JP2009027731A - 光加入者線端局装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】暗号鍵を用いて暗号化を行った情報部分を含む情報ストリームを送信する光加入者線端局装置20は、フラグ設定制御手段21と、暗号化設定情報送信制御手段22とを有する。フラグ設定制御手段21は、受信装置へ情報ストリームを送信する際に、フラグの設定制御を行う。暗号化設定情報送信制御手段22は、フラグにもとづいて、論理コネクション毎に暗号化を施したか否かを示す設定情報である暗号化設定情報の送信制御を行う。
【選択図】図15
Description
ここで、OLT201からONU101a〜101nへの下り通信は、放送型であるため、ITU−T勧告G.983では、ONU毎の秘匿性を目的として、暗号化(Churning)方式が規定されている。
例えば、ONU101aでは、OLT201からの暗号化設定情報を保持しているが、ITU−T勧告G.983には復号化処理をいつ有効にすべきかが規定されていない。
このように、従来のATM−PONシステムの暗号化方式では、十分な技術が未だ確立されておらず、システム構築の実現のために高品質な通信制御を早急に確立する必要がある。
暗号化設定情報記憶手段11は、暗号化設定情報を記憶するために、第1の記憶手段M11aと第2の記憶手段M11bの2面の記憶領域を有している。ここで、暗号化設定情報とは、論理コネクション毎に暗号化を施したか否かを示す設定情報である。具体的には、VPIを単位として、どのVPに対して暗号化を施したか否かを示す設定情報のことをいう。
42バイト目は、43、44バイト目に記されたVPIに対して、Churnされているか否かを示す情報が記される。内容は“xxxxxxxa”(x=未定義)であり、a(アクトビット)=1ならChurnされており(したがって、ONU10ではDechurnしなければならない)、a=0ならChurnされていない。45〜51バイト目は未定である。
〔S1〕OLTは、新しいChurning−Keyの送信要求として、Churning−KeyアップデートメッセージM1をONU10に送信する。
〔S2〕ONU10は、新しいChurning−Keyを生成して、ACKメッセージm1に乗せてOLTに返送する。
〔S3〕OLTは、Churning−KeyアップデートメッセージM1を送信してから16×Tフレーム経過した後、Churning−KeyアップデートメッセージM2をONU10に送信する。
〔S4〕ONU10は、ステップS2と同様に、ACKメッセージm2に更改したChurning−Keyの情報を乗せてOLTに返送する。
〔S5〕OLTは、Churning−KeyアップデートメッセージM2を送信してから16×Tフレーム経過した後、Churning−KeyアップデートメッセージM3をONU10に送信する。
〔S6〕ONU10は、ステップS2及びステップS4と同様に、ACKメッセージm3をOLTに返送する。
〔S7〕OLTがChurning−KeyアップデートメッセージM1をONU10へ送信してから48×Tフレーム経過した時点(Churning−Key更改タイミング)で、新しいChurning−Keyが使用される。すなわち、OLTはこの新しいChurning−KeyでChurnを行い、ONU10は新しいChurning−KeyでDechurnを行う。なお、16×Tフレームのカウントは、図に示すようにOLT、ONU10の双方で行う。
〔S10〕切り替え制御手段11−3は、Churning−Key更改タイミングでRAM M11aとRAM M11bを切り替える。
〔S11〕コピー制御手段11−4は、切り替え制御手段11−3から通知されたChurning−Key更改タイミングを受信すると、RAM M11bに対する読み出しアドレスをインクリメントして、RAM M11bからデータを読み出す。
〔S12〕コピー制御手段11−4は、RAM M11aに対する書き込みアドレスをインクリメントして、RAM M11bから読み出したデータをRAM11aへ書き込んでいく。
〔S13〕コピー制御手段11−4は、書き込みアドレスが最大になったか否かを判断する。最大でなければステップS11へ戻って、ステップS11、S12を繰り返し行い、最大であればコピーを終了する。
RAMB−WADは、RAMB−WDTをRAM(B)へ書き込むための書き込みアドレスを示す信号である。アドレス0に対して書き込みデータA、アドレス1に対して書き込みデータB、……をRAM(B)へ書き込んでいく(コピーする)。
以上説明したように、2面あるRAMの切り替えを行った場合に、新しいChurned−VP設定情報を、切り替え後にバックアップ側となったRAMへコピーする構成にした。
CVP−CTRは、CHURNED−LTの立ち下がりでロードされて、バックアップ側のRAMへ書き込むための書き込みアドレスを示す信号である。
したがって、Churned−VP設定情報を受信した際には、RAM(B)へ書き込み、再度RAM(B)から読み出してベリファイチェックを行った後に応答信号の返送制御を行う。
〔S20〕Churned−VP設定情報を受信する。
〔S21〕Churned−VP設定情報が示すアドレスのデータをRAM(B)から読み出す。すなわち、VPI〔11:4〕のアドレスに対応するデータのVPI〔3:0〕の位置にあるデータ(aビット情報)をRAM(B)から読み出す。
〔S22〕RAM(B)から読み出したデータのパリティチェック(LSI間同士のデータ伝送などでは、データ送受信の信頼性確保のため、誤り訂正を行う必要があり、誤り訂正符号をデータに付加して送受信を行っている)を行う。正常の場合はステップS23へ行く。パリティエラーの場合はステップS29へ行く。
〔S23〕RAM(B)から読み出したデータと、受信したChurned−VP設定情報のaビット情報とを比較する。値が異なる場合はステップS24へ行き、値が同じ場合はステップS25へ行く。
〔S24〕ステップS21と同じアドレスへ、更改されたaビット情報を書き込む。
〔S25〕ステップS21と同じアドレスからデータを再び読み出す。
〔S26〕RAM(B)から読み出したデータのパリティチェックを行う。正常ならばステップS27へ行く。パリティエラーの場合はステップS29へ行く。
〔S27〕RAM(B)から読み出したデータと、受信したChurned−VP設定情報のaビット情報とを比較する。値が同じ場合はステップS28へ行き、値が異なる場合はステップS29へ行く。
〔S28〕RAM(B)へ正常に書き込めたので、Churned−VP設定情報を受信したことを通知するための応答信号をOLTへ返送する。
〔S29〕ONU10の全体制御を行っている全体制御部へエラー通知を送信する。
〔S30〕暗号化設定情報記憶手段11は、Churned−VP設定情報が更改されている場合は、更改フラグを立てる。
〔S31〕外部記憶制御手段13は、バックアップ側のRAMから、更改フラグにもとづいて対応するChurned−VP設定情報を読み出す。
〔S32〕外部記憶制御手段13は、更改されたChurned−VP設定情報をSRAMへ書き込む。
〔S33〕外部記憶制御手段13は、ONU10の電源断時に、SRAMが格納している情報を不揮発性メモリ13aへ書き込む。
なぜなら、OLTから送信される、あらたなChurned−VP設定情報をONU10へ設定したい(有効としたい)場合があるからである。そこで、2面あるRAMのうち、一方を不揮発性メモリ13aからロードした値を持っておくRAM、他方をNotChurnにするためにイニシャライズ(以降、NotChurn設定と呼ぶ)をかけたRAMをO0状態時に設定しておく。
〔S40〕外部フラグがセットされているか否かを判断する。セットしていればステップS41へ、セットしていなければステップS45へ行く。
〔S41〕RAM(A)をアクティブ側、RAM(B)をバックアップ側と設定する。
〔S42〕Churned−VP設定情報を受信した場合は、RAM(B)へ上書きする。
〔S43〕Churning−Key更改タイミングで、RAM(A)をバックアップ側、RAM(B)をアクティブ側に設定する。
〔S44〕RAM(B)の内容をRAM(A)へコピーする。
〔S45〕Churned−VP設定情報を受信した場合はステップS46へ、受信しない場合はステップS40へ戻る。
〔S46〕RAM(A)をバックアップ側、RAM(B)をアクティブ側と設定する。
〔S47〕Churned−VP設定情報を受信した場合は、RAM(A)へ上書きする。
〔S48〕Churning−Key更改タイミングで、RAM(A)をアクティブ側、RAM(B)をバックアップ側に設定する。
〔S49〕RAM(A)の内容をRAM(B)へコピーする。
〔S50〕ONU10がO8状態から、その他の状態へ遷移する。
〔S51〕復号化マスク手段14は、O8状態からその他の状態へ遷移した時にマスクフラグをセットする。
〔S52〕復号化マスク手段14は、Dechurnのマスクを開始する(NotDechurn)。
〔S53〕その他の状態からO8状態へ遷移する。
〔S54〕復号化マスク手段14は、O8状態になってから、最初のChurning−Key更改タイミングを受信した場合に、マスクフラグをクリアして、Dechurnのマスク解除を行う。
〔S55〕新しいChurning−Keyと新しいChurned−VP設定情報にもとづいて、Dechurnを行っていく。
暗号化設定情報記憶手段11aは、Churned−VP設定情報を記憶する記憶領域を1つだけ有している。
これにより、次フレームのユーザセルから即時にDechurn処理を行うことができるので、暗号化処理と復号化処理の不一致防止、さらにデータ疎通時間を短縮させることが可能になる。
フラグ設定制御手段21は、情報ストリームの送信時にONU30の装置状態等にもとづいて、フラグを設定する。
〔S60〕フラグ設定制御手段21は、ONU(n)が停止状態の場合に初期Churnフラグ(n)を0とする。
〔S61〕ONU(n)が停止状態からO8状態へ遷移する。
〔S62〕フラグ設定制御手段21は、O8状態に遷移したONU(n)が、初期Churnフラグ(n)が0であるか否かを判断する。0ならばステップS63へ行き、1ならば初期Churn完了とみなして終了する。
〔S63〕暗号化設定情報送信制御手段22は、初期Churnを実行する。ここで、初期Churnでは、ONU(n)に対して、4096VP分のChurned−VP設定情報を送信する。ONU(n)に対して、4096VP分のChurned−VP設定情報の送信が完了し、ONU(n)からメッセージ正常受信を通知するAckを、4096VP分受信すると初期Churnは完了となり、初期Churnフラグ(n)を1とする。
これにより、ONU30が停止状態からO8状態へ遷移した時だけに初期Churnを実行することができ、他の状態から遷移した時には初期Churnを実行せず、無駄な処理を省くことが可能になる。
図17は初期Churn実行中フラグを用いた初期Churn処理手順を示すフローチャートである。
〔S70〕フラグ設定制御手段21は、初期Churnフラグ(n)が0であることを確認する。
〔S71〕フラグ設定制御手段21は、初期Churn実行中フラグが0であるか否かを判断する。初期Churn実行中フラグが0であればステップS72へ、1であればステップS74へ行く。
〔S72〕フラグ設定制御手段21は、他のONUが初期Churn実行中ではないため、初期Churn実行中フラグを1とする。
〔S73〕暗号化設定情報送信制御手段22は、該当するONU(n)に対して初期Churnを行う。
〔S74〕暗号化設定情報送信制御手段22は、初期Churn実行中フラグが0になるまで(先行する初期Churnが終了するまで)、初期Churnを待機する。
暗号化設定情報送信制御手段22は、設定更改失敗フラグがセットされている場合には、Churned−VP設定情報の設定更改に失敗したものとみなして、該当するONU30に対して初期Churnを実行する。
図18は設定更改失敗フラグを用いた初期Churn処理手順を示すフローチャートである。
〔S80〕フラグ設定制御手段21は、Churned−VP設定情報を送信した後、例えば、300ms以内にONU(n)からメッセージ正常受信を示すAckを受信しない場合、設定失敗とみなして、設定更改失敗フラグ(n)を1にする。
〔S81〕暗号化設定情報送信制御手段22は、ONU(n)に対する各種メッセージの送信を中断する。ONU(n)は停止状態となる。
〔S82〕暗号化設定情報送信制御手段22は、設定更改失敗フラグ(n)が1となっているONU(n)が、再度O8状態に遷移した時に、あらためて初期Churnを実行する。
これにより、設定更改Churnの失敗時に、再度初期Churnを行って、Churned−VP設定情報を送信できるので、OLT20とONU30とのChurned−VP設定情報の設定不一致を防止することが可能になる。
そして、暗号化設定情報送信制御手段22は、該当するONUが再度O8状態へ遷移した時に、設定更改未完了フラグをチェックし、フラグがセットされていれば初期Churnを実行する。
〔S90〕ONU(n)が状態落ちした場合は、設定更改が未完了であることを示す設定更改未完了フラグ(n)を1とする。
〔S91〕暗号化設定情報送信制御手段22は、ONU(n)に対する各種メッセージの送信を中断する。ONU(n)は停止状態となる。
〔S92〕暗号化設定情報送信制御手段22は、設定更改未完了フラグ(n)が1となっているONU(n)が、再度O8状態に遷移した時に、あらためて初期Churnを実行する。
これにより、設定更改Churn失敗以外の場合でも、再度初期Churnを行って、Churned−VP設定情報を送信できるので、OLT20とONU30とのChurned−VP設定情報の設定不一致を防止することが可能になる。
Churn更改中フラグがセットしている期間(OLT20から送信されるメッセージの送信禁止期間となる)に、ONU30からChurned−VP設定情報の更改要求等があった場合は、要求をwaitさせ、Churn更改終了後に設定更改Churnを実行する。これにより、OLT20とONU30とのChurned−VP設定情報の設定不一致を防止することが可能になる。
次にフラグ設定制御手段21の設定更改実行中フラグについて説明する。設定更改Churnは、Churned−VP設定情報の設定更改処理であるため処理の優先順位が高い。そこで設定更改実行中フラグを設け、実行中はこのフラグをセットする。
次に設定更改Churnの処理手順について図20〜図23を用いて説明する。図20、図21は設定更改Churn開始時の処理手順を示すフローチャートである。
〔S100〕暗号化設定情報送信制御手段22は、設定更改要求フラグが1か否かを判断する(配下のONU30a〜30nの1ONUでも設定更改要求があるか否かを判断する)。1ならばステップS101へ、0ならば終了する。
〔S101〕暗号化設定情報送信制御手段22は、SENDフラグ(フラグ設定制御手段21は、OLT20がChurned−VP設定情報を送信している場合は、SENDフラグをセットする)をチェックする。
〔S102〕フラグ設定制御手段21は、SENDフラグをあらためて1にセットして、その他の要求を受け付けないようにする。
〔S103〕フラグ設定制御手段21は、設定更改要求フラグを0にする。
〔S104〕フラグ設定制御手段21は、設定更改実行中フラグを1にする。
〔S105〕暗号化設定情報送信制御手段22は、Churned−VP設定情報に更改VPIをセットし、Churned−VP設定情報の送信回数k(例えば、k=3)を設定する。
〔S106〕暗号化設定情報送信制御手段22は、Churn更改中フラグが1か否かを判断する。1の場合は0になるまで待機し(ステップS106を繰り返す)、0の場合はステップS107へ行く。
〔S107〕ONU30aがO8状態から状態落ちしたか否かを判断する。すなわち、設定更改未完了フラグをチェックし、フラグが1ならばステップS110へ行き、フラグが0ならステップS108へ行く。
〔S108〕暗号化設定情報送信制御手段22は、Churned−VP設定情報を送信し、Churned−VP設定情報を1回送信する度にkから1をデクリメント(k=k−1)し、送信回数を管理する。
〔S109〕k=0なら終了し、k≠0ならステップS106へ戻る。
〔S110〕暗号化設定情報送信制御手段22は、初期Churnを行う。
〔S120〕暗号化設定情報送信制御手段22からChurned−VP設定情報の送信後(例えば、3回送信した後)、一定時間内(例えば、300ms以内)でACKメッセージの返答があるか計測する。タイムアウトした場合はステップS123へ、そうでなければステップS121へ行く。
〔S121〕Churn更改中フラグが1か否かを判断する。1の場合は0になるまで待機し(ステップS121を繰り返す)、0の場合はステップS122へ行く。
〔S122〕フラグ設定制御手段21は、設定更改実行中フラグを0にする。
〔S123〕フラグ設定制御手段21は、設定更改失敗フラグを1にする。
〔S124〕暗号化設定情報送信制御手段22は、初期Churnを行う。
〔S130〕すべてのONUの設定更改実行中フラグを監視し、設定更改実行中フラグがすべて0ならば、処理完了となりステップS131へ行く。そうでなければ0になるまで設定更改実行中フラグを監視し続ける(ステップS130を繰り返す)。
〔S131〕SENDフラグを0にして、他の処理に解放する。
そこで、上書きChurnのChurned−VP設定情報に対する送信要求は、他のメッセージ送信要求がある場合や設定更改Churnを行っている等の場合はwaitさせて、上書きChurnの優先順位を低くする。これにより、他のメッセージ送信を圧迫せずに、上書きChurnを実行できる。
次にChurning−Keyアップデートメッセージと、Churned−VP設定情報との送信時の競合防止について説明する。
図24はChurned−VP設定情報の更改を示す図である。Churned−VP設定情報を3回送信完了後の最初のChurning−Key更改タイミングtで、送信されたChurned−VP設定情報に対する設定更改を行っていく。
11 暗号化設定情報記憶手段
12 暗号化設定情報復号化処理手段
13 外部記憶制御手段
13a 不揮発性メモリ
14 復号化マスク手段
M11a 第1の記憶手段
M11b 第2の記憶手段
Claims (16)
- 光加入者系システムに接続して、暗号鍵を用いて暗号化を行った情報部分を含む情報ストリームを送信する光加入者線端局装置において、
受信装置へ前記情報ストリームを送信する際に、フラグの設定制御を行うフラグ設定制御手段と、
前記フラグにもとづいて、論理コネクション毎に暗号化を施したか否かを示す設定情報である暗号化設定情報の送信制御を行う暗号化設定情報送信制御手段と、
を有することを特徴とする光加入者線端局装置。 - 前記フラグ設定制御手段は、初期暗号化フラグを有し、前記初期暗号化フラグを前記受信装置が停止状態でクリア、初期暗号化の完了時にセットすることを特徴とする請求項1記載の光加入者線端局装置。
- 前記フラグ設定制御手段は、初期暗号化の実行中を示す初期暗号化実行中フラグを有することを特徴とする請求項1記載の光加入者線端局装置。
- 前記フラグ設定制御手段は、前記受信装置に対する前記暗号化設定情報の設定更改が失敗と判断した場合は、設定更改失敗フラグをセットすることを特徴とする請求項1記載の光加入者線端局装置。
- 前記フラグ設定制御手段は、前記受信装置が状態落ちしたと判断した場合は、設定更改未完了フラグをセットすることを特徴とする請求項1記載の光加入者線端局装置。
- 前記フラグ設定制御手段は、暗号化の更改周期中に暗号化更改中フラグをセットすることを特徴とする請求項1記載の光加入者線端局装置。
- 前記フラグ設定制御手段は、前記暗号化設定情報の設定更改を行う際には、設定更改要求フラグをセットすることを特徴とする請求項1記載の光加入者線端局装置。
- 前記フラグ設定制御手段は、1つの前記受信装置につき、1つの前記論理コネクションの更改に対して、前記設定更改要求フラグをセットすることを特徴とする請求項7記載の光加入者線端局装置。
- 前記フラグ設定制御手段は、前記暗号化設定情報の設定更改実行中には、設定更改実行中フラグをセットすることを特徴とする請求項1記載の光加入者線端局装置。
- 前記暗号化設定情報を前記受信装置へ再度送信する上書き処理を行う暗号化設定情報上書き手段をさらに有することを特徴とする請求項1記載の光加入者線端局装置。
- 前記暗号化設定情報上書き手段は、優先度の高い他のメッセージの送信を行う場合は、前記上書き処理を待機させることを特徴とする請求項10記載の光加入者線端局装置。
- 前記暗号化設定情報上書き手段は、前記暗号化設定情報の設定更改実行中は、前記上書き処理を待機させることを特徴とする請求項10記載の光加入者線端局装置。
- 前記暗号化設定情報上書き手段は、タイマを有し、前記タイマに設定された周期にしたがって、前記上書き処理を行うことを特徴とする請求項10記載の光加入者線端局装置。
- 前記タイマの周期は、外部から任意の値に設定されることを特徴とする請求項13記載の光加入者線端局装置。
- 前記暗号化設定情報送信制御手段は、前記暗号化設定情報を複数回送信する場合に、1回目の前記暗号化設定情報の送信時のみ他メッセージと調停処理を行い、調停後は前記暗号化設定情報を一定間隔毎に自動的に送信することを特徴とする請求項1記載の光加入者線端局装置。
- 前記暗号鍵の暗号鍵更改タイミングで、前記暗号化設定情報の更改を開始する暗号化設定情報更改手段をさらに有することを特徴とする請求項1記載の光加入者線端局装置。
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