组播是未来光网络必不可少的技术。层叠网络的进一步演进，将进一步融合IP组播和光网络组播。未来，可以通过降低光网络组播树的粒度来降低光组播的使用门槛，这将有利于促进组播技术的更广泛使用。
3.3组播光交换网络中的生存性问题
提高组播树的生存性的方法是对工作组播树进行保护，在故障发生时，业务流从工作树快速切换到保护树，保证业务不会发生长时间中断。组播树本身需要占用大量的网络资源，对其进行保护会消耗更多的带宽。所以，用最少的资源实现有效的组播树保护，就成为非常有价值的研究课题。
组播业务最直观的保护方式是建立一棵与工作树链路分离的保护树[8]，这种保护方式资源占用多，寻找保护树失败的概率很大，改进的方法是，建立一棵与工作树有向链路分离的保护树[9]。这两种方式都是建立一个完整的树进行保护，其缺点是保护占用资源过多，并且在网络中寻找一棵完整的保护树失败的概率很大。
另一类保护方式是把工作树进行分割保护[10]。这类保护方式提供每个分割段的保护，把保护的粒度从一棵树为单位降低到树上的分割段为单位，并且允许保护段与其他工作段的资源共享，增大了成功建立保护的概率。这种保护方式的缺点是保护粒度在某些情况还是很大，计算保护失败的概率也会很大。也有针对工作树的所有失效情况来分别预留保护资源的保护方式[10-11]。这种方式往往针对静态业务情况，采用整数线性规划(ILP)优化资源使用，这种保护方式与把工作树分割进行保护有异曲同工之处，就是把保护粒度从一棵树为单位降低到段的保护，并且允许工作树与保护段的资源共享，提高了计算保护成功的概率。但是这种保护的最大缺点是当工作树的规模较大时，失效的情况很多，计算开销大。
由于环状保护的优越性(占用资源少，保护范围大)，有一些文章探讨了把组播的源、宿节点放在一个环上进行保护或者把所有的组播源、宿节点放在一个环上保护[10-12]。这种保护的最大缺点就是很多情况不可能找出这样的环。
4.3TNet中的组播结构及其特点
在3TNet中，实现了一种结合IP组播和ASON组播的两层两级组播结构，通过核心具有组播能力的ASON设备和外围的组播接入汇聚路由器，向用户提供电视业务，如图2所示。需要说明的是，考虑到本文是介绍ASON组播技术其应用，图2对3TNet网络结构进行了简化，突出了ASON组播技术，其他技术不再在本文中详细介绍，实际中3TNet网络结构比图2更丰富。
3TNet在业界首次实现了ASON/GMPLS组播功能，具有组播能力的光交叉连接设备在物理层通过在虚容器级进行信号的复制，从而实现数据平面的组播功能。来自视频头端的IP组播视频数据流经以太网汇聚后被放入光网络中的点到多点隧道，并通过点到多点的隧道被透明分发到相应的离用户较近的IP路由器。IP路由器及基于IP的接入网通过IP组播的方式将组播业务流推送到用户的机顶盒。
在这种结构的网络中存在两种形式的组播。第一是核心光网络中的光组播，主要实现信号在虚通道级的透明复制，为上层提供透明的点到多点通道;第二是IP组播，视频流被封装在IP组播数据包中，在头端侧进入由核心光网络提供的点到多点通道，直至用户侧IP路由器。从协议层次来看，边缘的IP组播和核心的光组播存在层叠关系，因此称这种结构为IP组播架构于光组播之上的层叠组播结构[13]。
3TNet中的组播方式和传统的纯IP组播的方式相比，具有如下明显的优势：
(1)由于核心网络中建立的是一个优化的点到多点的组播树，而不是采用多条点到点连接的模拟，它与IP组播具有相同的带宽效率。
(2)边缘网络(内容提供和本地分发部分)仍然采用IP组播方式，技术成熟，成本较低，与现有的IPTV网络结构兼容，运营商在部署IPTV业务时，可以最大限度地保护以前的投资。
(3)由于核心网络的点到多点连接是基于电路交换的，传输时延和抖动几乎可以忽略，端到端仅有一个IP跳，因此可以显著提高网络服务质量(QoS)，特别适合传送大规模的IPTV业务。
(4)若干边缘小粒度带宽的IP组播流可以被汇聚到一个较大带宽的点到多点的动态光网络组播树，极大地减少组播状态的维护，因而提高了网络的可扩展性。
(5)不需要为每个IP组播业务提供单独的保护恢复机制，核心网络的点到多点组播树汇聚了IP组播业务，提高了网络业务的生存性。
目前，3TNet的组播业务包括中央台电视频道、上海文广电视频道、省市卫星电视频道、上海互动电视频道等近百个电视频道，每个电视频道的IP流带宽6～8 Mb/s。此外，还有一路高清晰电视频道(HDTV)，其IP流带宽24～26 Mb/s。可以通过数字电视机和个人计算机观看。
5.结束语
本文介绍了光网络组播的支撑技术，并结合中国国家“863”计划高性能宽带信息网专项中的研究工作，对IP组播架构于光网络组播这种层叠网络结构进行了介绍。组播是未来光网络必不可少的一种技术。层叠网络的进一步演进，将进一步融合IP组播和光网络组播。在未来的几年内，降低光网络组播树的粒度，从而降低光组播的使用门槛，有利于促进这一技术的更广泛使用。全光交换是未来光网络的发展方向。针对波长路由网络和光分组/突发交换网络的组播技术的研究将继续进行。
本文涉及工作得到中国国家“863”计划的支持，本论文的主要内容以“863”计划高性能宽带信息网专项中的研究工作为主。在此，作者特别感谢专项总体组，并感谢参加ASON组播工作的有关单位，包括信息产业部通信标准研究所、中国电信北京研究院和上海电信、清华大学、北京邮电大学等，感谢参加ASON设备研制的中兴通讯、烽火和华为公司，感谢上海宽带技术工程中心。
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作者简介：
孙卫强，中国科学技术大学毕业，博士。上海交通大学电子工程系讲师，先后主持和参加国家“863”计划和国家自然科学基金项目多项。主要研究领域为自动交换光网络中的控制和管理、光网络组播和业务驱动。金耀辉，上海交通大学电子工程系教授。主持了多项国家“863”计划、自然科学基金和上海市科委项目。已发表论文50余篇。研究方向为新型光网络的协议设计与网络优化、光子网格、光网络组播和具有QoS保证的高速交换机等。胡卫生，上海交通大学电子工程系教授，区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室主任，国家“863”计划高性能宽带信息网专项总体组专家，负责自动交换光网络及其示范网工程的工作。已发表学术论文100余篇，申请国家发明专利25项。(张翀编辑)
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