[发明专利]组播业务处理方法、系统及接入设备

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信领域，具体涉及一种组播业务处理方法、系统及接入设备。

背景技术

组播技术是一种点到多点的网络技术，其目的是减轻网络负载和媒体服务器的负担。图1为组播系统结构示意图，如图示，组播系统由视频组播业务系统10、IP城域网11、接入网络12和家庭网络13四部分组成。其中，接入网络12包括：接入设备121和调制解调器122；家庭网络13包括：机顶盒131、电视机132，还可以包括电脑133。组播业务系统实现视频用户管理、视频采集系统、视频编码功能，然后将视频业务流发送入IP城域网；IP城域网通过IP组播功能将视频业务流送到宽带接入网；接入网实现视频组加入或离开的控制功能，并将用户需要的视频流发送给用户。

目前随着IPTV(IP TeleVison,IP视频)业务的发展，越来越多的宽带接入网络支持了IGMP(Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议)和以IGMP协议为基础的组播业务。组播相对于单播来说，可以有效地利用网络带宽，减少网络流量，提高数据传输的效率。目前，组播技术成为许多网络应用的关键支撑技术，例如：网络多媒体会议、远程教育、IPTV、网上实时转播、网络数据发布、分布式协同工作等。

利用IGMP协议实现组播业务的系统组网结构如图2所示，包括：终端设备21、调制解调器20、接入设备22、组播源网络23和授权服务器24。当终端设备21需要加入一个组播组，即通常所讲的频道时，通过调制解调器20向接入设备22发送IGMP Report报文；接入设备22收到IGMP Report报文后，将该终端设备21加入其组播转发表中，然后向组播源网络23发送IGMP Report报文，将组播流引入到接入设备22，然后接入设备22再将组播流转发到终端设备21所在的线路上。每隔一定的时期，接入设备22发送IGMP Query查询终端设备21是否还在接收该组播流，如果终端设备21需要继续保持在该组播组，必须响应一个IGMP Report报文，同时组播源网络23与接入设备22之间也存在这样的过程，以维护组播流的转发关系。

从上述组播终端设备点播组播组的过程来看，组播终端设备切换频道会发出两个IGMP报文，一个是当前频道的离开报文，紧接着发送一个终端设备想观看频道的加入报文，同时对终端设备加入某节目的权限，可以在接入设备控制，也可以在授权服务器上提供。

IGMP协议规定，当接入设备接收到端口下组播用户的离开报文后，需要发送特定组查询报文，等待该组播组下可能存在的其他用户的回应，以确定此端口所连接的网络中是否还有其他组播用户在这个组中，当确认没有其他用户在这个组播组后，才能将这个端口从该组播组的表项中删除，从而保证了一个用户的离开不会干扰可能跟该用户同属于一个组播组的其他用户。

但是上述的组播特定组查询报文过程所产生的延时在实际的IPTV业务应用中带来了问题。在由组播技术提供的IPTV业务中，用户的频道切换操作包括：发送原频道的IGMP离开报文，发送新频道的IGMP加入报文。当组播接入设备接收到IGMP离开报文后，不会立刻将原有视频流中断，而是要发送IGMP特定组查询报文后，等待用户是否回应IGMP加入报文后，再决定是否中断视频流。在组播接入设备等待响应报文的期间内，就不能及时的将原有的频道删除，造成新旧视频流同时下发，浪费大量的带宽。例如，当用户快速依次浏览多个频道，从频道1到频道10，这样就会在一段时间内有10个频道的视频流同时发送到组播接入设备的一个组播业务端口上，可能大大超过该业务端口的下行带宽，造成报文丢失、延迟，用户的视频节目质量急剧下降，甚至无法观看。

由于当前城域网的组播性能是组播技术的一个关键性能瓶颈，城域网有上万用户，要让用户拥有类似于传统CATV(有线电视网)的性能体验，需要在1秒内完成单个用户的切换频道请求，所有用户的并发切换频道请求的处理时间不能超过1秒。也就是说，视频流在接入设备中容许的最大时间(不包括家庭设备的传输与编解码时间，也不包括城域网、组播业务系统的处理时间)不能超过1秒。