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IPTV的電視業(yè)務(wù)需要將一個(gè)源節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流送到多個(gè)目的節(jié)點(diǎn)，即點(diǎn)對多點(diǎn)的通信。目前對點(diǎn)對多點(diǎn)的通信最有效的解決方案是組播技術(shù)。EPON在IPTV點(diǎn)播中發(fā)揮著重要的作用，它直接管理用戶對節(jié)目的點(diǎn)播和觀看，并分發(fā)業(yè)務(wù)到達(dá)各個(gè)終端用戶，因此在EPON上實(shí)現(xiàn)組播以及組播的性能尤為關(guān)鍵。
EPON可控組播實(shí)現(xiàn)方案
EPON中，動(dòng)態(tài)可控組播協(xié)議的核心思想是OLT對基于IGMP控制報(bào)文攜帶的用戶標(biāo)識信息進(jìn)行用戶鑒權(quán)，并通過擴(kuò)展OAM消息實(shí)現(xiàn)ONU對組播數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)控制。
1.設(shè)計(jì)方案
（1）外部模型
在本方案中，整個(gè)控制管理模塊分為兩個(gè)組成部分：OLT盤上的中央控制模塊和ONU上的信息采集和命令執(zhí)行模塊。其中OLT盤負(fù)責(zé)收集和處理ONU發(fā)送的端口信息，可以接收網(wǎng)管命令發(fā)送給ONU，對各個(gè)端口進(jìn)行控制；而ONU上的控制模塊則負(fù)責(zé)上報(bào)端口的加入和離開某個(gè)組播組的信息，并可以根據(jù)OLT盤的配置列表對數(shù)據(jù)流進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)或丟棄。整個(gè)控制模塊與IGMP組播模塊基本獨(dú)立，并不影響組播的運(yùn)行方式。
（2）內(nèi)部模型
OLT控制模塊模型主要有組播組信息表、組播配置認(rèn)證表和收發(fā)模塊三部分。
其中，組播組信息表以組地址為索引，記錄當(dāng)前組播組信息，包括組播組地址、組播成員、成員狀態(tài)等信息。組播配置認(rèn)證表以配置組地址為索引，記錄組播組的配置認(rèn)證信息，包括認(rèn)證組的組地址、認(rèn)證成員、認(rèn)證成員的權(quán)限、預(yù)覽參數(shù)等內(nèi)容。
收發(fā)模塊負(fù)責(zé)與ONU的控制模塊進(jìn)行通信。
ONU控制模塊模型主要有端口信息表、配置控制表和收發(fā)模塊三部分。
端口信息表類似OLT交換模塊的組播組信息表，記錄業(yè)務(wù)盤上的組播信息，以端口為索引。配置控制表類似OLT盤模塊的組配置認(rèn)證表，存儲(chǔ)著組配置和認(rèn)證信息，此表由OLT盤下載來維護(hù)。收發(fā)模塊與OLT盤控制模塊通信，發(fā)送join與leave消息，并接收配置命令消息。
2.控制與管理的實(shí)現(xiàn)
組播系列協(xié)議中缺乏對組播源可靠性的控制機(jī)制，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中存在組播節(jié)目沖突，以及非法組播源傳播等威脅，因此設(shè)計(jì)人員需要解決用戶認(rèn)證、節(jié)目源安全性等問題。
（1）用戶權(quán)限管理
對IPTV用戶而言，每個(gè)用戶都有預(yù)先定義好的頻道收看權(quán)限，不同的頻道收費(fèi)也有所不同，這就要求用戶每進(jìn)入一個(gè)頻道，都要先通過認(rèn)證才能接收相應(yīng)的組播內(nèi)容。EPON系統(tǒng)可以對用戶進(jìn)行權(quán)限管理。對于用戶加入的每個(gè)組播組，權(quán)限可以分為三種：允許、禁止、預(yù)覽。
當(dāng)該用戶對該頻道的訪問權(quán)限為“允許”時(shí)，OLT通過一個(gè)擴(kuò)展的組播控制OAM報(bào)文通知ONU增加一個(gè)組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，來表明該用戶端口對該頻道的訪問權(quán)限為“允許”。
當(dāng)OLT查表結(jié)果表明該用戶對該頻道的訪問權(quán)限為“禁止”時(shí)，OLT不做任何其它操作，ONU也不做任何操作。當(dāng)用戶在一定時(shí)間內(nèi)沒有收到任何IGMP消息和組播業(yè)務(wù)流時(shí)，會(huì)結(jié)束該申請。
當(dāng)OLT查表表明該用戶對該頻道的訪問權(quán)限為“預(yù)覽”時(shí)，OLT通過一個(gè)擴(kuò)展的組播控制OAM報(bào)文通知ONU增加一個(gè)（臨時(shí)的）組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)。
（2）組播源管理
設(shè)計(jì)人員將組播源與EPON指定的上聯(lián)口進(jìn)行綁定，來實(shí)現(xiàn)對組播源的管理。在同一個(gè)EPON系統(tǒng)中可能會(huì)接入多個(gè)業(yè)務(wù)提供商，但組播網(wǎng)段的資源又是有限的，每個(gè)業(yè)務(wù)提供商分配一段組播地址，通過對組播源的管理，將組播地址與指定的上聯(lián)口綁定，還可以防止非法節(jié)目源在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)布組播業(yè)務(wù)。
要實(shí)現(xiàn)對節(jié)目源的控制，可以通過建立一張由組播地址與上聯(lián)端口對應(yīng)的源地址表實(shí)現(xiàn)。OLT盤IGMPProxy的Host模塊在轉(zhuǎn)發(fā)Join報(bào)文到組播路由器時(shí)，會(huì)檢查這張表，將Join報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到指定的上聯(lián)口，而不是在上聯(lián)口廣播。這樣只有表中允許的組播Join報(bào)文可以轉(zhuǎn)發(fā)到組播路由器，否則不能加入相應(yīng)的組播組，也就無法接收組業(yè)務(wù)流量。
（3）組播信息顯示
組播信息的詳細(xì)顯示是一項(xiàng)很重要的組播控制功能。在用戶加入或離開組播組時(shí)，ONU會(huì)將這個(gè)信息上報(bào)OLT，OLT再將其存儲(chǔ)到組播信息表里。必要時(shí)維護(hù)人員可以通過網(wǎng)管命令查詢這張信息表，顯示組播組的詳細(xì)信息。
EPON可控組播在IPTV中的應(yīng)用
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
如圖1和表1所示，假設(shè)用戶1想收看中央電視臺(tái)，用戶的機(jī)頂盒將申請?zhí)囟ńM播頻道業(yè)務(wù)。它會(huì)向上行發(fā)送IGMPJoin報(bào)文，ONU接收到上行的IGMPJoin報(bào)文后，打上標(biāo)識用戶的單播VLAN/CVLAN。對于ONU下掛以太網(wǎng)交換機(jī)（以太網(wǎng)交換機(jī)可能帶有多個(gè)用戶，即多個(gè)用戶通過一個(gè)ONU的UNI接口實(shí)現(xiàn)接入）的情況，ONU的UNI支持VLANTrunk，并通過透傳用戶VLAN或者通過VLAN Translation方法保證每個(gè)用戶的IGMP報(bào)文具有不同的單播VLAN/CVLAN。OLT接收到IGMP Join報(bào)文后，根據(jù)用戶標(biāo)識、該Join報(bào)文的組播IP地址以及源IP地址（僅用于IGMP V3，可選）查詢該用戶對該頻道的訪問權(quán)限及其參數(shù)。由表1可知，用戶1的訪問權(quán)限為“允許”， OLT則通過一個(gè)擴(kuò)展的組播控制OAM報(bào)文通知ONU增加一個(gè)組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，以表明該用戶端口對該頻道的訪問權(quán)限為“允許”。中央電視臺(tái)的組播業(yè)務(wù)流只能從17號上聯(lián)口出來。
如果用戶1申請鳳凰衛(wèi)視的組播頻道業(yè)務(wù)，它的權(quán)限為“預(yù)覽”，OLT通過一個(gè)擴(kuò)展的組播控制OAM報(bào)文通知ONU增加一個(gè)（臨時(shí)的）組播轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)。在OLT給ONU傳送業(yè)務(wù)流的同時(shí)，OLT啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，用于控制用戶的預(yù)覽時(shí)長、預(yù)覽次數(shù)、預(yù)覽間隔時(shí)長等參數(shù)。鳳凰衛(wèi)視的組播業(yè)務(wù)流只能從19號上聯(lián)口出來。
如果用戶2申請湖北電視臺(tái)的組播頻道業(yè)務(wù)，他的權(quán)限為“禁止”，OLT和ONU不做任何操作，用戶無法收到業(yè)務(wù)流。
