專利名稱：在共享媒體網(wǎng)絡中實現(xiàn)組播的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及實現(xiàn)組播的方法和設備，尤其涉及在共享媒體網(wǎng)絡中實現(xiàn)組播的方法和設備。
背景技術：
作為一種與單播和廣播并列的通信方式，組播技術有效地解決了單點發(fā)送多點接收地問題，能夠大量節(jié)約網(wǎng)絡帶寬，降低網(wǎng)絡負擔。更重要的是，可以利用網(wǎng)絡的組播特性方便地提供一些新的增值業(yè)務，例如在線直播、網(wǎng)絡電視、遠程教育、遠程醫(yī)療、網(wǎng)絡電臺、實時視頻會議等。
本發(fā)明主要涉及在例如衛(wèi)星，本地多點分布服務(LocalMultipoint Distribution Service，LMDS)，通用移動通信系統(tǒng)(Universal Mobile Telecommunication System，UMTS)，有線電視系統(tǒng)以及無源光網(wǎng)絡(Passive Optical Network，PON)等之類的共享媒體網(wǎng)絡中實現(xiàn)組播的方法和設備。
為了簡潔，以下的所有描述都基于PON。然而，本領域的技術人員應當理解，本發(fā)明同樣適用于所有的共享媒體網(wǎng)絡。
圖1顯示了一個典型的PON網(wǎng)絡。它包括一個網(wǎng)絡側設備光線路終端(OLT)11，N個用戶側設備光網(wǎng)絡單元(ONU)，分別為ONU 141，ONU 142...ONU 14N，以及分支器12，一點對多點樹形光分布網(wǎng)(ODN)13。其中，OLT通過一點對多點的樹形ODN 13與多個ONU進行通信。
在通信方式上，下行采用的是廣播方式，ONU根據(jù)數(shù)據(jù)分組的標識，例如邏輯鏈路標識(LLID)，接收OLT發(fā)出的，屬于自己的數(shù)據(jù)分組。然而，上行采用時分復用(TDMA)方式共享帶寬。
鑒于PON網(wǎng)絡下行廣播的特性，ITU-T以及IEEE制定的有關PON的標準中只定義了如何在PON網(wǎng)絡中實現(xiàn)廣播和單播，但是并沒有涉及到組播的實現(xiàn)方法。
考慮利用單播實現(xiàn)組播功能，如果N個ONU要求相同的組播業(yè)務，OLT需要向下行方向發(fā)送N次相同的數(shù)據(jù)包。如果ONU數(shù)量較多時，OLT傳送信息的次數(shù)也就隨著增大，將占用大量的下行帶寬。單播主要用于每個ONU獨有數(shù)據(jù)的傳遞。
當利用廣播方式實現(xiàn)組播，同樣的情況，相同數(shù)據(jù)包OLT只需發(fā)送一次，但是無論ONU是否愿意或者需要接收，所有的ONU都能收到。引起網(wǎng)絡的安全性問題。廣播主要用于傳遞OLT到ONU的公共的管理信息、維護信息。
在已知的現(xiàn)有技術中，采用在以太無源光網(wǎng)絡(EPON)的調(diào)和子層(RS)進行組播地址到邏輯鏈路標識(LLID)直接映射來實現(xiàn)組播。該方案的顯著技術缺點是同EPON的標準不相符，不具備網(wǎng)絡必須的兼容性。因為根據(jù)IEEE Draft P802.ahTM/D2.0的規(guī)定，LLID用于實現(xiàn)ONU到OLT點到點的仿真，區(qū)分廣播業(yè)務和單播業(yè)務。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在共享媒體網(wǎng)絡中實現(xiàn)組播的方法和裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種在共享媒體網(wǎng)絡中實現(xiàn)組播的方法，所述共享媒體網(wǎng)絡包括網(wǎng)絡側設備和用戶側設備，所述方法包括步驟記錄步驟，所述網(wǎng)絡側設備和用戶側設備記錄組播地址和物理地址的對應關系；發(fā)送組播包步驟，所述網(wǎng)絡側設備通過廣播包向所述用戶側設備發(fā)送其接收的組播包；識別步驟，所述用戶側設備通過其包括的狀態(tài)位標識，識別在發(fā)送組播包步驟發(fā)出的廣播包為組播包；以及過濾步驟，所述用戶側設備利用在記錄步驟得到的組播地址和物理地址的對應關系，對在識別步驟識別出的組播包進行過濾，以將組播包轉發(fā)給相應端口。
本發(fā)明還提出了一種共享媒體網(wǎng)絡中的用戶側設備，包括記錄裝置，用于記錄組播地址和物理地址的對應關系；識別裝置，用于根據(jù)廣播包中的狀態(tài)位標識，從廣播包中識別出組播包；過濾裝置，用于根據(jù)記錄裝置記錄的組播地址和物理地址的對應關系，過濾識別裝置識別的組播包，以將組播包轉發(fā)給相應端口。
本發(fā)明還提出了一種共享媒體網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡側設備，包括記錄裝置，用于記錄組播地址和物理地址的對應關系；過濾裝置，用于根據(jù)記錄裝置記錄的組播地址和物理地址的對應關系，過濾其接收的組播包，以將組播包傳送給屬于其的用戶側設備；發(fā)送裝置，用于將從過濾裝置來的組播包封裝在廣播包中，并設置狀態(tài)位標識后發(fā)送給用戶側設備。
根據(jù)本發(fā)明，能夠很簡單地在共享媒體網(wǎng)絡中實現(xiàn)組播。


下面將參考附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其中
圖1顯示了一個典型的無源光接入網(wǎng)；
圖2是流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在無源光網(wǎng)絡中實現(xiàn)組播的過程；
圖3A是框圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的ONU；
圖3B是框圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的ONU；
圖4A是框圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的OLT；
圖4B是框圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的OLT。
具體實施例方式
如前面所述，圖1顯示了一個典型的無源光接入網(wǎng)。它包括OLT11，分支器12，一點對多點樹形光分布網(wǎng)13和N個ONU，分別為ONU 141，ONU 142...ONU 14N。其中，OLT通過一點對多點的樹形ODN 13與多個ONU進行通信。
一般地，各個ONU分別連接到含有多個例如PC的用戶終端的局域網(wǎng)(LAN)，OLT連接到例如路由器等之類的網(wǎng)絡設備(圖中未示出)。
一般地，從OLT到ONU的方向稱為下行方向，從ONU到OLT的方向稱為上行方向。
圖2是流程圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在無源光網(wǎng)絡中實現(xiàn)組播的過程。
首先，在步驟S21，當與ONU相連的例如PC之類的終端想?yún)⒓咏M播時，ONU記錄組播地址和該終端的物理地址，例如媒體接入控制層(MAC)之間的對應關系。
ONU可以例如通過實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP)的偵聽(SNOOP)或者代理(Proxy)協(xié)議，記錄組播地址和該終端的物理地址之間的對應關系。
其中，IGMP協(xié)議運行于ONU，OLT以及同OLT相連的組播路由器之間，主機通過此協(xié)議告訴本地路由器希望加入并接受某個特定組組播的信息，同時路由器通過此協(xié)議周期性地查詢局域網(wǎng)內(nèi)某個已知組的成員是否處于活動狀態(tài)，實現(xiàn)所連網(wǎng)絡組成員的收集與維護。
IGMP SNOOP協(xié)議的基本原理是交換機，例如集成于ONU，通過偵聽主機發(fā)向路由器的IGMP成員報告消息的方式，形成主機MAC地址和組播IP地址的對應關系；交換機根據(jù)該對應關系將收到組播數(shù)據(jù)包只轉給組成員。
IGMP Proxy協(xié)議實現(xiàn)與IGMP SNOOP協(xié)議相同功能，但機理不同IGMP SNOOP只是通過偵聽IGMP的消息來獲取有關信息，而IGMPProxy則攔截了終端用戶的IGMP請求并進行相關處理后，再將它轉發(fā)給路由器。
接下來，在步驟S22，ONU向OLT發(fā)送其相連的例如PC之類的終端想?yún)⒓咏M播的信息。
OLT通過例如實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP)的偵聽(SNOOP)或者代理(Proxy)協(xié)議，記錄組播地址和該終端的物理地址之間的對應關系。
接下來，在步驟S23，當OLT接收到組播包時，通過其記錄的組播地址和該終端的物理地址之間的對應關系，過濾其接收的組播包，并且當發(fā)現(xiàn)是屬于其網(wǎng)絡內(nèi)的組播包時，將該組播包發(fā)送給屬于其的ONU。
由于PON網(wǎng)絡在下行物理上是一種廣播網(wǎng)絡，即每個ONU均可以收到所有下行的業(yè)務。并且，ITU-T以及IEEE制定的有關PON的標準中定義了用于廣播的ID標識，例如LLID。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，利用PON網(wǎng)絡下行數(shù)據(jù)廣播的特性，采用廣播包承載組播信息，其中使用不同的狀態(tài)位標識來區(qū)別是管理信息還是組播信息。
接下來，在步驟24，ONU進行組播包和廣播包的識別。
當接收到廣播包時，首先對接收的廣播包進行業(yè)務分揀，以區(qū)分是管理信息還是組播信息。
當是管理信息時，將管理維護信息送往ONU的運行管理維護(OAM)處理部分處理。
對于組播信息，則進入步驟S 25。
在步驟S25，ONU進一步通過其記錄的組播地址和終端的物理地址之間的對應關系，對組播包進行過濾，以將組播包轉發(fā)給相應端口。
由于PON網(wǎng)絡下行是物理的廣播網(wǎng)絡，必然會引起安全問題。ITU-T以及IEEE制定的PON標準中均提供了單播業(yè)務的加密方案，這樣從OLT到ONU可以建立安全的點對點連接。
但是，標準中規(guī)定對廣播業(yè)務不進行加密。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個利用廣播包承載組播業(yè)務的實施方式無法直接利用現(xiàn)有的PON加密方案。
因此，在步驟S21，ONU最好也向OLT發(fā)送其ID標識，例如LLID。并且在步驟S22，在ONU向OLT發(fā)送了其ID標識的情況下，OLT記錄該標識，并通過單播方式，向該ONU發(fā)送密鑰，該密鑰是OLT隨機產(chǎn)生的。并且，在步驟S23，當OLT收到需要組播的數(shù)據(jù)包時，對其進行相應的加密后再通過廣播包發(fā)送給ONU。以及在步驟S24，ONU在收到廣播發(fā)送的組播數(shù)據(jù)后，對于組播數(shù)據(jù)利用密鑰進行解密。
由于單播加密通過對物理層進行加密，可以保證OLT到ONU的連接的安全性。因此，上述密鑰的傳送是安全的。
為了保證加密的安全，OLT應該隔一定時間，例如5秒，更新密鑰。
圖3A是框圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的ONU。
如圖3A所示，該ONU包括記錄裝置31，用于記錄組播地址和想?yún)⒓咏M播的終端的物理地址的對應關系；識別裝置32，用于根據(jù)廣播包中的狀態(tài)位標識，從由OLT發(fā)送的廣播包中識別出組播包；過濾裝置33，用于根據(jù)記錄裝置31記錄的組播地址和想?yún)⒓咏M播的終端的物理地址的對應關系，過濾識別裝置32識別的組播包，以將組播包轉發(fā)給相應端口。
上述記錄裝置31通過例如互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP)的偵聽(SNOOP)或者代理(Proxy)協(xié)議功能，記錄組播地址和該終端的物理地址之間的對應關系。其中該終端的物理地址可以是例如MAC地址等之類的地址。
圖3A所示的ONU還包括解密裝置34，用于根據(jù)由OLT隨機產(chǎn)生的，并通過單播方式，向該ONU發(fā)送的密鑰，解密由識別裝置32識別的組播包，并把解密后的組播包提供給過濾裝置33。
圖3B是框圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的ONU。
如圖3B所示，圖3B和圖3A的區(qū)別在于，在圖3B中，記錄裝置31和過濾裝置33在同一裝置35內(nèi)，或者記錄裝置31和過濾裝置33是同一裝置，只是執(zhí)行不同的功能。圖3B中的ONU的其它部分與圖3A中的ONU一樣。
圖4A是框圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的OLT。
如圖4A所示，該OLT包括記錄裝置41，用于記錄組播地址和想?yún)⒓咏M播的終端的物理地址的對應關系；過濾裝置42，用于根據(jù)記錄裝置記錄的組播地址和物理地址的對應關系，過濾其接收的組播包，以將組播包傳送給屬于其的光網(wǎng)絡單元；發(fā)送裝置45，用于將從過濾裝置42來的組播包封裝在廣播包中，并設置狀態(tài)位標識后發(fā)送給光網(wǎng)絡單元。
上述記錄裝置41通過例如互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP)的偵聽(SNOOP)或者代理(Proxy)協(xié)議功能，記錄組播地址和該終端的物理地址之間的對應關系。其中該終端的物理地址可以是例如MAC地址等之類的地址。
圖4A所示的OLT還包括密鑰生成裝置43，用于當記錄裝置41記錄到組播地址和物理地址的對應關系和參加組播的光網(wǎng)絡單元的標識時，生成密鑰并發(fā)送給光網(wǎng)絡單元；加密裝置44，用于根據(jù)密鑰生成裝置43的密鑰，加密所述過濾裝置42過濾后的組播包，并將加密后的組播包提供給發(fā)送裝置45。
圖4B是框圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的OLT。
如圖4B所示，圖4B和圖4A的區(qū)別在于，在圖4B中，記錄裝置41和過濾裝置42在同一裝置46內(nèi)，或者記錄裝置41和過濾裝置42是同一裝置，只是執(zhí)行不同的功能。圖4B中的OLT的其它部分與圖4A中的OLT一樣。
不脫離本發(fā)明的構思和范圍可以做出許多其它改變和改型。應當理解，本發(fā)明不限于特定的實施方式，本發(fā)明的范圍由所附權利要求限定。
權利要求
1.一種在共享媒體網(wǎng)絡中實現(xiàn)組播的方法，所述共享媒體網(wǎng)絡包括網(wǎng)絡側設備和用戶側設備，所述方法包括步驟
記錄步驟，所述網(wǎng)絡側設備和用戶側設備記錄組播地址和物理地址的對應關系；
發(fā)送組播包步驟，所述網(wǎng)絡側設備通過廣播包向所述用戶側設備發(fā)送其接收的組播包；
識別步驟，所述用戶側設備通過其包括的狀態(tài)位標識，識別在發(fā)送組播包步驟發(fā)出的廣播包為組播包；以及
過濾步驟，所述用戶側設備利用在記錄步驟得到的組播地址和物理地址的對應關系，對在識別步驟識別出的組播包進行過濾，以將組播包轉發(fā)給相應端口。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在記錄步驟，所述網(wǎng)絡側設備還記錄參加組播的該用戶側設備的標識。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中還包括
發(fā)送密鑰步驟，所述網(wǎng)絡側設備利用記錄的該用戶側設備標識，通過單播方式向該用戶側設備發(fā)送密鑰。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中
所述網(wǎng)絡側設備加密所述組播包后才向所述用戶側設備發(fā)送，以及
所述用戶側設備通過所述密鑰對識別的組播包進行解密。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中隔一定時間更新所述密鑰。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在記錄步驟，所述網(wǎng)絡側設備和用戶側設備通過互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議偵聽或代理功能記錄組播地址和物理地址的對應關系。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述物理地址是媒體接入控制層地址。
8.一種共享媒體網(wǎng)絡中的用戶側設備，包括
記錄裝置，用于記錄組播地址和物理地址的對應關系；
識別裝置，用于根據(jù)廣播包中的狀態(tài)位標識，從廣播包中識別出組播包；
過濾裝置，用于根據(jù)記錄裝置記錄的組播地址和物理地址的對應關系，過濾識別裝置識別的組播包，以將組播包轉發(fā)給相應端口。
9.根據(jù)權利要求8所述的用戶側設備，還包括
解密裝置，用于解密由識別裝置識別的組播包，并把解密后的組播包提供給過濾裝置。
10.根據(jù)權利要求8所述的用戶側設備，其中所述記錄裝置通過互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議偵聽或代理功能記錄組播地址和物理地址的對應關系。
11.根據(jù)權利要求8所述的用戶側設備，其中所述物理地址是媒體接入控制層地址。
12.一種共享媒體網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡側設備，包括
記錄裝置，用于記錄組播地址和物理地址的對應關系；
過濾裝置，用于根據(jù)記錄裝置記錄的組播地址和物理地址的對應關系，過濾其接收的組播包，以將組播包傳送給屬于其的用戶側設備；
發(fā)送裝置，用于將從過濾裝置來的組播包封裝在廣播包中，并設置狀態(tài)位標識后發(fā)送給用戶側設備。
13.根據(jù)權利要求12的網(wǎng)絡側設備，還包括
密鑰生成裝置，用于當記錄裝置記錄到組播地址和物理地址的對應關系和參加組播的用戶側設備的標識時，生成密鑰發(fā)送給用戶側設備；以及
加密裝置，用于根據(jù)密鑰生成裝置的密鑰，加密所述過濾裝置過濾后的組播包，并將加密后的組播包提供給發(fā)送裝置。
14.根據(jù)權利要求13的網(wǎng)絡側設備，其中密鑰生成裝置定期更新密鑰，并發(fā)送給用戶側設備。
15.根據(jù)權利要求12的網(wǎng)絡側設備，其中所述記錄裝置通過互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議偵聽或代理功能記錄組播地址和物理地址的對應關系。
16.根據(jù)權利要求12的網(wǎng)絡側設備，其中所述物理地址是媒體接入控制層地址。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在共享媒體網(wǎng)絡中實現(xiàn)組播的方法，所述共享媒體網(wǎng)絡包括網(wǎng)絡側設備和用戶側設備，所述方法包括步驟記錄步驟，所述網(wǎng)絡側設備和用戶側設備記錄組播地址和物理地址的對應關系；發(fā)送組播包步驟，所述網(wǎng)絡側設備通過廣播包向所述用戶側設備發(fā)送其接收的組播包；識別步驟，所述用戶側設備通過其包括的狀態(tài)位標識，識別在發(fā)送組播包步驟發(fā)出的廣播包為組播包；以及過濾步驟，所述用戶側設備利用在記錄步驟得到的組播地址和物理地址的對應關系，對在識別步驟識別出的組播包進行過濾，以將組播包轉發(fā)給相應端口。根據(jù)本發(fā)明，能夠很簡單地在共享媒體網(wǎng)絡中實現(xiàn)組播。
文檔編號H04L12/56GK1829192SQ200510024108
公開日2006年9月6日 申請日期2005年2月28日 優(yōu)先權日2005年2月28日
發(fā)明者齊江, 金珊 申請人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司