JP4416170B2

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

Info

Publication number: JP4416170B2
Application number: JP2006029039A
Authority: JP
Inventors: 努立田; 準基三鬼; 孝史田中; 清美雲崎
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2026-02-06
Also published as: JP2007208944A

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_１〜ａ_ｎ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_１〜α_ｎ）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_Ｘ）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_１〜α_ｎ）に対応したＶＬＡＮタグ（ＶＩＤ＝ａ_１〜ａ_ｎ）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２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３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_１〜ａ_ｎ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_１〜α_ｎ）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_ｘ）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_１〜α_ｎ）に対応したＶＬＡＮタグ（ＶＩＤ＝ａ_１〜ａ_ｎ）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_ｘ）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_１〜α_ｎ）に対応したＶＬＡＮタグ（ＶＩＤ＝ａ_１〜ａ_ｎ）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_ｘ）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_ｘ）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_１〜ｂ_ｍ）にそれぞれ対応したマルチキャストＬＬＩＤ（ＬＬＩＤ＝β_１〜β_ｍ）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_１〜ｂ_ｍ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_１〜ｘ_ｍと分けておき、ＯＬＴにてＶＩＤ＝ｘ_１〜ｘ_ｍ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_１〜ｂ_ｍ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

１０１ＯＬＴ
１０２ＥＰＯＮ処理部
１０３ＶＩＤ→ＬＬＩＤ転送部
１０４ＬＬＩＤ→ＶＩＤ転送部
１０５ＶＬＡＮ識別部
２０１ＯＮＵ
２０２ＥＰＯＮ処理部
２０３ＬＬＩＤ識別部
２０４フレーム識別部

Claims

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。
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。
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。