JP2008187626A

JP2008187626A - Multicast communication system

Info

Publication number: JP2008187626A
Application number: JP2007021212A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Yada; 勝啓矢田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multicast communication system capable of appropriately multicasting a great capacity of data such as video system data even when using a MODEM with which a communication velocity of a PLC, radio LAN or the like fluctuates violently. <P>SOLUTION: The present invention relates to a multicast communication system 1 which comprises a plurality of MODEMs 3, 8 capable of IP communication, wherein one MODEM 3 is capable of receiving from a high-order network an IP protocol compliant multicast packet 30. The one MODEM 3 converts the multicast packet 30 received from a side of the high-order network 6 into a unicast packet 31 and transmits it to the other MODEM 8 and the other MODEM 8 which receives the converted unicast packet 31, returns the converted unicast packet 31 to the original multicast packet 32 and transmits the multicast packet 32 to a terminal device 9 that requires the multicast packet 32. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ＩＰ（Internet Protocol）を通信プロトコルとするネットワークにおけるマルチキャスト通信システムに関するものである。 The present invention relates to a multicast communication system in a network using IP (Internet Protocol) as a communication protocol.

ＩＰを用いたマルチキャスト通信（以下、ＩＰマルチキャストと記載することがある。）においては、多数のホストに対してルータを経由してパケットデータを送信するが、その多数のホストとルータの間のプロトコルとして、ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol：IPv4の場合）やＭＬＤ（Multicast Listening Discovery：IPv6の場合）等の受信側ベースのプロトコルが使用される。 In multicast communication using IP (hereinafter sometimes referred to as IP multicast), packet data is transmitted to a large number of hosts via a router, and a protocol between the large number of hosts and the router. As described above, a receiver-side protocol such as IGMP (Internet Group Management Protocol: IPv4) or MLD (Multicast Listening Discovery: IPv6) is used.

受信側ベースの上記マルチキャスト通信のプロトコルにおいては、あるホストが所定のマルチキャストグループに参加したい場合、このホストは、その参加したいマルチキャストグループに対する参加要求（Report）をルータに送信する。この参加要求を受信したルータは、参加要求があった送信元のホストの参加登録を行う。 In the multicast communication protocol based on the receiving side, when a certain host wants to participate in a predetermined multicast group, this host transmits a participation request (Report) for the multicast group to join to the router. The router that has received this participation request performs participation registration of the transmission source host that has requested participation.

また、ルータから参加確認を表すデータ（Query）がマルチキャストグループに参加登録されている全てのホストに定期的に送信されており、そのマルチキャストグループに継続して参加する場合、各ホストは、送信されてきた参加確認に応答する旨の参加中応答をルータに対して送信するようになっている。
この結果、ルータは、送信されてきた参加中応答を受信確認することにより、マルチキャストグループに参加している全てのホストの参加状態を把握することができる（特許文献１参照）。 In addition, data (Query) indicating participation confirmation is periodically sent from the router to all hosts registered to join the multicast group, and each host is sent when participating in the multicast group continuously. A response during participation indicating that the response to the participation confirmation has been received is sent to the router.
As a result, the router can grasp the participation state of all the hosts participating in the multicast group by confirming reception of the transmitted response during participation (see Patent Document 1).

特開２００４−２８２１６１号公報JP 2004-282161 A

一方、ＩＰ通信が可能なサブネットワークとして、電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）や無線ＬＡＮがあるが、これらは信号減衰やノイズ等の影響によって通信速度が変動するという特質があるため、上記マルチキャスト通信を行うパケットに対しては、ノイズ等の影響を受け難い変調方式を使用することで、様々な通信環境のモデムに対しても同時に通信できるようにしている。
例えば、ＰＬＣシステムでは、電力線の分岐形態及び分岐長さの相違や外来ノイズ等の原因により、周波数の減衰特性が一様ではなく、通信を行う２点間ごとに減衰特性に大きな差が発生することが多い。 On the other hand, sub-networks capable of IP communication include power line communication (PLC) and wireless LAN, but these have the characteristic that the communication speed varies due to the influence of signal attenuation, noise, etc. For packets to be communicated, a modulation scheme that is not easily affected by noise or the like is used, so that communication can be performed simultaneously with modems in various communication environments.
For example, in a PLC system, frequency attenuation characteristics are not uniform due to differences in power line branching form and branch length, external noise, etc., and large differences occur in the attenuation characteristics between two communication points. There are many cases.

そのため、複数のノードに対してマルチキャストやブロードキャストでの同時通信が必要な場合には、減衰特性の影響を最小限に抑えるために、通信速度を大幅に落としているのが現状である。一般的には、ユニキャストで２００Ｍｂｐｓの性能を持ったＰＬＣモデムであっても、ＰＬＣ部でマルチキャストやブロードキャストをした場合には、冗長性を上げるために数Ｍｂｐｓまで伝送レートが落ちる。 For this reason, when simultaneous communication by multicast or broadcast is required for a plurality of nodes, the communication speed has been greatly reduced in order to minimize the influence of attenuation characteristics. In general, even if a PLC modem has a unicast and 200 Mbps performance, if the PLC unit performs multicast or broadcast, the transmission rate drops to several Mbps in order to increase redundancy.

このように、ＰＬＣシステムでは、平衡度の悪い電力線を伝送路として採用しているため、分岐や反射等の影響により周波数ごとの信号減衰の特性が大きく違っている。またこれらは、電力線のどの２点間（ノードの接続点間）を使って測定するかによっても大きく変化するし、時間経過に伴って経路や機器の接続構成が変わることなどによっても変化する。 As described above, in the PLC system, a power line with a poor balance is adopted as a transmission line, and therefore, the signal attenuation characteristics for each frequency are greatly different due to the influence of branching or reflection. These change greatly depending on which two points on the power line (between the connection points of the nodes) are used for measurement, and also change due to changes in the path and the connection configuration of the devices over time.

しかし、昨今のＩＰ放送などの映像系の伝送においては、複数のノードに対して同時に同じデータを送信することになる。そして、ＰＬＣシステムでは、マルチキャストで低速で伝送する場合、マルチキャスト時はレートが著しく落ちる（１０分の１以下になることもある。）ため、例えば映像配信等の大容量のデータの場合には、そのデータをマルチキャストで伝送できないことがある。 However, in recent video transmissions such as IP broadcasting, the same data is simultaneously transmitted to a plurality of nodes. And in the PLC system, when transmitting at low speed by multicast, the rate drops significantly at the time of multicast (it may be 1/10 or less). For example, in the case of large capacity data such as video distribution, The data may not be transmitted by multicast.

本発明は、このような実情に鑑み、ＰＬＣや無線ＬＡＮ等の通信速度の変動が激しいモデムを使用する場合でも、映像系データ等の大容量のデータを適切にマルチキャストすることができるマルチキャスト通信システムを提供することを目的とする。 In view of such a situation, the present invention is a multicast communication system capable of appropriately multicasting a large amount of data such as video data even when using a modem such as PLC or wireless LAN whose communication speed varies greatly. The purpose is to provide.

本発明のマルチキャスト通信システムは、ＩＰ通信が可能な複数のモデムを備え、そのうちの一つが、ＩＰプロトコルに準拠するマルチキャストパケットを上位ネットワークから受信可能であるマルチキャスト通信システムであって、前記一つのモデムが、上位ネットワーク側から受信した前記マルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換して他のモデムに送信し、この変換されたユニキャストパケットを受信した他のモデムが、当該変換されたユニキャストパケットを元の前記マルチキャストパケットに戻して、前記マルチキャストパケットを必要とする端末装置に送信することを特徴とする。 The multicast communication system of the present invention includes a plurality of modems capable of IP communication, one of which is a multicast communication system capable of receiving a multicast packet conforming to the IP protocol from an upper network, wherein the one modem However, the multicast packet received from the upper network side is converted into a unicast packet and transmitted to the other modem, and the other modem receiving the converted unicast packet transmits the converted unicast packet based on the converted unicast packet. The multicast packet is returned to the terminal device that needs the multicast packet.

上記のマルチキャスト通信システムによれば、複数のモデムのうちの一つが、上位ネットワーク側から受信したマルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換して他のモデムに送信し、他のモデムが、その変換されたユニキャストパケットを元のマルチキャストパケットに戻して端末装置に送信するので、当該一対のモデム同士の間においては、マルチキャスト通信ではなくユニキャスト通信が行われる。
このため、これらの一対のモデムが、信号減衰やノイズ等の影響で通信速度が変動し易いもの（ＰＬＣや無線ＬＡＮ等）であっても、それらのモデム間ではユニキャスト通信を行うことで伝送速度を確保することができ、映像系データ等の大容量のデータを適切にマルチキャストすることができる。 According to the above multicast communication system, one of a plurality of modems converts a multicast packet received from the upper network side into a unicast packet and transmits it to another modem. Since the unicast packet is returned to the original multicast packet and transmitted to the terminal device, unicast communication is performed between the pair of modems instead of multicast communication.
For this reason, even if these pair of modems are those whose communication speed is likely to fluctuate due to signal attenuation, noise, etc. (PLC, wireless LAN, etc.), transmission is performed by performing unicast communication between these modems. The speed can be secured, and a large amount of data such as video data can be appropriately multicast.

本発明のマルチキャスト通信システムにおいて、前記一つのモデムにおけるパケット変換は、具体的には、前記マルチキャストパケットの宛先ＭＡＣアドレスを前記他方のモデムのＭＡＣアドレスに書き換えるアドレス変換によって行うことができる。
この場合、マルチキャストパケットからユニキャストパケットへのパケット変換をＭＡＣアドレスのアドレス変換によって行うので、前記他のモデムにおけるパケット変換を、前記ユニキャストパケットに含まれるＩＰアドレスに基づいて前記ＭＡＣアドレスをマルチキャスト用符号に書き換えるアドレス変換を行うだけで足りる。 In the multicast communication system of the present invention, the packet conversion in the one modem can be specifically performed by address conversion in which the destination MAC address of the multicast packet is rewritten to the MAC address of the other modem.
In this case, since packet conversion from a multicast packet to a unicast packet is performed by MAC address address conversion, packet conversion in the other modem is performed based on the IP address included in the unicast packet. It is only necessary to perform address conversion to rewrite the code.

なお、本発明の通信システムでは、前記他のモデムが、前記一つのモデムで変換されたユニキャストパケットを元のマルチキャストパケットに戻すことから、当該他のモデムは、前記一つのモデムから受信する前記ユニキャストパケットが、当該一つのモデムによって変換されたものか否かを判定する必要がある。 In the communication system of the present invention, since the other modem returns the unicast packet converted by the one modem to the original multicast packet, the other modem receives the one modem from the one modem. It is necessary to determine whether the unicast packet has been converted by the one modem.

また、本発明の通信システムにおいて、前記一つのモデムは、前記端末装置から送信されたレポートに記載されているＩＰマルチキャストアドレスに基づいて、前記他のモデムに送信すべき前記マルチキャストパケットの種類を特定する管理テーブルを動的に作成するものであることが好ましい。
この場合、一つのモデムが上記管理テーブルを動的に作成するので、要求・不要球の変化が激しいマルチキャストパケットを自動的に集中管理することができる。 In the communication system of the present invention, the one modem specifies the type of the multicast packet to be transmitted to the other modem based on the IP multicast address described in the report transmitted from the terminal device. It is preferable that the management table to be created is dynamically created.
In this case, since one modem dynamically creates the management table, it is possible to automatically and centrally manage multicast packets in which requests and unnecessary spheres change drastically.

以上の通り、本発明によれば、ＰＬＣや無線ＬＡＮ等の通信速度の変動が激しいモデムを使用する場合でも、映像系データ等の大容量のデータを適切にマルチキャストすることができる。 As described above, according to the present invention, large-capacity data such as video data can be appropriately multicast even when using a modem such as a PLC or wireless LAN whose communication speed varies greatly.

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明に係るマルチキャスト通信システムの一例の全体構成を示し、本実施形態のシステム１は、親機モデム３と子機モデム８とからなる電力線通信システム（以下、ＰＬＣシステムという。）をサブネットワークとして備えている。このＰＬＣシステムは、マンション等の集合住宅（ユーザ宅）が予め有する、当該住宅に電力供給を行う電力線２を通信に利用するものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Overall system configuration]
FIG. 1 shows an overall configuration of an example of a multicast communication system according to the present invention. A system 1 according to the present embodiment is a power line communication system (hereinafter referred to as a PLC system) composed of a parent device modem 3 and a child device modem 8. As a subnetwork. This PLC system uses, for communication, a power line 2 that is provided in advance in an apartment house (user house) such as a condominium and supplies power to the house.

上記電力線２の屋外側端には、親機モデム３が接続されており、このモデム３はメディアコンバータ等よりなる光回線インタフェース４とともに屋外に設置可能であるが、日本では、今のところ屋内の設置が義務づけられている。このインタフェース４は光ファイバ５を介してインターネット等よりなる上位ネットワーク６に通じており、上位ネットワーク６はケーブルテレビの放送局等のビデオソース７と繋がっている。
このため、ビデオソース７からの映像系のデータは、上位ネットワーク６を介して光回線インタフェース４に至り、このインタフェース４によって光電変換され、イーサネット（登録商標：以下同様）信号となって親機モデム３に送信されるようになっている。 A base unit modem 3 is connected to the outdoor side end of the power line 2, and this modem 3 can be installed outdoors together with an optical line interface 4 made up of a media converter or the like. Installation is mandatory. The interface 4 communicates with an upper network 6 such as the Internet through an optical fiber 5, and the upper network 6 is connected to a video source 7 such as a cable television broadcasting station.
For this reason, video data from the video source 7 reaches the optical line interface 4 via the host network 6 and is photoelectrically converted by the interface 4 to become an Ethernet (registered trademark: the same applies hereinafter) signal as a base unit modem. 3 is transmitted.

ユーザ宅での通信媒体網を構成する電力線２には、前記親機モデム３と複数の子機モデム８が接続されている。電力線２に接続された親機モデム３と子機モデム８は、イーサネット信号をＯＦＤＭ方式によって電力線２に重畳可能な信号（ＰＬＣ信号）に変復調するＰＬＣモデムよりなり、各子機モデム８のイーサネット側には、イーサネット対応のテレビ受像用端末装置（セットトップボックス）９やパーソナルコンピュータ１０が接続されている。
なお、本実施形態の各モデム３，８は、例えばＨｏｍｅＰｌｕｇＡＶに準拠するＰＬＣ通信が可能であり、従って、ユニキャスト通信の場合にはモデム３，８間で２００Ｍｂｐｓの通信速度を確保できる。 The master unit modem 3 and a plurality of slave unit modems 8 are connected to the power line 2 constituting the communication medium network at the user's home. The master modem 3 and the slave modem 8 connected to the power line 2 are composed of PLC modems that modulate and demodulate Ethernet signals into signals (PLC signals) that can be superimposed on the power line 2 by the OFDM method. Are connected to a television receiver terminal device (set top box) 9 and a personal computer 10 compatible with Ethernet.
Note that the modems 3 and 8 of the present embodiment can perform PLC communication conforming to, for example, HomePlug AV. Therefore, in the case of unicast communication, a communication speed of 200 Mbps can be secured between the modems 3 and 8.

〔ＰＬＣモデムの内部構成〕
図５は、ＰＬＣモデム３，８の内部構成の一例を示すブロック図である。
図５に示すように、各ＰＬＣモデム３，８は、それぞれ、ＰＨＹ部１１と、プロセッサ部１２と、ＰＬＣ変復調部１３とを筐体内に備えている。
このうち、ＰＨＹ部１１は、イーサネット対応のトランシーバよりなり、コネクタ１４に接続されたイーサネットケーブルに対してイーサネット信号の送受信が可能である。ＰＬＣ変復調部１３は、イーサネット信号とＰＬＣ信号を相互に変換して送受信するものであり、コネクタ１５に接続された電力線２に対してＰＬＣ信号を重畳して送受信する。 [Internal configuration of PLC modem]
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the PLC modems 3 and 8.
As shown in FIG. 5, each of the PLC modems 3 and 8 includes a PHY unit 11, a processor unit 12, and a PLC modulation / demodulation unit 13 in a casing.
Among these, the PHY unit 11 includes an Ethernet-compatible transceiver, and can transmit and receive Ethernet signals to and from the Ethernet cable connected to the connector 14. The PLC modulation / demodulation unit 13 converts the Ethernet signal and the PLC signal to each other and transmits / receives them, and transmits / receives the PLC signal superimposed on the power line 2 connected to the connector 15.

図５に示す例では、プロセッサ部１２は、２つのＭＩＩ（Medium Independent Interface）のポートを備えており、これらの各ポートに前記ＰＨＹ部１１とＰＬＣ変復調部１３がそれぞれ接続されている。そして、このプロセッサ部１２は、マルチキャスト通信を含むＩＰプロトコルに従う所定のパケット転送と、後述のＭＬＤ（Multicast Listening Discovery）処理を行うことができる。
このように、図５に示すモデム３，８の内部構成では、パケット転送を行うプロセッサ部１２によるＭＬＤ処理が可能となっているので、モデム３，８内の構造がシンプルになり、モデムの低価格化を実現することができる。 In the example shown in FIG. 5, the processor unit 12 includes two MII (Medium Independent Interface) ports, and the PHY unit 11 and the PLC modulation / demodulation unit 13 are connected to each of these ports. The processor unit 12 can perform predetermined packet transfer according to the IP protocol including multicast communication and MLD (Multicast Listening Discovery) processing described later.
As described above, in the internal configuration of the modems 3 and 8 shown in FIG. 5, the MLD processing by the processor unit 12 that performs packet transfer is possible. Price can be realized.

もっとも、この場合には、同じプロセッサ部１２において、パケット転送とＭＬＤ処理の双方を行うことから、高速なパケット転送を実現できなくなる恐れがある。
そこで、図６に示すように、プロセッサ部１２を、カスタムチップよりなる比較的高速のパケット転送用の第一プロセッサ部１２Ａと、比較的低速なＭＬＤ処理用の第二プロセッサ部１２Ｂとに分離することにしてもよく、この場合には、パケットの転送速度をより高速化することができる。 However, in this case, since both the packet transfer and the MLD process are performed in the same processor unit 12, there is a possibility that high-speed packet transfer cannot be realized.
Therefore, as shown in FIG. 6, the processor unit 12 is separated into a first processor unit 12A for relatively high-speed packet transfer made of a custom chip and a second processor unit 12B for relatively low-speed MLD processing. In this case, the packet transfer rate can be further increased.

〔ＭＬＤ処理（スヌーピング）〕
以下、上記通信システム１で行われるマルチキャスト通信について説明する。
なお、本実施形態では、通信システム１を構成する各ノードは、ＩＰｖ６（Internet Protocol version6）に準拠したＩＰ通信が可能であり、マルチキャスト通信に関しては、ＭＬＤｖ２（Multicast Listening Discovery version2）に準拠した処理が行われるものとする。
また、図１に示すように、ビデオソース７、光回線インタフェース４、親機モデム３、子機モデム５及び端末装置９には、それぞれ、所定のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスが割り当てられているものとする。 [MLD processing (snooping)]
Hereinafter, multicast communication performed in the communication system 1 will be described.
In the present embodiment, each node constituting the communication system 1 can perform IP communication conforming to IPv6 (Internet Protocol version 6), and for multicast communication, processing conforming to MLDv2 (Multicast Listening Discovery version 2) is performed. Shall be done.
Further, as shown in FIG. 1, a predetermined IP address and a MAC address are assigned to the video source 7, the optical line interface 4, the master modem 3, the slave modem 5, and the terminal device 9, respectively. To do.

〔ＭＬＤレポート〕
図２に示すように、端末装置９（ＳＴＢ１〜ｎ）は、まず、マルチキャスト通信の参加要求を行うためのＭＬＤレポート２０を子機モデム８に送出する。
このＭＬＤレポート２０は、例えば図４（ａ）に示すように、ＤＡ（Destination address）及びＳＡ（Sender address）の領域を有するＭＡＣヘッダ部２１と、宛て先ＩＰアドレス及び送信元ＩＰアドレスの領域を有するＩＰヘッダ部２２と、マルチキャスト通信に関する制御情報が記載されるマルチキャストレコード部２３とを備えている。 [MLD report]
As shown in FIG. 2, the terminal device 9 (STB 1 to n) first sends an MLD report 20 for making a request for participation in multicast communication to the slave modem 8.
For example, as shown in FIG. 4A, the MLD report 20 includes a MAC header portion 21 having DA (Destination address) and SA (Sender address) areas, and a destination IP address and a source IP address area. An IP header portion 22 and a multicast record portion 23 in which control information related to multicast communication is described.

上記マルチキャストレコード部２３は、マルチキャストアドレス２４、レコードタイプ２５及びソースアドレス２６の記載領域を有する。
このうち、マルチキャストアドレス２４には、例えばＩＰ放送を行うマルチキャストグループ（ＮＨＫやショップチャンネル等）のＩＰアドレスが記載され、ソースアドレス２６には、そのグループに属するコンテンツサーバである前記ビデオソース（ＳＯＵＲＣＥ１〜ｎ）７のＩＰアドレスが記載される。また、レコードタイプ２５には、当該ビデオソース７を利用するか否かに関する視聴モードが記載される。 The multicast record section 23 has a description area for a multicast address 24, a record type 25, and a source address 26.
Among them, the multicast address 24 describes, for example, the IP address of a multicast group (NHK, shop channel, etc.) that performs IP broadcasting, and the source address 26 describes the video source (SOURCE1 to SOURCE1) that is a content server belonging to the group. n) 7 IP addresses are listed. In the record type 25, a viewing mode regarding whether or not to use the video source 7 is described.

各端末装置９（ＳＴＢ１〜ｎ）は、自身が視聴したいマルチキャストグループをどのソースアドレスから視聴するのかを、上記ＭＬＤレポート２０を利用して特定する。
例えば、ＮＨＫのＩＰ放送を行うビデオサーバ７がＳＯＵＲＣＥ１〜３であり、ＳＴＢ１がＳＯＵＲＣＥ１だけからそのＩＰ放送を受信する場合には、ＳＴＢ１は、マルチキャストアドレス２４がＮＨＫであるＭＬＤレポート２０に対して、ＩＰＳＯＵＲＣＥ１に対応するレコードタイプ２５だけをオン（○）となるように記載する（図４（ｂ）のＩＰ管理テーブル参照）。
また、ショップチャンネルのＩＰ放送を行うビデオサーバ７がＳＯＵＲＣＥ６，７及び９であり、ＳＴＢ１がＳＯＵＲＣＥ６及び９からそのＩＰ放送を受信する場合には、ＳＴＢ１は、マルチキャストアドレス２４がショップチャンネルあるＭＬＤレポート２０に対して、ＩＰＳＯＵＲＣＥ６及び９に対応するレコードタイプ２５がオン（○）となるように記載する。 Each terminal device 9 (STB 1 to n) specifies from which source address the multicast group that the terminal device 9 (STB 1 to n) wants to view is viewed from, using the MLD report 20.
For example, when the video server 7 that performs NHK IP broadcasting is SOURCE 1 to 3, and STB 1 receives the IP broadcasting only from SOURCE 1, STB 1 responds to MLD report 20 whose multicast address 24 is NHK. Only the record type 25 corresponding to IPSOURCE 1 is described to be turned on (◯) (see the IP management table in FIG. 4B).
Further, when the video server 7 that performs the IP broadcast of the shop channel is SOURCE 6, 7, and 9, and the STB 1 receives the IP broadcast from the SOURCE 6 and 9, the STB 1 receives the MLD report 20 in which the multicast address 24 is the shop channel. On the other hand, the record type 25 corresponding to IPSOURCE 6 and 9 is described as being turned on (◯).

各端末装置９（ＳＴＢ１〜ｎ）は、上記ＭＬＤレポート２０をそれぞれ子機モデム８（ＰＬＣ１〜ｎ）に向かって送出する。この場合、ＩＰｖ６のマルチキャストパケットの場合、ＭＡＣヘッダ部２１のＤＡはその先頭が「３３：３３：」になる（なお、ＭＬＤレポート２０のＤＡは「３３：３３：００：００：００：１６」（固定アドレス）である。）。従って、図２に示すように、端末装置９が送出するＭＬＤレポート２０では、ＭＡＣヘッダ部２１のＤＡが「３３：３３：……」であり、ＭＡＣヘッダ部２１のＳＡが自身のＭＡＣアドレス（ＳＴＢ１の場合には、「ＭＡＣＳＴＢ１」）となる。 Each terminal device 9 (STB 1 to n) transmits the MLD report 20 to the slave modem 8 (PLC 1 to n), respectively. In this case, in the case of an IPv6 multicast packet, the DA of the MAC header portion 21 starts with “33:33:” (Note that the DA of the MLD report 20 is “33: 33: 00: 00: 00: 16”. (Fixed address).) Therefore, as shown in FIG. 2, in the MLD report 20 sent by the terminal device 9, the DA of the MAC header portion 21 is “33:33:...”, And the SA of the MAC header portion 21 is its own MAC address ( In the case of STB1, “MACSTB1”).

上記ＭＬＤレポート２０を受けた各子機モデム８（ＰＬＣ１〜ｎ）は、ＭＡＣヘッダ部２１のＤＡはそのままにした状態で、ＭＡＣヘッダ部２１のＳＡを自身のＭＡＣアドレス（ＰＬＣ１の場合には、「ＭＡＣＰＬＣ１」）に書き換え、このように書き換えたＭＬＤレポート２０を親機モデム３（ＰＬＣ０）に送出する。
従って、親機モデム３は、各子機モデム８から、ＭＡＣヘッダ部２１のＳＡが当該子機モデム８のＭＡＣアドレスに書き換えられた多数のＭＬＤレポート２０を逐次受信することになる。なお、親機モデム３は、各ＭＬＤレポート２０を光回線インタフェース４にそのまま送出する。 Each slave modem 8 (PLC 1 to n) that has received the MLD report 20 changes the SA of the MAC header portion 21 to its own MAC address (in the case of PLC 1) while leaving the DA of the MAC header portion 21 as it is. “MACPLC1”), and the MLD report 20 rewritten in this way is sent to the base modem 3 (PLC0).
Accordingly, the base modem 3 sequentially receives a large number of MLD reports 20 in which the SA of the MAC header portion 21 is rewritten to the MAC address of the slave modem 8 from each slave modem 8. The base modem 3 sends each MLD report 20 to the optical line interface 4 as it is.

〔ＩＰ管理テーブル〕
親機モデム３は、子機モデム８から受信した各ＭＬＤレポート２０の記載内容を解析して、例えば図４（ｂ）に示すＩＰ管理テーブル２７を各端末装置９（ＳＴＢ１〜ｎ）のＩＰアドレス毎に作成する。
このＩＰ管理テーブル２７は、ＭＬＤレポート２０のＩＰヘッダ部２２の送信元に記載されているＩＰアドレス毎に作成されるもので、前記マルチキャストレコード部２３の記載内容に基づき、ある特定の端末装置９（ＳＴＢ１〜ｎ）がどのマルチキャストグループの放送をどのビデオソース７（ＳＯＵＲＣＥ１〜ｎ）から視聴するのかを、テーブル化したものである。 [IP management table]
The base modem 3 analyzes the description of each MLD report 20 received from the handset modem 8 and, for example, uses the IP management table 27 shown in FIG. 4B for the IP address of each terminal device 9 (STB 1 to n). Create each.
The IP management table 27 is created for each IP address described in the transmission source of the IP header portion 22 of the MLD report 20, and based on the description in the multicast record portion 23, a specific terminal device 9 The table shows which video source 7 (SOURCE 1 to n) views which multicast group (STB 1 to n) views.

なお、親機モデム３のプロセッサ部１２は、ＭＬＤレポート２０の解析により、送出元のＩＰアドレス数（ＳＴＭの数）やマルチキャストアドレス数が最大値を超えている場合には、追加しようとしている項目を無視する機能を有する。
また、親機モデム３は、前記ＭＬＤレポート２０のタイマフィールド（図示せず）から得たタイマ情報で定期的にＩＰ管理テーブル２７の各値を更新し、タイムアウトを超えたフィールドを削除するようになっており、これにより、ＩＰ管理テーブル２７が動的に更新されるようになっている。 It should be noted that the processor unit 12 of the base modem 3 adds an item to be added when the number of IP addresses (the number of STMs) and the number of multicast addresses of the transmission source exceed the maximum values according to the analysis of the MLD report 20. Has the ability to ignore
The base modem 3 periodically updates each value in the IP management table 27 with timer information obtained from the timer field (not shown) of the MLD report 20, and deletes the field exceeding the timeout. As a result, the IP management table 27 is dynamically updated.

〔パケット変換テーブル〕
後述の通り、親機モデム８は、ビデオソース７からのマルチキャストパケット（下りのマルチキャストパケット）３０を、子機モデム８に対して、見かけ上、ユニキャストパケット３１に変換して送信する。
かかるマルチキャストからユニキャストへの変換は、例えば、下りのマルチキャストパケット３０のＩＰアドレスの下位の４オクテットを取り出し、ＭＡＣヘッダ部２１のＤＡの先頭に「３３：３３」を付加することによって生成することができる。 [Packet conversion table]
As will be described later, the base modem 8 apparently converts the multicast packet (downstream multicast packet) 30 from the video source 7 into the unicast packet 31 and transmits it to the slave modem 8.
Such conversion from multicast to unicast is generated by, for example, extracting the lower 4 octets of the IP address of the downlink multicast packet 30 and adding “33:33” to the head of DA in the MAC header portion 21. Can do.

また、前記した通り、各子機モデム８は、ＭＬＤレポート２０を親機モデム３に送出する際に、そのレポート２０のＭＡＣヘッダ部２１のＳＡを自身のＭＡＣアドレスに書き換えているので、親機モデム３は、各端末装置９（ＳＴＢ１〜ｎ）がどの子機モデム８（ＰＬＣ１〜ｎ）に繋がっているかを把握することができる。
そこで、親機モデム３は、前記ＩＰ管理テーブル２７に基づき、下りのマルチキャストＭＡＣアドレスをユニキャストＭＡＣアドレスに変換するためのパケット変換テーブル（図示せず）を予め作成しており、この変換テーブルも、上記ＩＰ管理テーブル２７が更新される度に更新される。 Further, as described above, each slave modem 8 rewrites the SA of the MAC header portion 21 of the report 20 to its own MAC address when sending the MLD report 20 to the master modem 3, so The modem 3 can grasp to which handset modem 8 (PLC 1 to n) each terminal device 9 (STB 1 to n) is connected.
Therefore, base unit modem 3 creates in advance a packet conversion table (not shown) for converting a downlink multicast MAC address to a unicast MAC address based on IP management table 27. The IP management table 27 is updated each time it is updated.

上記の通り、子機モデム８は、ＭＬＤレポート２０をイーサネット側（端末装置９）から受信すると、そのレポート２０のＭＡＣヘッダ部２１のＳＡを自身のＭＡＣアドレスに書き換えて、ＰＬＣ側（親機モデム３）に送信する。
なお、この際、ＰＬＣ転送によってＭＬＤレポート２０のパケットをドロップすると、画像の視聴に大きな影響を与えることがあるため、そのパケットにＶＬＡＮタグを付加して、そのＩＥＥＥ８０２．１ｐフィールドの優先度を最高にする（もっとも、受信側ではこのＶＬＡＮタグを除去する。）ことが好ましい。
また、親機モデム３は、マルチキャストへの参加希望を探索するためのＭＬＤクエリを所定時間毎に子機モデム８側に送出するが、子機モデム８は、当該ＭＬＤクエリについては何も処理せずに、そのまま各端末装置９に転送するようになっている。 As described above, when the handset modem 8 receives the MLD report 20 from the Ethernet side (terminal device 9), the handset modem 8 rewrites the SA of the MAC header portion 21 of the report 20 to its own MAC address, and the PLC side (master modem). Send to 3).
At this time, if the packet of the MLD report 20 is dropped by PLC transfer, the viewing of the image may be greatly affected. Therefore, a VLAN tag is added to the packet and the priority of the IEEE 802.1p field is set to the highest. (However, the VLAN tag is removed on the receiving side).
The master modem 3 sends an MLD query for searching for a request to participate in multicast to the slave modem 8 at predetermined time intervals. However, the slave modem 8 does not process the MLD query. Instead, it is transferred to each terminal device 9 as it is.

一方、親機モデム３は、ＭＬＤレポート２０をＰＬＣ側（子機モデム８）から受信した場合は、そのままイーサネット側（ゲートウェイＧＷ４）に転送するとともに、ＭＬＤレポート２０の内容をプロセッサ部１２において解析する。
なお、子機モデム８からのパケットがＭＬＤレポート２０か否かの判断は、例えば、下記条件の有無（一部でもよい）で行うことができる。
１）宛先ＭＡＣアドレスの先頭２オクテットが「33：33」である。
２）イーサネットヘッダのTypeフィールドが「0x86DD」か、IEEE802.3パケットである。
３）IPv6ヘッダのversionが6である。
４）IPv6ヘッダのHop Limitが1である。
５）IPv6ヘッダのNext Headerの値が0x00である。
６）Hop-by-Hop Options HeaderのNext Headerフィールドの値が0x3Aである。
７）Hop-by-Hop Options Header内にRouter Alert optionが含まれる。
８）MLDv2メッセージのTypeがReport(0x8F)である。
９）MLDのチェックサム(RFC2463及びRFC2460参照)が正しい。 On the other hand, when receiving the MLD report 20 from the PLC side (slave unit modem 8), the base unit modem 3 transfers the MLD report 20 to the Ethernet side (gateway GW 4) as it is, and analyzes the contents of the MLD report 20 in the processor unit 12. .
The determination as to whether or not the packet from the handset modem 8 is the MLD report 20 can be made, for example, based on the presence / absence (or part of the conditions) of the following conditions.
1) The first two octets of the destination MAC address are “33:33”.
2) The Type field of the Ethernet header is “0x86DD” or an IEEE802.3 packet.
3) The version of the IPv6 header is 6.
4) Hop Limit of IPv6 header is 1.
5) The Next Header value of the IPv6 header is 0x00.
6) The value of the Next Header field of the Hop-by-Hop Options Header is 0x3A.
7) The Router Alert option is included in the Hop-by-Hop Options Header.
8) Type of MLDv2 message is Report (0x8F).
9) The MLD checksum (see RFC2463 and RFC2460) is correct.

〔下りのマルチキャストパケット〕
図３は、ビデオソース７から受信したマルチキャストパケットの転送を示している。
図３に示すように、ビデオソース７が送信したマルチキャストパケット３０は、上位ネットワーク６を通じて光回線インタフェース４に至り、イーサネット信号として親機モデム３に送信され、この親機モデム３と子機モデム４の間のＰＬＣ通信を通じて、当該マルチキャストグループに属する端末装置９に転送される。 [Downlink multicast packet]
FIG. 3 shows the transfer of a multicast packet received from the video source 7.
As shown in FIG. 3, the multicast packet 30 transmitted from the video source 7 reaches the optical line interface 4 through the upper network 6 and is transmitted to the parent modem 3 as an Ethernet signal. The parent modem 3 and the child modem 4 Through the PLC communication between the terminal devices 9 belonging to the multicast group.

〔マルチ→ユニ変換〕
かかる下りのマルチキャストパケット３０は、光回線インタフェース４が送出する時点においては、ＭＡＣヘッダ部２１のＤＡが「３３：３３：…」であり、かつ、ＭＡＣヘッダ部２１のＳＡが「ＭＡＣＧＷ」になっている。
そこで、親機モデム３は、上記マルチキャストパケット３０のＭＡＣヘッダ部２１のＤＡを、前記パケット変換テーブルに基づいて特定の子機モデム８宛てに書き換える。
例えば、図３に示すように、そのマルチキャストパケット３０がＰＬＣ１宛てであれば、そのＤＡを「ＭＡＣＰＬＣ１」に書き換え、これにより、当該マルチキャストパケット３０を見かけ上、ＰＬＣ１宛のユニキャストパケット３１に変換する。 [Multi → Uni conversion]
When the downstream multicast packet 30 is transmitted by the optical line interface 4, the DA of the MAC header portion 21 is “33:33:...”, And the SA of the MAC header portion 21 is “MACGW”. ing.
Therefore, the base modem 3 rewrites the DA in the MAC header portion 21 of the multicast packet 30 to the specific handset modem 8 based on the packet conversion table.
For example, as shown in FIG. 3, if the multicast packet 30 is addressed to PLC1, the DA is rewritten to “MACPLC1”, thereby apparently converting the multicast packet 30 into a unicast packet 31 addressed to PLC1. .

〔ユニ→マルチ変換〕
他方、上記のように親機モデム３で変換されたユニキャストパケット３１を受信した子機モデム８（図３のＰＬＣ１）は、そのユニキャストパケット３１に逆の処理を施してマルチキャストパケット３２に戻す処理を行う。
具体的には、子機モデム８は、親機モデム３で変換されたユニキャストパケット３１に含まれている、宛先ＩＰアドレスの下位４オクテットを取り出し、その先頭に「３３：３３」を付加したものをＭＡＣヘッダ部２１のＤＡに記載することにより、当該ユニキャストパケット３１をマルチキャストパケット３２に戻す。 [Uni → Multi conversion]
On the other hand, the handset modem 8 (PLC 1 in FIG. 3) that has received the unicast packet 31 converted by the base modem 3 as described above performs reverse processing on the unicast packet 31 and returns it to the multicast packet 32. Process.
Specifically, the slave modem 8 takes out the lower 4 octets of the destination IP address contained in the unicast packet 31 converted by the master modem 3 and adds “33:33” to the head thereof. By describing the packet in the DA of the MAC header portion 21, the unicast packet 31 is returned to the multicast packet 32.

なお、子機モデム８が受信したユニキャストパケット３１が、親機モデム３によってマルチキャストから変換されたものであるか、或いは、そのような変換を行っていない通常のユニキャストパケットであるか否かの判断は、例えば、次の条件を満たすか否かによって行うことができる。
１）宛先MACアドレスが外付けCPU自身のMACアドレスかブロードキャスト(FF:FF:FF:FF:FF:FF)である。
２） EthernetヘッダのTypeフィールドが0x86DDである。
３） IPv6ヘッダのVersionが6である。
４） IPv6ヘッダのDestination IPv6 Addressの最初の1オクテット目が0xFFである。 Whether unicast packet 31 received by handset modem 8 is converted from multicast by base modem 3 or is a normal unicast packet that has not been converted. This determination can be made, for example, depending on whether or not the following condition is satisfied.
1) The destination MAC address is the external CPU's own MAC address or broadcast (FF: FF: FF: FF: FF: FF).
2) The Type field of the Ethernet header is 0x86DD.
3) Version of the IPv6 header is 6.
4) The first octet of the Destination IPv6 Address in the IPv6 header is 0xFF.

上記の通り、本実施形態の通信システム１によれば、親機モデム３が、上位ネットワーク６から受信したマルチキャストパケット３０をユニキャストパケット３１に変換して子機モデム８に送信し、その子機モデム８が、変換されたユニキャストパケット３１を元のマルチキャストパケット３２に戻して端末装置９に送信するので、ＰＬＣ通信を行う親機モデム３と子機モデム８同士の間においては、マルチキャスト通信ではなくユニキャスト通信が行われる。 As described above, according to the communication system 1 of the present embodiment, the parent device modem 3 converts the multicast packet 30 received from the upper network 6 into the unicast packet 31 and transmits it to the child device modem 8. 8 returns the converted unicast packet 31 to the original multicast packet 32 and transmits it to the terminal device 9, so that it is not multicast communication between the parent modem 3 and the slave modem 8 that perform PLC communication. Unicast communication is performed.

このため、本実施形態のように、親機モデム３と子機モデム８がＰＬＣモデムであるが故に、信号減衰やノイズ等の影響で通信速度が変動し易く、その間のマルチキャストでの通信速度が制限されるよう場合であっても、それらのモデム３，８間でユニキャスト通信を行うことで伝送速度を確保することができ、映像系データ等の大容量のデータを適切にマルチキャストすることができる。 For this reason, since the master modem 3 and the slave modem 8 are PLC modems as in this embodiment, the communication speed is likely to fluctuate due to the effects of signal attenuation, noise, etc., and the multicast communication speed between them is Even in such a case, the transmission speed can be secured by performing unicast communication between the modems 3 and 8, and large-capacity data such as video data can be appropriately multicast. it can.

なお、上記実施形態は例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明に含まれる。
例えば、上記実施形態では、通信システム１がＩＰｖ６に準拠したＩＰ通信を行う場合を例示したが、ＩＰｖ４であってもよく、この場合には、ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）に基づくスヌーピングが適用される。 In addition, the said embodiment is an illustration and is not restrictive. The scope of rights of the present invention is defined by the claims, and all modifications within the scope equivalent to the configurations described therein are also included in the present invention.
For example, in the above embodiment, the case where the communication system 1 performs IP communication conforming to IPv6 is exemplified. However, IPv4 may be used, and in this case, snooping based on IGMP (Internet Group Management Protocol) is applied. The

例えば、米国Intellon社の「INT6000」チップを採用したＰＬＣモデムの場合、ＩＰｖ４に準拠したＩＰ通信しか行えないが、この場合には、ＩＰｖ４に基づくＩＧＭＰスヌーピングを採用することによって、本発明を実施することができる。また、この場合でも、ＩＰｖ６とＩＰｖ４間のパケット変換をプロセッサ部１２で行うようにすれば、前記ＭＬＤスヌーピングに基づくマルチキャスト通信を実施することもできる。
更に、本発明は、ＰＬＣモデム３，８に限らず、無線ＬＡＮで通信する一対のモデムを使用することもできる。 For example, in the case of a PLC modem that employs the “INT6000” chip of Intellon in the United States, only IP communication based on IPv4 can be performed. In this case, the present invention is implemented by adopting IGMP snooping based on IPv4. be able to. Also in this case, if the packet conversion between IPv6 and IPv4 is performed by the processor unit 12, multicast communication based on the MLD snooping can be performed.
Furthermore, the present invention is not limited to the PLC modems 3 and 8, and a pair of modems that communicate via a wireless LAN can also be used.

本発明に係るマルチキャスト通信システムの一例を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing an example of a multicast communication system according to the present invention. ＭＬＤレポートの送信状態を追記した上記全体構成図である。It is the said whole block diagram which added the transmission state of the MLD report. マルチキャストパケットの送信状態を追記した上記全体構成図である。It is the said whole block diagram which added the transmission state of the multicast packet. （ａ）はＭＬＤレポートの構成図であり、（ｂ）はＩＰ管理テーブルの一例を示す図である。(A) is a block diagram of an MLD report, and (b) is a diagram showing an example of an IP management table. ＰＬＣモデムの内部構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of an internal structure of a PLC modem. ＰＬＣモデムの内部構成の他の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other example of the internal structure of a PLC modem.

Explanation of symbols

１：マルチキャスト通信システム、２：電力線、３：親機モデム、
４：光回線インタフェース（ゲートウェイ）、５：光ファイバ、
６：上位ネットワーク、７：ビデオソース、８：子機モデム、９：端末装置、
１０：パーソナルコンピュータ、１１：ＰＨＹ部、１２：プロセッサ部、
１２Ａ：第一プロセッサ部、１２Ｂ：第二プロセッサ部、１３：ＰＬＣ変復調部、
１４：コネクタ、１５：コネクタ、
２０：ＭＬＤレポート、２１：ＭＡＣヘッダ部、２２：ＩＰヘッダ部、
２３：マルチキャストレコード部、２４：マルチキャストアドレス、
２５：レコードタイプ、２６：ソースアドレス、２７：ＩＰ管理テーブル、
３０：マルチキャストパケット、３１：ユニキャストパケット、
３２：マルチキャストパケット 1: multicast communication system, 2: power line, 3: base unit modem,
4: Optical line interface (gateway), 5: Optical fiber,
6: upper network, 7: video source, 8: slave modem, 9: terminal device,
10: personal computer, 11: PHY unit, 12: processor unit,
12A: first processor unit, 12B: second processor unit, 13: PLC modulation / demodulation unit,
14: Connector, 15: Connector
20: MLD report, 21: MAC header part, 22: IP header part,
23: Multicast record part, 24: Multicast address,
25: Record type, 26: Source address, 27: IP management table,
30: Multicast packet, 31: Unicast packet,
32: Multicast packet

Claims

A plurality of modems capable of IP communication, one of which is a multicast communication system capable of receiving multicast packets conforming to the IP protocol from an upper network,
The one modem converts the multicast packet received from the upper network side into a unicast packet and transmits it to another modem, and the other modem that has received the converted unicast packet receives the converted unicast packet. A multicast communication system, wherein a cast packet is returned to the original multicast packet and transmitted to a terminal device that requires the multicast packet.

The multicast communication system according to claim 1, wherein the packet conversion in the one modem is an address conversion in which a destination MAC address of the multicast packet is rewritten to a MAC address of the other modem.

3. The multicast communication system according to claim 2, wherein the packet conversion in the other modem is address conversion in which the destination MAC address is rewritten to a multicast code based on an IP address included in the converted unicast packet.

The multicast communication system according to any one of claims 1 to 3, wherein the other modem determines whether the unicast packet received from the one modem has been converted by the one modem. .

The one modem dynamically creates a management table for specifying the type of the multicast packet to be transmitted to the other modem based on the IP multicast address described in the report transmitted from the terminal device. The multicast communication system according to any one of claims 1 to 4.