一种应用于农村地区的网络系统及业务报文的传送方法

摘要

本发明涉及网络通信领域，为了解决在地广人稀的农村区域组建多媒体业务接入网的过程中，由于网络层次过多而造成的组网成本过高、网络性能下降的问题，提供了一种应用于农村地区的网络系统及业务报文的传送方法，主要包括，接入交换机根据预设的映射关系将用户接口的虚拟局域网标签替换为目标虚拟局域网标签；第二级汇聚交换机根据预设规则将下级网络内所有接入交换机输出的业务报文封装上相应的外层虚拟局域网标签转发给宽带远程接入服务器BRAS实现业务接入。本发明的有益效果在于，在用户接入节点区域内只需配置性能相对较低的村节点交换机，即可实现高质量的三网合一业务传输，降低了组网成本。

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域，特别是关于一种应用于农村地区的网络系统及业务报文的传送方法。

背景技术

交互式网络电视(Internet Protocol Television，IPTV)技术实现电视节目的传送是目前新兴的一种电视节目传送方式，即利用IP网络代替传统光纤同轴混合网络(Hybrid Fiber-Coaxial，HFC)，实现传统HFC网络难以实现的高清电视、互动电视、时延电视以及三网合一(Triple Play)，即语音、数据和数字电视等增值业务。

目前已有的IPTV业务实现均在人口密集的城市区域，并且主要是一些实验型的网络，对于中国广大的农村并没有形成规模的应用，并不适应到中国农村幅员辽阔、家庭分散的特点。

现有技术一，目前一些运营商(ISP)采用非对称数字用户环路(ADSL)的接入方式实现IPTV业务的接入，将ADSL线路作为用户远程接入的数据载体，IPTV组播业务流从IPTV业务源端转发到ISP网络，通过组播路由器复制到城域网业务路由器(SR)，SR根据Internet组管理协议(IGMP)识别不同汇聚交换机并完成SR组播业务流向汇聚交换机的组播下发，汇聚交换机将IPTV组播业务流直接在VLAN内组播转发到数字用户线路接入复用器(DSLAM)，该转发基于IGMP筛选技术(IGMP Snooping)，用户机顶盒通过DSLAM终端接收到组播业务流，机顶盒进行视频解码，从而使用户获得视频节目。

但是该现有技术在地广人稀、经济不发达的农村地区存在以下不足：一是在经济不发达地区通信基础设施薄弱，很多地区至今尚未完成公共交换电话网络(Public Switched Telephone Network，PSTN)的建设，更不具备能够承载IPTV业务较大数据量的高速ADSL线路；二是ADSL系统端设备通常是框式的密集出线型设备，对于地广人稀需要远距离传送的应用场景，接入设备不能灵活的放置在靠近用户的位置，信号、维护、线路投资等都是不满足这种应用场景要求；三是ADSL受技术的限制，带宽有限并且上下行不对称，后续很难实现高清电视、Triple Play等增值业务。

现有技术二在以太网络(Ethernet)上通过IGMP Snooping技术实现简单的Triple Play业务。数据载体是以太网链路，用户家庭中不同的终端(例如计算机、机顶盒、IP电话等)分别接到接入交换机的不同的端口上。IPTV组播业务流从IPTV业务源端转发到ISP网络，通过组播路由器复制到城域网业务路由器(SR)，SR根据Internet组管理协议(IGMP)识别不同汇聚交换机并完成SR组播业务流向汇聚交换机的组播下发，汇聚交换机将从SR接收到的IPTV组播业务流通过基于IGMP Snooping的组播转发方式发送到接入交换机，接入交换机把组播报文下发到同一VLAN中的机顶盒，机顶盒进行视频解码后，用户即获得视频节目。

该现有技术的不足是由于使用二层汇聚(扁平化)的以太网络，不适合传送距离比较长，接入点较分散的农村地区；家庭用户不同的业务终端(计算机、机顶盒、IP电话等)接入要占用接入交换机的多个接入端口，如果某个村子的用户较多，会需要多个接入交换机以提供足够的接入端口，从而也需要多个汇聚交换机，造成线缆和端口资源浪费。

发明内容

本发明实施例提供一种应用于农村地区的网络系统及业务报文的传送方法，用于解决现有技术中在农村地广人稀布网中，由于网络层次不明确而造成组网成本过高的问题。

本发明实施例为了解决以上技术问题提出了一种应用于农村地区的网络系统，该系统包括：

家庭网关，配置多个以太网端口，不同的业务分别接入所述家庭网关的不同端口，所述家庭网关将所述用户终端发起的不同业务报文标识上不同的虚拟局域网标签发送给用户接入交换机，并识别所述用户接入交换机返回的业务报文的虚拟局域网标签，向相应的用户终端发送所述业务报文；

用户接入交换机，用于汇聚指定区域内的用户家庭网关的业务报文，根据预设的映射关系将不同用户终端的端口转发的业务报文的虚拟局域网VLAN标签与目标虚拟局域网标签之间进行双向转换；

第一级汇聚交换机，汇聚接收第一预定区域内所有用户接入交换机输出的业务报文，转发给第二级汇聚交换机，同时接收第二汇聚交换机下发的业务报文返回给相应用户接入交换机；

第二级汇聚交换机，用于汇聚第二预定区域内所有第一级汇聚交换机输出的业务报文，根据预设规则在原有的虚拟局域网VLAN标签基础上封装相应的外层虚拟局域网标签，根据报文的外层标签将所述业务报文分别传送给宽带远程接入服务器BRAS或业务路由器SR，并接收所述BRAS或SR返回的业务报文，将具有外层虚拟局域网标签的业务报文解封后下发给相应的第一级汇聚交换机。

根据本发明实施例所述系统的再一个进一步的方面，所述家庭网关的多个以太网端口分配有不同优先级，所述家庭网关根据优先级分配不同以太网端口的流量。

根据本发明实施例所述系统的再一个进一步的方面，所述用户终端包括：交互式网络电视IPTV机顶盒、网络电话VoIP终端、计算机，所述发起的不同业务报文包括：IPTV机顶盒发起的IPTV业务报文，VoIP终端发起的VoIP业务报文，计算机发起的互联网业务报文。

根据本发明实施例所述系统的另一个进一步的方面，在所述第二级汇聚交换机和所述BRAS或SR之间还包括，第三级汇聚交换机，用于汇聚第三预定区域内所有第二级汇聚交换机输出的业务报文，传送给所述BRAS或SR，并接收所述BRAS或SR返回的业务报文，将该业务报文发送给相应的第二级汇聚交换机。

根据本发明实施例所述系统的另一个进一步的方面，所述第一预定区域是指，至少一个村的地域范围；所述第二预定区域是指，至少一个乡的地域范围，其中所述一个乡的地域范围包括了至少一个村的地域范围；所述第三预定区域是指，至少一个县的地域范围，其中所述一个县的地域范围包括了至少一个乡的地域范围。

根据本发明实施例所述系统的另一个进一步的方面，所述接入交换机与第一级汇聚交换机之间采用光纤进行通信，所述第一级汇聚交换机与第二级汇聚交换机之间采用光纤进行通信。

根据本发明实施例所述系统的另一个进一步的方面，所述接入交换机与第一级汇聚交换机之间的光纤连接采用光接口，所述第一级汇聚交换机与第二级汇聚交换机之间的光纤连接采用光接口。

根据本发明实施例所述系统的另一个进一步的方面，所述接入交换机与家庭网关之间采用以太网标准五类线进行通信。

本发明实施例为了解决以上技术问题还提出了一种应用于农村网络的业务报文上行方法，该方法包括：

将用户终端发起的不同业务报文标识上不同的虚拟局域网标签发送给用户接入交换机；

接入交换机根据预设的映射关系将不同用户终端同过家庭网关提交的业务报文中的虚拟局域网标签替换为目标虚拟局域网标签；

第一级汇聚交换机将第一预定区域内所有接入交换机输出的业务报文转发给第二级汇聚交换机；

所述第二级汇聚交换机汇聚一第二预定区域内所有所述第一级汇聚交换机输出的业务报文，根据预设规则在原有的虚拟局域网VLAN标签基础上封装相应的外层虚拟局域网标签，根据报文的外层标签将所述业务报文分别传送给宽带远程接入服务器BRAS或业务路由器SR。

根据本发明实施例所述方法的一个进一步的方面，在接入交换机根据映射关系将不同用户终端的业务报文的虚拟局域网标签替换为目标虚拟局域网标签中，目标虚拟局域网标签是指用以区分不同用户终端的业务报文的虚拟局域网标签。

根据本发明实施例所述方法的再一个进一步的方面，在所述第二级汇聚交换机汇聚第二预定区域内所有所述第一级汇聚交换机输出的业务报文后还包括：所述第二级汇聚交换机将汇聚后的业务报文传送给第三级汇聚交换机，所述第三级汇聚交换机汇聚第三预定区域内所有所述第二级汇聚交换机输出的业务报文，将汇聚后的业务报文传送给宽带远程接入服务器或业务路由器。

根据本发明实施例所述方法的另一个进一步的方面，所述第一预订区域是指，至少一个村的地域范围；所述第二预定区域是指，至少一个乡的地域范围，其中所述一个乡的地域范围包括了至少一个村的地域范围；所述第三预定区域是指，至少一个县的地域范围，其中所述一个县的地域范围包括了至少一个乡的地域范围。

本发明实施例为了解决以上技术问题还提出了一种应用于农村网络的业务报文下行方法，该方法包括：

第二级汇聚交换机接收所述BRAS或SR返回的业务报文，将具有外层虚拟局域网标签的业务报文解封后下发给相应的第一级汇聚交换机；

所述第一级汇聚交换机接收所述第二汇聚交换机下发的业务报文，并返回给相应用户接入交换机；

所述接入交换机根据映射关系将所述业务报文的目标虚拟局域网标签替换为相应用户家庭网关端口的虚拟局域网标签，并将报文转发给家庭网关；

所述家庭网关根据虚拟局域网标签将所述业务报文发送给所述端口对应的用户终端。

本发明实施例的有益效果在于，通过在一定区域内设置性能相对较低的村节点交换机，节省了组网费用；并且通过在乡级节点交换机上给每个用户终端的VLAN业务报文封装上外层VLAN标签，使用户机顶盒能够通过上级网络设备对组播报文的跨VLAN复制，来接收源端发送的组播报文。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明实施例一种应用于农村网络系统结构示意图；

图2所示为本发明实施例一种应用于农村网络的业务报文上行方法流程图；

图3所示为本发明实施例一种应用于农村网络的业务报文下行方法流程图；

图4所示为本发明系统家庭网关处理业务报文的实施例流程图；

图5所示为本发明系统接入交换机处理业务报文的实施例流程图；

图6所示为本发明系统第一级汇聚交换机(村节点交换机)处理业务报文的实施例流程图；

图7所示本发明系统另一实施例结构示意图；

图8所示本发明系统另一实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示为本发明实施例一种应用于农村网络系统结构示意图。

包括家庭网关101，该家庭网关配置了多个以太网端口，不同的业务分别接入所述家庭网关的不同端口，所述家庭网关将所述用户终端发起的不同业务报文标识上不同的虚拟局域网标签发送给用户接入交换机，并识别所述用户接入交换机返回的业务报文的虚拟局域网标签，向相应的用户终端发送所述业务报文。其中不同业务对应不同端口例如，端口1对应IPTV业务，端口2对应IP电话业务等等。

接入交换机102，用于汇聚指定区域内的用户家庭网关的业务报文，根据预设的映射关系将不同用户终端的端口转发的业务报文的虚拟局域网(VLAN)标签与目标虚拟局域网标签之间进行双向转换。

第一级汇聚交换机103，汇聚接收第一预定区域内所有用户接入交换机输出的业务报文，转发给第二级汇聚交换机，同时接收第二汇聚交换机下发的业务报文返回给相应用户接入交换机。

第二级汇聚交换机104，用于汇聚第二预定区域内所有第一级汇聚交换机输出的业务报文，根据预设规则在原有的虚拟局域网VLAN标签基础上封装相应的外层虚拟局域网标签，根据报文的外层标签将所述业务报文分别传送给宽带远程接入服务器(BRAS)或业务路由器(SR)，并接收所述BRAS或SR返回的业务报文，将具有外层虚拟局域网标签的业务报文解封后下发给相应的第一级汇聚交换机。

作为本发明的一个实施例，所述用户终端包括：IPTV终端、网络电话(VoIP)终端、计算机等，所述发起的不同业务报文包括：IPTV终端发起的IPTV业务报文，VoIP终端发起的VoIP业务报文，计算机发起的互联网业务报文等。

作为本发明的一个实施例，在所述第二级汇聚交换机104和所述宽带远程接入服务器(BRAS)或业务路由器(SR)之间还包括，第三级汇聚交换机105，用于汇聚一第三预定区域内所有第二级汇聚交换机的业务报文，传送给宽带远程接入服务器(BRAS)或业务路由器(SR)，并接收所述宽带远程接入服务器(BRAS)或业务路由器(SR)返回的业务报文，将该业务报文发送给相应的第二级汇聚交换机。

作为本发明的一个实施例，所述第一预定区域是指，至少一个村的地域范围；所述第二预定区域是指，至少一个乡的地域范围，其中所述一个乡的地域范围包括了至少一个村的地域范围；所述第三预定区域是指，至少一个县的地域范围，其中所述一个县的地域范围包括了至少一个乡的地域范围。

作为本发明的一个实施例，所述接入交换机与第一级汇聚交换机之间采用光纤进行通信，所述第一级汇聚交换机与第二级汇聚交换机之间采用光纤进行通信。

作为本发明的一个实施例，所述接入交换机与第一级汇聚交换机之间的光纤连接采用光电转换器作为接口，所述第一级汇聚交换机与第二级汇聚交换机之间的光纤连接采用光电转换器作为接口；

或者所述接入交换机与第一级汇聚交换机之间的光纤连接采用光接口，所述第一级汇聚交换机与第二级汇聚交换机之间的光纤连接采用光接口。

作为本发明的一个实施例，所述接入交换机与第一级汇聚交换机之间采用标准五类以太网电缆5类线进行通信。

通过上述实施例，可以针对中国目前的国情，以村为单位设定第一预定区域，设置第一级汇聚交换机，用户终端可以不与第二级汇聚交换机的端口直接相连，节省了第二级汇聚交换机的端口资源，并且在现实情况中，第二级汇聚交换机或第三级汇聚交换机的性能与价格都要比第一级汇聚交换机的性能与价格高很多，如果要采用现有技术中的扁平型(即直接用高性能的汇聚交换机)的系统结构会使用过多的第二级或者第三级汇聚交换机，造成系统构造价格过于昂贵，而采用了本发明系统中的第一级汇聚交换机将众多的村级用户终端的不同端口发出的业务报文转换为具有不同虚拟局域网标签的报文，并且将BRAS或AS返回的业务报文分别传送给不同的用户终端，可以降低整个系统的实施成本；并且由于第一级汇聚交换机与第二级汇聚交换机采用光纤连接，第一级汇聚交换机与接入交换机可以采用标准5类线连接，可以进一步降低本系统在底层的成本，因为如果没有第一级汇聚交换机，就需要将接入交换机直接与第二级汇聚交换机进行光纤连接，众多的接入交换机占用了第二级汇聚交换机的端口资源，并且浪费了过多的光纤资源；并且第一级汇聚交换机将接入交换机的虚拟局域网标签封装在统一的虚拟局域网标签之内，当接收到IPTV的组播报文时，可以跨虚拟局域网复制该IPTV的组播报文给相应的用户终端。

如图2所示为本发明实施例一种应用于农村网络的业务报文上行方法流程图。

包括步骤201，将用户终端发起的不同业务报文标识上不同的虚拟局域网标签发送给接入交换机。

步骤202，接入交换机根据映射关系将不同用户终端的业务报文的虚拟局域网标签替换为目标虚拟局域网标签。

步骤203，第一级汇聚交换机给第一预定区域内所有接入交换机的业务报文转发给第二级汇聚交换机。

步骤204，所述第二级汇聚交换机汇聚一第二预定区域内所有所述第一级汇聚交换机的业务报文，根据预设规则在原有的VLAN标签基础上封装相应的外层虚拟局域网标签，根据报文的外层标签将所述业务报文分别传送给BRAS或SR。

作为本发明的一个实施例，所述步骤202中，目标虚拟局域网标签是指不同的虚拟局域网标签，以区分不同用户终端的业务报文。

作为本发明的一个实施例，在步骤204之中还包括：所述第二级汇聚交换机汇聚第二预定区域内所有所述第一级汇聚交换机的业务报文，将汇聚后的业务报文传送给第三级汇聚交换机，所述第三级汇聚交换机汇聚第三预定区域内所有所述第二级汇聚交换机的业务报文，将汇聚后的业务报文传送给宽带远程接入服务器或业务路由器。

作为本发明的一个实施例，所述第一预订区域是指，至少一个村的地域范围；所述第二预定区域是指，至少一个乡的地域范围，其中所述一个乡的地域范围包括了至少一个村的地域范围；所述第三预定区域是指，至少一个县的地域范围，其中所述一个县的地域范围包括了至少一个乡的地域范围。

如图3所示为本发明实施例一种应用于农村网络的业务报文下行方法流程图。

步骤301，第二级汇聚交换机接收所述BRAS或SR返回的业务报文，将具有外层虚拟局域网标签的业务报文解封后下发给相应的第一级汇聚交换机。

步骤302，所述第一级汇聚交换机接收所述第二汇聚交换机下发的业务报文，并返回给相应用户接入交换机。

步骤303，所述接入交换机根据映射关系将所述业务报文的目标虚拟局域网标签替换为相应用户家庭网关端口的虚拟局域网标签，并将报文转发给家庭网关。

步骤304，所述家庭网关根据虚拟局域网标签将所述业务报文发送给所述端口对应的用户终端。

通过上述实施例，本发明方法可以通过在第二级汇聚交换机，即乡级汇聚交换机进行虚拟局域网标签的封装，使得IPTV等组播业务报文可以跨虚拟局域网的进行复制，传送给不同虚拟局域网中的不同用户终端。

如图4所示为本发明系统家庭网关处理业务报文的实施例流程图。

在家庭网关上，不同的业务分别接入家庭网关的不同端口，由家庭网关将各端口业务流打上不同的业务VLAN标签，如上网业务VLAN标签为2，IPTV业务VLAN标签为VLAN3，VoIP业务VLAN标签为4；并且给每种业务标识不同的业务优先级(cos值)，家庭网关根据业务优先级标识对业务流按不同策略进行调度，确保业务所需带宽，如对VoIP业务流绝对优先转发，IPTV业务次之并且做带宽预留，高速上网业务(HSI)尽力转发。

包括步骤401，用户终端发起业务报文。

步骤402，判断业务报文的输入端口，如果为端口1(即高速上网业务端口)则进入步骤403，如果为端口2(即VoIP业务端口)则进入步骤405，如果为端口3(即IPTV业务端口)则进入步骤407。

步骤403，标识该业务报文为HIS VLAN标签。

步骤404，业务报文的优先级设置为0，优先级最低。

步骤405，标识该业务报文为VoIP VLAN标签。

步骤406，业务报文的优先级设置为2，优先级最高。

步骤407，标识该业务报文为IPTV VLAN标签。

步骤408，业务报文的优先级设置为1。优先级中等。

步骤409，根据所述优先级进行业务报文的调度。

步骤410，输出业务报文。

如图5所示为本发明系统接入交换机处理业务报文的实施例流程图。

在接入交换机上，主要完成家庭网关与上级网络之间数据流交换时的VLAN标签转换，由于家庭网关在出厂时已根据运营商要求对各业务端口的VLAN和优先级进行统一配置，不同用户的各种业务在上层交换机无法进行区分，因此需要接入交换机对各种业务根据业务类型和预定义的转换规则进行VLAN转换，使用不同的VLAN表示不同的业务。

步骤501，接收家庭网关传送来的业务报文。

步骤502，判断接收业务报文的端口和VLAN标签，如果为端口1VLAN标签为1，则进入步骤503；如果为端口1VLAN标签为2，则进入步骤504，如果端口为1VLAN标签为3，则进入步骤505。每个家庭的所有用户终端(例如，机顶盒、计算机、网络电话等)分别连接家庭网关，家庭网关只与接入交换机的一个端口相连接，以达到节省接入交换机端口资源的目的，一个家庭中所有用户终端发出的业务报文对应接入交换机的一个端口，本例中的端口1代表都是从一个家庭网关中传送出的业务报文，VLAN标签代表是哪种业务报文。

步骤503，将该用户终端的业务报文VLAN标签1替换为VLAN 1000，将原来的VLAN 1和替换后的VLAN 1000都记录于映射列表中。

步骤504，将该用户终端的业务报文VLAN标签0替换为VLAN 2000，将原来的VLAN 2和替换后的VLAN 2000都记录于映射列表中。

步骤505，将该用户终端的业务报文VLAN标签2替换为VLAN 3000，将原来的VLAN 3和替换后的VLAN 3000都记录于映射列表中。

步骤506，根据业务报文的优先级进行转发调度，例如优先级越大的业务报文优先转发。

步骤507，输出业务报文。

如图6所示为本发明系统第二级汇聚交换机(乡节点交换机)处理业务报文的实施例流程图。

在该乡节点交换机处理之前，村节点交换机对接入交换机发送的对相同组播组的访问直接进行本地转发，例如，接收到接入交换机发送的组播请求，比较存在于第一级汇聚交换机上的组播表项，如果在该第一级汇聚交换机已经有用户在接收与所述组播请求相同的组播业务流，则将此组播业务流向请求用户所在端口复制。对于单播业务，第一级汇聚交换机直接进行转发。

所述乡节点交换机，完成业务的分流，即组播业务报文通过MVLAN技术进入组播VLAN，而单播业务则进行VLAN嵌套(QinQ)处理，给不同的业务流打上不同的外层VLAN标签，上层的SR/BRAS设备就可以准确定位到不同村节点和家庭的不同的业务。

步骤601，接收第一级汇聚交换机发送的业务报文。

步骤602，判断业务报文是单播还是组播，如果是单播则进入步骤603，如果是组播则进入步骤604。

步骤603，给不同的业务报文嵌套上一不同的外层虚拟局域网标签。

步骤604，进行IGMP筛选，选出组播业务报文，其中组播业务报文组播节目数据流，不包括加入组播组、离开组播组和验证组播组等控制报文。

步骤605，在所述组播业务报文传送至第二级汇聚交换机后，第二级汇聚交换机根据预设的组播VLAN与用户VLAN的映射关系，则将本机组播业务流中的组播vlan标签替换为用户提交的组播请求报文中的VLAN标签，实现组播业务流量对用户端口的下发。例如第二级汇聚交换机配置了组播VLAN 2106，VLAN 1000配置为组播V1AN 2106的子VLAN，第二级汇聚交换机通过组播VLAN 2106从SR下载全部的组播业务流，此时如接收到第一级汇聚交换机提交的VLAN标签为1000用户组播请求报文，则将用户请求的相应组播业务流报文VLAN标签由2106改为1000，向第一级汇聚交换机进行下发。

步骤606，根据业务报文的优先级进行转发调度。

步骤607，输出业务报文。

第二级汇聚交换机(乡节点交换机)接收所述村节点交换机汇聚的业务报文，汇聚所述业务报文，把不同的村节点的业务报文统一汇聚到SR/BRAS上。作为优选的实施例，在乡节点交换机与SR/BRAS之间还可以包括县节点交换机，用于汇聚多个乡节点交换机汇聚的业务报文，将汇聚的业务报文传送给SR/BRAS。

所述SR/BRAS完成认证计费等功能，根据QinQ VLAN给不同的用户终端分配不同的IP地址，授予不同的权限；通过层次化的服务质量技术(H-QoS)进行统一带宽管理，对不同业务和不同的用户流量进行调度等；通过单播和组播路由将业务接入对应的核心网网络。

如图7所示本发明系统另一实施例结构示意图。

家庭网关701，连接用户终端(如电视机、PC机和机顶盒等)。

接入交换机702，采用二层接入交换设备，10～20家庭网关共用一台接入交换机，部署在10～20户的地理中心节点。

村节点交换机703，采用三层接入交换设备，每个村使用1～2台，通过与下级接入交换机的二层交换机级联，可接入400～500用户(用户以家庭为单位与家庭网关一一对应)，部署在用户村落的地理中心。

乡节点交换机704，采用三层汇聚交换设备，每个乡镇配置1～2台，可接入3000～5000用户，部署在乡中心机房。

SR/BRAS 705，用于连接不同乡节点交换机，将汇聚的业务报文与城域网通信。

当用户终端发起单播业务：

其中单播业务主要包括HSI、IPTV(点播)和VoIP三种业务，在网络中对于各个节点处理单播业务的流程如下：

用户电脑、IPTV机顶盒和VoIP终端分别连接到家庭网关的不同端口，家庭网关的不同端口配置不同的优先级以及不同的VLAN，即每业务每VLAN。

接入交换机根据端口信息完成用户VLAN到用户业务VLAN的替换，其中替换过程中将替换的用户VLAN和业务VLAN记录于映射表中，并且实现接入汇聚。

村节点交换机汇聚该村内所有接入交换机的业务报文，将该业务报文转发给乡节点交换机。

乡节点交换机将该乡内所有村节点交换机的业务报文进行汇聚，并把单层的用户业务VLAN通过灵活QinQ技术转换成双层VLAN，其中内层VLAN标识用户业务VLAN，外层VLAN标识不同的村节点。

BRAS/SR节点完成单播业务的二层终结，认证计费等功能，根据QinQ VLAN给不同的家庭终端分配不同的IP地址，授予不同的权限，并且转发到不同的核心网络中。

表1为本实施例网络中各节点对于单播的处理列表

  家庭网关  接入点交换机  村节点交换机  乡节点交换机  BRAS/SR  家庭  1-HSI  VLAN2  VLAN1000  VLAN：1000 外层VLAN： 512 内层VLAN： 1000  IP：  1.1.1.1  带宽：2M  家庭  1-IPTV  VLAN3  VLAN2000  VLAN：2000 外层VLAN： 256 内层VLAN： 2000  IP：  2.1.1.1  带宽：2M  家庭  1-VoIP  VLAN4  VLAN3000  VLAN：3000 外层VLAN：2 内层VLAN： 3000  IP：  3.1.1.1  带宽：64k

  家庭  2-HSI  VLAN2  VLAN1001  VLAN：1001 外层VLAN： 512 内层VLAN： 1001  IP：  1.1.1.2  带宽：2M  家庭  2-IPTV  VLAN3  VLAN2001  VLAN：2001 外层VLAN： 256 内层VLAN： 2001  IP：  2.1.1.2  带宽：2M  家庭  2-VoIP  VLAN4  VLAN3001  VLAN：3001 外层VLAN：2 内层VLAN： 3001  IP：  3.1.1.2  带宽：64k

以上的表格中家庭1和2都属于同一村节点交换机，如果家庭1和家庭2不属于一个村节点交换机管理，则在乡节点交换机处的外层VLAN不同。

当用户终端发起组播业务：

组播业务主要指IPTV直播业务数据流的处理，在网络中对于各个节点处理组播业务的流程如下：

IPTV机顶盒连接到家庭网关的对应的端口，家庭网关的不同端口配置不同的优先级以及不同的VLAN标签。

接入点交换机实现IGMP Snooping，根据接入交换机现有的组播转发表项过滤用户组播请求，如果用户请求的组播业务流已经在组播转发表项中，即用户请求的组播业务流已经在该交换机上存在，则将该组播业务流直接复制到IPTV用户终端所在端口(该组播请求不会发向村节点交换机)，如果没有所述组播业务流则到村节点交换机请求该组播业务流，根据端口信息完成用户VLAN到用户业务VLAN的替换，其中替换过程中将替换的用户VLAN和业务VLAN记录于映射表中，并且实现接入汇聚。

村节点交换机实现IGMP Snooping，根据村节点交换机现有的组播转发表项过滤用户组播请求，如果用户请求的组播业务流已经在组播转发表项中，即用户请求的组播业务流已经在该村节点交换机上存在，则将该组播业务流直接复制到接入交换机的端口(该组播请求不会发向乡节点交换机)，如果没有所述组播业务流则到乡节点交换机请求该组播业务流。

乡节点交换机实现IGMP Snooping，根据内层标签和组播VLAN的关联，将村节点交换机提交的组播请求根据本机(乡节点交换机)组播VLAN内的组播转发表项(节目内容流)向村节点交换机进行下发，剥离业务报文外层封装的组播VLAN标签，并且对于IPTV直播的业务报文进行跨VLAN组播复制。其中，乡节点交换机所作的封装是为了核心网络或者上层网络进行认证。

BRAS/SR节点实现IGMP协议到协议无关组播(PIM)路由协议的转换，并且实现MVLAN复制功能。

表2为本实施例网络中各个节点对于组播业务的处理列表

  用户家庭  接入点  村节点  乡节点  BRAS/SR  家庭  VLAN3  VLAN2000  VLAN2000  MVLAN：4000  IGMP-＞PIM  1-IPTV  家庭  2-IPTV  VLAN3  VLAN2001  VLAN2001  MVLAN：4000  IGMP-＞PIM

如图8所示为本发明系统另一实施例结构示意图。

在本实施例中，根据地理位置给几个村(在本例中为甲、乙、丙三个村)设置1台村节点交换机703，上行千兆光口，下行百兆光口，分别接入附近村庄的接入交换机702。该组网方式把相邻的几个村庄当作1个大型村庄来规划，可以节省乡节点交换机704到村节点交换机703的光纤资源，减少村节点交换机与接入交换机之间光纤的光电转换，从而减少光电转换的故障，适用于几个相邻村庄IPTV在网用户达到300户以上或常住用户2000户以上的村庄。在本例中家庭网关为701。

IPTV业务报文从用户的IPTV终端转发到ISP网络，乡节点交换机接收到组播业务报文后，采用MVLAN跨VLAN复制方式将业务报文通过预设的业务VLAN组播转发到村节点交换机，即将组播业务报文的外层虚拟局域网标签剥离，按照内层的虚拟局域网标签将组播业务报文发送给相应的村节点交换机；村节点交换机再把组播业务报文通过IGMP Snoop方式复制到接入交换机；接入交换机根据VLAN映射(VLAN Mapping)将IGMP Snooping后的组播报文通过下发到家庭网关，即将接收到的虚拟局域网标签替换为映射表中相应的虚拟局域网标签，由家庭网关根据业务报文的VLAN标签将数据流发送到不同的端口下的用户终端，IPTV机顶盒对接收到的组播业务报文进行视频解码，还原成用户所需的视频节目。

其中，接入交换机与村节点交换机之间采用光纤连接，村节点交换机与乡节点交换机采用光纤连接，连接端口可以采用光口直接连接，也可以采用光电转换器连接。接入交换机和家庭网关可以采用光纤或者标准以太网五类电缆连接，其中的光纤连接可以采用光电转换器或者光口。所述光口可以根据村节点交换机下属的用户终端数量采用不同带宽。

本发明的实施例的有益效果在于，通过在一定区域内设置性能相对较低的村节点交换机，节省了组网费用；使用了光纤作为节点之间的通道，提高了现有IPTV网络的速度和容量；并且通过在乡节点交换机上给每个用户终端的VLAN业务报文封装上外层VLAN标签，减少了下级网络因环路、广播风暴等异常流量造成的运行风险；乡级汇聚交换机通过组播VLAN技术从SR接收组播业务流，减少了组播业务传送对干线带宽浪费；村级节点交换机下用户通过组播VLAN、组播报文过滤(IGMP-SNOOPING)方式接收组播信息流，节省了村级以下设备带宽的占用，使得更多的带宽可用于高速互联网接入、VOIP等增值业务，提高了网络的附加值。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。