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近年來，隨着互聯網的迅速發展，很多高帶寬的視頻應用逐步走進了人們的生活，如IPTV、視頻會議、網絡音視頻廣播、VoD、股市行情發佈、遠程教育、遠程醫療等，引起了帶寬的急劇消耗和網絡擁擠等問題。IP組播技術有效地解決了單點發送多點接收、多點發送多點接收的問題，實現了IP網絡中點到多點的高效數據傳送，能夠有效地節約網絡帶寬，降低網絡負載。

採用EPON系統的FTTH寬帶接入網絡可以爲每個用戶提供較高帶寬，可以滿足任何視頻壓縮格式的視頻業務傳送需要，能在傳輸過程中提供較高的QoS保障。同時，由於EPON點到多點的結構，並且支持組播協議，是視頻組播業務最好的用戶接入手段。因此，在EPON系統中實現視頻組播是非常有意義的，它可以利用網絡的組播特性方便地提供一些新的增值業務，包括在線直播、網絡電視、遠程醫療、遠程教育、網絡電臺、實時視頻會議等互聯網信息服務。

組播技術的三大基本特徵

組播的概念最早於1988年出現在Steve Deering的博士論文中，1989年Deering又對標準IP網絡層協議進行了擴展，提出了IP組播規範，1992年3月第一次建立組播主幹網（Mbone），IETF成功地在組播網上舉行了一次會議後引起了人們的廣泛關注。

組播業務的實施具有以下基本特徵。

● 組播地址。組播地址使源不需要知道組播接收者的具體地址，只需要向組播地址發送數據即可。希望接收數據也只需按照組播地址加入組播組。IP地址方案專門爲組播劃出一箇地址範圍，在IPv4中爲D類地址（224.0.0.0~239.255.255.255），並將D類地址劃分爲局部鏈接組播地址、預留組播地址、管理權限組播地址，在IPv6中進一步爲組播地址提供了許多新的標識功能。

● 組播路由。組播數據通過路由轉發樹發送到當前組中所有的成員。當有新的成員加入組播組時，一條到達該成員的路徑就被續接到當前的組播樹上。當成員退出組時，不再必要的路徑就被剪枝。構建組播樹有多種不同的組播路由協議，路由協議運行於組播路由器之間，負責將組播信息路由到每個接收者。

● 成員管理。組成員關係通過IGMP（互聯網組管理協議）進行管理。主機使用IGMP消息通知本地的邊緣組播路由器想加入的組，即告知組播路由器相應組的組播地址。組播路由器通過IGMP來維護一箇組播成員列表，並且定期發送“成員詢問”消息來探尋表中的各個成員是否仍然存在。組成員利用IGMP的加入和離開消息來動態地加入或者退出組播組。目前，IGMP v2已經廣泛地配置在路由器中。IGMP v3增加了允許主機指定它要接收通信流量的主機對象功能。來自網絡中其他主機的流量是被隔離的，IGMP v3也支持主機阻止那些來自於非要求的主機發送的網絡數據包。

EPON系統中組播的實現

在EPON系統中，採取SCB+IGMP的方式實現組播業務的分發，利用基於擴展OAM的組播控制報文實現組播業務的控制和管理功能。

目前EPON系統基本都採用IGMP Proxy/Snooping協議實現組播，這種方式下，OLT利用IGMP Proxy、ONU利用IGMP Snooping實現對組播組成員的管理，通過IGMP Join/Leave和Query消息實現組播成員的動態加入/退出和維持。另外，各個運營商爲了更靈活地管理組成員，可能採用自己的企業標準，如動態可控組播協議以更好滿足IPTV的業務需求。

1.SCB

按照PON協議，雖然OLT和ONU之間的下行通道採用廣播方式傳遞數據，但每條數據傳輸邏輯通道（EPON中的LLID）僅屬於某一箇0NU，當0NU接收到標識爲其他ONU的數據時應丟棄該數據，從而保證了用戶數據的正確轉發和安全隔離。在單播傳輸方式下，OLT會把下行廣播報文複製N份並分發到多箇數據傳輸邏輯通道傳送到 ONU。但爲了更高效地傳輸組播業務，節省系統帶寬，PON系統提供了一種特有的數據傳輸方式，即SCB （SingleCopyBroadcast，單拷貝廣播）。

SCB技術是在OLT和ONU之間建立一條特殊的允許所有ONU從中合法接收數據的數據傳輸邏輯通道。在轉發組播業務時，即使多箇ONU點播了同一節目，OLT仍然只發送一份組播媒體流數據拷貝進入 SCB邏輯通道，所有ONU均接收同一份數據，即l份業務帶寬可爲N個用戶提供服務，由此節省了大量的系統帶寬。對於高清視頻等高帶寬需求的業務來說， SCB技術帶來的帶寬節省效果愈加顯著。爲了便於管理，PON系統要求在每個PON口下僅有惟一的一箇 SCB數據傳輸邏輯通道，所有組播媒體流數據均在同一個邏輯通道中傳輸，如果需要區分隔離，可通過使用不同的VLANID來標識和區分。此外，需要注意的是，SCB數據傳輸邏輯通道是一條單向（僅下行）通道，僅用於傳輸下行組播媒體流，上行組播協議報文仍然利用單播通道進行傳輸。

2.IGMP Proxy/Snooping

IGMP Proxy的實現原理：OLT靠攔截用戶和路由器之間的IGMP報文建立組播表，Proxy設備的上聯端口執行主機的角色，下聯端口執行路由器的角色。

IGMP Snooping的實現原理：OLT以偵聽主機發向路由器IGMP成員報告消息的方式，形成組成員和交換機端口的對應關係，並根據該對應關係，將收到的組播數據包轉發到組成員的端口。

組播系統由視頻組播業務系統、IP城域網、接入網絡和家庭網絡4部分組成。

EPON系統實現視頻組播的一般流程如下。

第1步：機頂盒（STB）或PC機通過發送DHCP報文從DHCP服務器獲得一箇IP地址。

第2步：BRAS對STB上報的用戶名和密碼進行驗證，獲得電子節目表。

第3步：用戶在電子節目表進行節目選擇。

第4步：選中節目後，STB就發送一箇IGMP加入的請求報文。

第5步：在組播路由器上建立組播映射表（組和VLAN相對應）。

第6步：OLT上建立組播轉發表，爲每個加入組的用戶複製視頻流。

第7步：用戶觀看組播節目。

其中關鍵的是要在組播路由器中建立組播映射表和OLT上建立組播轉發表並複製視頻流。主要是通過IGMP Join/Leave和Query消息實現組播組成員的動態加入/退出和維持。具體實現因IGMP Proxy和IGMP Snooping的不同而不同。

在IGMP Proxy模式下，當OLT收到IGMP申請加入報文後，OLT啓動IGMP Proxy功能，截獲這個申請報文，然後是鑑權，鑑權通過後進行以下邏輯檢查：若申請的組是OLT中還沒有的，那麼OLT就向上層路由器發送一箇IGMP加入請求，並建立組播轉發表；如果在OLT內已經存在一箇這樣的組播組，則直接將該用戶加入OLT上的組播轉發表，不再向上層路由器發送IGMP加入報文，同時建立組播業務和用戶的對應表。

在IGMP Snooping模式下，當OLT收到IGMP加入報文後，通過偵聽獲得組播轉發表消息，但對IGMP報文而言，它是透傳經過OLT的。在實際應用中，EPON系統通過UNI端口的組播VLAN配置實現簡單的用戶組播權限控制，更復雜的業務權限控制（如預覽、禁止等）由IPTV業務平臺實現。