JP4231061B2 - 加入者接続装置およびネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークシステム、特に受動光網（ＰＯＮ：Passive Optical Network）システムに関し、更に詳しくは、ＰＯＮシステムの加入者接続装置におけるマルチキャスト制御フレームの転送制御およびユーザ端末へのマルチキャストデータの配信制御に関する。

インターネットの利用が普及し、ネットワーク経由で各種の情報サービスが提供されるようになって、通信ネットワークは、社会インフラ（Infrastructure）の重要な地位を占めている。一般家庭や、企業における各事業拠点からのインターネットアクセスの増加に伴って、これらの通信サイトとキャリアネットワークの通信局とを接続するアクセス回線に、更なる高速化と大容量化が必要となってきている。

インターネットなどの広域網に接続されるアクセス網の１つとして、複数の加入者端末が光ファイバを共用できる受動光網（ＰＯＮ）システムがある。ＰＯＮシステムは、それぞれがユーザ宅側に設置され、１台あるいは複数台のユーザ端末を収容する複数の加入者接続装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）と、これらのＯＮＵに光ファイバア網で接続された局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）とからなる。ＯＬＴに接続された光ファイバは、各ＯＮＵに接続された支線光ファイバと光スプリッタ（光カプラ）で結合され、光スプリッタとＯＬＴとの間の光伝送路を複数のＯＮＵ（ユーザ端末）で共用することによって、光ファイバの敷設コストの大幅な削減を可能にしている。

ＰＯＮシステムには、例えば、光ファイバ区間（ＰＯＮ区間）で固定長のＡＴＭセルによって情報を伝送するＢ−ＰＯＮ（Broadband PON）、ギガビットクラスの高速データ転送を可能にしたＧ−ＰＯＮ（Gigabit-capable PON）、ＬＡＮおよびメトロネットワークで普及しつつあるイーサネット（登録商標）フレームによる情報伝送に適したＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit-Ethernet PON）が知られている。

Ｇ−ＰＯＮとＧＥ−ＰＯＮは、ＰＯＮ区間での可変長フレームの転送が可能になっており、それぞれＩＴＵ−ＴおよびＩＥＥＥにおいて標準化と技術検討が行われている。Ｇ−ＰＯＮに関するＩＴＵ−Ｔ勧告としては、例えば、非特許文献１〜３があり、ＰＯＮ区間でイーサネットフレームに限定されない一般的な可変長のフレームを転送するための伝送フレーム規格として、ＧＥＭ（G-PON Encapsulation Mode）フレーム規格が定められている。

ＰＯＮシステムにおいては、ＯＬＴからＯＮＵに向かう下りフレームは、スプリッタで複数の支線光ファイバに分岐され、全てのＯＮＵにブロードキャストされる。各ＯＮＵは、受信したＰＯＮ伝送フレームのヘッダ（例えば、ＧＥＭヘッダ）が示す宛先識別情報に従って、自局で受信処理すべきフレームか否かを判定する。一方、ＯＮＵ側からＯＬＴに向かう上りフレームは、光スプリッタでＯＬＴ側の光ファイバに多重化される。上り方向通信では、上記光ファイバ上でフレームが重なり合うのを防ぐため、各ＯＮＵに、ＯＬＴが割当てた送信時間帯でフレームを送信させるＴＤＭＡ方式が採用されている。

上記構成から理解できるように、ＰＯＮシステムは、ＯＬＴ側からの送信フレームが全てのＯＮＵにブロードキャストされるため、同一のサービス情報をマルチキャストによって複数のユーザ端末に配信するのに適したアクセス網と言える。このため、例えば、最近注目されている放送／電話／データ通信のトリプルプレイサービス、特に、放送業界のネットワークインフラへの参入に際して、ＰＯＮシステムは、放送番組情報を配信するためのアクセス網として重要な役割を担う。

ITU-T G.984.1 「Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): General characteristics」 ITU-T G.984.2 「Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Physical Media Dependent (PMD) layer specification」 ITU-T G.984.3 「Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): Transmission convergence layer specification」

然るに、ＰＯＮシステムでは、一部の光ファイバ区間が複数のＯＮＵで共有されているために、ＰＯＮ区間で特定ＯＮＵ（またはユーザ端末）宛のフレームが転送されている間は、他のＯＮＵ宛のフレームを転送できない。また、ＯＬＴから同一内容のデータフレームが繰り返して送信されると、一般的な通信ノードであるルータやスイッチによって構成されるネットワークに比較して、伝送路の帯域圧迫率が高くなる。

従って、ＰＯＮシステムでは、光伝送路の帯域を有効に利用したフレーム転送が要求され、例えば、放送番組のように多数のユーザで共有できる情報は、同一内容のフレームをＯＮＵ毎に個別に送信するよりも、複数のＯＮＵ宛にマルチキャストし、一回のフレーム送信で済ませることが望まれる。Ｂ−ＰＯＮおよびＧＥ−ＰＯＮにおいて、ＯＬＴ側から一つのフレームを複数のＯＮＵ宛にマルチキャスト配信する場合、ＰＯＮ区間で予め定義された複数ＯＮＵに共通する宛先識別子（Ｇ−ＰＯＮではマルチキャストポートＩＤ、ＧＥ−ＰＯＮでは論理リンクＩＤ）が、ＰＯＮ伝送フレームのヘッダに設定される。

従来、ＩＰマルチキャストでは、ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）やＭＬＤ（Multicast Listener Discovery）によって、マルチキャストグループアドレス毎に、マルチキャストサービス情報の配信先が管理されている。例えば、ユーザが、予め配布されている放送番組表に従って鑑賞したいチャネルを選択し、マルチキャストサーバに選択チャネルでの情報配信を要求する場合、ユーザ端末からは、選択チャネルによって決まる特定のマルチキャストグループＩＰアドレスを含んだマルチキャスト要求メッセージ（マルチキャストグループ参加要求）が発行される。

ＰＯＮシステムでは、上記マルチキャスト参加要求メッセージが、ＯＮＵ、ＰＯＮ区間光ファイバ網、ＯＬＴを介して、広域網内にあるマルチキャストサーバに転送される。ＯＮＵに接続された各ユーザ端末は、それぞれのユーザが希望するマルチキャストグループに対して、任意のタイミングで自由に参加要求メッセージを発行できる。ここで、ＯＮＵが、制御下にある各ユーザ端末から受信した要求メッセージを次々とＰＯＮ区間に送信すると、既にＰＯＮ区間でデータ配信中のマルチキャストグループに対する重複した参加要求が、繰り返し的にＯＬＴに送信され、結果的にＰＯＮ区間の上り方向の通信帯域が無駄に消費されることになる。
同様の問題は、参加要求以外の他のマルチキャスト制御メッセージ、例えば、マルチキャストグループからの離脱要求メッセージや、マルチキャストサーバからの確認メッセージに対してマルチキャスト参加中の各ユーザ端末が発行する応答メッセージの転送においても発生する。

本発明の目的は、ＯＮＵからＰＯＮ区間への無駄なマルチキャスト制御メッセージの送信を抑制し、ＰＯＮ区間の通信帯域を有効に利用できるＰＯＮシステムおよび加入者接続装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の１つの特徴は、ＰＯＮシステムの各加入者接続装置（ＯＮＵ）が、制御下にある複数のユーザ端末から送信されたマルチキャスト制御メッセージに関して、フィルタリング機能を備えたことにある。

更に詳述すると、本発明による加入者接続装置は、
マルチキャストグループ識別子と、マルチキャストグループに参加中のユーザ端末のアドレスとの対応関係を示すマルチキャストグループ管理テーブルと、
何れかのユーザ端末からマルチキャストグループへの参加要求用の制御メッセージを受信した時、該制御メッセージが示すマルチキャストグループ識別子とユーザ端末アドレスとの対応関係を上記マルチキャストグループ管理テーブルに登録し、該マルチキャストグループ管理テーブルに従って、上記制御メッセージの局側装置への転送要否を判定する上りフレーム転送制御部と、
上記マルチキャストグループ管理テーブルに従って、上記受動光網から受信したマルチキャストデータのユーザ端末への配信を制御する下りフレーム転送制御部とを有し、
上記上りフレーム転送制御部が、マルチキャストグループ参加要求用の新たな制御メッセージを受信した時、該制御メッセージで指定されたマルチキャストグループ識別子と対応して、上記マルチキャストグループ管理テーブルに既に別のユーザ端末アドレスが登録済みの場合に、該制御メッセージを局側装置に転送することなく廃棄する。

上記上りフレーム転送制御部は、何れかのユーザ端末からマルチキャストグループ離脱要求用の制御メッセージを受信した時、該制御メッセージが示すマルチキャストグループ識別子とユーザ端末アドレスとの対応関係を前記マルチキャストグループ管理テーブルから削除し、上記マルチキャストグループ管理テーブルに上記制御メッセージが示すマルチキャストグループ識別子と対応して別のユーザ端末アドレスが登録されていた場合、該制御メッセージを局側装置に転送することなく廃棄する。

本発明の１実施例では、上記マルチキャストグループ管理テーブルが、マルチキャストグループ識別子と対応して、マルチキャストデータの送信元装置からの確認メッセージへの応答要否を表す第１フラグ情報を記憶しており、上記上りフレーム転送制御部が、何れかのユーザ端末から上記確認メッセージに対する応答を示す制御メッセージを受信した時、上記制御メッセージが指定するマルチキャストグループ識別子と対応した第１フラグ情報の状態に応じて、該制御メッセージの局側装置への転送要否を判断することを特徴とする。

上記第１フラグ情報は、下りフレーム転送制御部によってリセットされ、上りフレーム転送制御部によってセットされる。具体的には、上記下りフレーム転送制御部が、受動光網から確認メッセージを受信した時、該確認メッセージが指定するマルチキャストグループ識別子と対応した第１フラグ情報をリセットしてから、上記マルチキャストグループ管理テーブルに従って上記確認メッセージをユーザ端末に転送する。一方、上記上りフレーム転送制御部は、何れかのユーザ端末から上記確認メッセージに対する応答を示す制御メッセージを受信した時、第１フラグ情報がリセット状態であれば、該制御メッセージを局側装置に転送すると共に、上記第１フラグ情報をセット状態にし、第１フラグ情報が既にセット状態であれば、該制御メッセージを局側装置に転送することなく廃棄する。

本発明の別の実施例では、各加入者接続装置が、マルチキャストデータの送信元装置からの確認メッセージへの応答義務の有無を示す第２フラグ情報をメモリに記憶し、上記第２フラグ情報が確認メッセージへの応答義務が無いことを示している間は、上記上りフレーム転送制御部が、ユーザ端末から受信した上記確認メッセージに対する応答を示す制御メッセージを全て廃棄する。上記第２フラグ情報は、例えば、局側装置から発行されるフラグ制御メッセージによって、確認メッセージへの応答義務有りを示す状態に切替えられる。

本発明の更に他の実施例では、各加入者接続装置（ＯＮＵ）が、マルチキャストグループ識別子と対応して、受動光網におけるマルチキャストデータのサービス状態を示すマルチキャストモニタテーブルと、受動光網から受信されるマルチキャストデータを監視し、上記マルチキャストモニタテーブルが示すサービス状態、最も基本的には、フロー受信状況を示すリストを更新するマルチキャストモニタとを有し、何れかのユーザ端末からマルチキャストグループへの参加要求を示す制御メッセージを受信した時、上記マルチキャストモニタテーブルに基づいて、上記制御メッセージで指定されたマルチキャストグループのマルチキャストデータが既にサービス中か否かを判定し、指定されたマルチキャストデータが既にサービス中の場合は、上記制御メッセージを局側装置に転送することなく、該制御メッセージの送信元ユーザ端末にマルチキャストデータの配信を開始する。

この場合、上記上りフレーム転送制御部は、上記マルチキャストグループ管理テーブルに、上記制御メッセージで指定されたマルチキャストグループ識別子と対応して既に別のユーザ端末アドレスが登録済みの場合、該制御メッセージを上記局側装置に転送することなく廃棄し、上記マルチキャストグループ管理テーブルに、上記制御メッセージで指定されたマルチキャストグループ識別子と対応する別のユーザ端末アドレスが未登録の場合に、上記マルチキャストモニタテーブルに基づいて、上記制御メッセージの局側装置への転送要否を判定する。

前記目的を達成するために、本発明の他の特徴は、それぞれが複数のユーザ端末を収容する複数の加入者接続装置（ＯＮＵ）と、広域網に接続される局側装置（ＯＬＴ）とからなるＰＯＮシステムにおいて、上記局側装置が、マルチキャストグループ識別子と対応して、マルチキャスト制御メッセージの中継要否判定情報を示す管理テーブルを有し、何れかの加入者接続装置からマルチキャストグループへの参加要求を示す制御メッセージを受信した時、上記管理テーブルに従って該制御メッセージの広域網への転送を制御するようにしたことにある。上記管理テーブルの中継要否判定情報としては、例えば、各加入者接続装置が備えるマルチキャストグループ管理テーブルと同様、マルチキャストグループへの参加要求用の制御メッセージが示すユーザ端末アドレスが記憶される。

本発明によれば、各加入者接続装置（ＯＮＵ）からＰＯＮ区間に転送されるマルチキャスト制御フレームの数を減らすことによって、ＰＯＮ区間の通信帯域を有効に利用した通信が可能となる。

図１は、本発明が適用されるＰＯＮシステムの構成図を示す。
ＰＯＮシステムは、局側装置（ＯＬＴ）１０と、複数の加入者接続装置（ＯＮＵ）２０（２０−１〜２０−ｋ）と、これらの要素を接続するＰＯＮ区間の光ファイバ網とからなる。ＰＯＮ区間の光ファイバ網は、ＯＬＴ１０に接続された光ファイバ１１と、各ＯＮＵ２０−ｉに接続された支線光ファイバ１２−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）とからなり、支線光ファイバ１２−ｉは、光スプリッタ（光カプラ）１３によって光ファイバ１１から分岐されている。ＯＬＴ１０は、通常、キャリアやＩＳＰ（Internet Service Provider）の所有するユーザ回線収容局に設置され、ＯＮＵ２０−ｉ（ｉ＝１〜ｋ）は、オフィスやマンション等のビル、またユーザ宅に設置される。以下の実施例では、ＰＯＮ区間の通信プロトコルとしてＧ−ＰＯＮ（Gigabit-capable PON）を適用した場合について説明するが、本発明は、ＰＯＮ区間に他の通信プロトコル、例えば、ＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit-Ethernet PON）を適用した場合にも有効となる。

ＯＮＵ２０−ｉは、それぞれ複数のユーザ接続回線Ｌｉｊ（ｊ＝１〜ｍ）を介して複数のユーザ端末ＴＥを収容している。ユーザ端末は、例えば、ＴＥ−１１１、ＴＥ−１１２（ＴＥ−ｋ１１、ＴＥ−ｋ１２）に示すように、宅内ルータまたは宅内スイッチ３０−１（３０−ｋ）を介して、ＯＮＵ２０−１（ＯＮＵ２０−ｋ）に接続される場合と、例えば、ＴＥ−２１、ＴＥ−２ｍ（ＴＥ−ｋｍ）に示すように、ＯＮＵ２０−２（ＯＮＵ２０−ｋ）に直接的に接続される場合とがある。

ＮＷは、複数のルータ４０（４０−１〜４０−ｎ）からなる広域ネットワーク（ＩＳＰ網を含む）を示す。ＰＯＮシステムに接続された各ユーザ端末ＴＥは、ＯＮＵ２０−ｉ、ＯＬＴ１０、ルータ４０−１を介して、広域ネットワークＮＷに接続されたサーバ５０（５０−１、５０−２）と通信する。

図１では簡単化のために、サーバ５０−１、５０−２がルータ４０−１に直接接続されているが、実際のネットワークでは、これらのサーバ５０−１、５０−２とルータ４０−１との間には、更に別のルータが存在し得る。また、ネットワークＮＷには、サーバ５０−１、５０−２の他に、各ユーザ端末からアクセス可能な多数のサーバが存在しているが、図１では省略されている。以下の説明では、サーバ５０−１が、放送番組のマルチキャストサービスを提供し、サーバ５０−２が、マルチキャスト以外の情報サービスを提供するものと仮定する。

ＯＬＴ１０は、ルータ４０−１経由で通信回線Ｌ１から、例えば、サーバ５０−２がユーザ端末ＴＥ−１１１宛に送信したフレームを受信すると、この受信フレームをＰＯＮ区間に固有の伝送レイヤプロトコルに従ったフレームフォーマット（Ｇ−ＰＯＮの場合はＧＥＭフレーム）に変換して、光ファイバ１１に送信する。ＰＯＮ区間では、ＯＬＴ１０が光ファイバ１１に送信した下りフレームは、スプリッタ１３で支線光ファイバ１２−１〜１２−ｋに分岐され、全てのＯＮＵ２０−１〜２０−ｋにブロードキャストされる。

各ＯＮＵ２０−ｉには、ＰＯＮ内で固有のポートＩＤが割り当てられている。各ＯＮＵは、受信フレームのヘッダ部（Ｇ−ＰＯＮではＧＥＭヘッダ）が示す宛先識別情報（ポートＩＤ）を参照し、宛先識別情報が自ポートＩＤと一致したフレーム、または宛先識別情報がマルチキャストポートＩＤを示すフレームを受信処理し、それ以外の受信フレームは廃棄する。ユーザ端末ＴＥ−１１１宛のフレームを含むＧＥＭフレームには、ＯＮＵ２０−１に固有のポートＩＤを含むＧＥＭヘッダが付されている。従って、ＯＮＵ２０−１だけが、このＧＥＭフレームを受信処理する。ＯＮＵ２０−１は、ＧＥＭフレームからＧＥＭヘッダを外し、受信フレームのヘッダが示す宛先情報に従って、受信フレームをユーザ端末ＴＥ−１１１との接続回線Ｌ１１に転送する。

一方、ＯＮＵ２０−１〜２０−ｋからネットワークＮＷに向かう上りフレームは、光ファイバ１１上での衝突を回避するため、ＯＬＴ１０が予め各ＯＮＵに割り当てた個別の送信時間帯を利用して送信され、光ファイバ１１上で時分割多重された状態でＯＬＴ１０に到達する。ＯＬＴ１０は、必要に応じてフォーマット変換した後、光ファイバ１１から受信した上りフレームをルータ４０−１に転送する。

図２は、ユーザ端末とＯＮＵとの間、ＯＬＴ１０とルータ４０−１との間の通信プロトコルがイーサネットの場合に、ＯＬＴ１０がルータ４０−１から受信する下り通信フレームＦ１のフォーマットを示す。

ルータ４０−１からの受信フレームＦ１は、ＩＰパケット６０とＬ２ヘッダ６３とからなる。ＩＰパケット６０は、ＩＰヘッダ６１とＩＰペイロード６２とからなる。ＩＰヘッダ６１には、送信元ＩＰアドレス（ＳＡ）６１１、宛先ＩＰアドレス（ＤＡ）６１２、その他のヘッダ情報が含まれる。ここで、ＩＰヘッダの送信元ＩＰアドレス（ＳＡ）６１１は、ＩＰパケットの送信元、例えば、サーバ５０−２のＩＰアドレスを示し、宛先ＩＰアドレス（ＤＡ）６１２は、ＩＰパケットの宛先となるユーザ端末のＩＰアドレスを示す。

本実施例の場合、Ｌ２ヘッダ６３は、イーサネットヘッダであり、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＭＡＣ）６３１と、送信元ＭＡＣアドレス（ＳＭＡＣ）６３２と、プロトコルタイプ６３４と、その他のヘッダ項目６３５を含む。Ｌ２ヘッダに続くパケットの種別を示すプロトコルタイプ６３４には、本実施例の場合、ＩＰパケットであることを示す値が設定されている。また、ＤＭＡＣ６３１は、イーサネットフレームの宛先となるユーザ端末のＭＡＣアドレスを示し、ＳＭＡＣは、イーサネットフレームの送信元となるルータ４０−１のＭＡＣアドレスを示している。通信の安全性を高めるために、ユーザ端末が、ルータ４０−１との間に形成されたＶＬＡＮ（Virtual LAN）を利用してフレームを送受信する場合、Ｌ２ヘッダ６３にはＶＬＡＮ識別子（ＶＩＤ）６３３が含まれる。

図２で７０は、ＰＯＮ区間の下りＧＥＭフレームのフォーマットを示す。
ＧＥＭフレーム７０は、５バイトのＧＥＭヘッダ７１と、可変長のＧＥＭペイロード７２とからなる。ＰＯＮ区間の下りフレームは、ＧＥＭヘッダ７１に含まれるポートＩＤに従って受信制御が行われる。ＯＬＴ１０は、ＧＥＭペイロード７２に、ルータ４０−１からの受信フレームＦ１を設定し、ＧＥＭヘッダ７１に、受信フレームＦ１を受信すべきＯＮＵを指定するためのポートＩＤを設定している。また、ルータ４０−１からの受信フレームＦ１が、サーバ５０−１が送信したマルチキャストフレームの場合、ＯＬＴ１０は、ＧＥＭペイロード７２に、ルータ４０−１からの受信フレームＦ１を設定し、ＧＥＭヘッダ７１に、予め決められたマルチキャスト用のポートＩＤを設定している。

図３は、ＯＬＴ１０から光ファイバ１１に送信されるＧＴＣ（G-PON Transmission Convergence）ダウンストリームフレーム８０のフォーマットを示す。
ＧＴＣダウンストリームフレーム８０は、ヘッダとなるＰＣＢｄ（Physical Control Block downstream）８１と、ＧＴＣペイロード８２とからなり、2,48832Gbit/sの場合、全長が３８８８０バイトとなっている。図２で説明したＧＥＭフレームは、図３にＧＥＭ（１）、ＧＥＭ（２）で示すように、ＧＴＣペイロード８２にマッピングされる。ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０−１〜２０−ｋに通知する帯域制御単位（TCONT）の個数をＮとすると、ＰＣＢｄ領域の長さは「３０＋８×Ｎ」バイトとなり、ＧＴＣペイロード８２の長さは、「３８８８０−ＰＣＢｄ長」となる。

図４は、ＩＰペイロード６２に、ユーザ端末が発行したＩＧＭＰのマルチキャストグループ参加要求メッセージを含むイーサネットフレームのフォーマットを示す。
ＩＧＭＰメッセージは、プロトコルバージョン・フィールド６２１、メッセージタイプ・フィールド６２２、予備（リザーブ）フィールド６２３、チェックサム・フィールド６２４と、マルチキャストグループＩＰアドレス・フィールド６２５からなる。

Ｌ２ヘッダ６３の宛先ＭＡＣアドレスＤＭＡＣ６３１には、ルータ４０−１のアドレスが設定され、送信元ＭＡＣアドレスＳＭＡＣ６３２には、要求元のユーザ端末のＭＡＣアドレスが設定されている。また、ＩＰヘッダ６１の送信元ＩＰアドレス６１１には、要求元のユーザ端末のＩＰアドレスが設定され、宛先ＩＰアドレス６１２は、メッセージタイプ６２２によって異なるアドレス値が設定される。

上記フレームフォーマットは、ＩＧＭＰの他の制御メッセージにも適用される。例えば、ＩＰペイロード６２に、ユーザ端末が発行したマルチキャストグループ参加要求メッセージ（Request）、または後述する確認メッセージ（Query）に対する応答メッセージ（Report）を含む場合は、宛先ＩＰアドレス６１２として、マルチキャストグループＩＰアドレスの値が設定される。ＩＰペイロード６２に、サーバが発行した確認メッセージ（Query）を含む場合、またはユーザ端末が発行したマルチキャストグループ離脱メッセージ（DoneまたはLeave）を含む場合は、それぞれ予め決められたＩＰアドレスの値が設定される。

図５は、本発明によるＯＮＵ２０−ｉの１実施例を示す構成図である。
ＯＮＵ２０−ｉは、ＯＮＵ制御部２００と、支線光ファイバ１２−ｉに接続された光送受信部２０１と、それぞれユーザ端末接続回線Ｌｉ１〜Ｌｉｍに接続された複数の回線インタフェース２０２−１〜２０２−ｍと、これらの回線インタフェースに接続された下り送信制御部２１９および上り受信制御部２２０と、光送受信部２０１と下り送信制御部２１９との間に設けられた下り信号処理回路と、光送受信部２０１と上り受信制御部２２０との間に設けられた上り信号処理回路とからなる。

下り信号処理回路は、光送受信部２０１で受信した光信号を電気信号に変換する光電気（Ｏ／Ｅ）変換部２１０と、Ｏ／Ｅ変換部２１０からの出力信号に基づいてＧＴＣフレームを終端し、ＧＴＣペイロードから抽出されたＧＥＭフレームを次々と出力するＴＣフレーム終端部２１１と、ＧＥＭフレームを一時的に蓄積する下りフレームバッファ２１２と、後述するように下りフレームバッファ２１２から読み出したＧＥＭフレームを解析し、ＧＥＭフレームから抽出したイーサネットフレームを、内部ヘッダ付きのフレーム形式で、下り送信制御部２１９に出力する下りフレーム処理部２１３とからなる。

下りフレーム処理部２１３は、下り送信制御部２１９と連携して下りフレーム転送制御部として機能する。下りフレーム処理部２１３の詳細動作については、後で図１２を参照して詳述する。下り送信制御部２１９は、下りフレーム処理部２１３からフレームを受信すると、受信フレームの内部ヘッダが示す回線番号Ｎｉｊに従ってフレーム転送先となる少なくとも１つの接続回線Ｌｉｊを特定し、この特定回線と対応する回線インタフェース２０２−ｊに、内部ヘッダを除去した下りイーサネットフレームを転送する。

一方、上り信号処理回路は、上り受信制御部２２０が回線インターフェース２０２−１〜２０２−ｍから受信した上り送信フレームを一時的に蓄積する上りフレームバッファ２２１と、上りフレームバッファ２２１から送信フレームを読み出し、ヘッダ情報を解析した上で、ＰＯＮ区間の上りフレームとして出力する上りフレーム処理部２２２と、上りフレーム処理部２２２から出力された送信フレームをＯＮＵ制御部２００が指定した送信時間帯で送信する上り送信制御部２２３と、上り送信制御部２２３からの出力信号を光信号に変換して、光送受信部２０１に出力する電気光（Ｅ／Ｏ）変換部２２４とからなる。

上りフレーム処理部２２２は、ＯＮＵ制御部２００と連携して上りフレーム転送制御部として機能する。上りフレーム処理部２２２は、送信フレームのヘッダ情報からフレーム種別を判定し、後述するマルチキャストグループ管理テーブル２６０を参照して、ＰＯＮ区間へのフレーム転送要否を判定する。転送要と判断された送信フレームは、ＧＥＭフレームに変換して、上り送信制御部２２３に出力される。本発明の特徴は、図１１を参照して後述するように、上りフレーム処理部２２２が、ＩＧＭＰメッセージを選択的に廃棄するようにした点にある。

上りフレーム処理部２２２は、送信フレームが予め指定された種類の制御フレーム、例えば、ＩＧＭＰメッセージフレームや、ＩＰアドレスと対応するＭＡＣアドレスを問い合わせるためのＡＲＰパケットフレームの場合、送信フレームのコピーをＯＮＵ制御部２００に通知する。

ＯＮＵ制御部２００は、マルチキャストモニタテーブル２３０、内部ルーティングテーブル２４０、ＡＲＰテーブル２５０、マルチキャストグループ管理テーブル２６０等が形成されるメモリを備える。このメモリには、上記テーブル以外のデータの格納にも利用される。マルチキャストモニタテーブル２３０は、本発明の第２実施例に関係するテーブルであり、本実施例では省略できる。

内部ルーティングテーブル２４０は、図６に示すように、このＯＮＵ２０−ｉに収容されたユーザ端末の宛先ＭＡＣアドレス（ＤＭＡＣ）２４１と、ユーザ端末が接続された回線番号２４２との対応関係を示す複数のテーブルエントリと、マルチキャスト用のテーブルエントリとからなる。マルチキャスト用のテーブルエントリには、マルチキャストＭＡＣアドレス２４１と対応する回線番号２４２として、全ての回線番号を指定するマルチキャスト番号が設定されている。内部ルーティングテーブル２４０は、下りフレーム処理部２１３が、フレーム転送先となる回線番号を特定し、下りフレームに付すべき内部ヘッダ６４を生成するために参照する。

ＡＲＰテーブル２５０は、図７に示すように、ＩＰアドレス２５１と、ＭＡＣアドレス２５２との対応関係を示す複数のテーブルエントリからなる。ＡＲＰテーブル２５０のテーブルエントリは、ユーザ端末が、例えば、ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）やＲＡＤＩＵＳ（Remote Authentication Dial In User Service）に従って、ＩＰアドレスを取得した後、同一ＩＰアドレスが他のユーザ端末に重複して割り当てられているか否かを確認するためにＡＲＰパケットフレームを送信した時、ＯＮＵ制御部２００のSnooping機能が、上記ＡＲＰパケットの内容に基づいて生成する。

マルチキャストグループ管理テーブル２６０は、図８に示すように、マルチキャストグループＩＰアドレス（マルチキャストグループ識別子）２６１と、マルチキャストグループ参加ユーザ端末のＩＰアドレス（参加ユーザＩＰアドレス）２６２と、ＶＬＡＮ識別子（ＶＩＤ）２６３と、タイムリミット２６４と、レポートフラグ２６５との対応関係を示す複数のテーブルエントリからなる。

但し、ＶＩＤ２６３は、ユーザ端末がＶＬＡＮを利用して通信する場合に必要となる情報であり、マルチキャストグループ管理テーブル２６０に必須の情報項目ではない。タイムリミット２６４は、無用となったテーブルエントリを自動的に削除する際に利用され、レポートフラグ２６５は、ＯＬＴ１０へのReportメッセージの転送要否を判断するために利用される。

マルチキャストグループ管理テーブル２６０のテーブルエントリは、ユーザ端末が、ＩＧＭＰに従って、サーバにマルチキャストグループへの参加要求メッセージを送信した時、ＯＮＵ制御部２００のSnooping機能が、上記参加要求メッセージの内容に基づいて生成する。マルチキャストグループ管理テーブル２６０は、後述するように、ＩＧＭＰメッセージフレームのＯＬＴへの転送要否を判定するために、上りフレーム処理部２２２によって参照される。下りフレーム処理部２１３も、下りマルチキャストフレームのユーザ端末への転送要否を判定するために、このテーブルを参照する。

図１０は、本発明によるＩＧＭＰメッセージとマルチキャストデータの転送制御の第１実施例を示すシーケンス図である。ここでは、ＯＮＵ２０−１に着目して、本実施例の特徴を説明する。

制御下にある複数のユーザ端末、例えば、ＴＥ−１１１とＴＥ−１２から、同一のマルチキャストグループへの参加要求メッセージ（マルチキャストRequest）を受信した場合（ＳＱ１−１、ＳＱ１−２）、ＯＮＵ２０−１は、最初の要求メッセージをＯＬＴ１０に転送し（ＳＱ２）、後で受信した要求メッセージは廃棄する（Ｓ１０）。ＯＬＴ１０は、ＯＮＵ２０−１から受信した要求メッセージをサーバ５０−１に転送する（ＳＱ３）。

受信した要求メッセージをＯＬＴ１０に転送するか廃棄するかの判断は、図８に示したマルチキャストグループ管理テーブル２６０に基づいて行われる。マルチキャストグループ管理テーブル２６０には、要求メッセージの受信の都度、受信メッセージが示すマルチキャストグループＩＰアドレスと対応して、参加ユーザのＩＰアドレスを示す新たなテーブルエントリが登録され、同一のマルチキャストグループＩＰアドレスに、既に他のユーザのＩＰアドレスが登録済みの場合は、その後に受信した要求メッセージがすべて廃棄される。ユーザ端末ＴＥ−１２から受信した要求メッセージは、このような理由で廃棄されている。

サーバ５０−１は、上記参加要求メッセージに応答して、ＯＬＴ１０へのマルチキャストデータの送信（ＳＱ１０）を開始する。上記マルチキャストデータは、ＯＬＴ１０によってＰＯＮ区間に転送される（ＳＱ１１）。ＯＮＵ２０−１は、上記マルチキャストデータを受信すると、マルチキャストグループ管理テーブル２６０が示す参加ユーザＩＰアドレス２６２に従って、ユーザ端末ＴＥ−１１１とＴＥ−１２に転送する（ＳＱ１２）。

サーバ５０−１は、下流側でのマルチキャストデータの受信状況を確認するため、ＯＬＴ１０に定期的にＩＧＭＰの確認メッセージG-Query（General Query）を送信する（ＳＱ２０）。ＯＬＴ１０は、上記確認メッセージをＰＯＮ区間に転送する（ＳＱ２１）。ＯＮＵ２０−１は、上記確認メッセージを受信すると、マルチキャストグループ管理テーブル２６０が示す参加ユーザＩＰアドレス２６２に従って、ユーザ端末ＴＥ−１１１とＴＥ−１２に転送する（ＳＱ２２）。

マルチキャストデータを受信中のユーザ端末ＴＥ−１１１とＴＥ−１２は、上記確認メッセージを受信すると、それぞれマルチキャストデータの受信を継続するための応答メッセージ（Report）を返送する（ＳＱ２３−１、ＳＱ２３−２）。本実施例では、ＯＮＵ２０−１は、最初に受信した応答メッセージのみをＯＬＴ１０に転送し（ＳＱ２４）、後で受信した応答メッセージは廃棄する（Ｓ２０）。ＯＮＵ２０−１から送信された応答メッセージは、ＯＬＴ１０によってサーバ５０−１に転送される（ＳＱ２５）。

上記応答メッセージの転送／廃棄の判断も、図８に示したマルチキャストグループ管理テーブル２６０に基づいて行われる。この場合、レポートフラグ２６５が利用される。ＯＮＵ２０−１は、ＯＬＴ１０から確認メッセージ（G-Query）を受信した時、この確認メッセージが示すマルチキャストグループＩＰアドレスと対応するレポートフラグ２６５をリセット（“０”状態）しておき、最初の応答メッセージを受信した時、上記レポートフラグ２６５をセットする（“１”状態）。ＯＮＵ２０−１は、応答メッセージの受信の都度、レポートフラグを参照し、リセット状態であれば、応答メッセージをＯＬＴ１０に転送し、セット状態であれば、応答メッセージを廃棄することによって、ＯＬＴへの重複した応答メッセージの送信を回避する。

各ユーザ端末は、マルチキャストデータの受信を終了する時、マルチキャストグループ離脱要求メッセージ（LeaveまたはDoneメッセージ。以下、Doneメッセージと言う）を発行する。ユーザ端末ＴＥ−１２からDoneメッセージを受信すると（ＳＱ３０−１）、ＯＮＵ２０−１は、マルチキャストグループ管理テーブル２６０を参照する。ユーザ端末ＴＥ−１２以外にマルチキャストデータを受信中のユーザ端末が存在していることを判ると、ＯＮＵ２０−１は、受信したDoneメッセージを廃棄し（Ｓ３０）、送信元のユーザ端末ＴＥ−１２に対して、離脱確認のために、ＯＮＵ側でのローカルな確認メッセージS-Query（Specific Query）を送信する（ＳＱ３１−１）。

ＯＮＵ２０−１は、後で詳述するように、ユーザ端末からDoneメッセージを受信すると、マルチキャストグループ管理テーブル２６０におけるDoneメッセージの送信元ユーザ端末と対応するテーブルエントリのタイムリミット２６４を短縮しておき、タイムリミット２６４に達した時点で、上記S-Queryメッセージを発行する。所定時間内に上記S-Queryメッセージに対する応答を受信できなければ、ＯＮＵ２０−１は、マルチキャストグループ管理テーブル２６０から、ユーザ端末ＴＥ−１２と対応するテーブルエントリを削除する。

ユーザ端末ＴＥ−１１１からDoneメッセージを受信（ＳＱ３０−２）した時も、ＯＮＵ２０−１は、マルチキャストグループ管理テーブル２６０を参照する。この場合、ユーザ端末ＴＥ−１１１以外には、マルチキャストデータを受信中のユーザ端末が存在しないことが判るため、ＯＮＵ２０−１は、上記DoneメッセージをＯＬＴ１０に転送し（ＳＱ３２）、送信元のユーザ端末ＴＥ−１２に対して、離脱確認のためのローカルな確認メッセージ（S-Query）を送信する（ＳＱ３１−２）。上記Doneメッセージは、ＯＬＴ１０によってサーバ５０−１に転送される（ＳＱ３３）。ユーザ端末ＴＥ−１１１のテーブルエントリも、所定時間内に上記S-Queryメッセージに対する応答メッセージが無ければ、マルチキャストグループ管理テーブル２６０から削除される。

上記通信シーケンスから明らかなように、本実施例によれば、ＯＮＵ２０からＯＮＴ１０への重複したＩＧＭＰメッセージの送信が抑制されているため、各ＯＮＵがＰＯＮ区間の上り通信帯域を有効に利用できる。また、ＯＬＴ１０とサーバ５０−１も、下流側からのＩＧＭＰメッセージの受信回数が少なくなるため、ＩＧＭＰメッセージの受信処理の負荷を軽減できる。

図１１は、ＯＮＵの上りフレーム処理部２２２の動作を示すフローチャートである。
ＯＮＵの上りフレーム処理部２２２は、上り受信バッファ２２１から上りフレームを読み出し（ステップ３０１）、受信フレームがＩＧＭＰメッセージフレームか否かを判定する（３０２）。受信フレームがＩＧＭＰメッセージフレームでなければ、上りフレーム処理部２２２は、このフレームを上り送信制御部２２３に転送して（３１５）、上り受信バッファ２２１から次の上りフレームを読み出す（３０１）。受信フレームがＩＧＭＰメッセージフレームの場合、上りフレーム処理部２２２は、メッセージタイプに応じた処理を実行する。

受信フレームがRequestメッセージを含む場合（３１０）、上りフレーム処理部２２２は、マルチキャストグループ管理テーブル２６０を参照し、Requestメッセージが示すマルチキャストグループＩＰアドレス６２５と同じマルチキャストグループに、既に他の参加ユーザＩＰアドレス２６２が登録済みか否かを判定する（３１１）。もし、参加ユーザＩＰアドレス２６２が登録されていなければ、上りフレーム処理部２２２は、受信フレーム（Requestメッセージ）のコピーをＯＮＵ制御部２００に出力し（３１４）、受信フレームを上り送信制御部２２３に転送して（３１５）、上り受信バッファ２２１から次の上りフレームを読み出す（３０１）。

他の参加ユーザＩＰアドレス２６２が登録済みの場合、上りフレーム処理部２２２は、受信フレーム（Requestメッセージ）のコピーをＯＮＵ制御部２００に出力し（３３３）、受信フレームを廃棄して（３３４）、上り受信バッファ２２１から次の上りフレームを読み出す（３０１）。この場合、受信フレームを廃棄する代わりに、ステップ３３３で、受信フレームそのものをＯＮＵ制御部２００に出力してもよい。

受信フレームがDoneメッセージを含む場合（３２０）、上りフレーム処理部２２２は、マルチキャストグループ管理テーブル２６０を参照し、Doneメッセージが示すマルチキャストグループＩＰアドレス６２５と同じマルチキャストグループに、他の参加ユーザＩＰアドレス２６２が登録されているか否かを判定する（３２１）。もし、他の参加ユーザＩＰアドレス２６２が登録されていなければ、上りフレーム処理部２２２は、受信フレーム（Doneメッセージ）のコピーをＯＮＵ制御部２００に出力し（３１４）、受信フレームを上り送信制御部２２３に転送して（３１５）、上り受信バッファ２２１から次の上りフレームを読み出す（３０１）。

他の参加ユーザＩＰアドレス２６２が登録されていた場合、上りフレーム処理部２２２は、受信フレーム（Doneメッセージ）のコピーをＯＮＵ制御部２００に出力し（３３３）、受信フレームを廃棄して（３３４）、上り受信バッファ２２１から次の上りフレームを読み出す（３０１）。この場合も、受信フレームを廃棄する代わりに、ステップ３３３で、受信フレームそのものをＯＮＵ制御部２００に出力してもよい。

受信フレームがReportメッセージを含む場合（３３０）、上りフレーム処理部２２２は、マルチキャストグループ管理テーブル２６０を参照し、Report メッセージが示すマルチキャストグループＩＰアドレス６２５と対応するレポートフラグの状態を判定する（３３１）。もし、レポートフラグがリセット状態であれば、上りフレーム処理部２２２は、レポートフラグをセット（３３２）した後、受信フレーム（Reportメッセージ）のコピーをＯＮＵ制御部２００に出力し（３１４）、受信フレームを上り送信制御部２２３に転送して（３１５）、上り受信バッファ２２１から次の上りフレームを読み出す（３０１）。レポートフラグが既にセット状態であれば、上りフレーム処理部２２２は、受信フレーム（Reportメッセージ）のコピーをＯＮＵ制御部２００に出力し（３３３）、受信フレームを廃棄して（３３４）、上り受信バッファ２２１から次の上りフレームを読み出す（３０１）。この場合も、受信フレームを廃棄する代わりに、ステップ３３３で、受信フレームそのものをＯＮＵ制御部２００に出力してもよい。

受信フレームが、上述したRequest、Done、Report以外のメッセージを含む場合、上りフレーム処理部２２２は、受信フレームを上り送信制御部２２３に転送して（３１５）、上り受信バッファ２２１から次の上りフレームを読み出す（３０１）
ＯＮＵ制御部２００のSnooping機能は、上りフレーム処理部２２２から受信したＩＧＭＰメッセージフレームと、後述する下りフレーム処理部２１３から受信したＩＧＭＰメッセージフレームのメッセージタイプに応じて、マルチキャストグループ管理テーブル２６０を更新する。

受信フレームがRequestメッセージフレームの場合、Snooping機能は、受信フレームのマルチキャストグループＩＰアドレス６２５と送信元ＩＰアドレスをそれぞれマルチキャストグループＩＰアドレス２６１、参加ユーザＩＰアドレス２６２とする新たなテーブルエントリを生成し、マルチキャストグループ管理テーブル２６０に追加する。

この時、上記テーブルエントリのタイムリミット２６４には、現在時刻に所定値、例えば、２５５秒を加えた値が設定される。但し、タイムリミットを設ける代わりに、テーブルエントリ毎にタイマを用意し、このタイマが２５５秒後にタイマ割り込みを発生するようにしてもよい。受信フレームのＬ２ヘッダがＶＬＡＮ識別子（ＶＩＤ）を含んでいた場合、Ｌ２ヘッダから抽出されたＶＩＤの値が、上記テーブルエントリにＶＩＤ２６３として設定される。

受信フレームがDoneメッセージフレームの場合、Snooping機能は、マルチキャストグループ管理テーブル２６０において、受信フレームのマルチキャストグループＩＰアドレス６２５、送信元ＩＰアドレスと対応するテーブルエントリのタイムリミット２６４に短いリミット時刻、例えば、１秒後の時刻を設定しておき、図１３で後述するマルチキャストテーブルエントリの削除ルーチンに従って、タイムリミットに達した時点で不要テーブルエントリの削除処理を実行する。

図１２は、ＯＮＵの下りフレーム処理部２１３の動作を示すフローチャートである。
下りフレーム処理部２１３は、下りフレームバッファ２１２からＧＥＭフレームを読み出し（４０１）、ＧＥＭヘッダ７１に含まれるポートＩＤと自ポートＩＤとを比較する（４０２）。ポートＩＤが一致していれば、ＧＥＭフレームは、広域ネットワークの何れかのサーバ、例えば、サーバ５０−２から送信されたユニキャストデータフレーム、またはＯＬＴ１０から送信されたＰＯＮ制御フレームを含んでいる。この場合、下りフレーム処理部２１３は、ＧＥＭフレームからＧＥＭヘッダ７１を除去し（４０３）、ＧＥＭペイロード７２に含まれる受信フレームの種別を判定する（４０４）。

受信フレームがＰＯＮ制御フレームの場合、下りフレーム処理部２１３は、受信フレームをＯＮＵ制御部２００に転送（４０５）した後、下りフレームバッファ２１２から次のＧＥＭフレームを読み出す（４０１）。
受信フレームがユニキャストデータフレームの場合、下りフレーム処理部２１３は、内部ルーティングテーブル２４０から、受信フレームのＬ２ヘッダが示すＤＭＡＣ６３１と対応する回線番号２４２を検索し、この回線番号を含む内部ヘッダを受信フレームに付加して（４１９）、受信フレームを下り送信制御部２１９に転送する（４２０）。この後、下りフレーム処理部２１３は、下りフレームバッファ２１２から次のＧＥＭフレームを読み出す（４０１）。

ＧＥＭヘッダ７１に含まれるポートＩＤが、自ポートＩＤと一致しなかった場合、下りフレーム処理部２１３は、ＧＥＭヘッダ７１のポートＩＤがマルチキャストポートＩＤか否かを判定する（４１０）。マルチキャストポートＩＤでなければ、ＧＥＭフレームを廃棄して（４２１）、ステップ４０１で、下りフレームバッファ２１２から次のＧＥＭフレームを読み出す。

ＧＥＭヘッダ７１のポートＩＤがマルチキャストポートＩＤの場合、すなわち、ＧＥＭフレームがマルチキャストデータ用のＩＰパケットまたはG-Queryメッセージを含んでいた場合、各ＯＮＵでは、受信フレームが、自分の配下にあるユーザ端末に関係なければ、受信フレームを廃棄することが望まれる。そこで、下りフレーム処理部２１３は、マルチキャストグループ管理テーブル２６０から、マルチキャストデータパケットの宛先ＩＰアドレス（マルチキャストグループＩＰアドレス）、またはG-Queryメッセージが示すマルチキャストグループＩＰアドレスと対応したテーブルエントリを検索する（４１３）。

検索の結果（４１４）、マルチキャストグループ管理テーブル２６０に受信メッセージのマルチキャストグループＩＰアドレスをもつテーブルエントリが未登録の場合、下りフレーム処理部２１３は、受信したＧＥＭフレームを廃棄して（４２１）、ステップ４０１で、下りフレームバッファ２１２から次のＧＥＭフレームを読み出す。

マルチキャストグループ管理テーブル２６０に受信メッセージと対応するテーブルエントリが登録済みの場合、下りフレーム処理部２１３は、ＧＥＭフレームからＧＥＭヘッダを除去し（４１５）、もし、受信フレームがG-Queryメッセージ用のものであれば（４１６）、上記テーブルエントリのレポートフラグ２６５をリセットする（４１７）。この後、下りフレーム処理部２１３は、内部ルーティングテーブル２４０を参照して、受信フレームに付すべき内部ヘッダを生成し（４１９）、内部ヘッダが付されたマルチキャストフレームを下り送信制御部２１９に転送し（４２０）、下りフレームバッファ２１２から次のＧＥＭフレームを読み出す（４０１）。ステップ４１８については、後述する。

下り送信制御部２１９は、下りフレーム処理部２１３からイーサネットフレームを受信すると、内部ヘッダを除去し、内部ヘッダが示す回線番号で特定された回線インタフェース２０２に受信フレームを転送する。もし、マルチキャストフレームの内部ヘッダに、マルチキャスト用の番号が設定されていれば、受信フレームは、全ての回線インターフェースに転送される。この場合、マルチキャストフレームは、これを受信すべきユーザ端末が接続された回線以外の回線にも送信されるため、マルチキャストグループに参加していないユーザ端末にも配信されることになる。

マルチキャストフレームの送出先をマルチキャストグループに参加しているユーザ端末が接続された特定の回線に限定するためには、ＡＲＰテーブル２５０を利用すればよい。
例えば、図１２に破線ステップで示すように、下りフレーム処理部２１９が、マルチキャストグループ管理テーブル２６０から検索された参加ユーザＩＰアドレス２６２に基づいて、ＡＲＰテーブル２５０からＭＡＣアドレス２５２を検索し（４１８）、内部ルーチングテーブル２４０から、上記ＭＡＣアドレスと対応する回線番号２４２を検索して、マルチキャストフレームに付すべき内部ヘッダを生成する（４１９）ようにすればよい。

マルチキャストグループ管理テーブル２６０に、１つのマルチキャストグループＩＰアドレス２６１と対応して、複数の参加ユーザＩＰアドレスが登録されていた場合、下りフレーム処理部２１３は、内部ルーチングテーブル２４０から複数の回線番号を検索し、これら複数の回線番号を含む内部ヘッダを生成することになる。このように、マルチキャストフレームの転送先となる回線を内部ヘッダで限定しておくことによって、下り送信制御部２１９に、受信フレームを特定の回線インタフェース２０２に選択的に転送させることが可能となる。但し、この場合でも、マルチキャストフレームが送出された回線に、宅内ルータ３０を介して複数のユーザ端末が接続されていれば、マルチキャスト要求元でないユーザ端末にも、マルチキャストフレームが転送される可能性がある。

通信の安全性を高めるために、ユーザ端末とルータ４０−１とが、ＶＬＡＮを利用してイーサネットフレームを通信するネットワーク構成の場合、ＶＩＤを利用することによって、同一フレームが複数のユーザ接続回線にマルチキャストされた場合でも、ＶＩＤで特定されたユーザ端末にのみフレームを受信させることが可能となる。

図１３は、タイムリミットに達した時、ＯＮＵ制御部２００が実行するマルチキャストテーブルエントリの削除処理ルーチンのフローチャートを示す。
マルチキャストグループ管理テーブル２６０の何れかのテーブルエントリで、タイムリミット２６４を経過すると、ＯＮＵ制御部２００は、上記テーブルエントリが示す参加ユーザＩＰアドレスを宛先ＩＰアドレスとして、離脱確認のためのローカルなメッセージ（S-Queryメッセージ）を生成し（５０１）、これを下りフレーム処理部２１３に出力する（５０２）。下りフレーム処理部２１３は、上記S-Queryメッセージに、ＡＲＰテーブル２５０とルーティングテーブル２４０によって特定される参加ユーザＩＰアドレスと対応した回線番号を示す内部ヘッダを付加して、下り送信制御部２１９に転送する。

ＯＮＵ制御部２００は、上記S-Queryメッセージを受信したユーザ端末からの応答メッセージ（Report）を待ち（５０３）、所定時間内にReportメッセージが受信されなければ、時間切れとなったテーブルエントリをマルチキャストグループ管理テーブル２６０から削除する（５０４）。もし、上記ユーザ端末から所定時間内にReportメッセージを受信した場合、上記テーブルエントリのタイムリミット２６４を現在時刻の２５５秒後の値にリセットする（５０５）。

上記実施例では、上りフレーム処理部２２２から受け取ったマルチキャスト制御メッセージ（ＩＧＭＰメッセージ）に基づいて、ＯＮＵ制御部２００が、マルチキャストグループ管理テーブル２６０のテーブルエントリの登録／削除を行っているが、テーブルエントリの登録／削除は、上りフレーム処理部２２２が単独で行うようにしてもよい。

図１４は、本発明によるＩＧＭＰメッセージとマルチキャストデータの転送制御の第２の実施例を示すシーケンス図である。ここでは、ＯＮＵ２０−２に着目して、第２実施例の特徴を説明する。
第２実施例の特徴は、ユーザ端末が自由に鑑賞できるマルチキャストデータについては、他のＯＮＵからの要求によって既にＰＯＮ区間に配信中であれば、各ＯＮＵが、制御下にあるユーザ端末から受信した新たなマルチキャストグループ参加要求に応答して、サーバにRequestを送信することなく、直ちに要求元ユーザ端末へのマルチキャストデータの転送動作を開始できるようにした点にある。

第２実施例では、各ＯＮＵ２０は、図９に示すマルチキャストモニタテーブル２３０を利用して、マルチキャストグループへの参加要求メッセージ（Requestメッセージ）のＯＬＴ１０への転送を制御する。

マルチキャストモニタテーブル２３０は、ユーザ端末が無償で自由に鑑賞できるマルチキャスト番組のマルチキャストグループＩＰアドレス２３１を示す複数のテーブルエントリからなる。また、各テーブルエントリは、マルチキャストグループＩＰアドレス２３１をもつマルチキャストデータがＰＯＮ区間に送信中か否かを示すサービス状態情報として、タイムスタンプ２３２を含んでいる。ＯＮＵは、マルチキャストデータの受信の都度、タイムスタンプ２３２を現在の時刻に更新する。

図１４は、ＯＮＵ２０−１が、ユーザ端末ＴＥ−１１１とＴＥ−１２に、マルチキャストデータを中継中（ＳＱ１０〜ＳＱ１２）の状態を示す。マルチキャストデータフレームは、ＯＬＴ１０に接続された全てのＯＮＵにブロードキャストされているため、ＯＮＵ２０−２も、現在、ＰＯＮ区間にブロードキャストされているマルチキャストデータのグループＩＰアドレスを監視することができる（Ｓ０１）。ＯＮＵ２０−２は、ＯＬＴ１０がＰＯＮ区間に転送したマルチキャストデータフレームを受信すると（ＳＱ１１）、受信フレームが示すマルチキャストグループＩＰアドレスをマルチキャストモニタテーブル２３０と照合し、該当するテーブルエントリが在れば、そのタイムスタンプ２３２の値を更新する。

ここで、ＯＮＵ２０−２に接続されたユーザ端末ＴＥ−２１から、マルチキャストグループへの参加要求（Requestメッセージ）が発行されたと仮定する（ＳＱ１(2-1)）。本実施例では、上記Requestメッセージを受信したＯＮＵ２０−２が、マルチキャストモニタテーブル２３０を参照し、受信メッセージが示すマルチキャストグループＩＰアドレスと対応するテーブルエントリのサービス状態情報（タイムスタンプ）２３２から、ユーザ端末ＴＥ−２１が要求したマルチキャスト番組のデータがＰＯＮ区間に現在配信サービス中か否かを判定する（Ｓ０２）。

目的のマルチキャストデータが現在配信サービス中か否かは、該当するテーブルエントリの有無と、該当するテーブルエントリのタイムスタンプの値が時々刻々と更新中か否かによって判定できる。目的のテーブルエントリがマルチキャストモニタテーブル２３０に無かった場合、または、目的のテーブルエントリでタイムスタンプの値が古い時刻を示していた場合、ＯＮＵ２０−２は、参加要求されたマルチキャストデータがＰＯＮ区間に配信サービス中ではないと判断し、RequestメッセージをＯＬＴ１０に転送する（ＳＱ２−２）。このメッセージは、ＯＬＴ１０によってサーバ５０−１に転送される。

もし、要求されたマルチキャストデータがＰＯＮ区間に配信サービス中であれば、ＯＮＵ２０−２は、受信したRequestメッセージを廃棄し（Ｓ１０）、サーバ５０−１がその後に送信して（ＳＱ１０−ｎ）、ＯＬＴ１０がＰＯＮ区間にブロードキャストするマルチキャストデータ（ＳＱ１１−ｎ）を要求元のユーザ端末ＴＥ−２１に中継する（ＳＱ１３−ｎ）。

図１５は、第２実施例におけるＯＮＵ２０の下りフレーム処理部２１３の動作を示すフローチャートである。図１２で説明した第１実施例と共通するステップには同一の符号を適用し、説明を省略する。
下りフレーム処理部２１３は、受信したＧＥＭフレームのポート番号がマルチキャストポート番号の場合（４１０）、受信フレームのマルチキャストグループＩＰアドレスがマルチキャストモニタテーブル２３０に登録されているか否かを判定する（４１１）。もし、登録済みの場合、上記マルチキャストグループＩＰアドレスと対応するテーブルエントリのタイムスタンプ２３２の値を現在時刻に更新し（４１２）、マルチキャストグループ管理テーブル２６０を参照する（４１３）。その後の処理シーケンスは、図１３と同様である。

図１６は、第２実施例におけるＯＮＵ２０の上りフレーム処理部２２２の動作を示すフローチャートである。図１１で説明した第１実施例と共通するステップには同一の符号を適用し、説明を省略する。

受信フレームがＩＧＭＰのRequestメッセージフレームの場合（３１０）、上りフレーム処理部２２２は、マルチキャストグループ管理テーブル２６０を参照し、Requestメッセージが示すマルチキャストグループＩＰアドレス６２５と同じマルチキャストグループに、既に他の参加ユーザＩＰアドレス２６２が登録済みか否かを判定する（３１１）。もし、参加ユーザＩＰアドレス２６２が登録されていなかった場合、上りフレーム処理部２２２は、マルチキャストモニタテーブル２３０をチェックし（３１２）、受信メッセージと対応するテーブルエントリの有無とタイムスタンプの値から、受信メッセージで要求されたマルチキャストデータがＰＯＮ区間で配信サービス中か否かを判定する（３１３）。

要求されたマルチキャストデータが配信サービス中であれば、上りフレーム処理部２２２は、受信フレーム（Requestメッセージ）のコピーをＯＮＵ制御部２００に出力し（３３３）、受信フレームを廃棄して（３３４）、上り受信バッファ２２１から次の上りフレームを読み出す（３０１）。この場合も、受信フレームを廃棄する代わりに、ステップ３３３で、受信フレームそのものをＯＮＵ制御部２００に出力してもよい。

要求されたマルチキャストデータが配信サービス中でなかった場合、上りフレーム処理部２２２は、受信フレーム（Requestメッセージ）のコピーをＯＮＵ制御部２００に出力し（３１４）、受信フレームを上り送信制御部２２３に転送して（３１５）、上り受信バッファ２２１から次の上りフレームを読み出す（３０１）。

図１７は、本発明によるＩＧＭＰメッセージとマルチキャストデータの転送制御の第３の実施例を示すシーケンス図である。
図１０のシーケンス図で説明したように、マルチキャストデータの受信を継続したいユーザ端末は、マルチキャストサーバ５０−１から送信された受信状態確認のためのG-Queryメッセージに応答して、Reportメッセージを返送する必要がある。

第１実施例では、各ＯＮＵ２０が、制御下にあるユーザ端末からReportメッセージを受信した時、最初のReportメッセージをＯＮＴ１０に転送し、その後に受信した同一マルチキャストグループのReportメッセージを廃棄することによって、ＰＯＮ区間に送出されるReportメッセージの数を減少させていた。この場合、ＯＬＴ１０に接続された各ＯＮＵ２０は、それぞれが個別にReportメッセージを送信しているため、ＯＬＴ１０は、１つのG-Queryメッセージに応答して、複数のＯＮＵからReportメッセージを受信し、それらをサーバ５０−１に中継することになる。

サーバ５０−１は、マルチキャストデータの受信を継続したいユーザ端末が１つでも存在すれば、ＯＬＴ１０に対して、マルチキャストデータを送信し続ける必要があり、ＯＬＴ１０からReportメッセージを何回も受信する必要はない。従って、ＯＬＴ１０は、ＰＯＮ区間からG-Queryメッセージに応答したReportメッセージを１回だけ受信し、それをサーバに返送すればよく、複数のＯＮＵから個別にReportメッセージを受信する必要はない。

第３実施例は、それぞれにマルチキャスト参加ユーザが存在する複数のＯＮＵ２０のうち、G-Queryメッセージへの応答義務をもつＯＮＵを予めＯＬＴ１０が指定しておくことによって、ＰＯＮ区間での無用なReportメッセージの転送をなくし、ＯＬＴの負荷を減少させたことを特徴とする。

図１７では、同一のマルチキャストグループに対して、ＯＮＵ２０−１のユーザ端末から最初に参加要求（ＳＱ１(1-1)）が発生し、その後で、ＯＮＵ２０−２のユーザ端末からの参加要求（ＳＱ１(2-1)とＳＱ１(2-2)）と、ＮＵ２０−３のユーザ端末からの参加要求（ＳＱ１(3-1)）が発生した場合を想定している。各ＯＮＵは、それぞれユーザ端末から受信した最初の参加要求メッセージ（Request）をＯＬＴ１０に転送する（ＳＱ２−１、ＳＱ２−２、ＳＱ２−３）。

本実施例では、ＯＬＴ１０が、１つのマルチキャストグループに対して最初の参加要求メッセージを受信した時、これをサーバ５０−１に転送（ＳＱ３−１）した後、上記参加要求の送信元ＯＮＵ２０−１に対して、G-Queryメッセージへの応答義務をもたせるためのフラグ設定指示メッセージを送信する（ＳＱ４）。ＯＮＵ２０−１は、上記フラグ設定指示メッセージを受信すると、Report送信フラグビット（Bit）をオン状態に設定する（Ｓ１５）。

上記Report送信フラグビットは、マルチキャストグループ管理テーブル２６０が示すレポートフラグ２６５（第１フラグ）とは別のフラグ（第２フラグ）である。ＯＮＵ２０−１〜ＯＮＵ２０−３は、初期状態において、それぞれのReport送信フラグビットがオフ状態に設定してあり、このフラグビットがオフ状態になっている間は、ユーザ端末から受信したReportメッセージをＯＬＴ１０に転送する必要はない。

この状態で、サーバ５０−１がG-Queryを送信すると（ＳＱ２０）、ＯＬＴ１０がこれをＰＯＮ区間にブロードキャストし（ＳＱ２１）、マルチキャスト参加ユーザが存在しているＯＮＵ２１−１と２０−２が、G-Queryを各ユーザ端末に転送する（ＳＱ２２−１、ＳＱ２２−２）。マルチキャストデータの受信を継続したいユーザ端末は、上記G-Queryに応答してReportメッセージを返送する。本実施例では、Report送信フラグビットがオン状態となっているＯＮＵ２０−１のみが、ユーザ端末から受信した最初のReportメッセージ（ＳＱ２３）をＯＬＴ１０に転送する（ＳＱ２４−１）。上記Reportメッセージは、ＯＬＴ１０によって、サーバ５０−１に転送される（ＳＱ２５−１）。

ここで、ＯＮＵ２０−１に接続されているユーザ端末が、マルチキャスト離脱要求（Done）を発行（ＳＱ３０）したと仮定する。この場合、ＯＮＵ２０−１は、DoneメッセージをＯＬＴ１０に転送（ＳＱ３１）した後、Report送信フラグビットをオフ状態に切替える（Ｓ１６）。ＯＬＴ１０は、フラグ設定指示を与えてあったＯＮＵ２０−１からDoneメッセージを受信すると、Doneメッセージをサーバ５０−１に転送（ＳＱ３２）した後、ＰＯＮ区間にS-Queryメッセージをブロードキャストする（ＳＱ３３）。

上記S-Queryメッセージを受信したＯＮＵのうち、マルチキャストグループに参加中のユーザ端末が存在しているＯＮＵ、ここに示した例では、ＯＮＵ２０−２がReportメッセージを返送する（ＳＱ３４）。もし、ＯＮＵ２０−３にも参加ユーザが存在していれば、ＯＮＵ２０−２がReportメッセージを返送することになる。ＯＬＴ１０は、S-Queryメッセージに最初に応答したＯＮＵ２０−２に対して、フラグ設定指示メッセージを送信する（ＳＱ２５）。

ＯＮＵ２０−２は、上記フラグ設定指示メッセージを受信すると、Report送信フラグビットをオン状態にする（Ｓ１５）。その後に、サーバ５０−１がG-Queryを送信すると（ＳＱ２０）、ＯＬＴ１０がこれをＰＯＮ区間にブロードキャストし（ＳＱ２１）、ＯＮＵ２１−２と２０−３が、G-Queryを各ユーザ端末に転送する（ＳＱ２２−２、ＳＱ２２−３）。マルチキャストデータの受信を継続したいユーザ端末が、上記G-Queryに応答してReportメッセージを返送すると（ＳＱ２３−２）、今回は、ＯＮＵ２０−２がReportメッセージをＯＬＴ１０に転送する（ＳＱ２４−２）。上記Reportメッセージは、ＯＬＴ１０によって、サーバ５０−１に転送される（ＳＱ２５−２）。

図１８は、本発明によるＩＧＭＰメッセージとマルチキャストデータの転送制御の第４の実施例を示すシーケンス図である。
第４実施例では、ＯＬＴ１０が、ＯＮＵ２０−１〜ＯＮＵ２０−ｋから受信したＩＧＭＰメッセージを選択的に廃棄し、サーバ５０−１に対して必要最小限のＩＧＭＰメッセージを転送することを特徴としている。本実施例において、ＯＬＴ１０は、マルチキャストグループ識別子と対応して、制御メッセージ（ＩＧＭＰメッセージ）の中継要否判定情報を示す管理テーブルを備えている。上記管理テーブルは、各ＯＮＵ２０が備えるマルチキャストグループ管理テーブルと同様、マルチキャストグループ毎に参加ユーザ端末のＩＰアドレスを記憶したものでよい。

ＯＮＵ２０−１は、ユーザ端末からRequestメッセージを受信すると（ＳＱ１(1-1)、ＳＱ１(1-2)）、マルチキャストグループ管理テーブルに新たなテーブルエントリを登録し（Ｓ０１−１、Ｓ０２−１）、各マルチキャストグループで最初に受信したRequestメッセージのみをＯＬＴ１０に転送し（ＳＱ２−１）、その後に受信したRequestメッセージは廃棄する（Ｓ１０−１）。また、ユーザ端末からDoneメッセージを受信すると（ＳＱ３０(1-1)、ＳＱ３０(1-2)）、ＯＮＵ２０−１は、マルチキャストグループ管理テーブルから、受信メッセージと対応するテーブルエントリを削除し（Ｓ０３−１、Ｓ０４−１）し、各マルチキャストグループで最後に受信したDoneメッセージのみをＯＬＴ１０に転送し（ＳＱ３１−１）、その前に受信したDoneメッセージは廃棄している（Ｓ３０−１）。

ＯＮＵ２０−２も、ＯＮＵ２０−１と同様、ユーザ端末からRequestメッセージを受信すると（ＳＱ１(2-1)、ＳＱ１(2-2)）、各マルチキャストグループで最初に受信したRequestメッセージのみをＯＬＴ１０に転送し（ＳＱ２−２）、その後に受信したRequestメッセージは廃棄し（Ｓ１０−２）、Doneメッセージを受信すると（ＳＱ３０(2-1)、ＳＱ３０(2-2)）、各マルチキャストグループで最後に受信したDoneメッセージのみをＯＬＴ１０に転送し（ＳＱ３１−２）、その前に受信したDoneメッセージは廃棄している（Ｓ３０−２）。

本実施例のＯＬＴ１０は、ＯＮＵ２０−１、２０−２からRequestメッセージを受信すると（ＳＱ２−１、ＳＱ２−２）、管理テーブルに新たなテーブルエントリを登録し（Ｓ０１−１０、Ｓ０２−１０）、各マルチキャストグループで最初に受信したRequestメッセージのみをサーバ５０−１に転送し（ＳＱ３）、その後に受信したRequestメッセージは廃棄する（Ｓ１０−１０）。また、ＯＮＵからDoneメッセージを受信すると（ＳＱ３１−１、ＳＱ３１−２）、ＯＬＴ１０は、マルチキャストグループ管理テーブルから、受信メッセージと対応するテーブルエントリを削除し（Ｓ０３−１０、Ｓ０４−１０）、各マルチキャストグループで最後に受信したDoneメッセージのみをＯＬＴ１０に転送し（ＳＱ３３）、その前に受信したDoneメッセージは廃棄する（Ｓ３０−１０）。

図１９は、上述した第３、第４実施例の機能を備えたＯＬＴ１０の構成図である。
ＯＬＴ１０は、ＯＬＴ制御部１００と、光ファイバ１１に接続された光送受信部１０１と、回線Ｌ１に接続された送信回線インタフェース１０２Ａおよび受信回線インタフェース１０２Ｂと、光送受信部１０１と送信回線インタフェース１０２Ａとの間に設けられた上り信号処理回路と、光送受信部１０１と受信回線インタフェース１０２Ｂとの間に設けられた下り信号処理回路とからなる。

ＯＬＴ制御部１００は、上り帯域管理テーブル１３０と、ネットワーク構成情報テーブル１４０と、ＧＥＭヘッダテーブル１５０と、マルチキャストグループ管理テーブル１６０と、送信フラグビット管理テーブル１７０とが形成されるメモリを備えている。

上り信号処理回路は、光送受信部１０１で受信した光信号を電気信号に変換する光電気（Ｏ／Ｅ）変換部１１０と、Ｏ／Ｅ変換部１１０の出力信号から上りフレームを再生する上りフレーム終端部１１１と、上りフレーム終端部１１１に接続された上りフレーム解析部１１２と、上りフレーム解析部１１２から出力されたフレームを通信回線Ｌ１上のプロトコルに適合したフォーマットに変換する上りフレーム生成部１１３とからなる。

上りフレーム解析部１１２は、上り受信フレームを解析し、受信フレームがＰＯＮ区間における制御フレームの場合は、これをＯＬＴ制御部１００に出力し、受信フレームが、ルータ４０−１を介してサーバ５０−１に転送すべきユーザフレームまたはＩＧＭＰメッセージフレームの場合は、これを上りフレーム生成部１１３に転送する。また、前述したＯＮＵの上りフレーム生成部２２２と同様、上り受信フレームがＩＧＭＰメッセージフレームの場合、マルチキャストグループ管理テーブル１６０を参照して、コピーフレームのＯＬＴ制御部１００への出力と、受信フレームの選択的な廃棄を実行する。

上りフレーム生成部１１３は、例えば、通信回線Ｌ１上のプロトコルがＡＴＭであれば、受信フレームをＡＴＭセルに変換して、送信回線インタフェース１０２Ａに転送する。フレームのフォーマット変換に必要な情報は、ネットワーク構成情報メモリ１４０から読み出される。通信回線Ｌ１上のプロトコルがイーサネットで、上り受信フレームもイーサネットフレームの場合、上りフレーム生成部１１３は、上りフレーム解析部１１２から出力されたイーサネットフレームをそのまま送信回線インタフェース１０２Ａに転送すればよい。

下り信号処理回路は、受信回線インタフェース１０２Ｂが通信回線Ｌ１から受信した下りフレームを一時的に蓄積するための受信バッファ１２０と、受信バッファ１２１から読み出した下りフレームをＰＯＮ区間に固有のフレームフォーマットに変換して出力する下りフレーム処理部１２１と、フレーム処理部１２１に接続された下り送信制御部１２４と、下り送信制御部１２４から出力されたフレームを光信号に変換して、光送受信部１０１に出力する電気光（Ｅ／Ｏ）変換部１２５とからなる。

下りフレーム処理部１２１は、受信バッファ１２０から読み出した下りフレームを解析する下りフレーム解析部１２２と、下りフレーム解析部１２２から出力されたフレームとＯＬＴ制御部１００から供給された制御フレームをＧＥＭフレームに変換し、ＴＣフレーム形式（本実施例ではＧＴＣフレーム）に載せて出力するＴＣ／ＧＥＭフレーム生成部１２３とからなる。

ＯＬＴ制御部１００は、各ＯＮＵ−ｉから送信データの蓄積状態または送信データ長を示す制御フレームを受信し、上り帯域管理テーブル１３０によって、各ＯＮＵに割り当てるべき上りフレームの送信時間帯を制御する。各ＯＮＵに割り当てられた上りフレームの送信時間帯は、ＯＬＴ制御部１００で生成される下り制御フレームによって、各ＯＮＵに通知される。

ＴＣ／ＧＥＭフレーム生成部１２３は、ＧＥＭヘッダテーブル１５０を参照して、下りフレーム解析部１２２から出力されたフレームと、ＯＬＴ制御部１００から供給された制御フレーム（例えば、ＯＭＣＩフレームやＰＬＯＡＭフレーム）をＧＥＭフレームに変換する。

ＧＥＭヘッダテーブル１５０には、ＤＭＡＣとＧＥＭヘッダに設定すべきポートＩＤとの対応関係を示す複数のテーブルエントリからなっている。例えば、ＤＭＡＣとして、図１に示したユーザ端末ＴＥ−１１１、ＴＥ−１１２のＭＡＣアドレスを含むテーブルエントリでは、ポートＩＤが、それぞれＯＮＵ２０−１のポートＩＤを示し、ユーザ端末ＴＥ−２１のＭＡＣアドレスを含むテーブルエントリでは、ポートＩＤが、ＯＮＵ２０−２のポートＩＤを示している。また、ＤＭＡＣとして、マルチキャスト用のＭＡＣアドレスを含むテーブルエントリでは、ポートＩＤが、マルチキャストポートＩＤを示している。

ＴＣ／ＧＥＭフレーム生成部１２３は、受信フレームのＬ２ヘッダが示すＤＭＡＣ６３１と対応するＧＥＭポートＩＤをＧＥＭヘッダテーブル１５０から検索し、このＧＥＭポートＩＤを含むＧＥＭヘッダを付加して、受信フレームをＧＥＭフレームに変換する。これらのＧＥＭフレームは、ＧＴＣフレームのペイロードにマッピングして、下り送信制御部１２４に出力される。

図２０は、第３実施例を実現する場合にＯＬＴ制御部１００が利用する送信フラグビット管理テーブル１７０を示す。
送信フラグビット管理テーブル１７０は、各マルチキャストグループＩＰアドレス１７１と対応して、参加ＯＮＵのポート番号１７２と送信フラグ１７３とを示す複数のテーブルエントリからなっている。送信フラグビット管理テーブル１７０には、ＯＮＵからRequestメッセージを受信した時、受信メッセージと対応するテーブルエントリが登録され、ＯＮＵからDoneメッセージを受信した時、受信メッセージと対応するテーブルエントリが削除される。

ＯＬＴ制御部１００は、上り帯域管理テーブル１３０に従って、各ＯＮＵに上りフレームの送信時間帯を割り当てているため、上りフレーム解析部１１２からＩＧＭＰメッセージ（コピー）を受信した時、受信メッセージの送信元ＯＮＵを特定できる。また、各ＯＮＵには、ＧＥＭヘッダに宛先情報として設定すべき固有のポート番号が割り当てられているため、ＯＬＴ制御部１００は、上りフレーム解析部１１２から受信したＩＧＭＰメッセージと参加ＯＮＵポート番号を対応付けることが可能である。

ＯＬＴ制御部１００は、上りフレーム解析部１１２からRequestメッセージを受信した時、受信メッセージが示すマルチキャストグループＩＰアドレス１７１と参加ＯＮＵポート番号１７２との対応関係を示す新たなテーブルエントリを生成し、送信フラグビット管理テーブル１７０を登録する。この時、新たなテーブルエントリの送信フラグは、リセット状態（“０”）になっている。上記テーブルエントリは、ＯＬＴ制御部１００が上りフレーム解析部１１２からDoneメッセージを受信した時、送信フラグビット管理テーブル１７０から削除される。

ＯＬＴ制御部１００は、送信フラグビット管理テーブル１７０に新たなテーブルエントリを登録した時、このテーブルエントリと同じマルチキャストグループＩＰアドレスをもつ他のテーブルエントリの有無をチェックする。もし、今回登録されたテーブルエントリが、上記マルチキャストグループＩＰアドレスをもつ最初のものと判断された場合、ＯＬＴ制御部１００は、送信フラグ１７３をセット状態（“１”）に変更して、参加ＯＮＵポート番号１７２で特定されるＯＮＵに対して、フラグ設定指示メッセージを発行する。

ＯＬＴ制御部１００は、送信フラグビット管理テーブル１７０からテーブルエントリを削除した時、このテーブルエントリと同じマルチキャストグループＩＰアドレスをもつReportメッセージが上りフレーム解析部１１２から受信されるのを待ち、最初に受信したReportメッセージの送信元ＯＮＵと対応するテーブルエントリの送信フラグ１７３をセット状態（“１”）に変更して、参加ＯＮＵポート番号１７２で特定されるＯＮＵに対して、フラグ設定指示メッセージを発行する。

第４実施例を実現する場合にＯＬＴ制御部１００が利用するマルチキャストグループ管理テーブル１６０は、図８に示した各ＯＮＵ２０が備えるマルチキャストグループ管理テーブル２６０と同様、マルチキャストグループＩＰアドレスと参加ユーザＩＰアドレスとの対応関係を示す複数のテーブルエントリからなる。この場合、ＶＩＤ、タイムリミット、レポートフラグは無くてもよい。

ＯＬＴ制御部１００は、上りフレーム解析部１１２からRequestメッセージを受信した時、受信メッセージが示すマルチキャストグループＩＰアドレス１７１と送信元ＩＰアドレスとの対応関係を示す新たなテーブルエントリを生成し、これをマルチキャストグループ管理テーブル１６０に登録する。また、上りフレーム解析部１１２からDoneメッセージを受信した時、マルチキャストグループ管理テーブル１６０から、受信メッセージと対応するテーブルエントリを削除する。

上述した第３実施例によれば、ＰＯＮ区間における上りＩＧＭＰメッセージの送信回数を減少できるため、上り帯域を有効に利用した通信が可能となる。また、第４実施例によれば、ＯＬＴ１０からサーバに送信されるＩＧＭＰメッセージの送信回数を減少できるため、ＯＬＴ１０とルータとの間の上り帯域を有効利用した通信が可能となる。

以上、実施例として、本発明をＧ−ＰＯＮに適用した場合について説明したが、本発明はＧＥ−ＰＯＮにも適用できる。この場合、ＰＯＮ区間の伝送フレームのヘッダには、ポートＩＤの代わりに、ＬＬＩＤ（Logical Link ID）が適用される。

本発明が適用されるＰＯＮシステムの構成図。 ＯＬＴ１０が広域ネットワークから受信するイーサネットフレームＦ１と、ＰＯＮ区間で転送される下りＧＥＭフレーム７０のフォーマットを示す図。 ＰＯＮ区間のＧＴＣダウンストリームフレームとＧＥＭフレームとの関係を説明するための図。 ＩＧＭＰメッセージフレームのフォーマットを示す図。 本発明によるＯＮＵ２０−ｉの１実施例を示すブロック構成図。 ＯＮＵ２０−ｉが参照する内部ルーティングテーブル２４０の１例を示す図。 ＯＮＵ２０−ｉが参照するＡＲＰテーブル２５０の１例を示す図。 ＯＮＵ２０−ｉが参照するマルチキャスト管理テーブル２６０の１例を示す図。 ＯＮＵ２０−ｉが参照するマルチキャストモニタテーブル２３０の１例を示す図。 本発明によるＩＧＭＰメッセージとマルチキャストデータの転送制御の第１の実施例を示すシーケンス図。 第１実施例におけるＯＮＵの上りフレーム処理部２２２の動作を示すフローチャート。 第１実施例におけるＯＮＵの下りフレーム処理部２１３の動作を示すフローチャート。 第１実施例におけるＯＮＵ制御部２００が実行するマルチキャストテーブルエントリの削除処理ルーチンのフローチャート。 本発明によるＩＧＭＰメッセージとマルチキャストデータの転送制御の第２の実施例を示すシーケンス図。 第２実施例におけるＯＮＵの下りフレーム処理部２１３の動作を示すフローチャート。 第２実施例におけるＯＮＵの上りフレーム処理部２２２の動作を示すフローチャート。 本発明によるＩＧＭＰメッセージとマルチキャストデータの転送制御の第３の実施例を示すシーケンス図。 本発明によるＩＧＭＰメッセージとマルチキャストデータの転送制御の第４の実施例を示すシーケンス図。 第３、第４実施例の転送制御を実現するＯＬＴ１０の１実施例を示すブロック構成図。 ＯＬＴ１０が参照する送信フラグビットフラグ管理テーブルを示す図。

符号の説明

ＴＥ：ユーザ端末、１０：ＯＬＴ、１１：光ファイバ、１２：支線光ファイバ、
１３：スプリッタ、２０：ＯＮＵ、３０：宅内スイッチ（ルータ）、４０：ルータ、
５０：サーバ、６１：ＩＰヘッダ、６２：ＩＰペイロード、６３：Ｌ２ヘッダ、
６４：内部ヘッダ、７１：ＧＥＭヘッダ、７２：ＧＥＭペイロード、８１：ＰＣＢｄ、
８２：ＧＴＣペイロード、１００：ＯＬＴ制御部、１０１：光送受信部、１０２Ａ：送信回線インタフェース、１０２Ｂ：受信回線インタフェース、１１０：Ｏ／Ｅ変換部、
１１１：上りフレーム終端部、１１２：上りフレーム解析部、１１３：上りフレーム生成部、１２０：受信バッファ、１２１：下りフレーム処理部、１２２：下りフレーム解析部、１２３：ＴＣ／ＧＥＭフレーム生成部、１２４：下り送信制御部、１２５：Ｅ／Ｏ変換部、１３０：上り帯域管理テーブル、１４０：ネットワーク構成制御情報メモリ、
１５０：ＧＥＭヘッダテーブル、１６０：マルチキャストグループ管理テーブル、
１７０：送信フラグビット管理テーブル、２００：ＯＮＵ制御部、２０１：光送受信部、
２０２：回線インタフェース、２１０：Ｏ／Ｅ変換部、２１１：ＴＣフレーム終端部、
２１２：下りフレームバッファ、２１３：下りフレーム処理部、２１９：下り送信制御部、２２０：上り受信制御部、２２１：上りフレームバッファ、２２２：上りフレーム処理部、２２３：上り送信制御部、２２４：Ｅ／Ｏ変換部、２３０：マルチキャストモニタテーブル、２４０：内部ルーティングテーブル、２５０：ＡＲＰテーブル、２６０：マルチキャストグループ管理テーブル。

Claims (6)

1. 広域網に接続された局側装置に対して、光スプリッタと該光スプリッタに結合された第１の回線とを介して接続され、上記局側装置から上記光スプリッタと上記第１の回線を介して受信したユニキャストデータとマルチキャストデータを選択的に端末に転送する加入者接続装置であって、
   上記光スプリッタと該光スプリッタに結合された第２の回線とを介して上記局側装置に接続された他の加入者接続装置からの要求によって、上記広域網から上記局側装置に配信され、該局側装置から上記光スプリッタに送信されたマルチキャストデータを上記第１の回線を介して受信し、上記端末からの配信要求がなくても該マルチキャストデータの配信状態を監視するマルチキャストモニタと、
   マルチキャストグループ識別子と対応付けて、上記マルチキャストモニタにおいて監視した上記マルチキャストデータの配信状態を示す第１のテーブルとを有し、
   上記端末からマルチキャストグループへの参加要求を受信した場合に、上記第１のテーブルに基づいて、上記参加要求で指定された上記マルチキャストグループの識別子に対応するマルチキャストデータが、上記他の加入者接続装置からの要求によって上記広域網から上記局側装置に配信中か否かを判定し、上記指定されたマルチキャストデータが上記広域網から上記局側装置に配信中の場合は、上記参加要求を上記局側装置に転送することなく、上記第１の回線を介して受信される上記他の加入者接続装置からの要求によって配信中のマルチキャストデータで、上記参加要求で指定されたマルチキャストデータの上記端末への配信を開始することを特徴とする加入者接続装置。
2. 前記加入者接続装置が複数の端末と接続され、
   前記マルチキャストグループの識別子と対応付けて、上記複数の端末のうちで該マルチキャストグループに参加中の端末のアドレスを示す第２のテーブルと、
   前記端末からマルチキャストグループへの参加要求を受信した場合、上記第２のテーブルに基づいて、上記参加要求の前記局側装置への転送要否を判定する上りフレーム転送制御部と、
   上記第２のテーブルに基づいて、前記第１の回線を介して受信したマルチキャストデータの上記端末への配信を制御する下りフレーム転送制御部とを有し、
   前記上りフレーム転送制御部が、
   上記第２のテーブルに、上記参加要求で指定されたマルチキャストグループの識別子と対応して、上記複数の端末のうちの別の端末のアドレスが既に登録済みの場合には、該参加要求を前記局側装置に転送することなく廃棄し、
   上記第２のテーブルに、上記参加要求で指定されたマルチキャストグループの識別子と対応して、上記複数の端末のうちの別の端末のアドレスが未登録の場合には、前記第１のテーブルに基づいて上記参加要求の前記局側装置への転送要否を判定することを特徴とする請求項１に記載の加入者接続装置。
3. 前記上りフレーム転送制御部が、前記端末から前記マルチキャストグループへの離脱要求を受信した場合、該離脱要求が示すマルチキャストグループの識別子と該端末のアドレスとの対応関係を前記第２のテーブルから削除し、上記第２のテーブルに上記離脱要求が示す上記マルチキャストグループの識別子と対応して前記複数の端末のうちの別の端末のアドレスが登録されていた場合には、該離脱要求を前記局側装置に転送することなく廃棄することを特徴とする請求項２に記載の加入者接続装置。
4. それぞれが端末を収容する複数の加入者接続装置と、広域網に接続される局側装置とが光スプリッタを介して接続され、上記局側装置が、上記広域網から受信する下りフレームを上記光スプリッタを介して上記複数の加入者接続装置に転送し、上記複数の加入者接続装置が、上記下りフレームとして受信したユニキャストデータとマルチキャストデータを上記端末に選択的に転送するネットワークシステムにおいて、
   上記複数の加入者接続装置が、それぞれ個別の回線を介して上記光スプリッタに接続されており、
   上記複数の加入者接続装置のそれぞれが、
   上記局側装置に接続された他の加入者接続装置からの要求によって、上記広域網から上記局側装置に配信され、該局側装置から上記光スプリッタに送信されたマルチキャストデータを受信し、自加入者接続装置に収容された上記端末からの配信要求がなくても該マルチキャストデータの配信状態を監視するマルチキャストモニタと、
   マルチキャストデータのマルチキャストグループの識別子と対応付けて、上記マルチキャストモニタにおいて監視した上記マルチキャストデータの配信状態を示す第１のテーブルとを有し、
   上記端末からマルチキャストグループへの参加要求を示す制御メッセージを受信した場合に、上記第１のテーブルに基づいて、上記参加要求で指定された上記マルチキャストグループの識別子に対応するマルチキャストデータが、上記他の加入者接続装置からの要求によって上記広域網から上記局側装置に配信中か否かを判定し、上記指定されたマルチキャストデータが上記広域網から上記局側装置に配信中の場合は、上記参加要求を上記局側装置に転送することなく、上記個別の回線を介して受信される上記他の加入者接続装置からの要求によって配信中のマルチキャストデータで、上記参加要求で指定されたマルチキャストデータの上記端末への配信を開始することを特徴とするネットワークシステム。
5. 前記複数の加入者接続装置が、それぞれ複数の端末と接続され、
   上記複数の加入者接続装置のそれぞれが、
   前記マルチキャストグループの識別子と対応付けて、自加入者接続装置に接続されている上記複数の端末のうちで該マルチキャストグループに参加中の端末のアドレスを示す第２のテーブルと、
   上記端末からマルチキャストグループへの参加要求を受信した場合、上記第２のテーブルに基づいて、上記参加要求の前記局側装置への転送要否を判定する上りフレーム転送制御部と、
   上記第２のテーブルに基づいて、前記個別の回線を介して受信したマルチキャストデータの上記端末への配信を制御する下りフレーム転送制御部とを有し、
   前記複数の加入者接続装置の上記上りフレーム転送制御部が、
   上記第２のテーブルに、上記参加要求で指定されたマルチキャストグループの識別子と対応して、上記複数の端末のうちの別の端末のアドレスが既に登録済みの場合には、該参加要求を前記局側装置に転送することなく廃棄し、
   上記第２のテーブルに、上記参加要求で指定されたマルチキャストグループの識別子と対応して、上記複数の端末のうちの別の端末のアドレスが未登録の場合には、前記第１のテーブルに基づいて、上記参加要求の前記局側装置への転送要否を判定することを特徴とする請求項４に記載のネットワークシステム。
6. 前記複数の加入者接続装置の前記上りフレーム転送制御部が、前記端末から前記マルチキャストグループへの離脱要求を受信した場合、該離脱要求が示すマルチキャストグループの識別子と該端末のアドレスとの対応関係を前記第２のテーブルから削除し、上記第２のテーブルに上記離脱要求が示すマルチキャストグループの識別子と対応して前記複数の端末のうちの別の端末のアドレスが登録されていた場合には、該離脱要求を前記局側装置に転送することなく廃棄することを特徴とする請求項５に記載のネットワークシステム。

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