JP7225809B2 - Ｐｏｎ局側装置、管理サーバ、ｐｏｎシステム、および加入者回線の管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＯＮ局側装置、管理サーバ、ＰＯＮシステム、および加入者回線の管理方法に関する。

ＰＯＮ（Passive Optical Network)は、ＯＬＴ(Optical Line Terminal）およびＯＮＵ（Optical Network Unit）により構成される。ＯＬＴは、通信事業者側の光回線終端装置であり、加入者回線を集約する機能を有する。ＯＮＵは、加入者側の光回線終端装置である。

近年、仮想化ＯＬＴ（仮想化ＰＯＮ）と呼ばれるシステムが検討されている。このシステムでは、従来のＯＬＴが有するネットワーク機能が、外部サーバによって管理される（たとえば（非特許文献１を参照））。

一方、ＶＤＳＬ２方式では、従来のＶＤＳＬ集合装置に替わる構成が検討されている。たとえば、汎用スイッチに接続することによりＶＤＳＬ２方式の通信が可能なＳＦＰ（Small Form Factor Pluggable）モジュールが開発されている（非特許文献２）。

Open Networking Foundation、［online］、２０１９年、［２０１９年１月７日検索］、インターネット〈URL：https://www.opennetworking.org/voltha/〉 "Small Form-Factor Pluggable Long Reach Ethernet over VDSL2"、［online］、［２０１９年１月７日検索］、インターネット〈URL：https://www.comnet.net/comnet-products/accessories/sfp-vdsl>

非特許文献１に開示されるような仮想化ＰＯＮにおいても、ＯＬＴのハードウェアを従来よりも小型化することが考えられる。しかし、ＯＬＴを小型化することにより、ＯＬＴに搭載される部品も制限されうる。このため、小型化されたＯＬＴの場合には、その機能が限定されることが想定される。一方で、加入者回線を集約する機能はＯＬＴにとって必要である。したがって小型化されたＯＬＴにおいては、従来のＯＬＴよりも、上位装置との間の通信に関する機能が制限される可能性がある。

本発明の目的は、ＰＯＮシステムにおいて、加入者回線を集約する機器を小型化することを可能にするとともに、その機器と上位装置との間での通信を可能にするための構成および方法を提供することである。

本発明の一態様に係るＰＯＮ局側装置は、レイヤ２での通信が可能に構成された中継機器と、中継機器に対して着脱可能であり、加入者回線を集約し、かつ、加入者回線に接続される加入者端末装置に関する情報を保持するように構成された加入者回線集約機器とを備える。中継機器は、ＩＰネットワークを通じて加入者回線集約機器宛のＩＰパケットを受信して、受信したＩＰパケットを非カプセル化してフレームを生成して、加入者回線集約機器にフレームを転送するように構成される。

本発明の一態様に係る管理サーバは、ＰＯＮシステムの加入者回線集約機器を管理する管理サーバである。加入者回線集約機器は、レイヤ２での通信が可能に構成された中継機器に対して着脱可能であり、加入者回線を集約し、かつ、加入者回線に接続される加入者端末装置に関する情報を保持するように構成される。管理サーバは、加入者回線を管理する加入者回線管理部と、加入者回線管理部に統合されるか、または加入者回線管理部とは別に設けられるＩＰカプセル化／非カプセル化部とを備える。ＩＰカプセル化／非カプセル化部は、加入者回線集約機器の制御に関する制御情報を含むフレームをカプセル化して、ＩＰパケットを生成して、ＩＰパケットをＩＰネットワークに転送する。管理サーバは、ＩＰネットワークを介して受信したＩＰパケットを非カプセル化してフレームを生成する。

本発明の一態様に係るＰＯＮシステムは、レイヤ２での通信が可能に構成された中継機器と、中継機器に対して着脱可能であり、加入者回線を集約し、かつ、加入者回線に接続される加入者端末装置に関する情報を保持するように構成された加入者回線集約機器と、加入者端末装置と、ＩＰネットワークと、管理サーバとを備える。管理サーバは、加入者回線集約機器の制御に関する制御情報を含むフレームを生成して、フレームをカプセル化して、加入者回線集約機器宛のＩＰパケットを生成し、ＩＰパケットをＩＰネットワークに転送する。中継装置は、ＩＰネットワークを通じて、ＩＰパケットを受信して、受信したＩＰパケットを非カプセル化してフレームを生成して、加入者回線集約機器にフレームを転送する。

本発明の一態様に係る加入者回線の管理方法は、ＰＯＮ局側装置による、加入者回線の管理方法である。ＰＯＮ局側装置は、レイヤ２での通信が可能に構成された中継機器と、中継機器に対して着脱可能であり、加入者回線を集約し、かつ、加入者回線に接続される加入者端末装置に関する情報を保持するように構成された加入者回線集約機器とを備える。管理方法は、中継機器が、ＩＰネットワークを通じて、加入者回線集約機器の制御に関する制御情報を含む、加入者回線集約機器宛のＩＰパケットを受信するステップと、中継機器が、受信したＩＰパケットを非カプセル化して、制御情報を含むフレームを生成するステップと、中継機器が、加入者回線集約機器にフレームを転送するステップとを備える。

上記によれば、ＰＯＮシステムにおいて、加入者回線を集約する機器を小型化できるとともに、その機器と上位装置との間での通信を実現できる。

本実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成図である。 図１に示した加入者回線集約機器１２のブロック図である。 加入者回線集約機器１２が保持するＯＮＵの情報の例を示した図である。 図１に示した外部サーバおよび中継機器の概略構成図である。 外部サーバから加入者回線集約機器へのデータの送信を説明する図である。 加入者回線集約機器から外部サーバへのデータの送信を説明する図である。 アドレス対応表の一例を示した図である。 本実施の形態に係る、マルチキャストアドレスを格納したフレームの外部サーバからの送信を説明する図である。 本実施の形態に係る、マルチキャストアドレスを格納したフレームの加入者回線集約機器からの送信を説明する図である。 複数の加入者回線集約機器が接続された中継機器によるデータの転送を説明する図である。 本実施の形態に係るＰＯＮシステムの立ち上げ時の処理の第１の例を説明するシーケンス図である。 本実施の形態に係るＰＯＮシステムの立ち上げ時の処理の第２の例を説明するシーケンス図である。

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

（１） 本発明の一態様に係るＰＯＮ局側装置は、レイヤ２での通信が可能に構成された中継機器と、中継機器に対して着脱可能であり、加入者回線を集約し、かつ、加入者回線に接続される加入者端末装置に関する情報を保持するように構成された加入者回線集約機器とを備える。中継機器は、ＩＰネットワークを通じて加入者回線集約機器宛のＩＰパケットを受信して、受信したＩＰパケットを非カプセル化してフレームを生成して、加入者回線集約機器にフレームを転送するように構成される。

上記によれば、ＰＯＮシステムにおいて、加入者回線を集約する機器を小型化できるとともに、その機器と上位装置との間での通信を実現できる。加入者回線集約機器は、加入者回線を集約する機能を有する。加入者回線集約機器と中継装置との間ではフレームが転送される。これにより加入者回線集約機器は、ＩＰスタックを有する必要がない。したがって、加入者回線集約機器を小型化することができる。一方、中継機器がＩＰネットワークを通じてＩＰパケットを受信することにより、たとえばＰＯＮ局側装置の上位の装置との通信が実現できる。

（２） 好ましくは、フレームは、加入者回線集約機器の制御に関する制御情報を含む。

上記構成によれば、加入者回線集約機器を、フレームに含まれる情報に従って制御することが可能になる。

（３） 好ましくは、加入者回線集約機器は、加入者端末装置に関する情報を含むフレームを生成する。中継機器は、加入者回線集約機器からのフレームをカプセル化してＩＰパケットを生成して、生成したＩＰパケットを、ＩＰネットワークに転送する。

上記構成によれば、加入者回線集約機器がＩＰスタックを有していなくとも、ＩＰネットワークに、加入者端末装置に関する情報を転送することができる。

（４） 好ましくは、中継機器は、加入者回線集約機器のＩＰアドレスと、宛先のＭＡＣアドレスと、宛先のＩＰアドレスとを対応づけて記憶し、加入者回線集約機器からのフレームを受信すると、フレームに格納された宛先のＭＡＣアドレスから、宛先のＩＰアドレスと、加入者回線集約機器のＩＰアドレスとをＩＰパケットに格納する。

上記によれば、中継機器は、加入者回線集約機器からのフレームをカプセル化してＩＰパケットを生成することができる。したがって中継機器は、加入者回線集約機器からの情報を、ＩＰアドレスによって指定された宛先に転送することができる。

（５） 好ましくは、宛先のＩＰアドレスは、加入者回線を管理するサーバに割り当てられたＩＰアドレスである。

上記によれば、加入者回線集約機器からの情報をサーバに転送することができる。サーバは、その情報に基づいて加入者回線を管理することができる。

（６） 好ましくは、中継機器は、複数の加入者回線集約機器がそれぞれ接続される複数のポートを有する。中継機器は、複数の加入者回線集約機器のＭＡＣアドレスと複数のポートとを対応づけるＭＡＣアドレステーブルを参照して、ＩＰパケットを非カプセル化したフレームに格納された宛先ＭＡＣアドレスから、フレームを宛先ＭＡＣアドレスに対応する加入者回線集約機器に転送する。

上記によれば、中継装置に複数の加入者回線集約機器が接続されている場合においても、中継装置は、複数の加入者回線集約機器の中から、フレームが転送されるべき加入者回線集約機器を決定することができる。

（７） 本発明の一態様に係る管理サーバは、ＰＯＮシステムの加入者回線集約機器を管理する管理サーバである。加入者回線集約機器は、レイヤ２での通信が可能に構成された中継機器に対して着脱可能であり、加入者回線を集約し、かつ、加入者回線に接続される加入者端末装置に関する情報を保持するように構成される。管理サーバは、加入者回線を管理する加入者回線管理部と、加入者回線管理部に統合されるか、または加入者回線管理部とは別に設けられるＩＰカプセル化／非カプセル化部とを備える。ＩＰカプセル化／非カプセル化部は、加入者回線集約機器の制御に関する制御情報を含むフレームをカプセル化して、ＩＰパケットを生成して、ＩＰパケットをＩＰネットワークに転送する。管理サーバは、ＩＰネットワークを介して受信したＩＰパケットを非カプセル化してフレームを生成する。

上記によれば、加入者回線集約機器がＩＰスタックを有していなくても、管理サーバは、制御情報を加入者回線集約機器に送信することにより加入者回線集約機器を制御することができる。管理サーバは、加入者回線を管理することができる。

（８） 本発明の一態様に係るＰＯＮシステムは、レイヤ２での通信が可能に構成された中継機器と、中継機器に対して着脱可能であり、加入者回線を集約し、かつ、加入者回線に接続される加入者端末装置に関する情報を保持するように構成された加入者回線集約機器と、加入者端末装置と、ＩＰネットワークと、管理サーバとを備える。管理サーバは、加入者回線集約機器の制御に関する制御情報を含むフレームを生成して、フレームをカプセル化して、加入者回線集約機器宛のＩＰパケットを生成し、ＩＰパケットをＩＰネットワークに転送する。中継装置は、ＩＰネットワークを通じて、ＩＰパケットを受信して、受信したＩＰパケットを非カプセル化してフレームを生成して、加入者回線集約機器にフレームを転送する。

上記によれば、加入者回線集約機器がＩＰスタックを有していなくても、管理サーバは、制御情報を加入者回線集約機器に送信することにより加入者回線集約機器を制御することができる。

（９） 好ましくは、加入者回線集約機器は、加入者端末装置に関する情報を含むフレームを生成する。中継機器は、加入者回線集約機器からのフレームをカプセル化してＩＰパケットを生成して、生成したＩＰパケットを、ＩＰネットワークに転送する。管理サーバは、ＩＰネットワークを介して受信したＩＰパケットを非カプセル化してフレームを生成して、フレームから加入者端末装置に関する情報を抽出する。

上記によれば、加入者回線集約機器からの情報を管理サーバに転送することができる。管理サーバは、その情報に基づいて加入者回線を管理することができる。

（１０） 本発明の一態様に係る加入者回線の管理方法は、ＰＯＮ局側装置による、加入者回線の管理方法である。ＰＯＮ局側装置は、レイヤ２での通信が可能に構成された中継機器と、中継機器に対して着脱可能であり、加入者回線を集約し、かつ、加入者回線に接続される加入者端末装置に関する情報を保持するように構成された加入者回線集約機器とを備える。管理方法は、中継機器が、ＩＰネットワークを通じて、加入者回線集約機器の制御に関する制御情報を含む、加入者回線集約機器宛のＩＰパケットを受信するステップと、中継機器が、受信したＩＰパケットを非カプセル化して、制御情報を含むフレームを生成するステップと、中継機器が、加入者回線集約機器にフレームを転送するステップとを備える。

上記によれば、加入者回線集約機器がＩＰスタックを有していなくても、加入者回線集約機器は中継機器から制御情報を受信することができる。加入者回線集約機器は、その情報に基づいて加入者回線を管理することができる。

[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、ＰＯＮシステムにおいて、加入者回線を集約する機能を有する装置を、本明細書では「ＰＯＮ局側装置」と称する。また、本明細書において「ＩＰスタック」との用語は、プログラムおよびそのプログラムを実行するデバイスを包含する。

図１は、本実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成図である。本実施の形態に係るＰＯＮシステム１００は、外部サーバ１と、管理者網２と、ＰＯＮ局側装置３と、１つ以上のＯＮＵ（加入者端末装置）と、加入者回線５とを含む。図１には、３つのＯＮＵ（ＯＮＵ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）が例示される。しかしＯＮＵの数は、１つ以上であれば、特に限定されるものではない。

管理者網２は、ＩＰネットワークである。管理者網２上にルータ８，９が配置される。外部サーバ１はルータ８に接続され、ＰＯＮ局側装置３は、ルータ９に接続される。管理者網２はＰＯＮ局側装置３に対する上位のネットワークである。

ＰＯＮ局側装置３は、中継機器１１と、加入者回線集約機器１２とを含む。中継機器１１は、汎用の中継機器によって実現可能である。たとえば汎用のイーサネット（登録商標）スイッチを中継機器１１に適用できる。

加入者回線集約機器１２は、ＯＬＴの機能を有するモジュールであってもよい。加入者回線集約機器１２は、中継機器１１のポート１３に接続され、中継機器１１に対して着脱可能である。加入者回線集約機器１２の形状は、加入者回線集約機器１２がポート１３への着脱を可能とする任意の形状とすることができる。加入者回線集約機器１２の形状は、ポート１３の規格に応じて決定することができる。一例では、加入者回線集約機器１２の形状は、ＳＦＰ＋に従う形状であってもよい。

ＯＮＵ４Ａ，４Ｂ，４Ｃの各々は加入者側に設置された光回線終端装置である。ＯＮＵ４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、それぞれ加入者回線５Ａ，５Ｂ，５Ｃを介して加入者回線集約機器１２に接続される。なお、一般的なＰＯＮシステムでは、加入者回線は、ＯＬＴ側に接続される光伝送路と、各ＯＮＵに接続された光伝送路６と、ＯＬＴ側の光伝送路と各ＯＮＵ側の光伝送路とを接続する光スプリッタ／コンバイナとにより構成される。図１では、加入者回線の論理的な構成を示している。

図１に示すように、加入者回線集約機器１２は複数の加入者回線を集約する。一方で、加入者回線集約機器１２は、加入者回線を管理する機能を有さない。本実施の形態では、外部サーバ１が、加入者回線を管理する。したがって外部サーバ１は、管理サーバとして機能する。このために、外部サーバ１は、加入者回線管理部２１を有する。

加入者回線管理部２１は、加入者回線集約機器１２によって集約される複数の加入者回線を管理および制御する。加入者回線管理部２１は、外部サーバ１の演算装置がソフトウェアモジュールを実行することにより実現される。

図２は、図１に示した加入者回線集約機器１２のブロック図である。加入者回線集約機器１２は、中継機器１１を介して、外部サーバ１（図１を参照）との間で、加入者回線の管理用の通信を行う。また、加入者回線集約機器１２は、ＯＮＵとの間、および上位ネットワークとの間でデータの送受信を実行する。

加入者回線集約機器１２は、データ伝送部１２１と、ロジカルリンク管理部１２２と、動的帯域割当（ＤＢＡ）部１２３と、インバンド管理部１２４とを含む。ロジカルリンク管理部１２２と、動的帯域割当（ＤＢＡ）部１２３と、インバンド管理部１２４とは、たとえば１つの制御回路に集積されてもよい。図２では、ロジカルリンク管理部１２２と、動的帯域割当（ＤＢＡ）部１２３と、インバンド管理部１２４とが制御ＬＳＩ１２５に集積化された例が示される。

データ伝送部１２１は、ＯＮＵへの送信データを光信号に変換して、その光信号を、光伝送路６に送出する。さらに、データ伝送部１２１は、光伝送路６を介してＯＮＵからの光信号を受信して、その光信号からデータを再生する。ロジカルリンク管理部１２２は、ＯＮＵの各々に割り当てられるＬＬＩＤ（Logical Link ID）を管理する。ＤＢＡ部１２３は、上り帯域の割当処理を実行する。インバンド管理部１２４は、インバンドＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）管理を実行する。

図３は、加入者回線集約機器１２が保持するＯＮＵの情報の例を示した図である。加入者回線集約機器１２は、ＯＮＵに接続できる端末の最大数、ＯＮＵでのフィルタ条件、ＯＮＵで提供するサービスの数、そのサービスで使用するＶＬＡＮ、などの情報を有することができる。なお、本実施の形態において、加入者回線集約機器１２に保持するＯＮＵの情報は、図３に列挙された情報に限定されるものではない。追加の情報が加入者回線集約機器１２に保持されてもよく、図３に列挙された全部または一部の情報が他の情報に置き換えられてもよい。

加入者回線集約機器１２は、小型化および低消費電力を達成するためにＩＰスタックを有していない。このため、外部サーバ１が加入者回線集約機器１２を管理および制御するために、外部サーバ１と加入者回線集約機器１２との間で、レイヤ２で通信することが考えられる。

一例として、IEEE802.3ah に従うLayer2 Ethernet （登録商標）OAMをＰＯＮシステム１００に適用することが想定される。この場合、隣接する機器、および、外部サーバ１と加入者回線集約機器１２との間の経路に存在する全ての中継機器が、Layer 2 Ethernet OAMをサポートしていなければならない。しかし、中継機器に複数の加入者回線集約機器１２が接続されている場合に、外部サーバ１がすべての加入者回線集約機器１２と隣接する可能性は非常に低い。加えて、既に構築されたネットワーク上のすべての中継機器を、Layer 2 Ethernet OAMをサポートした機器に置き換えることは、通信事業者のコストの観点からは実質的に不可能である。

別の方法として、IEEE802.1Dに従うスパニングツリープロトコロルとＶＬＡＮとによって、外部サーバ１と加入者回線集約機器１２との間で専用の通信経路を構築することも考えられる。しかしながら、スパニングツリープロトコロルは、ポート毎の制御プロトコロルである。このため、この方法は、システムの柔軟性に欠ける可能性がある。

本実施の形態では、中継機器１１が、ＩＰカプセル化・非カプセル化機能を備える。外部サーバ１と、ＰＯＮ局側装置３との間ではレイヤ３による通信が可能である。加入者回線集約機器１２と中継機器１１との間ではレイヤ２による通信が可能である。

図４は、図１に示した外部サーバおよび中継機器の概略構成図である。中継機器１１は、ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４を有する。ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４に対応して、外部サーバ１はＩＰカプセル化／非カプセル化部２２を有する。ＩＰカプセル化／非カプセル化部２２は、加入者回線管理部２１とは別に外部サーバ１の内部に設けられてもよい。あるいはＩＰカプセル化／非カプセル化部２２は、加入者回線管理部２１に含まれてもよい。

本実施の形態において、ＩＰカプセル化とは、フレームにＩＰヘッダを付与してパケットを生成することである。非カプセル化とは、パケットからＩＰヘッダを外すことによりフレームを生成することである。外部サーバ１と中継機器１１との間ではパケットが伝送される。すなわち、外部サーバ１と中継機器１１とはレイヤ３（Ｌ３）で通信することができる。一方、中継機器１１と加入者回線集約機器１２との間ではフレームが伝送される。すなわち、中継機器１１と加入者回線集約機器１２とはレイヤ２（Ｌ２）で通信する。

ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４，２２により、加入者回線集約機器１２がＩＰスタックを有していなくとも、外部サーバ１と加入者回線集約機器１２とは互いに通信することができる。

加入者回線集約機器１２は、外部サーバ１に対して、集約された加入者回線に関する加入者回線情報を送る。この加入者回線情報は、ＯＮＵに関する情報であり、外部サーバ１の加入者回線管理部２１に送られる。一方、外部サーバ１は加入者回線集約機器１２に、加入者回線集約機器１２の制御に関する制御情報を送る。この制御情報にしたがって加入者回線集約機器１２が制御される。したがって外部サーバ１は加入者回線集約機器１２を制御することができる。

図５は、外部サーバから加入者回線集約機器へのデータの送信を説明する図である。図５に示すように、中継機器１１により、加入者回線集約機器１２に、ＩＰアドレス（「IP A」と表記する）が割り当てられる。

外部サーバ１（図１を参照）は、加入者回線集約機器１２に送られるべきデータを作成する。このデータは、加入者回線集約機器１２の制御に関する制御情報を含むことができる。外部サーバ１は、データ３１にEthernetヘッダ３２を付与して、フレーム３０を生成する。一般にフレームはプリアンブル、およびＦＣＳ（Frame Check Sequence）を含む。しかし図５では、フレームを概略的に示すために、プリアンブルおよびＦＣＳは示されていない。

Ethernetヘッダ３２は、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）および送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）を格納する。ＤＡは、加入者回線集約機器１２のＭＡＣアドレスであり、ＳＡは、外部サーバ１のＭＡＣアドレスである。図５および以後に説明する図面では、加入者回線集約機器１２のＭＡＣアドレスを「機器ＭＡＣ」と表し、外部サーバ１のＭＡＣアドレスを「サーバＭＡＣ」と表す。

外部サーバ１のＩＰカプセル／非カプセル化部２２は、フレーム３０をＩＰカプセル化してパケット３５を生成する（ステップＳ１）。具体的には、ＩＰカプセル／非カプセル化部２２は、フレーム３０にＩＰヘッダ３３およびEthernetヘッダ３４を付与する。

ＩＰヘッダ３３は、宛先ＩＰアドレス（ＤＡ）および送信元ＩＰアドレス（ＳＡ）を含む。ＤＡは、加入者回線集約機器１２のＩＰアドレス（すなわち「IP A」）である。ＳＡは、外部サーバ１のＩＰアドレス（図５では「サーバＩＰ」と表記される）である。

Ethernetヘッダ３４の宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）は、中継機器１１のＭＡＣアドレスである。Ethernetヘッダ３４の送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）は、隣接中継機器のＭＡＣアドレスである。「隣接中継機器」は、たとえば図１に示したルータ９である。

中継機器１１は、外部サーバ１から、ＩＰアドレス「IP A」に宛てられたパケット３５を受信する（ステップＳ２）。ＩＰカプセル・非カプセル化部１４は、受信したパケット３５が加入者回線集約機器１２宛てのパケットであるか否かをチェックする。パケット３５が加入者回線集約機器１２宛てのパケットであるかどうかは、たとえば、ＩＰヘッダ３３あるいはＩＰデータ部に付与された情報に基づいて判断することができる。

パケット３５が、加入者回線集約機器１２宛のパケットである場合には、ＩＰカプセル／非カプセル化部１４は、パケット３５を非カプセル化する（ステップＳ３）。すなわち、ＩＰカプセル／非カプセル化部１４は、パケット３５からEthernetヘッダ３４および、ＩＰヘッダ３３を外す。この結果、元のフレーム（フレーム３０）は、加入者回線集約機器１２に転送される（ステップＳ４）。

図６は、加入者回線集約機器から外部サーバへのデータの送信を説明する図である。図６には、図５に示すデータの流れとは逆方向のデータの流れが示される。すなわち図６に示すデータの流れでは、図５に示す流れに対して、ＤＡおよびＳＡが入れ替わる。

図６に示すように、加入者回線集約機器１２は、外部サーバ１に送られるべきデータを作成する。このデータは、加入者回線集約機器１２が集約する加入者回線に関する情報、または図３に示したＯＮＵに関する情報を含むことができる。加入者回線集約機器１２は、データ４１にEthernetヘッダ４２を付与して、フレーム４０を生成する。Ethernetヘッダ４２に格納されたＤＡおよびＳＡは、それぞれ、外部サーバ１のＭＡＣアドレス（「サーバＭＡＣ」）、および、加入者回線集約機器１２のＭＡＣアドレス（「機器ＭＡＣ」）である。

中継機器１１は、加入者回線集約機器１２からのフレーム４０を受信する（ステップＳ１１）。ＩＰカプセル／非カプセル化部１４は、フレーム４０をＩＰカプセル化してパケット４５を生成する（ステップＳ１２）。すなわち、ＩＰカプセル／非カプセル化部１４は、フレーム４０にＩＰヘッダ４３およびEthernetヘッダ４４を付与する。ＩＰヘッダ４３に格納されたＤＡ，ＳＡは、それぞれ、外部サーバ１のＩＰアドレス（「サーバＩＰ」）および、加入者回線集約機器１２のＩＰアドレス（「IP A」）である。

ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４は、さらに、フレーム４０がカプセル化されていることを示すための情報（図示せず）をパケット４５に付与してもよい。中継機器１１は、パケット４５を外部サーバ１へ転送する（ステップＳ１３）。

ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４は、アドレス対応表１５を格納する。ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４がフレーム４０をカプセル化するときに、ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４はアドレス対応表を参照して、ＩＰヘッダ４３に格納されるＤＡおよびＳＡを決定する。

図７は、アドレス対応表の一例を示した図である。アドレス対応表１５は、機器ＩＰ、宛先ＩＰアドレスおよび、宛先ＭＡＣアドレスを格納するとともに、機器ＩＰ、宛先ＩＰアドレスおよび、宛先ＭＡＣアドレスを相互に関連付ける。

ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４は、フレーム４０のEthernetヘッダ４２に格納されたＤＡを参照して、ＩＰヘッダ４３のＤＡに、宛先ＩＰアドレス（「サーバＩＰ」）を格納する。

アドレス対応表１５は、予め準備されてもよい。あるいは、アドレス対応表１５は、動的に作成されてもよい。アドレス対応表１５を動的に作成するために、ＩＰカプセル化・非カプセル化部１４は、たとえば、マルチキャストメッセージからＭＡＣアドレスおよびＩＰアドレスを取り出して、アドレス対応表１５を作成してもよい。

図６に戻り、外部サーバ１は、中継機器１１から、ＩＰアドレス「サーバＩＰ」に宛てられたパケット４５を受信する。ＩＰカプセル・非カプセル化部２２は、受信したパケット４５が外部サーバ１宛てのパケットであるか否かをチェックする。パケット４５が、外部サーバ１宛てのパケットである場合には、ＩＰカプセル／非カプセル化部２２は、パケット４５を非カプセル化する（ステップＳ１４）。すなわち、ＩＰカプセル／非カプセル化部２２は、パケット４５からEthernetヘッダ４４および、ＩＰヘッダ４３を外す。元のフレーム（フレーム４０）は、加入者回線管理部２１に転送される。

図５から図７に示した例は、ユニキャストでのフレーム送信の例である。しかし、本実施の形態はこのように限定されるものではない。図８および図９に示すように、本実施の形態は、マルチキャストフレームの送信にも適用できる。

図８は、本実施の形態に係る、マルチキャストアドレスを格納したフレームの外部サーバからの送信を説明する図である。図５および図８を比較すると、図８に示した実施形態では、フレーム３０のEthernetヘッダ３２のＤＡには、予約済マルチキャストアドレスが設定される。予約済マルチキャストアドレスの例は、「01:80:C2:XX:XX:XX」と表すことができる。

この場合にも、外部サーバ１のＩＰカプセル化／非カプセル化部２２が、フレーム３０をカプセル化して、フレーム３０にＩＰヘッダ３３を付与する。ＩＰヘッダ３３には、宛先ＩＰアドレス（ＤＡ）として、加入者回線集約機器１２のＩＰアドレス（「IP A」）が格納される。したがってパケット３５を、中継機器１１へと転送することができる。図５に示された流れと同様に、中継機器１１のＩＰカプセル／非カプセル化部１４は、パケット３５からフレーム３０を生成して、そのフレーム３０を加入者回線集約機器１２に転送する。

図９は、本実施の形態に係る、マルチキャストアドレスを格納したフレームの加入者回線集約機器からの送信を説明する図である。図９に示すように、加入者回線集約機器１２からのフレーム４０のEthernetヘッダ４２のＤＡに、予約済マルチキャストアドレス（たとえば「01:80:C2:XX:XX:XX」）を格納することができる。ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４は、フレーム４０をカプセル化して、フレーム４０にＩＰヘッダ４３およびEthernetヘッダ４４を付与する。ＩＰヘッダ４３には、宛先ＩＰアドレス（ＤＡ）として、外部サーバ１のＩＰアドレス（サーバＩＰ）が格納される。図６に示された流れと同様に、中継機器１１のＩＰカプセル／非カプセル化部１４は、フレーム４０からパケット４５を生成して、そのパケット４５を外部サーバ１に転送する。

フレーム４０をカプセル化する際に、ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４は、アドレス対応表１５（図７参照）を参照する。ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４は、加入者回線集約機器１２に割り当てられたＩＰアドレス（「IP A」）およびアドレス対応表１５を参照して、外部サーバ１のＩＰアドレスを取得する。ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４は、そのＩＰアドレスを、宛先アドレスとしてＩＰヘッダ４３に格納する。

上記の実施の形態では、中継機器１１に１つの加入者回線集約機器が接続される。しかし、ＰＯＮ局側装置３の構成はこのように限定されない。図１０に示すように、複数の加入者回線集約機器が中継機器１１に接続されてもよい。図１０に示された例では、加入者回線集約機器１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが、中継機器１１のポート１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃにそれぞれ接続される。

この構成において、複数の加入者回線集約機器に対して１つのＩＰアドレス（たとえば上述の「IP A」）が割り当てられる。外部サーバ１のＩＰカプセル／非カプセル化部２２は、フレーム３０をＩＰカプセル化してパケット３５を生成する。このフレームが加入者回線集約機器１２Ａに送られるべきフレームの場合、Ethernetヘッダ３２には、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）として、加入者回線集約機器１２ＡのＭＡＣアドレスが格納される。なお、加入者回線集約機器１２ＡのＭＡＣアドレスを、図１０では「機器ＭＡＣ（Ａ）」と表記する。

ＩＰカプセル／非カプセル化部２２は、フレーム３０にＩＰヘッダ３３およびEthernetヘッダ３４を付与する。ＩＰヘッダ３３には、宛先ＩＰアドレス（ＳＡ）として、複数の加入者回線集約機器に共通に割り当てられたＩＰアドレス（「IP A」）が格納される。

図５等に示された形態と同様に、外部サーバ１からのパケット３５は、中継機器１１に転送される。ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４は、パケット３５を非カプセル化してフレーム３０を生成する。

中継機器１１は、スイッチ部１６を有する。スイッチ部１６は、ＭＡＣアドレス学習テーブル１７を記憶する。ＭＡＣアドレス学習テーブル１７は、ポート１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの各々の番号と、各ポートに接続される加入者回線集約機器のＭＡＣアドレスとを対応付ける。

スイッチ部１６は、公知の方法に従って、ポートに接続された加入者回線集約機器のＭＡＣアドレスを学習してもよい。加入者回線集約機器のＭＡＣアドレスの学習において、スイッチ部１６は、その加入者回線集約機器からのフレームを受信したタイミングで、ヘッダの中の送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）を確認する。スイッチ部１６は、そのフレームが入力されるポートの番号と、上記ＳＡとを関連付けるとともに、ＭＡＣアドレス学習テーブル１７に、そのポート番号およびＳＡを登録する。

スイッチ部１６は、ＭＡＣアドレス学習テーブル１７を参照して、ＩＰカプセル化／非カプセル化部１４からのフレーム３０の転送先を決定する。上記の通り、Ethernetヘッダ３２は、加入者回線集約機器１２ＡのＭＡＣアドレスを、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）として格納している。したがって、スイッチ部１６は、加入者回線集約機器１２Ａが接続されたポート（ポート１３Ａ）にフレーム３０を転送する。

図１１は、本実施の形態に係るＰＯＮシステムの立ち上げ時の処理の第１の例を説明するシーケンス図である。「立ち上げ時」とは、ＯＬＴモジュールとサーバとが通信できるまでの段階である。

図１１に示すように、加入者回線集約機器１２が中継機器１１に挿入されるに先立ち、外部サーバ１のＩＰアドレスが中継機器１１に登録される（図１１に示すステップ（１））。

次に、加入者回線集約機器１２が中継機器１１のポートに挿入される。このときに加入者回線集約機器１２から、加入者回線集約機器１２がAvailableであることを示すフレームが送信される。中継機器１１は、そのフレームをＩＰカプセル化して、パケットを生成する。そして中継機器１１は、そのパケットをユニキャストで外部サーバ１に送信する（図１１に示すステップ（２）～（５））。

外部サーバ１は、中継機器１１からのパケットを受信するとともに、そのパケットを非カプセル化する。これにより、外部サーバ１は、Availableである加入者回線集約機器を特定する。そして外部サーバ１は、その加入者回線集約機器と通信を開始する（図１１に示すステップ（６）～（７））。

図１２は、本実施の形態に係るＰＯＮシステムの立ち上げ時の処理の第２の例を説明するシーケンス図である。図１２に示すように、加入者回線集約機器１２が中継機器１１に挿入されるに先立ち、外部サーバ１に、加入者回線集約機器のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを対応付けるマッピング表が登録される（図１２に示すステップ（１））。

次に、外部サーバ１は、Requestを定期的に送信する。外部サーバ１がRequestを定期的に送信する間に、加入者回線集約機器１２が中継機器１１のポートに挿入される。中継機器１１は、Requestを受信すると、そのRequestを非カプセル化して、加入者回線集約機器にRequestを送信する（図１２に示すステップ（２）～（４））。

加入者回線集約機器１２は、中継機器１１からのRequestを受信することにより、加入者回線集約機器１２を制御するサーバを認識する。そして加入者回線集約機器１２は、外部サーバ１と通信を開始する（図１２に示すステップ（５）。

以上のように、本実施の形態によれば、IPスタックを持たない着脱可能な、加入者回線集約機能を有する機器に対して、中継機器内で論理的にＩＰアドレスを割り当てる。中継機器は、加入者回線集約機器からのフレームをＩＰカプセル化して外部サーバ宛てのＩＰパケットを生成する。一方、中継機器は、外部サーバからのＩＰパケットを非カプセル化して、加入者回線集約機器からのフレームを生成する。これにより、加入者回線集約機器から外部サーバまでの通信経路を柔軟に構成することができる。中継機器１１には汎用の中継装置を利用することができる。

中継機器１１のＩＰカプセル化・非カプセル化機能は、ＰＯＮ局側装置３を構成する際に実装してもよい。この機能自体は中継装置に一般的な機能であるため、パッケージが用意されていることが多い。中継機器１１に、ＩＰカプセル化・非カプセル化の機能が中継機器１１に当初は無い場合にも、パッケージを中継機器１１に、インストールすることにより、ＩＰカプセル化・非カプセル化機能を備えた中継機器を構成することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 外部サーバ
２ 管理者網
３ 局側装置
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 加入者回線
６ 光伝送路
８，９ ルータ
１１ 中継機器
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 加入者回線集約機器
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ ポート
１４，２２ ＩＰカプセル化／非カプセル化部
１５ アドレス対応表
１６ スイッチ部
１７ ＭＡＣアドレス学習テーブル
２１ 加入者回線管理部
３０，４０ フレーム
３１，４１ データ
３２，３４，４２，４４ Ethernetヘッダ
３３，４３ ＩＰヘッダ
３５，４５ ＩＰパケット
１００ ＰＯＮシステム
１２１ データ伝送部
１２２ ロジカルリンク管理部
１２３ 動的帯域割当部
１２４ インバンド管理部
１２５ 制御ＬＳＩ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４ ステップ

Claims (8)

1. 中継機器と、加入者回線集約機器とを備え、
   前記中継機器は、前記加入者回線集約機器とレイヤ２で通信するように構成されており、
   前記加入者回線集約機器は、前記中継機器に対して着脱可能であり、加入者回線を集約し、かつ、前記加入者回線に接続される加入者端末装置に関する情報を保持し、前記加入者回線集約機器を管理する装置管理サーバに向けて前記中継機器とレイヤ２で通信するように構成されており、
   前記中継機器は、ＩＰネットワークを通じて前記装置管理サーバから前記加入者回線集約機器宛のＩＰパケットを受信して、受信したＩＰパケットを非カプセル化してレイヤ２の通信で使用されるフレームを生成して、前記加入者回線集約機器に生成した前記フレームを転送するように構成されており、
   前記加入者回線集約機器は、前記加入者端末装置に関する情報を含む、レイヤ２の通信のみ可能なフレームを生成し、
   前記中継機器は、前記加入者回線集約機器からの前記フレームをＩＰカプセル化してＩＰパケットを生成して、生成したＩＰパケットを前記ＩＰネットワークに転送することにより、前記装置管理サーバとの通信を可能にする、ＰＯＮ局側装置。
2. 前記ＰＯＮ局側装置において、前記ＰＯＮ局側装置が上位ネットワークおよび前記加入者端末装置との間でデータを送受信するための通信ルートと、前記装置管理サーバによる前記加入者回線集約機器の制御のための制御情報を伝送する通信ルートとが別である、請求項１に記載のＰＯＮ局側装置。
3. 前記中継機器は、前記加入者回線集約機器のＩＰアドレスと、宛先のＭＡＣアドレスと、前記宛先のＩＰアドレスとを対応づけて記憶し、前記加入者回線集約機器からの前記フレームを受信すると、前記フレームに格納された前記宛先のＭＡＣアドレスから、前記宛先のＩＰアドレスと、前記加入者回線集約機器のＩＰアドレスとを前記ＩＰパケットに格納する、請求項１または請求項２に記載のＰＯＮ局側装置。
4. 前記宛先のＩＰアドレスは、前記装置管理サーバに割り当てられたＩＰアドレスである、請求項３に記載のＰＯＮ局側装置。
5. 前記中継機器は、複数の前記加入者回線集約機器がそれぞれ接続される複数のポートを有し、
   前記中継機器は、前記複数の前記加入者回線集約機器のＭＡＣアドレスと前記複数のポートとを対応づけるＭＡＣアドレステーブルを参照して、前記ＩＰパケットを非カプセル化したフレームに格納された宛先ＭＡＣアドレスから、前記フレームを前記宛先ＭＡＣアドレスに対応する前記加入者回線集約機器に転送する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＰＯＮ局側装置。
6. ＰＯＮシステムの加入者回線集約機器を管理する管理サーバであって、
   前記加入者回線集約機器は、前記加入者回線集約機器とレイヤ２で通信するように構成された中継機器に対して着脱可能であり、加入者回線を集約し、かつ、前記加入者回線に接続される加入者端末装置に関する情報を保持し、前記管理サーバに向けて前記中継機器とレイヤ２で通信するように構成されており、
   前記中継機器は、ＩＰネットワークを通じて前記管理サーバから前記加入者回線集約機器宛のＩＰパケットを受信して、受信したＩＰパケットを非カプセル化してレイヤ２の通信で使用されるフレームを生成して、前記加入者回線集約機器に生成した前記フレームを転送し、前記加入者回線集約機器からのフレームをＩＰカプセル化してＩＰパケットを生成して、生成したＩＰパケットを前記ＩＰネットワークに転送することにより、前記管理サーバとの通信を可能にするように構成されており、
   前記管理サーバは、
   前記加入者回線を管理する加入者回線管理部と、
   前記加入者回線管理部に統合されるか、または前記加入者回線管理部とは別に設けられるＩＰカプセル化／非カプセル化部とを備え、
   前記ＩＰカプセル化／非カプセル化部は、
   前記加入者回線集約機器の制御に関する制御情報を含む、レイヤ２の通信で使用されるフレームをＩＰカプセル化して、前記ＩＰパケットを生成して、前記ＩＰパケットを前記ＩＰネットワークに転送し、
   前記ＩＰネットワークを介して受信したＩＰパケットを非カプセル化してフレームを生成する、管理サーバ。
7. レイヤ２での通信が可能に構成された中継機器と、
   前記中継機器に対して着脱可能であり、加入者回線を集約し、かつ、前記加入者回線に接続される加入者端末装置に関する情報を保持し、するように構成された加入者回線集約機器と、
   前記加入者端末装置と、
   ＩＰネットワークと、
   前記加入者回線集約機器を管理する装置管理サーバとを備え、
   前記中継機器は、前記加入者回線集約機器とレイヤ２で通信するように構成されており、
   前記加入者回線集約機器は、前記装置管理サーバに向けて前記中継機器とレイヤ２で通信するように構成されており、
   前記加入者回線集約機器は、前記加入者端末装置に関する情報を含むフレームを生成し、
   前記中継機器は、前記加入者回線集約機器からの前記フレームをＩＰカプセル化してＩＰパケットを生成して、生成したＩＰパケットを、前記ＩＰネットワークに転送することにより、前記装置管理サーバとの通信を可能にし、前記ＩＰネットワークを通じて前記装置管理サーバから前記加入者回線集約機器宛のＩＰパケットを受信して、受信したＩＰパケットを非カプセル化してレイヤ２の通信で使用されるフレームを生成して、前記加入者回線集約機器に生成した前記フレームを転送するように構成されており、
   前記装置管理サーバは、前記加入者回線集約機器の制御に関する制御情報を含むフレームを生成して、前記フレームをＩＰカプセル化して、前記加入者回線集約機器宛のＩＰパケットを生成し、前記ＩＰパケットを前記ＩＰネットワークに転送し、前記ＩＰネットワークを介して受信したＩＰパケットを非カプセル化してフレームを生成して、生成した前記フレームから前記加入者端末装置に関する情報を抽出する、ＰＯＮシステム。
8. ＰＯＮ局側装置による、加入者回線の管理方法であって、
   前記ＰＯＮ局側装置は、レイヤ２での通信が可能に構成された中継機器と、前記中継機器に対して着脱可能であり、前記加入者回線を集約し、かつ、前記加入者回線に接続される加入者端末装置に関する情報を保持し、装置管理サーバに向けて前記中継機器とレイヤ２で通信するように構成された加入者回線集約機器とを備え、
   前記管理方法は、
   前記中継機器が、ＩＰネットワークを通じて、前記装置管理サーバから前記加入者回線集約機器の制御に関する制御情報を含む、前記加入者回線集約機器宛のＩＰパケットを受信するステップと、
   前記中継機器が、受信したＩＰパケットを非カプセル化して、レイヤ２の通信で使用される、前記制御情報を含むフレームを生成するステップと、
   前記中継機器が、前記加入者回線集約機器に前記フレームを転送するステップと、
   前記加入者回線集約機器が、前記加入者端末装置に関する情報を含む、レイヤ２の通信のみ可能なフレームを生成するステップと、
   前記中継機器が、前記加入者回線集約機器からの前記フレームをＩＰカプセル化してＩＰパケットを生成するステップと、
   前記中継機器が、生成したＩＰパケットを前記ＩＰネットワークに転送するステップとを備える、加入者回線の管理方法。

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