JP5074228B2 - Station equipment in passive optical networks. - Google Patents
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本発明は、受動光網(PON;Passive Optical Network)における局装置に係り、特に、受動光網を用いてMACフレームを転送する際のユニキャスト型/ブロードキャスト型/マルチキャスト型の転送機能を備えた受動光網における局装置に関する。 The present invention relates to a station apparatus in a passive optical network (PON), and in particular, has a unicast type / broadcast type / multicast type transfer function when transferring a MAC frame using a passive optical network. The present invention relates to a station apparatus in a passive optical network.
本発明における第一の背景技術として、ITU−T勧告G.984.3”Gigabit−capable Passive Optical Networks(G−PON):Transmission convergence layer specification”が存在する。本勧告G.984.3によれば、PON区間の伝送には、GEM(G−PON Encapsulation Method)フレームと呼ばれる可変長フレームを基本単位とするフレーム伝送方式が採用されており、GEMフレームはPON区間の伝送フレーム内にカプセル化されて伝送される。PON区間の伝送フレームは、前記ITU−T勧告G.984.3において、局装置(OLT;Optical Line Terminal)より端末装置(ONT;Optical Network Terminal)方向のGTC(G−PON Transmission Convergence)downstream frameと、ONTよりOLT方向のGTC upstream frameとして規定されている。ITU−T勧告G.984.3に規定された伝送方式では、OLTからONT方向(下り伝送方向)のGTC downstream frameは、放送的に全ONUに伝送され、ONTからOLT方向(上り伝送方向)のGTC upstream frameは、時分割多重アクセス(TDMA;Time division Multiple Access)により各ONTからの信号が多重されて伝送される。本伝送方式の特徴として、下り伝送方向は1対多(単一OLT対複数ONT)、上り伝送方向は1対1(単一ONT対単一OLT)の伝送形態となっている点が上げられる。つまり、OLTより全ONTに対して同一のフレームを転送する手段は規定されているが、1つのONTよりOLTと他の全てのONTに対して同一のフレームを転送する手段は規定されていない。本伝送方式の特徴は、GTC frameにカプセル化されるGEMフレームについても同一である。 As a first background art in the present invention, ITU-T Recommendation G. There is 984.3 "Gigabit-capable Passive Optical Networks (G-PON): Transmission convergence layer specification". This Recommendation G. According to 984.3, a frame transmission method using a variable length frame called a GEM (G-PON Encapsulation Method) frame as a basic unit is adopted for transmission in the PON section. The GEM frame is a transmission frame in the PON section. It is encapsulated and transmitted. The transmission frame of the PON section is the ITU-T recommendation G.264. In 984.3, GTC (G-PON Transmission Convergence) downstream in the direction of the terminal device (ONT) from the local equipment (OLT; Optical Line Terminal) and the OT in the direction of the OT from the ONT Yes. ITU-T Recommendation G. In the transmission scheme specified in 984.3, the GTC downstream stream in the OLT to ONT direction (downlink transmission direction) is broadcasted to all ONUs, and the GTC upstream frame in the ONT to OLT direction (upstream transmission direction) is: Signals from the respective ONTs are multiplexed and transmitted by time division multiple access (TDMA; Time division Multiple Access). As a feature of this transmission method, the downlink transmission direction is a one-to-many (single OLT vs. multiple ONT), and the uplink transmission direction is a one-to-one (single ONT vs. single OLT) transmission form. . That is, means for transferring the same frame from the OLT to all ONTs is defined, but means for transferring the same frame from one ONT to the OLT and all other ONTs is not defined. The characteristics of this transmission method are the same for the GEM frame encapsulated in the GTC frame.
図21は、前記勧告G.984.3におけるGEMフレームの構造を示した図である。GEMフレーム70は、GTC frameのペイロード内に順次格納されて送信され、受信端においてGEMフレーム境界を検出して、それぞれのGEMフレーム70を抽出する。各GEMフレームは、GEMヘッダ71,71−2〜71−nとGEMペイロード76,76−2〜76−nを含み、GEMヘッダ71はさらに、PLIフィールド72とPort IDフィールド73とPTI(Payload Type Indication)フィールド74とHECフィールド75を含む。PLIフィールド72にはGEMペイロード76−1のバイト長が、PTIフィールド74にはGEMフレームの種別が、HEC(Head Error Correction)フィールド75には、GEMヘッダ71のエラー訂正符がそれぞれ格納され、信号の受信端においてGEMフレーム70抽出処理のために使用される。Port IDフィールド73は、PON区間のコネクション識別番号であるPort IDを格納するための領域であり、本フィールドを参照することにより、該当GEMフレーム70の属するPON区間のコネクションが識別される。
また、図22は、GEMフレームを搭載するPON区間の基本フレーム構造である、GTCフレームを示している。下り伝送方向のフレームは、PCBd(Physical Control Block downstream)95−1と呼ばれるヘッダ情報とPayload95−2を含み、下り伝送方向のGEMフレームはPayload95−2に順時格納され、送信される。上り伝送方向は、PCBu(Physical Control Block upstream)97−1,PLOAMu(Physical Layer OAM upstream)97−2,PLSu(Power Levelling Sequence upstream)97−3,DBRu(Dynamic Bandwidth Report upstream)97−4と呼ばれる制御フィールドと、Payload97−5を基本構成とするフレームで転送される。GEMフレームは、上り方向についても同様に、Payload97−5に搭載されて転送される。ただし、上り伝送方向については、TDMA制御により、時分割多重されたフレームをOLTは受信することになる。
FIG. 21 shows the recommendation G.1. It is the figure which showed the structure of the GEM frame in 984.3. The
FIG. 22 shows a GTC frame that is a basic frame structure of a PON section in which a GEM frame is mounted. The frame in the downlink transmission direction includes header information called PCBd (Physical Control Block Downstream) 95-1 and Payload 95-2, and the GEM frame in the downlink transmission direction is sequentially stored and transmitted in Payload 95-2. Uplink transmission directions are PCBu (Physical Control Block upstream) 97-1, PLOAMu (Physical Layer OAM upstream) 97-2, PLSu (Power Leveling Sequence upstream stream 3D, 3D, DBD) It is transferred in a control field and a frame having Payload 97-5 as a basic configuration. Similarly, the GEM frame is mounted on the Payload 97-5 and transferred in the upstream direction. However, in the uplink transmission direction, the OLT receives time-division multiplexed frames by TDMA control.
次に、第二の技術背景として、IEEE Std 802.1DTM“Media Access Control(MAC)Bridges.”が存在している。本技術標準によれば、IEEE802.3により規定されている、LAN(local aria network)間を接続するMACブリッジと呼ばれる、ネットワーク機器構成が示されている。本技術標準に記載されているMACブリッジは、各インタフェースより入力するフレーム(以下MACフレームと呼ぶこととする)のヘッダ情報を抽出し、抽出した情報に基づきForwarding Database(FDB)と呼ばれるテーブルの検索を行う機能を有している。MACブリッジは、テーブル検索結果、MACフレームを転送するインタフェースを決定し、フレーム転送を実行する。MACブリッジによるMACフレームの転送では、ユニキャストと呼ばれる、1つのインタフェースにのみフレーム転送を行う転送形態と、マルチキャストと呼ばれる、複数のインタフェースにMACフレームを複写して転送する転送形態が使用される。また、ブロードキャストと呼ばれるMACフレームの入力したインタフェース以外の全インタフェースにMACフレームを転送する、マルチキャストの特別な形態を規定している。ユニキャスト,マルチキャスト,ブロードキャストの各MACフレームは、MACフレームヘッダ内の宛先MACアドレスにより識別可能となっている。前記Forwarding Databaseには、宛先MACアドレスごとに転送先インタフェースの情報が登録され、これに基づき転送処理が実行される。Forwarding Databaseに登録される宛先MACアドレスは、MACブリッジによる自律学習機能や各種プロトコルまたは保守設定により維持管理がなされる。ここで、前記技術標準による特徴として、マルチキャスト転送/ブロードキャスト転送を積極的に利用している点が上げられる。このために、MACブリッジを利用してネットワークを構成する場合には、マルチキャスト転送/ブロードキャスト転送は、不可欠な機能となる。 Next, as a second technical background, IEEE Std 802.1D ™ “Media Access Control (MAC) Bridges.” Exists. According to this technical standard, a network device configuration called a MAC bridge connecting between LANs (local area networks) defined by IEEE 802.3 is shown. The MAC bridge described in this technical standard extracts header information of a frame (hereinafter referred to as a MAC frame) input from each interface, and searches a table called Forwarding Database (FDB) based on the extracted information. It has a function to perform. The MAC bridge determines the interface to transfer the MAC frame from the table search result, and executes the frame transfer. In the transfer of MAC frames by the MAC bridge, there are used a transfer form called unicast for transferring frames to only one interface and a transfer form called multicast for transferring MAC frames by copying to a plurality of interfaces. In addition, a special form of multicast is defined in which the MAC frame is transferred to all interfaces other than the interface to which the MAC frame is input, which is called broadcast. Unicast, multicast, and broadcast MAC frames can be identified by the destination MAC address in the MAC frame header. In the Forwarding Database, information on the transfer destination interface is registered for each destination MAC address, and transfer processing is executed based on this information. The destination MAC address registered in the Forwarding Database is maintained and managed by an autonomous learning function by the MAC bridge, various protocols, or maintenance settings. Here, as a feature of the technical standard, it is mentioned that multicast transfer / broadcast transfer is actively used. Therefore, when a network is configured using a MAC bridge, multicast transfer / broadcast transfer is an indispensable function.
さらに、第三の技術背景について説明する。前記第二の背景技術を用いるネットワーク上で、接続するユーザ装置に対してインターネット(IP)アドレスを付与するために、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)が多くの場面で使用されている。DHCPは、プロトコルの手順の中で、MACブロードキャストを使用する。MACブロードキャストは、前記第二の背景技術を使用するネットワークでは、全ユーザ装置に転送されるため、各ユーザ装置のIPアドレスなどユーザ情報が、無関係な他のユーザ装置でも受信されるという特徴がある。 Further, the third technical background will be described. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) is used in many scenes in order to give an Internet (IP) address to a connected user apparatus on a network using the second background art. DHCP uses MAC broadcast in protocol procedures. Since the MAC broadcast is transferred to all user devices in the network using the second background technology, the user information such as the IP address of each user device is also received by other unrelated user devices. .
最後に、第四の背景技術として、ITU−T勧告G.984.4”Gigabit−capable Passive Optical Networks(GPON):ONT management and control interface specification”が存在する。本勧告は、本発明とは直接的には関係しないが、本発明において、各種の設定をOLTより接続するONTに対して実施するために必要となる、ONT Management and Control Interface(OMCI)と呼ばれる、プロトコルを規定している。 Finally, as a fourth background art, ITU-T Recommendation G. 984.4 “Gigabit-capable Passive Optical Networks (GPON): ONT management and control interface specification” exists. Although this recommendation is not directly related to the present invention, it is called ONT Management and Control Interface (OMCI), which is necessary to implement various settings for the ONT connected from the OLT in the present invention. Stipulates the protocol.
本発明の課題は、PONを使用するネットワークにおけるフレーム転送の制限に起因する。PONによる伝送は、前述の通り下り伝送方向に対しては放送的であり、全ての端末装置に同一のフレームを転送可能である。ところが、端末装置側からの上りフレームを、他の端末装置に転送する機能は、前記勧告G.984.3には規定されていない。しかるに、前記MACフレームを転送するネットワークでは、多くの場合、任意インタフェース間のフレーム転送(ユニキャスト転送)とともに、任意インタフェース間のマルチキャスト転送/ブロードキャスト転送が要求される。このため、PONのような形態のネットワークをMACフレーム転送に使用し、既存MACブリッジと同等の機能として使用する場合には、端末装置からの上りフレームを、任意のインタフェースにユニキャスト転送/マルチキャスト転送/ブロードキャスト転送する機能を提供する必要がある。 The problem of the present invention is due to the limitation of frame transfer in a network using PON. As described above, transmission by PON is broadcast in the downlink transmission direction, and the same frame can be transferred to all terminal devices. However, the function of transferring the upstream frame from the terminal device side to another terminal device is described in the recommendation G.1. It is not specified in 984.3. However, in a network that transfers the MAC frame, in many cases, multicast transfer / broadcast transfer between arbitrary interfaces is required in addition to frame transfer (unicast transfer) between arbitrary interfaces. For this reason, when a network in a form such as PON is used for MAC frame transfer and is used as a function equivalent to the existing MAC bridge, the upstream frame from the terminal device is unicast transfer / multicast transfer to an arbitrary interface. There is a need to provide a function to transfer / broadcast.
ここで課題となる点は、PON区間の下り伝送方向の放送性の利用方法に関係する。既存のMACフレーム転送において、前記勧告G.884.3による、上下非対称なフレーム転送形態を制御する方法は存在せず、これに対応する新たな制御方法が必要となる。前述の通り、MACブリッジを構成するネットワーク装置では、任意のインタフェースから入力したMACフレームは、他の任意のインタフェースにユニキャスト転送/マルチキャスト転送/ブロードキャスト転送の何れかの方法で転送される。MACブリッジ機能を、PON区間の伝送に適用した場合、端末装置に接続されるユーザからのMACフレームを他の端末装置配下のユーザに転送することが可能でなければならない。しかし、サービス提供者は、セキュリティやトラヒック条件など契約上の観点から、不用意なMACフレーム転送を抑止して運用する場合がある。特に、端末装置から他の端末装置へのMACフレーム転送については、接続する他者に不用意な情報が転送される場合がある。また、マルチキャスト/ブロードキャストMACフレームを使用する上位レイヤプロトコルには、端末装置のアドレス情報などが含まれる場合もあり、サービス条件や契約内容によっては、これら情報が他者に転送されることを抑止する必要がある。例えば、加入者に対してIPアドレスの付与を行うDHCPなどがこのような上位プロトコルの例である。このような機能をサポートする場合は、PON区間の伝送特性を認識した上で、フレーム転送を行う必要があるが、前記第二の背景技術の規定外となるため、明確規定が存在していない。 The problem here is related to the method of using the broadcast property in the downlink transmission direction of the PON section. In the existing MAC frame transfer, the recommendation G. There is no method for controlling the vertically asymmetric frame transfer mode according to 884.3, and a new control method corresponding to this method is required. As described above, in a network device configuring a MAC bridge, a MAC frame input from an arbitrary interface is transferred to another arbitrary interface by any one of unicast transfer / multicast transfer / broadcast transfer. When the MAC bridge function is applied to transmission in the PON section, it must be possible to transfer a MAC frame from a user connected to a terminal device to users under other terminal devices. However, the service provider may operate by suppressing inadvertent MAC frame transfer from a contractual viewpoint such as security and traffic conditions. In particular, regarding MAC frame transfer from a terminal device to another terminal device, information that is inadvertently transferred to a connected person may be transferred. In addition, the upper layer protocol that uses the multicast / broadcast MAC frame may include terminal device address information and the like, and depending on the service conditions and contract contents, this information is prevented from being transferred to others. There is a need. For example, DHCP that assigns an IP address to a subscriber is an example of such an upper protocol. In order to support such a function, it is necessary to transfer the frame after recognizing the transmission characteristics of the PON section. However, since it is outside the provisions of the second background art, there is no clear provision. .
以上、本発明は、以上の点に鑑み、下り伝送方向は放送的なマルチキャストと1対1接続型のユニキャストが可能であり、上り伝送方向に対しては、1対1のユニキャストのみが使用可能な、PON型のネットワークを用いて、端末装置からの上りフレームを、任意のインタフェースにユニキャスト転送/マルチキャスト転送/ブロードキャスト転送するMACブリッジを構成することを目的とする。つまり、本発明は、例えば、ユニキャスト/マルチキャスト/ブロードキャストのMACフレームを、PON区間のマルチキャストコネクション/ユニキャストコネクション/ブロードキャストコネクションの何れを用いて転送するかを、転送論理を整理して、決定することを目的とする。また、本発明は、PON区間のマルチキャストコネクション/ユニキャストコネクション/ブロードキャストコネクションの何れを用いて転送するかを判定したMACフレームをGEMフレームにマッピングすることを目的とする。
また本発明は、PON型のネットワークを用いて、MACブリッジを構成し、網管理者の意図しない加入者間のフレーム転送や加入者情報を含むPON区間のマルチキャストを防ぐことを目的とする。
As described above, in the present invention, in the downlink transmission direction, broadcast multicast and one-to-one connection type unicast are possible in the downlink transmission direction, and only one-to-one unicast is available in the uplink transmission direction. It is an object of the present invention to configure a MAC bridge that uses an available PON type network to unicast / multicast / broadcast an upstream frame from a terminal device to an arbitrary interface. In other words, the present invention determines, for example, whether to transfer a unicast / multicast / broadcast MAC frame using a multicast connection / unicast connection / broadcast connection in the PON section by arranging transfer logic. For the purpose. It is another object of the present invention to map a MAC frame, which is determined to be transferred using a multicast connection / unicast connection / broadcast connection in a PON section, to a GEM frame.
It is another object of the present invention to configure a MAC bridge using a PON type network and prevent frame transfer between subscribers not intended by the network manager and multicasting of a PON section including subscriber information.
前記課題を解決するために、局装置であるOLTに、フレーム転送処理手段を配備して、本フレーム転送処理手段では、PON区間の転送形式を認識してMACフレームを転送するための情報を設定するフレーム転送テーブルを備え、MACブリッジと等価なMACフレーム転送を可能とする。これにより、各加入者や局内より入力するMACフレームは、局装置において転送経路が決定され、マルチキャスト/ブロードキャストMACフレームに対しては、必要な方路に対してMACフレームを必要数コピーして転送することが可能となる。また、前記のフレーム転送テーブルには、PON区間のマルチキャストコネクションの使用を許可するための第一の制御フラグ領域と、加入者より入力したMACフレームを他の加入者に転送可能かどうかを示す第二の制御フラグ領域を備えて、MACフレームの転送先の判定に使用する。これにより、PON区間に宛先を持つMACフレームは、ユニキャストの場合、宛先を検索すると同時に、加入者側への転送が許可されているかどうかを第二の制御フラグにより判定される。また、マルチキャスト/ブロードキャストMACフレームについては、さらに、PON区間のマルチキャストコネクションの使用可否とMACフレームのコピー方法が判別され、MACフレームの転送が実行される。これにより、加入者から他の加入者に対してサービス提供者の意図に反してMACフレームが転送されることを防ぐことができ、かつ、PON区間のマルチキャストコネクションを積極的に活用するMACブリッジが構成可能となる。 In order to solve the above-described problem, a frame transfer processing unit is provided in the OLT which is a station apparatus, and the frame transfer processing unit sets information for recognizing the transfer format of the PON section and transferring the MAC frame. A frame transfer table to enable MAC frame transfer equivalent to a MAC bridge. As a result, the transfer route of the MAC frame input from each subscriber or the station is determined in the station device, and for the multicast / broadcast MAC frame, the necessary number of MAC frames are copied and transferred to the necessary route. It becomes possible to do. The frame forwarding table includes a first control flag area for permitting use of a multicast connection in the PON section, and a second field indicating whether a MAC frame input from a subscriber can be forwarded to another subscriber. A second control flag area is provided for use in determining the MAC frame transfer destination. Thereby, in the case of the unicast, the MAC frame having the destination in the PON section searches for the destination, and at the same time, determines whether the transfer to the subscriber side is permitted by the second control flag. For the multicast / broadcast MAC frame, the availability of the multicast connection in the PON section and the MAC frame copy method are further determined, and the transfer of the MAC frame is executed. As a result, it is possible to prevent a MAC frame from being transferred from a subscriber to other subscribers against the intention of the service provider, and a MAC bridge that actively uses a multicast connection in the PON section. It becomes configurable.
また、MACフレームのレベルでは、各加入者にマルチキャスト/ブロードキャスト転送されるMACフレームについても、上位のプロトコル内に加入者の情報を有しているものについては、これを特殊フレームとして認識し、前記のフレーム転送テーブルとは独立した特殊フレーム転送テーブルを参照してMACフレーム転送を実行する。このときは、PON区間のユニキャストコネクションを使用して、マルチキャスト/ブロードキャストMACフレームを転送する。これにより、マルチキャスト/ブロードキャストMACフレームを使用する上位プロトコルにおいても、加入者のアドレス情報を持つMACフレームが、他の無関係な加入者に対して転送されることを抑止できる。 At the MAC frame level, MAC frames that are multicast / broadcast transferred to each subscriber are also recognized as special frames if they have subscriber information in the higher-level protocol. MAC frame transfer is executed with reference to a special frame transfer table independent of the frame transfer table. At this time, the multicast / broadcast MAC frame is transferred using the unicast connection in the PON section. As a result, even in a higher-level protocol using a multicast / broadcast MAC frame, a MAC frame having subscriber address information can be prevented from being transferred to other unrelated subscribers.
本発明によると、
局装置と、複数の端末装置と、各前記端末装置からの複数の光伝送路と前記局装置からのひとつの前記光伝送路とを合流及び分流するカプラーとを備え、前記局装置から前記端末装置への下り伝送フレームは、単一局装置対複数端末装置による前記局装置から前記端末装置方向の1対N(Nは1以上)の論理的な片方向接続で伝送され、前記端末装置から前記局装置への上り伝送フレームは単一端末装置対単一局装置による1対1の論理的な双方向接続で時分割多重アクセスにより各前記端末装置からの信号が多重されて伝送される受動光網(PON)における前記局装置であって、
端末側の前記光伝送路に接続され、上り伝送フレームを終端して、前記端末装置を前記局装置との間のPON区間の伝送単位であるGEMフレームから装置内フレームに変換し、また、下り伝送フレームを装置内フレームからGEMフレームに変換する加入者線インタフェースと、
局内/局間伝送路に接続される局内/局間インタフェースと、
前記加入者線インタフェース及び前記局内/局間インタフェースに接続され、装置内フレームを転送するMACフレーム転送処理部と、
受信フレームの宛先MACアドレスに対して、MACフレームの転送方路となる装置内IDを、前記加入者線インタフェース及び前記局内/局間インタフェースごとに登録した宛先登録領域と、前記1対Nの論理的な片方向接続がフレーム転送に使用可能であることを示す第一の制御フラグ領域と、前記端末装置から他の前記端末装置へのフレーム転送を禁止することを示す第二の制御フラグ領域とを含む前記フレーム転送テーブルと、
を備え、
前記MACフレーム転送処理部は、
前記加入者線インタフェース又は前記局内/局間インタフェースから、装置内フレームに搭載されたMACフレームを受信すると、前記MACフレームからMACアドレスを抽出し、
抽出した前記MACアドレスに基づき前記フレーム転送テーブルを検索し、前記MACフレームを転送すべき転送方路となる前記加入者線インタフェースとその装置内ID、及び/又は、前記局内/局間インタフェースとその装置内IDを求め、
検索された前記フレーム転送テーブルのデータに、第一の制御フラグ領域が設定されていたら1対Nの論理的な接続を使用すること、及び、第二の制御フラグ領域が設定されていたら前記端末装置から他の前記端末装置へのフレーム転送を禁止することを条件として、求めた前記装置内IDの数に従い前記MACフレームを必要数コピーしてそれぞれ前記装置内IDを付与して装置内フレームを形成し、転送方路である前記加入者線インタフェース及び/又は前記局内/局間インタフェースに向けて前記装置内フレームを転送するようにした、
受動光網(PON)における前記局装置が提供される。
According to the present invention,
A station apparatus, a plurality of terminal apparatuses, and a coupler that joins and diverts a plurality of optical transmission paths from each of the terminal apparatuses and one optical transmission path from the station apparatus, from the station apparatus to the terminal A downlink transmission frame to the apparatus is transmitted from the station apparatus by a single station apparatus to a plurality of terminal apparatuses with a one-to-N logical connection in the terminal apparatus direction (N is 1 or more), and from the terminal apparatus. The upstream transmission frame to the station apparatus is a passive transmission in which signals from each terminal apparatus are multiplexed by time division multiple access through a one-to-one logical bidirectional connection by a single terminal apparatus to a single station apparatus. The station apparatus in an optical network (PON),
Connected to the optical transmission path on the terminal side, terminates the upstream transmission frame, converts the terminal device from a GEM frame, which is a transmission unit in the PON section with the station device, to an intra-device frame, and A subscriber line interface for converting a transmission frame from an in-device frame to a GEM frame;
An intra-station / inter-station interface connected to the intra-station / inter-station transmission path;
A MAC frame transfer processing unit that is connected to the subscriber line interface and the intra-station / inter-station interface and transfers intra-device frames;
For the destination MAC address of the received frame, an intra-device ID that is a transfer path of the MAC frame is registered for each of the subscriber line interface and the intra-station / inter-station interface, and the one-to-N logic A first control flag region indicating that a typical one-way connection can be used for frame transfer, and a second control flag region indicating that frame transfer from the terminal device to another terminal device is prohibited. The frame forwarding table including:
With
The MAC frame transfer processing unit
Upon receiving a MAC frame mounted in an intra-device frame from the subscriber line interface or the intra-station / inter-station interface, a MAC address is extracted from the MAC frame,
The frame transfer table is searched based on the extracted MAC address, and the subscriber line interface and the in-device ID serving as a transfer route to which the MAC frame is to be transferred and / or the intra-station / inter-station interface and the Find the device ID,
If the first control flag area is set in the retrieved data of the frame transfer table, a 1 to N logical connection is used, and if the second control flag area is set, the terminal On condition that frame transfer from the device to the other terminal device is prohibited, the necessary number of MAC frames are copied in accordance with the obtained number of in-device IDs, and the in-device ID is assigned with each in-device ID. Forming and transferring the intra-device frame toward the subscriber line interface and / or the intra-station / inter-station interface which is a transfer route,
The station apparatus in a passive optical network (PON) is provided.
本発明によると、PONを伝送方式として用いるネットワークを用いて、加入者インタフェースと局内/局間インタフェース間でMACフレームを転送するブリッジ型ネットワークにおいて、加入者フレームを不用意に他の加入者に転送することを防ぎ、かつ、PON区間の下り伝送方向のマルチキャストコネクションを使用して、MACフレームの転送を可能にするMACブリッジが構成可能となる。これにより、既存のブリッジネットワークを論理的に等価なPON形式のネットワークで置き換えることが可能となる。また、ことのきPON区間のマルチキャストコネクションを使用することで発生する、網管理者の意図しない加入者間のMACフレーム転送を防ぐことが可能となる。 According to the present invention, in a bridge type network in which a MAC frame is transferred between a subscriber interface and an intra-station / inter-station interface using a network using a PON as a transmission method, the subscriber frame is inadvertently transferred to another subscriber. It is possible to configure a MAC bridge that prevents MAC frames from being transferred and allows a MAC frame to be transferred using a multicast connection in the downlink transmission direction of the PON section. As a result, the existing bridge network can be replaced with a logically equivalent PON network. In addition, it is possible to prevent MAC frame transfer between subscribers unintended by the network administrator, which occurs by using a multicast connection in the PON section.
以下に本発明の対象である受動光網における局装置の実施の形態と、これを用いたデータ転送方法の実施の形態について図を用いて説明する。 Embodiments of a station apparatus in a passive optical network that is an object of the present invention and embodiments of a data transfer method using the station apparatus will be described below with reference to the drawings.
1.PONシステム
まず始めに、本発明の適応対象となる実施の形態のPONの構成について示す。
図1は、PONシステム接続構成図を示している。本システムは、局装置OLT(Optical Line Terminal)1,端末装置であるONT(Optical Network Terminal)2−11〜2−1N,受動光網構成する光ファイバー3−1〜3−M,5−11〜5−1N,ファイバーを分岐するためのカプラー4−1,局内/局間伝送路6−1〜6−L,端末側伝送路7−11〜7−1N、装置制御端末8を備える。また、局装置1は加入者線インタフェース10−1〜10−MとMACフレーム転送制御部20と局内/局間インタフェース30−1〜30−Lと制御部40とを備える。端末装置2−11〜2−1Nは光受動網終端部50−11〜50−1NとUNI処理部60−11〜60−1Nを備える。局装置1と端末装置2−11〜2−1Nは、カプラー4−1により複数の光ファイバー5−11〜5−1Nに分岐する光ファイバー3−1により接続される。また、装置制御端末8は、制御線9を介して設定などの制御を可能とする。
1. PON system
First, the configuration of the PON according to the embodiment to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1 shows a PON system connection configuration diagram. This system includes a station apparatus OLT (Optical Line Terminal) 1, terminal apparatuses ONT (Optical Network Terminal) 2-11 to 2-1N, optical fibers 3-1 to 3-M, 5-11 to constitute a passive optical network. 5-1N, a coupler 4-1 for branching a fiber, intra-station / inter-station transmission paths 6-1 to 6-L, terminal-side transmission paths 7-11 to 7-1N, and a
局内/局間伝送路6−1〜6−Lより局内/局間インタフェース30−1〜30−Lに入力するMACフレームは、MACフレーム転送制御部20によりMACフレームの転送先インタフェースが判断され、加入者線インタフェース10−1〜10−Mまたは、他の局内/局間インタフェース30−1〜30−Lに転送される。加入者線インタフェース10−1に転送されたMACフレームは、GEMフレームに搭載され、更にPON区間の下り伝送フレームに多重されて、光ファイバー3−1を介して端末装置2−11〜2−1Nに同報的に伝送される。光受動網終端部50−11〜50−1Nでは、各端末装置2−11〜2−1Nに到達したPON区間の下り伝送フレームの終端処理を行い、自端末装置宛てのGEMフレームを抽出する。光受動網終端部50−11〜50−1Nで抽出された自端末装置宛てのGEMフレームは、UNI(User Network Interface)対応のフォーマットに変換するために、UNI処理部60−11〜60−1Nに転送される。UNI処理部60−11〜60−1Nでは、GEMフレームより端末側伝送路7−11〜7−1Nに出力するためにMACフレームを抽出し、端末側伝送路7−11〜7−1Nに出力する。
The MAC frame input to the intra-station / inter-station interfaces 30-1 to 30-L from the intra-station / inter-station transmission paths 6-1 to 6-L is determined by the MAC frame
端末側伝送路7−1〜7−Nより入力する上り伝送方向のMACフレームは、UNI処理部60−11〜60−1Nにおいてフレーム終端処理が行われ、光受動網終端部50−11〜50−1Nに転送される。光受動網終端部50−11〜50−1Nでは、到達したMACフレームをGEMフレームに搭載し、更にPON区間の上り伝送フレームに組み立てて、光ファイバー5−11〜5−1Nに出力する。上り伝送方向は、PON区間の光ファイバーを複数の端末装置2−11〜2−1Nで共有するために、複数端末装置2−11〜2−1Nからの伝送フレームを時分割多重アクセス(TDMA;Time Division Multiple Access)制御により多重している。このとき、光ファイバー上の伝送単位のことを、一般にバーストと呼んでいる。光ファイバー5−1〜5−Nに出力されたバーストはカプラー4−1において合流し、光ファイバー3−1を介して加入者線インタフェース10−1に到達する。
加入者線インタフェース10−1の受信処理では、PON区間の上り伝送フレームを終端して、GEMフレームを識別し、MACフレーム転送制御部20に転送する。MACフレーム転送制御部20では受信したMACフレームを交換し、加入者線インタフェース10−1〜10−M、または局内/局間インタフェース30−1〜30−Lに振り分ける。加入者線インタフェース10−1〜10−Mに転送されたフレームは、前記のPON区間下り伝送方向の処理が実行される。局内/局間インタフェース30−1〜30−Lに転送されたフレームは、局内/局間伝送路6−1〜6−Lに対応するフォーマットに変換され、局内/局間伝送路6−1〜6−Lに出力される。制御部40は、PON区間の論理的なコネクション設定やフレーム転送に必要な設定など本実施例に必要となる制御を行う。PON区間の論理的なコネクションなどの設定は、例えば、前記の非特許文献4に示したOMCIと呼ばれる通信を介して、ONT2−11〜2−1Nに対しても設定可能となっている。また、制御部40は、制御線9を介して制御端末8と接続されており、装置動作に必要となる各種設定が可能となっている。
The MAC frames in the upstream transmission direction input from the terminal side transmission lines 7-1 to 7-N are subjected to frame termination processing in the UNI processing units 60-11 to 60-1N, and the optical passive network termination units 50-11 to 50-50. -1N. In the optical passive network termination units 50-11 to 50-1N, the arrived MAC frame is mounted on the GEM frame, further assembled into an upstream transmission frame in the PON section, and output to the optical fibers 5-11 to 5-1N. In the uplink transmission direction, in order to share the optical fiber in the PON section between the plurality of terminal apparatuses 2-11 to 2-1N, the transmission frames from the plurality of terminal apparatuses 2-11 to 2-1N are time-division multiple access (TDMA; Time). It is multiplexed by (Division Multiple Access) control. At this time, the transmission unit on the optical fiber is generally called a burst. The bursts output to the optical fibers 5-1 to 5-N merge at the coupler 4-1, and reach the subscriber line interface 10-1 via the optical fiber 3-1.
In the reception process of the subscriber line interface 10-1, the upstream transmission frame in the PON section is terminated, the GEM frame is identified, and transferred to the MAC frame
図20に、GEMフレーム/装置内フレームの説明図を示す。
ここで、加入者線インタフェース10−1〜10−M,局内/局間インタフェース30−1〜30−LとMACフレーム転送制御部20との間のフレーム形式について、図20を用いて説明しておく。MACフレーム転送制御部20と加入者線インタフェース10−1〜10−M,局内/局間インタフェース30−1〜30−Lを接続する装置内HW上のフレームは、装置内でのみ使用する付加的な情報を交換するために、装置内フレーム90を使用する。装置内フレーム90は、GEMフレーム70のGEMフレームヘッダ71の領域を、送信装置内ID91と受信装置内ID92を転送するために使用している。MACフレームは、装置内フレーム及びGEMフレームに搭載される。また、MACフレームのGEMフレームへの搭載方法は、例えば、前記非特許文献1に規定されており、DA81,SA82,TYPE/LENGTH83,ペイロード84,CRC85の各フィールドがMACフレームに対応する。装置内フレーム90は、MACフレームを搭載するGEMフレーム70のヘッダ領域71を、送信装置内ID91,受信装置内ID92の装置内転送に利用するものである。
FIG. 20 is an explanatory diagram of the GEM frame / internal frame.
Here, the frame format among the subscriber line interfaces 10-1 to 10-M, the intra-station / inter-station interfaces 30-1 to 30-L, and the MAC frame
2.局装置OLT
(1)MACフレーム転送制御部
図4は、OLT1のMACフレーム転送制御部20の構成図である。MACフレーム転送制御部20は、フレーム転送テーブル201,特殊フレーム転送テーブル202,フレーム転送制御部203,フレームバッファ204,装置内フレーム送受信部205−1〜205−2,206−1〜206−2,装置内インタフェース207−1〜207−2,208−1〜208−2及び装置内バス210を備える。各装置内HWは加入者線インタフェース10−1〜10−Mと局内/局間インタフェース30−1〜30−Lに接続されており、装置内フレーム90の送受信を行う構成となっている。
まず、MACフレーム転送制御部20に転送された装置内フレーム90の処理について示すこととする。ここでは、局内/局間インタフェース30−1からMACフレームを加入者線インタフェース10−1に転送することを仮定して説明を行う。局内/局間インタフェース30−1より装置内HWを介して転送された装置内フレーム90は、装置内インタフェース208−1で受信され、装置内フレーム送受信部206−1に転送される。装置内フレーム送受信部206−1は受信した装置内フレーム90を一時的に保持して、フレーム転送制御部203により実施されるフレーム転送処理のタイミングを調整する。フレーム転送制御部203は、装置内フレーム送受信部206−1への装置内フレーム90の到着を信号線225−1の変化により検出し、装置内バスを介して、受信した装置内フレーム90をフレームバッファ204へ転送する。更に、MACフレーム転送制御部203は、フレームバッファ204に蓄積された装置内フレームに対して、フレーム転送テーブル201を参照して、装置内フレーム90の転送先を特定する。このとき、フレーム転送制御部203は、装置内フレームに付与する、送信装置内ID91の値により、PON区間のユニキャストコネクションを使用するか、マルチキャストコネクションを使用するかを選択する。例えば、図5中のテーブル値1260−1に対応する装置内ID=1を付与して、加入者線インタフェース10−1に装置内フレーム90を転送すれば、Port ID=101となるGEMフレームに搭載される。結果として、MACフレームは、PON区間のユニキャストコネクション901を介して、ONT#1−1 2−11に転送される。同様に、テーブル値1260−0の使用を意図し、装置内ID=0を付与すれば、Port ID=100に変換され、PON区間のマルチキャストコネクション900により、加入者線インタフェース10−1配下のONT全てにMACフレームが転送される。
2. Station equipment OLT
(1) MAC Frame Transfer Control Unit FIG. 4 is a configuration diagram of the MAC frame
First, the processing of the in-
ただし、マルチキャストやブロードキャストを使用するプロトコルの中には、加入者のアドレスなどを含むものも存在しており、PON区間のマルチキャストコネクションの使用を躊躇する場合がある。このような、MACフレームに対しては、MACフレームのペイロード種別や、ペイロード内の上位プロトコルの内容まで判定して、転送処理を行う必要がある。このために、特殊フレーム転送テーブル202を使用した転送処理を具備する。ここで説明する、特殊フレーム転送テーブル202を使用した転送処理とは、例えば予めMACフレーム中の特定の領域を、フィルタ条件領域として指定しておき、指定条件に合致した場合は、フレーム転送テーブル201ではなく、特殊フレーム転送テーブル202を使用して、MACフレームの転送先を指定する処理のことである。たとえば、フレーム転送制御部203は、到着した装置内フレームがマルチキャスト/ブロードキャストMACフレームであるが、前述のようにPON区間のマルチキャストコネクションの使用を不可と判定することができる。この場合、マルチキャスト/ブロードキャストMACフレームの識別条件と、必要とされる他のフレームの識別条件を指定しておき、指定条件に合致したMACフレームに対しては、特殊フレーム転送テーブル202を参照して、装置内フレーム90の転送にPON区間のユニキャストコネクションを使用するようにすれば良い。
However, some protocols that use multicast or broadcast include subscriber addresses and the like, which may hesitate to use a multicast connection in the PON section. For such a MAC frame, it is necessary to perform transfer processing by determining the payload type of the MAC frame and the contents of the upper protocol in the payload. For this purpose, a transfer process using the special frame transfer table 202 is provided. The transfer processing using the special frame transfer table 202 described here is, for example, that a specific area in the MAC frame is specified as a filter condition area in advance, and if the specified condition is met, the frame transfer table 201 Instead, it is a process of designating a MAC frame transfer destination using the special frame transfer table 202. For example, the frame
上記のように、フレーム転送制御部203は、フレーム転送テーブル201または特殊フレーム転送テーブル202を参照することで、転送先の加入者線インタフェース10−1と、MACフレームの出力方路に対応する送信装置内IDを検索する。最終的にフレーム転送制御部203は、送信する装置内フレームを読み出し、送信装置内ID91を付与して、装置内フレーム送受信部207−1に転送する。装置内フレーム送受信部207−1は、送信する装置内フレームを、装置内HWを介して加入者線インタフェース10−1に転送する。
特殊フレーム転送テーブル202を使用するような例としては、前述の非特許文献3に記載されるDHCPなどのプロトコルがある。DHCPのプロトコル手順では、一般にMACレイヤのブロードキャストを用いて、加入者のIPアドレスの付与を実行する。DHCPのフレームを単純にPON区間のマルチキャストコネクションを使って転送すれば、IPアドレス付与のために使用するフレームがPON区間を共有する全ユーザに転送されてしまう。このようなプロトコルで使用されるMACフレームをPON区間の下り方向に転送するときに、特殊フレーム転送テーブル202に登録された情報に基づき、転送すべきONTを限定し、PON区間のユニキャストコネクションを使用してMACフレームを転送することができる。
As described above, the frame
As an example of using the special frame transfer table 202, there is a protocol such as DHCP described in
次に、図8、図9を用いて、MACフレーム転送制御部20の動作例を説明する。
図8は、フレーム転送テーブル201の実装方法の1例である。このテーブルは、受信フレームの宛先MACアドレス領域2011に対して、MACフレームの転送方路を含むフレーム転送情報を、加入者線インタフェースPON#1 10−1〜PON#M 10−M,局内/局間インタフェースSNI#1 30−1〜SNI#L 30−Lごとに、宛先登録領域2012,2013,2014,2015に登録可能な構成となっている。
図9は、図8をより詳細に示している。宛先登録領域2012,2013,2014,2015は、MACフレームの転送方路となる送信装置内IDを、ビットマップ形式で登録可能な構成となっている。図9では、送信装置内ID=1に対して、ビット2012−1に”1”を設定することで、宛先として登録したことを示している。また、MACフレームの転送方路を制御するための制御フラグ領域2012−7,2012−8を具備している。第一の制御フラグ領域2012−7は、PON区間のマルチキャストコネクションを使用することを示しており、可能な場合にMACフレームのマルチキャスト/ブロードキャストをPON区間のマルチキャストコネクションを用いて転送する(例えば、1:マルチキャスト、0:ユニキャスト)。第二の制御フラグ領域2012−8は、UNIより入力したフレームのUNIへの転送を禁止することを示すフラグである。第二の制御フラグ領域2012−8は、加入者からのマルチキャスト/ブロードキャストが不用意に、他の加入者に転送されることを防ぐことなど、サービス提供者の意図しない加入者間の通信を抑止するためのものである(例えば、1:転送しない、0:転送する)。意図しない加入者間の通信の抑止には、当然ユニキャストも含まれる。なお、制御フラグ領域は、これ以外の制御についても、必要に応じて適宜設けることができる。
動作の詳細について、例えば、図9中のテーブル値2010−1を用いて説明すれば、該当の宛先MACアドレス(00:00:aa:bb:cc:01)は、加入者線インタフェース10−1の送信装置内ID=1で指定される転送方路が宛先であることを示している。また、第一の制御フラグ2012−7は、”0”となっており、宛先がユニキャストコネクションなのでPON区間はユニキャストコネクションしか使用しないことを示している。第二の制御フラグは、”1”となっており、他の加入者(UNI)からのフレームは転送しないことを示している。
Next, an operation example of the MAC frame
FIG. 8 shows an example of a method for mounting the frame transfer table 201. This table shows the frame transfer information including the transfer route of the MAC frame for the destination
FIG. 9 shows FIG. 8 in more detail. The
The details of the operation will be described using, for example, the table value 2010-1 in FIG. 9, and the corresponding destination MAC address (00: 00: aa: bb: cc: 01) is the subscriber line interface 10-1. This indicates that the transfer route designated by the transmission device internal ID = 1 is the destination. The first control flag 2012-7 is “0”, indicating that only the unicast connection is used in the PON section because the destination is a unicast connection. The second control flag is “1”, indicating that frames from other subscribers (UNI) are not transferred.
以下に、具体例として、フレーム転送テーブル203の設定パターン及び動作について詳細に説明する。まず、ユニキャストの動作に関して、図10,図11,図17を用いて説明する。
図17に、フレーム転送テーブルの設定状態の一例についての説明図を示す。
図17は、フレーム転送テーブル203に、ユニキャストの宛先MACアドレスを持つテーブル値2011−1,2011−2,2011−3,2011−4,2011−5が設定されていることを示している。テーブル値2011−1は、宛先MACアドレス=00:00:aa:bb:cc:01を登録した状態を示しており、加入者線インタフェース10−1の送信装置内ID=1に宛先を持つ。これは、前記図9と同一の設定である。テーブル値2011−2は、宛先MACアドレス(00:00:aa:bb:cc:02)を加入者線インタフェース10−1の送信装置内DI=2に、テーブル値2011−4は、宛先MACアドレス=00:00:aa:bb:cc:04を加入者線インタフェース10−1の装置内ID=4に転送方路として登録した状態を示している。また、テーブル値2011−3とテーブル値2011−5は、宛先MACアドレス=00:00:aa:bb:cc:03と宛先MACアドレス=00:00:aa:bb:cc:05に対して、局内/局間インタフェース30−2に転送方路が登録されていることを示している。ただし、テーブル値2011−1には、第一の制御フラグ領域が”1”設定しているため、宛先MACアドレス=00:00:aa:bb:cc:01を持つMACフレームに対しては、UNI間の転送が禁止される。
Hereinafter, as a specific example, the setting pattern and operation of the frame transfer table 203 will be described in detail. First, the unicast operation will be described with reference to FIGS.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of the setting state of the frame transfer table.
FIG. 17 shows that table values 2011-11, 2011-2, 2011-3, 2011-4, and 2011-5 having unicast destination MAC addresses are set in the frame transfer table 203. The table value 2011-1 shows a state in which the destination MAC address = 00: 00: aa: bb: cc: 01 is registered, and has the destination in the transmission apparatus ID = 1 of the subscriber line interface 10-1. This is the same setting as in FIG. The table value 2011-2 indicates that the destination MAC address (00: 00: aa: bb: cc: 02) is set to DI = 2 in the transmission apparatus of the subscriber line interface 10-1, and the table value 2011-4 indicates the destination MAC address. = 00: 00: aa: bb: cc: 04 is registered as the transfer route in the in-device ID = 4 of the subscriber line interface 10-1. The table value 2011-3 and the table value 2011-5 have a destination MAC address = 00: 00: aa: bb: cc: 03 and a destination MAC address = 00: 00: aa: bb: cc: 05. It shows that the transfer route is registered in the intra-station / inter-station interface 30-2. However, since the first control flag area is set to “1” in the table value 2011-1, for a MAC frame having a destination MAC address = 00: 00: aa: bb: cc: 01, Transfer between UNIs is prohibited.
図10に、ユニキャストMACフレーム転送経路の説明図を示す。また、図11に第二の制御フラグ領域の設定効果(ユニキャスト)についての説明図を示す。フレーム転送テーブル201に対して図17のような登録がなされている場合の、MACフレームの転送経路を示したものが図10,図11である。
これら、図10および図11に記載した、MACフレーム転送経路801,802,803,804,805,810に付記した参照番号(1),(2),(3),(4),(5)は、図17中のテーブル設定値2011−1,2011−2,2011−3,2011−4,2011−5に付記した参照番号(1),(2),(3),(4),(5)に対応するものである。例えば、図10及び図11中の番号(1)で示されるMACフレーム転送経路801,810は、図17中の参照番号(1)と対応しており、テーブル値2011−1を用いて転送判定がなされることを補足説明するためのものである。
参照番号(1)に関して、図10において、MACフレーム転送経路801は、加入者線インタフェース10−1の送信装置内ID=1に宛先を持つ、図17記載のテーブル値2011−1(宛先MACアドレス=00:00:aa:bb:cc:01)に対応するMACフレーム転送経路を示している。局内/局間インタフェース30−1から入力した、宛先MACアドレス=00:00:aa:bb:cc:01を持つフレームは、テーブル値2011−1に登録された値により、転送先が判定と装置内ID=1の付与がなされ、PON区間のユニキャストとして、加入者線インタフェース10−1に転送される。これにより、MACフレーム転送経路801が形成される。また、参照番号(2)〜(5)に関してMACフレーム転送経路802,803,804,805についても、同様であり図17中、
テーブル値2011−2(宛先MACアドレス=00:00:aa:bb:cc:02),
テーブル値2011−3(宛先MACアドレス=00:00:aa:bb:cc:03),
テーブル値2011−4(宛先MACアドレス=00:00:aa:bb:cc:04),
テーブル値2011−5(宛先MACアドレス=00:00:aa:bb:cc:05)
に対するフレーム転送経路である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a unicast MAC frame transfer path. FIG. 11 is an explanatory diagram showing the setting effect (unicast) of the second control flag area. FIGS. 10 and 11 show MAC frame transfer paths when the frame transfer table 201 is registered as shown in FIG.
Reference numbers (1), (2), (3), (4), (5) attached to the MAC
Regarding the reference number (1), in FIG. 10, the MAC
Table value 2011-2 (destination MAC address = 00: 00: aa: bb: cc: 02),
Table value 2011-3 (destination MAC address = 00: 00: aa: bb: cc: 03),
Table value 2011-4 (destination MAC address = 00: 00: aa: bb: cc: 04),
Table value 2011-5 (destination MAC address = 00: 00: aa: bb: cc: 05)
The frame transfer path for
図11は、さらに前記第二の制御フラグ領域2012−8の設定効果(ユニキャスト)を示す例である。MACフレーム転送経路801は、前述の図10の記述と同一である。MACフレーム転送経路810は、UNI#2−2 7−22より、宛先MACアドレス=00:00:aa:bb:cc:01に対してMACフレーム転送を行った場合の動作を示すものである。本MACフレーム転送経路810では、テーブル値2011−1における第二の制御フラグ領域2012−8の設定により、MACフレームは破棄される。これは、前述したように、UNIからUNIへの転送を抑止するための設定を説明するものである。第二の制御フラグ領域2012−8の設定値”1”は、UNIからUNIへのMACフレーム転送経路810は抑止するが、SNIからUNIへのMACフレーム転送経路801は許可することを意味している。
FIG. 11 is an example showing the setting effect (unicast) of the second control flag area 2012-8. The MAC
上記は、ユニキャストの動作を示したものであるが、マルチキャストの動作に関しても、図12,図13,図14,図15を用いて説明することとする。これら、図12〜図15に記載した、MACフレーム転送経路806,807,808に付記した参照番号(6),(7),(8)は、図17中のテーブル設定値2011−6,2011−7,2011−13に付記した参照番号(6),(7),(8)に対応するものである。例えば、図12中の番号(6)で示されるMACフレーム転送経路806は、図17中の参照番号(6)と対応しており、テーブル値2011−6を用いて転送判定がなされることを補足説明するためのものである。
図17では、テーブル値2011−6,2011−7により、宛先MACアドレス=01:00:aa:bb:cc:06,宛先MACアドレス=01:00:aa:bb:cc:07が、テーブル値2011−13により宛先MACアドレス=ff:ff:ff:ff:ff:ffが、それぞれフレーム転送テーブル203に登録された状態を示している。ここで、前者2つのテーブル値2011−6,2011−7はマルチキャストMACアドレス、テーブル値2011−13はブロードキャストMACアドレスが登録されていることを示している。マルチキャスト/ブロードキャストの宛先は、可能な全ての方路にMACフレーム転送するような構成となっている。例えば、マルチキャストは、特定のグループに属する全ての宛先に配信するものであり、一方、ブロードキャストは、特別な宛先アドレスを使用し(例:ff:ff:ff:ff:ff:ff)、ネットワークに接続された全ての宛先に配信するものである。
The above shows the unicast operation, but the multicast operation will also be described with reference to FIGS. 12, 13, 14, and 15. FIG. These reference numbers (6), (7), (8) attached to the MAC
In FIG. 17, table values 2011-6 and 2011-7 indicate that the destination MAC address = 01: 00: aa: bb: cc: 06, the destination MAC address = 01: 00: aa: bb: cc: 07 is the table value. The destination MAC address = ff: ff: ff: ff: ff: ff: ff is registered in the frame transfer table 203 by 2011-13. Here, the former two table values 2011-6 and 2011-7 indicate that multicast MAC addresses are registered, and the table value 2011-13 indicates that broadcast MAC addresses are registered. The multicast / broadcast destination is configured to transfer the MAC frame to all possible routes. For example, multicast is distributed to all destinations belonging to a specific group, while broadcast uses a special destination address (eg, ff: ff: ff: ff: ff: ff) and is transmitted to the network. It is delivered to all connected destinations.
図12は、参照番号(6)に関して、テーブル値2011−6(宛先MACアドレス=01:00:aa:bb:cc:06)に対する転送経路を示しており、UNI#2−3 7−23から、MACフレーム転送経路806を介して全方路に対してフレームが転送される。本MACフレーム転送経路806は、対応するテーブル設定値2011−6において、PON区間のマルチキャスト転送を使用しない設定がなされている。つまり、第一の制御フラグ領域が”0”として設定されており、可能な全転送経路に、MACフレーム転送制御部20でMACフレームの複写が実施される。複写されたMACフレームに対しては、装置内IDがそれぞれ付与され、該当する加入者線インタフェースPON#1 10−1〜PON#M 10−Mに転送される。例えば、加入者線インタフェースPON#1 10−1に対しては、装置内ID=1,2,3,4が付与された装置内フレームが転送され、また、加入者線インタフェースPON#2 10−2に対しては、装置内ID=1、2、3が付与された装置内フレームが転送される。局内/局間インタフェースSNI#1 30−1〜SNI#L 30−Lについては、テーブル設定値に従いフレームの複写と転送が実施される。ここで、注意が必要な点は、MACブリッジ装置は、特定のインタフェースから受信したMACフレームを同一のインタフェースから送信してはならないという点である。本説明では、図12中UNI#2−3 7−23から入力したMACフレームを同一のUNI#2−3 7−23にのみには転送していないことで、本制約を表現している。つまり、フレーム転送テーブル201に設定があったとしても、本制約が優先することを示している。
FIG. 12 shows the transfer path for the table value 2011-6 (destination MAC address = 01: 00: aa: bb: cc: 06) with respect to the reference number (6), from UNI # 2-3 7-23. The frame is transferred to all the routes via the MAC
図13及び図14に、第一の制御フラグ領域の設定効果についての説明図(1)及び(2)を示す。図13,図14は、参照番号(7)に関して、第一の制御フラグ領域2012−7の設定を行った場合の転送経路を示している。
図13は、SNI#1 6−1より入力したマルチキャストフレームを、他のSNI#2 6−2に転送すると共に、PON#1 3−1とPON#2 3−2の配下の全UNIに対しては、PON区間のマルチキャストコネクションを使用して転送するフレーム転送経路807を示している。つまり、参照番号(7)に関し、PON区間のマルチキャスト転送を積極的に使用することを目的とした設定状態を示している。局内/局間インタフェース30−1より、入力したマルチキャストMACフレーム(宛先MACアドレス=01:00:11:22:33:07)は、各加入者線インタフェース10−1〜10−Mと、MACフレームを受信したインタフェースを除く、局内/局間インタフェース30−2〜30−Lに複写して転送される。ただし、第一の制御フラグ領域が”1”なので、図12に示したMACフレーム転送経路806とは異なり、図13のMACフレーム転送経路807では、各UNI 7−11〜7−14,7−21〜7−23の個々にMACフレームを転送するためにMACフレームの複写は行わない。例えば、加入者線インタフェースPON#1 10−1に対しては、装置内ID=0を付与した装置内フレーム1つを転送する。この結果、Port ID=100に変換され、PON区間のマルチキャストコネクション900を介して、配下全てのUNI 7−11〜7−14に転送される(図5及び図6参照)。
FIGS. 13 and 14 are explanatory diagrams (1) and (2) for the setting effect of the first control flag area. 13 and 14 show the transfer path when the first control flag area 2012-7 is set for the reference number (7).
FIG. 13 shows that the multicast frame input from
図14は、UNI#2−3 7−23より入力するマルチキャストフレームをSNI#1 6−1とSNI#2 6−2に転送すると共に、PON#1 3−1配下のUNIに対しては、PON区間のマルチキャストコネクションを使用して転送し、フレームの入力したPON#2 3−2配下のUNIに対しては、PON区間のユニキャストコネクションを用いて転送を行うフレーム転送経路807を示している。フレーム転送経路807は、いずれもテーブル値2011−7(宛先MACアドレス=01:00:aa:bb:cc:07)の設定に対応した、マルチキャストMACアドレスの転送経路を示している。本動作は、UNI#2−3 7−23より入力したマルチキャストMACフレームを、自UNIより送信することを禁止するためのものである。テーブル設定値2011−7は、第一の制御フラグ領域が”1”となっているために、加入者線インタフェースPON#2 10−2に対しても、PON区間のマルチキャスト転送を利用する設定である。しかし、PON区間のマルチキャスト転送を使用した場合は、UNI#2−3 7−23において受信したMACフレームが、自UNIにも転送されるために、これを抑止するための動作を優先するための処理である。
FIG. 14 shows that the multicast frame input from UNI # 2-3 7-23 is transferred to
更に、図15はマルチキャスト/ブロードキャストフレームに対する、第二の制御フラグ領域2012−8の設定効果を示している。図15は、参照番号(8)に関し、テーブル値2011−13に対応しており、UNI#2−3 7−23より入力するマルチキャスト/ブロードキャストフレームを、SNI#1 6−1,SNI#2 6−2にのみ転送するフレーム転送経路808を示している。フレーム転送経路808は、ブロードキャスト(宛先MACアドレス=ff:ff:ff:ff:ff:ff)のテーブル設定に対応したものであるが、マルチキャストに関しても、フレーム転送経路の設定については同一である。本動作は、第二の制御フラグ領域が”1”と設定したことによる、UNIからUNIへの転送を抑止するための動作の結果である。
Further, FIG. 15 shows the setting effect of the second control flag area 2012-8 for the multicast / broadcast frame. FIG. 15 relates to the table value 2011-13 with respect to the reference number (8). Multicast / broadcast frames input from UNI # 2-3 7-23 are designated as
次に、特殊フレーム転送テーブル202を使用してMACフレームを転送するパターンについて説明する。本説明では、前記DHCPの手順による、局内/局間インタフェース30−1〜30−Lの何れかに、DHCPサーバと呼ばれるユーザに対するIPアドレスの付与機能が配備され、加入者伝送路7−11〜7−1Nに接続されるユーザにIPアドレスを付与するような場合を考える。
図23は、特殊フレーム転送テーブル202の設定状態の一例を示している。また、特殊フレーム転送テーブル202は、宛先MACアドレス領域2021と宛先IPアドレス領域2022をインデックスとして、MACフレームの転送先の送信装置内IDを検索する。その他の領域は、フレーム転送テーブル201と同一の構成とする。ここでは、DHCPを仮定するので、ブロードキャストMACフレームが使用されるものとする。つまり、通常DHCPサーバは、ある特定のユーザにIPアドレスを割当てるために、PON区間に接続される全てのONTに対して、ブロードキャストMACアドレスを用いてIPアドレス割り当てを実施する。このため、IPアドレスの割り当てに無関係の他のユーザも下り方向のブロードキャストMACフレームを受信できてしまう。この状況を回避するために、宛先IPアドレス領域2022ついても、登録しておき、DHCPの手順において発生するブロードキャストMACフレーム内のユーザのIPアドレスと比較を実施する。これにより、DHCP手順内で転送されるブロードキャストMACフレームの転送先を検索し、特定の加入者伝送路7−11〜7−1NにMACフレームを転送する。例えば、テーブル値2021−1は、宛先MACアドレス=ff:ff:ff:ff:ff:ffかつ、宛先IPアドレス=192.168.0.1となる、ブロードキャストMACフレームを、送信装置内ID=1となる、加入者線インタフェースPON#1 10−1にのみ転送することを示している。このようにすれば、本来ブロードキャストとなるMACフレームについても、特定の1ユーザに転送することが可能となり、無関係なユーザにIPアドレスなどのユーザ情報を転送することを防ぐことができる。
Next, a pattern for transferring a MAC frame using the special frame transfer table 202 will be described. In this description, a function for assigning an IP address to a user called a DHCP server is provided in any of the intra-station / inter-station interfaces 30-1 to 30-L according to the DHCP procedure, and the subscriber transmission paths 7-11 to 7-11 are provided. Consider a case where an IP address is assigned to a user connected to 7-1N.
FIG. 23 shows an example of the setting state of the special frame transfer table 202. Further, the special frame transfer table 202 searches the transmission device ID of the transfer destination of the MAC frame using the destination
上記のようにMACフレーム転送処理を実施することで、マルチキャストフレーム/ブロードキャストフレームを含め不用意に加入者からのフレームを他の加入者に転送することを防ぎ、且つマルチキャスト/ブロードキャストについては、最大限PON区間のマルチキャストコネクションを利用できる。 By performing the MAC frame transfer process as described above, it is possible to prevent inadvertent transfer of frames from subscribers including multicast frames / broadcast frames to other subscribers. A multicast connection in the PON section can be used.
図16は、MACフレーム転送制御部203の具体的な動作シーケンスを示す図である。
図10〜図17で示した各動作は、MACフレーム転送処理部20のフレーム転送制御部203が、図17のフレーム転送テーブル201等を参照することで実行される(特に、図16中ステップ3010,3014等参照)。
図4及びその説明箇所で記載したように、MACフレーム転送制御部203は、信号線215−1,215−2,225−1,225−2の変化を検出することにより、フレーム到着処理ステップ3001を開始する。MACフレーム転送制御部203は、MACフレームの受信を検知すると、フレーム転送ステップ3002を実行して、到着した装置内フレーム90をフレームバッファ204に転送する。フレームバッファ204に転送された装置内フレーム90は、MACフレーム転送制御部203が、フィルタ条件判定ステップ3003により、特殊フレーム転送テーブル202を参照して、特殊フレームとして扱われるか否か、MACフレーム内の領域を検査する。フィルタ条件判定ステップ3003の結果、特殊フレーム判定ステップ3004による条件分岐を実施し、特殊フレームと判定された場合、MACフレーム転送制御部203は、特殊フレーム転送テーブル検索ステップ3006による処理に移行する。
FIG. 16 is a diagram illustrating a specific operation sequence of the MAC frame
10 to 17 are executed by the frame
As described in FIG. 4 and the description thereof, the MAC frame
特殊フレーム判定ステップで特殊フレーム以外の通常フレームと判定された場合には、MACフレーム転送制御部203は、フレームヘッダ抽出ステップ3005を実行し、MACアドレスを含むヘッダを読み出す。MACフレーム転送制御部203は、抽出したフレームヘッダを元に、フレーム転送テーブル検索ステップ3007に処理を移行し、宛先MACアドレス登録判定ステップ3008により、フレーム転送テーブル201にMACアドレスが登録されているかどうかの分岐判定を行う。フレーム転送テーブル201にMACアドレスの登録が存在している場合は、MACフレーム転送制御部203は、登録データ参照ステップ3010を実行して、該当の宛先を参照する。一方、フレーム転送テーブル201にMACアドレスの登録が存在しない場合は、MACフレーム転送制御部203は、ユニキャストフレーム判定ステップ3009による判定をさらに実施して、MACアドレス等からマルチキャストかユニキャストかを識別するための予め定められたテーブルを検索するなどの手法により、ユニキャストMACフレームかマルチキャストMACフレームかが識別さる。ユニキャストフレーム判定ステップ3009の結果、ユニキャストMACフレームと判定された場合、未登録ユニキャストデータ参照ステップ3011を実行し、未登録時のフレーム転送経路を検索する。また、ユニキャストフレーム判定ステップ3009でマルチキャストMACフレームと判定された場合は、MACフレーム転送制御部203は、未登録マルチキャストデータ参照ステップ3012を実行し、未登録時のフレーム転送経路を検索する。これら未登録ユニキャストデータ参照ステップ3011及び未登録マルチキャストデータ参照ステップ3012は、例えば、MACアドレスに対して転送先を識別するための予め定められたテーブルを検索する等の手法により実行することができる。
上述の特殊フレーム判定ステップ3004において、特殊フレームと判定された場合は、MACフレーム転送制御部203は、特殊フレーム転送テーブル検索ステップ3006に分岐して、特殊フレーム転送テーブル202を参照する。MACフレーム転送制御部203は、特殊フレーム転送テーブル検索ステップ3006の結果を用いて、特殊フレーム転送データ参照ステップ3013の処理を実施し、フレーム転送経路が決定される。以上の手続きにより、フレーム転送経路を判定するためのテーブルの検索が行われる。
If it is determined in the special frame determination step that the frame is a normal frame other than the special frame, the MAC frame
If it is determined in the special
MACフレーム転送制御部203は、テーブル検索の結果を用いて、転送先取得ステップ3014による処理を実施し、MACフレームを転送すべき転送方路を決定し、これに続くフレームコピー数演算ステップ3015により、MACフレームをコピーすべき数を求める。フレームコピー数判定ステップ3016は、フレームコピー終了判定ステップ3020との間で繰り返し処理を実施するための判定条件である。繰り返し処理では、MACフレーム転送制御部203は、フレーム送信用内部ヘッダ生成ステップ3017により送信装置内IDの付与を行い、フレーム転送ステップ3018により、出力方路に対する装置内フレーム転送処理部205−1,205−2,206−1,206−2に対して、装置内フレームの転送を行う。MACフレーム転送制御部203は、必要数のフレーム転送が完了すると、フレームコピー終了判定ステップ3020の条件により処理を終了する。また、フレームのコピー数が0の場合は、フレーム廃棄ステップ3021に分岐して、フレームが破棄される。
The MAC frame
以上のフローチャートの動作例を示すと、例えば、図17における参照番号(1)に関して、宛先MACアドレスが00:00:aa:bb:cc:01の場合、MACフレーム転送処理部20は、PON#1 10−1を転送方路として決定し、さらに、装置内フレームの送信装置内IDを1に設定する。この装置内フレームを受けた加入者インタフェースPON#1 10−1は、送信装置内ID=1に基づき、下りヘッダ変換テーブル126を参照し(後述の図5参照)、Port ID=101を検索し、装置内フレームをGEMフレームに変換する。
In the operation example of the above flowchart, for example, with respect to the reference number (1) in FIG. 17, when the destination MAC address is 00: 00: aa: bb: cc: 01, the MAC frame
(2)加入者線インタフェース(PON)
図2は、加入者線インタフェース10−1〜10−Mの構成図について示したものである。加入者線インタフェース10は、光送受信部101,装置内インタフェース102,PON区間信号制御部103,光/電気変換111,上りPONフレーム終端部112,上りGEMフレーム終端部113,上りフレーム変換部114,上りGEM Port IDテーブル115,上りヘッダ変換テーブル116,下りフレーム変換部121,下りGEMフレーム生成部122,下りPONフレーム生成部123,電気/光変換124,下りGEM Port IDテーブル125,下りヘッダ変換テーブル126,制御インタフェース部186を備える。
(2) Subscriber line interface (PON)
FIG. 2 shows a configuration diagram of the subscriber line interfaces 10-1 to 10-M. The
MACフレーム転送制御部20により転送される、下り伝送方向の装置内フレームは、装置内インタフェース102により受信され、下りフレーム変換部121に転送される。ここで、MACフレーム転送制御部40と加入者線インタフェース10−1〜10−M,局内/局間インタフェース30−1〜30−M間のフレームの転送は、前述の通り装置内フレームを使用することとする。下りフレーム変換部121は、下りヘッダ変換テーブル126を参照して、受信した装置内フレーム90のヘッダを書換えて、PON区間の伝送単位である、前記GEMフレーム70に変換し、下りGEMフレーム生成部122に転送する。下りGEMフレーム生成部122は、ヘッダ変換部121より受信したGEMフレームヘッダ71内のPort IDフィールド73の値をインデックスとして、GEMPort IDテーブル125を検索する。GEMPort IDテーブル125は、PON区間のコネクションを設定するためのテーブルであり、GEMPort IDが登録されている。ここで、PON区間のコネクションとは、前記GEMフレームヘッダ71内のPort ID73により識別されるPON区間の論理的な接続単位である。下りGEMフレーム生成部122は、GEMPort IDテーブル125に、送信するGEMフレームの属するコネクションが存在した場合、GEMフレームを下りPONフレーム生成部123に転送する。下りPONフレーム生成部123は、下りGEMフレーム生成部122とPON区間信号制御部103からの情報を基に、PON区間の下り伝送フレームを生成し、GEMフレームをPON区間の下り伝送フレームに搭載し、電気/光変換124に転送する。電気/光変換124は、電気信号を伝送路3に出力するための光信号に変換して、光送受信部101を介して伝送路3に出力する。
The intra-device frame in the downlink transmission direction transferred by the MAC frame
また、上り伝送方向については、伝送路3より入力するPON区間の上り信号を、光送受信部101を介して受信し、光/電気変換111に転送する。光/電気変換111は受信した上り信号を装置内部で扱う電気信号に変換し、上りPONフレーム終端部112に転送する。上りPONフレーム終端部112では、各ONTからの信号を識別し、PON区間の上り伝送フレームに多重されているGEMフレームを抽出して、上りGEMフレーム終端部113に転送する。上りGEMフレーム終端部113では、受信したGEMフレームのヘッダ71内のPort ID73をインデックスとして上りGEMPort IDテーブル115を検索し、受信GEMフレームに対する受信処理を実施して(例えば、後述のようにコネクションの情報を取得すること等)、上りフレーム変換部114に転送する。上りフレーム変換部114は、転送されたGEMフレームヘッダ71内のPort ID73をインデックスとして上りヘッダ変換テーブル116を検索し、テーブルに登録されている情報をもとに、GEMフレーム70を装置内フレーム90に変換し、装置内インタフェース102に転送する。装置内インタフェース102は、受信したフレームを、装置内HWを介してMACフレーム転送制御部20に転送する。
In the upstream transmission direction, the upstream signal of the PON section input from the
図5に、上り/下りヘッダ変換テーブルの説明図を示す。また、図6に、上り/下りGEM Portテーブル(OLT)の説明図を示す。ここで、図5,図6を用いて、下りヘッダ変換テーブル126,下りGEM Portテーブル125,上りヘッダ変換テーブル115,上りGEM Portテーブル116の構成について説明しておく。
まず、下り伝送方向について説明する。下りヘッダ変換テーブル126は、下り装置内ID領域1261の値をインデックスとして、Port IDを検索するためのテーブルである。装置内HWより受信した装置内フレーム90の送信装置内ID91をインデックスとして、対応するPort IDを検索し、装置内フレームの形式をGEMフレーム70に変換し、GEMフレームヘッダ71内のPort ID73の値として、検索したPort IDを搭載するために使用される。例えば、1260−1に示されたテーブルの値では、送信装置内ID=1の装置内フレームをPort ID=101に変換することになる。下りGEM Portテーブル125は、Port ID領域1251をインデックスとして、PON区間のコネクションの情報を検索するためのテーブルである。PON区間のコネクションの情報とは、コネクション設定状態を示すための有効フラグ1252,接続先ONT1253などである。下りGEMフレーム生成部122は、下りフレーム変換部121より転送されるGEMフレームより、Port ID値を抽出し、下りGEM Portテーブル125を検索し、PON区間の下り伝送フレームに搭載するGEMフレームを生成する。例えば、図6中1250−1のテーブル値は、Port ID=101を宛先ONT=1に転送することを示している。また、1250−0のテーブル値は、Port ID=100を宛先ONT=Multi、つまり複数のONTにマルチキャストコネクションを設定したことを示している。以上が下り伝送方向に関する説明である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the uplink / downlink header conversion table. FIG. 6 is an explanatory diagram of an up / down GEM Port table (OLT). Here, the configuration of the downlink header conversion table 126, the downlink GEM Port table 125, the uplink header conversion table 115, and the uplink GEM Port table 116 will be described with reference to FIGS.
First, the downlink transmission direction will be described. The downlink header conversion table 126 is a table for searching a Port ID using the value of the
続いて、上り方向について説明する。上りGEM Portテーブル115は、Port ID領域1151の値をインデックスとして、PON区間のコネクションの情報を検索するためのテーブルである。コネクションの情報とは、下り方向と同様であり、コネクション設定状態を示す有効フラグ1152,接続元ONT1153などである。前記の上りGEMフレーム終端部113は、受信したGEMフレーム71のPort ID73をインデックスとして、有効フラグ115や接続元ONT1153を検索して、フレームの終端処理を実施する。テーブルの設定値は下りGEM Portテーブル125と同様であるが、上り方向では、テーブル値1150−0のように、例えば、下り伝送方向のマルチキャストコネクションに対応するPort ID=100は無効となる。上りヘッダ変換テーブル116は、Port ID領域1161の値をインデックスとして、受信装置内ID1162を検索するためのテーブルである。上りフレーム変換部114は、受信GEMフレームのPort IDをインデックスとして、上りヘッダ変換テーブル116を検索し、対応する受信装置内IDを求め、装置内フレーム90のヘッダ部に埋め込む。
Subsequently, the upward direction will be described. The upstream GEM Port table 115 is a table for searching connection information in the PON section using the value of the
3.端末装置ONT
図3は、ONT#1−1〜ONT#1−Nの光受動網終端部50の構成図について示したものである。光受動網終端部50は、装置内インタフェース501,光送受信部502,PON区間アクセス制御部503,上りGEMフレーム生成部511,上りデータバッファ512,上りPONフレーム生成部513,電気/光変換514,上りGEMPort IDテーブル515,光/電気変換521,下りPONフレーム終端部522,下りGEMフレーム終端部524,下りGEMPort IDテーブル525を備える。
ONTでは、伝送路5より入力するPON区間の下り方向の信号を、光送受信部502で受信し、光/電気変換521に転送する。光/電気変換521では、受信した下り信号を装置内の電気信号に変換し、下りPONフレーム終端部522に転送する。下りPONフレーム終端部522は、PON区間の下り伝送フレームを終端し、PON区間上り方向のアクセス制御情報を抽出し、PON区間アクセス件制御部503に転送するとともに、PON区間の下り伝送フレームよりGEMフレーム70を抽出し、下りGEMフレーム終端部524に転送する。下りGEMフレーム終端部254は、受信したGEMフレーム70のヘッダ内のPort ID73を参照し、これをインデックスとして下りGEMPort IDテーブル525を検索する。検索の結果、登録されているPort IDを持つフレームのみを、自宛のGEMフレームと判定し、装置内インタフェース501に転送する。装置内インタフェース501では、転送されたGEMフレームを、装置内HWを介してUNI処理部2−11〜2−1Nに転送する。UNI処理部2−11〜2−1Nでは、最終的にユーザに提供する信号形式に変換してMACフレームとして出力する。
3. Terminal device ONT
FIG. 3 shows a configuration diagram of the optical passive
In ONT, a signal in the downstream direction of the PON section input from the
各ユーザより入力するMACフレームは、UNI処理部2−11〜2−1Nにおいて受信処理がなされ、使用するPort IDとの対応付けが行われ、上りGEMフレーム生成部511に転送される。上りGEMフレーム生成部511に入力するフレームは、任意の形式を取ることが可能であるが、前記対応付けが行われたPort IDを含む形式を仮定する。上りGEMフレーム生成部511は、転送されるフレームよりPort IDを抽出し、これをインデックスとして上りGEMPort IDテーブル515を検索する。上りGEMPort ID検索テーブル515の検索により得られた情報をもとに、GEMフレームを生成して上りデータバッファ512に転送する。上りデータバッファ512は、GEMフレームを一時的に保持して、上りPONフレーム生成部513の動作タイミングに合わせてGEMフレームを転送する。上りPONフレーム生成部513は、PON区間アクセス件制御部503の生成する送信タイミング従い、PON区間の上り伝送フレームを生成し、転送されたGEMフレームを格納して、電気/光変換514に転送する。電気/光変換514もまた、PON区間アクセス権制御部503の指定するタイミングで動作し、光送受信部502を介してPON区間の上り伝送フレームを光伝送路5上に出力する。
The MAC frame input from each user is subjected to reception processing in the UNI processing units 2-11 to 2-1N, associated with the Port ID to be used, and transferred to the uplink GEM
図7に、上り/下りGEM Portテーブル(ONT)の説明図を示す。
次に、図7を用いて、下りGEM Portテーブル525および上りGEM Portテーブル515について説明する。下りGEM Portテーブル525は、ONTにおいて、自宛のGEMフレームを抽出するためのテーブルであり、Port ID5251をインデックスとして検索される。下りGEM Portテーブル525には、PON区間のコネクションの設定状態を示すために、有効表示領域(有効フラグ)5252及び他の設定情報領域(他設定)5253が存在している。例えば、下りGEM Portテーブル525中、データ5250−1のテーブル値は、Port ID=101を自宛として処理することを意味している。有効表示領域5252に、無効と設定されていた場合は、下りGEMフレーム終端部524は、該当するGEMフレームを受信しても破棄し、有効と設定されていた場合は、自宛のフレーム処理を実施する。
上りGEM Portテーブル515は、Port ID領域5151をインデックスとして、PON区間のコネクションの設定状態を求めるためのテーブルである。上りGEMフレーム生成部511は、装置内HWから転送されるフレームよりPort IDを抽出し、上りGEM Portテーブル515を検索し、有効表示領域(有効フラグ)5152及び他の設定情報領域(他設定)5153など対応する情報を求め、GEMフレームを生成する。
以上により、GEMフレーム内のPort IDにより識別されるPON区間の論理的なコネクションの設定が行われる。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the up / down GEM Port table (ONT).
Next, the downstream GEM Port table 525 and the upstream GEM Port table 515 will be described with reference to FIG. The downstream GEM Port table 525 is a table for extracting a GEM frame addressed to itself in the ONT, and is searched using the
The upstream GEM Port table 515 is a table for obtaining the connection setting state of the PON section using the
As described above, the logical connection of the PON section identified by the Port ID in the GEM frame is set.
図18に、PON区間のコネクション設定(ユニキャストコネクション)についての説明図を示す。また、図19に、PON区間のコネクション設定(マルチキャストコネクション)についての説明図を示す。上記の具体的な設定例であるPON区間のコネクションを、図18,図19を用いて説明する。
図18は、Port ID=101のユニキャストコネクション901を加入者線インタフェース10−1とONT#1−1 2−11間に、Port ID=102のユニキャストコネクション902を加入者線インタフェース10−1とONT#1−2 2−12間に、同様にPort ID=103,104のユニキャストコネクション903,904を加入者線インタフェース10−1とONT#1−3 2−13,加入者線インタフェース10−1とONT#1−4 2−14間にそれぞれ設定した状態を示している。これらのユニキャストコネクション901〜904を用いて、OLTとONT間の双方向伝送が可能である。例えば、参照番号(1)では、フレーム転送経路801は、SNI#1 6−1より入力したMACフレームが、MACフレーム転送制御部20により転送され、ユニキャストコネクション901を介してUNI#1 7−11に転送されることを示している。また、参照番号(2)では、フレーム伝送経路802は、UNI#3 7−13より入力したMACフレームが、ユニキャストコネクション903を介してMACフレーム転送制御部20に転送された後、さらに、ユニキャストコネクション902を介してUNU#2 7−12に転送されることを示している。図18では、ユニキャストコネクション901,902は下り方向の転送に、ユニキャストコネクション903は上り方向の転送に使用されている。このように、図18中のコネクション901〜904は、上り下り双方向のフレーム転送が可能となっている。
FIG. 18 is an explanatory diagram for connection setting (unicast connection) in the PON section. FIG. 19 is an explanatory diagram for connection setting (multicast connection) in the PON section. The connection of the PON section as a specific setting example will be described with reference to FIGS.
FIG. 18 shows a
図19は、PON区間の下り伝送方向でのみ使用可能なマルチキャストコネクションの設定例を示している。図19では、Port ID=100のコネクション900を、加入者線インタフェース10−1と各ONT#1〜#4 2−11〜2−14間に設定した状態を示している。参照番号(3)では、SNI#1 6−1より入力するMACフレームを転送経路808により、接続する各ONT#1〜#4に転送可能となっている。ただし、マルチキャストコネクション900に対しては、上り伝送方向のフレーム転送は不可能である。
本説明において、注目すべき点は、MACフレーム転送制御部20がPON区間のコネクションを認識可能であれば、図19に示したような、マルチキャストコネクション900を用いたMACフレーム転送も、図18に示したような、ユニキャストコネクション901〜904を用いたMACフレーム転送も可能であるという点である。
FIG. 19 shows an example of setting a multicast connection that can be used only in the downlink transmission direction of the PON section. FIG. 19 shows a state in which a
In this description, it should be noted that if the MAC frame
ここで、前記図6の上り/下りGEM PORTテーブルは、上記図18,図19に示したユニキャストコネクション901〜904とマルチキャストコネクション900を実現するためのOLT1の加入者線インタフェース10−1に対する設定状態を、図7の上り/下りGEM PORTテーブルは、ONT#1−1 2−11に対する設定状態を示すものである点を補足しておく。例えば、図6中のテーブル値1150−1,1250−1は、ユニキャストコネクション901に対応する加入者線インタフェース10−1の設定を、図7中のテーブル値5150−1,5250−1は、ONT#1−1 2−11に対する設定を示している。また、マルチキャストコネクション900についても、図6中のテーブル値1150−0,1250−0と、図7中のテーブル値5150−0,5250−0により表現されている。つまり、本設定では、MACフレーム転送制御部20は、ONT#1−1 2−11に対して、ユニキャストコネクション901とマルチキャストコネクション900を使用したMACフレーム転送が可能となっている。
Here, the uplink / downlink GEM PORT table of FIG. 6 is set to the subscriber line interface 10-1 of the
本発明は、図1に示したPON以外のPON形のネットワークや、光ネットワーク以外のPON形の各種ネットワークに適用することができる。
また、一例としてGEMフレーム、MACフレーム、装置内フレーム等を例に説明したが、これ以外の適宜のフレームに対しても本発明を適用することができる。
The present invention can be applied to a PON type network other than the PON shown in FIG. 1 and various PON type networks other than the optical network.
Further, as an example, a GEM frame, a MAC frame, an in-device frame, and the like have been described as examples. However, the present invention can be applied to other appropriate frames.
1…OLT,2−11〜2−1N…ONT,3−1〜3−M,5−11〜5−1N…光伝送路,
4−1…光スプリッタ,6−1〜6−L…局内/局間伝送路,
7−11〜7−1N…加入者伝送路,10−1〜10−M…加入者線インタフェース,
20…MACフレーム転送処理部,30−1〜30−L…局内/局間インタフェース,
40…制御部,50−11〜50−1N…光受動網終端部,
60−11〜60−1N…UNI処理部,
70…GEMフレーム,71…GEMフレームヘッダ,
81…DA(宛先MACアドレス), 82…SA(送信元MACアドレス),84…ペイロード,
85…CRC,
90…装置内フレーム,91…送信装置内ID,92…受信装置内ID,
93…未使用領域,
95−1…PCBd,95−2…Payload,97−1…PCBu,97−2…PLOAMu,97−3…PLSu,
97−4…DBRu,97−5…Payload,
115…上りGEM Port IDテーブル,116…上りヘッダ変換テーブル,
125…下りGEM Port IDテーブル,126…上りヘッダ変換テーブル,
201…フレーム転送テーブル,202…特殊フレーム転送テーブル,
203…フレーム転送制御部,204…フレームバッファ,210…装置内バス,
205−1,205−2,206−1,206−2…装置内フレーム送受信部,
207−1,207−2,208−1,208−2…装置内インタフェース,
515…上りGEM Port IDテーブル,525…下りGEM Port IDテーブル,
801〜805…ユニキャストMACフレーム転送経路,
806…マルチキャストMACフレーム転送経路(通常)
807…マルチキャストMACフレーム転送経路(第一の制御フラグ使用),
808…マルチキャストMACフレーム転送経路(第二の制御フラグ使用),
810…ユニキャストMACフレーム転送経路(第二の制御フラグ使用),
900…PON区間のマルチキャストコネクション,
901〜904…PON区間のユニキャストコネクション,
2011…宛先MACアドレス登録領域,2012〜2015…送信装置ID登録領域,
2012−1〜2012−6…送信装置内IDフラグ領域,
2012−7…第一の制御フラグ領域,2012−8…第二の制御フラグ領域,
2021…宛先MACアドレス登録領域,2022…宛先IPアドレス登録領域,
2013,2014…送信装置ID登録領域
1 ... OLT, 2-11 to 2-1N ... ONT, 3-1 to 3-M, 5-11 to 5-1N ... optical transmission line,
4-1 ... optical splitter, 6-1 to 6-L ... intra-station / inter-station transmission path,
7-11 to 7-1N: subscriber transmission path, 10-1 to 10-M: subscriber line interface,
20 ... MAC frame transfer processing unit, 30-1 to 30-L ... Intra-station / inter-station interface,
40 ... control unit, 50-11 to 50-1N ... optical passive network termination unit,
60-11 to 60-1N ... UNI processing unit,
70 ... GEM frame, 71 ... GEM frame header,
81 ... DA (destination MAC address), 82 ... SA (source MAC address), 84 ... payload,
85 ... CRC,
90 ... Intra-device frame, 91 ... Transmitting device ID, 92 ... Receiving device ID,
93 ... unused area,
95-1 ... PCBd, 95-2 ... Payload, 97-1 ... PCBu, 97-2 ... PLOAMu, 97-3 ... PLSu,
97-4 ... DBRu, 97-5 ... Payload,
115: Upstream GEM Port ID table, 116: Upstream header conversion table,
125 ... Downstream GEM Port ID table, 126 ... Upstream header conversion table,
201: Frame transfer table, 202: Special frame transfer table,
203 ... Frame transfer control unit, 204 ... Frame buffer, 210 ... In-device bus,
205-1, 205-2, 206-1, 206-2 ... Intra-device frame transmission / reception unit,
207-1, 207-2, 208-1, 208-2 ... interface in the device,
515: Upstream GEM Port ID table, 525: Downstream GEM Port ID table,
801 to 805 ... Unicast MAC frame transfer path,
806: Multicast MAC frame transfer path (normal)
807 ... Multicast MAC frame transfer path (using the first control flag),
808 ... Multicast MAC frame transfer path (using second control flag),
810 ... Unicast MAC frame transfer path (using second control flag),
900 ... PON section multicast connection,
901-904 ... unicast connection in PON section,
2011 ... Destination MAC address registration area, 2012-2015 ... Transmission device ID registration area,
2012-1-2012-6 ... ID flag area in transmitting device,
2012-7: first control flag area, 2012-8: second control flag area,
2021 ... Destination MAC address registration area, 2022 ... Destination IP address registration area,
2013, 2014 ... Transmission device ID registration area
Claims (10)
端末側の前記光伝送路に接続され、上り伝送フレームを終端して、前記端末装置を前記局装置との間のPON区間の伝送単位であるGEMフレームから装置内フレームに変換し、また、下り伝送フレームを装置内フレームからGEMフレームに変換する加入者線インタフェースと、
局内/局間伝送路に接続される局内/局間インタフェースと、
前記加入者線インタフェース及び前記局内/局間インタフェースに接続され、装置内フレームを転送するMACフレーム転送処理部と、
受信フレームの宛先MACアドレスに対して、MACフレームの転送方路となる装置内IDを、前記加入者線インタフェース及び前記局内/局間インタフェースごとに登録した宛先登録領域と、前記1対Nの論理的な片方向接続がフレーム転送に使用可能であることを示す第一の制御フラグ領域と、前記端末装置から他の前記端末装置へのフレーム転送を禁止することを示す第二の制御フラグ領域とを含む前記フレーム転送テーブルと、
を備え、
前記MACフレーム転送処理部は、
前記加入者線インタフェース又は前記局内/局間インタフェースから、装置内フレームに搭載されたMACフレームを受信すると、前記MACフレームからMACアドレスを抽出し、
抽出した前記MACアドレスに基づき前記フレーム転送テーブルを検索し、前記MACフレームを転送すべき転送方路となる前記加入者線インタフェースとその装置内ID、及び/又は、前記局内/局間インタフェースとその装置内IDを求め、
検索された前記フレーム転送テーブルのデータに、第一の制御フラグ領域が設定されていたら1対Nの論理的な接続を使用すること、及び、第二の制御フラグ領域が設定されていたら前記端末装置から他の前記端末装置へのフレーム転送を禁止することを条件として、求めた前記装置内IDの数に従い前記MACフレームを必要数コピーしてそれぞれ前記装置内IDを付与して装置内フレームを形成し、転送方路である前記加入者線インタフェース及び/又は前記局内/局間インタフェースに向けて前記装置内フレームを転送するようにした、
受動光網(PON)における前記局装置。 A station apparatus, a plurality of terminal apparatuses, and a coupler that joins and diverts a plurality of optical transmission paths from each of the terminal apparatuses and one optical transmission path from the station apparatus, from the station apparatus to the terminal A downlink transmission frame to the apparatus is transmitted from the station apparatus by a single station apparatus to a plurality of terminal apparatuses with a one-to-N logical connection in the terminal apparatus direction (N is 1 or more), and from the terminal apparatus. The upstream transmission frame to the station apparatus is a passive transmission in which signals from each terminal apparatus are multiplexed by time division multiple access through a one-to-one logical bidirectional connection by a single terminal apparatus to a single station apparatus. The station apparatus in an optical network (PON),
Connected to the optical transmission path on the terminal side, terminates the upstream transmission frame, converts the terminal device from a GEM frame, which is a transmission unit in the PON section with the station device, to an intra-device frame, and A subscriber line interface for converting a transmission frame from an in-device frame to a GEM frame;
An intra-station / inter-station interface connected to the intra-station / inter-station transmission path;
A MAC frame transfer processing unit that is connected to the subscriber line interface and the intra-station / inter-station interface and transfers intra-device frames;
For the destination MAC address of the received frame, an intra-device ID that is a transfer path of the MAC frame is registered for each of the subscriber line interface and the intra-station / inter-station interface, and the one-to-N logic A first control flag region indicating that a typical one-way connection can be used for frame transfer, and a second control flag region indicating that frame transfer from the terminal device to another terminal device is prohibited. The frame forwarding table including:
With
The MAC frame transfer processing unit
Upon receiving a MAC frame mounted in an intra-device frame from the subscriber line interface or the intra-station / inter-station interface, a MAC address is extracted from the MAC frame,
The frame transfer table is searched based on the extracted MAC address, and the subscriber line interface and the in-device ID serving as a transfer route to which the MAC frame is to be transferred and / or the intra-station / inter-station interface and the Find the device ID,
If the first control flag area is set in the retrieved data of the frame transfer table, a 1 to N logical connection is used, and if the second control flag area is set, the terminal On condition that frame transfer from the device to the other terminal device is prohibited, the necessary number of MAC frames are copied in accordance with the obtained number of in-device IDs, and the in-device ID is assigned with each in-device ID. Forming and transferring the intra-device frame toward the subscriber line interface and / or the intra-station / inter-station interface which is a transfer route,
The station apparatus in a passive optical network (PON).
前記局内/局間伝送路より前記局内/局間インタフェースから入力される装置内フレームに搭載されるMACフレームに対し、前記MACフレーム転送処理部は、MACフレームの転送先インタフェースを判断し、前記MACフレームを前記加入者線インタフェースまたは他の前記局内/局間インタフェースに転送し、
前記加入者線インタフェースは、転送された前記MACフレームを、GEMフレームに搭載し、下り伝送フレームに多重して、前記光伝送路を介していずれか複数の前記端末装置に同報的に伝送する
ことを特徴とする請求項1に記載の受動光網(PON)における前記局装置。
For the down direction,
For a MAC frame mounted in an intra-device frame input from the intra-station / inter-station interface from the intra-station / inter-station transmission path, the MAC frame transfer processing unit determines a MAC frame transfer destination interface, and the MAC frame Transfer the frame to the subscriber line interface or other intra / inter-station interface;
The subscriber line interface, the MAC frame transferred, mounted on GEM frame multiplexes the downlink transmission frame, broadcast to feed heat to either the plurality of terminals via said optical transmission line the station device in a passive optical network (PON) according to claim 1, wherein to Rukoto.
前記MACフレーム転送処理部は、受信した装置内フレームに搭載されたMACフレームが、予め定めたデータに基づき特殊フレームであると判定した場合、宛先MACアドレス領域と宛先IPアドレス領域をインデックスとして前記特殊フレーム転送テーブルを検索し、転送経路を決定することを特徴とする請求項1又は2に記載の受動光網(PON)における前記局装置。 With respect to the destination MAC address and the destination IP address, an intra-device ID serving as a MAC frame transfer path is registered for each of the subscriber line interface and the intra-station / inter-station interface, and the 1: N A first control flag area indicating that a logical one-way connection can be used for frame transfer, and a second control flag area indicating that frame transfer from the terminal device to another terminal device is prohibited. And a special frame forwarding table including
When the MAC frame transfer processing unit determines that the MAC frame mounted on the received in-device frame is a special frame based on predetermined data, the special MAC address area and the destination IP address area are used as indexes to determine the special frame. The station apparatus in the passive optical network (PON) according to claim 1 or 2, wherein a frame transfer table is searched to determine a transfer path.
下り方向については、
前記MACフレーム転送処理部により転送される下り伝送方向の装置内フレームに対し、装置内IDに対して、前記端末装置と前記局装置との間のPON区間のコネクション識別番号であるポートIDが記憶された下りヘッダ変換テーブルを参照して、装置内IDに基づきポートIDを求め、受信した装置内フレームのヘッダを書換えて、GEMフレームに変換し、
ポートIDに対してコネクションの情報・設定状態を記憶した下りGEMポートIDテーブルを参照し、GEMフレームのヘッダ内のポートIDに基づきPON区間のコネクションの情報・設定状態を検索し、コネクションの情報・設定状態をもとにPON区間の下り伝送フレームを生成して、前記端末装置に出力し、
一方、
上り伝送方向については、
受信したGEMフレームを抽出して、受信したGEMフレームのヘッダ内のポートIDに基づき、ポートIDに対してコネクションの情報・設定状態を記憶した上りGEMポートIDテーブルを参照し、コネクションの情報・設定状態を検索し、コネクションの情報・設定状態に基づき受信したGEMフレームに対する受信処理を実施して、
GEMフレームのヘッダ内のポートIDに基づき、ポートIDに対して装置内IDが記憶された上りヘッダ変換テーブルを検索し、ポートIDから装置内IDを求めて、GEMフレームを装置内フレームに変換し、前記MACフレーム転送処理部に転送することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の受動光網(PON)における前記局装置。 The subscriber line interface is:
For the down direction,
For the intra-device frame in the downlink transmission direction transferred by the MAC frame transfer processing unit, the port ID that is the connection identification number of the PON section between the terminal device and the station device is stored for the intra-device ID. By referring to the downlink header conversion table, the port ID is obtained based on the in-device ID, the header of the received in-device frame is rewritten and converted into a GEM frame,
Referring to the downstream GEM port ID table storing the connection information / setting state for the port ID, the connection information / setting state of the PON section is searched based on the port ID in the header of the GEM frame, and the connection information / Generate a downlink transmission frame in the PON section based on the setting state, and output to the terminal device,
on the other hand,
For the upstream transmission direction,
The received GEM frame is extracted, and based on the port ID in the header of the received GEM frame, the connection information / setting is stored with reference to the upstream GEM port ID table storing the connection information / setting state for the port ID. Search the status, perform the receiving process for the received GEM frame based on the connection information / setting status,
Based on the port ID in the header of the GEM frame, the upstream header conversion table in which the in-device ID is stored for the port ID is searched, the in-device ID is obtained from the port ID, and the GEM frame is converted into the in-device frame. The station apparatus in the passive optical network (PON) according to claim 1, wherein the station apparatus transfers the packet to the MAC frame transfer processing unit.
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