必须在 GTC 层完成所有派发 。
由于 GTC 层支持 ATM 輰輥中文核心期刊GPON 系统中组播 VLAN 的设计谭 锋，魏 弢，刘一非，傅 强（中国移动集团设计院有限公司 重庆分公司，重庆 401121 ）摘要：GPON 系统的高带宽和下行广播特性能够很好地支持多媒体组播业务。
设计了 GPON 系统中基于VLAN 的组播实现方案。
该设计承接了 OLT 和 ONU 上的监听和代理的功能，充分利用 GPON 下行广播的特 性，使同一个 PON 口下的组播用户共享一条数据流。
与其他组播方案相比，提高了系统的转发速度，减少 了组播控制报文的带宽开销。
关键词：光线路终端；光网络单元；GPON IGMP 协议；OMCI 协议；主控器 中图分类号：TN929.15文献标识码:A文章编号：1002-5561(2011)09-0012-03Design of multicast VLAN in GPON systemTAN Feng, WEI Tao, LIU Yi-fei ,FU Qiang(China Mobile Group Design Institute Co., LtD. Chongqing Branch, Chongqing 401121,China)Abstract:GPON system's high banDwiDth anD Downlink raDio features can support multimeDia multicast ser- Vices. This paper Designs GPON systems baseD on Multicast VLAN implementations. The Design of the OLT anD the ONU to unDertake monitoring anD agent on the function, take aDVantage of the characteristics of GPON Downlink broaDcast, so unDer the same multicast PON port users to share a Data stream. CompareD with other multicast programs to improVe the system's forwarD speeD, reDucing the banDwiDth of the multicast control message oVerheaD.Key words:optical line terminal; optical network unit; GPON IGMP protocol; OMCI protocol; master control0 引言随着多媒体业务的迅猛发展， 人们对带宽的需求 日益增长，尤其是“三网融合”政策的明朗，GPON 技术 因其强大的系统容量、较高的光链路预算、良好的多业 务承载能力和完善的 QoS 保障等独特优势， 成为运营 商越来越推崇的宽带光接入技术。
宽带业务中的不同 需求使得 GPON 必须满足不同客户群。
因此， 在实现OLT 对 ONU 进行组播管控时所使用的 VLAN 技术显得尤为重要。
与 EPON 相比，GPON 系统不仅能同时支 持以太网业务和 TDM 业务， 而且具有更高的传输速 度；不仅具有更远传输距离和更高分光比，而且它的管 理 协 议 OMCI 可 以 提 供 更 完 善 的 网 络 管 理 和 保 护 机 制。
从 GPON 系统的协议分层解析，GTC 层的作用是把 所有的业务都装在统一格式中传输。
那么组播 VLAN [1]和 GEM 两种帧结构， 其中 GEM 帧可以传送以太网业 务 和 TDM 业 务，GEM 帧 使 用 Gemport 作 为 标 识， 通 过收稿日期：2010-03-31。
作者简介：谭锋(1982－),男，传输部设计人员。
在 GEM 层的分片和重组机制封装和传送以太网数据 帧和 TDM 数据帧[2]。
因此，组播 VLAN 可以完成组播组 业务的自由 转 发 。
以 下 我 们 介 绍 GPON 系 统 中 基 于VLAN 的组播实现方案1 组播 VLAN 的功能OLT 通过组播 VLAN 不仅可以针对不同的用户，也能针对不同的业务对流经 ONU 的业务进行控制。
组 播 VLAN 是目前 PON 系统应用中功能的重要体现之 一。
组播 VLAN 在业务的运行和管理中可以进行的操 作有：建立组播组业务表、更新 MAC 组播组路由表、管 理组播数[3]。
在 PON 的拓扑结构中，采用 IGMP 协议对IP 多播协议点到多点地传送各种格式的音视频业务，包括直播、网络电视、远程教育、远程医疗、网络电台、 实时视频会议等。
媒体业务通常流量大，实时性强。
而GPON 系统下行传输速率可高达 2.5Gb/s ， 其高带宽和低延时完全能够满足各种组播业务的需要 。
另外 ，GPON 提供了完善的动态带宽分配和队列调度机制 ，能够为组播业务提供完善的 QoS 保障。
訛 2011 年第 9 期輱訛谭锋，魏弢，刘一非，等：GPON 系统中组播 VLAN 的设计2 组播 VLAN 的设计OLT 与 ONU 之间的管理通过非对称的 OMCI 协议完成[5]。
因此，OLT 在组播 VLAN 的设计上起着关键 的主控作用 。
由于 OLT 是主控 制器，ONU 是从控 制 器 。
这 样 采 用 IGMP Proxy/Snooping 结 合 了 OLT 对ONU 的非对称管理来考虑。
基于 GPON 系统管理架构如图 1 所示。
2.1 ONU 中组播 VLAN 的设计ONU 必须要建立如表 1 所示的端口和组播 MAC的对应表，这是数据流向的依据。
对应表需定期更新， 时时显示用户接入部分的详细端口信息， 如表 1 所 示。
从表 1 中可以查询出 OUN 端口和组播 VLAN 的 对应关系，这样组播 VLAN 的业务就可以根据实时更 新的表 1 找到。
只不过查询的速度跟 ONU 的处理速 度密切相关。
表 1 VLAN 与主机 MAC 集的对应表 ONU Port ID 组播 VLAN组播 MAC 1 2 4......3001 3002 3003 ......0x01005e010101 0x01005e010102 0x01005e010108......图 1 基于 GPON 系统管理架构在组播 VLAN 的 划 分 中 ，OLT 在 ONU 和 业 务 源 之间起到管理组播表建立、划分、组播表的更新、老化 计算等功能。
首先定义一 个全局多播 Gemport ，OLT 收到用 户 的上行 IGMP 加入报文时，将用户的 PON 端口学习到 端口位图 PORTMAP 中， 然后建立一个新的二层转发 表，该表由{多播 MAC ，PORTMAP}组成。
2.2 OLT 中组播 VLAN 的设计OLT 中 的 转 发 表 比 ONU 中 的 转 发 表 大 。
因 为OLT 在组播 VLAN 中起着中转的作用。
那么 OLT 具有交还式的记录。
OLT 模块中从 ONU 上行来的业务必 须记录在 OLT 的中转表中。
OLT 模块中从业务源下行 来的业务必须在 OLT 进行分包。
因此，OLT 模块必须 不仅要识别业务，而且还要识别用户，如表 2 所示。
表 2 VLAN 与 IP 组播地址对应表转发下行 IP 多播流时，在二层转发表中如果命中 多播 MAC ，则可以查找到对应的 PORTMAP ，即多播用用户 ID SlotID-PONID 组播 VLANVID of IGMP Control PDU组播组列表 户所在的 PON 端口，然后充分利用 GPON 系统下行广 播的特点， 将下行 IP 多播流用多播 Gemport 封装后， UserA UserA 01-01 01-01 3001 3002 1 1 224.1.1.1-224.1.2.1 224.2.1.1-224.2.2.1 分 别 在 PORTMAP 中 的 PON 端 口 下 广 播[4]。
比如UserB01-0130031224.3.1.1-224.3.2.1PORTMAP 中有两个 PON 口，则 OLT 只要复制两次就可以将 IP 多播流发到每个多播用户， 与其他设计相 比，不用为每个多播用户复制 IP 多播流，显著提高了 系统的转发速度，降低了网络负载。
OLT 通 过 OMCI 协 议 将 多 播 MAC 配 置 到 ONU上， 当 ONU 的交换模块收到多播报文后， 检查多播MAC 是否匹配， 如果不匹配的表明不是多播用户，丢弃该报文，如果匹配则查找多播转发表{多播 MAC ，端 口号}，将报文转发给多播用户所在的端口。
组播实现 UserB UserB UserC UserC UserC UserC UserC ......01-02 01-02 01-02 01-01 01-01 01-01 01-01 ......3001 3002 3003 3001 3001 3002 3003 ......1 1 12 2 2 2 ......224.1.1.1-224.1.2.1 224.2.1.1-224.2.2.1 224.3.1.1-224.3.2.1 224.1.1.1-224.1.1.255 224.1.2.1-224.1.2.255 224.2.1.1-224.2.2.1 224.3.1.1-224.3.2.1......方案如图 2 所示。
3 组播 VLAN 的处理流程当用户发送一个到 ONU 的 IGMP 加入报文，ONU 转发给 OLT ；OLT 捕获并分析加入请求报文， 将用户的 PON 端口学习到端口位图 PORTMAP 中，然后建立 一个新的二层转发表，该表由{多播 MAC ，PORTMAP} 图 2 组播实现方案组成[6]。
OLT 根据不同的模式 (IGMP Proxy 和 IGMP 輥-8IP 多 播 流 。
组 播 VLAN 輲輥谭锋，魏弢，刘一非，等：GPON 系统中组播 VLAN 的设计Snooping)向多播路由器转发 IGMP 报文；多播路由器根据多播路由表将 IGMP 报文转发给多播服务器；多 播服务器对用户进行鉴权后， 下发 IP 多播流到 OLT ，OLT 在二层转发表中如果命中多播 MAC ，则可以查找到对应的 PORTMAP ， 即多播用户所在的 PON 端口， 然后将下行 IP 多播流用多播 Gemport 封装后，分别在PORTMAP 中的 PON 端口下广播；ONU 收到以广播方式下发的 IP 多播流后，检 查 多 播 MAC 是 否 匹 配 ， 如果不匹配的表明不是 多播用户， 丢弃该报文， 如果匹配则查找多播转 发 表 { 多 播 MAC ， 端 口 号}，将报文转发给多播用 户所在的端口，用户接收图 5 ONU 的功能模块4 结束语本 文 通 过 介 绍 组 播 VLAN 的 设 计 ， 对 OLT 和ONU 中的转发表进行设计，并在组播 VLAN 设计的基础上， 给出了组播业务在 OLT 和 ONU 各模块之间的 处理流程，说明了通过组播 VLAN 实现组播服务器在GPON 系统中的灵活运用和具体方法。