JP4991578B2 - Ｐｏｎシステム - Google Patents

Description

本発明は、受動光網（ＰＯＮ：Passive Optical Network）システムに関し、更に詳しくは、光伝送路区間における伝送帯域を有効に利用できるようにしたＰＯＮシステムに関する。

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）と、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 PON）と、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（Giga-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）フレーム規格を定めている。

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に配信される。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、ＯＬＴから割当てられた送信時間帯で各ＯＮＵに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側からのマルチキャストによって、同一のサービス情報を複数のユーザ端末に配信する場合に適したアクセス網といえる。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、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（マルチキャストポートＩＤまたは論理リンクＩＤ）が、ＰＯＮ伝送フレームのヘッダに設定される。

ＰＯＮシステムを広域ネットワークへのアクセス網として使用した場合、ＯＬＴは、広域ネットワークまたはＩＳＰ網に属したルータと接続されており、各ユーザ端末は、ＯＮＵ、ＯＬＴおよび上記ルータを経由して、広域ネットワーク上の任意のサーバ（あるいは計算機システム）と通信する。この場合、サーバから送信されたユーザ端末宛のパケットは、上記ルータとユーザ端末との間の通信に必要なＯＳＩ参照モデルのデータリンク層プロトコルのヘッダ（以下、Ｌ２ヘッダと言う）でカプセル化した状態で、ＯＬＴに入力される。

従来のＰＯＮシステムでは、ＯＬＴは、広域ネットワーク側のルータから受信したフレームの全体をＰＯＮ区間に固有のプロトコルヘッダ、例えば、ＧＥＭヘッダでカプセリングし、光ファイバに送信している。すなわち、ＰＯＮ区間で転送されるＧＥＭフレームのペイロードには、ルータから受信したＬ２ヘッダ付きフレーム全体が含まれている。受信フレームが、Ｌ２ヘッダとＩＰパケットとの間にＰＰＰヘッダを含む場合、ＧＥＭフレームのペイロードには、ＰＰＰヘッダも含まれることになる。

しかしながら、例えば、Ｇ−ＰＯＮの各ＯＮＵは、受信フレームのＧＥＭヘッダが示すポートＩＤの値によって、受信ＧＥＭフレームを廃棄すべきか、ユーザ端末またはＯＮＵ制御部に中継すべきかを判断しており、ＧＥＭフレームのペイロードに含まれるＬ２ヘッダとＰＰＰヘッダは、ＰＯＮ区間におけるフレーム伝送制御には全く寄与していない。

本発明の目的は、ＰＯＮ区間となる光伝送路の通信帯域を有効に利用できるＰＯＮシステム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ＰＯＮシステムは、ＰＯＮ区間の受信側装置で再生可能で、ＰＯＮ区間でのフレーム伝送制御には寄与しないヘッダ情報を削除することによって、ＰＯＮ区間の転送フレーム長を短縮したことを特徴とする。

更に詳述すると、本発明のＰＯＮシステムは、局側装置（ＯＬＴ）が、広域網の通信ノード装置から受信した下りフレームから、ヘッダ情報の少なくとも１部を除去し、残りフレーム部分をＰＯＮ区間に固有のヘッダをもつフレームに変換する下りフレーム処理部を備え、各加入者接続装置（ＯＮＵ）が、受動光網からの受信フレームからユーザ端末に転送すべき下りフレーム部分を抽出し、これに上記局側装置で削除されたヘッダ情報を補充する下りフレーム処理部を備えたことを特徴とする。

広域網の通信ノード装置から受信した下りフレームが、ＯＳＩ参照モデルにおけるレイヤ２ヘッダとＩＰパケットとからなり、上記レイヤ２ヘッダが、例えば、イーサネットヘッダの場合、局側装置の下りフレーム処理部は、レイヤ２ヘッダから、少なくとも宛先ＭＡＣアドレスと、送信元ＭＡＣアドレスと、プロトコルタイプを除去する。

この場合、各加入者接続装置の下りフレーム処理部は、受動光網からの受信フレームのペイロード内容に、少なくともＬ２ヘッダの宛先ＭＡＣアドレスと、送信元ＭＡＣアドレスと、プロトコルタイプを補充することになる。もし、加入者接続装置の下りフレーム処理部でレイヤ２ヘッダ以外のヘッダ情報も再生できる場合、局側装置の下りフレーム処理部が、レイヤ２ヘッダ以外のヘッダ情報も除去することによって、ＰＯＮ区間の伝送フレーム長を更に短縮することが可能となる。

本発明の１実施例では、上記局側装置の下りフレーム処理部が、広域網の通信装置から受信した下りフレームを解析して、ヘッダ情報の少なくとも１部を除去し、残りフレーム部分を出力するフレーム解析部と、上記フレーム解析部から出力されたフレーム部分をＰＯＮに固有のヘッダをもつフレームに変換するフレーム生成部とからなる。上記フレーム解析部は、レイヤ２ヘッダの内容によって識別される特定の下りフレーム、例えば、宛先アドレスとしてマルチキャストアドレスを含む下りフレームについて、上述したヘッダ情報の除去を行うようにしてもよい。

本発明のＰＯＮシステムにおいて、各加入者接続装置の下りフレーム処理部は、ＰＯＮ区間に固有のヘッダが示す識別情報に基づいて、自装置で受信処理すべき下りフレームを含むか否かを判定し、受信処理不要の受信フレームは廃棄する。また、局側装置が、例えば、マルチキャストＩＰパケットを含む下りフレームについてヘッダ情報を除去している場合、上記加入者接続装置の下りフレーム処理部は、ＰＯＮ区間に固有のヘッダが示す識別情報に基づいて、受信フレームがマルチキャストＩＰパケットを含むか否かを判定し、受信フレームがマルチキャストＩＰパケットを含む時、上述した送信側で除去されたヘッダ情報の補充動作を行う。

本発明の１実施例では、各加入者接続装置が、マルチキャストグループ毎に参加ユーザ端末のアドレスを記憶した管理テーブルを備え、各加入者接続装置の下りフレーム処理部が、ＰＯＮ区間に固有のヘッダが示す識別情報に基づいて、受信フレームがマルチキャストＩＰパケットを含むか否かを判定し、受信フレームがマルチキャストＩＰパケットを含む場合、該マルチキャストＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに基づいて上記管理テーブルを参照し、該宛先ＩＰアドレスで特定されるマルチキャストグループに参加ユーザ端末アドレスが登録されていなければ、受信フレームを廃棄することを特徴とする。

本発明によれば、ＰＯＮ区間の転送フレームから不要なヘッダ情報を削除し、転送フレーム長を短縮したことによって、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 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（Giga-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）を有し、これらの接続ポート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。

ＯＬＴ１０は、ルータ４０−１経由で通信回線Ｌ１から、例えば、サーバ４０−２が送信したユーザ端末ＴＥ−１１１宛の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では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との間の通信プロトコルと、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のフォーマットと、ＰＯＮ区間の下りＧＥＭフレーム７０Ａ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５０−１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。

ＰＯＮ区間の下りＧＥＭフレーム７０Ａ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。従来技術では、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、光ファイバ１１に接続された全てのＯＮＵで受信すべき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。

本実施例の特徴は、ルータ４０−１から受信したフレームＦ１がマルチキャストフレームの場合、ＯＬＴ１０が、ＰＯＮ区間での下りフレームの受信制御には寄与しないＬ２ヘッダを削除することによって、図３に示すように、ＧＥＭペイロード７２にＩＰパケット６０のみを含む短縮ＧＥＭフレーム７０ＢをＯＮＵ２０−１〜ＯＮＵ２０−ｋに送信するようにしたことにある。但し、Ｌ２ヘッダは、ヘッダ全体を削除する必要はなく、一部のヘッダ情報項目を残してもよい。ＯＬＴ１０によって削除されたＬ２ヘッダは、後述するように、各ＯＮＵ２０側で再生され、受信ＩＰパケット６０は、Ｌ２ヘッダ付きのフレームとしてユーザ端末に転送される。

図４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とからなる。２．４ＧｂｐｓのＰＯＮシステムの場合、ＧＴＣダウンストリームフレーム８０の全長は、３８８８０バイトとなっている。

図２、図３で説明したＧＥＭフレームは、図４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。ＧＴＣペイロード８２に含まれるＧＥＭフレームの個数をＮとした時、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。
本実施例によれば、Ｌ２ヘッダ（イーサネットヘッダ）６３を除去することによって、マルチキャストＧＥＭフレーム長が短縮されるため、ＯＬＴ１０が、ＧＴＣペイロード８２を有効に利用して、ＯＮＵ２０−１〜ＯＮＵ２０−ｋと通信できる。

図５は、各ＯＮＵ２０−ｉが、マルチキャストＧＥＭフレームから再生したマルチキャストイーサネットフレームＦｍのフォーマットを示す。
各ＯＮＵ２０−ｉは、ＧＥＭヘッダにマルチキャストポートＩＤを含む短縮ＧＥＭフレーム７０Ｂを受信すると、受信フレームからＩＰパケット６０を抽出し、これに新たに生成したＬ２ヘッダを付加することによって、マルチキャストイーサネットフレームＦｍを再生する。尚、ＯＮＵ２０−ｉにおけるＬ２ヘッダ６３ｍの生成については、後で詳述する。破線で示した内部ヘッダ６４は、各ＯＮＴの内部において、フレームＦｍをユーザ端末の接続回線Ｌｉｊに選択的に送出するために必要となる内部ルーティング情報（回線番号Ｎｉｊ）を含んでいる。回線番号Ｎｉｊで特定された接続回線Ｌｉｊには、内部ヘッダ６４を除去したフレームＦｍが送信される。

図６は、ＯＬＴ１０の１実施例を示す構成図である。
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。

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、ユーザフレームまたはルータ４０−１に転送すべき制御フレームの場合は、これを上りフレーム生成部１１３に転送する。

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。本実施例では、通信回線Ｌ１上のプロトコルがイーサネットであり、上り受信フレームもイーサネットフレームの場合を想定しているため、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。

但し、後述するように、上りのマルチキャストフレームについても、ＰＯＮ区間ではＬ２ヘッダを除去して転送するようにした場合、上りフレーム生成部１１３は、メモリ１４０に用意されたネットワーク構成情報を利用してＬ２ヘッダを生成し、受信フレームをイーサネットフレームに変換した後、送信回線インタフェース１０２Ａに転送することになる。

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１２０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して、本発明に従ったヘッダ情報（この実施例ではＬ２ヘッダ）の除去を行う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。

図７のフローチャートで示すように、下りフレーム解析部１２２は、受信バッファ１２０から受信フレームを読み出し（１６１）、Ｌ２ヘッダが示すＤＭＡＣ６３１から、受信フレームがマルチキャストフレームかユニキャストフレームかを判定する（１６２）。ＤＭＡＣ６３１の上位ｎビット部分（後続するＩＰパケットがＩＰｖ４の場合はｎ＝２５、ＩＰｖ６の場合はｎ＝１６）が、予め決められた特定のパターン（固定パターン）となっていれば、受信フレームは、マルチキャストフレームと判断される。

下りフレーム解析部１２２は、受信フレームがユニキャストフレームであれば、そのままＴＣ／ＧＥＭフレーム生成部１２３に出力し（１６４）、マルチキャストフレームの場合は、Ｌ２ヘッダを除去してから（１６３）、受信フレームをＴＣ／ＧＥＭフレーム生成部１２３に出力する。

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、図８に示す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、ＤＭＡＣ１５１とＧＥＭヘッダに設定すべきポートＩＤ１５２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、ＤＭＡＣ１５１として、図１に示したユーザ端末ＴＥ−１１１、ＴＥ−１１２のＭＡＣアドレス「ＭＡＣ１１１」、「ＭＡＣ１１２」を含むテーブルエントリでは、ポートＩＤ１５２が、それぞれＯＮＵ２０−１のポートＩＤ（「ＩＤ１」）を示し、ユーザ端末ＴＥ−２１のＭＡＣアドレス「ＭＡＣ２１」を含むテーブルエントリでは、ポートＩＤ１５２が、ＯＮＵ２０−２のポートＩＤ（「ＩＤ２」）を示している。また、ＤＭＡＣ１５１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ＩＤ１５２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、下りフレーム解析部１２２から受信したフレームにＬ２ヘッダがなければ、これをマルチキャストフレームと判断し、ＧＥＭヘッダテーブル１５０が示すマルチキャストポートＩＤを含むＧＥＭヘッダを付加して、受信フレームを下り転送制御部１２４に出力する。受信フレームがＬ２ヘッダをもっていた場合、ＴＣ／ＧＥＭフレーム生成部１２３は、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、受信フレームを下り送信制御部１２４に出力する。

図９は、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と、短縮ＧＥＭフレームから再生されたイーサネットフレームを、図５に示した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の詳細動作については、後で図１３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、送信フレームのヘッダ情報からフレームの種別と送信要否を判定し、送信不要と判断したフレームは廃棄する。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（Internet Group Management Protocol）またはＭＬＤ（Multicast Listener Discovery）に従ったマルチキャストフレームや、指定された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。上りフレーム処理部２２２は、必要に応じて、送信フレームのフォーマットを変換して、上り送信制御部２２３に出力する。

ＯＮＵ制御部２００は、ネットワーク構成情報テーブル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。ネットワーク構成情報テーブル２３０には、ＯＮＵ２０−ｉが必要とするネットワーク構成情報が、該ＯＮＵがＯＬＴ１０に接続された時、ＰＯＮシステムの管理者または管理システム（図示せず）によって設定される。ネットワーク構成情報としては、少なくとも、ＯＬＴ１０が接続されているルータ４０−１のアドレス情報が含まれる。

内部ルーティングテーブル２４０は、図１０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て、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される。

ＡＲＰテーブル２５０は、図１１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。ＡＲＰテーブル２５０は、後述するように、下りフレーム処理部２１３が、短縮ＧＥＭフレームを要求元ユーザ端末に選択的に転送する場合に参照される。

マルチキャストグループ管理テーブル２６０は、図１２に示すように、マルチキャストグループＩＰアドレス２６１と、マルチキャストグループの参加ユーザのＩＰアドレス（参加ユーザＩＰアドレス）２６２と、ＶＬＡＮ識別子（ＶＩＤ）２６３と、その他のヘッダ項目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。

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／ＭＬＤ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パケットを送信した時、ＯＮＵ制御部２００のＳｎｏｏｐｉｎｇ機能が、上記参加要求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、後述するように、下りフレーム処理部２１３が、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参照される。また、マルチキャストグループ管理テーブル２６０は、本発明の改良された実施例において、下りフレーム処理部２１３が、短縮ＧＥＭフレームからＬ２ヘッダ（イーサネットヘッダ）を再生する場合にも参照される。

図１３は、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（２７１）、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（２７２）。ポートＩＤが一致していれば、ＧＥＭフレームは、ペイロード７２に、ルータ４０−１から送信されたイーサネットフレーム、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（２７３）、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（２７４）。

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（２７５）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（２７１）。受信フレームがイーサネットフレームの場合、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生成し（２８２）、この内部ヘッダを付加した受信フレームを下り送信制御部２１９に転送する（２８３）。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（２７１）。

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か否かを判定し（２７６）、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（２８４）、ステップ２７１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、ＧＥＭフレームは、Ｌ２ヘッダを削除した短縮フレームとなっており、ＧＥＭペイロードに、宛先ＩＰアドレス（ＤＡ）６１２としてマルチキャストグループＩＰアドレスが設定されたマルチキャストＩＰパケットを含んでいる。

マルチキャストＧＥＭフレームを受信した各ＯＮＵでは、受信フレームに含まれるＩＰパケットが、自分の配下にあるユーザ端末には無関係なパケットであれば、受信パケット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を参照し（２７７）、受信ＩＰパケットのマルチキャストグループＩＰアドレス（ＤＡ：６１２）と対応するテーブルエントリ（参加ユーザＩＰアドレス）が登録されているか否かを判定する（２７８）。

もし、マルチキャストグループＩＰアドレスに該当するテーブルエントリが未登録の場合、このＯＮＵには上記ＩＰパケットを受信すべきユーザ端末が存在していない。この場合、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（２８４）、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（２７１）。
マルチキャストグループ管理テーブル２６０に、受信ＩＰパケットの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が登録されていた場合、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（２７９）、上記テーブルエントリが示す情報を利用して、受信ＩＰパケットに付すべきＬ２ヘッダ６３ｍを再生する（２８０）。

Ｌ２ヘッダ６３ｍの宛先ＭＡＣアドレス（ＤＭＡＣ）６３１には、マルチキャストＭＡＣアドレスが設定される。この場合、マルチキャストＭＡＣアドレスは、図５に示すように、受信ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスＤＡ（マルチキャストグループＩＰアドレス）６１１の下位Ｍビット（ＩＰｖ４の場合はＭ＝２３、ＩＰｖ６の場合はＭ＝３２）が示すＭＡＣアドレス部分に、既知の固定ビットパターンを組み合わせることによって生成できる。

Ｌ２ヘッダの送信元ＭＡＣアドレス（ＳＭＡＣ）６３２には、予めネットワーク構成情報テーブル２３０に記憶されているルータ４０−１のＭＡＣアドレスが適用される。また、Ｌ２ヘッダの次にはＩＰパケット（ＩＰｖ４またはＩＰｖ６）が続くことが既に判っているため、Ｌ２ヘッダのプロトコルタイプ６３４には、ＩＰプロトコルを示す値が設定される。その他の情報６３５には、必要に応じて、マルチキャストグループ管理テーブル２６０から検索されたテーブルエントリが示す情報２６４が設定される。

Ｌ２ヘッダ６３ｍの生成が終わると、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、上記Ｌ２ヘッダとマルチキャストＩＰパケットとからなるイーサネットフレームに付すべき内部ヘッダ６４を生成する（２８２）。ここで生成された内部ヘッダには、マルチキャスト番号が設定される。この後、下りフレーム処理部２１３は、Ｌ２ヘッダ６３ｍと内部ヘッダ６４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（２８３）、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（２７１）。

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６４を除去し、内部ヘッダ６４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。マルチキャストフレームは、内部ヘッダ６４が示すマルチキャスト番号に従って、全ての回線インターフェースに転送される。

上記実施例では、マルチキャストグループ管理テーブル２６０を参照した結果、下りフレーム処理部２１３が転送要と判断したマルチキャストフレームは、下り送信制御部２１９に接続された全ての回線インタフェース２０２に転送されている。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、Ｌ２ヘッダを生成した下りフレーム処理部２１３が、図１３で破線で示すように、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（２８１）、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６４を生成する（２８２）。

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６４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。

上記実施例によれば、下りフレーム処理部２１３が、ＡＲＰテーブル２５０と内部ルーティングテーブル２４０とを利用して内部ヘッダを生成することにより、マルチキャストＤＭＡＣをもつ下りフレームを要求元ユーザ端末が接続された特定の回線に選択的に転送することができる。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。

マルチキャストフレームが、マルチキャスト要求元ユーザ端末にのみ転送されるようにするためには、ＯＮＵ２０の下りフレーム処理部２１３が、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とＡＲＰテーブル２５０を利用して、マルチキャストＩＰパケットをユニキャストのイーサネットフレームに変換するようにしてもよい。

すなわち、上述した実施例では、Ｌ２フレームの宛先ＭＡＣアドレス（ＤＭＡＣ）６３１として、受信パケットの宛先ＩＰアドレス６１２から生成したマルチキャストＭＡＣアドレスを適用したが、ＤＭＡＣ６３１として、マルチキャストの各参加ユーザＩＰアドレスと対応した個別のＭＡＣアドレスを適用し、ＯＮＵの配下に複数のマルチキャスト参加ユーザが存在する場合には、ＤＭＡＣ６３１の異なる複数のイーサネットフレームを生成するようにしてもよい。この場合、下りフレーム処理部２１３は、マルチキャストＭＡＣアドレスの代わりに、ＡＲＰテーブル１１から検索した参加ユーザＩＰアドレスのＭＡＣアドレスを適用し、それぞれが異なる回線番号を含む内部ヘッダ付きの複数のイーサネットフレームを生成する。

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、マルチキャストグループ管理テーブル２６０にＶＩＤ２６３を記憶しておくことによって、下りフレーム処理部２１３が、ＶＩＤ６３３を含むＬ２ヘッダを再生することが可能となる。ＶＩＤを利用すると、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。

以上の実施例では、ＯＬＴ１０が、下りマルチキャストフレームからＬ２ヘッダを除去し、短縮ＧＥＭフレームに変換してＯＮＵ２０−１〜２０−ｋにマルチキャストする場合について説明したが、ＯＬＴ１０が、下りユニキャストフレームについても、マルチキャストフレームと同様に、Ｌ２ヘッダを除去し、短縮ＧＥＭフレームに変換するようにしてもよい。この場合、各ＯＮＵは、ユニキャスト用のポートＩＤをもつＧＥＭフレームを受信した時、ＧＥＭペイロードに含まれるＩＰパケットから宛先ＩＰアドレス（ＤＡ）６１２を抽出し、ＡＲＰテーブル２５０から検索した上記宛先ＩＰアドレスと対応するＭＡＣアドレスをＬ２ヘッダのＤＭＡＣ６３１に適用することによって、マルチキャストフレームと同様に、Ｌ２ヘッダを再生することができる。

また、実施例では、ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０に向かう下りマルチキャストフレームからＬ２ヘッダを除去することによって、ＰＯＮ区間での転送フレームの長さを短縮し、帯域を有効に利用する場合について述べたが、個々のＯＮＵ２０からＯＬＴ１０に向かう上りマルチキャストフレーム、例えば、ＡＲＰフレームや、ＩＧＭＰ／ＭＬＤフレームについても、ＯＮＵ側でＬ２ヘッダを除去し、ＯＬＴ側でＬ２ヘッダを生成することによって、ＰＯＮ区間の上り帯域を有効に利用することが可能となる。

実施例では、ＯＬＴ１０が、広域ネットワーク側からの受信フレームからＬ２ヘッダを除去し、フレーム長が短縮されたＧＥＭフレームに変換して、ＰＯＮ区間にマルチキャストしているが、ＯＬＴ１０が、Ｌ２ヘッダの一部を削除し、ＯＮＵ側でヘッダ再生に必要とする特定の情報項目をＧＥＭフレームに残してもよい。
また、実施例では、下りフレームとして、ＩＰパケット６０とイーサネットヘッダ６３とからなるフレームを受信した場合のＰＯＮシステムの動作について説明したが、本発明は、ＩＰパケット６０とイーサネットヘッダ６３との間に、ＰＰＰセッション識別情報またはＬ２ＴＰトンネル識別情報のようなトンネル型のネットワーク中継プロトコル情報を含む下りフレームに対しても適用できる。

例えば、ＯＮＵ２０に接続されたユーザ端末とルータ４０−１との間で、ＰＰＰセッションを確立するためのプロトコル手順を実行している期間中に、ＯＮＵ２０が、Ｓｎｏｏｐｉｎｇ機能によってＰＰＰセッション情報を取得し、これをユーザ端末の識別情報と対応付けて保存できる場合は、ＯＬＴ側で、ＰＰＰセッション識別情報も除去した形のＧＥＭフレームを生成できる。もし、ＯＮＵ２０でＰＰＰセッション情報の生成が困難な場合は、ＯＬＴ１０が、ＧＥＭペイロードにＰＰＰセッション識別情報とＩＰパケットとを含むＧＥＭフレームを生成すればよい。

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７０Ａのフォーマットを示す図。 本発明による短縮されたＧＥＭフレームの１例を示すフォーマットの図。 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 ＯＮＵで再生されたイーサネットフレームのフォーマットを示す図。 本発明によるＯＬＴ１０の１実施例を示すブロック構成図。 ＯＬＴ１０の下りフレーム解析部１２２の動作を示すフローチャート。 下りフレーム解析部１２２が参照するＧＥＭヘッダテーブルを示す図。 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の下りフレーム処理部２１３の動作を示すフローチャート。

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、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：ネットワーク構成情報テーブル、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 (4)

1. 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、上記加入者接続装置と上記局側装置との間を接続する受動光網を備え、上記局側装置が、上記広域網側の通信ノード装置から受信した下りフレームをＰＯＮフレームに変換し、上記受動光網を介して上記複数の加入者接続装置に転送し、各加入者接続装置が、上記下りフレームを上記ユーザ端末に選択的に転送するＰＯＮ(Passive Optical Network)システムにおいて、
   上記下りフレームは、レイヤ２ヘッダとＩＰパケットとを含み、
   上記局側装置が、
   上記下りフレームのレイヤ２ヘッダ内の情報の少なくとも一部を除去し、フレーム長が短縮された下りフレームとして出力するフレーム解析部と、
   上記フレーム解析部から出力された上記フレーム長が短縮された下りフレームにＰＯＮに固有のヘッダを付加して、ＰＯＮフレームに変換する下りフレーム生成部を備え、
   上記加入者接続装置が、
   上記ユーザ端末のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応関係を保持し、
   上記受動光網を介して上記局側装置から受信した上記ＰＯＮフレーム内の上記ＰＯＮに固有のヘッダが示す識別情報に基づいて、上記ＰＯＮフレームが自装置で受信処理すべきユニキャストフレームを含むか否かを判定し、受信処理すべきユニキャストを含むと判定された場合は、上記ＰＯＮフレームから、上記フレーム長が短縮された下りフレームを抽出し、該下りフレームのＩＰパケット内の宛先ＩＰアドレスと、上記対応関係で保持される上記ユーザ端末のＩＰアドレスとを参照して、上記宛先ＩＰアドレスと対応する上記ユーザ端末の上記ＭＡＣアドレスを特定し、該ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとして含むレイヤ２ヘッダ情報を生成して、上記抽出された下りフレームに付加する下りフレーム処理部を備えたことを特徴とするＰＯＮシステム。
2. 前記加入者接続装置の前記下りフレーム処理部において、前記受動光網を介して受信したＰＯＮフレームがマルチキャストフレームを含むと判定された場合、上記下りフレーム処理部が、上記ＰＯＮフレームから、前記フレーム長が短縮された下りフレームを抽出し、該下りフレームのＩＰパケット内の宛先ＩＰアドレスの下位所定ビットと既知のビットパターンとによってマルチキャストＭＣＡアドレスを決定し、該ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとして含むレイヤ２ヘッダ情報を生成して、前記抽出された下りフレームに付加することを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステム。
3. 前記加入者接続装置の前記下りフレーム処理部が、前記受動光網を介して受信した前記ＰＯＮフレームが自装置では受信処理不要のユニキャストフレームと判定された場合は、該ＰＯＮフレームを廃棄することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＰＯＮシステム。
4. 前記局側装置が前記通信ノード装置から受信する下りフレームが、前記レイヤ２ヘッダとして、イーサネットヘッダを含むことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のＰＯＮシステム。

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