TWI446771B - 混合ＰＰＰoＥ／ＩＰoＥ寬頻存取網路中最佳化多重播送分配 - Google Patents

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TWI446771B
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Description

混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路中最佳化多重播送分配
本發明係關於一種用於最佳化混合PPPoE/IpoE寬頻存取網路中之多重播送流(多重播送訊務)之分配的存取節點(例如，DSLAM)及方法。
在此定義以下縮寫，其中至少一些縮寫表示先前技術及本發明之較佳實施例之隨後的描述。
AAA 認證、授權及記帳BRAS 寬頻遠程存取伺服器CPE 使用者端設備(Customer Premises Equipment)DSL 數位用戶線DSLAM 數位用戶線存取多工器IGMP 網際網路群組管理協定IP 網際網路協定IPoE 乙太上IP PPP 點對點協定PPPoE 乙太上點對點協定
電信服務提供商已嘗試建立成本有效的寬頻存取網路，同時重新使用在DSL網路中之現有的投資，但並未損害提供高頻寬服務(例如，網際網路、電視)的能力。由於乙太網路與IP之相容性、簡單部署及價格對效能比，所以乙太網路已用於幫助建立此寬頻存取網路。下文參考圖1至圖2描述了兩個基於乙太網路之寬頻存取網路及其缺點。
參看圖1(先前技術)，其為說明傳統IPoE寬頻存取網路100之基本組件的方塊圖。傳統IPoE寬頻存取網路100包括將終端使用者104及其多重播送裝置/CPE 106連接至乙太聚集網路108之多個存取節點102(例如，DSLAM 102)。乙太聚集網路108包括多個乙太開關110(僅展示了3個)及一多重播送路由器112，所有乙太開關及多重播送路由器皆互連。多重播送路由器112耦接至一多媒體伺服器114。在操作中，多媒體伺服器114自一內容提供者118接收多重播送流116(例如，TV、無線電)。隨後，多媒體伺服器114廣播多重播送流116通過所選擇之乙太開關110及所選擇之DSLAM 102至之前請求接收多重播送流116的終端使用者104(展示為終端使用者104')。下文提供了關於所有此等組件如何將多重播送流116分配至正確的終端使用者104'的詳細論述。
詳言之，期望接收多重播送流116之終端使用者104'(僅展示了3個)需要將多重播送請求120(IGMP結合訊息120)向其各自DSLAM 102'(僅展示了3個)傳送。每一上流多重播送請求120包含所要多重播送流116之位址。且，每一上流多重播送請求120封裝於IPoE中。DSLAM 102'偵伺IPoE封裝之多重播送請求120且記錄之前請求多重播送流116之特定終端使用者104'。另外，DSLAM 102'將IPoE封裝之多重播送請求120向多重播送路由器112轉發。當多重播送請求120向多重播送路由器112傳輸時，乙太開關110偵伺IPoE封裝之多重播送請求120以確定當其轉發下流多重播送流116至終端使用者104'時其需要使用哪個鏈路122。此偵伺為DSLAM 102'及乙太開關110如何有效地將多重播送流116(其亦封裝於IPoE中)分配至終端使用者104'。
此拓撲之主要缺點為IPoE用於封裝上流多重播送請求120及下流多重播送流116。然而，大多服務提供者喜歡將PPPoE用作其存取協定，因為其在今天得以普遍使用且因為其具有許多關於AAA及安全性之固有的能力。回應此缺點，Juniper Networks及BellSouth已提出了混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路。混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路藉由將上流多重播送請求封裝於PPPoE中且將下流多重播送流(例如，內容)封裝於IPoE中解決此缺點。在以下文獻中提供了關於混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路之詳細論述：．由Jerome Moisand,Juniper Networks(2004年12月7至9日)提出之DSL Forum document # dsl2004.471.00,"IGMP Proxying vs Transparent Snooping：WT－101 Applicability"。．BellSouth's功能規格(2004年12月13日)之"High level requirements for IPTV多重播送delivery via PPPoE"。此等文獻之內容以引用方式併入本文。
下文參考圖2(先前技術)提供了關於傳統混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路200及其主要缺點之簡單論述。如圖所示，傳統混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路200包括將終端使用者204及其多重播送裝置/CPE 206連接至乙太聚集網路208之多個存取節點202(例如，DSLAM 202)。乙太聚集網路208包括多個乙太開關210(僅展示了3個)、一多重播送路由器212及BRAS 213，所有乙太開關、多重播送路由器及BRAS皆互連。BRAS 213耦接至網際網路215。且多重播送路由器212耦接至一多媒體伺服器214。在操作中，多媒體伺服器214自一內容提供者218接收一多重播送流216(例如，TV、無線電)。隨後，多媒體伺服器214廣播多重播送流216通過所有乙太開關210及所選擇之DSLAM 202至之前請求接收多重播送流216的終端使用者204(展示為終端使用者204')。下文提供了關於所有此等組件如何將多重播送流216分配至正確的終端使用者204'的詳細論述。
詳言之，期望接收多重播送流216之終端使用者204'(僅展示了3個)需要將一多重播送請求220(IGMP結合訊息220)向其各自DSLAM 202'(僅展示了3個)傳送。每一上流多重播送請求220包含所要多重播送流216之位址。且每一上流多重播送請求220封裝於PPPoE中(與圖1相比)。DSLAM 202'偵伺PPPoE封裝之多重播送請求220且記錄之前請求之多重播送流216之特定終端使用者204'。另外，DSLAM 202'經由乙太開關210將PPPoE封裝之多重播送請求220向BRA 213透明地轉發(transparently forward)。且，乙太開關210將PPPoE封裝之多重播送請求220向BRA 213而非多重播送路由器212(由於其不支持PPP，故其不知道如何處理PPPoE封裝之多重播送請求220)透明地轉發。然而，乙太開關210無法偵伺PPPoE封裝之多重播送請求220。
此為一問題，由於乙太開關210不能夠確定其需要用來將下流多重播送流216向終端使用者204'轉發之鏈路222。為解決此問題，乙太開關210用多重播送流216充滿所有其端口，且在正確的鏈路222及不正確的鏈路222'上向所有DSLAM 202發送多重播送流216。此浪費在傳統混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路200中之頻寬。在此實例中，可在乙太開關210'中看到浪費的頻寬，雖然不正確的鏈路222'充滿下流多重播送流216，但不存在與鏈路222'或與對應DSLAM 202相關之終端使用者204'。同樣地，乙太開關210無法有效地將多重播送流216(其封裝於IPoE)中)分配至終端使用者204'。本發明解決了此問題。
本發明係關於一種用於最佳化一混合PPPoE/IpoE寬頻存取網路中之一多重播送流之分配的存取節點(例如，DSLAM)及方法。在該較佳實施例中，該DSLAM偵伺封入PPPoE訊框中之上流IGMP訊息，且將其向一BRAS(位於一乙太聚集網路中)透明地轉發。另外，該DSLAM複製該IGMP訊息且將封入IPoE訊框之所複製的IGMP訊息向標準乙太開關(位於該乙太聚集網路中)發送。該IPoE封裝之IGMP訊息可由該等標準乙太開關偵伺。該DSLAM之此功能確保乙太聚集網路之最佳的多重播送分配。
參看圖3，其展示說明根據本發明之混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路300之基本組件的方塊圖。混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路300包括將終端使用者304及其多重播送裝置/CPE 306連接至乙太聚集網路308之多個存取節點302(例如，DSLAM 302)。乙太聚集網路308具有多個乙太開關310(僅展示了3個)、一多重播送路由器312及一BRAS 313，所有乙太開關、多重播送路由器及BRAS皆互連。BRAS 313耦接至網際網路315。且，多重播送路由器312耦接至一多媒體伺服器314。在操作中，多媒體伺服器314自一內容提供者318接收多重播送流316(例如，TV、無線電)。隨後，多媒體伺服器314經由所選擇之乙太開關310及所選擇之DSLAM 302將多重播送流316廣播至之前請求接收多重播送流316的終端使用者304(展示為終端使用者304')。下文提供了關於所有此等組件如何將多重播送流316分配至正確的終端使用者304'的詳細論述。
詳言之，期望接收多重播送流316之終端使用者304'(僅展示了3個)需要將多重播送請求320(IGMP結合訊息320)向其各自DSLAM 302'(見圖4中之步驟"1")傳送。每一上流多重播送請求320包含所要多重播送流316之位址。且，每一上流多重播送請求320封裝於PPPoE中。DSLAM 302'偵伺PPPoE封裝之多重播送請求320且向乙太聚集網路308(見圖4中之步驟"2")透明地轉發該等PPPoE封裝之多重播送請求。另外，DSLAM 302'複製在多重播送請求320中之有效負載(例如，IGMP有效負載)且形成封裝於IPoE中之所複製的多重播送請求321(見圖4中之步驟"3")。隨後，DSLAM 302'將IPoE封裝之多重播送請求321向乙太聚集網路308轉發。DSLAM 302'之每一者亦記錄請求多重播送流316之特定終端使用者304'。
在PPPoE封裝之多重播送請求320向BRAS 313傳送時，乙太開關310不能夠偵伺彼等請求320(見參考圖2之以上論述)。然而，乙太開關310能夠偵伺IPoE封裝之多重播送請求321。且，由於乙太開關310可偵伺IPoE封裝之所複製之多重播送請求321，故其可確定當其將下流多重播送流316轉發至終端使用者304'時需要使用哪個鏈路322。此偵伺為DSLAM 302'及乙太開關310如何有效地將多重播送流316(其封裝於IPoE中)分配至終端使用者304'。下文提供了關於所有此等組件如何將多重播送流316分配至正確的終端使用者304'的詳細論述。
多重播送路由器312(可能由BRAS 313控制)發出下流多重播送流316。隨後，乙太開關310僅在鏈路322上轉發多重播送流316，鏈路322引向連接至請求多重播送流316之終端使用者304'的DSLAM 302'。隨後，DSLAM 302'將多重播送流316轉發至終端使用者304'(見圖4中之步驟"4")。此為在傳統的混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路200上之顯著的改良，傳統上乙太開關210無法偵伺PPPoE封裝之請求訊息220(見圖2)。同樣地，乙太開關210無法確定其需要使用哪個鏈路222以將下流多重播送流216轉發至終端使用者204'。為瞭解決此問題，乙太開關210以多重播送流216充滿所有其端口且在正確的鏈路222及不正確的鏈路222'上將多重播送流216向所有DSLAM 202發送。此浪費了頻寬。可見，本發明之混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路300不具有此問題且不浪費頻寬。
以下為與本發明相關之一些額外特徵及優點：．根據本發明網路頻寬之最佳化的使用(不同於過去所有多重播送流的充滿)產生用於多重播送分配之可向上升級(upwards scalable)的解決方案。
．DSLAM 302、乙太開關310及BRAS 313每一者具有併入其中的處理器/邏輯/電腦，其可藉由使用專門的電路(circuit)或電路(circuitry)(例如，互連以執行專門的功能之離散邏輯閘)、程式指令或兩者之組合執行本發明之各種動作。舉例而言，展示於圖4中之DSLAM 302'說明此處理器402。
．可將多重播送路由器312整合為BRAS 313之一部分(未圖示)或其可為分開的裝置(已展示)。後面的架構與用於在乙太聚集網路上之寬頻存取的DSL Forum's Working Text"WT－101"之參考模式相同。
．IGMP訊息(封包)321(其為由DSLAM 302封裝之IPoE)可經受各種聚集/抑制機制。此等機制可在DSLAM 302中或在乙太聚集網路308之任何地方中實施。
．本文所提供之關於混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路300中之不同組件(例如，DSLAM 302、乙太開關310、BRAS 313)的描述忽略了關於該工業中所熟知且不必為本發明所瞭解之彼等組件的某些細節。如此做的目的是更清楚。
．應瞭解，本文所描述之各種寬頻存取網路100、200及300之配置為例示性的。且此等寬頻存取網路100、200及300可具有許多種組態。
雖然已在附圖中說明且在以上[實施方式]中描述了本發明之一個實施例，但應瞭解，本發明不限於所揭示之實施例，而能夠在不偏離所陳述且由以下申請專利範圍所界定之本發明的精神的情況下進行眾多重新配置、修改及替代。
100．．．傳統混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路
102、102'．．．數位用戶線存取多工器(DSLAM)/存取點
104、104'．．．終端使用者
106．．．多重播送裝置/CPE
108．．．乙太聚集網路
110．．．乙太開關
112．．．多重播送路由器
114．．．多媒體伺服器
116．．．多重播送流
120．．．多重播送請求
200．．．混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路
202、202'．．．數位用戶線存取多工器(DSLAM)
204、204'．．．終端使用者
206．．．多重播送裝置
208．．．乙太聚集網路
210、210'．．．乙太開關
212．．．多重播送路由器
213．．．寬頻遠程存取伺服器(BRAS)
214．．．多媒體伺服器
215．．．網際網路
216．．．多重播送流
218．．．內容提供者
220．．．多重播送請求
222．．．鏈路
300．．．混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路
302、302'．．．數位用戶線存取多工器(DSLAM)
304、304'．．．終端使用者
306．．．多重播送裝置/CPE
308．．．乙太聚集網路
310．．．乙太開關
312．．．多重播送路由器
313．．．寬頻遠程存取伺服器(BRAS)
314．．．多媒體伺服器
315．．．網際網路
316．．．多重播送流
318．．．內容提供者
320．．．多重播送請求
321．．．複製多重播送請求
322．．．鏈路
402．．．處理器
圖1(先前技術)為說明傳統IPoE寬頻存取網路之基本組件的方塊圖；圖2(先前技術)為說明傳統混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路之基本組件的方塊圖；圖3為說明根據本發明之混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路之基本組件的方塊圖；及圖4為說明根據本發明存在於圖3所示之混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路中之DSLAM的基本功能的方塊圖。
300．．．混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路
302、302'．．．數位用戶線存取多工器(DSLAM)
304、304'．．．終端使用者
306．．．多重播送裝置/CPE
308．．．乙太聚集網路
310．．．乙太開關
312．．．多重播送路由器
313．．．寬頻遠程存取伺服器(BRAS)
314．．．多媒體伺服器
315．．．網際網路
316．．．多重播送流
318．．．內容提供者
320．．．多重播送請求
321．．．複製多重播送請求
322．．．鏈路

Claims (15)

  1. 一種用於在一混合乙太上點對點協定/乙太上網際網路協定(PPPoE/IPoE)寬頻存取網路中分配一多重播送流(multicast stream)之方法，該方法包含以下步驟：在一數位用戶線存取多工器(DSLAM)處偵伺(snooping)一封裝於PPPoE中之網際網路群組管理協定(IGMP)訊息，該IGMP訊息由被請求接收該多重播送流之一終端使用者所使用的一多重播送裝置所發出；在該DSLAM處複製該IGMP訊息；自該DSLAM將封裝於PPPoE中之該IGMP訊息向一寬頻遠程存取伺服器(BRAS)轉發；自該DSLAM，將封裝於IPoE中之該IGMP訊息轉發至少一個乙太開關；其中該至少一個乙太開關不偵伺封裝於PPPoE中之該IGMP訊息；且其中該至少一個乙太開關偵伺封裝於IPoE中之該複製IGMP訊息且形成轉發規則，以分配該多重播送流，使得當一多媒體伺服器將該多重播送流發出至一多重播送路由器時，該多重播送路由器又將該多重播送流向該至少一個乙太開關轉發時，該至少一個乙太開關將僅在導向該DSLAM之鏈路上轉發該多重播送流，該DSLAM將該多重播送流轉發至由該終端使用者所使用之該多重播送裝置。
  2. 如請求項1之方法，其中該多重播送流封裝於IPoE中。
  3. 如請求項1之方法，其中該BRAS指示該多媒體伺服器何時發出該多重播送流。
  4. 如請求項1之方法，其中該BRAS及該多重播送路由器係整合的。
  5. 如請求項1之方法，其中該複製IGMP訊息為一被聚集/被抑制之複製IGMP訊息。
  6. 一種位於一混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路中之存取節點，該存取節點包含：一處理器；一控制電路，該處理器藉由該控制電路使該存取節點執行以下步驟：偵伺一結合訊息，該結合訊息由被請求接收一多重播送流之一終端使用者所使用的一多重播送裝置所發出，其中該結合訊息係封裝於PPPoE中；複製該結合訊息以形成一複製結合訊息；將封裝於PPPoE中之該結合訊息向一BRAS轉發；將封裝於IPoE中之該複製結合訊息向偵伺封裝於IPoE中之該複製結合訊息之一乙太開關轉發；其中該處理器亦使該存取節點註冊與該結合訊息相關聯之該終端使用者，並執行以下步驟：自該乙太開關接收封裝於IPoE中之一多重播送流，該乙太開關僅在直接向著該存取節點之多個鏈路上轉發該多重播送流，將封裝於IPoE中之該多重播送流轉發至該終端使用 者。
  7. 如請求項6之存取節點，其中該結合訊息為一IGMP結合訊息。
  8. 如請求項6之存取節點，其中該存取節點為一DSLAM。
  9. 種用於分配由一多媒體伺服器所發出之一多重播送流之混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路，其包含：一存取節點；及一聚集網路，其耦接至該存取節點，該聚集網路包括：一個乙太開關；一BRAS；及一多重播送路由器，其用以自該多媒體伺服器接收該多重播送流，並將該多重播送流向該乙太開關轉發；其中該存取節點包括：一第一處理器；及一控制電路，該第一處理器藉由該控制電路使該存取節點執行以下步驟：偵伺一結合訊息，該結合訊息由被請求接收該多重播送流之一終端使用者所使用的一多重播送裝置所發出，其中該結合訊息係封裝於PPPoE中；複製該結合訊息以形成一複製結合訊息；將封裝於PPPoE中之該結合訊息向一BRAS轉發；及將封裝於IPoE中之該複製結合訊息向該乙太開關轉發；其中該乙太開關並未偵伺封裝於PPPoE中之該結合 訊息；且其中該乙太開關包含：一第二處理器；及一控制電路，該第二處理器藉由該控制電路使該乙太開關執行以下步驟：偵伺裝於IPoE中之該複製結合訊息；及形成多個轉發規則，以分配該多重播送流，其中當該乙太開關自該多重播送路由器接收該多重播送流時，該乙太開關將僅在導向該存取節點之鏈路上轉發該多重播送流，該存取節點將該多重播送流轉發至由該終端使用者所使用之該多重播送裝置。
  10. 如請求項9之混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路，其中該第一處理器也使該存取節點註冊與該結合訊息相關聯之該終端使用者。
  11. 如請求項9之混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路，其中該結合訊息為一IGMP結合訊息。
  12. 如請求項11之混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路，其中該IGMP訊息指示該被請求之多重播送流的一位址。
  13. 如請求項9之混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路，其中該存取節點為一DSLAM。
  14. 如請求項9之混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路，其中該BRAS及該多重播送路由器係整合的。
  15. 如請求項9之混合PPPoE/IPoE寬頻存取網路，其中該複製IGMP訊息為一被聚集/被抑制之複製IGMP訊息。
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