JP2004343243A - Ｐｏｎシステムにおけるマルチキャスト通信方法および局側装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ルーティング機能ブロックを加入者側に配備することなく効率の良いマルチキャスト通信をＩＰマルチキャストプロトコルと連携した形で提供でき、かつセキュリティも確保することができるＰＯＮシステムを提供すること。
【解決手段】ＯＮＵとＯＬＴ１０とを光伝送媒体で接続し、ＭＡＣフレームによりＯＮＵとＯＬＴ１０との間でデータ送受信を行い、論理リンクを用いた通信を行うＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴ１０は、ＩＧＭＰのメッセージをスヌープし、スヌープした結果に応じてマルチキャスト用論理リンクの設定制御を行うとともに、マルチキャスト通信のための暗号鍵配布を行う。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、局側装置、加入者側装置、およびそれらを接続する伝送媒体を有し、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームによりデータ送受信を行い、論理リンクと呼ばれる仮想的な通信コネクションを用いた通信を行うＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法および局側装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
イーサネット（登録商標）ＰＯＮシステムは、局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｏｎａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を光伝送媒体で接続し、ＭＡＣフレームによりデータ送受信を行うことにより、ＰＯＮシステムにイーサネット（登録商標）サービスを透過的に収容するものである。ＯＬＴは通信網事業者局に設置され、ＯＮＵは加入者の宅内や屋外に設置される。ＯＮＵは１〜複数の加入者端末を収容する。
【０００３】
一方、広く普及しているＩＰ通信におけるマルチキャストの実現方法として、ＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いる方法がある。ＩＧＭＰは、ＩＰマルチキャストグループの管理に使用されるプロトコルであり、マルチキャストをサポートするマルチキャストルータとマルチキャストパケットを受信するホストによって使用される。その動作は次の通りである。
【０００４】
マルチキャストルータは、定期的に照会メッセージ（Ｑｕｅｒｙメッセージ）をマルチキャストし、各ホストからのレポートメッセージ（Ｒｅｐｏｒｔメッセージ）の有無でメンバーを把握する。ホストは、グループに参加するとき、または照会メッセージに対し、レポートメッセージを返信する。ホストがグループから離脱するとき、離脱メッセージ（Ｌｅａｖｅメッセージ）を通知する。なお、ＩＧＭＰにはＶ．１とＶ．２があり、Ｖ．１では、上記Ｌｅａｖｅメッセージは存在しない。加入者端末がマルチキャスト通信から離脱する場合は、レポートメッセージを返送しないだけである。
【０００５】
このようなＩＧＭＰを用いたマルチキャスト通信をＰＯＮ上で提供する方法が、特許文献１に示されている。特許文献１では、ＰＯＮ上でＩＧＭＰを用いたマルチキャスト通信を提供する場合のネットワーク構成として、加入者側装置（ＯＮＵ）にルーティング機能ブロック（いわゆるマルチキャストルータ）を収容するとともに、データ配信装置側にもルーティング機能ブロックを設け、これら２つのルーティング機能ブロックの識別結果に従ってＯＮＵからのデータ配信要求およびデータ配信停止要求をデータ配信装置にルーティングする。またＯＮＵ側のルーティング機能ブロックでは、加入者端末からレポートメッセージを受信すると、データ配信装置からのマルチキャストデータを加入者端末に配信し、加入者端末からの離脱メッセージを受信すると、マルチキャストデータの配信を停止する。
【０００６】
また、特許文献２では、ＡＴＭ−ＰＯＮにおけるマルチキャスト通信提供方法が示されている。この特許文献２では、マルチキャストグループに属するＯＮＵに対してＡＴＭセルのマルチキャストを行う場合、ＯＬＴは、当該グループを特定するエミュレーテッドＬＡＮ識別子（ＥＬＡＮ）をＡＴＭセルに付加した後、当該グループに対応した暗号鍵により暗号処理を施し、マルチキャストである旨の識別情報をＯＮＵ識別情報として付加し、送信することとしている。
【０００７】
ところで、ギガビットの伝送速度を持つＥＰＯＮシステム（ＧＥ−ＰＯＮ）の標準化が、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈタスクフォース（通称ＥＦＭ：Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ） ｉｎ ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ Ｍｉｌｅ）で進められ、一般家庭を対象とするＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）用のシステムとして期待されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２３２４７６号公報
【特許文献２】
特開平１１−２１５１４６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の発明では、ＰＯＮ上でＩＧＭＰを用いたマルチキャスト通信を提供する場合のネットワーク構成として、ＯＮＵにルーティング機能ブロックを収容すること、あるいはＯＮＵがルーティング機能を具備することが前提となっている。しかしながら、特に一般家庭を対象とするＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）では、加入者宅内にルータを設置することは考えにくく、また仮にＯＮＵにルーティング機能を具備するとしても、ＯＮＵの価格が高くなるという問題点がある。
【００１０】
特許文献２の発明では、ＡＴＭ−ＰＯＮにおいてマルチキャスト通信を提供する場合に、マルチキャストグループごとに特別な識別子を設け、グループごとの暗号処理を行うこととなっていた。しかしながら、この特許文献２の発明では、ＩＧＭＰのようなＩＰマルチキャストプロトコルとの連携は考えられておらず、論理リンクを通信単位とするＧＥ−ＰＯＮへの適用も困難であるという問題点がある。
【００１１】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、論理リンクを通信単位とするＰＯＮシステム上で、加入者側や加入者側装置（ＯＮＵ）にルーティング機能を必要とせず、かつセキュリティが確保されるマルチキャスト通信をＩＰマルチキャストプロトコルと連携した形で実現することができるＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法および局側装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかるＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法は、１〜複数の加入者端末を収容する加入者側装置と、１〜複数の前記加入者側装置を収容するとともにＩＰ網に接続される局側装置とを光伝送媒体で接続し、ＭＡＣフレームにより加入者側装置と局側装置との間でデータ送受信を行い、論理リンクを用いた通信を行うＰＯＮシステムにおいて、前記局側装置は、マルチキャスト用ＩＰプロトコルのメッセージをスヌープし、スヌープした結果に応じてマルチキャスト用論理リンクの設定制御を行うとともに、マルチキャスト通信のための暗号鍵配布を行うことを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、ＰＯＮシステムの局側装置においてＩＧＭＰメッセージをスヌープし、スヌープした結果と論理リンク制御を連動させ、さらにマルチキャストデータに対して暗号処理を行うようにしており、これによりルーティング機能ブロックを加入者側に配備することなく効率の良いマルチキャスト通信をＩＰマルチキャストプロトコルと連携した形で提供でき、かつセキュリティも確保することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
この発明の実施の形態を説明する前に、本発明が適用されるＥＦＭによるギガビットＥＰＯＮシステム（ＧＥ−ＰＯＮ）について、図８〜図１０を用いて説明する。
【００１６】
ＧＥ−ＰＯＮシステムでは、図８（ｂ）に示すように、基本的にＯＬＴにブリッジ機能を実装し、ブリッジポートとして論理ポートを適用する。一般的なブリッジは、図８（ａ）に示すように、物理ポートを単位としたスイッチングを行うが、複数のＯＮＵで１つの伝送路を共有するＰＯＮシステムにおいて、ＯＮＵ間通信を行うためには、ブリッジにおいて、ＯＮＵごとのポートを意識させる必要がある。さらにＯＮＵが複数のＵＮＩ（ユーザ網インタフェース，Ｕｓｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を収容する場合、ＯＮＵのＵＮＩ間通信を行うためには、ブリッジにおいて、ＵＮＩごとのポートを意識させる必要がある。このようなＯＮＵごとあるいはＵＮＩごとのポートのことを論理ポート１０１と呼ぶ。論理ポート１０１はＯＬＴ１０２とＯＮＵ１０３に存在し、その間を論理リンク１０４で接続する。
【００１７】
論理リンク１０４は、ＯＬＴ１０２とＯＮＵ１０３の間で行われる自動ディスカバリー手順（Ａｕｔｏ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ手順）により設定される。Ａｕｔｏ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙにおけるメッセージフローを図９に示す。設定する論理リンクに付与するＬＬＩＤ値（論理リンク識別子、Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）は、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０によって通知し、正しくＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０を受信したことを確認するためのメッセージがＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫメッセージ１１１である。
【００１８】
論理リンクは、ＰＯＮでユニークな識別子であるＬＬＩＤ値により識別される。ＬＬＩＤはＯＬＴで選択されＯＮＵに通知される。ＬＬＩＤは、ＭＡＣフレームのプリアンブルに定義されており、図１０に示すようにモードビットを含む１６ビット構成である。図１０に示すように、ＬＬＩＤ１２０はポイント・ポイント用とマルチキャスト用が規定されているが、違いはモードビット１２１のみで、ＬＬＩＤ値１２２そのものは兼用する。またブロードキャスト用がただ１つ定義されており、モードビット１２１、ＬＬＩＤ値１２２ともオール１である。なお、図９に示したメッセージフローは、ポイント・ポイント用論理リンク設定時のものである。ＥＦＭでの議論によれば、マルチキャスト用論理リンクの設定手順は特に必要ないことになっている。
【００１９】
実施の形態１．
図１はこの発明にかかるＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法を実現するためのＯＬＴ（局側装置）１０の構成例を示すものである。
【００２０】
ＯＬＴ１０は、スプリッタを介して１つ以上のＯＮＵ（加入者側装置）を収容するＰＯＮインタフェース１１と、ＩＰ網への接続を行うサービスノードインタフェース（以下ＳＮＩ：Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２と、ＭＡＣフレームのスイッチングを行うレイヤ２スイッチ１３と、ＣＰＵ１４とを備えている。なお、１つのＯＬＴ１０がＰＯＮインタフェース１１の１つの物理ポートに複数の加入者側装置を収容する場合には、分波器が用いられる。
【００２１】
レイヤ２スイッチ１３は、ユニキャストフレームだけでなく、マルチキャストフレームのスイッチングを行うためのマルチキャストテーブル１５を具備する。マルチキャストテーブル１５は、図２に示すように、例えば、あて先ＭＡＣアドレス（マルチキャストアドレス）２８と、転送先ＰＯＮポート２９の組を管理する。図２に示した例では、転送先ＰＯＮポート２９をビットマップで表している。つまり、ＯＬＴ１０が収容するＰＯＮポートごとに１ビットを用意し、０の場合は当該ＰＯＮポートへはマルチキャストフレームを転送せず、１の場合は当該ＰＯＮポートへマルチキャストフレームを転送することとする。レイヤ２スイッチ１３はこのビットマップにしたがって、転送先ＰＯＮポートを識別する。
【００２２】
またレイヤ２スイッチ１３は、ＰＯＮからのマルチキャスト用ＩＰプロトコルとしてのＩＧＭＰのＲｅｐｏｒｔメッセージ（以下、レポートメッセージという）やＬｅａｖｅメッセージ（以下、離脱メッセージという）、およびＳＮＩ１２を介したデータ配信サーバ（後述する）からのＩＧＭＰ Ｑｕｅｒｙメッセージ（以下、照会メッセージという）をスヌープするためのＩＧＭＰフィルタ部１６を具備する。これらのメッセージをスヌープするためのフィルタリング条件は後述する。
【００２３】
ＰＯＮインタフェース１１は、マルチキャストデータを暗号化する暗号処理部１７を具備する。ＳＮＩ１２は、マルチキャストデータの受信監視を行うマルチキャスト監視部１８を具備する。
【００２４】
ＣＰＵ１４は、マルチキャストアドレス／参入ポート（レポートメッセージが到着した物理ポート）／ＯＮＵ（ＬＬＩＤ）／マルチキャスト用ＬＬＩＤ／暗号キーの組み合わせを記憶するマルチキャスト管理テーブル１９を管理するとともに、ＰＯＮからのレポートメッセージ受信を監視するレポート監視部２０を具備する。また、ＣＰＵ１４はＰＯＮ上の論理リンクを制御する論理リンク制御部２１を具備し、ＰＯＮポートごとのＬＬＩＤ値の使用状況を管理するＬＬＩＤ管理テーブル２２を管理する。
【００２５】
図３はマルチキャスト管理テーブル１９の一例を示すものである。この場合は、あて先ＩＰアドレスがｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙ．ｙｙｙのマルチキャスト通信について、参入ポートが２つ（ポート２とポート４）あり、ポート２の２つのＯＮＵ（ポイント・ポイント用論理リンクがそれぞれ１と３）とポート４の２つのＯＮＵ（ポイント・ポイント用論理リンクがそれぞれ２と５）の合計４つのＯＮＵが参入しており、ポート２については、マルチキャスト用論理リンクのＬＬＩＤが１００で暗号鍵が＃１、ポート４については、マルチキャスト用論理リンクのＬＬＩＤが１１０で暗号鍵が＃３であることを示している。ここで管理している暗号鍵はインデックスであり、実際の暗号鍵は、ＰＯＮインタフェース１１の暗号処理部１７において管理している。なお、レイヤ２スイッチ１３は市販のレイヤ２スイッチで実現できる。なお、図１に示した機能分割はあくまで一例であり、ＰＯＮインタフェース１１およびＳＮＩ１２の詳細は省略している。
【００２６】
図４に、上記したＯＬＴ１０が配されるネットワークの構成例を示す。ＰＯＮシステムは１つのＯＬＴ１０と複数のＯＮＵ４０から構成される。ＯＬＴ１０は１つ以上のＰＯＮインタフェース１１を収容し（図４では１つのＰＯＮインタフェースのみ示している）、１つのＰＯＮインタフェース１１には複数のＯＮＵ４０が収容され、各ＯＮＵ４０には、ポイント・ポイント用論理リンク４１が設定されている。このポイント・ポイント用論理リンク４１には、別途暗号処理部があり、下り（ＯＬＴ→ＯＮＵ）方向のデータ転送においては、フレームの暗号化が行われる。ＯＬＴ１０のＳＮＩ１２には、ＩＰ網４３のマルチキャストルータ４２が接続される。ＩＰ網４３内にあるデータ配信サーバ４４からのマルチキャストデータ４５は、ＯＬＴ１０に接続されたマルチキャストルータ４２まで届いているとする。
【００２７】
次に動作について説明する。ＯＬＴ１０では、ＰＯＮインタフェース１１から受信したレポートメッセージをＩＧＭＰフィルタ部１６においてスヌープする。具体的には、
（１）ＭＡＣフレームのあて先アドレスがマルチキャストアドレスで、かつ
（２）ＩＰパケットにカプセル化されたＩＧＭＰメッセージ内Ｔｙｐｅフィールドが０ｘ１２または０ｘ１６
のメッセージをレポートメッセージとして取り込む。ＩＧＭＰにはＶ．１とＶ．２があり、Ｖ．１ではＴｙｐｅフィールドは０ｘ１２、Ｖ．２では０ｘ１６である。ＩＧＭＰフィルタ部１６ではこの両方に対応する。このレポートメッセージには、マルチキャスト通信で使用するＩＰグループアドレスが格納されている。
【００２８】
図５にＩＧＭＰ Ｖ．２のメッセージフォーマットを示す。ＩＧＭＰ Ｖ．２のメッセージフォーマットは、マルチキャストルータ４２からの照会メッセージかＯＮＵからのメッセージ（レポートメッセージまたは離脱メッセージ）であるかを識別させるタイプフィールドと、照会メッセージのみが使用するフィールドであって、レポートメッセージを受け取るまでの最大待ち時間を指定する最大応答時間フィールドと、チェックサムのためのチェックサムフィールドと、ＩＰグループアドレスが指定されるＩＰグループアドレスフィールドを有している。
【００２９】
ＯＬＴ１０では、ＩＰグループアドレスをキーに図３に示したマルチキャスト管理テーブル１９を検索する。一致するＩＰマルチキャストアドレスが見つからなかった場合は、最初の参入と認識し、マルチキャスト管理テーブル１９の未使用エントリに、ＩＰマルチキャストアドレス、参入ポート、ＯＮＵ（ＬＬＩＤ）を記憶する。一致するＩＰマルチキャストアドレスが見つかった場合の処理は後述する。ここで参入ポートはどのＰＯＮインタフェースからレポートメッセージを受信したかを示し、ＯＮＵ（ＬＬＩＤ）はレポートメッセージを含むＭＡＣプリアンブル内に格納されているＬＬＩＤ値を示す。
【００３０】
また、ＯＬＴ１０は、データ配信サーバ４４がＩＰ網４３内に存在するという前提で、取り込んだレポートメッセージをＳＮＩインタフェース１２へのみ送信する。次にＯＬＴ１０は、参入したＯＮＵに対してマルチキャスト用論理リンクを設定する。具体的には、論理リンク制御部２１がＬＬＩＤ管理テーブル２２を参照し、参入ポートにおいて未使用のＬＬＩＤの１つを選択し、これを含むＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０（図９参照）を、当該ＯＮＵのポイント・ポイント用論理リンク４１に送信する（ポイント・ポイント論理リンクは各ＯＮＵに１つ設定されている）。
【００３１】
当該ＯＮＵでは、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０を受信すると、メッセージ１１０内に格納されたＬＬＩＤをマルチキャスト用論理リンクのＬＬＩＤとして使用するとともに、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫメッセージ１１１を、やはりポイント・ポイント用論理リンク４１に送信する。ＯＬＴ１０は、この手順により割り当てたＬＬＩＤの値は、マルチキャスト管理テーブル１９に記憶しておく。さらにＯＬＴ１０は、このマルチキャスト通信に使用する新たな暗号鍵を生成し、やはりポイント・ポイント用論理リンク４１に送信する。
【００３２】
ところでこの暗号鍵は、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０に含めてもかまわない。ポイント・ポイント用論理リンク４１上での下り（ＯＬＴ→ＯＮＵ）方向のデータ転送においては、暗号処理が施されるため、結果的にＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ４１も暗号化され、格納された暗号鍵を他のＯＮＵにより盗聴されることはなくなる。この暗号鍵の通知が完了して初めてＯＬＴ１０は、通知した暗号鍵（実際には暗号鍵のインデックス）をマルチキャスト管理テーブル１９に記憶しておくとともに、マルチキャストテーブル１５に参入ポートを加える。この場合には最初の参入ポートであるため、マルチキャストテーブル１５に新たなエントリを作ることになる。
【００３３】
なお、マルチキャストテーブル１５には、あて先アドレス２８と参入ポート（転送先ポート）２９の組がエントリとして保持されている。ＯＬＴ１０がレイヤ２スイッチを搭載している場合には、ＭＡＣフレームのあて先アドレスに基づいてフレーム転送を行う。ＩＧＭＰでは、ＩＰマルチキャストアドレスとＭＡＣアドレスの下位２３ビットは同じになるので、この場合、ＩＰマルチキャストアドレスの下位２３ビットと“０ｘ０１００５Ｅ００００００”との論理和を、マルチキャストテーブル１５のあて先アドレス２８として登録する。
【００３４】
以降、ＳＮＩインタフェース１２から到着するマルチキャストデータは、マルチキャストテーブル１５の内容に基づいて、参入ポートに転送され、当該マルチキャスト通信に対応する暗号鍵（マルチキャストデータのあて先ＩＰアドレスがマルチキャスト管理テーブルのＩＰマルチキャストアドレスに一致するエントリの暗号鍵インデックスに対応した暗号鍵）を用いて暗号化された後、ＰＯＮインタフェース１１に送信される。
【００３５】
つぎに、レポートメッセージに含まれるＩＰグループアドレスと一致するＩＰマルチキャストアドレスがマルチキャスト管理テーブル１９のエントリから見つかった場合の処理について説明する。
【００３６】
ＯＬＴ１０においては、レポートメッセージを取り込んだ後にＩＰグループアドレスをキーにマルチキャスト管理テーブル１９を検索するが、ここで一致するＩＰマルチキャストアドレスが見つかった場合は、２番目以降の参入と認識し、マルチキャスト管理テーブル１９の一致エントリに、新たなＯＮＵ（ＬＬＩＤ）を記憶する。
【００３７】
また、ＯＬＴ１０は、データ配信サーバ４４がＩＰ網４３内に存在するという前提で、取り込んだレポートメッセージをＳＮＩインタフェース１２へのみ送信する。次にＯＬＴ１０は、参入したＯＮＵに対してマルチキャスト用論理リンクを設定する。具体的には、論理リンク制御部２１がＬＬＩＤ管理テーブル２２を参照し、新たなＯＮＵがすでに参入しているＯＮＵと同じＰＯＮポートに収容されている場合には、すでに使用しているＬＬＩＤを含むＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０を、新たなＯＮＵがすでに参入しているＯＮＵとは別のＰＯＮポートに収容されている場合には、そのＰＯＮポートにおいて未使用のＬＬＩＤの１つを選択し、これを含むＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０を、当該ＯＮＵのポイント・ポイント用論理リンク４１に送信する。
【００３８】
当該ＯＮＵでは、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０を受信すると、このＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０に格納されたＬＬＩＤをマルチキャスト用論理リンクのＬＬＩＤとして使用するとともに、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫメッセージ１１１を、やはりポイント・ポイント用論理リンク４１に送信する。
【００３９】
ＯＬＴ１０は、後者の場合すなわち新たなＯＮＵがすでに参入しているＯＮＵとは別のＰＯＮポートに収容されている場合には、この手順により割り当てたＬＬＩＤの値は、マルチキャスト管理テーブル１９に記憶しておく。さらにＯＬＴ１０は、後者の場合にはこのマルチキャスト通信に使用する新たな暗号鍵を生成し、前者の場合にはすでに使用している暗号鍵を、やはりポイント・ポイント用論理リンク４１に送信する。
【００４０】
ところでこの暗号鍵は、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０に含めてもかまわない。ポイント・ポイント用論理リンク４１上での下り（ＯＬＴ→ＯＮＵ）方向のデータ転送においては、暗号処理が施されるため、結果的にＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０も暗号化され、格納された暗号鍵を他のＯＮＵにより盗聴されることはなくなる。この暗号鍵の通知が完了して初めてＯＬＴ１０は、通知した暗号鍵（実際には暗号鍵のインデックス）をマルチキャスト管理テーブル１９に記憶しておくとともに、マルチキャストテーブル１５に参入ポートを加える。この場合には２番目以降の参入ポートであるため、マルチキャストテーブル１５にすでにあるエントリを更新することになる。以降、最初の参入の場合と同じ動作となる。
【００４１】
このように実施の形態１によれば、ＥＰＯＮシステムのＯＬＴ１０がＩＧＭＰメッセージをスヌープし、スヌープした結果と論理リンク制御を連動させ、さらにマルチキャストデータに対して暗号処理を行うようにしているので、ルーティング機能ブロックを加入者側に配備することなく効率の良いマルチキャスト通信を提供でき、かつセキュリティも確保することができる。
【００４２】
実施の形態２．
ところでＩＧＭＰを行うマルチキャストルータ４２では、あるポートから１つでもレポートメッセージを受信したら、そのポートにデータ配信を行う。このため、ＯＬＴ１０で取り込んだレポートメッセージをＳＮＩ１２に送信する際、全てのレポートメッセージを送信しても、２つめ以降のレポートメッセージは、ＳＮＩ１２の帯域を無駄に消費してしまうため、無駄なメッセージとなる。
【００４３】
このため、この実施の形態２では、ＯＬＴ１０で、複数のレポートメッセージを受信した場合には、最初に受信したレポートメッセージのみをＳＮＩ１２に送信し、残りはＯＬＴ１０から送信しないこととしている。
【００４４】
まずＯＬＴ１０では、ＳＮＩ１２を介して受信する照会メッセージをスヌープする。照会メッセージには
（１）Ｇｅｎｅｒａｌ Ｑｕｅｒｙメッセージ
（２）Ｇｒｏｕｐ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｑｕｅｒｙメッセージ（Ｖ．２のみ）
がある。したがって、これらのメッセージを受信した後の最初のレポートメッセージのみをＳＮＩ１２に送信し、以降に受信するレポートメッセージは送信しないこととする。そして、この場合には、図６に示すように、マルチキャスト管理テーブル１９に、別途、レポート送信フラグを設ける。このレポート送信フラグはエントリごとに用意し、レポートメッセージをＳＮＩ１２に送信した時点で１を設定（送信済み）し、照会メッセージを受信した時点で０にクリア（未送信）する。なお照会メッセージのスヌープ方法は後述する。
【００４５】
実施の形態３．
実施の形態３では、マルチキャスト通信からの離脱について説明する。ＯＬＴ１０では、レポートメッセージのスヌープに加えて、照会メッセージもスヌープする。ＳＮＩ１２から受信した照会メッセージをＩＧＭＰフィルタ部１６においてスヌープする。
【００４６】
具体的には、
（１）ＩＰパケットのあて先アドレスが２２４．０．０．１、またはマルチキャストアドレスであって、かつ
（２）ＩＰパケットにカプセル化されたＩＧＭＰメッセージ内Ｔｙｐｅフィールドが０ｘ１１
のメッセージを照会メッセージとして取り込む。
【００４７】
照会メッセージには、前述したように、Ｇｅｎｅｒａｌ ＱｕｅｒｙメッセージとＧｒｏｕｐ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｑｕｅｒｙメッセージとがあり、ＩＧＭＰフィルタ部１６ではこの両方に対応する。これらのメッセージのいずれかをＯＬＴ１０が受信すると、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｑｕｅｒｙメッセージの場合には全加入者へ、Ｇｒｏｕｐ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｑｕｅｒｙメッセージの場合には参入している加入者へメッセージを転送する。
【００４８】
その後、ＯＬＴ１０は、加入者からのレポートメッセージをレポート監視部２０にて監視する。次の照会メッセージ受信までにレポートメッセージを送信しなかった加入者は、マルチキャスト通信から離脱したと判断し、そのＯＮＵに対して設定していたマルチキャスト用論理リンクを解放するとともに、マルチキャストテーブル１５およびマルチキャスト管理テーブル１９からその参入ポートを削除する。
【００４９】
論理リンクの解放は、まずＯＬＴ１０が、ＦｌａｇｓフィールドにＤｅｒｅｇｉｓｔｅｒを設定し、マルチキャスト用論理リンクのＬＬＩＤを格納したＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０を、そのＯＮＵへのポイント・ポイント用論理リンク４１に対して送信する。これを受信したＯＮＵは、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０で指定されたＬＬＩＤ（マルチキャスト用論理リンク）を解放するとともに、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫメッセージ１１１を、やはりポイント・ポイント用論理リンク４１に対して送信する。
【００５０】
もし全てのＯＮＵがマルチキャスト通信から離脱した場合には、マルチキャストテーブル１５およびマルチキャスト管理テーブル１９から、そのマルチキャスト通信についてのエントリを削除する。
【００５１】
実施の形態４．
一般にマルチキャストルータ４２では、あるポートからレポートメッセージが返ってこなくなっても、しばらくの間はマルチキャストデータを送信し続ける。実施の形態３の方法によれば、１回の照会周期（Ｑｕｅｒｙ周期：ある照会メッセージから次の照会メッセージまでの時間）において、レポートメッセージが返ってこなかった場合は、ＯＬＴ１０ではすぐにエントリを削除する。
【００５２】
ここで、削除したエントリのマルチキャストデータが到着すると、ＯＬＴ１０ではこれをブロードキャストしてしまう。すなわち、マルチキャストテーブル１５に登録されていないマルチキャストアドレスのフレームを廃棄してしまうと、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｑｕｅｒｙメッセージを転送することができなくなるため、未登録マルチキャストアドレスの場合はブロードキャストすることになる。その結果、本来は転送すべきではないマルチキャストデータを転送してしまい、ＰＯＮの帯域を無駄に消費してしまう。したがって、このような場合、ＯＬＴ１０では、マルチキャストルータ４２がデータ転送している間は、エントリを削除せず、加入者側へのデータ転送をとめるのが望ましい。
【００５３】
このため実施の形態４においては、ＯＬＴ１０のマルチキャスト監視部１８において、参入ポートがいなくなったマルチキャスト通信について、マルチキャストフレームを監視することとし、マルチキャストフレームが到着しなくなってからエントリを削除する。また、マルチキャスト用論理リンクの解放や、マルチキャスト管理テーブル１９からのエントリ削除も、マルチキャストフレームが到着しなくなってから行うようにする。すなわち、ＩＰ網側から受信するマルチキャストフレームを監視し、ある一定期間の間、マルチキャストフレームを受信しなかった場合には、当該マルチキャスト通信に参入している全ての加入者側装置に対するマルチキャスト用論理リンクを解放する。
【００５４】
実施の形態５．
ＩＧＭＰ Ｖ．２では、前述したように、加入者が離脱を示す離脱メッセージを送信する。ＯＬＴ１０ではこの離脱メッセージをＩＧＭＰフィルタ部１６においてスヌープする。具体的には、
（１）ＩＰパケットのあて先アドレスが２２４．０．０．２であって、かつ
（２）ＩＰパケットにカプセル化されたＩＧＭＰメッセージ内Ｔｙｐｅフィールドが０ｘ１７
のメッセージを離脱メッセージとして取り込む。
【００５５】
ＯＬＴ１０では、離脱メッセージを送信した加入者は、マルチキャスト通信から離脱したと判断し、そのＯＮＵに対して設定していたマルチキャスト用論理リンクを解放するとともに、マルチキャストテーブル１５およびマルチキャスト管理テーブル１９からその参入ポートを削除する。論理リンクの解放は、まずＯＬＴ１０が、ＦｌａｇｓフィールドにＤｅｒｅｇｉｓｔｅｒを設定し、マルチキャスト用論理リンクのＬＬＩＤを格納したＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０を、そのＯＮＵへのポイント・ポイント用論理リンク４１に対して送信する。
【００５６】
これを受信したＯＮＵは、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ１１０で指定されたＬＬＩＤ（マルチキャスト用論理リンク）を解放するとともに、ＲＥＧＩＳＴＥＲ＿ＡＣＫメッセージ１１１を、やはりポイント・ポイント用論理リンク４１に対して送信する。もし全てのＯＮＵがマルチキャスト通信から離脱した場合には、マルチキャストテーブル１５およびマルチキャスト管理テーブル１９から、そのマルチキャスト通信についてのエントリを削除する。
【００５７】
実施の形態６．
ＯＮＵ４０が複数のＵＮＩすなわち加入者ポートを収容している場合、図７に示すように、あらかじめＵＮＩ７０ごとにポイント・ポイント用論理リンク４１を設定しておく。また、少なくとも１つのＵＮＩがマルチキャスト通信に参入している場合には、ＯＬＴ１０は当該ＯＮＵに対するマルチキャスト通信用論理リンクを設定することとする。
【００５８】
ＯＮＵはあるＵＮＩからレポートメッセージを受信したら、そのＵＮＩに対応したポイント・ポイント用論理リンク４１でレポートメッセージをＯＬＴ１０に通知する。ＯＮＵ４０では、どのＵＮＩからレポートメッセージを受信したかを記憶しておき、この記憶データに基づきマルチキャスト用論理リンク７１から受信するマルチキャストデータを、レポートメッセージを受信したＵＮＩ、すなわち実際に参入しているＵＮＩにのみ転送する。
【００５９】
これにより、実施の形態６によれば、複数のＵＮＩを収容するＯＮＵにおいても、実際にマルチキャスト通信に参入しているＵＮＩに対してのみ、データ配信できる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ＰＯＮシステムの局側装置がＩＧＭＰメッセージをスヌープし、スヌープした結果と論理リンク制御を連動させ、さらにマルチキャストデータに対して暗号処理を行うようにしているので、ルーティング機能ブロックを加入者側に配備することなく効率の良いマルチキャスト通信をＩＰマルチキャストプロトコルと連携した形で提供でき、かつセキュリティも確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を適用する局側装置（ＯＬＴ）の構成例を示すブロック図である。
【図２】マルチキャストテーブルの記憶内容を示す図である。
【図３】マルチキャスト管理テーブルの記憶内容を示す図である。
【図４】この発明を適用するネットワーク構成を示す図である。
【図５】ＩＧＭＰメッセージフォーマットを示す図である。
【図６】マルチキャスト管理テーブルの別の記憶内容を示す図である。
【図７】ＯＮＵにおけるマルチキャストデータ転送を示す図である。
【図８】ＧＥ−ＰＯＮシステムを示す図である。
【図９】ＧＥ−ＰＯＮシステムにおける論理リンク設定手順を示す図である。
【図１０】ＧＥ−ＰＯＮシステムにおけるＬＬＩＤフォーマットを示す図である。
【符号の説明】
１０ ＯＬＴ、１１ ＰＯＮインタフェース、１２ ＳＮＩ、１３ レイヤ２スイッチ、１４ ＣＰＵ、１５ マルチキャストテーブル、１６ ＩＧＭＰスヌープ部、１７ 暗号処理部、１８ マルチキャスト監視部、１９ マルチキャスト管理テーブル、２０ レポート監視部、２１ 論理リンク制御部、２２ ＬＬＩＤ管理テーブル、４０ ＯＮＵ、４１ ポイント・ポイント用論理リンク、４２ マルチキャストルータ、４３ ＩＰ網、４４ データ配信サーバ、４５ マルチキャストデータ、７０ ＵＮＩ、７１ マルチキャスト用論理リンク。

Claims (12)

1. １〜複数の加入者端末を収容する加入者側装置と、１〜複数の前記加入者側装置を収容するとともにＩＰ網に接続される局側装置とを光伝送媒体で接続し、ＭＡＣフレームにより加入者側装置と局側装置との間でデータ送受信を行い、論理リンクを用いた通信を行うＰＯＮシステムにおいて、
   前記局側装置は、マルチキャスト用ＩＰプロトコルのメッセージをスヌープし、スヌープした結果に応じてマルチキャスト用論理リンクの設定制御を行うとともに、マルチキャスト通信のための暗号鍵配布を行うことを特徴とするＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法。
2. 前記局側装置は、前記マルチキャスト用ＩＰプロトコルのレポートメッセージをスヌープし、前記レポートメッセージに含まれるマルチキャストアドレスと、前記レポートメッセージが到着した物理ポートと、前記レポートメッセージを送信してきた加入者側装置とを記憶するとともに、前記レポートメッセージをＩＰ網側にのみ転送することを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法。
3. 前記局側装置は、レポートメッセージをＩＰ網側に転送する際、複数のレポートメッセージを受信した場合には、そのうちの１つのみをＩＰ網側に転送することを特徴とする請求項２に記載のＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法。
4. 前記局側装置は、レポートメッセージに含まれるマルチキャストアドレスが、すでに記憶しているマルチキャストアドレスのいずれとも一致しない場合、新たなマルチキャスト用論理リンクを、前記レポートメッセージを送信してきた加入者側装置に対して設定するとともに、マルチキャストアドレスとマルチキャスト用論理リンクとの対応関係を記憶することを特徴とする請求項２に記載のＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法。
5. 前記局側装置は、マルチキャスト用論理リンクを設定した後、前記加入者側装置に対して予め設定されているポイント・ポイント用論理リンクを用いて、前記マルチキャスト用論理リンクで用いる暗号鍵の配布を行うとともに、マルチキャスト用論理リンクと配布した前記暗号鍵との対応関係を記憶することを特徴とする請求項２または４に記載のＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法。
6. 前記局側装置は、レポートメッセージに含まれるマルチキャストアドレスが、すでに記憶しているマルチキャストアドレスのいずれかと一致したが、前記レポートメッセージを送信してきた加入者側装置が当該マルチキャストアドレスに対応付けられた加入者側装置のいずれとも一致しない場合は、前記マルチキャストアドレスに対応付けられたマルチキャスト用論理リンクを、前記レポートメッセージを送信してきた加入者側装置に対して設定するとともに、この設定手順の中でマルチキャスト用論理リンクに対応付けられた暗号鍵の配布を行うことを特徴とする請求項２または５に記載のＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法。
7. 前記局側装置は、ＩＰ網側から受信するフレームのあて先アドレスを検査し、検査したあて先アドレスがマルチキャストアドレスであってかつ、その下位の所定数ビットが、記憶しておいたいずれかのマルチキャストアドレスの下位の所定数ビットと一致した場合には、前記マルチキャストアドレスに対応付けられた暗号鍵を用いて、前記受信したフレームを暗号化した後、前記マルチキャストアドレスに対応付けられたマルチキャスト用論理リンクを用いて、暗号化されたフレームを送信することを特徴とする請求項２に記載のＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法。
8. 前記局側装置では、前記マルチキャスト用ＩＰプロトコルのレポートメッセージおよび照会メッセージをスヌープし、前記照会メッセージを全ての加入者側装置または、現在マルチキャスト通信に参入している加入者側装置に送信することとし、前記照会メッセージを送信してからある一定時間の間、レポートメッセージを返送しなかった加入者側装置を、マルチキャスト通信から削除するとともに、レポートメッセージを返送してこなかった加入者側装置に対するマルチキャスト用論理リンクを解放することを特徴とする請求項１または２に記載のＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法。
9. 前記局側装置は、ＩＰ網側から受信するマルチキャストフレームを監視し、ある一定期間の間、マルチキャストフレームを受信しなかった場合には、当該マルチキャスト通信に参入している全ての加入者側装置に対するマルチキャスト用論理リンクを解放することを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法。
10. 前記局側装置は、前記マルチキャスト用ＩＰプロトコルの離脱メッセージをスヌープし、前記離脱メッセージを送信してきた加入者側装置に対するマルチキャスト用論理リンクを解放することを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法。
11. 加入者側装置が複数の加入者ポートを収容している場合、あらかじめポイント・ポイント用論理リンクを加入者ポートごとに設定しておき、少なくとも１つの加入者ポートがマルチキャスト通信に参入している場合には、前記局側装置は当該加入者側装置に対するマルチキャスト通信用論理リンクを設定することとし、加入者側装置では、実際にどの加入者ポートがマルチキャスト通信に参入しているかを記憶しておくとともに、この記憶データに基づきマルチキャスト通信用論理リンクから受信するマルチキャストフレームを実際に参入している加入者ポートに対してのみ送信することを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信方法。
12. １〜複数の加入者端末を収容する加入者側装置と光伝送媒体で接続され、１〜複数の前記加入者側装置を収容するとともにＩＰ網に接続される局側装置であって、
    ＭＡＣフレームにより加入者側装置との間でデータ送受信を行い、論理リンクを用いた通信を行うＰＯＮシステムにおける局側装置において、
    マルチキャスト用ＩＰプロトコルのメッセージをスヌープするスヌープ手段と、
    前記スヌープした結果に応じてマルチキャスト用論理リンクの設定制御を行うとともに、マルチキャスト通信のための暗号鍵配布を行う制御手段と、
    を備えることを特徴とするＰＯＮシステムにおける局側装置。

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