JP4693518B2 - マルチキャスト通信装置及びこれを用いたponシステム - Google Patents
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Description
マルチキャストルータは、定期的に照会メッセージ(Queryメッセージ)をマルチキャストし、各ホストからのレポートメッセージ(Reportメッセージ)の有無でメンバーを把握する。ホストは、グループに参加するとき、または照会メッセージに対し、レポートメッセージを返信する。ホストがグループから離脱するとき、離脱メッセージ(Leaveメッセージ)を通知するか、レポートメッセージを返信しなくする。
1〜複数のポイント・ポイント論理リンクが設定されているONUが、レポートメッセージによってIPマルチキャストグループのメンバーに参加すると、OLTは、そのONUに対してマルチキャスト用論理リンクを設定する。OLTは、マルチキャスト用論理リンクを設定した後、ONUに対して予め設定されているポイント・ポイント論理リンクを用いて、マルチキャスト用論理リンクで用いるマルチキャスト通信のための暗号鍵を配布する。
ONUが、参加しているIPマルチキャストグループから離脱すると、OLTは、マルチキャスト用論理リンクを解放し、マルチキャスト通信のための暗号鍵は配布しない。OLTは、レポートメッセージに含まれるマルチキャストアドレス、レポートメッセージが到着した物理ポート、レポートメッセージを送信してきたONU、マルチキャスト用LLID(論理リンク識別子:Logical Link Identifier)、配布したマルチキャスト通信のための暗号鍵を関連付けて管理する。
また、OLTが複数のPONポートを収容する場合、PONポートごとに1ビットを用意し、マルチキャストフレームの転送可否を管理するビットマップを新たに設ける。
これらの結果、OLTにて管理するべきマルチキャストに関する項目が増えるため、回路またはソフトウェアの複雑化、必要なメモリ領域の増加が必要などの問題がある。
この発明の実施の形態を説明する前に、本発明が適用される論理リンクを通信単位とするPONシステムについて、図4を用いて説明する。
図4は、論理リンクを通信単位とするPONシステムを示す図であり、図4(a)は、物理ポートを単位としたスイッチングを行う図、図4(b)は、論理ポートを単位としたスイッチングを行う図である。
図4(a)において、ONU103に接続されたOLT102の物理ポート105は、OLT102のブリッジ機能107により、物理ポート間でスイッチングされてイーサネット(登録商標)106に接続される。
図4(b)において、論理ポート101は、OLT102とONU103に存在し、その間を論理リンク104で接続する。論理ポート101は、OLT102のブリッジ機能107により、論理ポート間でスイッチングされてイーサネット(登録商標)106に接続される。
一般的なブリッジ機能は、図4(a)に示すように、物理ポート105を単位としたスイッチングを行うが、複数のONU103で1つの伝送路を共有するPONシステムで、ONU間通信を行うためには、ブリッジ機能107において、ONU103ごとのポートを意識させる必要がある。
さらに、ONU103が複数のUNI(ユーザ網インタフェース:User Network Interface)を収容する場合、ONU103のUNI間通信を行うためには、ブリッジ機能107において、UNIごとのポートを識別させる必要がある。このようなONU103ごとあるいはUNIごとのポートのことを論理ポート101と呼ぶ。論理ポート101は、OLT102とONU103に存在し、その間を論理リンク104で接続する。
以上が、論理リンクを通信単位とするPONシステムの概要であり、以下に実施の形態1によるPONシステムにおけるマルチキャスト通信方法について説明する。
この発明の実施の形態1のマルチキャスト通信方法及び通信装置は、OLT(マルチキャスト通信装置)、ONU(加入者側装置)、及びそれらを接続する伝送媒体を有し、MACフレームによるデータ送受信及びVLAN機能を実現しつつ、論理リンクを用いた通信を行うPONシステムにおいて、IP網に接続されるOLTがIGMPのメッセージをスヌープした結果に応じて、同じIPマルチキャストグループのメンバーに参加しているポイント・ポイント論理リンクであればOLTに複数収容されるPONポートのいずれに収容されているかに関わらず、当該ポイント・ポイント論理リンクにて送受信されるMACフレームに同じVID(VLAN ID:Virtual Local Area Network Identifier)を付与し、OLT及びONUにおけるVIDフィルタリング機能を用いることによってマルチキャスト通信を実現するようにしている。
図1において、OLT10(マルチキャスト通信装置)は、m(mは1以上の整数)個のPONポート11を有し、各PONポート11に接続されるスプリッタ60を介してそれぞれn(nは1以上の整数)個のONU40(加入者側装置)に接続されている。
このOLT10は、PONポート11に接続されるスプリッタ60を介してn個のONU40を収容するPONインタフェース12と、サービスノードインタフェース(以下SNI:Service Node Interface)ポート13でIP網へ接続されるSNIインタフェース14と、MACフレームのスイッチングを行うレイヤ2スイッチ15と、IGMPにおけるメッセージを監視するメッセージ監視部16と、マルチキャスト管理テーブル17とを備えている。
なお、図1のOLT10は、2つのPONポート11を収容している。また、スイッチ21は、図4のブリッジ機能107と同じである。
PONインタフェース12には、PON区間のMACフレームのセキュリティーを確保するための暗号/復号処理部18と、複数のONU40を収容するための通信制御を行うPON制御部19と、ポイント・ポイント論理リンクごとにLLIDを設定するLLID付与部20を備えている。
レイヤ2スイッチ15は、MACフレームのスイッチングを行うスイッチ21と、設定されたVIDおよびNULL Tagが付与されたMACフレームのみを通過させるVIDフィルタリング部22と、マルチキャストアドレスごとに関連付けられたVIDをMACフレームに付与するVID付与部23と、VID削除部24と、マルチキャストアドレスがマルチキャスト管理テーブル17に登録されるつど、新たなVIDを採用して対応付けし、マルチキャスト管理テーブル17に登録するVID設定部27とを備える。
SNIインタフェース14は、IGMPに関するメッセージをスヌープするマルチキャスト監視部25と、LLID削除部26を備える。
図2のマルチキャスト管理テーブル17に登録されるマルチキャストアドレスは、OLT10に収容される複数のポイント・ポイント論理リンクのうち、少なくとも1つがメンバーに参加しているIPマルチキャストグループのマルチキャストアドレスである。マルチキャスト管理テーブル17では、マルチキャストアドレスごとに異なるVIDが設定され、登録されたマルチキャストアドレスのIPマルチキャストグループに参加しているポイント・ポイント論理リンクのLLID及び収容されるPONポート番号を関連付けて管理する。
レポートメッセージのスヌープによって、OLT10に収容される複数のポイント・ポイント論理リンクのうち、少なくとも1つがIPマルチキャストグループのメンバーに新たに参加した場合、そのIPマルチキャストグループのマルチキャストアドレスがマルチキャスト管理テーブル17に登録されていない場合、そのマルチキャストアドレスをマルチキャスト管理テーブル17に登録する。
離脱メッセージのスヌープ結果またはレポートメッセージのタイムアウトによってIPマルチキャストグループのメンバーに参加しているポイント・ポイント論理リンクが、1つもなくなった場合、そのIPマルチキャストグループのマルチキャストアドレスを、マルチキャスト管理テーブル17から削除する。
レイヤ2スイッチ15のVID付与部23は、SNIインタフェース14から入力されるMACフレームの宛先アドレスが、マルチキャスト管理テーブル17に登録されているマルチキャストアドレスと一致する場合は、マルチキャスト管理テーブル17にて対応づけられているVIDを付与し、それ以外のマルチキャスト管理テーブル17に登録されていないマルチキャストアドレスやブロードキャストアドレスやユニキャストアドレスの場合は、NULL Tagを付与する。
レイヤ2スイッチ15のVIDフィルタリング部22は、対応するPONポート番号によって、マルチキャスト管理テーブル17にて管理されているPONポート番号と対応するVIDが設定され、設定されたVIDまたはNULL Tagが付与されているMACフレームのみを透過させる。
PONインタフェース12の暗号/復号処理部18では、LLIDごとに管理している異なる暗号/復号鍵を用い、MACフレームを暗号/復号し、PON区間のMACフレームのセキュリティーを確保する。
ONU40にて収容される複数のポイント・ポイント論理リンクのうち、対応するLLID(論理リンク識別子)がOLT10のマルチキャスト管理テーブル17に登録されている場合に、そのLLID及び対応するVIDが関連付けられてOLT10から通知され、管理テーブル44に登録される。つまり、図3のONU40の管理テーブル44の内容は、OLT10のマルチキャスト管理テーブル17のうち、そのONU40に対応するLLIDとVIDの組合せである。
VIDフィルタリング部42は、管理テーブル44に登録されているVIDが設定され、設定されたVIDまたはNULL Tagが付与されているMACフレームのみを透過させる。
図2において、OLTのマルチキャスト管理テーブルは、マルチキャストアドレス、VID、PONポート番号、LLIDを関連付けて管理する。
図3は、この発明の実施の形態1によるPONシステムのONUにおける管理テーブルの記憶内容を示す図である。
図3において、ONUの管理テーブルは、OLTから通知されたVIDとLLIDを関連付けて管理する。
OLT10におけるマルチキャスト監視部25は、少なくとも1つのポイント・ポイント論理リンクがメンバーに参加しているIPマルチキャストグループのマルチキャストアドレスを、マルチキャスト管理テーブル17に登録し、メッセージ監視部16は、IGMPに関するレポートメッセージをスヌープすることで、マルチキャスト管理テーブル17に登録されているマルチキャストアドレスに対応するLLIDをマルチキャスト管理テーブル17に登録し、PONインタフェース12は、マルチキャスト管理テーブル17に登録されているLLIDが収容されるPONポート番号を、対応づけてマルチキャスト管理テーブル17に登録する。
その結果、少なくとも1つのポイント・ポイント論理リンクがメンバーに参加しているIPマルチキャストグループのマルチキャストアドレスと、参加しているポイント・ポイント論理リンクのLLID及び収容されるPONポート番号を関連付けて管理することができる。
VID付与部23では、SNIインタフェース14から入力されるMACフレームの宛先アドレスが、マルチキャスト管理テーブル17に登録されているマルチキャストアドレスである場合は、関連付けて管理されているVIDを付与し、マルチキャスト管理テーブル17に登録されていないマルチキャストアドレスまたはブロードキャストアドレスまたはユニキャストアドレスの場合は、NULL Tagを付与する。
その結果、少なくとも1つのポイント・ポイント論理リンクがメンバーに参加しているIPマルチキャストフレームは、メンバーに参加しているポイント・ポイント論理リンクが収容されるPONポート11にのみ転送される。
ONU40におけるVIDフィルタリング部42は、管理テーブル44にて管理されているVIDが設定され、設定されたVIDまたはNULL Tagが付与されたMACフレームのみ透過し、それ以外のMACフレームは廃棄する。
その結果、少なくとも1つのポイント・ポイント論理リンクがメンバーに参加しているIPマルチキャストフレームは、PONの構造上、メンバーに参加しているポイント・ポイント論理リンクが収容されるPONポートに収容される全ONUに対して転送されるが、メンバーに参加しているポイント・ポイント論理リンクが収容されるONUでのみ、加入者端末へ転送される。
また、既存の技術でありレイヤ2スイッチの基本機能として備わっているVIDフィルタリング機能を含むVLAN機能を用いる構成としたため、容易に実現することができる。
13 SNIポート、14 SNIインタフェース、15 レイヤ2スイッチ、
16 メッセージ監視部、17 マルチキャスト管理テーブル、
18 暗号/復号処理部、19 PON制御部、20 LLID付与部、
21 スイッチ、22 VIDフィルタリング部、23 VID付与部、
24 VID削除部、25 マルチキャスト監視部、26 LLID削除部、
27 VID設定部、
40 ONU、41 PONインタフェース、
42 VIDフィルタリング部、43 VID削除部、44 管理テーブル、
45 復号/暗号処理部、46 PON制御部、47 LLID付与部、
48 LLID削除部、60 スプリッタ、
101 論理ポート、102 OLT、103 ONU、104 論理リンク、
105 物理ポート、106 イーサネット(登録商標)、107 ブリッジ。
Claims (3)
- それぞれn(nは1以上の整数)個の加入者側装置が接続されるm(mは1以上の整数)個のPONポートを有するPONインタフェース、
IP網に接続されたSNIインタフェース、
マルチキャストグループのマルチキャストアドレス毎に異なるVLAN IDが設定され、上記マルチキャストアドレスと上記VLAN IDと上記PONポートとを対応付けて管理するマルチキャスト管理テーブル、
上記SNIインタフェースから入力されるMACフレームの宛先アドレスが上記マルチキャスト管理テーブルに登録されているマルチキャストアドレスである場合に上記マルチキャストアドレスに対応するVLAN IDを上記MACフレームに付与するVID付与部、
このVID付与部により付与された上記MACフレームの上記VLAN IDが上記自身に設定されたVLAN IDである場合に上記MACフレームを透過させるVIDフィルタリング部を備え、
上記VIDフィルタリング部は、上記PONポート毎に設けられ、当該PONポートに対応するVLAN IDが設定されており、
上記VIDフィルタリング部を透過したMACフレームは、当該PONポートを介してマルチキャスト送信されることを特徴とするマルチキャスト通信装置。 - メッセージをスヌープすることによりマルチキャストアドレスを上記マルチキャスト管理テーブルに登録するマルチキャスト監視部、
及びこのマルチキャスト監視部により登録されたマルチキャストアドレスに対応するVLAN IDを新たに設定し、上記マルチキャストアドレスに対応付けて上記マルチキャスト管理テーブルに登録するVID設定部を備えたことを特徴とする請求項1記載のマルチキャスト通信装置。 - 請求項1または請求項2記載のマルチキャスト通信装置、
及びこのマルチキャスト通信装置の上記PONポートに接続されると共にp(pは1以上の整数)個の加入者端末に論理リンクにより接続された加入者側装置を備え、
上記加入者側装置は、上記論理リンク及び上記VLAN IDを対応付けた管理テーブルと、
この管理テーブルによって上記論理リンクと対応付けられたVLAN IDが設定されたVIDフィルタリング部とを有し、
上記加入者側装置の上記VIDフィルタリング部は、上記MACフレームに付与されたVLAN IDが上記自身に設定されたVLAN IDである場合に上記MACフレームを透過させ、当該VLAN IDに対応付けられた論理リンクにより接続された上記加入者端末に転送することを特徴とするPONシステム。
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