JP4416170B2 - Eponにおけるマルチキャスト転送方法およびマルチキャスト転送装置 - Google Patents

Eponにおけるマルチキャスト転送方法およびマルチキャスト転送装置 Download PDF

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Description

本発明は、イーサネット(登録商標)受動型光加入者ネットワーク(EPON:Ethernet-Passive Optical Network)におけるマルチキャスト転送方法およびマルチキャスト転送装置に関するものである。
「IEEE Standards 802.3ah-2004」
EPONシステムは、図1のように加入者線端局装置(OLT:Optical Line Terminal)と複数の加入者線終端装置(ONU:Optical Network Unit)が光スプリッタを用いた分岐光ファイバ伝送路を介して接続されるシステムであり、IEEE802.3ahにて物理インタフェース、OLT−ONU間の通信制御プロトコル等が標準化されたシステムである。OLTは電話局等に設置され、ONUと通信を行うとともに、ONUの監視制御を行ったり、上位ネットワークとの接続を行ったりする機能を有する。一方、OUNは、一般的にユーザの宅内やユーザビル構内に設置され、OLTと通信を行うとともに、ユーザ端末と信号の送受信を行う。なお、信号とはイーサネットフレームの集合体を意味する。OLTとONUとの物理的な接続点をPON−IFと呼ぶ。
IEEE802.3ahの標準仕様については非特許文献1にて規定されている。IEEE802.3ah標準仕様では、プラグ・アンド・プレイでONUの接続が可能となるオートディスカバリー機能によりOLTとONUの間にはロジカルリンク(論理リンク)が自動的に張られ、このロジカルリンクを監視制御の単位としている。ロジカルリンクはOLT−ONU間に設定される論理的なリンクであり、1つのONUに複数のロジカルリンクを張ることも可能であるが、通常は1つのONUに対して1つのロジカルリンクを張る形となる。OLTは複数のロジカルリンクを1つのPON−IF配下に張ることが可能である。ロジカルリンクはLLID(ロジカルリンクID)と呼ばれる識別子により識別され、ONUごとにLLIDが割り当てられることになる。
LLIDは、PON(Passive Optical Network)上を流れる全てのイーサネットフレームのプリアンブル部分に格納される(図2参照)。LLIDは2バイトの長さであり、先頭の1ビットは、modeビットとして使用されており、その他の15ビットが識別子として使用される。modeビットは、LAN(Local Area Network)としてEPONを用いる時に、自分が送った信号を受信することを避けるために使用する。
OLTとONUは1対多接続され、OLTからONU方向の下り信号は光スプリッタにより全ての方路に分岐されるため、全てのONUにて同じ信号を受信することとなる。ONUは受信した信号のうち、自分に割り当てられたLLID宛の信号のみを受信し、他のLLID宛の信号は廃棄する。これにより、各ONU宛の信号の秘匿性を確保するとともに、必要のない信号がユーザ端末に届くことを阻止している。なお、LLIDにはユニキャストLLIDとブロードキャストLLID の2種類が存在する。ユニキャストLLIDは各ONUに個別に割り当てられるLLIDである。ブロードキャストLLIDは、同一PON内の全てのONUに対して通信可能なLLIDであり、ブロードキャストLLIDが付与された信号は、全てのONUにて受信することとなる。なお、ユニキャストLLIDにより指定されるロジカルリンクをユニキャストロジカルリンク、ブロードキャストLLIDにより指定されるロジカルリンクをブロードキャストロジカルリンクと呼ぶ。
ONUからOLT方向の上り信号は、光スプリッタにより全てのONUからの信号が1本の光ファイバ上に合成されて届くため、時分割多元接続(TDMA:Time Division Multiple Access)により信号どうしが衝突しないように時間的に制御している。一方、各ONUはそれぞれ距離的に異なる位置に設置されることとなり、ONU−OLT間の伝送遅延が異なるため、OLTは各ONUとの距離を時間的に測定し、この時間差を補正する形でTDMAを実施している。
EPONシステムで通信サービスの提供を行う場合、上位ネットワークにてどのようにユーザ識別を実施するかが課題となる。一つの方法として、VLAN(Virtual LAN)によってユーザを識別する方法がある。この方法では、OLTからONU方向(下り方向)において上位ネットワークからOLTに入るイーサネットフレームのVLANタグを見てユーザを識別し、そのユーザのロジカルリンクにイーサネットフレームを転送することとなる。また上り方向では、あるユーザのロジカルリンクの信号は、そのユーザに割り当てられたVLANタグにて上位ネットワークに転送する。この方法では、VLANとLLIDが1対1の関係となる。なお、VLANタグとは図17に示すイーサネットフレームに挿入されるIEEE802.3に規定された4バイトのQ Tag Prefixのことである。このうち下位2バイトはTAG CONTROL INFORMATIONと呼ばれ、その中の下位12ビットをVLANの識別に用いるVID(VLAN IDENTIFIER)と呼ぶ。
図4および図5にてOLTおよびONUの実装例を説明する。下り方向においては、OLTでは上位ネットワークからユーザごとに異なるVID=a〜aが収納されたVLANタグが付与されたイーサネットフレームを受信する。nはEPONシステムに収容されるユーザ数となる。OLTではVID→LLID転送部2において、上位ネットワークからのVLANタグに対して、それぞれ各VIDと関連づけられたロジカルリンク(LLID=α〜α)にフレームを転送する。ONUでは図5に示すように、LLID識別部2において自分に割り当てられたLLIDかどうかの識別がされ、自分宛のLLIDの信号についてはユーザ端未に転送される。上り方向については、まずONUでは図5のようにEPON処理部にて、全てのイーサネットフレームをそのONUに割り当てられたユニキャスト用ロジカルリンク(LLID=α)にて転送する。―方OLTにおいては図4のように、LLID→VID転送部1において、ユニキャストロジカルリンク(LLID=α〜α)に対応したVLANタグ(VID=a〜a)を付けて上位ネットワークに転送される。
なお、図中に記載のあるEPON処理部はIEEE802.3ahに記載された機能を処理する部分である。EPON処理部にはこの他にも必要に応じて、IEEE802.1Dのブリッジ機能、IEEE802.1QのVLAN機能等が搭載される。
EPONシステムは下り信号については全てのONUに対して同じ信号が伝送されるため、同報通信を行うのに適したシステムと言える。このため、テレビやラジオのような放送型のコンテンツを流すことを考えると、その信号をブロードキャストロジカルリンクにて転送することにより全ユーザに流すことが容易である。
一方、同一PON−IF内の一部のユーザ(マルチキャストグループと呼ぶ)にのみ同じ信号を送るマルチキャスト通信の場合には、OLTもしくはOLTの上位に接続されるスイッチで、ユーザ分の信号をコピーして、それぞれをユニキャストロジカルリンクで送信する方法がある。しかしながら、この方法ではコピーした信号分だけ、PON区間の帯域を使用することとなるためPON区間の帯域の使用効率が悪い。例えば、20Mbpsのマルチキャスト信号をPON−IF配下の6台のONUが受信する場合、ブロードキャストロジカルリンクで送信すると20Mbpsの帯域のみで送信可能であるが、ユーザ分の信号をコピーしてユニキャストロジカルリンクで送信すると120Mbpsの帯域を使うこととなる。そこで、ブロードキャストロジカルリンクにて信号を送信し、ONU側にVLANタグやMACアドレスによる信号のフィルタリング機能を設け、マルチキャストグループに人っていないユーザはONUにて信号を廃棄する仕組みが有効となる。
IPマルチキャスト通信では、マルチキャストグループヘの登録削除を行う処理が発生する。これは、端末とルータ間においてIPv4の場合はIGMP(Internet Group Management Protocol)、IPv6の場合はMLDというプロトコルにて行われる。例として図3に、IGMPv2での端末(ホスト)とマルチキャストルータ間における信号処理を記載する。マルチキャストプロトコルでは、ホストとマルチキャストルータ間で上下信号が使われる。
マルチキャスト通信をブロードキャストロジカルリンクを用いて行う場合は、マルチキャスト通信用の上り信号を送信することができない。これはブロードキャストロジカルリンクには上り帯域が割り当てられないためである。また、ブロードキャストロジカルリンクを用いてONUにてフィルタリングを行う方法を実施すると、フィルタリング設定をされていないONUはマルチキャスト通信信号を受信してしまうため、マルチキャストグループに属さないONUにフィルタリング設定をする必要が生じ、マルチキャスト通信を開始する前に全てのONUのフィルタリング設定を行わなくてはならない。
これらの課題を解決する方法としては、上位のスイッチやルータにおいて、マルチキャスト通信信号をマルチキャストグループに属しているユーザ分だけコピーし、PON区間はユニキャストロジカルリンクで送信する方法があるが、前述の通りPON区間の帯域効率が悪くなる。
また、下り信号をブロードキャストロジカルリンクにて伝送し、上り信号をユニキャスト通信用のユニキャストロジカルリンクとは異なるユニキャストロジカルリンクにて伝送する方法も考えられる。この方法ではロジカルリンク数が2倍必要となるため、PONのオーバヘッドが増大し、PON区間の帯域効率が悪くなる。また、ユニキャストロジカルリンクごとに仮想MAC用の回路が必要となるため、ユニキャストロジカルリンク数が2倍となることにより回路規模も増大する。
本発明は、上記問題を解決するため、マルチキャスト下り通信用にマルチキャストロジカルリンクを使用することにより、該マルチキャストロジカルリンクの受信設定をされたONUでのみ受信可能とし、さらにユニキャスト通信用のユニキャストロジカルリンクをマルチキャスト上り通信用に用いることによりユニキャストロジカルリンク数の増加を抑えて、PON区間帯域の利用効率の向上を可能とするマルチキャスト転送方法、並びにマルチキャスト転送装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載のマルチキャスト転送方法は、一つの加入者線端局装置(OLT)に複数の加入者線終端装置(ONU)が接続されるイーサネット受動型光加入者ネットワーク(EPON)の下り通信/上り通信でマルチキャスト転送を行うマルチキャスト転送方法であって、
下り通信において、
OLTは、上位ネットワークから受信したVLANタグ付きフレームのVID値がマルチキャスト用の場合に、当該フレームをマルチキャスト配信用に割り当てられたロジカルリンク(マルチキャストロジカルリンク)に転送し、
ONUは、前記OLTからマルチキャストロジカルリンクで受信したフレームをユーザ端末に転送し、
上り通信において、
ONUは、ユーザ端末から受信したフレームがマルチキャスト用の場合に、当該フレームの複製を行うとともに、複製した一方のフレームにマルチキャスト通信用に使用するVID値またはPON区間のみにて使用する特定VID値 を収納したVLANタグを付与して当該ONUに割り当てられたユニキャストロジカルリンクに転送し、もう一方のフレームをユニキャスト用フレームとして当該ONUに割り当てられたユニキャストロジカルリンクに転送し、
OLTは、前記ONUからユニキャストロジカルリンクで受信したフレームがマルチキャスト用の場合に、当該フレームをそのまま上位ネットワークに転送し、前記ONUからユニキャストロジカルリンクで受信したフレームがユニキャスト用の場合に、当該フレームに当該ONUのロジカルリンクに対応するVID値を収納したVLANタグを付与または付け替えして上位ネットワークに転送することを特徴とする。
請求項2に記載のマルチキャスト転送装置は、一つの加入者線端局装置(OLT)に複数の加入者線終端装置(ONU)が接続されるイーサネット受動型光加入者ネットワーク(EPON)の下り通信/上り通信でマルチキャスト転送を行うマルチキャスト転送装置であって、
下り通信において、
OLTは、上位ネットワークから受信したVLANタグ付きフレームのVID値がマルチキャスト用の場合に、当該フレームをマルチキャスト配信用に割り当てられたロジカルリンク(マルチキャストロジカルリンク)に転送する手段と、
ONUは、前記OLTからマルチキャストロジカルリンクで受信したフレームをユーザ端末に転送する手段と、を有し、
上り通信において、
ONUは、ユーザ端末から受信したフレームがマルチキャスト用の場合に、当該フレームの複製を行うとともに、複製した一方のフレームにマルチキャスト通信用に使用するVID値またはPON区間のみにて使用する特定VID値 を収納したVLANタグを付与して当該ONUに割り当てられたユニキャストロジカルリンクに転送し、もう一方のフレームをユニキャスト用フレームとして当該ONUに割り当てられたユニキャストロジカルリンクに転送する手段と、
OLTは、前記ONUからユニキャストロジカルリンクで受信したフレームがマルチキャスト用の場合に、当該フレームをそのまま上位ネットワークに転送し、前記ONUからユニキャストロジカルリンクで受信したフレームがユニキャスト用の場合に、当該フレームに当該ONUのロジカルリンクに対応するVID値を収納したVLANタグを付与または付け替えして上位ネットワークに転送する手段と、
を有することを特徴とする。
請求項3に記載のマルチキャスト転送装置は、請求項2に記載のマルチキャスト転送装置の下り通信において、
前記ONUは、前記OLTからマルチキャストロジカルリンクで受信したフレームに含まれるロジカルリンクID(LLID)を自分に割り当てられたユニキャストロジカルリンクのLLIDに変換した後、当該フレームをユーザ端末に転送する手段を有することを特徴とする。
請求項1または請求項に係る発明によれば、EPONの下り通信においてマルチキャストロジカルリンクの使用により、該マルチキャストロジカルリンクの受信設定をされたONUでのみ受信可能となるため、ブロードキャストロジカルリンクを用いてONUにてVLANタグまたはMACアドレスにてフィルタリングする方法のように事前に全ONUに対してフィルタリングの設定を実施する必要がなくなる。またマルチキャスト通信用の信号をユーザ分コピーして送信する必要がなくなるため、PON区間の帯域利用効率の向上が図れる。さらにEPONの上り通信においてユニキャスト通信用のユニキャストロジカルリンクをマルチキャスト上り通信用に用いることにより、ユニキャストロジカルリンク数の増加を抑えることができ、PON区間帯域の利用効率の向上が図れる。さらにEPONの上り通信においてONUではマルチキャスト制御用フレームの複製を行い、一方のフレームにはVID値を収納したVLANタグを付与してユニキャストロジカルリンクにより送信し、もう一方のフレームはユニキャストフレームとしてユニキャスト口ジカルリンクにより送信することにより、マルチキャスト制御用フレームを用いた既存のサービスへの影響を排除するとともに、マルチキャスト通信による新しいサービスを提供することが可能となる。
請求項に係る発明によれば、EPONの下り通信においてONUではマルチキャストロジカルリンクにて受信されたフレーム内のLLIDを自分宛のユニキャストロジカルリンクのLLIDに変換することで自分宛のユニキャストロジカルリンクで受信したものとして扱うこととしたため、LLID識別部およびEPON処理部はIEEE802.3ahに準拠したものをそのまま使うことができ、全体として回路規模の低減を図ることができる。
次に本発明を実施するための最良の形態(以下、単に「実施形態」と称する)について説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
図6は、本発明の実施の形態に係るマルチキャスト転送方法を説明する図である。一つのOLTと複数のONUとで構成されるEPONシステムにおいて、マルチキャスト転送方法を説明するために、便宜上一つのOLTと一つのONU間の転送について取り上げる。OLT(101)にはVID→LLID転送部(103)、LLID→VID転送部(104)、およびVLAN識別部(105)を備え、ONU(201)にはLLID識別部(203)およびフレーム識別部(204)を備えている。
VID→LLID転送部(103)は、上位ネットワークから受信したVLANタグ付きフレームのVID値がマルチキャスト用のVIDである場合はマルチキャスト配信用に割り当てられたロジカルリンクに転送し、それ以外の場合はVID値に従い対応するユニキャストロジカルリンクに転送する。LLID識別部(203)は、自分に割り当てられたユニキャストロジカルリンクで受信したフレームをユーザ端末に転送する。さらにマルチキャストロジカルリンクで受信したフレームについては、予め受信許可の設定がされていれば、該受信フレームをユーザ端末に転送する。
次にフレーム識別部(204)は、ユーザ端末から受信したフレームを識別してマルチキャスト制御用の場合にはマルチキャスト通信用に使用するVID値を収納したVLANタグを付与するとともに、マルチキャスト制御用フレームおよびユニキャスト用フレームを当該ONUに割り当てられたユニキャストロジカルリンクにより送信する。VLAN識別部(105)は、ONUから受信したフレームを識別してマルチキャスト通信用のVID値が付与されたフレームの場合は該フレームをそのまま上位ネットワークに転送する。それ以外の場合はLLID→VID転送部(104)に引き渡す。LLID→VID転送部(104)は、ユニキャスト転送用フレームを当該ONUのロジカルリンクに対応するVID値を収納したVLANタグを付与または付け替えして上位ネットワークに転送する。
本発明において、ユニキャストLLIDの一部をマルチキャストLLIDと定義することとする。OLTでは、上位のスイッチもしくはルータから送られてきたマルチキャスト通信用に使用するVIDが収納されたVLANタグ付きイーサネットフレームをマルチキャストロジカルリンクに転送する。ONUでは、予めマルチキャスト信号を受信するONUに対してマルチキャストロジカルリンクの受信設定を実施する。これにより、マルチキャスト信号を受信したいONU はマルチキャスト信号を受信することが可能となる。このマルチキャストロジカルリンクはユニキャストロジカルリンクのようにオートディスカバリーにて自動的に設定されるものではないため、複数のONU にて受信設定を行うことが可能となる。また、ブロードキャストロジカルリンクのように全てのONUにて受信するわけではなく、受信設定されていないONUではユニキャストロジカルリンクとして認識されるため、受信設定がされていないONUは受信することができない。
なお、マルチキャストロジカルリンクでは上り方向通信を実施することが不可能である。マルチキャストロジカルリンクは複数のONUで使用可能であるため、複数のONUから上り信号が送出される可能性がある。IEEE802.3ahでは、OLTから各ユニキャストロジカルリンクに対して上り信号の送出許可を与える。ユニキャストロジカルリンクの場合は、ロジカルリンクとONUは1対1の関係となるため、各ONUの距離を勘案して他のONUの信号と衝突することのないように送信タイミングを指定して信号送信許可を与えることが可能となる。しかしながらマルチキャストロジカルリンクでは、ロジカルリンクとONUの関係は1対多となるため、マルチキャストロジカルリンクに対しての上り送信許可はそのマルチキャストグループに入っている全てのONUヘの送信許可となる。この時、それぞれのONUの距離は異なることが通常であるため、どれか1つのONUの距離を勘案して計算された信号送出許可タイミングに、距離が異なる他のONUが信号を送出してしまうことになり、ONU間の信号衝突が発生する。また、全てのONUが同―距離だった場合には、マルチキャストグループの全てのONUが同じタイミングで上り信号を送出することになり、この場合も信号衝突が発生する。したがって、マルチキャストロジカルリンクを用いた上り通信はできないことになる。
そこで、上り通信についてはユニキャストロジカルリンクを用いることになる。この場合は、下り信号がマルチキャストロジカルリンク、上り信号がユニキャストロジカルリンクという非対称なロジカルリンクの使用方法となる。
上位ネットワークでVLANにてユーザを識別する方法では、ロジカルリンクとVLANタグが1対1となるため、上りと下りが異なるロジカルリンクに割り付けられた通信では、上りと下りでVLANタグが異なってしまい、上位スイッチまたはルータにて異なるユーザの通信として識別されてしまう。
これを解決する方法として、ユニキャストロジカルリンクをONUに2本張り、一つを通常のユニキャスト用に使い、もう一方を上りマルチキャストフレーム用に使う方法がある。しかしながらEPONにおいては、ロジカルリンクごとにロジカルリンクヘの帯域割当/要求用フレームおよび監視用フレームが必要であるため、ロジカルリンク数が増えるとともに上り通信時のオーバヘッドが増加するため、データ用に使える実帯域が滅少する。また、ユニキャストロジカルリンクが増えるごとに回路規模も増大する。
これを回避するため、ONUでマルチキャスト制御用上りフレームを監視し、マルチキャスト制御用上りフレームには予め決められたVLANタグを付与して送信する。このVLANタグ値はマルチキャストグループ内では全て同一の値とし、OLTにおいてはLLIDに関係なく該VLANタグ値のイーサネットフレームを受信した場合には上位ネットワークに対してはマルチキャスト用VLANタグに付け替えて送信することとする。またOLTにおいて受信したイーサネットフレームの該VLANタグ値が上位ネットワークでマルチキャスト用に使用しているVLANタグ値と同一の場合は、付け替え処理は行わずにそのまま送信することとする。これにより、マルチキャスト通信フレームを下りはマルチキャスト配信するとともに上り方向も通すことが可能となる。
また、ONUにおいてマルチキャスト制御用フレームに予め決められたVLANタグを付ける方法では、ユニキャスト専用ONUのユーザがマルチキャストフレームを用いた通信を実施している場合には、該ユーザの出したマルチキャストフレームはそのユーザのVLANタグをつけた形でユニキャスト信号として上位ネットワークに転送されるため、マルチキャスト通信用マルチキャスト制御フレームと区別可能となる。
本発明の第1の実施例を図7および図8にて説明する。図7において、上位ネットワークではVIDによりユーザを識別している。ユニキャスト信号はユーザごとにVID=a〜aが格納されたVLANタグが付与されてOLTにて受信される。nはEPONシステムに収容されるユーザ数となる。また、マルチキャスト信号は、VID=bのVLANタグが付与されてOLTにて受信される。OLTではVID→LLID転送部1において、上位ネットワークからのVLANタグに対して、それぞれ各VIDと関連づけられたロジカルリンク(LLID=α〜α)にフレームを転送する。このときマルチキャスト用VLANタグ(VID=b)が付いたフレームについては、マルチキャスト用ロジカルリンク(LLID=β)に転送される。ONUでは図8に示すように、LLID識別部1において自分に割り当てられたLLIDかどうかの識別がされ、自分宛のLLIDの信号についてはユーザ端末に転送される。またマルチキャストLLID(LLID=β)については受信するかどうかの設定がされ、受信する場合にはマルチキャストロジカルリンク(LLID=β)の信号についてもユーザ端末に転送されることになる。なお、IEEE802.3ah に準拠した通常のONUの場合は、図10に示すようにLLID識別部2においてマルチキャストロジカルリンク(LLID=β)についても、自分宛のLLIDかどうかのチェックがされ、自分宛以外のユニキャストLLIDと見なされるため、受信することができない。
上り方向については、図8に示すようにONU内のフレーム識別部1においてユーザ端末から受信したフレームについてマルチキャスト制御用フレームかどうかを識別し、マルチキャスト制御用フレームであった場合には、マルチキャストフレーム用の特定VID(VID=b)を収納したVLANタグを付与する。EPON処理部では、全てのフレームをそのONUに割り当てられたユニキャストロジカルリンク(LLID=α)にて転送する。一方OLTにおいては、VLAN識別部1においてマルチキャストフレーム用VLAN(VID=b)タグが付いているかどうかを識別する。マルチキャストフレーム用VLANタグが付いたフレームについてはそのまま上位ネットワークヘ転送する。マルチキャストフレーム用VLANタグが付いていないフレームについては、LLID→VID転送部1において、ユニキャストLLID(LLID=α〜α)に対応したVLANタグ(VID=a〜a)を付けて上位ネットワークに転送する。
また図9に示すようにONU内のEPON処理部では、ユーザ端末から受信したフレームがユニキャストフレームの場合、ユニキャストフレーム用の特定VID(VID=y)を収納したVLANタグを付与して、ユニキャストロジカルリンク(LLID=α)にて転送する形態も存在する。この場合、OLTの処理は、図7に示すようにLLID→VID転送部1において、ユニキャストLLID(LLID=α〜α)に対応したVLANタグ(VID=a〜a)に書き換えて上位ネットワークに転送する。
次に、本発明の第2の実施例を図11および図12にて説明する。本実施例では、図12に示す通りONUのフレーム識別部2において、マルチキャスト制御用フレームに上位ネットワークにてマルチキャスト用に使用されるVID値(VID=b)とは異なるVID値(VID=x)のVLANタグを付与する。OLTにおいては、図11に示すようにVLAN識別部2にてVID=xのフレームを識別し、VLAN交換部においてVIDを上位ネットワークにてマルチキャスト用に使用されるVID値(VID=b)に付け替える処理を実施する。なお、図12のLLID識別部1については、図8と同じであり、ここでは簡略化して記載している。
フレーム識別部2はフレーム識別部1のVLANタグ付与時のVID値を柔軟に変更できるようにすることで実現可能である。また、VLAN識別部2は、VLAN識別部1の条件式のVID値を柔軟に変更できるようにすることで実現可能である。
次に、本発明の第3の実施例を図13にて説明する。本実施例では、ONU内のフレーム識別部3において、マルチキャスト制御用フレームについてはフレームの複製を実施する。この複製したフレームの1つは、マルチキャストフレーム用の特定VID(VID=b)を収納したVLANタグを付与して、そのONUに割り当てられたユニキャストロジカルリンク(LLID=α)にて転送する。また複製されたもう1つのフレームについては、フレーム識別部3においては何の処理もされずにEPON処理部に転送される。これにより、マルチキャストロジカルリンクの受信設定をされたONUにおいて、マルチキャスト通信がユニキャストロジカルリンクとマルチキャストロジカルリンクの双方を使って実施される場合においても、対応が可能となる。図14は、フレーム識別部3の代わりにフレーム識別部4を搭載した場合の実施例である。フレーム識別部4は複製したマルチキャスト制御用フレームの1つに、マルチキャストフレーム用の特定VID(VID=b)とは異なるVID(VID=x)を収納したVLANタグを付与して、そのONUに割り当てられたユニキャストロジカルリンクにて転送するものである。なお、フレーム識別部4はフレーム識別部3のVLANタグ付与時のVID値を柔軟に変更できるようにすることで実現可能である。
次に、本発明の第4の実施例を図15にて説明する。ここでは、下り信号処理用のLLID識別部2の前段にマルチキャストLLID識別部を実装する。マルチキャストLLID識別部では、マルチキャスト用LLID(LLID=β)を受信した場合は、自分に割り当てられたユニキャストLLIDにLLIDを付け替える。これにより、LLID識別部2では、マルチキャストロジカルリンクから受信した信号も自分宛のユニキャストロジカルリンクで受信したものとして扱うことが可能となり、LLID識別部2はIEEE802.3ah に準拠したものをそのまま使うことが可能となる。なお、図中のフレーム識別部については、図8、図12、図13および図14のフレーム識別部1、フレーム識別部2、フレーム識別部3およびフレーム識別部4のいずれを用いてもよい。
次に、本発明の第5の実施例を図16にて説明する。ユーザ端末から送信するフレームに予めVLANタグが付与される形態が存在する。このVLANタグには、マルチキャスト用(VID=bまたはVID=x)、ユニキャスト用(VID=y)がある。この場合、図16に示すように、ONUではユーザ端末から受信したフレームにVLANタグが付与されているか判別し、VLANタグが付与されている場合は、そのままONUに割り当てられたユニキャストロジカルリンク(LLID=α)にて転送する。VLANタグが付与されていない場合は、フレーム識別部へ該フレームを引き渡す。ここでフレーム識別部については、図8、図12、図13および図14のフレーム識別部1、フレーム識別部2、フレーム識別部3およびフレーム識別部4のいずれを用いてもよい。この時、OLT側では、図7または図11で説明した処理がされることになる。
以上、実施例1から5については、マルチキャストグループが1つの場合の実施例を記載したが、複数のマルチキャストグループが存在する場合も対応することが可能である。
図18に第1の実施例における複数のマルチキャストグループが存在する場合の実施例を記載する。下り方向では、マルチキャスト信号はマルチキャストグループごとに分けられたマルチキャスト通信用VID(VID=b〜b)にそれぞれ対応したマルチキャストLLID(LLID =β〜β)に転送される。この場合、ONUではどのマルチキャストLLIDを受信するかを設定することにより、他のマルチキャストLLIDについてはユニキャストLLIDと見做されて廃棄される。上り方向では、ONUにて上位ネットワークにおいてそれぞれのマルチキャストグループ用に付与されているVID 値が収納されたVLANタグを付与してOLTに送信する。OLTでは、VID=b〜bのいずれかのVID値が収納されたVLANタグが付与されたフレームについてはそのまま上位ネットワークに転送する。
また、第2の実施例における場合は、マルチキャストグループごとにPON区間で使用されるVID値をVID=x〜xと分けておき、OLTにてVID=x〜xのVID値が収納されたVLANタグが付与されたフレームについては、VID=b〜bにVID値を変更することにより、複数マルチキャストグループに対応可能である。
EPONシステムの接続構成を示す概要図である。 PON上を流れるイーサネットフレームのフォーマットを示す図である。 IGMPv2での端末(ホスト)とマルチキャストルータ間における信号処理を示す図である。 OLTの処理を説明する図である。 ONUの処理を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るマルチキャスト転送方法を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るマルチキャスト転送方法の第1の実施例としてOLTの処理を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るマルチキャスト転送方法の第1の実施例としてONUの処理を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るマルチキャスト転送方法の第1の実施例としてONUの処理を説明する図である。 IEEE802.3ahに準拠した通常のONUの処理を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るマルチキャスト転送方法の第2の実施例としてOLTの処理を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るマルチキャスト転送方法の第2の実施例としてONUの処理を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るマルチキャスト転送方法の第3の実施例としてONUの処理を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るマルチキャスト転送方法の第3の実施例(図13)においてフレーム識別部3の代わりにフレーム識別部4を搭載した場合のONUの処理を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るマルチキャスト転送方法の第4の実施例としてONUの処理を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るマルチキャスト転送方法の第5の実施例としてONUの処理を説明する図である。 IEEE802.3で規定されたMACフレームフォーマットを示す図である。 本発明の実施の形態に係るマルチキャスト転送方法の第1の実施例(図7)において複数のマルチキャストグループが存在する場合のOLTの処理を説明する図である。
符号の説明
101 OLT
102 EPON処理部
103 VID→LLID転送部
104 LLID→VID転送部
105 VLAN識別部
201 ONU
202 EPON処理部
203 LLID識別部
204 フレーム識別部

Claims (3)

  1. 一つの加入者線端局装置(OLT)に複数の加入者線終端装置(ONU)が接続されるイーサネット受動型光加入者ネットワーク(EPON)の下り通信/上り通信でマルチキャスト転送を行うマルチキャスト転送方法であって、
    下り通信において、
    OLTは、上位ネットワークから受信したVLANタグ付きフレームのVID値がマルチキャスト用の場合に、当該フレームをマルチキャスト配信用に割り当てられたロジカルリンク(マルチキャストロジカルリンク)に転送し、
    ONUは、前記OLTからマルチキャストロジカルリンクで受信したフレームをユーザ端末に転送し、
    上り通信において、
    ONUは、ユーザ端末から受信したフレームがマルチキャスト用の場合に、当該フレームの複製を行うとともに、複製した一方のフレームにマルチキャスト通信用に使用するVID値またはPON区間のみにて使用する特定VID値 を収納したVLANタグを付与して当該ONUに割り当てられたユニキャストロジカルリンクに転送し、もう一方のフレームをユニキャスト用フレームとして当該ONUに割り当てられたユニキャストロジカルリンクに転送し、
    OLTは、前記ONUからユニキャストロジカルリンクで受信したフレームがマルチキャスト用の場合に、当該フレームをそのまま上位ネットワークに転送し、前記ONUからユニキャストロジカルリンクで受信したフレームがユニキャスト用の場合に、当該フレームに当該ONUのロジカルリンクに対応するVID値を収納したVLANタグを付与または付け替えして上位ネットワークに転送することを特徴とするマルチキャスト転送方法。
  2. 一つの加入者線端局装置(OLT)に複数の加入者線終端装置(ONU)が接続されるイーサネット受動型光加入者ネットワーク(EPON)の下り通信/上り通信でマルチキャスト転送を行うマルチキャスト転送装置であって、
    下り通信において、
    OLTは、上位ネットワークから受信したVLANタグ付きフレームのVID値がマルチキャスト用の場合に、当該フレームをマルチキャスト配信用に割り当てられたロジカルリンク(マルチキャストロジカルリンク)に転送する手段と、
    ONUは、前記OLTからマルチキャストロジカルリンクで受信したフレームをユーザ端末に転送する手段と、を有し、
    上り通信において、
    ONUは、ユーザ端末から受信したフレームがマルチキャスト用の場合に、当該フレームの複製を行うとともに、複製した一方のフレームにマルチキャスト通信用に使用するVID値またはPON区間のみにて使用する特定VID値 を収納したVLANタグを付与して当該ONUに割り当てられたユニキャストロジカルリンクに転送し、もう一方のフレームをユニキャスト用フレームとして当該ONUに割り当てられたユニキャストロジカルリンクに転送する手段と、
    OLTは、前記ONUからユニキャストロジカルリンクで受信したフレームがマルチキャスト用の場合に、当該フレームをそのまま上位ネットワークに転送し、前記ONUからユニキャストロジカルリンクで受信したフレームがユニキャスト用の場合に、当該フレームに当該ONUのロジカルリンクに対応するVID値を収納したVLANタグを付与または付け替えして上位ネットワークに転送する手段と、
    を有することを特徴とするマルチキャスト転送装置。
  3. 請求項2に記載のマルチキャスト転送装置の下り通信において、
    前記ONUは、前記OLTからマルチキャストロジカルリンクで受信したフレームに含まれるロジカルリンクID(LLID)を自分に割り当てられたユニキャストロジカルリンクのLLIDに変換した後、当該フレームをユーザ端末に転送する手段を有することを特徴とする請求項2に記載のマルチキャスト転送装置。
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