CN106911701A - 基于无源光网络实现内容分发的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无源光网络实现内容分发的方法，一、建立基于PON系统的分层内容分发架构：将单一PON系统的内容分发系统作为一个边缘区域的内容分发模块，边缘区域的内容分发模块包括两级架构：OLT内容分发模块和ONU业务服务模块；二、内容注入方法及流程：1、业务策略发布，2、内容注入分为主动注入和被动注入两种；三、内容分发方法及流程。本发明通过在无源光网络的OLT及ONU中分别设置内容分发模块，制定PON系统内两级内容分发架构、PON系统的存储和分发策略、PON系统与上级网络、内容服务器及上级CDN的配合策略，从而形成整体分层的CDN架构体系，实现了更好地提高网络效率、提升用户体验目的。
Description
技术领域
本发明涉及通信网络技术领域，尤其是涉及基于无源光网络实现内容分发的方法。
背景技术
无源光网络(Passive Optical Network，简称PON)是近几年在光接入网中的主流技术。PON系统由光线路终端（Optical Line Terminal，简称OLT）、光网络单元（OpticalNetwork Unit，简称ONU）和光纤分布网（Optical Distribution Network，简称ODN）组成。其中，OLT位于局端，是整个PON系统的核心部件，向上提供接入网与核心网/城域网的高速接口，向下提供面向PON的一点对多点的PON接口，以广播方式向各ONU发送数据。ODN是由无源光纤分路器（Passive Optical Splitter，简称POS）组成的光纤分配网络，使一个PON接口的光纤传输带宽可以由多个ONU共享。ONU位于用户端，实现数据、话音等多业务的接入。
随着光接入网光进铜退的快速建设改造，完成光纤化改造以后的接入网络不再成为网络瓶颈，但其以上的城域网、汇聚层网络由于系统设备相对昂贵，则成为产生瓶颈的网络层面。特别是VR、4K及以上超高清视频业务的出现和快速发展，城域网的网络建设投入难以跟上带宽需求发展，这就将难点问题推向了网络边缘（网络的接入层或汇接层）。PON更有利于提高网络效率，形成整体分层的内容分发网络（Content Delivery Network，简称CDN），以提高网络效率，提升用户体验，但目前未见诸有关报道。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于无源光网络实现内容分发的方法。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述基于无源光网络实现内容分发的方法，按照下述步骤进行：
第一步、建立基于PON系统的分层内容分发架构：
1、将单一PON系统的内容分发系统作为一个边缘区域的内容分发模块，所述边缘区域的内容分发模块包括两级架构：
第一级架构为OLT内容分发模块；
第二级架构为ONU业务服务模块；
2、OLT内容分发模块：负责完该单一OLT自身及下带ONU内容分发模块的内容资源的注入、存储、定位、分发业务功能；OLT内容分发模块包括分发控制模块和OLT自身的业务服务模块两部分，其中：
2．1、所述分发控制模块包括认证服务模块、目录服务模块和服务调度模块；其中：
2.11、所述认证服务模块：负责内容的注入和请求，检查内容是否经过认证，检查请求获取内容的用户终端是否经过认证；
2.12、所述目录服务模块：负责存储内容资源信息和索引信息服务，其中内容资源信息包括所述OLT自身提供的内容列表及该OLT下带ONU的内容资源列表；当内容资源注入到所述OLT自身的业务服务模块后，相关资源存储情况更新到目录服务模块；
2.13、所述服务调度模块：负责根据预先设定的策略，将各方面来源的注入内容存储到所述OLT自身的业务服务模块或所述ONU业务服务模块；并负责根据所述目录服务模块中检索结果，将用户终端的请求内容重定向到OLT自身的业务服务模块或ONU业务服务模块；
2.2、所述OLT自身的业务服务模块：负责根据OLT的分发控制模块的调度策略指令存储相关内容资源，并负责根据所述分发控制模块的指令为用户终端提供内容分发服务；
3、光网络单元中的ONU业务服务模块：负责根据OLT的分发控制模块的调度指令存储相关内容资源，并负责根据所述分发控制模块的指令为终端用户提供内容分发服务；
4、PON内容分发管理控制平面：负责对多个PON系统的所述内容分发模块组成全系统的控制，包括内容的注入、存储、定位、分发业务逻辑；
5、PON内容分发运营管理平面：负责由多个PON系统的所述内容分发模块组成的PON内容分发网络系统的管理和业务运营管理；
6、全局内容分发管理控制平面：负责CDN 系统的全局重定向，根据调度策略将其调度到合适的节点提供服务；
第二步、内容注入方法及流程：
1、业务策略发布：
1.1、所述PON内容分发运营管理平面制定相关策略，包括：各类内容资源的存储时长策略、自动注入策略（如区域内的内容热度情况）、OLT 自身的业务服务模块与ONU业务服务模块的存储分工策略（若符合特性组1，则注入到OLT自身的业务服务模块；若符合特性组2，则注入到ONU业务服务模块）；
1.2、PON内容分发运营管理平面将策略指令下发到所述PON内容分发控制平面；
1.3、PON内容分发控制平面将策略指令发布到所辖的所有OLT的内容分发模块的分发控制模块；
2、所述内容注入分为主动注入和被动注入两种：
2.1、所述主动注入方法和流程为：
2.11、运营管理平面制定策略，经业务策略发布步骤发布到所述服务调度模块；
2.12、上层资源库或上层的内容分发设备将内容资源发布到所述服务调度模块；
2.13、服务调度模块将内容资源存储到缓存，并查询所述认证服务模块该内容资源是否认证通过，若未通过则删除缓存相应内容并返回上层资源库或上层的内容分发设备失败代码；若通过认证，则查询服务调度模块的注入策略信息特征；
2.14、根据策略信息将内容资源发送到OLT自身的业务服务模块或某ONU业务服务模块并删除缓存对应内容；
2.15、OLT自身的业务服务模块或ONU业务服务模块将注入内容的存储情况上报到OLT分发控制模块的目录服务模块，并回馈服务调度模块信息；
2.16、删除缓存对应内容；
2.2、所述被动注入方法和流程为：
2.21、业务终端指定的网站内容，用户请求被拦截至OLT的分发控制模块的服务调度模块；
2.22、服务调度模块在OLT的分发控制模块的目录服务模块中进行检索，若命中则进入内容分发流程，若未命中进入以下流程；
2.23、OLT的内容分发模块向目标资源上层资源库或上层的内容分发设备或用户终端指定的网站地址请求内容资源（具体根据上层分发网络策略而定）；
2.24、所述上层资源库或上层的内容分发设备或用户终端指定的网站将内容资源发布到服务调度模块；
2.25、服务调度模块将所述内容资源存储到缓存，向用户终端播放内容或推送业务资源内容；
2.26、查询所述认证服务模块该内容资源是否认证通过，若未通过则删除缓存相应内容，并返回所述上层资源库或上层的内容分发设备失败代码；、若通过认证，则查询服务调度模块的注入策略信息特征；
2.27、根据策略信息将内容资源发送到OLT自身的业务服务模块或某ONU业务服务模块；
2.28、OLT自身的业务服务模块或ONU业务服务模块将注入内容的存储情况上报到OLT分发控制模块的目录服务模块，并回馈服务调度模块信息；
2.29、删除缓存对应内容；
第三步、 内容分发方法及流程：
1、业务终端指定的网站内容，用户请求被拦截至OLT的分发控制模块的服务调度模块；
2、所述服务调度模块在OLT的分发控制模块的目录服务模块中进行检索，若未命中则转至所述被动注入方法流程，若命中进入以下流程；
3、所述目录服务模块将检索到的资源内容结果返回服务调度模块，包括OLT自身的业务服务模块或ONU业务服务模块及具体存储位置；
4、所述服务调度模块根据目录服务模块的结果将用户请求重定向到存有目标内容的节点（即：具体的OLT或ONU业务服务模块），由该节点完成对用户请求的应答服务；
5、所述存有目标内容的节点（即：具体的OLT或ONU业务服务模块）向用户终端播放内容或推送业务资源内容。
所述的基于PON系统的分层内容分发架构，用于全局内容分发网络结构的边缘层部分，或用于独立提供内容分发业务的应用。
所述基于PON系统的分层内容分发架构中的各功能模块，采用硬件独立实现或采用开发式软件架构方式实现。
所述基于PON系统的分层内容分发架构中的各功能模块，外置于OLT、ONU或内置在OLT及ONU内。
所述PON的涵盖范围包含吉比特无源光网络GPON、基于以太网的无源光网络EPON、10G EPON、下一NGPON (10G GPON、NGPON2及后续版本)以及WDM PON，具体实现方式一致。
所述内容资源的访问寻址路由方式包括基于协议转发、基于URL 转发、基于泛播转发或基于索引。
本发明优点在于通过在无源光网络的光线路终端OLT及光网络单元ONU中分别设置内容分发模块，同时设置管理控制平面，制定PON系统内两级内容分发架构、PON系统的存储和分发策略、PON系统与上级网络、内容服务器及上级CDN的配合策略，以及软、硬件实体调度及管理策略，从而形成整体分层的CDN架构体系，实现了更好地提高网络效率、提升用户体验目的。
附图说明
图1是本发明所述基于PON系统的分层内容分发架构的结构示意图。
图2是本发明所述业务策略发布的步骤流程框图。
图3是本发明所述主动注入方法的步骤流程框图。
图4是本发明所述被动注入方法的步骤流程框图。
图5是本发明所述内容分发方法的步骤流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
本发明所述基于无源光网络实现内容分发的方法，按照下述步骤进行：
第一步、建立基于PON系统的分层内容分发架构：
1、将单一PON系统的内容分发系统作为一个边缘区域的内容分发模块，所述边缘区域的内容分发模块包括两级架构：
第一级架构为OLT内容分发模块；
第二级架构为ONU业务服务模块；
2、OLT内容分发模块：负责完该单一OLT自身及下带ONU内容分发模块的内容资源的注入、存储、定位、分发业务功能；OLT内容分发模块包括分发控制模块和OLT自身的业务服务模块两部分，其中：
2．1、所述分发控制模块包括认证服务模块、目录服务模块和服务调度模块；其中：
2.11、所述认证服务模块：负责内容的注入和请求，检查内容是否经过认证，检查请求获取内容的用户终端是否经过认证；
2.12、所述目录服务模块：负责存储内容资源信息和索引信息服务，其中内容资源信息包括所述OLT自身提供的内容列表及该OLT下带ONU的内容资源列表；当内容资源注入到所述OLT自身的业务服务模块后，相关资源存储情况更新到目录服务模块；
2.13、所述服务调度模块：负责根据预先设定的策略，将各方面来源的注入内容存储到所述OLT自身的业务服务模块或所述ONU业务服务模块；并负责根据所述目录服务模块中检索结果，将用户终端的请求内容重定向到OLT自身的业务服务模块或ONU业务服务模块；
2.2、所述OLT自身的业务服务模块：负责根据OLT的分发控制模块的调度策略指令存储相关内容资源，并负责根据所述分发控制模块的指令为用户终端提供内容分发服务；
3、光网络单元中的ONU业务服务模块：负责根据OLT的分发控制模块的调度指令存储相关内容资源，并负责根据所述分发控制模块的指令为终端用户提供内容分发服务；
4、PON内容分发管理控制平面：负责对多个PON系统的所述内容分发模块组成全系统的控制，包括内容的注入、存储、定位、分发业务逻辑；
5、PON内容分发运营管理平面：负责由多个PON系统的所述内容分发模块组成的PON内容分发网络系统的管理和业务运营管理；
6、全局内容分发管理控制平面：负责CDN 系统的全局重定向，根据调度策略将其调度到合适的节点提供服务。
如图1是本发明基于PON系统的分层内容分发架构的结构示意图；图1中：虚线为逻辑连接控制关系，实线为物理连接关系。
第二步、内容注入方法及流程：
1、业务策略发布的步骤流程，如图2所示；
1.1、所述PON内容分发运营管理平面制定相关策略，包括：各类内容资源的存储时长策略、自动注入策略（如区域内的内容热度情况）、OLT 自身的业务服务模块与ONU业务服务模块的存储分工策略（若符合特性组1，即内容特性，如区域热点影像视频、区域范围的监控图像等内容，或在区域内热度达到几次点播的内容资源；），则注入到OLT自身的业务服务模块；若符合特性组2，即内容特性，如个性化推送流媒体、个性化广告、未播放完的流媒体影音缓存、片源浏览文件、其他缓存文件、临时文件、家庭媒体收藏、智能家居配置文件，或家庭热度达到几次点播的内容资源等内容。），则注入到ONU业务服务模块）；
1.2、PON内容分发运营管理平面将策略指令下发到所述PON内容分发控制平面；
1.3、PON内容分发控制平面将策略指令发布到所辖的所有OLT的内容分发模块的分发控制模块；
2、所述内容注入分为主动注入和被动注入两种：
2.1、所述主动注入方法和流程，如图3所示；
2.11、运营管理平面制定策略，经业务策略发布步骤发布到所述服务调度模块；
2.12、上层资源库或上层的内容分发设备将内容资源发布到所述服务调度模块；
2.13、服务调度模块将内容资源存储到缓存，并查询所述认证服务模块该内容资源是否认证通过，若未通过则删除缓存相应内容并返回上层资源库或上层的内容分发设备失败代码；若通过认证，则查询服务调度模块的注入策略信息特征；
2.14、根据策略信息将内容资源发送到OLT自身的业务服务模块或某ONU业务服务模块并删除缓存对应内容；
2.15、OLT自身的业务服务模块或ONU业务服务模块将注入内容的存储情况上报到OLT分发控制模块的目录服务模块，并回馈服务调度模块信息；
2.16、删除缓存对应内容；
2.2、所述被动注入方法和流程，如图4所示；
2.21、业务终端指定的网站内容，用户请求被拦截至OLT的分发控制模块的服务调度模块；
2.22、服务调度模块在OLT的分发控制模块的目录服务模块中进行检索，若命中则进入内容分发流程，若未命中进入以下流程；
2.23、OLT的内容分发模块向目标资源上层资源库或上层的内容分发设备或用户终端指定的网站地址请求内容资源（具体根据上层分发网络策略而定）；
2.24、所述上层资源库或上层的内容分发设备或用户终端指定的网站将内容资源发布到服务调度模块；
2.25、服务调度模块将所述内容资源存储到缓存，向用户终端播放内容或推送业务资源内容；
2.26、查询所述认证服务模块该内容资源是否认证通过，若未通过则删除缓存相应内容，并返回所述上层资源库或上层的内容分发设备失败代码；若通过认证，则查询服务调度模块的注入策略信息特征；
2.27、根据策略信息将内容资源发送到OLT自身的业务服务模块或某ONU业务服务模块；
2.28、OLT自身的业务服务模块或ONU业务服务模块将注入内容的存储情况上报到OLT分发控制模块的目录服务模块，并回馈服务调度模块信息；
2.29、删除缓存对应内容。
第三步、内容分发方法及流程，如图5所示；
1、业务终端指定的网站内容，用户请求被拦截至OLT的分发控制模块的服务调度模块；
2、所述服务调度模块在OLT的分发控制模块的目录服务模块中进行检索，若未命中则转至所述被动注入方法流程，若命中进入以下流程；
3、所述目录服务模块将检索到的资源内容结果返回服务调度模块，包括OLT自身的业务服务模块或ONU业务服务模块及具体存储位置；
4、所述服务调度模块根据目录服务模块的结果将用户请求重定向到存有目标内容的节点（即：具体的OLT或ONU业务服务模块），由该节点完成对用户请求的应答服务；
5、所述存有目标内容的节点（即：具体的OLT或ONU业务服务模块）向用户终端播放内容或推送业务资源内容。
本发明基于PON系统的分层内容分发架构，可以作为全局内容分发网络结构的边缘层部分，也可以独立提供内容分发业务应用；分层内容分发架构中的各功能模块，可以采用硬件独立实现或采用开发式软件架构方式实现；分层内容分发架构中的各功能模块，可以外置于OLT、ONU或内置在OLT及ONU内。
所述PON的涵盖范围包含吉比特无源光网络GPON、基于以太网的无源光网络EPON、10G EPON、下一NGPON (10G GPON、NGPON2及后续版本)以及WDM PON，具体实现方式一致。
所述内容资源的访问寻址路由方式包括基于协议转发、基于URL 转发、基于泛播转发或基于索引。
Claims (6)
1.一种基于无源光网络实现内容分发的方法，其特征在于：按照下述步骤进行：
第一步、建立基于PON系统的分层内容分发架构：
1、将单一PON系统的内容分发系统作为一个边缘区域的内容分发模块，所述边缘区域的内容分发模块包括两级架构：
第一级架构为OLT内容分发模块；
第二级架构为ONU业务服务模块；
2、所述OLT内容分发模块：负责完成该单一OLT自身及下带ONU内容分发模块的内容资源的注入、存储、定位、分发业务功能；OLT内容分发模块包括分发控制模块和OLT自身的业务服务模块两部分，其中：
2．1、所述分发控制模块包括认证服务模块、目录服务模块和服务调度模块；其中：
2.11、所述认证服务模块：负责内容的注入和请求，检查内容是否经过认证，检查请求获取内容的用户终端是否经过认证；
2.12、所述目录服务模块：负责存储内容资源信息和索引信息服务，其中所述内容资源信息包括OLT自身提供的内容列表及该OLT下带ONU的内容资源列表；当内容资源注入到OLT自身的业务服务模块后，相关资源存储情况更新到所述目录服务模块；
2.13、所述服务调度模块：负责根据预先设定的策略，将各方面来源的注入内容存储到OLT自身的业务服务模块或所述ONU业务服务模块；并负责根据所述目录服务模块中检索结果，将用户终端的请求内容重定向到OLT自身的业务服务模块或ONU业务服务模块；
2.2、所述OLT自身的业务服务模块：负责根据OLT的分发控制模块的调度策略指令存储相关内容资源，并负责根据所述分发控制模块的指令为用户终端提供内容分发服务；
3、光网络单元中的所述ONU业务服务模块：负责根据OLT的分发控制模块的调度指令存储相关内容资源，并负责根据所述分发控制模块的指令为终端用户提供内容分发服务；
4、PON内容分发管理控制平面：负责对多个PON系统的所述内容分发模块组成全系统的控制，包括内容的注入、存储、定位、分发业务逻辑；
5、PON内容分发运营管理平面：负责由多个PON系统的所述内容分发模块组成的PON内容分发网络系统的管理和业务运营管理；
6、全局内容分发管理控制平面：负责CDN 系统的全局重定向，根据调度策略将其调度到合适的节点提供服务；
第二步、内容注入方法及流程：
1、业务策略发布：
1.1、所述PON内容分发运营管理平面制定相关策略，包括：各类内容资源的存储时长策略、自动注入策略、OLT 自身的业务服务模块与ONU业务服务模块的存储分工策略；
1.2、PON内容分发运营管理平面将策略指令下发到所述PON内容分发控制平面；
1.3、PON内容分发控制平面将策略指令发布到所辖的所有OLT的内容分发模块的分发控制模块；
2、所述内容注入分为主动注入和被动注入两种：
2.1、所述主动注入方法和流程为：
2.11、运营管理平面制定策略，经业务策略发布步骤发布到所述服务调度模块；
2.12、上层资源库或上层的内容分发设备将内容资源发布到所述服务调度模块；
2.13、服务调度模块将内容资源存储到缓存，并查询所述认证服务模块该内容资源是否认证通过，若未通过则删除缓存相应内容并返回上层资源库或上层的内容分发设备失败代码；若通过认证，则查询服务调度模块的注入策略信息特征；
2.14、根据策略信息将内容资源发送到OLT自身的业务服务模块或某ONU业务服务模块并删除缓存对应内容；
2.15、OLT自身的业务服务模块或ONU业务服务模块将注入内容的存储情况上报到OLT分发控制模块的目录服务模块，并回馈服务调度模块信息；
2.16、删除缓存对应内容；
2.2、所述被动注入方法和流程为：
2.21、业务终端指定的网站内容，用户请求被拦截至OLT的分发控制模块的服务调度模块；
2.22、服务调度模块在OLT的分发控制模块的目录服务模块中进行检索，若命中则进入内容分发流程，若未命中进入以下流程；
2.23、OLT的内容分发模块向目标资源上层资源库或上层的内容分发设备或用户终端指定的网站地址请求内容资源；
2.24、所述上层资源库或上层的内容分发设备或用户终端指定的网站将内容资源发布到服务调度模块；
2.25、服务调度模块将所述内容资源存储到缓存，向用户终端播放内容或推送业务资源内容；
2.26、查询所述认证服务模块该内容资源是否认证通过，若未通过则删除缓存相应内容，并返回所述上层资源库或上层的内容分发设备失败代码；若通过认证，则查询服务调度模块的注入策略信息特征；
2.27、根据策略信息将内容资源发送到OLT自身的业务服务模块或某ONU业务服务模块；
2.28、OLT自身的业务服务模块或ONU业务服务模块将注入内容的存储情况上报到OLT分发控制模块的目录服务模块，并回馈服务调度模块信息；
2.29、删除缓存对应内容；
第三步、 内容分发方法及流程：
1、业务终端指定的网站内容，用户请求被拦截至OLT的分发控制模块的服务调度模块；
2、所述服务调度模块在OLT的分发控制模块的目录服务模块中进行检索，若未命中则转至所述被动注入方法流程，若命中进入以下流程；
3、所述目录服务模块将检索到的资源内容结果返回服务调度模块，包括OLT自身的业务服务模块或ONU业务服务模块及具体存储位置；
4、所述服务调度模块根据目录服务模块的结果将用户请求重定向到存有目标内容的节点，由该节点完成对用户请求的应答服务；
5、所述存有目标内容的节点向用户终端播放内容或推送业务资源内容。
2.根据权利要求1所述基于无源光网络实现内容分发的方法，其特征在于：所述基于PON系统的分层内容分发架构，用于全局内容分发网络结构的边缘层部分，或用于独立提供内容分发业务的应用。
3.根据权利要求1所述基于无源光网络实现内容分发的方法，其特征在于：所述基于PON系统的分层内容分发架构中的各功能模块，采用硬件独立实现或采用开发式软件架构方式实现。
4.根据权利要求1所述基于无源光网络实现内容分发的方法，其特征在于：所述基于PON系统的分层内容分发架构中的各功能模块，外置于OLT、ONU或内置在OLT及ONU内。
5.根据权利要求1所述基于无源光网络实现内容分发的方法，其特征在于：所述PON的涵盖范围包含吉比特无源光网络GPON、基于以太网的无源光网络EPON、10G EPON、下一NGPON以及WDM PON，具体实现方式一致。
6.根据权利要求1所述基于无源光网络实现内容分发的方法，其特征在于：所述内容资源的访问寻址路由方式包括基于协议转发、基于URL 转发、基于泛播转发或基于索引。
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