EPON中的组播控制及其在IPTV中的应用

　　IPTV的电视业务需要将一个源节点产生的数据流送到多个目的节点，即点对多点的通信。目前对点对多点的通信最有效的解决方案是组播技术。EPON在IPTV点播中发挥着重要的作用，它直接管理用户对节目的点播和观看，并分发业务到达各个终端用户，因此在EPON上实现组播以及组播的性能尤为关键。

　　EPON可控组播实现方案

　　EPON中，动态可控组播协议的核心思想是OLT对基于IGMP控制报文携带的用户标识信息进行用户鉴权，并通过扩展OAM消息实现ONU对组播数据报文的转发控制。

　　1.设计方案

　　(1)外部模型

　　在本方案中，整个控制管理模块分为两个组成部分：OLT盘上的中央控制模块和ONU上的信息采集和命令执行模块。其中OLT盘负责收集和处理ONU发送的端口信息，可以接收网管命令发送给ONU，对各个端口进行控制;而ONU上的控制模块则负责上报端口的加入和离开某个组播组的信息，并可以根据OLT盘的配置列表对数据流进行转发或丢弃。整个控制模块与IGMP组播模块基本独立，并不影响组播的运行方式。

　　(2)内部模型

　　OLT控制模块模型主要有组播组信息表、组播配置认证表和收发模块三部分。

　　其中，组播组信息表以组地址为索引，记录当前组播组信息，包括组播组地址、组播成员、成员状态等信息。组播配置认证表以配置组地址为索引，记录组播组的配置认证信息，包括认证组的组地址、认证成员、认证成员的权限、预览参数等内容。

　　收发模块负责与ONU的控制模块进行通信。

　　ONU控制模块模型主要有端口信息表、配置控制表和收发模块三部分。

　　端口信息表类似OLT交换模块的组播组信息表，记录业务盘上的组播信息，以端口为索引。配置控制表类似OLT盘模块的组配置认证表，存储着组配置和认证信息，此表由OLT盘下载来维护。收发模块与OLT盘控制模块通信，发送join与leave消息，并接收配置命令消息。

　　2.控制与管理的实现

　　组播系列协议中缺乏对组播源可靠性的控制机制，导致网络中存在组播节目冲突，以及非法组播源传播等威胁，因此设计人员需要解决用户认证、节目源安全性等问题。

　　(1)用户权限管理

　　对IPTV用户而言，每个用户都有预先定义好的频道收看权限，不同的频道收费也有所不同，这就要求用户每进入一个频道，都要先通过认证才能接收相应的组播内容。EPON系统可以对用户进行权限管理。对于用户加入的每个组播组，权限可以分为三种：允许、禁止、预览。

　　当该用户对该频道的访问权限为“允许”时，OLT通过一个扩展的组播控制OAM报文通知ONU增加一个组播转发表项，来表明该用户端口对该频道的访问权限为“允许”。

　　当OLT查表结果表明该用户对该频道的访问权限为“禁止”时，OLT不做任何其它操作，ONU也不做任何操作。当用户在一定时间内没有收到任何IGMP消息和组播业务流时，会结束该申请。

　　当OLT查表表明该用户对该频道的访问权限为“预览”时，OLT通过一个扩展的组播控制OAM报文通知ONU增加一个(临时的)组播转发表项。

　　(2)组播源管理

　　设计人员将组播源与EPON指定的上联口进行绑定，来实现对组播源的管理。在同一个EPON系统中可能会接入多个业务提供商，但组播网段的资源又是有限的，每个业务提供商分配一段组播地址，通过对组播源的管理，将组播地址与指定的上联口绑定，还可以防止非法节目源在网络中发布组播业务。

　　要实现对节目源的控制，可以通过建立一张由组播地址与上联端口对应的源地址表实现。OLT盘IGMPProxy的Host模块在转发Join报文到组播路由器时，会检查这张表，将Join报文转发到指定的上联口，而不是在上联口广播。这样只有表中允许的组播Join报文可以转发到组播路由器，否则不能加入相应的组播组，也就无法接收组业务流量。

　　(3)组播信息显示

　　组播信息的详细显示是一项很重要的组播控制功能。在用户加入或离开组播组时，ONU会将这个信息上报OLT，OLT再将其存储到组播信息表里。必要时维护人员可以通过网管命令查询这张信息表，显示组播组的详细信息。

　　EPON可控组播在IPTV中的应用

　　EPON可控组播在IPTV中的应用

　　EPON可控组播在IPTV中的应用

　　如图1和表1所示，假设用户1想收看中央电视台，用户的机顶盒将申请特定组播频道业务。它会向上行发送IGMPJoin报文，ONU接收到上行的IGMPJoin报文后，打上标识用户的单播VLAN/CVLAN。对于ONU下挂以太网交换机(以太网交换机可能带有多个用户，即多个用户通过一个ONU的UNI接口实现接入)的情况，ONU的UNI支持VLANTrunk，并通过透传用户VLAN或者通过VLANTranslation方法保证每个用户的IGMP报文具有不同的单播VLAN/CVLAN。OLT接收到IGMPJoin报文后，根据用户标识、该Join报文的组播IP地址以及源IP地址(仅用于IGMPV3，可选)查询该用户对该频道的访问权限及其参数。由表1可知，用户1的访问权限为“允许”，OLT则通过一个扩展的组播控制OAM报文通知ONU增加一个组播转发表项，以表明该用户端口对该频道的访问权限为“允许”。中央电视台的组播业务流只能从17号上联口出来。

　　如果用户1申请凤凰卫视的组播频道业务，它的权限为“预览”，OLT通过一个扩展的组播控制OAM报文通知ONU增加一个(临时的)组播转发表项。在OLT给ONU传送业务流的同时，OLT启动一个定时器和计数器，用于控制用户的预览时长、预览次数、预览间隔时长等参数。凤凰卫视的组播业务流只能从19号上联口出来。

　　如果用户2申请湖北电视台的组播频道业务，他的权限为“禁止”，OLT和ONU不做任何操作，用户无法收到业务流。