专利名称：在混合PPPoE/IPoE宽带接入网络内优化的组播分发的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接入节点(例如DSLAM)和用于在混合PPPoE/IPoE 宽带接入网络内优化组播流(组播业务量)的分发的方法。
背景技术：
随同定义以下缩写，在随后对现有技术和本发明优选实施例的i兌 明中将涉及到这些缩写中的至少一些。
AAA鉴权、授权和计费
BRAS宽带远程接入服务器
CPE用户端设备
DSL数字用户线
DSLAM数字用户线接入多路复用器
IGMP因特网组管理协i义
IP因特网协i义
IPoE基于以太网的IP
PPP点到点协议
PPPoE基于以太网的点到点协议
电信业务供应商已经设法建立成本有效的宽带接入网络，同时仍 在不在提供高带宽业务(例如因特网、电视)的能力方面妥协的情况下
重新使用DSL网络中的现有投资。由于以太网与IP的兼容性、部署的 简单性以及价格性能比，以太网已经被用于帮助建立这种宽带接入网 络。下文参考图l-图2来描述两个已知的基于以太网的宽带接入网络 以及它们的缺陷。
参考图l(现有技术)，框图举例说明传统的IPoE宽带接入网络lOO 的基本部件。传统的IPoE宽带接入网络100包括多个接入节点102 (例
如DSLAM 102)，这些接入节点将终端用户104和其组播设备/CPE 106 连接到以太网聚合网络108上。以太网聚合网络108包括多个以太网 交换机110(仅显示3个)和组播路由器112，这些以太网交换机和组播 路由器都互连。组播路由器112耦合到多媒体服务器114。在运行中， 多媒体服务器114从内容供应商118接收组播流116 (例如TV、无线电 广播)。然后，多媒体服务器114广播组播流116，该组播流116通过 所选择的以太网交换机110和所选择的DSLAM 102传递到请求接收组 播流116的终端用户104(被显示为终端用户104')。紧接着提供关于 所有这些部件如何起作用以将组播流116分发到适当的终端用户104 ' 的详细论述。
具体地，希望接收组播流116的终端用户104'(仅显示3个)必须 向它们各自的DSLAM (仅显示3个)传送组播请求120(IGMP加入
消息12 0)。每个上行组播请求120都包含想得到的组播流116的地址。 并且，按IPoE来封装每个上行组播请求120。 DSLAM 102'探听IPoE 封装的组播请求120，并且登记请求组播流116的特定的终端用户 104'。此外，DSLAM 102'向组播路由器112转发IPoE封装的组播请 求120。当组播请求120向组播路由器112行进时，以太网交换机IIO 探听该IPoE封装的组播请求120以确定当它们向终端用户104 '转发 下行组播流116时它们需要使用的链路122。这种探听是DSLAM 102' 和以太网交换机110能够有效地向终端用户104'分发组播流116 (该组 播流同样按IPoE被封装)的方式。
这种拓朴的主要缺点在于IPoE被用于封装上行组播请求120和下 行组播流116。然而，大多数业务供应商愿意使用PPPoE作为其接入 协议，因为PPPoE目前普遍被使用，并且因为它具备大量涉及AAA和 安全性的固有能力。响应于这个缺点，Juniper网络和BellSouth已 经建议了一种混合PPPoE/IPoE宽带接入网络。混合PPPoE/IPoE宽带 接入网络通过按PPPoE封装上行组播请求以及按IPoE封装下行组播流 (例如内容)来解决这个缺点。在下列文献中提供了对混合PPPoE/IPoE 宽带接入网络的详细论述。
" IGMP Proxying vs TransparentSnooping : WT-101Appl icabi 1 i ty，， ， DSLForum document
#dsl2004. 471. 00，作者Jerome Moisand, Juniper网络(20Q4 年12月7-9日)。 *"High level requirements for IPTV multicast delivery viaPPPoE，， ， BellSouth，s functional specif ication (2004 年12月13日)。 这些文献的内容在此被引入作为参考。
紧接着参考图2(现有技术)提供关于传统的混合PPPoE/IPoE宽带 接入网络200及其主要缺点的简要论述。如所示的那样，传统的混合 PPPoE/IPoE宽带接入网络200包括多个接入节点202 (例如DSLAM 202)，这些接入节点将终端用户204及其组播设备/CPE 206连接到以 太网聚合网络208上。以太网聚合网络208包括多个以太网交换机 210(仅显示3个)、组播路由器212和BRAS 213，所有的这些设备都 互连。BRAS 213耦合到因特网215上。并且，组播路由器212耦合到 多媒体服务器214上。在运行中，多媒体服务器214从内容供应商218 接收组播流216(例如，TV、无线电广播)。然后，多媒体月良务器214 广播组播流216，该组播流216通过所有的以太网交换机210和所选 择的DSLAM 202传递到请求接收该组播流216的终端用户204 (被显示 为终端用户204')。紧接着提供关于所有的这些部件如何起作用以将组 播流216分发到适当的终端用户20V的详细论述。
具体地，希望接收组播流216的终端用户204'(仅显示3个)必须 向它们各自的DSLAM 202'(仅显示3个)传送组播请求220 (IGMP加入 消息22 0)。每个上行组播请求220都包含想得到的组播流216的地址。 并且每个上行组播请求220按PPPoE被封装(对照图1)。 DSLAM 202' 探听PPPoE封装的组播请求220，并且登记请求组播流216的特定的 终端用户204'。此外，DSLAM 202'通过以太网交换机210透明地向BRAS 213转发PPPoE封装的组播请求220。并且，以太网交换机210透明地 向BRAS 213转发PPPoE封装的组播请求220，而不是向组播路由器212 转发PPPoE封装的组播请求220 (因为组播路由器212不支持PPP，因 此组播路由器212将不知道如何处理PPPoE封装的组播请求220)。然 而，以太网交换机210不能探听PPPoE封装的组播请求22 0。
这是个问题，因为以太网交换机210不能确定向终端用户20〃转 发下行组播流216必须使用的链路222。为了解决这个问题，以太网交 换机210使组播流216充满其所有端口，并在适当的链路222和非适
当的链路222'上向所有DSLAM 202发送组播流216。这浪费传统的混 合PPPoE/lPoE宽带接入网络200中的带宽。在本实例中，在以太网交 换机21(K中可以看到浪费的带宽，其中非适当的链路222'充满下行 组播流216，但是不存在与这个链路222'或者与相应的DSLAM 202相 关的终端用户204'。就这一点而言，以太网交换机210不能有效地向 终端用户204'分发组播流216 (该组播流按IPoE被封装)。这个问题通 过本发明来解决。
发明内容
本发明涉及一种接入节点(例如DSLAM)和用于在混合PPPoE/IPoE 宽带接入网络内优化组播流的分发的方法。在优选实施例中，DSLAM 探听被封装在PPPoE帧中的上行IGMP消息，并且向(位于以太网聚合 网络中的)BRAS透明地转发该上行IGMP消息。此外，DSLAM复制该IGMP 消息并向(位于以太网聚合网络中的)标准以太网交换机发送被封装在 IPoE帧中的复制IGMP消息。标准以太网交换机可以探听到IPoE封装 的IGMP消息。DSLAM的这种功能确保以太网聚合网络的最优的组播分 发。
通过在结合附图时参考以下的详细说明，能够更完整地了解本发 明，其中
图l(现有技术)是举例说明传统的IPoE宽带接入网络的基本部件 的框图 〃现有技术)是举例说明传统的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络
的基本部件的框图3是举例说明按照本发明的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络的基 本部件的框图；以及
图4是举例说明按照本发明存在于图3中所示的混合PPPoE/IPoE 宽带接入网络中的DSLAM的基本功能的框图。
具体实施例方式
参考图3，框图举例说明按照本发明的混合PPPoE/IPoE宽带接入
网络300的基本部件。该混合PPPoE/IPoE宽带接入网络300包括多个 接入节点302 (例如DSLAM 302)，这些接入节点将终端用户304及其组 播设备/CPE 306连接到以太网聚合网络308上。该以太网聚合网络308 具有多个以太网交换机310(仅显示3个)、组播路由器312和BRAS 313，所有的这些设备都互连。BRAS 313耦合到因特网315上。并且， 组播路由器312耦合到多媒体服务器314上。在运行中，多媒体服务 器314从内容供应商318接收组播流316(例如，TV、无线电广播)。 然后，多媒体服务器314经由所选择的以太网交换机310和所选择的 DSLAM 302向请求接收组播流316的终端用户304 (显示为终端用户 3040广播组播流316。接下来提供关于所有的这些部件如何起作用以 将组播流316分发到适当的终端用户304'的详细论述。
具体地，希望接收组播流316的终端用户304'(仅显示3个)必须 向它们各自的DSLAM 302'传送组播请求320 (IGMP加入消息320)(参 见图4中的步骤"1")。每个上行组播请求320都包含想得到的组播 流316的地址。并且，每个上行组播请求320按PPPoE被封装。DSLAM 302'探听PPPoE封装的组播请求320，并且透明地向以太网聚合网络 308转发这些组播请求(参见图4中的步骤"2")。此外，DSLAM 302' 复制组播请求320中的有效载荷(例如IGMP有效载荷)并且形成按 IPoE被封装的复制组播请求321(参见图4中的步骤"3")。然后，DSLAM 302'向以太网聚合网络308转发IPoE封装的组播请求321。每个DSLAM 302'还登记请求组播流316的特定的终端用户304'。
当PPPoE封装的组播请求320向BRAS 313行进时，以太网交换机 310不能探听到那些请求320 (参见上面对图2的论述)。然而，以太网 交换机310能够探听到IPoE封装的组播请求321。并且，因为以太网 交换机310能够探听到IPoE封装的复制组播请求321，因此它们能够 确定当它们向终端用户304'转发下行组播流316时必须使用哪些链路 322。这种探听是DSLAM 302'和以太网交换机310能够有效地向终端 用户304'分发组播流316 (该组播流316按IPoE被封装)的方式。接下 来提供关于所有的这些部件如何起作用以将组播流316分发到适当的 终端用户304'的详细论述。
(可能由BRAS 313控制的)组播路由器312发出下行组播流316。 然后，以太网交换机310仅在通向连接到请求组播流316的终端用户
304'上的DSLAM 302'的链路322上转发组播流316。然后，DSLAM 302' 向终端用户304'转发组播流316(参见图4中的步骤"4")。这是相对 于以太网交换机210不能探听到PPPoE封装的请求消息220的传统混 合PPPoE/IPoE宽带接入网络200 (参见图2)的显著改进。就这一点而 言，以太网交换机210不能确定为了向终端用户204'转发下行组播 流216，它们必须使用哪些链路222。为了解决这个问题，以太网交换 机210使组播流216充满其所有端口，并在适当的链路222和非适当 的链路222'上向所有DSLAM 202发送组播流216。这浪费带宽。如可 以看到的那样，本发明的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络300不会遭受 这个问题并且不浪费带宽。
下面是与本发明相关的一些附加的特征和优点
与如过去所执行的那样充满全部组播流不同，依照本发明的网 络带宽的优化使用创建用于组播分发的向上可扩展的解决方 案。
DSLAM 302、以太网交换机310和BRAS 313各自都具有包括在 其中的处理器/逻辑/计算机，该处理器/逻辑/计算机能够通过 使用专用电路或者电路系统(例如互连的用于执行专用功能的 离散逻辑门)、程序指令或者两者的组合来执行本发明的各种 不同的动作。例如，图4中所示的DSLAM 302'举例说明这种处 理器402。
组播路由器312可以作为BRAS 313的一部分被集成(未显示) 或者它可以是一个单独的设备(已显示)。后者的结构与DSL论 坛的关于在以太网聚合网络上的宽带接入的工作文本"WT -101"的参考模型相同。
由DSLAM 302进行IPoE封装的IGMP消息(分组)321可以受不 同的聚合/压缩机制控制。这样的机制可以在DSLAM 302中被 实现或者在以太网聚合网络308中的任何地方被实现。
在此所提供的关于混合PPPoE/IPoE宽带接入网络300中的不 同部件(例如DSLAM 302、以太网交换机310、 BRAS 313)的i兌 明省略了关于在行业中众所周知的以及对理解本发明来说不 是必要的那些部件的某些细节。这是为了清楚起见。
应该理解，在此所描述的各种宽带接入网络100、 200和300 的配置是示范性的。并且这些宽带接入网络100、 200和300 可以具有各种各样的配置。
尽管在附图中举例说明了并且在上述详细说明中描述了本发明的 一个实施例，但是应理解的是，本发明并不限于所公开的该实施例， 而是能够在不脱离如下面的权利要求所阐述和限定的本发明精神的情 况下实现多种重新布置、修改和替换。
权利要求
1.一种接入节点，包括使多个动作能够被执行的处理器，所述多个动作包括探听按PPPoE被封装的加入消息；转发按PPPoE被封装的加入消息；复制加入消息；以及转发按IPoE被封装的复制加入消息。
2. 如权利要求1所述的接入节点，其中，所述处理器进一步使以 下动作能够被执行登记与所述加入消息相关的终端用户。
3. 如权利要求2所述的接入节点，其中，所述处理器进一步使以下动作能够被执行接收按IPoE被封装的组播流；以及 向所述终端用户转发按IPoE被封装的组播流。
4. 如权利要求1所述的接入节点，其中，所述加入消息是IGMP加入消息。
5. 如权利要求1所述的接入节点，其中，所述接入节点是DSLAM。
6. —种用于在混合PPPoE/IPoE宽带接入网络内分发组播流的方 法，所述方法包括以下步骤在DSLAM上探听由请求接收组播流的终端用户所使用的组播设备 发出的、按PPPoE被封装的IGMP消息； 在所述DSLAM上复制该IGMP消息；从所述DSLAM向BRAS转发按PPPoE被封装的IGMP消息； 从所述DSLAM向至少一个以太网交换机转发按IPoE被封装的复制 IGMP消息；其中所述至少一个以太网交换机不探听按PPPoE被封装的IGMP消 息；以及其中所述至少一个以太网交换机探听按IPoE被封装的复制IGMP 消息，并且形成用于分发组播流的转发规则，使得当多媒体服务器向 组播路由器发出组播流时，该组播路由器又向所述至少一个以太网交 换机转发组播流，然后所述至少 一个以太网交换机将仅仅在指向所述 DSLAM的链路上转发组播流，所述DSLAM向所述终端用户所使用的组 播设备转发该组播流。
7. 如权利要求6所述的方法，其中，所述组播流按IPoE被封装。
8. 如权利要求6所述的方法，其中，所述BRAS指示所述多媒体月良 务器何时发出组播流。
9. 如权利要求6所述的方法，其中，所述BRAS和所述组播路由器被集成o
10. 如权利要求6所述的方法，其中，所述复制IGMP消息是被聚 合/压缩的复制IGMP消息。
11. 一种混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，包括 接入节点；耦合到所述接入节点的聚合网络，所述聚合网络包括 至少一个以太网交换机； BRAS.，以及 组播路由器； 所述接入节点进一步包括探听由请求接收组播流的终端用户所使用的组播设备发出 的、按PPPoE被封装的IGMP消息的逻辑； 复制IGMP消息的逻辑，向所述以太网聚合网络转发按PPPoE被封装的IGMP消息的逻辑；向所述以太网聚合网络转发按IPoE被封装的复制IGMP消息的逻辑。
12. 如权利要求11所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中， 所述至少一个以太网交换机包括探听按IPoE被封装的复制IGMP消息的逻辑；以及 形成用于分发组播流的转发规则的逻辑。
13. 如权利要求12所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中， 所述组播路由器包括从多媒体服务器接收组播流的逻辑；以及向所述至少一个以太网交换机发出组播流的逻辑。
14. 如权利要求13所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中， 所述至少一个以太网交换机包括 仅仅在朝向所述接入节点的链路上转发组播流的逻辑。
15. 如权利要求14所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中， 所述接入节点进一步包括向请求了组播流的所述终端用户所使用的组播设备转发组播流的逻辑。
16. 如权利要求11所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中， 所述IGMP消息指示想得到的组播流的地址。
17. 如权利要求11所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中， 所述接入节点是DSLAM。
18. 如权利要求11所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中， 所述组播流按IPoE被封装。
19. 如权利要求11所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中， 所述BRAS和所述组播路由器被集成。
20. 如权利要求11所述的混合PPPoE/IPoE宽带接入网络，其中， 所述复制IGMP消息是被聚合/压缩的复制IGMP消息。
全文摘要
本文描述了一种接入节点(例如DSLAM)和用于在混合PPPoE/IPoE宽带接入网络内优化组播流的分发的方法。在优选实施例中，DSLAM探听被封装在PPPoE帧内的上行IGMP消息，并且向(位于以太网聚合网络中的)BRAS透明地转发该上行IGMP消息。此外，DSLAM复制该IGMP消息并向(位于以太网聚合网络中的)标准以太网交换机发送被封装在IPoE帧中的复制IGMP消息。标准以太网交换机可以探听到IPoE封装的IGMP消息。DSLAM的这种功能确保以太网聚合网络的最优的组播分发。
文档编号H04L29/06GK101164311SQ200680004944
公开日2008年4月16日 申请日期2006年2月14日 优先权日2005年2月15日
发明者O·H·安德森, T·梅尔森 申请人:艾利森电话股份有限公司