專利名稱：報告組播復制節(jié)點和業(yè)務調度節(jié)點之間的組播帶寬消耗的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及通信網絡，在所述通信網絡中同時部署了像高速因特
網接入的單播服務和像廣播TV的組播服務。換句話說，這些服務至少部 分上利用相同的基礎設施，例如相同的數(shù)字用戶線(DSL)接入網絡。組 播月良務在組播復制節(jié)點中被復制，該組播復制節(jié)點能夠監(jiān)聽、代理或終止 用戶用于加入或離開組播服務的組播控制協(xié)議。因特網組管理協(xié)議
(IGMP)是所述組播控制協(xié)議的一個例子，組播復制節(jié)點解釋組播控制 協(xié)議消息并且將組播流復制到去往加入組播服務的用戶的通信線路上，或 者從去往離開組播服務的用戶的通信線路上刪除該組播流。另外，例如第 二層聚合設備或第三層邊緣設備或所謂的寬帶網絡網關(BNG)的網絡深 處的一個或多個網絡節(jié)點可以負責業(yè)務調度，以確保多個服務等級、多個 服務和多個用戶之間的公平性，并且改進網絡資源利用率以及服務質量
(QoS)體驗。業(yè)務調度網絡節(jié)點需要知道用戶環(huán)路和接入節(jié)點上行鏈路 上用于組播服務的帶寬量，從而實現(xiàn)最優(yōu)業(yè)務調度。在不具有對被組播服 務消耗的帶寬的知識的情況下，業(yè)務調度過程將是次最優(yōu)的，其結果是，
過多的業(yè)務可能4皮發(fā)送到下游而最終導致?lián)砣蛿?shù)據(jù)丟失，或可選地，不 足夠的業(yè)務可能被發(fā)送到下游而致使網絡資源的一部分未被充分利用。
背景技術：
已知方法是基于在帶寬網絡網關(BNG)或更一般地在業(yè)務調度網絡節(jié)點 處的IGMP相關。IGMP相關可以通過以下操作來達到在BNG截H^ 于PPPoE(基于以太網的點對點協(xié)議)^i^C送到該BNG的上行IGMP
消息，或通過使用組播復制節(jié)點中的IGMP透明監(jiān)聽。例如在2006年4 月由DSL論壇架構和傳輸工作組發(fā)表的標題為"Migration to Ethernet-Based DSL Aggregation"的DSL論壇技術報告TR-101的小節(jié) 6.3.2.3和小節(jié)1.6中，描述了在BNG的IGMP相關和IGMP透明監(jiān)聽。 其中，例如接入節(jié)點和聚合交換機的組播復制節(jié)點透明地監(jiān)聽IGMP加入 /離開消息，該消息還經過寬帶網絡網關(BNG)的上游，以在那里作為 IPoE (基于以太網的因特網協(xié)議)分組而被截獲。
在BNG的IGMP相關的缺點在于，該解決方案導致去往BNG的高 IGMP業(yè)務量，并且從而導致對于必須處理高IGMP負載的BNG的高處 理需求。
在BNG的IGMP相關、特別是基于組播復制節(jié)點中的透明監(jiān)聽的變 型的另一缺點在于，BNG需要確定IGMP消息涉及哪個接入環(huán)路，以能 夠更新業(yè)務調度過程。這要求BNG執(zhí)行IGMP消息的源MAC和/或IP 地址與在PPP (點對點協(xié)議)或IP (因特網協(xié)議)會話建立時被發(fā)送到該 BNG的接入環(huán)路標識符之間的相關過程。這使得BNG中的整個判定過程 變得復雜。
在DSL論壇技術報告TR-101的小節(jié)2.9第2段中描述的一種同時實 現(xiàn)單播和組播服務QoS感知部署的可選模型是基于分布式優(yōu)先級和調度
的。在該模型中，不同的服務按照優(yōu)先級關系而被標記。在擁塞的情況下， 屬于較低優(yōu)先等級的業(yè)務首先被丟棄。盡管該模型提供了相同優(yōu)先等級之 間的公平性，但它不能建立同一等級中的用戶之間的公平性。
還應當指出，在現(xiàn)有技術解決方案中，即基于IGMP相關的解決方案 或基于分布式優(yōu)先級和調度的解決方案中，這些技術可以被實現(xiàn)在多BNG 場景中，其中帶寬在兩個或更多寬帶網絡網關之間被劃分，所述網關每個 都控制其劃分內的業(yè)務。盡管靜態(tài)劃分對組播和單播服務之間的資源動態(tài) 共享帶來限制，然而多BNG實現(xiàn)通常遭受到與其單BNG等價實現(xiàn)相類似 的缺點基于IGMP相關的多BNG解決方案對BNG施加較高的IGMP 處理需求，并且需^適的更復雜的相關過程；另一方面，基于分布式優(yōu)
先級和調度的多BNG解決方案不能建立相同服務等級的用戶之間的公平 性。由基于IGMP相關的多BNG解決方案帶來的額外復雜性在于，必須 在網絡中采取措施以確保IGMP消息到達所有BNG。
本發(fā)明的目的是提供一種克服了上述現(xiàn)有技術解決方案的缺點的組播 復制網絡節(jié)點和業(yè)務調度網絡節(jié)點。特別地，目的是定義一種組播復制網 絡節(jié)點和業(yè)務調度網絡節(jié)點，其實現(xiàn)了考慮接入網絡中組播服務所占用的 帶寬量的業(yè)務調度，但具有對業(yè)務調度網絡節(jié)點的減小的處理需求。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明，通過如權利要求l中定義的組播復制網絡節(jié)點和如權利 要求9中定義的業(yè)務調度網絡節(jié)點，實現(xiàn)了上述目的并克服了上述現(xiàn)有技 術解決方案的缺點。所述組播復制網絡節(jié)點包括用于向所述業(yè)務調度網絡 節(jié)點報告用于指示在耦合到所述組播復制網絡節(jié)點的線路上被組播服務消 耗的帶寬或可用于單播服務的帶寬的信息的裝置。所述業(yè)務調度網絡節(jié)點 另 一方面包括用于接收和解釋該信息以用于業(yè)務調度過程的裝置。
因此，本發(fā)明引入了例如第2層控制機制的專用控制機制，其4吏得接 入節(jié)點、聚合交換機和具有組播復制功能的其它節(jié)點能夠向接入服務器、
用率或單播帶寬可用性的改變。這些線路可以是接入節(jié)點和各個用戶端效: 備之間的用戶線路，或者可以是接入節(jié)點上行M、聚合交換機上行M 等。本發(fā)明在于向所述業(yè)務調度網絡節(jié)點通知使該業(yè)務調度網絡節(jié)點能夠 確定接入或聚合網絡中不同通信線路(即用戶線路、接入節(jié)點上行鏈路、 聚合交換機上行鏈路等)上被組播服務使用或仍然可用于單播服務的帶寬 量的任何信息。
另夕卜，本發(fā)明還涉及一種如由權利要求11所定義的、用于根據(jù)本發(fā)明 操作的組播復制網絡節(jié)點和業(yè)務調度網絡節(jié)點之間的控制方法。
根據(jù)本發(fā)明的組播復制網絡節(jié)點的第 一可選特征在于，所產生的控制 信息由此可以代表與其耦合的線路上被組播服務消耗的帶寬量。該特征由
權利要求2定義。
這樣，由于所接收的信息明確指示了被組播服務消耗的帶寬量，因此 所述業(yè)務調度節(jié)點上的處理需求被最小化。不需要任何其它計算iM^所共 享的控制信息中導出組播帶寬利用率。
根據(jù)本發(fā)明的組播復制節(jié)點的另 一可選特征在于，所產生的控制信息 由此可以代表與其耦合的線路上可用于單播服務的帶寬量。該特征由權利 要求3定義。
因此，作為被組播服務占用的帶寬量的可選項，所述接入節(jié)點或更一 般地所述組播復制節(jié)點可以保持所述業(yè)務調度節(jié)點知道未被組播服務占用 并且因而仍可用于單寺番服務的帶寬量。
根據(jù)本發(fā)明的組播復制網絡節(jié)點的又另一可選特征在于，所產生的控 制信息由此可以代表耦合到該組播復制網絡節(jié)點的線路上被組播服務消耗 的帶寬的改變。該特征由權利要求4定義。
因此，當例如DSLAM的組播復制節(jié)點知道當前的帶寬利用率以;5L接 收到例如IGMP加入或離開消息時新的帶寬利用率時，將該組播帶寬占用 的改變報告給所述業(yè)務調度網絡節(jié)點就足夠了 。如果例如組播帶寬占用由 于用戶從廣播SDTV(標準清晰度電視)頻道切換(zapping)至廣播HDTV (高清晰度電視)頻道而將從5Mbps變?yōu)?Mbps,則截獲SDTV頻道的 IGMP離開請求和HDTV頻道的IGMP加入請求的接入節(jié)點，可以向BNG 通知4Mbps的預期組播帶寬占用增長。
類似地，如權利要求5所指出的，本發(fā)明可以可選地通過報告代表耦 合到所述組播復制網絡節(jié)點的線路上可用于單播服務的帶寬的改變的控制 信息來被實現(xiàn)。
在前面段落的例子中，這通常意"未著4 Mbps的預期可用單播帶寬減 少是在去往從SDTV切換到HDTV頻道的用戶的用戶線上^t才艮告的。
根據(jù)本發(fā)明的組播復制網絡節(jié)點的又另 一可選特征在于，帶寬的改變 可以僅當不等于零時被報告，如權利要求6所指出的那樣。
這樣，所述業(yè)務調度網絡節(jié)點上的處理負載被進一步減小。通過僅報
告不等于零的組播帶寬消耗或單播帶寬可用性的改變，被發(fā)送到所述業(yè)務 調度網絡節(jié)點的控制消息的數(shù)量被大大減少。這是因為組播頻道可以典型
地被歸類為消粉目等或類似帶寬量的組SDTV、 HDTV、流式音頻等。
如果用戶在兩個SDTV頻道間切換，則這將不導致,iLia播服務消耗的帶寬
量的顯著改變，并且因此不應當^i艮告給BNG。
根據(jù)本發(fā)明的組播復制網絡節(jié)點的又另 一可選特征在于，所產生的控 制消息由此被嵌入至少一個通用交換管理協(xié)議(GSMP)擴展中。該選項 由權利要求7定義。
實際上，本發(fā)明可以通過例如通用交換管理協(xié)議(GSMP)的用于第 2層控制的協(xié)議來被實現(xiàn)，假設該協(xié)議被擴展以一個或幾個TLV (保留的 類型長度值代碼點)。作為GSMP的備選，本發(fā)明可以通過SNMP (簡單 網絡管理協(xié)議)或Radius (遠程認證撥入用戶服務)協(xié)議的當前或將來變 型、或通過假設網絡中的組播復制節(jié)點和業(yè)務調度節(jié)點二者都知道該私有 協(xié)議的私有協(xié)議來被實現(xiàn)。
如權利要求8所指出的，所述組播復制網絡節(jié)點可以是第2層接入節(jié) 點，例如DSLAM (數(shù)字用戶線^#入多路復用器)的接入多路復用器、 DLC (數(shù)字環(huán)路載波)、CMTS (電纜調制解調器端接系統(tǒng))、PON LT (無源光網絡線路端接)、例如以太網交換機的聚合交換機、邊^(qū)i咯由器， 或具有組播復制功能的組播分配鏈中的任意其它網絡節(jié)點。
類似地，如權利要求10所指出的，根據(jù)本發(fā)明的業(yè)務調度網絡節(jié)點可 以是以太網交換機、寬帶網絡網關(BNG)、第3層邊緣設備、寬帶遠程 接入服務器(BRAS)，或是具有業(yè)務調度功能或更高級的QoS和策略管 理功能的任意其它網絡節(jié)點。


圖1示出了包括根據(jù)現(xiàn)有技術操作的組播復制網絡節(jié)點和業(yè)務調度網 絡節(jié)點的網絡結構；和
圖2示出了包括根據(jù)本發(fā)明操作的組播復制網絡節(jié)點和業(yè)務調度網絡
節(jié)點的網絡結構。
具體實施例方式
在圖1所示的網絡結構中，DSL CPE調制解調器101和102經由用戶 線耦到DSLAM 103中各自的線路端接。DSLAM 103上行連接到以太網交 換機104，該以太網交換機104又上行耦合到BRAS 105。從用戶端設備上 至BRAS 105的網絡稱為接入網絡。BRAS 105又經由構成所謂的區(qū)域網 絡的一個或多個IP路由器106而耦合到組播內容服務器107。
圖1中的虛線箭頭111示出了組播流。從組播內容服務器107下至用 戶調制解調器，建立了可由用戶動態(tài)加入或離開的組播樹。為加入或離開 所述組播樹，用戶發(fā)送上行IGMP消息。這些IGMP消息被DSLAM 103 代理或監(jiān)聽，如由點線箭頭所示。DSLAM解釋該IGMP消息，并最終復 制已經在DSLAM 103可用的組播流，以便下行遞送給新加入的用戶。類 似地，當從用戶接收了 IGMP離開消息時，所述DSLAM終止組播流的下 行遞送。同樣，以太網交換機121具有組播復制功能，并且因此也執(zhí)行 IGMP監(jiān)聽或代理。然而，在DSLAM 103或以太網交換機104中不端接 任何IGMP消息。圖1現(xiàn)有技術結構中的所有IGMP消息被上行轉發(fā)至 BRAS，在此處，所述IGMP消息可以被IGMP服務器端接，并且所述IGMP 消息的內容可以被解釋以適配于BRAS 105中的業(yè)務調度過程。在圖1中， 所有IGMP消息必須被BRAS處理，該BRAS于是必須滿足高IGMP處 理需求。
在圖2所示的結構中，CPE調制解調器201和202再次經由用戶環(huán)路 連接到DSLAM 203中各自的線路端接。DSLAM 203上行耦合到以太網交 換機204，該以太網交換機204又上行連接到BRAS 205。從容納CPE調 制解調器201和202的用戶端設備上至BRAS 205的網絡稱為接入網絡。 所述BRAS還經由構成所謂的區(qū)域網絡的一個或多個IP路由器206而耦 合到組播內容服務器207。
虛線箭頭211再次指示從組播內容J!良務器207到用戶調制解調器201
和202的組播流。在處理IGMP消息的方式上，根據(jù)本發(fā)明基本原理操作 的圖2的結構不同于圖1中的結構。
如果假設例如第一用戶從SDTV頻道切換至HDTV頻道，其中該 HDTV頻道將占用DSLAM 203和CPE調制解調器201之間用戶環(huán)路上的 額外5Mbps下行帶寬，則IGMP消息從CPE調制解調器201坎良送到 DSLAM 203。所述IGMP消息流再次由圖2中的點線箭頭指示。在所給 出的例子中，IGMP離開消息將對于SDTV頻道而M出，隨后緊接著是 對于HDTV頻道的IGMP加入消息。在新請求的HDTV頻道在DSLAM 203中可用的情況下，DSLAM 203開始在去往CPE調制解調器201的用 戶線路上復制HDTV頻道。另外，DSLAM 203將向BRAS 205發(fā)送用于 指示在去往第一用戶的接入環(huán)路上組播服務將消耗額外的5Mbps帶寬的 GSMP消息。所述GSMP消息可以包含第一接入環(huán)路上被組播服務消耗 的新的總帶寬，或可選地可以涉及去往第一用戶的接入環(huán)路上仍然可用于 單播服務的帶寬量，或者又可選地可以涉及由于頻道改變而要被組播服務 占用的5 Mbps的剩余。當接收和解釋所述GSMP消息時，BRAS 205調 整其業(yè)務調度過程，例如其分層調度算法，從而考慮去往第一用戶的用戶 線路中的新情況。業(yè)務調度器將例如減少用于第 一用戶的因特網接入帶寬， 以防止笫一用戶線路上的擁塞和業(yè)務丟失。如果新請求的HDTV頻道已經 在DSLAM 203不可用，則DSLAM 203首先向網絡中較高層具有復制功 能的網絡節(jié)點發(fā)送用于請求HDTV頻道的遞送的IGMP才艮告。此后， DSLAM 203將向BRAS 205發(fā)送用于指示在去往第一用戶的接入環(huán)路上 組播服務消耗了額外的5 Mbps帶寬的GSMP消息。圖2結構中的BRAS 205因而僅必須處理針對還不能被靠近用戶的節(jié)點處理和復制的組播流的 有限量的IGMP消息。
盡管已參考指定實施例說明了本發(fā)明，然而本發(fā)明不限于前述說明性 實施例的細節(jié)并且本發(fā)明可以用不脫離其精神和范圍的各種改變和修改來 實現(xiàn)，對于本領域的技術人員是顯而易見的。因此認為本實施例在各方面 中都是說明性的，并且不限制由所附權利要求而非由前面的描述所指示的
本發(fā)明的范圍，并且落在權利要求等價體的意義和范圍內的所有改變因而 旨在包含于其中。換句話說，設想覆蓋了落在本發(fā)明基本原理的精神和范 圍內的所有修改、變型或等價體，并且在本專利申請中主張其基本屬性的 權利。還應當理解，"包括" 一詞不排除其它單元或步驟，"一個" 一詞 不排除多個，以及例如計算機系統(tǒng)、處理器或另一集成單元的單個單元可 以實現(xiàn)權利要求中M的幾個裝置的功能。權利要求中的任何標記不應當 被看作是限制各個相關的權利要求。
權利要求
1.一種組播復制網絡節(jié)點(203)，其特征在于，所述組播復制網絡節(jié)點(203)包括用于向業(yè)務調度網絡節(jié)點(205)報告用于指示在耦合到所述組播復制網絡節(jié)點(203)的線路上被組播服務消耗的帶寬或可用于單播服務的帶寬的信息(231)的裝置。
2. 根據(jù)權利要求1的組播復制網絡節(jié)點(203 )， 其特征在于，所述信息(231)代表在耦合到所述組播復制網絡節(jié)點(203 )的所述線路上被組播服務消耗的帶寬量。
3. 根據(jù)權利要求1的組播復制網絡節(jié)點(203 )， 其特征在于，所述信息(231)代表在耦合到所述組播復制網絡節(jié)點(203)的所述線路上可用于單播服務的帶寬量。
4. 根據(jù)權利要求1的組播復制網絡節(jié)點(203 )， 其特征在于，所述信息(231)代表在耦合到所述組播復制網絡節(jié)點(203)的所述線路上被組播服務消耗的帶寬的改變。
5. 根據(jù)權利要求1的組播復制網絡節(jié)點(203 )， 其特征在于，所述信息(231)代表在耦合到所述組播復制網絡節(jié)點(203)的所述線路上可用于單播服務的帶寬的改變。
6. 根據(jù)權利要求4或權利要求5的組播復制網絡節(jié)點(203 )， 其特征在于，所述帶寬的改變不等于零。
7. 根據(jù)權利要求1的組播復制網絡節(jié)點(203 ), 其特征在于，所述組播復制網絡節(jié)點(203)包括用于將所述信息M至少 一個通用交換管理協(xié)議擴展中的裝置。
8. 根據(jù)權利要求1的組播復制網絡節(jié)點(203 )， 其特征在于，所述組播網絡節(jié)點(203 )是下列中的一個或多個的例示 -第二層接入節(jié)點；-接入多路復用器； -聚合交換機； -邊,由器。
9. 一種業(yè)務調度網絡節(jié)點(205)，其特征在于，所述業(yè)務調度網絡節(jié)點(205)包括用于從組播復制網絡 節(jié)點(203)接收并解釋用于指示在耦合到所述組播復制網絡節(jié)點(203) 的線路上被組播服務消耗的帶寬或可用于單播服務的帶寬的信息(231)的 裝置。
10. 根據(jù)權利要求9的業(yè)務調度網絡節(jié)點(205 )， 其特征在于，所述業(yè)務調度網絡節(jié)點(205)是下列中的一個或多個的例示-聚合交換機；-寬帶網絡網關；-第三層邊緣設備；-寬帶遠程接入服務器。
11. 一種組播復制網絡節(jié)點(203)和業(yè)務調度網絡節(jié)點(205)之間 的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括從所述組播復制網絡節(jié)點(203)向所 述業(yè)務調度網絡節(jié)點(205)報告用于指示在耦合到所⑩播復制網絡節(jié)點(231 )，并i在所述業(yè)務調度網絡節(jié)點(205 )"t接收并解釋所述信息(23^ L
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的組播復制網絡節(jié)點(203)向業(yè)務調度網絡節(jié)點(205)報告用于指示在耦合到組播復制網絡節(jié)點(203)的線路上被組播服務消耗的帶寬或可用于單播服務的帶寬的信息(231)。這樣，業(yè)務調度網絡節(jié)點(205)可以在不嚴重影響其處理需求的情況下知道不同用戶線和接入節(jié)點上行鏈路上的組播帶寬占用。
文檔編號H04L29/06GK101102214SQ20071012683
公開日2008年1月9日 申請日期2007年6月28日 優(yōu)先權日2006年7月4日
發(fā)明者R·哈伯曼, S·M·J·奧蓋, W·亨德里克斯 申請人:阿爾卡特朗訊公司