JP2006101259A - Method and system for transmitting data and network repeater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放送サービスに対応するデータ伝送方法及びシステム並びにネットワーク中継装置に関する。 The present invention relates to a data transmission method and system corresponding to a broadcast service, and a network relay device.
放送サービスに対応可能なデータ伝送システムとして、いわゆるPON(Passive Optical Network)システムが知られている。PONシステムは、センター側光終端装置OLT(Optical Line Terminal)と各ユーザの光終端装置ONU(Optical Network Unit)とをパッシブな光素子のみからなる光伝送路で接続した構成からなる。即ち、センター側光終端装置に接続する光ファイバと、各ユーザの光終端装置ONUに接続する光ファイバとの間に1:nの光カップラを配置する。 A so-called PON (Passive Optical Network) system is known as a data transmission system compatible with broadcasting services. The PON system has a configuration in which a center side optical terminator OLT (Optical Line Terminal) and each user's optical terminator ONU (Optical Network Unit) are connected by an optical transmission line composed only of passive optical elements. That is, a 1: n optical coupler is disposed between the optical fiber connected to the center-side optical terminator and the optical fiber connected to the optical terminator ONU of each user.
IPネットワークを利用する放送サービスが注目されている。図2は放送サービスのためのIPマルチキャストネットワークの概略構成ブロック図を示す。 Broadcasting services that use IP networks are attracting attention. FIG. 2 shows a schematic block diagram of an IP multicast network for a broadcast service.
メディアサーバ10が、要求されたコンテンツを搬送するデータ信号をエッジルータ12に出力する。メディアサーバ10から出力されるデータは、エッジルータ12を介してネットワーク14に入り、エッジルータ16から出て、PONシステムのセンター側終端装置(OLT)18に入力する。ネットワーク14は、通常、IPマルチキャストネットッワークとして運用される。
The
IPマルチキャストネットワーク内のルータ間では、PIM−SM(Protocol Independent Multicast-Sparse Mode)及びPIM−DM(Protocol Independent Multicast-Dense Mode)等のマルチキャストルーティングプロトコルが使用される。エッジルータとユーザ装置との間では、IGMP(Internet Group Management Protocol)が使用される。 Multicast routing protocols such as PIM-SM (Protocol Independent Multicast-Sparse Mode) and PIM-DM (Protocol Independent Multicast-Dense Mode) are used between routers in an IP multicast network. IGMP (Internet Group Management Protocol) is used between the edge router and the user apparatus.
OLT18は、エッジルータ16からのデータを光信号に変換して、光ファイバ20に出力する。光スプリッタ22は、光ファイバ20からの光信号をn個に分割し、各分割された光信号を光ファイバ24−1〜24−nに出力する。光スプリッタ22で分割された各光信号は、光ファイバ24−1〜24−nを介してユーザ宅の光終端装置(ONU)26−1〜26−nに入力する。各ONU26−1〜26−nは、入力光信号を電気信号に変換し、自己宛てのデータを取り込み、それ以外を破棄する。各ONU26−1〜26−nは、取り込んだデータを、配下の要求元の装置、例えば、セットトップボックス28−1〜28−nに供給する。
The OLT 18 converts the data from the
IPネットワーク上での放送サービスでは、放送を受信する装置、例えば、セットトップボックス28−1〜28−nが、その要求をIGMPのJOINメッセージによりエッジルータ16に送信する。PONシステムのOLT18及びONU26−1〜26−nは、そのIGMPメッセージをスヌーピングして、所定の転送テーブル、いわゆるスヌーピングテーブルに記憶する。要求された放送データが入力すると、OLT18は、自己の転送テーブルを参照し、当該放送トラフィックの識別子が転送テーブルに登録されている場合、即ち自己宛の場合は、配下のONU26−1〜26−nにブロードキャストし、登録されていない場合は廃棄する。各ONU26−1〜26−nは、入力光信号を電気信号に変換した後、OLT18同様、自己の転送テーブルにより自己宛てか否かを判別し、自己宛てのトラフィックのみを取り込み、自己宛て以外のトラフィックを破棄する。放送トラフィック、即ちマルチキャストトラフィックの識別子としては、レイヤ2でのMACアドレスもしくはレイヤ3でのIPアドレスが用いられる。
In a broadcast service on an IP network, a device that receives a broadcast, for example, the set top boxes 28-1 to 28-n transmits the request to the
ユーザが例えばch1の視聴をやめる場合、セットトップボックス28−1〜28−nは、ch1の視聴グループからの離脱を意味するIGMP Leaveメッセージをエッジルータ16に送信する。エッジルータ16は、ユーザ装置、例えば、セットトップボックス28−1〜28−nからのIGMP Leaveメッセージを受信すると、即座にGSQ(Group -Specific Query)メッセージをOLT18に送信する。OLT18は、GSQメッセージを全ONU26−1〜26−3に、従って全ユーザ装置28−1〜28−nに送信する。エッジルータ16はまた、GSQメッセージを送信してから1秒後に、再び同じ内容でGSQメッセージを全ユーザ装置に送信する。これらのGSQメッセージに対して一定期間内に視聴継続を示す応答が無ければ、視聴を中止したものとみなし、当該ユーザ装置への送信を中止する。
For example, when the user stops viewing ch1, the set-top boxes 28-1 to 28-n transmit an IGMP Leave message that means leaving the viewing group of ch1 to the
2004年6月に標準化が完了したE−PON方式(IEEE802.3ah)では、MACフレームのプリアンブル部に配置される論理リンク識別子LLID(Logical Link Identifier)を用いて、光伝送路上に論理的なリンクを設定できる。 In the E-PON system (IEEE 802.3ah), whose standardization was completed in June 2004, a logical link on an optical transmission line using a logical link identifier (LLID) placed in the preamble portion of the MAC frame. Can be set.
E−PON方式における論理リンクを簡単に説明する。LLIDは、ユニキャストLLIDとブロードキャストLLIDに大別される。ユニキャストLLIDは、ユニキャストトラフィックの転送に用いられるLLIDであり、OLTと特定のONUとの間での論理的な1対1の接続を実現する。これに対し、ブロードキャストLLIDは、ブロードキャストトラフィックの転送に用いられるLLIDであり、OLTから全ONUにデータをブロードキャストするのに使用される。即ちブロードキャストLLIDが付与されたフレームは、全ONUが取り込みを許可される。 A logical link in the E-PON system will be briefly described. The LLID is roughly classified into a unicast LLID and a broadcast LLID. The unicast LLID is an LLID used for transferring unicast traffic, and realizes a logical one-to-one connection between the OLT and a specific ONU. On the other hand, the broadcast LLID is an LLID used for transfer of broadcast traffic, and is used to broadcast data from the OLT to all ONUs. In other words, all ONUs are permitted to capture a frame to which a broadcast LLID is assigned.
PONシステムにおいてマルチキャスト技術により放送型サービスを提供する場合、マルチキャストトラフィックをブロードキャストLLIDを用いてOLT18から全ONU26−1〜26−nに転送し、各ONU26−1〜26−nは、取り込んだトラフィックを配下の要求端末、例えば、コンピュータ又はセットトップボックス28−1〜28−nに転送する。各ユーザのONU26−1〜26−nには、1又は複数の通信機器が接続可能である。ONUに接続され得る通信機器には、代表的には、コンピュータ、テレビ視聴又はビデオオンデマンドサービスを受ける為のセットトップボックス、IP電話機、及びネットワーク接続機能付きのビデオレコーダ等がある。 When a broadcast type service is provided by multicast technology in the PON system, multicast traffic is transferred from the OLT 18 to all ONUs 26-1 to 26-n using the broadcast LLID, and each ONU 26-1 to 26-n transmits the captured traffic. Transfer to a subordinate requesting terminal, for example, a computer or set-top box 28-1 to 28-n. One or a plurality of communication devices can be connected to each user's ONUs 26-1 to 26-n. Communication devices that can be connected to the ONU typically include a computer, a set-top box for receiving TV viewing or a video-on-demand service, an IP telephone, and a video recorder with a network connection function.
ONU26−1〜26−nは、マルチキャストトラフィックで伝送されるデータを要求した端末が配下にいるか否かを、IGMP(Internet Group Management Protocol)スヌーピングによりその要求信号を盗み見ることで検知している。IGMPスヌーピングでは、ユーザ装置と上位ルータとの間のIGMPのやり取りをスヌーピングし、マルチキャストアドレスをIGMPスヌーピングテーブルに保持し、これを随時、更新する。これにより、ONUは、マルチキャストトラフィックの要求元を知ることができるので、OLTから受信したマルチキャストトラフィックを要求元の配下の端末に送信する。 The ONUs 26-1 to 26-n detect whether or not a terminal that requests data transmitted by multicast traffic is under control by sniffing the request signal by IGMP (Internet Group Management Protocol) snooping. In IGMP snooping, the exchange of IGMP between the user apparatus and the upper router is snooping, the multicast address is held in the IGMP snooping table, and this is updated as needed. Thereby, the ONU can know the request source of the multicast traffic, and transmits the multicast traffic received from the OLT to the terminal under the request source.
OLT18もまたIGMPスヌーピングを行っており、IGMPスヌーピングテーブルに登録されていないマルチキャストトラフィックが上位エッジルータ16から入力した場合には、当該トラフィックを廃棄し、IGMPスヌーピングテーブルに登録されたマルチキャストトラフィックが上位エッジルータ16から入力した場合には、当該トラフィックを配下のONU26−1〜26−nに転送する。
The OLT 18 also performs IGMP snooping. When multicast traffic that is not registered in the IGMP snooping table is input from the
このような放送型サービスに対して、近年、仮想LAN(Virtual Local Area Network)が急速に採用されるようになった。VLANは、物理的な接続形態とは独立に端末の仮想的なグループを設定することであり、端末の持つMACアドレス、IPアドレス又は利用するプロトコルなどに応じて、各端末をグループ化するのに利用される。端末の物理的な位置を気にすることなくネットワーク構成を変更することができるというメリットがある。VLANはまた、同じLANに接続する端末に伝送帯域を均等に配分する目的や、同じネットワークに接続するユーザ間の通信を阻害す目的で使用されることがある。 In recent years, virtual local area networks (LANs) have been rapidly adopted for such broadcast services. VLAN is to set up a virtual group of terminals independently of the physical connection form, and to group each terminal according to the MAC address, IP address or protocol used by the terminal. Used. There is an advantage that the network configuration can be changed without worrying about the physical location of the terminal. The VLAN may also be used for the purpose of evenly allocating the transmission band to terminals connected to the same LAN, or for the purpose of hindering communication between users connected to the same network.
VLANが使用される場合、個々のVLANを識別するためのVLANタグと呼ばれる識別子が各フレームに付加される。同じデータを伝送するトラフィックであっても、VLANタグが異なれば、OLT18は、それらを異なるMACフレームとして扱う。エッジルータ16からOLT18に入力するフレームにVLANタグが付与される場合、転送されるコンテンツ、即ち、マルチキャストトラフィックが同一(例えば、ch1)であっても、異なるVLANタグが付与されているフレームを、互いに異なるフレームとして扱う。
When a VLAN is used, an identifier called a VLAN tag for identifying each VLAN is added to each frame. Even if the traffic transmits the same data, if the VLAN tag is different, the
マルチキャストによる放送サービスとVLANとの組み合わせでは、伝送帯域を浪費することがある。上述のように、従来のOLTは、VLANタグが異なるフレームを別のフレームとして扱うので、同じコンテンツを伝送するフレームでありながら、重複して伝送されることがある。VLANがエッジルータ16とセットトップボックス28−1〜28−nの間に設定されている場合を考える。これらの間での伝送路で、VLANをユニキャストLLIDで区別する場合には、同じコンテンツを伝送するフレーム又はパケットであっても、LLIDが異なれば、これらは別々に伝送される。同じコンテンツを重複して伝送することになり、帯域を浪費する。また、ブロードキャストLLIDを用いて転送する場合には、VLANタグ付のフレームのまま転送する必要があり、そのため、異なるフレームとして扱われる。そユニキャストLLIDを用いて転送する手法と同様に、同じコンテンツを重複し伝送することになり、帯域を浪費する。
In a combination of a multicast broadcast service and a VLAN, a transmission band may be wasted. As described above, the conventional OLT treats frames with different VLAN tags as different frames, and therefore may be transmitted redundantly even though they are frames that transmit the same content. Consider a case where a VLAN is set between the
これを解決する一方法が、特許文献1に記載されている。同じコンテンツを要求するユーザ端末をVLANの同じグループに所属させ、エッジルータから下位ルータまではVLANタグ付きの1つのマルチキャストパケットを伝送し、下位ルータは、受信したパケットをコピーして、要求元のユーザ端末に送信する。
特許文献1に記載の方法では、同じコンテンツを要求するユーザ端末は、同じVLANグループに所属する必要がある。言い換えると、異なるVLANグループに所属するユーザ端末が同じコンテンツを要求した場合には、帯域の浪費を節約できない。
In the method described in
例えば、3台のONUの配下のセットトップボックスが同じチャンネルの視聴を要求した場合、OLTは、指定されたチャンネルのコンテンツを配送するVLANタグのみが異なる3つのフレームを全ONUに向けマルチキャストする。これは、実際上、2フレーム分の伝送容量を無駄に消費していることになる。 For example, when a set-top box under the control of three ONUs requests viewing of the same channel, the OLT multicasts three frames that differ only in VLAN tags that deliver the content of the designated channel to all ONUs. In practice, this means that the transmission capacity for two frames is wasted.
本発明は、このような無駄を無くしたデータ伝送方法及びシステム並びにネットワーク中継装置を提示することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a data transmission method and system and a network relay device that eliminate such waste.
本発明に係るデータ伝送方法は、センター側光終端装置と、各ユーザ宅に配置される複数のユーザ側光終端装置と、当該センター側光終端装置と当該複数のユーザ側光終端装置とを光学的に接続する光伝送とを具備するデータ伝送システムに適用される。当該センター側光終端装置が、2以上の当該ユーザ側光終端装置からの同一チャネルの放送サービス視聴要求に対して、最初の視聴要求を上位装置に配信すると共に2つ目以降の視聴要求をブロックする。当該センター側光終端装置が、当該上位装置から配信される当該同一チャネルのトラフィックを当該複数のユーザ側光終端装置にブロードキャストする。 The data transmission method according to the present invention optically transmits a center-side optical termination device, a plurality of user-side optical termination devices arranged at each user's home, the center-side optical termination device, and the plurality of user-side optical termination devices. The present invention is applied to a data transmission system having optical transmissions connected to each other. In response to a broadcast service viewing request for the same channel from two or more user-side optical termination devices, the center-side optical termination device distributes the first viewing request to the host device and blocks the second and subsequent viewing requests. To do. The center-side optical termination device broadcasts the traffic on the same channel distributed from the higher-level device to the plurality of user-side optical termination devices.
本発明に係るデータ伝送システムは、センター側光終端装置と、各ユーザ宅に配置される複数のユーザ側光終端装置と、当該センター側光終端装置と当該複数のユーザ側光終端装置とを光学的に接続する光伝送路とを具備するデータ伝送システムにおいて、当該センター側光終端装置が、当該複数のユーザ側光終端装置からの放送サービスの視聴要求とチャネルを記憶する転送テーブルと、当該複数のユーザ側光終端装置からの放送サービスの視聴要求に従い、当該転送テーブルを更新するテーブル更新手段と、2以上の当該ユーザ側光終端装置からの同一チャネルの放送サービス視聴要求に対して、最初の視聴要求を上位装置に配信すると共に2つ目以降の視聴要求をブロックする転送制御手段と、当該上位装置から配信される当該同一チャネルのトラフィックを当該複数のユーザ側光終端装置にブロードキャストするブロードキャスト手段とを具備することを特徴とする。 A data transmission system according to the present invention optically transmits a center-side optical termination device, a plurality of user-side optical termination devices arranged at each user's home, the center-side optical termination device, and the plurality of user-side optical termination devices. In the data transmission system comprising the optical transmission lines to be connected to each other, the center side optical termination device stores a broadcast service viewing request and a channel from the plurality of user side optical termination devices, and the plurality of the transmission tables. In response to a broadcast service viewing request from the user-side optical terminal device, a table updating means for updating the transfer table and a broadcast service viewing request for the same channel from two or more user-side optical terminal devices Transfer control means for distributing the viewing request to the host device and blocking the second and subsequent viewing requests, and the same channel distributed from the host device. The channel traffic is characterized by comprising a broadcasting means for broadcasting to the plurality of user-side optical termination unit.
本発明に係るネットワーク中継装置は、ネットワークに接続する上位装置と複数の終端装置との間のデータ転送を仲介するネットワーク中継装置であって、当該複数の終端装置からの放送サービスの視聴要求とチャネルを記憶する転送テーブルと、当該複数の終端装置からの放送サービスの視聴要求に従い、当該転送テーブルを更新するテーブル更新手段と、2以上の当該終端装置からの同一チャネルの放送サービス視聴要求に対して、最初の視聴要求を上位装置に配信すると共に2つ目以降の視聴要求をブロックする転送制御手段と、当該上位装置から配信される当該同一チャネルのトラフィックを当該複数の終端装置にブロードキャストするブロードキャスト手段とを具備することを特徴とする。 A network relay device according to the present invention is a network relay device that mediates data transfer between a host device connected to a network and a plurality of terminal devices, and requests for viewing broadcast services and channels from the plurality of terminal devices In response to a broadcast service viewing request from the plurality of terminal devices, a table updating means for updating the transfer table, and a broadcast service viewing request for the same channel from two or more terminal devices. A transfer control unit that distributes the first viewing request to the host device and blocks the second and subsequent viewing requests; and a broadcasting unit that broadcasts the traffic of the same channel distributed from the host device to the plurality of terminal devices. It is characterized by comprising.
本発明によれば、エッジルータとセンター側光終端装置の間、及び、センター側光終端装置から複数のユーザ側光終端装置との間で、伝送帯域を浪費せずに済む。 According to the present invention, it is not necessary to waste a transmission band between the edge router and the center side optical termination device and between the center side optical termination device and a plurality of user side optical termination devices.
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例であるPONシステムの概略構成ブロック図を示す。 FIG. 1 shows a schematic block diagram of a PON system according to an embodiment of the present invention.
エッジルータ30は、図2に示すIPネットワークのエッジルータ16に相当する位置に配置される。PONシステムのOLT32は、エッジルータ30に接続すると共に、光ファイバ34を介して光スプリッタ36に接続する。光スプリッタ36は、光ファイバ34からの光信号を3個に分割し、各分割された光信号を光ファイバ38−1〜38−3に出力する。光スプリッタ36で分割された各光信号は、光ファイバ38−1〜38−3を介してユーザ宅のONU40−1〜40−3に入力する。各ONU40−1〜40−3は、入力光信号を電気信号に変換し、自己宛てのデータを取り込み、それ以外を破棄する。各ONU40−1〜40−3は、取り込んだデータを、配下の要求元の装置、例えば、セットトップボックス42−1〜42−3に供給する。説明上、セットトップボックス42−1〜42−3のみを図示してあるが、各ONU40−1〜40−3には、その他の情報機器、例えば、パーソナルコンピュータ等が接続可能である。
The
説明の都合上、3台のONU40−1〜40−3を図示したが、光スプリッタ36には、勿論、4台以上のONUを接続可能である。
For convenience of explanation, three ONUs 40-1 to 40-3 are shown, but it is possible to connect four or more ONUs to the
詳細は後述するが、OLT32は、配下のONU40−1〜3からの視聴要求のあったマルチキャストアドレス、VLANとLLIDとの対応関係をアドレス管理テーブル58に記憶及び管理し、ONU40−1〜40−3は、配下のユーザ装置からの視聴要求のあったマルチキャストアドレスと視聴要求した装置との関係を後述するVLAN/アドレス管理テーブル76で記憶及び管理する。アドレス管理テーブル58はいわば、OLT32を通過するデータの転送に関する情報を記憶する転送テーブルである。VLAN/アドレス管理テーブル76はいわば、ONU40−1〜40−3を通過するデータの転送に関する情報を記憶する転送テーブルである。
Although details will be described later, the
本実施例の目的は、複数のユーザが同じ放送チャネルを要求する場合の帯域の浪費を防ぐことであるので、ここでは、セットトップボックス42−1〜42−3が同じチャンネル、例えばch1の視聴を要求するケースを想定して、動作を説明する。勿論、各セットトップボックス42−1〜42−3は、互いに異なるタイミングでch1の視聴をメディアサーバに要求できる。 Since the purpose of this embodiment is to prevent wasted bandwidth when a plurality of users request the same broadcast channel, here, the set top boxes 42-1 to 42-3 are viewing the same channel, for example, ch1. The operation will be described assuming the case of requesting. Of course, each set top box 42-1 to 42-3 can request the media server to view ch1 at different timings.
本実施例では、ONU40−1〜40−3とその配下のユーザ装置、例えばセットトップボックス42−1〜42−3との間でVLANタグ付フレームを利用する場合と利用しない場合を考える。図3は、ONU40−1〜40−3とセットトップボックス42−1〜42−3との間でVLANタグ付フレームを利用しない場合で、各セットトップボックス42−1〜42−3が同じch1の視聴を希望する場合の信号フローを示す。図4は、ONU40−1〜40−3とセットトップボックス42−1〜42−3との間でVLANタグ付フレームを利用する場合で、各セットトップボックス42−1〜42−3が同じch1の視聴を希望する場合の信号フローを示す。 In the present embodiment, a case where a frame with a VLAN tag is used and a case where a frame with a VLAN tag is used between the ONUs 40-1 to 40-3 and user devices under the ONUs 40-1 to 40-3, for example, set top boxes 42-1 to 42-3 will be considered. FIG. 3 shows a case where a frame with a VLAN tag is not used between the ONUs 40-1 to 40-3 and the set top boxes 42-1 to 42-3, and each set top box 42-1 to 42-3 has the same ch1. The signal flow in the case of wishing to watch FIG. 4 shows a case where a VLAN tagged frame is used between the ONUs 40-1 to 40-3 and the set top boxes 42-1 to 42-3, and each set top box 42-1 to 42-3 has the same ch1. The signal flow in the case of wishing to watch
先ず、図3を参照して、本実施例の放送サービスための特徴的な動作を説明する。図3に示す動作では、各ONU40−1〜40−3は、互いに異なるVLANに所属し、ONU40−1にはVLANを識別するためのVLAN−ID=1が付与され、ONU40−2にはVLAN−ID=2が付与され、ONU40−3にはVLAN−ID=3が付与されているとする。また、OLT32と各ONU40−1〜3のPON区間におけるユニキャスト通信における論理識別のため、OLT32とONU40−1のユニキャスト通信にはLLID=1が使用され、OLT32とONU40−2のユニキャスト通信にはLLID=2が使用され、OLT32とONU40−3のユニキャスト通信にはLLID=3が使用されているとする。
First, with reference to FIG. 3, a characteristic operation for the broadcast service of the present embodiment will be described. In the operation shown in FIG. 3, each of the ONUs 40-1 to 40-3 belongs to different VLANs, VLAN-ID = 1 for identifying the VLAN is assigned to the ONU 40-1, and the VLAN to the ONU 40-2. It is assumed that -ID = 2 is assigned and VLAN-ID = 3 is assigned to the ONU 40-3. In addition, for logical identification in unicast communication in the PON section between the
セットトップボックス42−1は、ch1の視聴を要求する信号として、プロトコルIGMPv2のJOINメッセージ(S1)をONU40−1に出力する。ONU40−1のネットワークインターフェース70は、セットトップボックス42−1からのこの要求信号(S1)をONU制御装置72と、VLANタグ制御装置74に印加する。図3に示す動作例では、ONU制御装置72は、IGMPメッセージをスヌープし、それがJOINメッセージであるときには、VLAN/アドレス管理テーブル76に、放送サービスの視聴要求元の装置(ここでは、セットトップボックス42−1)と、要求するチャネル(ここでは、ch1)とを対応付けて追加記録する。VLAN/アドレス管理テーブル76はいわば、ONU40−1を通過するデータの転送に関する情報を記憶する転送テーブルである。
The set-top box 42-1 outputs a JOIN message (S1) of the protocol IGMPv2 to the ONU 40-1 as a signal requesting viewing of ch1. The
ネットワークインターフェース70からのJOINメッセージ(S1)は、そのプリアンブル部にONU40−1とOLT32の間のユニキャスト通信用LLID、即ちLLID=1が収容され、E/O変換器78に印加される。E/O変換器78は、OLT32から指示されたタイミングで、VLANタグ制御装置74からの電気信号を光信号に変換し、WDM光カップラ80にその光信号を出力する。WDM光カップラ80は、E/O変換器78からの光信号を光ファイバ38−1に出力する。光ファイバ38−1上をONU40−1から光カップラ36に向かう光信号(S2)は、プリアンブル部にLLID=1を付加されたJOINメッセージ(S1)を搬送する。
The JOIN message (S 1) from the
同様に、セットトップボックス42−2,42−3はそれぞれ、セットトップボックス42−1とは独立したタイミングで、ch1の視聴を要求するJOINメッセージ(S3,S5)をONU40−2,40−3に出力する。ONU40−2は、ONU40−1と同様の処理により、プリアンブル部にLLID=2を付加したJOINメッセージ(S3)を搬送する光信号(S4)を光ファイバ38−2に出力する。ONU40−3は、プリアンブル部にLLID=3を付加したJOINメッセージ(S5)を搬送する光信号(S6)を光ファイバ38−2に出力する。 Similarly, the set-top boxes 42-2 and 42-3 respectively send JOIN messages (S3 and S5) for requesting viewing of ch1 to the ONUs 40-2 and 40-3 at a timing independent of the set-top box 42-1. Output to. The ONU 40-2 outputs an optical signal (S4) carrying the JOIN message (S3) with LLID = 2 added to the preamble portion to the optical fiber 38-2 by the same processing as the ONU 40-1. The ONU 40-3 outputs an optical signal (S6) carrying the JOIN message (S5) with LLID = 3 added to the preamble portion to the optical fiber 38-2.
ONU40−1〜40−3は、光信号(S2,S4,S6)が時間軸上で互いに重ならないように出力する。光信号(S2,S4,S6)は、光カップラ36及び光ファイバ34を介してOLT32に入力する。
The ONUs 40-1 to 40-3 output the optical signals (S2, S4, S6) so as not to overlap each other on the time axis. The optical signals (S2, S4, S6) are input to the
OLT32では、WDM光カップラ50が、光ファイバ34から入力する光信号をO/E変換器52に印加する。O/E変換器52は入力する光信号を電気信号に変換し、その電気信号をOLT制御装置54及びVLANタグ制御装置56に印加する。OLT制御装置54は、OLT32の配下のONU40−1〜40−3に割り当てたLLIDとVLAN−IDとの対応、および、ONU40−1〜3より視聴要求のあったチャネル情報を管理するために、アドレス管理テーブル58を利用する。具体的には、アドレス管理テーブル58は、LLIDを割り当てられた各装置(ONU40−1〜40−3)について、LLID、VLAN−ID、MACアドレス及びIPアドレスの対応を記憶する。また、アドレス管理テーブル58は、配下のONU40−1〜3より視聴要求のあったチャネル情報、即ち、MACもしくはIPのマルチキャストアドレスと、VLAN−IDとを記憶する。
In the
OLT制御装置54は、放送サービスの視聴を要求するJOINメッセージを検出すると、このJOINメッセージで要求されるチャンネルが既に要求済みか否かを調べる。要求済みでない場合、OLT制御装置54は、そのJOINメッセージに、LLID=1に対応するVLAN−ID=1のVLANタグを付与するか、もしくはOLT装置54からエッジルータへの全てのJOINメッセージに対して付与する代表VLAN−IDを事前に決めておき、その代表VLAN−ID値を有するVLANタグを付与して、出力するようにVLANタグ制御装置56を制御し、要求済みの場合、そのJOINメッセージを遮断するように、VLANタグ制御装置56に指示する。
When the
図3に示す例では、セットトップボックス42−1からのJOINメッセージがch1の視聴を要求する最初のものであるので、VLANタグ制御装値56は、光信号(S2)に対応する電気信号のみを透過し、光信号(S4,S6)に対応する電気信号を遮断する。
In the example shown in FIG. 3, since the JOIN message from the set top box 42-1 is the first request for viewing ch1, the VLAN tag
ネットワークインターフェース60は、VLANタグ制御装置56から出力される信号(S7)をエッジルータ30に供給する。
The
このように、本実施例では、OLT32は、同じチャンネルを要求する信号が複数、存在しても、その内の1つしかエッジルータ30には転送しない。従って、エッジルータ30及びその上流のメディアサーバから見ると、何れか1つのユーザ装置のみが1つのチャンネルを視聴しているように見える。エッジルータ30は、要求されたチャンネルについて単一のトラフィックを送信する。これにより、エッジルータ30とOLT32の間の帯域浪費をも防げる。
Thus, in this embodiment, the
JOINメッセージ(S7)を受けたエッジルータ30は、自身が属するIPマルチキャストネットワークに対して、要請されたチャネル(ここではch1)の転送を要求する。チャネルch1を保有するメディアサーバは、IPマルチキャストネットワークの別のエッジルータに接続し、要請されたch1のトラフィックをマルチキャストネットワーク及びエッジルータ30を介してOLT32に送信する。エッジルータ30からOLT32に伝送されるch1のトラフィック(S8)のフレームは、JOINメッセージに付与されたのと同じVLANタグと、ch1を示す識別子、即ちMACもしくはIPのマルチキャストアドレスと、ch1のコンテンツとを搬送する。
Upon receiving the JOIN message (S7), the
トラフィック(S8)は、OLT30のネットワークインターフェース60を介してOLT制御装置54と、トラフィック/VLANタグ制御装置62に入力する。OLT制御装置54は、入力トラフィックがマルチキャストトラフィックの場合、当該トラフィックのマルチキャストアドレスがアドレス管理テーブル58に登録されているかどうかの確認を行い、登録されている場合には、トラフィック/VLANタグ制御装置62にてVLANタグを削除し、プリアンブル部にブロードキャストLLIDを付加して、E/O変換器64に出力する。当該トラフィックのマルチキャストアドレスが管理テーブル58に登録されていない場合には、トラフィック/VLANタグ制御装置62にて当該トラフィックを廃棄する。
The traffic (S8) is input to the
E/O変換器64は、トラフィック/VLANタグ制御装置62の出力信号を光信号(S9)に変換する。WDM光カップラ50は、E/O変換器64の出力光信号を光ファイバ34に出力する。
The E /
なお、ch1を視聴するユーザ装置は、ONU40−1〜40−3でも識別できるので、ch1の要求元装置が1つか複数かに関わらず、OLT32は、ch1のトラフィックを全ONU40−1〜40−3にブロードキャストしても良い。
Note that the user apparatus that views ch1 can also be identified by the ONUs 40-1 to 40-3. Therefore, regardless of whether the requesting apparatus of ch1 is one or more, the
光スプリッタ36は、OLT32からの信号光(S9)を3つに分割する。分割された各光信号(S9−1,S9−2,S9−3)は、光ファイバ38−1〜38−3を伝搬してONU40−1〜40−3に入力する。
The
ONU40−1では、WDM光カップラ80が、光ファイバ38−1からの光信号(S9−1)をO/E変換器82に供給する。O/E変換器82は入力光信号を電気信号に変換し、その電気信号をONU制御装置72及びトラフィック/VLAN制御装値84に印加する。
ONU制御装置72は、入力トラフィックがマルチキャストトラフィックである場合、当該トラフィックのマルチキャストアドレスがVLAN/アドレス管理テーブル76に登録されているかどうかの確認を行い、登録されている場合には、トラフィック/VLAN制御装置84を制御して、要求元装置にそのトラフィックを転送させる。VLAN/アドレス管理テーブル76に登録されていないマルチキャストトラフィックは廃棄する。
In the ONU 40-1, the WDM
When the input traffic is multicast traffic, the
従来例では、異なるVLANタグを持つ同じチャネルの視聴要求メッセージ、即ちJOINメッセージが、OLTからエッジルータへ送信され、エッジルータから異なるVLANタグが付与された同一コンテンツのマルチキャストトラフィックが転送されていた。その結果として、エッジルータとOLTの間、及びOLTとONUの間の帯域を浪費していたが、本実施例では、VLANの異なる装置から同じチャネルの放送視聴要求があっても、エッジルータ30からOLT32に、そして、OLT32から全ONU40−1〜40−3に、そのチャネルの放送コンテンツが単一のマルチキャストフレームで伝送されるので、帯域を無駄に浪費しない。
In the conventional example, a viewing request message of the same channel having a different VLAN tag, that is, a JOIN message is transmitted from the OLT to the edge router, and the multicast traffic of the same content to which the different VLAN tag is attached is transferred from the edge router. As a result, the bandwidth between the edge router and the OLT and between the OLT and the ONU was wasted, but in this embodiment, even if there is a broadcast viewing request for the same channel from a device with a different VLAN, the
なお、ONU40−1〜40−3のVLAN/アドレス管理テーブル76及びOLT32のアドレス管理テーブル58に記録される視聴チャンネルと視聴装置の対応データは、視聴装置が視聴を止めることにより、又はGSPメッセージによる問合せに対する視聴確認メッセージを所定時間内に受信しない場合に、テーブル76及び58から削除される。
Note that the viewing channel and viewing device correspondence data recorded in the VLAN / address management table 76 of the ONUs 40-1 to 40-3 and the address management table 58 of the
OLT32は、複数のONU40−1〜40−3からの視聴要求を1つにまとめてエッジルータ30に送信したが、視聴継続の要求も同様に1つにまとめてエッジルータ30に送信する。即ち、GSQメッセージに対する視聴継続の応答が、ONU40−1〜40−3の識別子を含む場合、OLT32は、視聴を継続する何れか1つのONUの識別子を含む単一の視聴継続応答をエッジルータ30に返信する。
The
このように、本実施例では、OLT32から上位エッジルータ30に対してチャネル要求をする場合に、チャネルに対して一つのVLANタグ、即ち、最初に要求のあったVLAN、もしくは事前に取り決めておいたVLANを使って、OLT32からエッジルータ30へのチャネル要求とエッジルータ30からOLT32へのチャネル転送を行う。OLT32とエッジルータ30の間では、一つのVLANタグがついたチャネル要求信号とマルチキャストトラフィックしか存在しないので、同一コンテンツのマルチプルコピーの問題は発生しない。
As described above, in this embodiment, when a channel request is issued from the
また、上述VLANタグが付与されたマルチキャストトラフィックがエッジルータ30からOLT32に入力すると、OLT32は、上述VLANタグを削除した後に、ブロードキャストLLIDを用いてそのトラフィックを全ONU40−1〜40−3に転送する。各ONU40−1〜40−3は、受信したマルチキャストフレームについて、そのチャネルが転送テーブルに登録されていれば、そのフレームをユーザ装置に転送する。これにより、PON区間におけるVLANタグ付マルチキャストフレームのマルチプルコピーの問題を回避できる。
When multicast traffic with the VLAN tag is input from the
エッジルータ30とOLT32の間でVLANタグなしフレームの通信を許可する場合、OLT32は、タグなしJoinメッセージをエッジルータ30に送信して、タグなしのマルチキャストトラフィックをエッジルータ30に要求してもよい。
When allowing communication of VLAN untagged frames between the
本実施例では、エッジルータ30とOLT32の間の通信に代表VLANを使用する。その際、視聴状態を問い合わせるIGMPのGQ(General Query)メッセージと、Leaveメッセージに対応して出力されるGSQメッセージに対する応答は、代表VLANを用いて行われる。OLT32は、GQメッセージとGSQメッセージに対する各ユーザ装置からの応答を集約して、代表VLANでエッジルータ30に返信する。
In this embodiment, a representative VLAN is used for communication between the
次に、図4に示す信号フローの場合の動作を説明する。図4に示す動作では、各セットトップボックス42−1〜42−3が異なるVLANに所属しており、ONU40−1〜40−3は、OLT32からブロードキャストされたトラフィックを、このトラフィックを要求したセットトップボックス42−1〜42−3にVLANタグを付与して転送する。このために、各ONU40−1〜40−3は、配下のどのユーザ装置が、どのVLANに属しており、どの放送コンテンツを要求したかをVLAN/アドレス管理テーブル76で記憶及び管理する。図3では、エッジルータ30とOLT32の間が、VLANタグ付き区間になっていたが、図4では、更に、ONU40−1〜40−3とセットトップボックス42−1〜42−3の間も、VLANタグ付き区間になっている。
Next, the operation in the case of the signal flow shown in FIG. 4 will be described. In the operation shown in FIG. 4, the set top boxes 42-1 to 42-3 belong to different VLANs, and the ONUs 40-1 to 40-3 set the traffic broadcast from the
ONU40−1とセットトップボックス42−1との間の動作を説明する。セットトップボックス42−1は、ch1の視聴を要求する信号として、自己が属するVLANのIDを有するVLANタグが付与されたIGMPv2のJOINメッセージ(S1a)を、ONU40−1に出力する。ONU40−1のネットワークインターフェース70は、セットトップボックス42−1からのこの要求信号(S1a)をONU制御装置72とVLANタグ制御装置74に印加する。ONU制御装置72は、IGMPメッセージをスヌープし、それがJOINメッセージであるときには、VLAN/アドレス管理テーブル76に、放送サービスの視聴要求元の装置(ここでは、セットトップボックス42−1)と、要求するチャネル(ここでは、ch1)とを対応付けて追加記録し、VLANタグ制御装置74に入力信号(S1a)をそのままのフォーマットで出力するように指示する。
An operation between the ONU 40-1 and the set top box 42-1 will be described. The set-top box 42-1 outputs to the ONU 40-1 an IGMPv2 JOIN message (S1a) to which a VLAN tag having the ID of the VLAN to which the set top box 42-1 belongs is assigned as a signal for requesting viewing of ch1. The
VLANタグ制御装置74は、VLAN/アドレス管理テーブルを参照して、ネットワークインターフェース70からのJOIN信号(S1a)のプリアンブル部に、VLAN−IDと対応するLLID、即ち、LLID−1を埋め込み、E/O変換器78に印加する。E/O変換器78は、OLT32から指示されたタイミングで、VLANタグ制御装置74からの電気信号を光信号に変換し、WDM光カップラ80にその光信号を出力する。WDM光カップラ80は、E/O変換器78からの光信号を光ファイバ38−1に出力する。光ファイバ38−1上をONU40−1から光スプリッタ36に向かう光信号(S2)は、実質的に、セットトップボックス42−1から出力されるJOINメッセージ(S1a)そのものを搬送する。
The VLAN
同様に、セットトップボックス42−2,42−3はそれぞれ、セットトップボックス42−1とは独立したタイミングで、それぞれが属するVLAN−IDを有するVLANタグが付与されたch1の視聴を要求するJOINメッセージ(S3a,S5a)をONU40−2,40−3に出力する。ONU40−2,40−3は、ONU40−1と同様の処理により、JOINメッセージ(S3a,S5a)のプリアンブル部にそれぞれのLLIDを埋め込み、光信号(S4,S6)を光ファイバ38−2,38−3に出力する。 Similarly, the set top boxes 42-2 and 42-3 each request viewing of ch1 to which a VLAN tag having a VLAN-ID to which the set top boxes 42-1 belong is attached at a timing independent from the set top box 42-1. Messages (S3a, S5a) are output to ONUs 40-2, 40-3. The ONUs 40-2 and 40-3 embed each LLID in the preamble part of the JOIN message (S3a, S5a) and process the optical signals (S4, S6) with the optical fibers 38-2, 38 by the same processing as the ONU 40-1. To -3.
ONU40−1〜40−3から、光カップラ36及びOLT32を介してエッジルータ30にJOINメッセージが到達するまでの処理、および、エッジルータ30から出力される放送サービスのトラフィックがONU40−1,40−2,40−3に到達するまでの処理は、図3の場合と同じであるので、説明を省略する。これらの処理により、メディアサーバから出力されるch1のトラフィックが、光信号(S9−1,S9−2,S9−3)としてそれぞれONU40−1,40−2,40−3に入射する。
Processing until the JOIN message reaches the
ONU40−1では、WDM光カップラ80が、光ファイバ38−1からの光信号(S9−1)をO/E変換器82に供給する。O/E変換器82は入力光信号を電気信号に変換し、その電気信号をONU制御装置72及びトラフィック/VLAN制御装値84に印加する。ONU制御装置72は、入力トラフィックがマルチキャストトラフィックである場合、VLAN/アドレス管理テーブル76を参照して、そのコンテンツを要求した装置を調べ、要求した装置のVLAN−IDをVLAN/アドレス管理テーブル76から読み出してトラフィック/VLAN制御装置84に印加する。トラフィック/VLAN制御装置84は、光信号(S9−1)で搬送されるフレームの要求元のセットトップボックス42−1を示すVLAN−ID、即ち、VLAN−ID=1を有するVLANタグを付加して、ネットワークインターフェース70に出力する。トラフィック/VLAN制御装置84の出力信号(S10a)は、ネットワークインターフェース70を介してセットトップボックス42−1に送信される。
In the ONU 40-1, the WDM
同様に、ONU40−2は、光信号(S9−2)で搬送されるフレームの要求元のセットトップボックス42−2を示すVLAN−ID、即ち、VLAN−ID=2を有するVLANタグを付与した信号(S11a)をセットトップボックス42−2に供給する。ONU40−3は、光信号(S9−3)で搬送されるフレームの要求元のセットトップボックス42−3を示すVLAN−ID、即ち、VLAN−ID=3を有するVLANタグを付与した信号(S12a)をセットトップボックス42−3に供給する。 Similarly, the ONU 40-2 has assigned a VLAN tag having a VLAN-ID indicating the request source set-top box 42-2 of the frame carried by the optical signal (S9-2), that is, VLAN-ID = 2. The signal (S11a) is supplied to the set top box 42-2. The ONU 40-3 transmits a VLAN tag having a VLAN-ID indicating the set top box 42-3 that is a request source of the frame carried by the optical signal (S9-3), that is, a signal to which a VLAN tag having VLAN-ID = 3 is attached (S12a). ) To the set top box 42-3.
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。 Although the invention has been described with reference to specific illustrative embodiments, various modifications and alterations may be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the invention as defined in the claims. This is obvious to an engineer in the field to which the present invention belongs, and such changes and modifications are also included in the technical scope of the present invention.
10:メディアサーバ
12:エッジルータ
14:ネットワーク
16:エッジルータ
18:センター側終端装置(OLT)
20:光ファイバ
22:光スプリッタ
24−1〜24−n:光ファイバ
26−1〜26−n:光終端装置(ONU)
28−1〜28−n:セットトップボックス
30:エッジルータ
32:OLT
34:光ファイバ
36:光スプリッタ
38−1〜38−3:光ファイバ
40−1〜40−3:ONU
42−1〜42−3:セットトップボックス
50:WDM光カップラ
52:O/E変換器
54:OLT制御装置
56:VLANタグ制御装置
58:アドレス管理テーブル
60:ネットワークインターフェース
62:トラフィック/VLANタグ制御装置
64:E/O変換器
70:ネットワークインターフェース
72:ONU制御装置
74:VLANタグ制御装置
76:VLAN/アドレス管理テーブル
78:E/O変換器
80:WDM光カップラ
82:O/E変換器
84:トラフィック/VLANタグ制御装置
10: Media server 12: Edge router 14: Network 16: Edge router 18: Center-side terminal device (OLT)
20: Optical fiber 22: Optical splitters 24-1 to 24-n: Optical fibers 26-1 to 26-n: Optical terminator (ONU)
28-1 to 28-n: set top box 30: edge router 32: OLT
34: Optical fiber 36: Optical splitters 38-1 to 38-3: Optical fibers 40-1 to 40-3: ONU
42-1 to 42-3: set top box 50: WDM optical coupler 52: O / E converter 54: OLT controller 56: VLAN tag controller 58: address management table 60: network interface 62: traffic / VLAN tag control Device 64: E / O converter 70: Network interface 72: ONU control device 74: VLAN tag control device 76: VLAN / address management table 78: E / O converter 80: WDM optical coupler 82: O / E converter 84 : Traffic / VLAN tag control device
Claims (10)
当該センター側光終端装置(32)が、2以上の当該ユーザ側光終端装置からの同一チャネルの放送サービス視聴要求に対して、最初の視聴要求を上位装置(30)に配信すると共に2つ目以降の視聴要求をブロックし、
当該センター側光終端装置(32)が、当該上位装置(30)から配信される当該同一チャネルのトラフィックを当該複数のユーザ側光終端装置にブロードキャストする
ことを特徴とするデータ伝送方法。 Center-side optical termination device (32), a plurality of user-side optical termination devices (40-1 to 40-3) arranged at each user's home, the center-side optical termination device (32), and the plurality of user sides In a data transmission system comprising optical transmission lines (34, 36, 38-1 to 38-3) for optically connecting optical termination devices (40-1 to 40-3),
In response to the broadcast service viewing request for the same channel from two or more user-side optical termination devices, the center-side optical termination device (32) distributes the first viewing request to the host device (30) and the second Block future viewing requests,
The data transmission method, wherein the center-side optical termination device (32) broadcasts the traffic of the same channel distributed from the higher-level device (30) to the plurality of user-side optical termination devices.
当該センター側光終端装置(32)が、当該複数のユーザ側光終端装置(40−1〜40−3)からの放送サービスの視聴要求とチャネルを記憶する転送テーブル(58)と、当該複数のユーザ側光終端装置(40−1〜40−3)からの放送サービスの視聴要求に従い、当該転送テーブル(58)を更新するテーブル更新手段(54)と、2以上の当該ユーザ側光終端装置からの同一チャネルの放送サービス視聴要求に対して、最初の視聴要求を上位装置(30)に配信すると共に2つ目以降の視聴要求をブロックする転送制御手段(54,56)と、当該上位装置(30)から配信される当該同一チャネルのトラフィックを当該複数のユーザ側光終端装置(40−1〜40−3)にブロードキャストするブロードキャスト手段(62)とを具備する
ことを特徴とするデータ伝送システム。 Center-side optical termination device (32), a plurality of user-side optical termination devices (40-1 to 40-3) arranged at each user's home, the center-side optical termination device (32), and the plurality of user sides A data transmission system comprising optical transmission lines (34, 36, 38-1 to 38-3) for optically connecting optical termination devices (40-1 to 40-3),
The center side optical termination device (32) includes a transfer table (58) for storing broadcast service viewing requests and channels from the plurality of user side optical termination devices (40-1 to 40-3), In response to a broadcast service viewing request from the user side optical terminal devices (40-1 to 40-3), the table updating means (54) for updating the transfer table (58) and two or more user side optical terminal devices. In response to a broadcast service viewing request for the same channel, a transfer control means (54, 56) that distributes the first viewing request to the host device (30) and blocks the second and subsequent viewing requests, and the host device ( 30) broadcast means (62) for broadcasting the traffic of the same channel distributed from (30) to the plurality of user side optical terminal devices (40-1 to 40-3); Data transmission system characterized by comprising.
当該複数の終端装置(40−1〜40−3)からの放送サービスの視聴要求とチャネルを記憶する転送テーブル(58)と、
当該複数の終端装置(40−1〜40−3)からの放送サービスの視聴要求に従い、当該転送テーブル(58)を更新するテーブル更新手段(54)と、
2以上の当該終端装置からの同一チャネルの放送サービス視聴要求に対して、最初の視聴要求を上位装置(30)に配信すると共に2つ目以降の視聴要求をブロックする転送制御手段(54,56)と、
当該上位装置(30)から配信される当該同一チャネルのトラフィックを当該複数の終端装置(40−1〜40−3)にブロードキャストするブロードキャスト手段(62)
とを具備することを特徴とするネットワーク中継装置。 A network relay device that relays data transfer between a host device (30) connected to a network and a plurality of terminal devices (40-1 to 40-3),
A transfer table (58) for storing broadcast service viewing requests and channels from the plurality of terminal devices (40-1 to 40-3);
Table updating means (54) for updating the transfer table (58) in accordance with a broadcast service viewing request from the plurality of terminal devices (40-1 to 40-3);
Transfer control means (54, 56) that distributes the first viewing request to the host device (30) and blocks the second and subsequent viewing requests in response to broadcast service viewing requests on the same channel from two or more terminal devices. )When,
Broadcast means (62) for broadcasting the traffic of the same channel distributed from the higher-level device (30) to the plurality of termination devices (40-1 to 40-3)
A network relay device comprising:
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