并保存，用户终端按照设定的规则解析TSID获得该IPQAM的IP地址、(2)用户终端根据组播主频点上的网络信息表NIT信息，解析获取到的信息，获得该IPQAM的IP地址、或(3)由资源管理模块以轮播的方式将该IPQAM的IP地址通过IPQAM下发给用户终端，即资源管理模块周期性发送包含该IPQAM的IP地址的特征流，该特征流通过IPQAM调制到用户终端已知的某个频点，由用户终端解调获得该IPQAM的IP地址中的任一种。
其中，所述组播数据通道资源的回收包括：即时回收、延时回收和不自动回收。组播数据通道资源的回收可以根据一定的策略设定延迟时间Tdelay，例如将Tdelay设为用户加入、退出该组播通道的频率的函数；还可以根据组播业务数据的类型，文件类的Tdelay可以小一些，对于数字直播电视数据流Tdelay则可以大一些，甚至可以无穷大，仅当业务服务模块发出注销请求时，再回收其组播数据通道资源；还可以是上述方法的结合。
本发明的优点在于：
1、本发明提供的实现业务数据组播的系统及方法利用HFC网络的广播通道实现组播数据的发送与接收。
2、本发明提供的实现业务数据组播的系统及方法能够为数字电视的跨域直播提供一种有效的实施方法。
附图说明
图1本发明实现业务数据组播系统架构图；
图2本发明用户终端加入组播数据通道流程图；
图3本发明组播数据通道建立流程图；
图4本发明组播数据通道分配与加入流程图。
具体实施方式
本发明提出一种实现业务数据组播的系统及方法，利用IPQAM设备从IP到射频的转换功能，使用资源管理模块(RMS，Resource Management System)统一管理组播数据通道资源、管理终端用户加入和退出组播数据通道、实现组播数据通道的动态建立与回收，为基于IP网的业务在有线电视HFC网络单向通道上提供业务数据的组播功能。特别地，该方法能够为数字电视的跨域直播提供一种有效的实施方法。
本发明提出的系统及方法涉及业务服务模块、资源管理模块(RMS)、IPQAM和用户终端等实体。
其中，组播业务数据由业务服务模块提供，业务服务系统将该数据以IP数据包形式通过IP网发送给IPQAM，该数据可以是一个或一组文件、数字直播电视数据流等，但不限于此；然后由IPQAM复用、调制后经HFC网络发送到用户终端。组播数据通道资源是指有线电视HFC网络单向通道规划中用于组播业务数据复用、调制的所有下行频率带宽资源，而组播数据通道就是分配给每项组播业务数据的下行频率带宽资源。
其中，业务服务模块、资源管理模块(RMS)和IPQAM通过IP网相连接，业务服务模块中的组播源将组播业务数据以IP包形式通过IP网发送给用于组播的IPQAM地址。组播源发送的数据流只需符合IPQAM可接收、复用并调制的格式，发送的方式可以是组播也可以是单播，这取决于IPQAM的接收功能和配置。特别的，对于异地有线运营商的数字直播电视，只要其直播流能够以IP的形式通过IP网接入本地有线电视网，就可以采用本发明的方法，发送给本地用于组播的IPQAM地址，实现数字电视的跨域直播。
其中，IPQAM是一种边缘调制设备，通常用于有线电视网的双向改造，能够将IP输入的数据流通过重新复用在指定的MPTS中，再进行QAM调制和频率变换，输出射频RF信号，通过HFC网络发送给用户终端，有时也称之为边缘QAM。本发明将IPQAM用于接收数据流的IP地址作为组播数据通道地址，由资源管理模块(RMS，Resource Management System)统一管理组播数据通道资源、管理终端用户加入和退出组播数据通道、实现组播数据通道的动态建立与回收。
本发明涉及的用户终端需要支持IP通道和有线数字广播电视通道接入，其中IP通道的接入方式只要能实现用户终端与业务服务模块、RMS之间基于IP的双向通信即可。
本发明使用组播业务数据标识(SERVICEID)区分组播业务数据，要求SERVICEID至少在RMS管理域内是唯一的。
本发明提出的实现业务数据组播的方法包括组播业务数据注册与注销、用户终端加入组播数据通道、组播数据通道建立，组播数据通道管理等方法，其中组播数据通道管理方法涉及用户终端加入与退出、组播数据通道的回收。
其中，组播数据通道管理是以SERVICEID为单位管理组播数据通道，并统计正在接收SERVICEID对应的组播数据的用户终端的数目，如果该数目为0，则将该组播数据通道资源回收，并注销SERVICEID，涉及用户终端加入、退出组播数据通道：以及对用户终端的轮询。组播数据通道资源的回收可以是即时的，也可根据一定的策略设定延迟时间。
其中，用户终端的轮询是以时间间隔Tpolling轮询每个已加入SERVICEID对应组播数据通道的用户终端，以一定的策略确定异常退出该组播数据通道的用户终端。
本发明提出一种实现业务数据组播的系统是利用IPQAM设备的特性，使用资源管理模块动态管理和分配组播数据通道资源，在HFC网络上实现业务数据组播的方法。在具体实施过程中，本发明提出的系统及方法可以采用如图1所示的系统架构。
其中，业务服务模块、资源管理模块(RMS)和IPQAM通过IP网相连接，业务服务系统中的组播源将组播业务数据以IP包形式通过IP网发送给用于组播的IPQAM。组播源发送的数据流只需符合IPQAM可接收、复用并调制的格式。
本发明实施中涉及的用户终端需要支持IP通道和有线数字广播电视通道接入，其中IP通道的接入方式只要能实现用户终端与业务服务模块、RMS之间基于IP的双向通信即可，包括但不限于LAN、ADSL、Cable Modem、无线宽带、EPON等；有线数字广播电视通道包括但不限于DVB-C等。
本发明使用组播业务数据标识(SERVICEID)区分组播业务数据，要求SERVICEID至少在RMS管理域内是唯一的。如果组播业务数据是一个文件，则不同的文件拥有不同的SERVICEID；如果组播业务数据是一组文件，则每组文件拥有不同的SERVICEID；如果组播业务数据是直播电视数据流，则每个直播电视频道的数据流具备不同的SERVICEID。本发明提出的方法要求SERVICEID的唯一性，SERVICEID至少在RMS管理域内统一规划、管理和分配，SERVICEID的分配可以由RMS负责具体实施，但本发明不规定SERVICEID规划和管理的方法和系统设备。
在本发明的一个实施例中，由RMS负责SERVICEID的分配，即由RMS为每项组播业务数据分配唯一的SERVICEID。
本发明提出的方法包括组播业务数据注册与注销、用户终端加入组播数据通道、组播数据通道建立、组播数据通道管理等方法及其流程。
组播业务数据注册是业务服务系统为将要在HFC单向通道上开通的组播业务向RMS注册组播业务数据，获取唯一标识SERVICEID，其具体实施流程如下：
(100)业务服务模块携带业务的组播数据通道的带宽需求向RMS注册组播业务数据；
(101)RMS为该组播业务数据分配唯一标识SERVICEID，记录相关信息，如带宽、业务服务模块地址等，并将SERVICEID返回给业务服务模块；
在组播业务数据注册流程中，RMS仅分配SERVICEID，记录相关信息，不分配组播数据通道资源。
组播业务数据注销流程是业务服务模块向RMS申请注销其注册的SERVICEID：
(110)业务服务模块向RMS申请注销SERVICEID对应的组播业务数据；
(111)RMS查询是否为该组播业务数据分配了组播数据通道，如果分配了，则先回收分配的组播数据通道资源，再注销该SERVICEID及相关信息；如果未分配，则直接注销该SERVICEID。
本发明提出的用户终端加入组播数据通道、组播数据通道建立的方法在实施过程中，需要用户终端首先获得用于接收组播的IPQAM的IP地址(M-IPQAMIP，Multicasting IPQAM IP address)。用户终端获得该M-IPQAMIP的方法有多种，既可以通过固定配置，也可以通过自动下载的方式获取。固定配置方式的实施较为简单，但当HFC网络结构调整时需要重新配置；自动下载的方式是将该IP地址通过IPQAM经HFC通道发送给用户终端，用户终端动态更新。自动下载的方式可以有三种：
一种是按照系统的频段规划和部署对组播IPQAM通道的TSID进行配置，用户终端在开机后在划分为组播业务的频段扫描获得TSID并保存。用户终端按照设定的规则解析TSID获得该M-IPQAMIP；一种是用户终端根据组播主频点上的NIT信息，解析获取到的NetworkID信息获得；还有一种是由RMS以轮播的方式将该M-IPQAMIP通过IPQAM下发给用户终端，即RMS周期性发送包含该M-IPQAMIP特征流，特征流通过IPQAM调制到用户终端已知的某个频点，由用户终端解调获得。
获得用于组播的IPQAM的IP地址不限于上述几种，本发明不规定获得M-IPQAMIP的方法，只规定用户终端加入组播通道之前已经获得M-IPQAMIP。
用户终端加入组播通道是用户通过访问业务服务系统的组播业务入口，获得组播业务数据标识SERVICEID，加入该组播数据通道，其具体实施流程包括(如图2所示)：
(201)用户终端访问门户导航页面、或其它页面、或通过EPG、或其它业务入口选择某个组播业务，并获得组播业务数据标识SERVICEID；
(202)用户终端携带M-IPQAMIP和组播业务数据标识SERVICEID向RMS请求加入该组播；
(203)RMS查询该M-IPQAMIP对应的IPQAM是否为该SERVICEID建立了组播数据通道，如果已经建立，则转向下一步；如果未建立，则转向步骤(211)建立组播通道，如果建立成功转向下一步，否则转向步骤(207)；
(204)RMS向用户终端返回相应的通道信息(包括QAM调制的频点、符号率、Annex调制模式、QAM调制模式信息等)和用户终端解析该组播数据所需的特定信息(例如对于数字直播电视数据流，可以是ProgramNumber，对于其它数据可以是PID)；
(205)用户终端收到步骤(204)RMS发送的信息后，调制到该频点，开始接收业务数据，并向RMS发送加入该组播数据通道成功的消息；
(206)RMS收到该终端加入成功的消息后，该组播通道的用户数+1；
(207)用户终端加入组播数据通道结束。
组播数据通道建立是为组播数据分配下行组播数据通道资源，发送组播数据，其触发请求可以是用户终端也可以是业务服务模块、RMS等其它系统，其具体实施流程包括(如图3所示)：
(210)用户终端或其它系统向RMS请求建立SERVICEID对应的组播数据通道；
(211)RMS查询指定IPQAM剩余组播通道资源是否满足业务数据SERVICEID带宽需求，如果不满足则转向步骤(216)，如果满足则转向下一步；
其中，剩余组播数据通道资源是指该IPQAM所有组播数据通道资源减去所有已经分配的组播数据通道资源。
(212)RMS分配下行组播数据通道资源，通知业务服务模块向IPQAM指定端口发送与SERVICEID对应的组播数据；
(213)业务服务模块向IPQAM指定端口发送与相应的组播数据；
(214)RMS确认建立成功；
(215)转向步骤(217)；
(216)RMS确认建立失败，并向用户终端或其它系统发送组播资源不够的消息；
(217)组播数据通道建立流程结束。
组播数据通道建立的过程可以包含在用户终端加入组播数据通道过程中，在一个流程中实现，其中增加通道分配状态，标记为“预分配”或“已经分配”，在具体实施中，可以用数字也可以用字符串标记，并增加了组播数据通道的预分配，在该过程中，RMS仅分配SERVICEID，记录相关信息，不分配组播数据数据通道资源，该组播数据通道分配与加入的具体实施流程如下(如图4所示)：
(301)用户终端访问门户导航页面、或其它页面、或通过EPG、或其它业务入口选择某个组播业务，并获得组播业务数据标识SERVICEID；
(302)用户终端携带M-IPQAMIP和组播业务数据标识SERVICEID向RMS请求加入该组播数据通道；
(303)RMS查询该M-IPQAMIP对应的IPQAM是否为该SERVICEID分配了组播数据通道，如果未分配，则转向下一步；如果已经分配，则转向步骤(310)；
(304)RMS查询该IPQAM剩余组播数据通道资源是否满足业务数据SERVICEID带宽需求，如果满足则转向下一步，如果不满足则通知用户终端组播通道分配失败，转向步骤(321)；
其中，剩余组播数据通道资源是指该IPQAM所有组播数据通道资源减去所有已经分配和预分配的组播数据通道资源。
(305)RMS为SERVICEID分配下行组播数据通道资源，并将通道分配状态标记为“预分配”(因为此时，业务服务模块还没有向IPQAM发送相应的组播数据)；
(310)RMS向用户终端返回以下信息：
(310a)SERVICEID对应的通道信息(包括QAM调制的频点、符号率、Annex调制模式、QAM调制模式信息等)；
(310b)用户终端解析该组播数据所需的特定信息(例如对于数字直播电视数据流，可以是ProgramNumber，对于其它数据可以是PID)；
(310c)通道分配状态；
(311)用户终端收到步骤(310)RMS发送的信息后，判断通道分配状态是否是“预分配”，如果是，则转向下一步，否则转向步骤(320)；
(312)用户终端则携带M-IPQAMIP向业务服务系统请求组播数据；
(313)业务服务系统向IPQAM指定端口发送与SERVICEID对应的组播数据；
(320)用户终端调制到该频点，开始接收业务数据，收到数据后，通知RMS加入该组播数据通道成功；
(321)RMS收到该终端加入该组播数据通道成功的消息后，该通道的通道分配状态由“预分配”变更为“已经分配”，该组播通道的用户数+1；
(322)组播数据通道分配与加入流程结束。
组播数据通道管理：
RMS以SERVICEID为单位管理组播数据通道，并统计正在接收SERVICEID对应的组播数据的用户终端的数目NSERVICEID，如果NSERVICEID＝0，即没有用户终端接收SERVICEID对应的组播数据时，则将分配给SERVICEID的组播数据通道资源自动回收，并注销SERVICEID。
NSERVICEID发生变化的情形包括但不限于以下几种：
(401)用户终端加入组播：用户终端请求加入该组播数据通道成功时，NSERVICEID＝NSERVICEID+1。例如用户终端加入组播数据通道流程的步骤(206)和组播通道分配与加入流程的步骤(321)；
(402)用户终端退出组播：用户终端正常退出组播SERVICEID对应的组播数据的接收时，通知RMS，NSERVICEID＝NSERVICEID-1；
(403)用户终端的轮询：RMS以时间间隔Tpolling轮询每个已加入SERVICEID对应组播数据通道的用户终端，以一定的策略确定异常退出该组播数据通道的用户终端数目Nexit，并从NSERVICEID中减去，即NSERVICEID＝NSERVICEID-Nexit。例如Tpolling可以是当前NSERVICEID的函数，NSERVICEID＝f(NSERVICEID)，当NSERVICEID较大时，Tpolling较小；该函数可以针对不同的组播业务数据类型设为不同的函数；该函数还可以根据用户终端的加入退出行为进行自适应的学习。
组播通道资源的回收可以是即时的，也可根据一定的策略设定延迟时间Tdelay，例如可以将Tdelay设为用户加入、退出该组播通道的频率的函数；还可以根据组播业务数据的类型，文件类的Tdelay可以小一些，对于数字直播电视数据流Tdelay则可以大一些，甚至可以无穷大，仅当业务服务模块发出注销请求时，再回收其组播数据通道资源；还可以是上述方法的结合。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，并且在应用上可以延伸到其他的修改、变化、应用和实施例，同时认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的范围内。例如，流程图的执行次序可以重新安排，其中一些步骤(或标准)可以从流程图中删除或增加。
Claims (12)
1、一种实现业务数据组播的系统，其特征在于，所述系统将IPQAM用于接收数据流的IP地址作为组播通道地址；组播业务数据以IP数据包的形式通过IP网发送给IPQAM，由IPQAM复用、调制后经HFC网络发送到组播用户终端；所述系统包括：
一业务服务模块，用于向资源管理模块注册或注销组播业务数据；所述业务服务模块包含一组播源，所述组播源将组播业务数据以IP数据包的形式通过IP网发送给用于组播的IPQAM的IP地址；
一资源管理模块，通过IP网与业务服务模块相连，用于为注册的组播业务数据分配组播业务数据标识SERVICEID或收回注销的组播业务数据的组播业务数据标识SERVICEID；管理组播数据通道资源，分配与回收组播数据通道；管理用户终端加入或退出组播数据通道；向用户终端发送组播数据通道信息和用户终端解析该组播业务数据所需的特定信息；所述组播业务数据标识SERVICEID，在资源管理模块的管理域内是唯一的；
一IPQAM，位于IP网与HFC网之间，连接IP网与HFC网，并通过IP网分别与业务服务模块和资源管理模块相连接；用于将接收到的组播业务数据复用、调制成射频信号，并将该射频信号经HFC网络发送给用户终端；及
一用户终端，通过IP网分别与业务服务模块和资源管理模块相连，通过HFC网与IPQAM相连；用于获取IPQAM的IP地址和组播业务数据标识SERVICEID，并携带IPQAM的IP地址和组播业务数据标识SERVICEID向资源管理模块请求加入组播数据通道；根据资源管理模块发送的组播数据通道信息和解析该组播业务数据所需的特定信息，接收、调制IPQAM发送的射频信号，最终实现业务数据组播。
2、根据权利要求1所述的实现业务数据组播的系统，其特征在于，所述组播数据通道信息包括：QAM调制的频点、符号率、Annex调制模式和QAM调制模式信息。
3、根据权利要求1所述的实现业务数据组播的系统，其特征在于，所述组播数据通道资源是指HFC网络单向通道规划中用于组播业务数据复用、调制的所有下行频率带宽资源；所述组播数据通道是指分配给每项组播业务数据的下行频率带宽资源。
4、根据权利要求1所述的实现业务数据组播的系统，其特征在于，所述组播数据通道的回收包括：即时回收、延时回收和不自动回收。
5、一种实现业务数据组播的方法，其特征在于，将IPQAM用于接收数据流的IP地址作为组播通道地址；组播业务数据以IP数据包的形式通过IP网发送给IPQAM，由IPQAM复用、调制后经HFC网络发送到组播用户终端；所述方法包括以下步骤：
(1)业务服务模块注册组播业务数据：业务服务模块为将要在HFC网络单向通道上开通的组播业务向资源管理模块注册组播业务数据，并获取该组播业务数据标识SERVICEID；所述组播业务数据标识SERVICEID，在资源管理模块的管理域内是唯一的；
(2)资源管理模块建立组播数据通道：资源管理模块为组播业务数据分配下行组播通道资源，并向用户终端发送组播数据通道信息和用户终端解析该组播业务数据所需的特定信息；
(3)用户终端申请加入组播数据通道：用户终端获取用于接收组播的IPQAM的IP地址，通过访问业务服务系统的组播业务入口，并携带IPQAM的IP地址和组播业务数据标识SERVICEID向资源管理模块请求加入组播数据通道；用户终端根据资源管理模块发送的组播数据通道信息和解析该组播业务数据所需的特定信息，接收、调制IPQAM发送的射频信号，最终实现业务数据组播；
(4)业务服务模块注销组播业务数据：业务服务模块向资源管理模块申请注销组播业务数据标识SERVICEID。
6、根据权利要求5所述的实现业务数据组播的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括如下子步骤：
(101)业务服务模块携带业务的组播数据通道的带宽需求向资源管理模块注册组播业务数据；
(102)资源管理模块为该组播业务数据分配组播业务数据标识SERVICEID，记录相关信息，并将组播业务数据标识SERVICEID返回给业务服务模块。
7、根据权利要求5所述的实现业务数据组播的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括如下子步骤：
(201)用户终端或业务服务模块向资源管理模块请求建立组播业务数据标识SERVICEID对应的组播数据通道；
(202)资源管理模块查询指定IPQAM剩余组播数据通道资源是否满足该组播业务数据标识SERVICEID的带宽需求，如果不满足则转向步骤(207)，如果满足则转向步骤(203)；
所述剩余组播数据通道资源是指该IPQAM所有组播数据通道资源减去所有已经分配的组播数据通道资源；
(203)资源管理模块分配下行组播数据通道资源，通知业务服务模块向IPQAM指定端口发送与组播业务数据标识SERVICEID对应的组播业务数据；
(204)业务服务模块向IPQAM指定端口发送与相应的组播业务数据；
(205)资源管理模块确认组播通道建立成功；
(206)转向步骤(208)；
(207)资源管理模块确认组播数据通道建立失败，向用户终端或业务服务模块发送组播数据通道资源不够的消息；
(208)组播数据通道建立结束。
8、根据权利要求5所述的实现业务数据组播的方法，其特征在于，所述步骤(3)包括如下子步骤：
(301)用户终端访问门户导航页面、或通过电子节目菜单EPG选择某个组播业务，并获得该组播业务数据标识SERVICEID；
(302)用户终端获取用于接收组播的IPQAM的IP地址，并携带该IPQAM的IP地址和组播业务数据标识SERVICEID向资源管理模块请求加入该组播数据通道；
(303)资源管理模块查询该IPQAM的IP地址对应的IPQAM是否为该组播业务数据标识SERVICEID建立了组播数据通道，如果已经建立，则转向步骤(304)；如果未建立，则转向步骤(201)建立组播通道，如果建立成功转向步骤(304)，否则转向步骤(307)；
(304)资源管理模块向用户终端返回相应的通道信息和用户终端解析该组播数据所需的特定信息；
(305)用户终端收到步骤(304)资源管理模块发送的信息后，调制到该频点，开始接收组播业务数据，并向资源管理模块发送加入该组播通道成功的消息；
(306)资源管理模块收到该用户终端加入成功的消息后，该组播通道的用户数+1；
(307)用户终端加入组播通道结束。
9、根据权利要求5所述的实现业务数据组播的方法，其特征在于，所述步骤(4)包括如下子步骤：
(401)业务服务模块向资源管理模块申请注销组播业务数据标识SERVICEID对应的组播业务数据；
(402)资源管理模块查询是否已为该组播业务数据分配了组播数据通道，如果已经分配，则先回收分配的组播数据通道资源，再注销该组播业务数据标识SERVICEID及相关信息；如果未分配，则直接注销该组播业务数据标识SERVICEID。
10、根据权利要求5所述的实现业务数据组播的方法，其特征在于，所述步骤(2)与步骤(3)结合形成组播数据通道分配与加入的步骤，其中包含一组播数据通道预分配的过程：
(501)用户终端访问门户导航页面、或通过电子节目菜单EPG选择某个组播业务，并获得该组播业务数据标识组播业务数据标识SERVICEID；
(502)用户终端获取用于接收组播的IPQAM的IP地址，并携带该IPQAMIP的IP地址和组播业务数据标识SERVICEID向资源管理模块请求加入该组播数据通道；
(503)资源管理模块查询该IP地址对应的IPQAM是否为该组播业务数据标识SERVICEID分配了组播数据通道，如果未分配，则转向步骤(504)；如果已经分配，则转向步骤(510)；
(504)资源管理模块查询该IPQAM剩余组播数据通道资源是否满足该组播业务数据标识SERVICEID的带宽需求，如果满足则转向步骤(505)，如果不满足，则通知用户终端组播数据通道分配失败，转向步骤(521)；
所述剩余组播数据通道资源是指该IPQAM所有组播数据通道资源减去所有已经分配和预分配的组播数据通道资源；
(505)资源管理模块为组播业务数据标识SERVICEID分配下行组播数据通道资源，并标记为“预分配”；补充业务服务模块；
(510)资源管理模块向用户终端返回以下信息：
(510a)组播业务数据标识SERVICEID对应的组播数据通道信息；
(510b)用户终端解析该组播数据所需的特定信息；
(510c)预分配标识；
(511)用户终端收到步骤(510)资源管理模块发送的信息后，判断是否是“预分配”，如果是，则转向步骤(512)，如果不是，则转向步骤(520)；
(512)用户终端携带IPQAM的IP地址向业务服务模块请求组播业务数据；
(513)业务服务模块向IPQAM指定端口发送与组播业务数据标识SERVICEID对应的组播业务数据；
(520)用户终端调制到该频点，开始接收组播业务数据，收到组播业务数据后，通知资源管理模块加入该组播数据通道成功；
(521)资源管理模块收到该用户终端加入该组播数据通道成功的消息后，该组播数据通道的状态由“预分配”变更为“已经分配”，该组播数据通道的用户数+1；
(522)组播数据通道分配与加入结束。
11、根据权利要求5或10所述的实现业务数据组播的方法，其特征在于，包括资源管理模块对组播数据通道管理：资源管理模块统计接收组播数据的用户终端的数目和资源管理模块对组播数据通道资源的回收；
所述统计接收组播数据的用户终端的数目是资源管理模块以组播业务数据标识SERVICEID为单位管理组播数据通道，并统计正在接收组播业务数据标识SERVICEID对应的组播数据的用户终端的数目NSERVICEID，包括：
(601)用户终端加入组播数据通道：用户终端请求加入该组播数据通道成功时，NSERVICEID＝NSERVICEID+1；
(602)用户终端退出组播数据通道：用户终端正常退出组播业务数据标识SERVICEID对应的组播业务数据的接收时，NSERVICEID＝NSERVICEID-1；
(603)用户终端的轮询：资源管理模块以时间间隔Tpolling轮询每个已加入组播业务数据标识SERVICEID对应组播数据通道的用户终端，确定异常退出该组播数据通道的用户终端数目Nexit，并从NSERVICEID中减去，即NSERVICEID＝NSERVICEID-Nexit；
所述组播数据通道资源的回收是如果NSERVICEID＝0，即没有用户终端接收组播业务数据标识SERVICEID对应的组播数据时，则将分配给该组播业务数据标识SERVICEID的组播数据通道资源回收，并注销该组播业务数据标识SERVICEID。
12、根据权利要求5或10所述的实现业务数据组播的方法，其特征在于，所述用户终端获取用于接收组播的IPQAM的IP地址的方法包括：固定配置和自动下载；所述自动下载是将该将该IP地址通过IPQAM经HFC通道发送给用户终端，用户终端动态更新；所述自动下载的方式为：(1)按照系统的频段规划和部署对组播IPQAM通道的传输流ID进行配置，用户终端在开机后在划分为组播业务的频段扫描获得传输流ID并保存，用户终端按照设定的规则解析传输流ID获得该IPQAM的IP地址、(2)用户终端根据组播主频点上的网络信息表的信息，解析获取到的信息，获得该IPQAM的IP地址或(3)由资源管理模块以轮播的方式将该IPQAM的IP地址通过IPQAM下发给用户终端，即资源管理模块周期性发送包含该IPQAM的IP地址的特征流，该特征流通过IPQAM调制到用户终端已知的某个频点，由用户终端解调获得该IPQAM的IP地址中的任一种。
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