WO2021199249A1 - 光通信ネットワークシステム、光加入者線終端装置及び光通信方法 - Google Patents

光通信ネットワークシステム、光加入者線終端装置及び光通信方法 Download PDF

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terminal device
network
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阿部　拓也
聖 成川
智彦 池田
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日本電信電話株式会社
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    • H04Q11/0067—Provisions for optical access or distribution networks, e.g. Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GE-PON), ATM-based Passive Optical Network (A-PON), PON-Ring

Definitions

  • the present disclosure relates to an optical communication network system (PON (passive optical network) system) and an optical communication method.
  • PON passive optical network
  • the optical network unit (ONU: Optical Network Unit) in the house is used to connect the optical network unit (OLT) to the optical network unit (OLT).
  • OLT optical network unit
  • ONT optical network unit
  • Non-Patent Document 2 OLT uses an identifier called LLID (Logical Link ID) to identify the logical path of each ONU.
  • LLID Logical Link ID
  • the ONU has one MAC (Media Access Control) address, and the OLT assigns one LLID based on the MAC address of each ONU.
  • the ONU authenticates based on this LLID and generates a logical path. Therefore, a technique has been proposed in which a single ONU constitutes a plurality of logical paths by assigning a plurality of LLIDs and MAC addresses to a single ONU (see, for example, Patent Document 1).
  • the ONU acquires unique ID information from the connected terminal device, and the LLID generates a logical path between the OLTs based on the acquired ID information.
  • ONU As a general method for acquiring information on a terminal device, it is conceivable to acquire information in ARP (Address Resolution Protocol) Request from the terminal device and use the MAC address of the terminal device as an information ID.
  • ARP Address Resolution Protocol
  • ONU This applies only to terminal devices directly connected to the ONU, and cannot be applied to an environment in which terminal devices of a plurality of users are connected to an ONU via a router device (NAPT device) such as HomeGateway. Therefore, a method is required in which the ONU can acquire the ID information of the terminal device even through a network device such as a router.
  • NAPT device such as HomeGateway
  • the present disclosure enables the ONU to acquire the ID information of the terminal device even when the network device is connected between the ONU and the terminal device, thereby providing a logical path between the ONU and the OLT.
  • the purpose is to make it generateable.
  • the optical communication network system of the present disclosure is a PON system having a configuration in which a plurality of terminal devices are connected to an optical network unit (ONU) via a network device, and the network device and the ONU are provided with an L2 tunnel function.
  • the ONU is the same local network under the router, and the ONU is provided with a function (ID acquisition unit) to acquire the terminal ID of the terminal device.
  • ID acquisition unit By directly acquiring the ID information from the terminal device, the logical path is generated from the acquired ID information.
  • the configuration is such that an address is generated and a logical path is generated and managed for each terminal device.
  • the network device of the present disclosure is an arbitrary device capable of connecting one or more terminal devices to the ONU, and is a router device such as a Home Gateway (NAPT (Network Address Port Translation / IP masquerade / Port Address Translation) device). including.
  • NAPT Network Address Port Translation / IP masquerade / Port Address Translation
  • the optical communication network system is An optical communication network system in which a terminal device and a PON system are connected via a network device.
  • the PON system includes an optical subscriber line end station device and an optical subscriber line termination device connected by using an optical transmission line.
  • the optical network unit Build a tunnel with the network device
  • the ID information of the terminal device connected to the network device is acquired from the terminal device via the tunnel. Using the acquired ID information, a logical path with the optical subscriber line end station device is generated on the optical transmission line.
  • the optical network unit is An optical subscriber line terminal device that is connected to an optical subscriber line end station device using an optical transmission line and connected to a terminal device via a network device. Build a tunnel with the network device The ID information of the terminal device connected to the network device is acquired from the terminal device via the tunnel. Using the acquired ID information, a logical path with the optical subscriber line end station device is generated on the optical transmission line.
  • the optical communication method is An optical communication method executed by an optical subscriber line terminal device connected to an optical subscriber line terminal device using an optical transmission line and connected to a terminal device via a network device.
  • Build a tunnel with the network device The ID information of the terminal device connected to the network device is acquired via the tunnel, and the ID information is obtained. Using the acquired ID information, a logical path with the optical subscriber line end station device is generated on the optical transmission line.
  • the ID information of the terminal device can be acquired even when the network device is used between the ONU and the terminal device, and the ID information between the OLT and the ONU can be obtained. It can be used to generate the logical path of. As a result, it is possible to allocate a logical path for each terminal device, and it is possible to allocate different bands and perform priority control for each terminal device even under the same ONU.
  • An example of the schematic configuration of the system according to the present disclosure is shown.
  • An example of the overall configuration of the system of the present disclosure is shown.
  • An example of the functional block diagram of the system of the present disclosure is shown.
  • the basic flow when connecting the router and the ONU is shown.
  • An example of the basic flow when connecting the terminal device and the router is shown.
  • the sequence diagram at the time of connection between a terminal device and a router is shown.
  • An example of how to generate a virtual MAC address is shown.
  • An example of the logical path for each terminal device is shown.
  • An example of the logical path for each service is shown.
  • the router 96 and ONU92 such as HomeGateway are provided with an L2 tunnel function based on an OSI (Open System Interconnection) reference model, and the ONU92 is the same local network under the router 96. Further, the ONU 92 is provided with a function (ID acquisition unit) for acquiring the ID information of the terminal device 94, and the ID information is directly acquired from the terminal device 94.
  • the optical communication network system according to the present disclosure generates an address for generating a logical path from the ID information acquired from the terminal device 94, and enables the generation and management of the logical path for each terminal device 94.
  • the router 96 is an example of the network device of the present disclosure. In the following embodiment, the case where the network device is the router 96 will be described.
  • FIG. 2 shows an example of the system configuration of the present disclosure.
  • the optical communication network system of the present disclosure includes a user terminal device 94, a router 96, a PON system 90, and a network 95.
  • the PON system 90 includes an ONU 92, an optical transmission line 93 in an optical subscriber line section, and an OLT 91.
  • the terminal device 94 is connected to the router 96 via a wired or wireless medium.
  • the router 96 is communicatively connected to the ONU 94 via a wired or wireless medium.
  • the ONU 94 is communicated and connected to the OLT 91 via the optical transmission line 93 in the optical subscriber line section.
  • the router 96 is a device for connecting the terminal device 94 to the ONU 92, and includes a NAPT (Network Address Port Translation / IP masquerade / Port Address Translation) device and a HomeGateway.
  • NAPT Network Address Port Translation / IP masquerade / Port Address Translation
  • the ONU 92 can acquire the ID information of the terminal device 94 even through the router 96. Also, normally, the ONU 92 does not browse packets that are not the destination of the ONU 92.
  • FIG. 3 shows an example of a functional block diagram of the optical communication network system of the present disclosure.
  • the OLT 91 includes an optical signal processing unit 11, a control unit 12, and a network connection unit 13.
  • the ONU 92 includes a terminal connection unit 25, a signal processing unit 23, a control unit 24, a connection identification unit 22 (# 1, # 2, ..., # N (N is an integer of 2 or more)) and an optical signal. It includes a processing unit 21, an ID acquisition unit 26, a virtual LAN interface 31, and an L2 tunnel connection unit 32. In the figure, the interface may be referred to as IF (interface).
  • IF interface
  • the router 96 includes an ONU connection unit 61, a virtual WAN interface unit 64, a NAPT function unit 65, a virtual LAN interface unit 63, an L2 tunnel connection unit 62, and a DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) server function unit 66. Consists of.
  • the terminal connection unit 25 is communicatively connected to the router 96 via a wired or wireless medium. Further, the terminal connection unit 25 is connected to the signal processing unit 23. The signal processing unit 23 is connected to the terminal connection unit 25. Further, the signal processing units 23 are connected to the optical signal processing unit 21 in pairs via N connection identification units 22 (# 1 to # N). Further, the signal processing unit 12 is communicatively connected to the control unit 24. The control unit 24 is communicatively connected to the signal processing unit 23. Further, the control unit 24 is communicated and connected to N connection identification units 22 (# 1 to # N), respectively. The control unit 24 includes, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit).
  • CPU Central Processing Unit
  • the optical signal processing unit 21 is communication-connected to the signal processing unit 23 in pairs via N connection identification units 22 (# 1 to # N). Further, the optical signal processing unit 21 is communicatively connected to the OLT 91 via the optical transmission line 93 in the optical subscriber line section.
  • the connection identification unit 22 identifies the terminal device 94 or the like based on, for example, the LLID, but the present invention is not limited to this. For example, it is possible to have a configuration in which a connection identification unit that identifies based on information different from LLID and a connection identification unit that identifies based on LLID are combined.
  • the L2 tunnel connection unit 32 constructs an L2 tunnel with the router 96 connected to the terminal connection unit 25 by using an L2 tunneling protocol such as L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol).
  • L2TP Layer 2 Tunneling Protocol
  • the optical signal processing unit 11 is communicatively connected to the ONU 92 via the optical transmission line 93 in the optical subscriber line section. Further, the optical signal processing unit 11 is communicatively connected to the network connection unit 13.
  • the control unit 12 includes, for example, a processor such as a CPU.
  • the network connection unit 13 is communicatively connected to the optical signal processing unit 11.
  • the ONU connection unit 61 is communicatively connected to the ONU 92 via a wired or wireless medium. Further, the ONU connection unit 61 is communicatively connected to the virtual WAN interface unit 64. Further, the communication is connected to the virtual LAN interface unit 63 via the L2 tunnel connection unit 62. -The virtual LAN interface unit 63 is communicatively connected to the terminal device 94.
  • the NAPT function unit 65 is communicatively connected to the virtual WAN interface unit 64 and the virtual LAN interface unit 63, and performs NAPT processing between the two interfaces.
  • the DHCP server function unit 66 is communication-connected to the virtual LAN interface unit 63, and distributes the IP address to the opposite device (interface) that is communication-connected to the L2 tunnel function unit 62. For example, the IP address is assigned to the virtual LAN interface unit 31 of the ONU 92.
  • FIG. 4 shows a basic flow when the router 96 is connected to the ONU 92.
  • Step S101 The router 96 connects to the ONU 92.
  • Step S102 An L2 tunnel is constructed between the L2 tunnel connection portion 62 provided in the router 96 and the L2 tunnel connection portion 32 of the ONU 92 by using an L2 tunneling protocol such as L2TP. At this time, for encryption, it may be combined with a tunneling protocol having an encryption function such as IPsec or PPP.
  • Step S103 By the L2 tunnel, the ONU 92 and the virtual LAN interface units 31 and 63 of the router 96 are connected by the L2 layer.
  • the DHCP server function unit 66 of the router 96 assigns an IP address to the virtual LAN interface unit 31 of the ONU 92, and recognizes the ONU 92 as a device in the local network of the router 96.
  • the DHCP server function unit 66 may use either IPv4 or IPv6. Further, the DHCP server function unit 66 may be possessed by a device installed in a place other than the router 96 (for example, in the local network of the router 96 or in the upper network of the ONU 92). However, in that case, the router 96 and the ONU 92 must have reachability for the virtual LAN interface units 31 and 63, and must be able to assign an IP address.
  • FIG. 5 shows a basic flow when connecting the terminal device 94.
  • FIG. 6 shows a sequence diagram when the terminal device 94 is connected. The operation at the time of connection of this embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. It is assumed that the L2 tunnels of the routers 96 to 92 are constructed before connecting the terminal device 94.
  • Step S111 The terminal device 94 connects to the router 96.
  • Step S121 The ID acquisition unit 26 provided in the ONU 92 acquires the information of the terminal device 94 from the ARP Request or the like via the L2 tunnel, and notifies the control unit 24 of the ID information of the terminal device 94.
  • Step S123 The connection identification unit 22 # 2 makes a connection request for the terminal device 94 to the OLT. At this time, the connection identification unit 22 # 2 makes an authentication request to the OLT 91.
  • Step S125 The control unit 24 proceeds to step S126 when the authentication result of the OLT91 is an OK response, that is, when it is “OK (authentication)”. On the other hand, in the case of NG, the control unit 24 determines the connection identification unit 22 # 1 different from the connection identification unit 22 # 2.
  • the number of ID information acquired by the ID acquisition unit 26 in step S122 can be any number of 1 or more. Further, the number and combination of ID information used by the control unit 24 for generating the virtual MAC address is arbitrary.
  • the ID information may be any identifier that is uniquely determined by the terminal device 94, and examples thereof include the following identifiers, and any of them may be used.
  • -MAC address-SIM Subscriber Identity Model
  • IMEI International Mobile Equipment Identity
  • IMSI International Mobile Subscriber Identity
  • ICCID IC Card Identifier
  • the method of generating the virtual MAC address is arbitrary, but for example, the physical MAC address of the ONU 92 and the ID information of the terminal device 94 are not linked, and a new virtual MAC address is generated only from the ID information of the terminal device 94.
  • the maximum 14 digits of the IMEI (maximum 15 digits, decimal number) of the terminal device 94 excluding the check digit of the last 1 digit are converted into hexadecimal numbers, and if it is less than 12 digits.
  • a virtual MAC address is generated by adding 0 to the high-order digit, and is used for identification and authentication of the terminal device 94.
  • the ID information may have a priority order used for generating the virtual MAC address.
  • the operations of the ID acquisition unit 26 and the control unit 24 can be exemplified as follows. -The ID acquisition unit 26 acquires a plurality of ID information at a time, and the control unit 24 generates a virtual MAC address using the ID information with a specific priority. If authentication is not obtained in the connection request, the control unit 24 sequentially generates virtual MAC addresses using the ID information determined by the priority. -The ID acquisition unit 26 acquires a plurality of ID information at a time, the control unit 24 combines the plurality of ID information to generate a virtual MAC address, and authenticates using the virtual MAC address. In the authentication, each ID information included in the virtual MAC address is matched. In this case, the connection destination higher than the OLT91 may be changed based on the matching state of a plurality of ID information.
  • step S125 if the connection is rejected in the authentication determination, the control unit 24 may return to the acquisition of ID information (S121).
  • ID information S121
  • the following can be exemplified as the processing of ONU92 in this case.
  • -The ID acquisition unit 26 acquires information with a specific priority for various ID information.
  • the flow of steps S121 to S125 is sequentially repeated until the authentication "OK" is obtained.
  • -The ID acquisition unit 26 performs a plurality of acquisition methods for the same ID information with a specific priority.
  • the flow of steps S121 to S125 is sequentially repeated while changing the acquisition method of the ID acquisition unit until the authentication "OK" is obtained.
  • Step S127 The connection identification unit 22 # 2 generates a logical path between ONU92 and OLT91. When the logical path is generated, the connection identification unit 22 # 2 notifies the control unit 24 that the generation of the logical path is completed. At this time, the connection identification unit 22 # 2 may also notify the control unit 24 that the authentication result is OK.
  • Step S128 The control unit 24 instructs the signal processing unit 23 to start transmission between the connection identification unit # 2 and the terminal device 94.
  • Step S112 The use of the network service on the terminal device 94 is started.
  • step S125 may be performed after the logical path is generated or at the same time as the logical path is generated.
  • FIG. 7 shows an example of a logical path for each terminal device 94 (or user).
  • the logical path for each terminal device 94 is, for example, one application for each terminal device 94, as shown in FIG. 7A.
  • the ONU 92 may generate one logical path in the plurality of applications as shown in FIG. 7 (b).
  • the ONU 92 may generate a logical path for each terminal device 94, as shown in FIG. 7 (c).
  • each terminal device group or each type of terminal device 94 may be used. Further, as shown in FIG.
  • the ONU 92 may generate a different logical path for each connection method (WiFi, wired, etc.) from the terminal device 94 to the router 96. Further, it can be applied even when a device for connecting a terminal device 94 such as a router 96 to the ONU 92 is not provided.
  • FIG. 8 shows an example of a logical path for each service.
  • the application is, for example, one application for each terminal device 94, as shown in FIG. 8 (a).
  • the ONU 92 may generate a plurality of logical paths according to the application in one terminal device 94, as shown in FIG. 8 (b).
  • the ONU 92 may generate a common logical path among the plurality of terminal devices 94, as shown in FIG. 8 (c).
  • each application group or each application type may be used.
  • the ONU 92 may generate a different logical path for each communication protocol in one terminal device 94. Further, it can be applied even when a device for connecting a terminal device 94 such as a router 96 to the ONU 92 is not provided.
  • This disclosure can be applied to the information and communication industry.
  • Network connection unit 22 Connection identification unit 23: Signal processing unit 25: Terminal connection unit 26: ID acquisition unit 31, 63: Virtual LAN interface 32, 62: L2 tunnel connection 61: ONU connection 64: Virtual WAN interface 65: NAPT function 66: DHCP server function 90: PON system 91: OLT 92: ONU 93: Optical transmission line 94: Terminal device 95: Network 96: Router

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Abstract

本開示は、ＯＮＵと端末装置の間にネットワーク装置が接続されている場合であっても、ＯＮＵにおいて端末装置のＩＤ情報を取得可能にし、これによってＯＮＵとＯＬＴ間との論理パスを生成可能にすることを目的とする。　本開示は、端末装置及びＰＯＮシステムがネットワーク装置を介して接続されている光通信ネットワークシステムであって、前記ＰＯＮシステムは、光伝送線路を用いて接続されている光加入者線端局装置及び光加入者線終端装置を備え、前記光加入者線終端装置は、前記ネットワーク装置との間でトンネルを構築し、前記ネットワーク装置に接続されている前記端末装置のＩＤ情報を、前記トンネル経由で前記端末装置から取得し、取得したＩＤ情報を用いて、前記光加入者線端局装置との論理パスを前記光伝送線路上に生成する、光通信ネットワークシステムである。

Description

光通信ネットワークシステム、光加入者線終端装置及び光通信方法
　本開示は、光通信ネットワークシステム（ＰＯＮ（ｐａｓｓｉｖｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ）システム）および光通信方法に関する。
　利用者が光伝送線路を介してネットワークに接続しネットワークサービスを利用する際、宅内にある光加入者線終端装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｕｎｉｔ）から光加入者線端局装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｌｉｎｅ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ）を介してネットワークに接続する技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
　非特許文献２では、ＯＬＴは各ＯＮＵの論理パスを識別するためにＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ　Ｌｉｎｋ　ＩＤ）という識別子を用いている。非特許文献３では、ＯＮＵは１つのＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを持っており、ＯＬＴは各ＯＮＵが持つＭＡＣアドレスを元に１つのＬＬＩＤの割り当てを行っている。ＯＮＵはこのＬＬＩＤを元に認証を行い、論理パスを生成している。そこでＬＬＩＤ、ＭＡＣアドレスを単一のＯＮＵに複数割り当てることにより単一のＯＮＵは複数の論理パスを構成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
　しかし、ＬＬＩＤの割り当てには生成する論理パス数分だけ予めＯＮＵにＭＡＣアドレスを設定しておく必要があり、任意に論理パス数を増やすことができなかった。すなわち、従来のＬＬＩＤ振り分け技術ではＯＮＵに予め割り当てられたＭＡＣアドレスを元に論理パス生成を行うため、ＯＮＵに複数のＭＡＣアドレスが割り当てられていない場合に複数の論理パスを生成できない。また、生成できる論理パス数は予めＯＮＵに設定したＭＡＣアドレスの数に制限される。そこで、ＯＮＵが、接続された端末装置から唯一性のあるＩＤ情報を取得し、取得したＩＤ情報を元にＬＬＩＤがＯＬＴ間との論理パスを生成する方式が考えられる。
特開２００７－７４２５６号公報
"技術基礎講座［ＧＥ－ＰＯＮ技術］第４回　ＧＥ－ＰＯＮのシステム化機能"，ＮＴＴ技術ジャーナル，ｐｐ．５９－６１，２００５年１１月 ＩＥＥＥ８０２．３－２０１８　ｃｌａｕｓｅ　６４ ＩＥＥＥ１９０４．１　ＳＩＥＰＯＮ
　一般的な端末装置の情報の取得方法として端末装置からのＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）　Ｒｅｑｕｅｓｔ内の情報を取得し、端末装置のＭＡＣアドレスなどを情報ＩＤとして用いることが考えられるが、その場合、ＯＮＵに直接接続した端末装置のみが対象となり、ＨｏｍｅＧａｔｅｗａｙなどのルータ機器（ＮＡＰＴ機器）を介して複数の利用者の端末装置がＯＮＵに接続する環境には適用できない。このため、ルータなどのネットワーク装置を間に介してもＯＮＵが端末装置のＩＤ情報を取得可能な方式が必要となる。
　以上より、本開示は、ＯＮＵと端末装置の間にネットワーク装置が接続されている場合であっても、ＯＮＵにおいて端末装置のＩＤ情報を取得可能にし、これによってＯＮＵとＯＬＴ間との論理パスを生成可能にすることを目的とする。
　本開示の光通信ネットワークシステムは、ネットワーク装置を介して複数の端末装置が光加入者線終端装置（ＯＮＵ）に接続する構成のＰＯＮシステムであって、ネットワーク装置およびＯＮＵにＬ２トンネル機能を設け、ＯＮＵをルータ配下の同一ローカルネットワークとし、ＯＮＵに端末装置の端末ＩＤを取得する機能（ＩＤ取得部）を設け、直接端末装置からＩＤ情報を取得することで、取得したＩＤ情報から論理パス生成用アドレスを生成し、端末装置毎に論理パスの生成、管理を行う構成とした。
　ここで、本開示のネットワーク装置は、１以上の端末装置をＯＮＵに接続可能な任意の装置であり、Ｈｏｍｅ　Ｇａｔｅｗａｙなどのルータ機器（ＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｐｏｒｔ　Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ／ＩＰ　ｍａｓｑｕｅｒａｄｅ／Ｐｏｒｔ　Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機器）を含む。
　本開示に係る光通信ネットワークシステムは、
　端末装置及びＰＯＮシステムがネットワーク装置を介して接続されている光通信ネットワークシステムであって、
　前記ＰＯＮシステムは、光伝送線路を用いて接続されている光加入者線端局装置及び光加入者線終端装置を備え、
　前記光加入者線終端装置は、
　前記ネットワーク装置との間でトンネルを構築し、
　前記ネットワーク装置に接続されている前記端末装置のＩＤ情報を、前記トンネル経由で前記端末装置から取得し、
　取得したＩＤ情報を用いて、前記光加入者線端局装置との論理パスを前記光伝送線路上に生成する。
　本開示に係る光加入者線終端装置は、
　光伝送線路を用いて光加入者線端局装置と接続され、ネットワーク装置を介して端末装置と接続されている光加入者線終端装置であって、
　前記ネットワーク装置との間でトンネルを構築し、
　前記ネットワーク装置に接続されている前記端末装置のＩＤ情報を、前記トンネル経由で前記端末装置から取得し、
　取得したＩＤ情報を用いて、前記光加入者線端局装置との論理パスを前記光伝送線路上に生成する。
　本開示に係る光通信方法は、
　光伝送線路を用いて光加入者線端局装置と接続され、ネットワーク装置を介して端末装置と接続されている光加入者線終端装置が実行する光通信方法であって、
　前記ネットワーク装置との間でトンネルを構築し、
　前記ネットワーク装置に接続されている端末装置のＩＤ情報を、前記トンネル経由で取得し、
　取得したＩＤ情報を用いて、前記光加入者線端局装置との論理パスを前記光伝送線路上に生成する。
　本開示によれば、ＯＮＵ～ＯＬＴ間の論理パスが生成されていない状況で、ＯＮＵ～端末装置の間にネットワーク装置を介している場合でも、端末装置のＩＤ情報を取得でき、ＯＬＴ～ＯＮＵ間の論理パス生成に利用することができる。その結果、端末装置毎に論理パスの割り当てを行うことが可能となり、同一ＯＮＵ配下でも端末装置毎に異なる帯域割当、優先制御が可能となる。
本開示に係るシステムの概略構成の一例を示す。 本開示のシステムの全体構成の一例を示す。 本開示のシステムの機能ブロック図の一例を示す。 ルータとＯＮＵとの接続時の基本フローを示す。 端末装置とルータとの接続時の基本フローの一例を示す。 端末装置とルータとの接続時のシーケンス図を示す。 仮想ＭＡＣアドレスの生成方法の一例を示す。 端末装置毎の論理パスの一例を示す。 サービス毎での論理パスの一例を示す。
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
（本開示の概要）
　図１を参照しながら、本開示の概要について説明する。本開示は、ＨｏｍｅＧａｔｅｗａｙ等のルータ９６及びＯＮＵ９２に、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルに基づくＬ２トンネル機能を設け、ＯＮＵ９２をルータ９６配下の同一ローカルネットワークとする。さらに、ＯＮＵ９２に端末装置９４のＩＤ情報を取得する機能（ＩＤ取得部）を設け、直接、端末装置９４からＩＤ情報を取得する。これにより、本開示に係る光通信ネットワークシステムは、端末装置９４から取得したＩＤ情報から論理パスを生成するためのアドレスを生成し、端末装置９４毎に論理パスの生成及び管理を可能とする。ルータ９６は本開示のネットワーク装置の一例である。以下の実施形態では、ネットワーク装置がルータ９６である場合について説明する。
［全体構成］
　図２に、本開示のシステム構成の一例を示す。本開示の光通信ネットワークシステムは、利用者の端末装置９４と、ルータ９６と、ＰＯＮシステム９０と、ネットワーク９５を含んで構成される。ＰＯＮシステム９０は、ＯＮＵ９２と、光加入者線区間の光伝送線路９３と、ＯＬＴ９１と、を含んで構成される。
　端末装置９４は、有線又は無線の媒体を介して、ルータ９６に接続される。ルータ９６は、有線又は無線の媒体を介してＯＮＵ９４に通信接続される。ＯＮＵ９４は、光加入者線区間の光伝送線路９３を介してＯＬＴ９１に通信接続される。ルータ９６は、端末装置９４をＯＮＵ９２に接続する装置であり、ＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｐｏｒｔ　Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ／ＩＰ　ｍａｓｑｕｅｒａｄｅ／Ｐｏｒｔ　Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）機器、ＨｏｍｅＧａｔｅｗａｙを含む。
　一般的には、端末装置９４からのＡＲＰ　Ｒｅｑｕｅｓｔ内の情報を取得し、端末装置９４のＭＡＣアドレスなどをＩＤ情報として用いることが考えられる。しかし、その場合、直接接続した端末装置９４のみが対象となり、ルータ９６を介して複数の端末装置９４が接続する環境には適用できない。このため、ルータ９６を間に介してもＯＮＵ９２が端末装置９４のＩＤ情報を取得可能な方式が必要となる。また、通常、ＯＮＵ９２は、自身が宛先ではないパケットを閲覧することはない。
（機能ブロック図）
　図３に、本開示の光通信ネットワークシステムの機能ブロック図の一例を示す。
　ＯＬＴ９１は、光信号処理部１１と、制御部１２と、ネットワーク接続部１３とを含んで構成される。
　ＯＮＵ９２は、端末接続部２５と、信号処理部２３と、制御部２４と、接続識別部２２（＃１、＃２、・・・、＃Ｎ（Ｎは２以上の整数））と、光信号処理部２１と、ＩＤ取得部２６と、仮想ＬＡＮインターフェース３１と、Ｌ２トンネル接続部３２と、を含んで構成される。図中においては、インターフェースをＩＦ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と表記することがある。
　ルータ９６は、ＯＮＵ接続部６１と、仮想ＷＡＮインターフェース部６４と、ＮＡＰＴ機能部６５と、仮想ＬＡＮインターフェース部６３と、Ｌ２トンネル接続部６２と、ＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｈｏｓｔ　Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏ）サーバ機能部６６を含んで構成される。
［ＯＮＵの構成］
・端末接続部２５は、有線又は無線の媒体を介してルータ９６に通信接続される。また、端末接続部２５は、信号処理部２３に接続される。
・信号処理部２３は、端末接続部２５に接続される。また、信号処理部２３は、Ｎ個の接続識別部２２（＃１～＃Ｎ）を介して一対で光信号処理部２１に通信接続される。また、信号処理部１２は、制御部２４に通信接続される。
・制御部２４は、信号処理部２３に通信接続される。また、制御部２４は、Ｎ個の接続識別部２２（＃１～＃Ｎ）にそれぞれ通信接続される。
・制御部２４は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ；中央演算処理装置）等のプロセッサを含んで構成される。
　光信号処理部２１は、Ｎ個の接続識別部２２（＃１～＃Ｎ）を介して一対で信号処理部２３に通信接続される。また、光信号処理部２１は、光加入者線区間の光伝送線路９３を介してＯＬＴ９１に通信接続される。なお、接続識別部２２は、例えば、ＬＬＩＤに基づいて端末装置９４等の識別を行うが、これに限られるものではない。例えば、ＬＬＩＤとは異なる情報に基づいて識別する接続識別部とＬＬＩＤに基づいて識別する接続識別部とが組み合わされた構成にすることも可能である。
・Ｌ２トンネル接続部３２は、Ｌ２ＴＰ（Ｌａｙｅｒ　２　Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のＬ２トンネリングプロトコルを用いて、端末接続部２５に接続したルータ９６とのＬ２トンネルを構築する。
・ＩＤ取得部２６は、仮想ＬＡＮインターフェース部３１、および、制御部２４に通信接続され、仮想ＬＡＮインターフェース部３１から取得したＩＤ情報を制御部２４に通知する。
［ＯＬＴ９１の構成］
・光信号処理部１１は、光加入者線区間の光伝送線路９３を介してＯＮＵ９２に通信接続される。また、光信号処理部１１は、ネットワーク接続部１３に通信接続される。
・制御部１２は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサを含んで構成される。
・ネットワーク接続部１３は、光信号処理部１１に通信接続される。
［ルータ９６の構成］
・ＯＮＵ接続部６１は、有線又は無線の媒体を介してＯＮＵ９２に通信接続される。また、ＯＮＵ接続部６１は、仮想ＷＡＮインターフェース部６４に通信接続される。さらに、Ｌ２トンネル接続部６２を介して仮想ＬＡＮインターフェース部６３に通信接続される。
・仮想ＬＡＮインターフェース部６３は、端末装置９４に通信接続される。ＮＡＰＴ機能部６５は、仮想ＷＡＮインターフェース部６４と仮想ＬＡＮインターフェース部６３に通信接続され、両インターフェース間でのＮＡＰＴ処理を行う。
・ＤＨＣＰサーバ機能部６６は、仮想ＬＡＮインターフェース部６３に通信接続され、Ｌ２トンネル機能部６２の通信接続している対向装置（インターフェース）に対し、ＩＰアドレスを配布する。例えば、ＯＮＵ９２の仮想ＬＡＮインターフェース部３１に対し、ＩＰアドレスを払い出す。
（ルータ９６を接続時の基本フロー）
　図４に、ＯＮＵ９２にルータ９６が接続した時の基本フローを示す。
・ステップＳ１０１：ルータ９６がＯＮＵ９２に接続する。
・ステップＳ１０２：ルータ９６に備わるＬ２トンネル接続部６２とＯＮＵ９２のＬ２トンネル接続部３２の間で、Ｌ２ＴＰ等のＬ２トンネリングプロトコルを用いて、Ｌ２トンネルを構築する。なお、この際、暗号化のためにＩｐｓｅｃやＰＰＰ等の暗号化機能のあるトンネリングプロトコルと組み合わせてもよい。
・ステップＳ１０３：Ｌ２トンネルにより、ＯＮＵ９２とルータ９６それぞれの仮想ＬＡＮインターフェース部３１及び６３間がＬ２レイヤで接続される。
・ルータ９６のＤＨＣＰサーバ機能部６６は、ＯＮＵ９２の仮想ＬＡＮインターフェース部３１にＩＰアドレスを払い出し、ＯＮＵ９２をルータ９６のローカルネットワーク内の装置として認識する。
　このとき、ＤＨＣＰサーバ機能部６６はＩＰｖ４／ＩＰｖ６いずれを用いてもよい。また、ＤＨＣＰサーバ機能部６６は、ルータ９６以外の場所（例えばルータ９６のローカルネットワーク内やＯＮＵ９２の上位網内）に設置された装置が持っていてもよい。ただし、その場合は、ルータ９６、および、ＯＮＵ９２の仮想ＬＡＮインターフェース部３１及び６３に対するリーチャビリティがあり、ＩＰアドレスの割り当てができなければならない。
（端末装置９４を通信接続時の基本フロー）
　図５に、端末装置９４を接続する時の基本フローを示す。図６に、端末装置９４を接続する時のシーケンス図を示す。図５及び図６を参照しながら、本実施形態の接続時の動作について説明する。なお、ルータ９６～ＯＮＵ９２のＬ２トンネルは、端末装置９４を接続する前に構築されているものとする。
・ステップＳ１１１：端末装置９４がルータ９６に接続する。
・ステップＳ１２１：ＯＮＵ９２に備わるＩＤ取得部２６が、Ｌ２トンネルを介して、ＡＲＰ　Ｒｅｑｕｅｓｔ等から端末装置９４の情報を取得し、端末装置９４のＩＤ情報を制御部２４に通知する。
・ステップＳ１２２：制御部が２４、ＯＬＴ９１と接続する接続識別部２２＃２を決定する。そして、制御部２４は、ＩＤ取得部２６からＩＤ情報を取得し、端末装置９４のＩＤ情報を用いて、接続識別部２２＃２の仮想ＭＡＣアドレスを生成する。
・制御部２４は、決定した接続識別部２２＃２に対し、仮想ＭＡＣアドレスを用いた接続の指示を行う。また制御部２４は、接続識別部２２＃２のＬＬＩＤ及びＩＤ情報を信号処理部２３に通知する。
・ステップＳ１２３：接続識別部２２＃２が、端末装置９４の接続要求をＯＬＴに行う。このとき、接続識別部２２＃２は、ＯＬＴ９１へ認証要求を行う。
・ステップＳ１２４：ＯＬＴ９１の制御部１２は、接続識別部２２＃２から受信したＬＬＩＤ及び仮想ＭＡＣアドレスを用いて端末装置９４の認証を行い、接続可否を確認する。接続識別部２２＃２は、ＯＬＴ９１から認証結果を取得すると、認証結果を制御部２４に通知する。
・ステップＳ１２５：制御部２４は、ＯＬＴ９１の認証結果がＯＫの返答である場合、すなわち「可（認証）」の場合、ステップＳ１２６へ移行する。一方、ＮＧの場合、制御部２４は、接続識別部２２＃２とは異なる接続識別部２２＃１を決定する。
　ここで、ステップＳ１２２においてＩＤ取得部２６が取得するＩＤ情報の数は、１以上の任意の数でありうる。また、制御部２４が仮想ＭＡＣアドレスの生成に用いるＩＤ情報の数及び組み合わせは任意である。
　ＩＤ情報は、端末装置９４が一意に決まる識別子であればよく、例として以下のような識別子が挙げられ、いずれを用いてもよい。
　・ＭＡＣアドレス
　・ＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｉｄｅｎｔｉｔｙ　Ｍｏｄｕｌｅ）
　・ＩＭＥＩ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）
　・電話番号
　・ＩＭＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）
　・ＩＣＣＩＤ（ＩＣ　Ｃａｒｄ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）
　・ホスト名
　・製造番号
　仮想ＭＡＣアドレスの生成方法は任意であるが、例えばＯＮＵ９２の物理ＭＡＣアドレスと端末装置９４のＩＤ情報を紐付けず、端末装置９４のＩＤ情報のみから新しく仮想ＭＡＣアドレスを生成する。例えば、図７に示すように、端末装置９４のＩＭＥＩ（最大１５桁，１０進数）のうち末尾１桁のチェックディジットを除いた最大１４桁を１６進数に変換し、１２桁に満たない場合は上位桁に０を追加して仮想ＭＡＣアドレスを生成し、端末装置９４の識別や認証に用いる。
　また、ＩＤ情報には、仮想ＭＡＣアドレスの生成に用いる優先順位が定められていてもよい。例えば、ＩＤ取得部２６及び制御部２４の動作は以下が例示できる。
・ＩＤ取得部２６が一度に複数のＩＤ情報を取得し、制御部２４が特定の優先度でＩＤ情報を用いて仮想ＭＡＣアドレスを生成する。接続要求で認証が得られなかった場合、制御部２４は、優先度で定められたＩＤ情報を用いて順次仮想ＭＡＣアドレスを生成する。
・ＩＤ取得部２６が一度に複数のＩＤ情報を取得し、制御部２４が複数のＩＤ情報を組み合わせて仮想ＭＡＣアドレスを生成し、当該仮想ＭＡＣアドレスを用いて認証を行う。認証では、仮想ＭＡＣアドレスに含まれる各ＩＤ情報のマッチングを行う。この場合、複数のＩＤ情報のマッチング状態に基づいて、ＯＬＴ９１上位の接続先を変えてもよい。
　なお、ステップＳ１２５において、認証判断において接続拒否の場合に、制御部２４は、ＩＤ情報の取得（Ｓ１２１）に戻ってもよい。この場合のＯＮＵ９２の処理としては以下が例示できる。
・ＩＤ取得部２６は、各種ＩＤ情報に対し、特定の優先度で情報を取得する。認証「可」が得られるまで、ステップＳ１２１～Ｓ１２５のフローを順次繰り返す。
・ＩＤ取得部２６は、同じＩＤ情報に対し、複数の取得方法を特定の優先度で行う。認証「可」が得られるまで、ＩＤ取得部の取得方法を変えながら、ステップＳ１２１～Ｓ１２５のフローを順次繰り返す。
・ステップＳ１２７：接続識別部２２＃２が、ＯＮＵ９２－ＯＬＴ９１間で論理パスを生成する。論理パスが生成されると、接続識別部２２＃２は、論理パスの生成を完了した旨を制御部２４に通知する。このとき、接続識別部２２＃２は、認証結果がＯＫである旨も制御部２４に通知してもよい。
・ステップＳ１２８：制御部２４が、接続識別部＃２と端末装置９４との透過開始を、信号処理部２３に指示する。ステップＳ１１２：端末装置９４でのネットワークサービスの利用を開始する。
　以上の処理をＯＬＴ９１及びＯＮＵ９２が実行することで、端末装置９４の接続処理が完了する。なお、ステップＳ１２５での認証処理は、論理パス生成後、または、論理パス生成と同時に行ってもよい。
　図７に、端末装置９４（またはユーザ）毎の論理パスの一例を示す。端末装置９４ごとの論理パスは、例えば、図７（ａ）に示すように、各端末装置９４に１つのアプリケーションである。１つの端末装置９４が複数のアプリケーションを実行する場合、図７（ｂ）に示すように、ＯＮＵ９２は、複数のアプリケーションで１つの論理パスを生成してもよい。また、複数の端末装置９４が共通のアプリケーションを実行する場合、図７（ｃ）に示すように、ＯＮＵ９２は、端末装置９４ごとに論理パスを生成してもよい。なお、端末装置９４ごとに代えて、端末装置群ごと、端末装置９４の種別ごとであってもよい。また、図７（ｄ）に示すように、ＯＮＵ９２は、端末装置９４からルータ９６までの接続方式毎（ＷｉＦｉ，有線など）に異なる論理パスを生成してもよい。また、ルータ９６などの端末装置９４をＯＮＵ９２に接続する装置が備わらない場合においても適用可能である。
　図８に、サービス毎での論理パスの一例を示す。アプリケーションは、例えば、図８（ａ）に示すように、各端末装置９４に１つのアプリケーションである。１つの端末装置９４が複数のアプリケーションを実行する場合、図８（ｂ）に示すように、ＯＮＵ９２は、１つの端末装置９４にアプリケーションに応じた複数の論理パスを生成してもよい。また、複数の端末装置９４が共通のアプリケーションを実行する場合、図８（ｃ）に示すように、ＯＮＵ９２は、複数の端末装置９４で共通の論理パスを生成してもよい。なお、アプリケーションごとに代えて、アプリケーション群ごと、アプリケーション種別ごとであってもよい。また、図８（ｄ）に示すように、ＯＮＵ９２は、１つの端末装置９４に、通信プロトコル毎に異なる論理パスを生成してもよい。また、ルータ９６などの端末装置９４をＯＮＵ９２に接続する装置が備わらない場合においても適用可能である。
　本開示は情報通信産業に適用することができる。
１１、２１：光信号処理部
１２、２４：制御部
１３：ネットワーク接続部
２２：接続識別部
２３：信号処理部
２５：端末接続部
２６：ＩＤ取得部
３１、６３：仮想ＬＡＮインターフェース
３２、６２：Ｌ２トンネル接続部
６１：ＯＮＵ接続部
６４：仮想ＷＡＮインターフェース
６５：ＮＡＰＴ機能部
６６：ＤＨＣＰサーバ機能部
９０：ＰＯＮシステム
９１：ＯＬＴ
９２：ＯＮＵ
９３：光伝送線路
９４：端末装置
９５：ネットワーク
９６：ルータ

Claims (4)

  1. 　端末装置及びＰＯＮシステムがネットワーク装置を介して接続されている光通信ネットワークシステムであって、
    　前記ＰＯＮシステムは、光伝送線路を用いて接続されている光加入者線端局装置及び光加入者線終端装置を備え、
    　前記光加入者線終端装置は、
    　前記ネットワーク装置との間でトンネルを構築し、
    　前記ネットワーク装置に接続されている前記端末装置のＩＤ情報を、前記トンネル経由で前記端末装置から取得し、
    　取得したＩＤ情報を用いて、前記光加入者線端局装置との論理パスを前記光伝送線路上に生成する、
    　光通信ネットワークシステム。
  2. 　前記光加入者線終端装置は、ＯＳＩ参照モデルのＬ２トンネルを用いて、前記ネットワーク装置との間で前記トンネルを構築する、
    　請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
  3. 　光伝送線路を用いて光加入者線端局装置と接続され、ネットワーク装置を介して端末装置と接続されている光加入者線終端装置であって、
    　前記ネットワーク装置との間でトンネルを構築し、
    　前記ネットワーク装置に接続されている前記端末装置のＩＤ情報を、前記トンネル経由で前記端末装置から取得し、
    　取得したＩＤ情報を用いて、前記光加入者線端局装置との論理パスを前記光伝送線路上に生成する、
    　光加入者線終端装置。
  4. 　光伝送線路を用いて光加入者線端局装置と接続され、ネットワーク装置を介して端末装置と接続されている光加入者線終端装置が実行する光通信方法であって、
    　前記ネットワーク装置との間でトンネルを構築し、
    　前記ネットワーク装置に接続されている端末装置のＩＤ情報を、前記トンネル経由で取得し、
    　取得したＩＤ情報を用いて、前記光加入者線端局装置との論理パスを前記光伝送線路上に生成する、
    　光通信方法。
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