专利名称：Pon系统和加入者连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无源光网(PONPassive Optical Network)系统，具体讲涉及PON系统的加入者连接装置中的组播控制帧的传输控制和对用户终端的组播数据的分发控制。
背景技术：
因特网的使用在普及，经由网络提供各种信息服务，通信网络占据着社会结构(Infrastructure)的重要地位。随着一般家庭和企业的各个事业部访问因特网的增加，要求连接这些通信站点和承运网络的通信局的访问线路进一步快速化和大容量化。
作为连接因特网等广域网的访问网中的一个，有多个加入者终端可以共用光纤的无源光网(PON)系统。PON系统分别设在用户住宅里，由收容一台或多台用户终端的多个加入者连接装置(ONUOptical NetworkUnit)、和通过光纤网连接这些ONU的局端装置(OLTOptical LineTerminal)构成。连接OLT的光纤通过光分离器(光耦合器)与连接各个ONU的支线光纤接合，通过使多个ONU(用户终端)共用光分离器和OLT之间的光传输路径，可以大幅削减光纤的铺设成本。
PON系统例如已经知道有以下系统，在光纤区间(PON区间)以固定长度的ATM单元传输信息的B-PON(Broadband PON)，可以进行千兆位级的快速数据传送的G-PON(Gigabit-capable PON)，正在LAN和城域网中普及的、适合于基于以太网(注册商标)帧的信息传输的GE-PON(Gigabit-Ethernet PON)。
G-PON和GE-PON可以进行PON区间的可变长度帧的传送，分别在进行ITU-T和IEEE的标准化和技术研究。作为有关G-PON的ITU-T提案，例如有非专利文献1～3，作为用于在PON区间中传送不限定于以太网的普通可变长度帧的传输帧规格，已经确定了GEM(G-PONEncapsulation Mode)帧规格。
在PON系统中，从OLT朝向ONU的下行帧通过分离器被分支为多个支线光纤，广播给所有ONU。各个ONU按照所接收的PON传输帧的标题(例如GEM标题)表示的发送目标识别信息，判定是否是本局应该接收处理的帧。另一方面，从ONU侧朝向OLT的上行帧通过光分离器在OLT侧的光纤中被多路复用。在上行方向的通信中，为了防止帧在上述光纤上重合，采用在分配了OLT的发送时间段向各个ONU发送帧的TDMA方式。
根据上述结构可知，PON系统由于将来自OLT侧的发送帧广播给所有ONU，可以说是适合于通过组播向多个用户终端分发同一服务信息的访问网。因此，例如在加入最近受到注目的播放/电话/数据通信的三向服务、特别是播放行业的网络结构时，PON系统作为用于分发播放节目信息的访问网发挥着重要作用。
非专利文献1 ITU-TG.984.1“Gigabit-capable Passive OpticalNetworks(GPON)General characteristics”非专利文献2 ITU-TG.984.2“Gigabit-capable Passive OpticalNetworks(GPON)Physical Media Dependent(PMD)layerspecification”非专利文献3 ITU-TG.984.3“Gigabit-capable Passive OpticalNetworks(GPON)Transmission convergence layer specification”然而，在PON系统中，一部分的光纤区间被多个ONU共用，所以在PON区间帧被传送给特定ONU(或用户终端)的期间，不能传送发给其他ONU的帧。并且，如果从OLT重复发送相同内容的数据帧，与利用作为一般的通信节点的路由器和交换器构成的网络相比，传输路径的频带压缩率升高。
例如，在PON系统中要求有效利用了光传输路径的频带的帧传送，例如像播放节目那样可以由多个用户共用的信息，与把相同内容的帧单独发送给每个ONU相比，更期望能够组播给多个ONU，通过一次的帧发送即完成任务。在B-PON和GE-PON中，在从OLT侧向多个ONU组播分发一个帧时，在PON区间预先定义的多个ONU共同的发送目标识别符(在G-PON中为组播端口ID，在GE-PON中为逻辑链接ID)，在PON传输帧的标题中设定。
以往，在IP组播中，按照每个组播组地址，利用IGMP(Internet GroupManagement Protocol)和MLD(Multicast Listener Discovery)管理组播服务信息的分发目标。例如，用户按照预先分发的播放节目表选择想要观赏的频带，在请求组播服务器分发选择频带的信息时，从用户终端发行包括根据选择频带确定的特定组播组IP地址的组播请求消息(组播组参加请求)。
在PON系统中，上述组播组参加请求消息通过ONU、PON区间光纤网、OLT，被传送给位于广域网内的组播服务器。与ONU连接的各个用户终端可以对各个用户希望的组播组，在任意的定时自由发行参加请求消息。此处，ONU不断地向PON区间发送从控制之下的各个用户终端接收的请求消息，在PON区间中相对数据分发中的组播组已经重复的参加请求被重复发送给OLT，结果，PON区间的上行方向的通信频带被白白地浪费。
在除参加请求以外的其他组播控制消息的传送中也存在相同的问题，例如，来自组播组的脱离请求消息、组播参加中的各个用户终端对来自组播服务器的确认消息发行的答复消息。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种抑制从ONU向PON区间的无用的组播控制消息的发送，可以有效利用PON区间的通信频带的PON系统和加入者连接装置。
为了达到上述目的，本发明的特征之一是，PON系统的各个加入者连接装置(ONU)对于从控制之下的多个用户终端发送的组播控制消息具有筛选功能。
更加具体地讲，本发明的加入者连接装置具有组播组管理表，表示组播组识别符与正在参加组播组的用户终端的地址的对应关系；
上行帧传送控制部，在从任一个用户终端接收了表示请求参加组播组的控制消息时，向所述组播组管理表登记该控制消息表示的组播组识别符与用户终端地址的对应关系，按照该组播组管理表，判定是否需要向所述局端装置传送所述控制消息；下行帧传送控制部，按照所述组播组管理表，控制从所述无源光网络接收的组播数据向用户终端的分发，所述上行帧传送控制部接收了用于请求参加组播组的新控制消息时，在所述组播组管理表中已经对应由该控制消息指定的组播组识别符登记了其他用户终端地址时，将该控制消息不传送给所述局端装置而予以废弃。
所述上行帧传送控制部从任一个用户终端接收了表示请求脱离组播组的的控制消息时，从所述组播组管理表删除该控制消息表示的组播组识别符与用户终端地址的对应关系，在所述组播组管理表中已经对应所述控制消息表示的组播组识别符登记了其他用户终端地址时，将该控制消息不传送给所述局端装置而予以废弃。
在本发明的一个实施例中，所述组播组管理表对应组播组识别符，存储表示是否答复来自组播数据的发送源装置的确认消息的第1标志信息，所述上行帧传送控制部从任一个用户终端接收了表示对所述确认消息的答复的控制消息时，根据与所述控制消息指定的组播组识别符对应的第1标志信息的状态，判断是否需要向所述局端装置传送该控制消息。
所述第1标志信息由下行帧传送控制部进行重新设定，由上行帧传送控制部进行设定。具体讲，所述下行帧传送控制部从无源光网接收了确认消息时，重新设定与该确认消息指定的组播组识别符对应的第1标志信息，然后按照所述组播组管理表向用户终端传送所述确认消息。另一方面，所述上行帧传送控制部从任一个用户终端接收了表示相对所述确认消息的答复的控制消息时，如果所述第1标志信息是重新设定状态，则将该控制消息传送给所述局端装置，并且把所述第1标志信息设为设定状态，如果所述第1标志信息已经是设定状态，则将该控制消息废弃不传送给所述局端装置。
在本发明的其他实施例中，各个加入者连接装置把表示对来自组播数据的发送源装置的确认消息有无答复义务的第2标志信息存储在存储器中，在所述第2标志信息表示对确认消息没有答复义务的期间，所述上行帧传送控制部将表示对从用户终端接收的所述确认消息的答复的控制消息全部废弃。所述第2标志信息例如根据由局端装置发行的标志控制消息，被切换为表示对确认消息具有答复义务的状态。
在本发明的另外其他实施例中，各个加入者连接装置(ONU)具有组播监视表，与组播组识别符对应地表示无源光网中的组播数据的服务状态；组播监视器，监视从无源光网接收的组播数据，更新所述组播监视表表示的服务状态，更新最基础的表示流接收状态的目录，在从任一个用户终端接收了表示对组播组的参加请求的控制消息时，根据所述组播监视表，判定利用所述控制消息指定的组播组的组播数据是否已经在服务中，在所指定的组播数据已经在服务中时，不向所述局端装置传送所述控制消息，而向该控制消息的发送源用户终端开始组播数据的分发。
该情况时，所述上行帧传送控制部在所述组播组管理表中已经对应所述控制消息指定的组播组识别符登记了其他用户终端地址时，将该控制消息废弃不传送给所述局端装置，在所述组播组管理表中没有对应所述控制消息指定的组播组识别符登记其他用户终端地址时，根据所述组播组监视表，判定是否需要向局端装置传送所述控制消息。
为了达到所述目的，本发明的其他特征是PON系统，由分别收容多个用户终端的多个加入者连接装置(ONU)、和与广域网连接的局端装置(OLT)构成，所述局端装置具有管理表，与组播组识别符对应地表示是否需要中继组播控制消息的判定信息，在从任一个加入者连接装置接收了表示对组播组的参加请求的控制消息时，按照所述管理表控制该控制消息向广域网的传送。作为所述管理表的是否需要中继的判定信息，例如与各个加入者连接装置具有的组播组管理表相同，存储有对组播组的参加请求用的控制消息表示的用户终端地址。
根据本发明，通过减少在PON区间从各个加入者连接装置(ONU)传送的组播控制帧的数量，可以实现有效利用PON区间的通信频带的通信。
图1是适用本发明的PON系统的结构图。
图2是表示OLT10从广域网络接收的以太网帧F1、和在PON区间传送的下行GEM帧70的格式的图。
图3是说明PON区间的GTC下游流帧和GEM帧的关系的图。
图4是表示IGMP消息帧的格式的图。
图5是表示本发明的ONU20-i的一个实施例的方框结构图。
图6是表示ONU20-i参照的内部路由表240的一例图。
图7是表示ONU20-i参照的ARP表250的一例图。
图8是表示ONU20-i参照的组播管理表260的一例图。
图9是表示ONU20-i参照的组播监视表230的一例图。
图10是表示本发明的IGMP消息和组播数据的传送控制的第1实施例的时序图。
图11是表示第1实施例的ONU的上行帧处理部222的动作的流程图。
图12是表示第1实施例的ONU的下行帧处理部213的动作的流程图。
图13是第1实施例的ONU控制部200执行的组播表项目的删除处理程序的流程图。
图14是表示本发明的IGMP消息和组播数据的传送控制的第2实施例的时序图。
图15是表示第2实施例的ONU的下行帧处理部213的动作的流程图。
图16是表示第2实施例的ONU的上行帧处理部222的动作的流程图。
图17是表示本发明的IGMP消息和组播数据的传送控制的第3实施例的时序图。
图18是表示本发明的IGMP消息和组播数据的传送控制的第4实施例的时序图。
图19是表示实现第3、第4实施例的传送控制的OLT10的一个实施例的方框结构图。
图20是表示OLT10参照的发送标志位标志(flag-bit-flag)管理表的图。
符号说明TE用户终端；10OLT；11光纤；12支线光纤；13分离器；20ONU；30宅内交换器(路由器)；40路由器；50服务器；61IP标题；62IP有效载荷；63L2标题；64内部标题；71GEM标题；72GEM有效载荷；81PCBd；82GTC有效载荷；100OLT控制部；101光发送接收部；102A发送线路接口102B接收线路接口；110O/E转换部；111上行帧末端部；112上行帧处理部；113上行帧生成部；120接收缓冲器；121下行帧处理部；122下行帧发行部；123TC/GEM帧生成部；124下行发送控制部；125E/O转换部；130上行频带管理表；140网络结构控制信息存储器；150GEM标题表；160组播组管理表；170发送标志位管理表；200ONU控制部；201光发送接收部；202线路接口；210O/E转换部；211TC帧末端部；212信息帧缓冲器；213下行帧处理部；219下行发送控制部；220上行接收控制部；221上行帧缓冲器；222上行帧处理部；223上行发送控制部；224E/O转换部；230组播监视表；240内部路由表；250ARP表；260组播组管理表。
具体实施例方式
图1是适用本发明的PON系统的结构图。
PON系统由局端装置(OLT)10、多个加入者连接装置(ONU)20(20-1～20-k)、和连接这些要素的PON区间的光纤网构成。PON区间的光纤网由连接OLT10的光纤11、和连接各个ONU20-i的支线光纤12-i(i＝1～k)构成，支线光纤12-i通过光分离器(光耦合器)13从光纤11分支。OLT10通常设在承运商和ISP(Internet Service Provider)所拥有的用户线路收容局，ONU20-i(i＝1～k)设在办公楼和公寓等楼房和用户住宅中。在以下实施例中，说明把G-PON(Gigabit-capable PON)用作PON区间的通信协议时的情况，但本发明在把其他通信协议例如GE-PON(Gigabit-Ethernet PON)用作PON区间时也有效。
ONU20-i分别通过多个用户连接线路Lij(j＝1～m)收容多个用户终端TE。用户终端例如按TE-111、TE-112(TE-k11、TE-k12)所示，有通过宅内路由器或宅内交换器(switch)30-1(30-k)连接ONU20-1(ONU20-k)的情况，和例如按TE-21、TE-2m(TE-km)所示直接连接ONU20-1(ONU20-k)的情况。
NW表示由多个路由器40(40-1～40-n)构成的广域网(包括ISP网)。与PON系统连接的各个用户终端TE通过ONU20-i、OLT10、路由器40-1，与连接广域网NW的服务器50(50-1、50-2)通信。
在图1中为了简化起见，服务器50-1、50-2直接连接路由器40-1，但在实际的网络中，在这些服务器50-1、50-2和路由器40-1之间还可以存在其他路由器。并且，在网络NW中除服务器50-1、50-2之外，还存在各个用户终端可以访问的多个服务器，但在图1中省略了。在以下说明中，假定服务器50-1提供播放节目的组播服务，服务器50-2提供组播以外的信息服务。
OLT10经过路由器40-1从通信线路L1例如接收服务器50-2发送给用户终端TE-111的帧，把该接收帧转换为基于在PON区间固有的传输层协议的帧格式(G-PON时为GEM帧)，发送给光纤11。在PON区间中，OLT10发送给光纤11的下行帧，通过分离器13被分离为支线光纤12-1～12-k，被广播给所有ONU20-1～20-k。
各个ONU20-i被分配了PON内固有的端口ID。各个ONU参照接收帧的标题部(在G-PON中为GEM标题)表示的发送目标识别信息(端口ID)，接收处理发送目标识别信息与自身端口ID一致的帧、或发送目标识别信息表示组播端口ID的帧，除此以外的接收帧被废弃。包括发给用户终端TE-111的帧的GEM帧，被赋予了包括ONU20-1固有的端口ID的GEM标题。因此，只有ONU20-1接收处理该GEM帧。ONU20-1从GEM帧中取出GEM标题，按照接收帧的标题表示的发送目标信息，把接收帧传送给与用户终端TE-111的连接线路L11。
另一方面，从ONU20-1～20-k朝向网络NW的上行帧，为了避免在光纤11上的冲突，OLT10使用预先分配给各个ONU的单独的发送时间段发送，以在光纤11上被时分复用的状态到达OLT10。OLT10根据需要进行格式转换后，把从光纤11接收的上行帧传送给路由器40-1。
图2表示在用户终端和ONU之间、OLT10和路由器40-1之间的通信协议为以太网时，OLT10从路由器40-1接收的下行通信帧F1的格式。
来自路由器40-1的接收帧F1包括IP包60和L2标题63。IP包60包括IP标题61和IP有效载荷62。IP标题61中包含发送源IP地址(SA)611、发送目标IP地址(DA)612、其他标题信息。此处，IP标题的发送源IP地址(SA)611表示IP包的发送源、例如服务器50-2的IP地址，发送目标IP地址(DA)612表示成为IP包的发送目标的用户终端的IP地址。
在本实施例中，L2标题63是以太网标题，包括发送目标MAC地址(DMAC)631、发送源MAC地址(SMAC)632、通信协议类型634、其他标题项目635。在本实施例中，L2标题之后的表示包的类别的通信协议类型634被设定为表示是IP包的值。并且，DMAC631表示成为以太网的发送目标的用户终端的MAC地址，SMAC表示成为以太网帧的发送源的路由器40-1的MAC地址。为了提高通信的安全性，用户终端利用形成于和路由器40-1之间的VLAN(Virtual LAN)收发帧时，L2标题63中也包含VLAN识别符(VID)633。
在图2中，70表示PON区间的下行GME帧的格式。
GME帧70包括5字节的GEM标题71和可变长度的GEM有效载荷72。PON区间的下行帧被按照GEM标题71中包含的端口ID进行接收控制。OLT10在GEM有效载荷72中设定来自路由器40-1的接收帧F1，在GEM标题71设定用于指定应该接收接收帧F1的ONU的端口ID。并且，在来自路由器40-1的接收帧F1是服务器50-1发送的组播帧时，OLT10在GEM有效载荷72设定来自路由器40-1的接收帧F1，在GEM标题71设定预先确定的组播用端口ID。
图3表示从OLT10发送给光纤11的GTC(G-PON TransmissionConvergence)下游流帧80的格式。
下游流帧80包括成为标题的PCBd(Physical Control Blockdownstream)81和GTC有效载荷82，如果是2.48832Gbit/s，则总长度为38880字节。在图2中说明的GEM帧，如图3中的GEM(1)、GEM(2)所示，与GTC有效载荷82匹配。如果把从OLT10通知给ONU20-1～20-k的频带控制单位(TCONT)的个数设为N，则PCBd区域的长度为“30+8×N”字节，GTC有效载荷82的长度为“38880-PCBd长度”。
图4表示IP有效载荷62中包含用户终端发行的IGMP的组播组参加请求消息的因特网帧的格式。
IGMP消息包括通信协议版本字段621、消息类型字段622、预备(预留)字段623、校验和字段624、和组播组IP地址字段625。
在L2标题63的发送目标MAC地址DAMC631设定路由器40-1的地址，在发送源MAC地址SMAC631设定请求方的用户终端的MAC地址。并且，在IP标题61的发送源IP地址611设定请求方的用户终端的IP地址，在发送目标IP地址612设定因消息类型622而不同的地址值。
上述帧格式也适用于IGMP的其他控制消息。例如，在IP有效载荷62包含用户终端发行的组播组参加请求消息(Request)、或后述的针对确认消息(Query)的答复消息(Report)时，作为发送目标IP地址612，设定组播组IP地址的值。在IP有效载荷62包含服务器发行的确认消息(Query)时、或包含用户终端发行的组播组脱离消息(Done或Leave)时，分别设定预先确定的IP地址的值。
图5是表示本发明的ONU20-i的一个实施例的结构图。
ONU20-i由以下部分构成ONU控制部200；连接支线光纤12-i的光发送接收部201；分别连接用户终端连接线路Li1-Lim的多个线路接口202-1～202-m；与这些线路接口连接的下行发送控制部219和上行接收控制部220；设在光发送接收部201和下行发送控制部219之间的下行信号处理电路；设在光发送接收部201和上行接收控制部220之间的上行信号处理电路。
下行信号处理电路由以下部分构成把光发送接收部201接收的光信号转换为电信号的光电(O/E)转换部210；根据来自O/E转换部210的输出信号，把GTC帧作为末端，不断输出从GTC有效载荷抽取的GEM帧的TC帧末端部211；临时存储GEM帧的下行帧缓冲器212；和下行帧处理部213，按照后面所述分析从下行帧缓冲器212读出的GEM帧，把从GEM帧抽取的以太网帧以带内部标题的帧形式输出给下行发送控制部219。
下行帧处理部213与下行发送控制部219协作发挥下行帧传送控制部的作用。关于下行帧处理部213的具体动作，将在后面参照图12进行说明。下行发送控制部219从下行帧处理部213接收帧，按照接收帧的内部标题表示的线路序号Nij，确定成为帧传送目标的至少一个连接线路Lij，把去除内部标题后的下行以太网帧传送给与该特定线路对应的线路接口202-j。
另一方面，上行信号处理电路由以下部分构成上行帧缓冲器212，临时存储上行接收控制部220从线路接口202-1～202-m接收的上行发送帧；上行帧处理部222，从上行帧缓冲器212读出发送帧，分析标题信息，然后作为PON区间的上行帧输出；上行发送控制部223，在ONU控制部200指定的发送时间段，发送从上行帧处理部222输出的发送帧；电光(E/O)转换部224，把来自上行发送控制部223的输出信号转换为光信号，输出给光发送接收部201。
上行帧处理部222与ONU控制部200协作发挥上行帧传送控制部的作用。上行帧处理部222根据发送帧的标题信息判定帧类别，参照后述的组播组管理表260，判定是否需要向PON区间传送帧。被判定为需要传送的发送帧，被转换为GEM帧输出给上行发送控制部223。本发明的特征如后面参照图11叙述的那样，上行帧处理部222选择性地废弃IGMP消息。
上行帧处理部222在发送帧是预先指定的类型的控制帧时，例如是IGMP消息帧、或用于询问对应于IP地址的MSC地址的ARP包帧时，把发送帧的复制件通知ONU控制部200。
ONU控制部200具有形成有组播组监视表230、内部路由表240、ARP表250、组播组管理表260等的存储器。该存储器也可以用来存储上述数据以外的数据。组播组监视表230是本发明的第2实施例涉及的表，在本实施例中省略。
内部路由表240如图6所示包括在该OUN20-i中收容的用户终端的发送目标MAC地址(DMAC)241；表示与用户终端连接的线路序号242的对应关系的多个表项目；组播用的表项目。对组播用的表项目，设定用于指定所有线路序号的组播序号，作为对应组播MAC地址241的线路序号242。内部路由表240在下行帧处理部213确定成为帧传送目标的线路序号，生成应该附加到下行帧上的内部标题64时参照。
ARP表250如图7所示，包括IP地址251和表示与MAC地址252的对应关系的多个表项目。ARP表250的表项目是在用户终端例如按照DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)和RADIUS(RemoteAuthentication Dial In User Service)获取IP地址后，为了确认同一IP地址是否被重复分配给其他用户终端而发送了ARP包帧时，利用ONU控制部200的Snooping功能根据上述ARP包的内容生成的。
组播组管理表260如图8所示包括组播组IP地址(组播组识别符)261；参加组播组的用户终端的IP地址(参加用户IP地址)262；VLAN识别符(VID)263；时间限制264；表示与报告标志265的对应关系的多个表项目。
其中，VID263是用户终端利用VLAN通信时需要的信息，不是组播组管理表260必须的信息项目。时间限制264在自动删除已无用的表项目时使用，报告标志265在判定是否需要向OLT10传送Report消息时使用。
组播组管理表260的表项目是在用户终端按照IGMP向服务器发送了对组播组的参加请求消息时，利用ONU控制部200的Snooping功能根据上述参加请求消息的内容生成的。组播组管理表260如后面所述，在判定是否需要向OLT传送IGMP消息帧时被上行帧处理部222参照。下行帧处理部213判定是否需要向用户终端传送下行组播帧时也参照该表。
图10是表示本发明的IGMP消息和组播数据的传送控制的第1实施例的时序图。此处，着眼于ONU20-1来说明本实施例的特征。
在从被控制的多个用户终端、例如TE-111和TE-12接收了对同一组播组的参加请求消息(组播Request)时(SQ1-1、SQ1-2)，ONU20-1向OLT10传送第一个请求消息(SQ2)，将之后接收的请求消息废弃(S10)。OLT10把从ONU20-1接收的请求消息传送给服务器50-1(SQ3)。
将所接收的请求消息传送给OLT10还是废弃的判断，根据图8所示的组播组管理表260进行。在组播组管理表260中，在每次接收请求消息时，对应接收消息表示的组播组IP地址，登记表示参加用户的IP地址的新的表项目，在同一组播组IP地址中已经登记了其他用户的IP地址时，将之后接收的请求消息全部废弃。从用户终端TE-12接收的请求消息基于该理由被废弃。
服务器50-1响应上述参加请求消息，开始向OLT10发送组播数据(SQ10)。上述组播数据通过OLT10被传送给PON区间(SQ11)。ONU20-1接收上述组播数据后，按照组播组管理表260表示的参加用户IP地址262，传送给用户终端TE-111和TE-12(SQ12)。
服务器50-1为了确认下游侧的组播数据的接收情况，定期向OLT10发送IGMP的确认消息G-Query(General Query)(SQ20)。OLT10把上述确认消息传送给PON区间(SQ21)。ONU20-1接收上述确认消息，按照组播组管理表260表示的参加用户IP地址262，传送给用户终端TE-111和TE-12(SQ22)。
正在接收组播数据的用户终端TE-111和TE-12接收到上述确认消息后，分别回送用于继续接收组播数据的答复消息(Report)(SQ23-1、SQ23-2)。在本实施例中，ONU20-1只把第一个接收的答复消息传送给OLT10(SQ24)，将之后接收的答复消息废弃(S20)。从OUN20-1发送的答复消息通过OLT10传送给服务器50-1(SQ25)。
上述答复消息的传送/废弃的判断也是根据图8所示的组播组管理表260进行的。该情况时，使用报告标志265。ONU20-1从OLT10接收了确认消息(G-Query)时，重新设定与该确认消息表示的组播组IP地址对应的报告标志265(“0”状态)，在接收了第一个答复消息时，设定上述报告标志265(“1”状态)。ONU20-1在每次接收答复消息时参照报告标志，如果是重新设定状态，则向OLT10传送答复消息，如果是设定状态，则废弃答复消息，避免向OLT发送重复的答复消息。
各个用户终端结束组播数据的接收时，发行脱离组播组的请求消息(Leave或Done消息，以下称为Done消息)。从用户终端TE-12接收Done消息后(SQ30-1)，ONU20-1参照组播组管理表260。判定除用户终端TE-12以外还存在正在接收组播数据的用户终端时，ONU20-1废弃所接收的Done消息(S30)，向发送源的用户终端TE-12发送用于确认脱离的ONU侧的本地确认消息S-Query(Specific Query)(SQ31-1)。
ONU20-1如后面叙述的那样，从用户终端接收Done消息，缩短与组播组管理表260中的Done消息的发送源用户终端对应的表项目的时间限制264，在到达时间限制264的时间点，发行上述S-Query消息。如果在规定时间内未能接收到针对上述S-Query消息的答复，ONU20-1从组播组管理表260删除与用户终端TE-12对应的表项目。
在从用户终端TE-111接收到Done消息时(SQ30-2)，ONU20-1参照组播组管理表260。该情况时，由于判定除用户终端TE-111以外不存在正在接收组播数据的用户终端时，所以ONU20-1把所接收的Done消息传送给OLT10(S32)，向发送源的用户终端TE-12发送用于确认脱离的本地确认消息S-Query(Specific Query)(SQ31-2)。上述Done消息通过OLT10被传送给服务器50-1(SQ33)。如果在规定时间内没有针对上述S-Query消息的答复，则用户终端TE-111的表项目也被从组播组管理表260中删除。
根据上述通信程序可知，根据本实施例，抑制从ONU20向ONT10发送重复的IGMP消息，所以各个ONU可以有效利用PON区间的上行通信频带。并且，由于来自下游侧的IGMP消息的接收次数减少，所以OLT10和服务器50-1可以减轻IGMP消息的接收处理的负荷。
图11是表示ONU的上行帧处理部222的动作的流程图。
ONU的上行帧处理部222从上行接收缓冲器221读出上行帧(步骤301)，判定接收帧是否是IGMP消息帧(302)。如果接收帧不是IGMP消息帧，上行帧处理部222把该帧传送给上行发送控制部223(315)，从上行接收缓冲器221读出下一个上行帧(301)。如果接收帧是IGMP消息帧，上行帧处理部222执行对应于消息类型的处理。
在接收帧包括Request消息时(310)，上行帧处理部222参照组播组管理表260，判定与Request消息表示的组播组IP地址625相同的组播组中是否已经登记了其他参加用户IP地址262(311)。如果没有登记参加用户IP地址262，上行帧处理部222把接收帧(Request消息)的复制件输出给ONU控制部200(314)，把接收帧传送给上行发送控制部223(315)，从上行接收缓冲器221读出下一个上行帧(301)。
如果已经登记了其他参加用户IP地址262，上行帧处理部222把接收帧(Request消息)的复制件输出给ONU控制部200(333)，废弃接收帧(334)，从上行接收缓冲器221读出下一个上行帧(301)。该情况时，也可以在步骤333把接收帧自身输出给ONU控制部200，以代替废弃接收帧。
如果接收帧包括Done消息(320)，上行帧处理部222参照组播组管理表260，判定与Done消息表示的组播组IP地址625相同的组播组中是否已经登记了其他参加用户IP地址262(321)。如果没有登记参加用户IP地址262，上行帧处理部222把接收帧(Done消息)的复制件输出给ONU控制部200(314)，把接收帧传送给上行发送控制部223(315)，从上行接收缓冲器221读出下一个上行帧(301)。
如果已经登记了其他参加用户IP地址262，上行帧处理部222把接收帧(Done消息)的复制件输出给ONU控制部200(333)，废弃接收帧(334)，从上行接收缓冲器221读出下一个上行帧(301)。该情况时，也可以在步骤333把接收帧自身输出给ONU控制部200，以代替废弃接收帧。
如果接收帧包括Report消息(330)，上行帧处理部222参照组播组管理表260，判定与Report消息表示的组播组IP地址625对应的报告标志的状态(331)。如果报告标志是重新设定状态，上行帧处理部222设定报告标志(332)，然后把接收帧(Report消息)的复制件输出给ONU控制部200(314)，把接收帧传送给上行发送控制部223(315)，从上行接收缓冲器221读出下一个上行帧(301)。如果报告标志已经是设定状态，上行帧处理部222把接收帧(Report消息)的复制件输出给ONU控制部200(333)，废弃接收帧(334)，从上行接收缓冲器221读出下一个上行帧(301)。该情况时，也可以在步骤333把接收帧自身输出给ONU控制部200，以代替废弃接收帧。
接收帧包括上述的Request、Done、Report以外的消息时，上行帧处理部222把接收帧传送给上行发送控制部223(315)，从上行接收缓冲器221读出下一个上行帧(301)。
ONU控制部200的Snooping功能根据从上行帧处理部222接收的IGMP消息帧、和从后述的下行帧处理部213接收的IGMP消息帧的消息类型，更新组播组管理表260。
在接收帧是Request消息帧时，Snooping功能生成把接收帧的组播组IP地址625和发送源IP地址分别作为组播组IP地址261、参加用户IP地址262的新的项目表，并追加到组播组管理表260中。
此时，在上述表项目的时间限制264中，对当前时间设定规定值，例如加算了255秒的值。但是，也可以代替设计时间限制，而对每个表项目准备定时，使该定时在255秒后产生定时中断。在接收帧的L2标题包括VLAN识别符(VID)时，在上述表项目中，从L2标题抽取的VID的值被设定为VID263。
在接收帧是Done消息帧时，Snooping功能在组播组管理表260中，对与接收帧的组播组IP地址625、发送源IP地址对应的表项目的时间限制264，设定比较短的限制时间，例如设定1秒后的时间，按照后面在图13中叙述的组播表项目的删除程序，在到达时间限制的时间点，执行删除不需要的表项目的处理。
图12是表示ONU的下行帧处理部213的动作的流程图。
下行帧处理部213从下行帧缓冲器212读出GEM帧(401)，比较GEM标题71中包含的端口ID和自身端口ID(402)。如果端口ID一致，则GEM帧包含从广域网的任一个服务器例如服务器50-2发送的单播数据帧、或从OLT10发送的PON控制帧。该情况时，下行帧处理部213从GEM帧中去除GEM标题71(403)，判定GEM有效载荷72中包含的接收帧的类别(404)。
如果接收帧是PON控制帧，则下行帧处理部213把接收帧传送给ONU控制部200(405)，然后从下行帧缓冲器212读出下一个GEM帧(401)。
如果接收帧是单播数据帧，则下行帧处理部213从内部路由表240中检索与接收帧的L2标题表示的DMAC631对应的线路序号242，把包括该线路序号的内部标题附加到接收帧上(419)，把接收帧传送给下行发送控制部219(420)。然后，下行帧处理部213从下行帧缓冲器212读出下一个GEM帧(401)。
如果GEM标题71中包含的端口ID与自身端口ID不一致，下行帧处理部213判定GEM标题71的端口ID是否是组播端口ID(410)。如果不是组播端口ID，则废弃GEM帧(421)，在步骤401，从下行帧缓冲器212读出下一个GEM帧。
在GEM标题71的端口ID是组播端口ID时，即GEM帧包含组播数据用的IP包或G-Query消息时，如果在各个ONU中接收帧与自己属下的用户终端没有关系，则优选废弃接收帧。因此，下行帧处理部213从组播组管理表260中检索组播数据包的发送目标IP地址(组播组IP地址)、或与G-Query消息表示的组播组IP地址对应的表项目(413)。
检索的结果(414)，组播组管理表260中没有登记具有接收消息的组播组IP地址的表项目时，下行帧处理部213废弃所接收的GEM帧(421)，在步骤401，从下行帧缓冲器212读出下一个GEM帧。
在组播组管理表260中已经登记了具有与接收消息对应的表项目时，下行帧处理部213从GEM帧中去除GEM标题(415)，如果接收帧是G-Query消息用的帧(416)，则重新设定上述表项目的报告标志265(417)。然后，下行帧处理部213参照内部路由表240，生成应该附加到接收帧中的内部标题(419)，把附加了内部标题的组播帧传送给下行发送控制部219(420)，从下行帧缓冲器212读出下一个GEM帧(401)。关于步骤418将在后面叙述。
下行发送控制部219从下行帧处理部213接收以太网帧后，去除内部标题，把接收帧传送给利用内部标题表示的线路序号确定的线路接口202。如果组播帧的内部标题已经设定了组播用的序号，则接收帧被传送给所有线路接口。该情况时，组播帧也被发送到应该接收该帧的用户终端所连接的线路以外的线路，所以也分发给没有参加组播组的用户终端。
为了把组播帧的发送目标限定为参加组播组的用户终端所连接的特定线路，可以使用ARP表250。
例如，如图12中的虚线步骤所示，下行帧处理部219根据从组播组管理表260检索的参加用户IP地址262，从ARP表250检索MAC地址252(418)，从内部路由表240检索与上述MAC地址对应的线路序号242，生成应该附加到组播帧中的内部标题(419)。
当在组播组管理表260中，对应于一个组播组IP地址26已经1登记了多个参加用户IP地址时，下行帧处理部213从内部路由表240检索多个线路序号，生成包括这些多个线路序号的内部标题。这样，通过利用内部标题限定成为组播帧的传送目标的线路，可以使下行发送控制部219把接收帧选择性地传送给特定的线路接口202。但是，在该情况下，如果被发送了组播帧的线路通过宅内路由器30连接着多个用户终端，则组播帧有可能也被传送给不是组播请求方的用户终端。
为了提高通信的安全性，如果是用户终端和路由器40-1使用VLAN通信的以太网帧的网络结构，则通过使用VID，即使同一帧被组播给多个用户连接线路时，也可以仅使利用VID确定的用户终端接收帧。
图13表示到达时间限制时，ONU控制部200执行的组播表项目的删除处理程序的流程图。
在组播组管理表260的任一个表项目过了时间限制264时，ONU控制部200把上述表项目表示的参加用户IP地址作为发送目标IP地址，生成用于确认脱离的本地消息(S-Query消息)(501)，把其输出给下行帧处理部213(502)。下行帧处理部213对上述S-Query消息附加表示与根据ARP表250和路由表240确定的参加用户IP地址对应的线路序号的内部标题，并传送给下行发送控制部219。
ONU控制部200等待接收了上述S-Query消息的用户终端的答复消息(Report)(503)，如果在规定时间内未能接收到Report消息，则把时间已过的表项目从组播组管理表260删除(504)。如果在规定时间内从上述用户终端接收到了Report消息，则把上述表项目的时间限制264重新设定为当前时间的255秒后的值(505)。
在上述实施例中，根据从上行帧处理部222接收的组播控制消息(IGMP消息)，ONU控制部200进行组播组管理表260的表项目的登记/删除，但表项目的登记/删除也可以由上行帧处理部222独立执行。
图14是表示基于本发明的IGMP消息和组播数据的传送控制的第2实施例的时序图。此处，着眼于ONU20-2来说明第2实施例的特征。
第2实施例的特征在于，如果用户终端可以自由观赏的组播数据已经根据来自其他ONU的请求正在PON区间中分发，则各个ONU响应从被控制的用户终端接收的新的组播组参加请求，不向服务器发送Request，即可马上开始向请求方用户终端传送组播数据的动作。
在第2实施例中，各个ONU20使用图9所示的组播监视表230，控制向OLT10传送对组播组的参加请求消息(Request消息)。
组播监视表230包括表示用户终端可以免费自由观赏的组播节目的组播组IP地址231的多个表项目。并且，各个表项目也包括时间戳232，作为表示具有组播组IP地址231的组播数据是否正在PON区间中发送的服务状态信息。ONU在每次接收组播数据时，把时间戳232更新为当前时间。
图14表示ONU20-1正在对用户终端TE-111和TE-12中继组播数据(SQ10-SQ12)的状态。组播数据帧被广播给与OLT10连接的所有ONU，所以ONU20-2也可以监视当前正在PON区间广播的组播数据的组IP地址(S01)。当ONU20-2接收OLT10传送给PON区间的组播数据帧时(SQ11)，将接收帧表示的组播组IP地址与组播监视表230对照，如果存在相应的表项目，则更新该时间戳232的值。
此处，假定从连接ONU20-2的用户终端TE-21发行了对组播组的参加请求(Request消息)(SQ1(2-1))。在本实施例中，已接收了上述Request消息的ONU20-2参照组播监视表230，根据与接收消息表示的组播消息IP地址对应的表项目的服务状态信息(时间戳)232，判定用户终端TE-21请求的组播节目的数据当前在PON区间中是否正处于分发服务中(S02)。
目标的组播数据当前是否正处于分发服务中，可以根据有无相应的表项目、及相应的表项目的时间戳的值是否在时刻更新中来判定。在组播监视表230中没有目标的表项目时，或者在目标的表项目显示了时间戳的值比较旧的时间时，ONU20-2判断为所请求参加的组播数据在PON区间中未处于分发服务中，把Request消息传送给OLT10(SQ2-2)。该消息通过OLT10被传送给服务器50-1。
如果所请求的组播数据在PON区间中正处于分发服务中，则ONU20-2废弃所接收的Request消息(S10)，服务器50-1在之后发送(SQ10-n)，OLT10对请求方的用户终端TE-21中继在PON区间组播的组播数据(SQ11-n)(SQ13-n)。
图15是表示第2实施例的ONU20的下行帧处理部213的动作的流程图。对与图12中说明的第1实施例相同的步骤适用相同符号，并省略说明。
下行帧处理部213在所接收的GEM帧的端口序号是组播端口序号时(410)，判定接收帧的组播组IP地址是否已登记在组播监视表230中(411)。如果已经登记，则把与上述组播组IP地址对应的表项目的时间戳232的值更新为当前时间(412)，并参照组播组管理表260(413)。以后的处理程序与图13所示相同。
图16是表示第2实施例的ONU20的上行帧处理部222的动作的流程图。对与图11中说明的第1实施例相同的步骤适用相同符号，并省略说明。
在接收帧是IGMP的Request消息帧时(310)，上行帧处理部222参照组播组管理表260，判定与Request消息表示的组播组IP地址625相同的组播组中是否已经登记了其他的参加用户IP地址262(311)。如果没有登记参加用户IP地址262，上行帧处理部222检查组播监视表230(312)，根据有无与接收消息对应的表项目以及时间戳的值，判定接收消息所请求的组播数据在PON区间中是否处于分发服务中(313)。
如果所请求的组播数据正处于分发服务中，上行帧处理部222把接收帧(Request消息)的复制件输出给ONU控制部200(333)，废弃接收帧(334)，从上行接收缓冲器221读出下一个上行帧(301)。该情况时，也可以在步骤333把接收帧自身输出给ONU控制部200，以代替废弃接收帧。
如果所请求的组播数据不在分发服务中，上行帧处理部222把接收帧(Request消息)的复制件输出给ONU控制部200(314)，把接收帧传送给上行发送控制部223(315)，从上行接收缓冲器221读出下一个上行帧(301)。
图17是表示基于本发明的IGMP消息和组播数据的传送控制的第3实施例的时序图。
如在图10的时序图中说明的那样，想要继续接收组播数据的用户终端，需要响应从组播服务器50-1发送的接收状态确认用的G-Query消息，并回送Report消息。
在第1实施例中，各个ONU20从被控制的用户终端接收Report消息时，把第一个Report消息传送给ONT10，将之后接收的同一组播组的Report消息废弃，由此减少在PON区间发送的Report消息的数量。该情况时，连接OLT10的各个ONU20分别单独发送Report消息，所以OLT10答复一个G-Query消息，从多个ONU接收Report消息，把它们中继给服务器50-1。
服务器50-1在即使存在一个想要继续接收组播数据的用户终端时，也需要对OLT10继续发送组播数据，不需要从OLT10接收几次Report消息。因此，OLT10从PON区间只接收一次答复G-Query消息的Report消息，只要把其回送给服务器即可，不需要从多个ONU单独接收Report消息。
第3实施例的特征在于，OLT10预先指定分别存在组播参加用户的多个ONU20中对G-Query消息具有答复义务的ONU，由此消除在PON区间的无用的Report消息的传送，减少OLT的负荷。
在图17中，假定ONU20-1的用户终端第一个对同一组播组产生参加请求(SQ1(1-1))，然后，产生来自ONU20-2的用户终端的参加请求(SQ1(2-1)和SQ1(2-2))、及来自ONU20-3的用户终端的参加请求(SQ1(3-1))。各个ONU分别把从用户终端接收的第一个参加请求消息(Request)传送给OLT10(SQ2-1、SQ2-2、SQ2-3)。
在本实施例中，OLT10接收了针对一个组播组的第一个参加请求消息时，把其传送给服务器50-1(SQ3-1)，然后对上述参加请求的发送源ONU20-1，发送用于使具有针对G-Query消息的答复义务的标志设定指示消息(SQ4)。ONU20-1接收上述标志设定指示消息，把Report发送标志位(Bit)设定为ON状态(S15)。
上述Report发送标志位是与组播组管理表260表示的报告标志265(第1标志)不同的标志(第2标志)。ONU20-1～ONU20-3在初始状态下，各自的Report发送标志位被设定为OFF状态，在该标志位为OFF状态的期间，不需要把从用户终端接收的Report消息传送给OLT10。
在该状态下，当服务器50-1接收G-Query(SQ20)，OLT10把其广播给PON区间(SQ21)时，存在组播参加用户的ONU21-1和20-2把G-Query传送给各个用户终端(SQ22-1、SQ22-2)。想要继续接收组播数据的用户终端响应上述G-Query，并回送Report消息。在本实施例中，只有Report发送标志位为ON状态的ONU20-1，把从用户终端接收的第一个Report消息(SQ23)传送给OLT10(SQ24-1)。上述Report消息通过OLT10被传送给服务器50-1(SQ25-1)。
此处，假定连接ONU20-1的用户终端发行了组播脱离请求(Done)(SQ30)。该情况时，ONU20-1把Done消息传送给OLT10后(SQ31)，把Report发送标志位切换为OFF状态(S16)。OLT10从给出了标志设定指示的ONU20-1接收Done消息，把Done消息传送给服务器50-1(SQ32)，然后对PON区间广播S-Query消息(SQ33)。
在接收了上述S-Query消息的ONU中存在正在参加组播组的用户终端的ONU，在该示例中为ONU20-2回送Report消息(SQ34)。如果ONU20-3也存在参加用户，则ONU20-2回送Report消息。OLT10对第一个答复S-Query消息的ONU20-2，发送标志设定指示消息(SQ25)。
ONU20-2接收上述标志设定指示消息后，把Report发送标志位设为ON状态(S15)。然后，服务器50-1发送G-Query(SQ20)，OLT10把其广播给PON区间(SQ2 1)，ONU21-2和20-3把G-Query传送给各个用户终端(SQ22-2、SQ22-3)。想要继续接收组播数据的用户终端答复上述G-Query，并回送Report消息(SQ23-2)，此次是OUN20-1把Report消息传送给OLT10(SQ24-2)。上述Report消息通过OLT10被传送给服务器50-1(SQ25-2)。
图18是表示基于本发明的IGMP消息和组播数据的传送控制的第4实施例的时序图。
第4实施例的特征在于，OLT10选择性地废弃从ONU20-1～ONU20-k接收的IGMP消息，把最小必要限度的IGMP消息传送给服务器50-1。在本实施例中，OLT10具有管理表，与组播组识别符对应地表示是否需要中继控制消息(IGMP消息)的判定信息。上述管理表与各个ONU20具有的组播组管理表相同，可以对每个组播组存储参加用户终端的IP地址。
ONU20-1从用户终端接收了Request消息时(SQ1(1-1)、SQ1(1-2))，在组播组管理表中登记新的表项目(S01-1、S01-2)，只把各个组播组中第一个接收的Request消息传送给OLT10(SQ2-1)，将之后接收的Request消息废弃(S10-1)。并且，在从用户终端接收了Done消息时(SQ30(1-1)、SQ30(1-2))，ONU20-1从组播组管理表中删除对应于接收消息的表项目(S03-1、S04-1)，只把各个组播组中最后接收的Done消息传送给OLT10(SQ31-1)，将之前接收的Done消息废弃(S30-1)。
ONU20-2也与ONU20-1相同，从用户终端接收了Request消息时(SQ1(2-1)、SQ1(2-2))，只把各个组播组中第一个接收的Request消息传送给OLT10(SQ2-2)，将之后接收的Request消息废弃(S10-2)，在接收了Done消息时(SQ30(2-1)、SQ30(2-2))，只把各个组播组中最后接收的Done消息传送给OLT10(SQ31-2)，将之前接收的Done消息废弃(S30-2)。
本实施例的OLT10从ONU20-1、20-2接收Request消息后(SQ2-1、SQ2-2)，在管理表中登记新的表项目(S01-10、S02-10)，只把各个组播组中第一个接收的Request消息传送给服务器50-1(SQ3)，将之后接收的Request消息废弃(S10-10)。并且，在从ONU接收了Done消息时(SQ31-1、SQ31-2)，OLT10从组播组管理表中删除对应接收消息的表项目(S03-10、S04-10)，只把各个组播组中最后接收的Done消息传送给OLT10(SQ33)，将之前接收的Done消息废弃(S30-10)。
图19是具有上述第3、第4实施例的功能的OLT10的结构图。
OLT10由以下部分构成OLT控制部100；连接光纤11的光发送接收部101；连接线路L1的发送线路接口102A和接收线路接口102B；设在光发送接收部101和发送线路接口102A之间的上行信号处理电路；设在光发送接收部101和接收线路接口102B之间的下行信号处理电路。
OLT控制部100具有存储器，该存储器形成有上行频带管理表130、网络结构信息表140、GEM标题表150、组播组管理表160、和发送标志位管理表170。
上行信号处理电路由以下部分构成把光发送接收部101接收的光信号转换为电信号的光电(O/E)转换部110；根据来自O/E转换部110的输出信号，使上行帧再生的上行帧末端部111；连接上行帧末端部111的上行帧分析部112；和上行帧生成部113，把从上行帧分析部112输出的帧转换为适合于通信线路L1上的通信协议的格式。
上行帧分析部112分析上行接收帧，在接收帧是PON区间的控制帧时，把其输出给OLT控制部100，在接收帧是应该通过路由器40-1传送给服务器50-1的用户帧或IGMP消息帧时，把其传送给上行帧生成部113。并且，与前述的ONU的上行帧生成部222相同，在上行接收帧是IGMP消息帧时，参照组播组管理表160，执行复制帧向OLT控制部100的输出、和接收帧的选择性废弃。
上行帧生成部113例如如果通信线路L1上的通信协议是ATM，则把接收帧转换为ATM单元，传送给发送线路接口102A。进行帧的格式转换所需要的信息，可以从网络结构信息存储器140中读出。在通信线路L1上的通信协议是以太网、上行接收帧也是以太网帧时，上行帧生成部113把从上行帧分析部112输出的以太网帧直接传送给发送线路接口102A即可。
下行信号处理电路由以下部分构成接收缓冲器120，临时存储接收线路接口102B从通信线路L1接收的下行帧；下行帧处理部121，把从接收缓冲器121读出的下行帧转换为PON区间固有的帧格式并输出；连接帧处理部121的下行发送控制部124；电光(E/O)转换部125，把从下行发送控制部124输出的帧转换为光信号，输出给光发送接收部101。
下行帧处理部121由以下部分构成下行帧分析部122，分析从接收缓冲器120读出的下行帧；和TC/GEM帧生成部123，把从下行帧分析部122输出的帧和从OLT控制部100提供的控制帧转换为GEM帧，并以TC帧形式(在本实施例中为GTC帧)输出。
OLT控制部100从各个ONU-i接收表示发送数据的存储状态或发送数据长度的控制帧，根据上行频带管理表130控制应该分配给各个ONU的上行帧的发送时间段。分配给各个ONU的上行帧的发送时间段通过由OLT控制部100生成的下行控制帧，通知给各个ONU。
TC/GEM帧生成部123参照GEM标题表150，把从下行帧分析部122输出的帧、和从OLT控制部100提供的控制帧(例如OMCI帧和PLOAM帧)转换为GEM帧。
GEM标题表150包括表示DMAC与应该在GEM标题设定的端口ID的对应关系的多个表项目。例如，作为DMAC，在包括图1所示的用户终端TE-111、TE-112的MAC地址的表项目中，端口ID分别表示ONU20-1的端口ID，在包括用户终端TE-21的MAC地址的表项目中，端口ID表示ONU20-2的端口ID。并且，作为DMAC，在包括组播用的MAC地址的表项目中，端口ID表示组播端口ID。
TC/GEM帧生成部123从GEM标题表150检索与接收帧的L2标题表示的DMAC631对应的GEM端口ID，并附加包括该GEM端口ID的GEM标题，把接收帧转换为GEM帧。这些GEM帧与GTC帧的有效载荷匹配，并输出给下行发送控制部124。
图20表示在实现第3实施例时OLT控制部100使用的发送标志位管理表170。
发送标志位管理表170与各个组播组IP地址171对应，包括表示参加ONU的端口序号172和发送标志173的多个表项目。在已经从ONU接收了Request消息时，在发送标志位管理表170中登记与接收消息对应的表项目，在从ONU接收了Done消息时，将与接收消息对应的表项目删除。
OLT控制部100按照上行频带管理表130，对各个ONU分配上行帧的发送时间段，所以在从上行帧分析部112接收了IGMP消息(复制件)时，可以确定接收消息的发送源ONU。并且，对各个ONU分配了应该在GEM标题中作为发送目标信息设定的的固有的端口序号，所以OLT控制部100可以使从上行帧分析部112接收的IGMP消息与参加ONU端口序号相对应。
OLT控制部100从上行帧分析部112接收了Request消息时，生成表示接收消息表示的组播组IP地址171与参加ONU端口序号172的对应关系的新的表项目，并登记发送标志位管理表170。此时，新的表项目的发送标志为重新设定状态(“0”)。在OLT控制部100从上行帧分析部112接收了Done消息时，上述表项目被从发送标志位管理表170中删除。
OLT控制部100在发送标志位管理表170中登记了新的表项目时，检查有无具有与该表项目相同的组播组IP地址的其他表项目。如果此次登记的表项目被判断为第一个具有上述组播组IP地址时，OLT控制部100把发送标志173变更为设定状态(“1”)，对利用参加ONU端口序号172确定的ONU发行标志设定指示消息。
OLT控制部100在从发送标志位管理表170中删除了表项目时，等待从上行帧分析部112接收具有该表项目相同的组播组IP地址的Report消息，把与第一个接收的Report消息的发送源ONU对应的表项目的发送标志173变更为设定状态(“1”)，对利用参加ONU端口序号172确定的ONU发行标志设定指示消息。
实现第4实施例时，OLT控制部100使用的组播组管理表160，与图8所示的各个ONU20具有的组播组管理表260相同，包括表示组播组IP地址与参加用户IP地址的对应关系的多个表项目。该情况时，也可以没有VID、时间限制、报告标志。
OLT控制部100从上行帧分析部112接收了Request消息时，生成表示接收消息表示的组播组IP地址171与发送源IP地址的对应关系的新的表项目，并将其登记在组播组管理表160中。并且，在从上行帧分析部112接收了Done消息时，将与接收帧对应的表项目从组播组管理表160中删除。
根据上述的第3实施例，可以减少PON区间中的上行IGMP消息的发送次数，可以进行有效利用上行频带的通信。并且，根据第4实施例，可以减少从OLT10发送给服务器的IGMP消息的发送次数，可以进行有效利用了OLT10和路由器之间的上行频带的通信。
以上，作为实施例说明了把本发明适用于G-PON的情况，但本发明也可以适用于GE-PON。该情况时，PON区间的传输帧的标题适用LLID(Logical Link ID)来代替端口ID。
权利要求
1.一种PON系统用的加入者连接装置(ONU)，通过无源光网络(PON)连接与广域网连接的局端装置(OLT)，把从所述局端装置接收的下行帧选择性地传送给用户终端，其特征在于，具有组播组管理表，表示组播组识别符与正在参加组播组的用户终端的地址的对应关系；上行帧传送控制部，在从任一个用户终端接收了表示请求参加组播组的控制消息时，向所述组播组管理表登记该控制消息表示的组播组识别符与用户终端地址的对应关系，按照该组播组管理表，判定是否需要向所述局端装置传送所述控制消息；下行帧传送控制部，按照所述组播组管理表，控制从所述无源光网络接收的组播数据向用户终端的分发，所述上行帧传送控制部接收了用于请求参加组播组的新控制消息时，在所述组播组管理表中已经对应由该控制消息指定的组播组识别符登记了其他用户终端地址时，将该控制消息不传送给所述局端装置而予以废弃。
2.根据权利要求1所述的加入者连接装置，其特征在于，所述上行帧传送控制部从任一个用户终端接收了表示请求脱离组播组的的控制消息时，从所述组播组管理表删除该控制消息表示的组播组识别符与用户终端地址的对应关系，在所述组播组管理表中已经对应所述控制消息表示的组播组识别符登记了其他用户终端地址时，将该控制消息不传送给所述局端装置而予以废弃。
3.根据权利要求1所述的加入者连接装置，其特征在于，所述组播组管理表对应组播组识别符，存储表示是否需要答复来自组播数据的发送源装置的确认消息的第1标记信息，所述上行帧传送控制部从任一个用户终端接收了表示对所述确认消息的答复的控制消息时，根据与所述控制消息指定的组播组识别符对应的第1标记信息的状态，判断是否需要向所述局端装置传送该控制消息。
4.根据权利要求3所述的加入者连接装置，其特征在于，所述下行帧传送控制部从无源光网络接收了所述确认消息时，重新设定与该确认消息指定的组播组识别符对应的第1标记信息，然后按照所述组播组管理表向用户终端传送所述确认消息，所述上行帧传送控制部从任一个用户终端接收了表示对所述确认消息的答复的控制消息时，如果所述第1标记信息是重新设定状态，则将该控制消息传送给所述局端装置，并且把所述第1标记信息设为设定状态，如果所述第1标记信息已经是设定状态，则将该控制消息不传送给所述局端装置而予以废弃。
5.根据权利要求3所述的加入者连接装置，其特征在于，具有存储器，存储表示对来自组播数据的发送源装置的确认消息有无答复义务的第2标记信息，在所述第2标记信息表示对确认消息没有答复义务的期间，所述上行帧传送控制部将表示对从用户终端接收的所述确认消息的答复的控制消息全部废弃。
6.根据权利要求5所述的加入者连接装置，其特征在于，所述第2标记信息根据由所述局端装置发行的标记控制消息，被切换为表示对确认消息具有答复义务的状态。
7.根据权利要求1所述的加入者连接装置，其特征在于，所述上行帧传送控制部包括控制部，进行表示所述组播组管理表中的组播组识别符与用户终端地址的对应关系的表项目的登记和删除；上行帧处理部，在从用户终端接收了参加和脱离组播组用的特定协议的控制消息时，向所述控制部传送该控制消息或其复制件，按照所述组播组管理表，判定是否需要向所述局端装置发送所述控制消息，所述控制部按照所述控制消息或其复制件，更新所述组播组管理表。
8.一种PON系统用的加入者连接装置(ONU)，通过无源光网络(PON)连接与广域网连接的局端装置(OLT)，把从所述局端装置接收的下行帧选择性地传送给用户终端，其特征在于，具有组播监视表，与组播组识别符对应地表示所述无源光网络中的组播数据的服务状态；组播监视器，监视从所述无源光网络接收的组播数据，更新所述组播监视表表示的服务状态，在从任一个用户终端接收了表示请求参加组播组的控制消息时，根据所述组播监视表，判定由所述控制消息指定的组播组的组播数据是否已经在服务中，在所指定的组播数据已经在服务中时，不向所述局端装置传送所述控制消息，而开始向该控制消息的发送源用户终端分发组播数据。
9.根据权利要求8所述的加入者连接装置，其特征在于，具有组播组管理表，表示组播组识别符与正在参加组播组的用户终端的地址的对应关系；上行帧传送控制部，在从任一个用户终端接收了表示请求参加组播组的控制消息时，向所述组播组管理表登记该控制消息表示的组播组识别符与用户终端地址的对应关系，按照该组播组管理表，判定是否需要向所述局端装置传送所述控制消息；下行帧传送控制部，按照所述组播组管理表，控制向用户终端分发从所述无源光网络接收的组播数据，所述上行帧传送控制部在所述组播组管理表中已经对应由所述控制消息指定的组播组识别符登记了其他用户终端地址时，将该控制消息不传送给所述局端装置而予以废弃，在所述组播组管理表中没有登记与由所述控制消息指定的组播组识别符对应的其他用户终端地址时，根据所述组播组监视表，判定是否需要向所述局端装置传送所述控制消息。
10.根据权利要求9所述的加入者连接装置，其特征在于，所述上行帧传送控制部从任一个用户终端接收了表示请求脱离组播组的控制消息时，从所述组播组管理表删除该控制消息表示的组播组识别符与用户终端地址的对应关系，在所述组播组管理表中已经对应所述控制消息表示的组播组识别符登记了其他用户终端地址时，将该控制消息不传送给所述局端装置而予以废弃。
11.根据权利要求9所述的加入者连接装置，其特征在于，所述上行帧传送控制部包括用于更新所述组播组管理表的控制部；上行帧处理部，在从用户终端接收了用于参加和脱离组播组的特定协议的控制消息时，向所述控制部传送该控制消息或其复制件，按照所述组播组管理表，判定是否需要向所述局端装置发送所述控制消息，所述控制部按照所述控制消息或其复制件，进行所述组播组管理表中的组播组识别符与用户终端地址的对应关系的登记和删除。
12.根据权利要求8所述的加入者连接装置，其特征在于，所述组播组监视表对于不特定用户可以自由接收的组播数据，表示与所述组识别符对应的服务状态。
13.一种PON系统，利用无源光网络(PON)连接分别收容多个用户终端的多个加入者连接装置(ONU)、和与广域网连接的局端装置(OLT)，所述局端装置通过所述无源光网络向所述多个加入者连接装置传送从广域网接收的下行帧，各个加入者连接装置向用户终端选择性地传送所述下行帧，其特征在于，所述各个加入者连接装置具有组播组管理表，表示组播组识别符与正在参加组播组的用户终端的地址的对应关系；上行帧传送控制部，在从任一个用户终端接收了表示请求参加组播组的控制消息时，向所述组播组管理表登记该控制消息表示的组播组识别符与用户终端地址的对应关系，按照该组播组管理表，判定是否需要向所述局端装置传送所述控制消息；下行帧传送控制部，按照所述组播组管理表，控制向用户终端分发从所述无源光网络接收的组播数据，所述上行帧传送控制部接收了用于请求参加组播组的新控制消息时，在所述组播组管理表中已经对应由该控制消息指定的组播组识别符登记了其他用户终端地址时，将该控制消息不传送给所述局端装置而予以废弃，所述局端装置具有管理表，与组播组识别符对应地表示是否需要中继控制消息的判定信息，从所述任一个加入者连接装置接收了表示请求参加组播组的控制消息时，按照所述管理表，控制该控制消息向所述广域网的传送。
14.根据权利要求13所述的PON系统，其特征在于，所述局端装置存储从所述任一个加入者连接装置传送的用于请求参加组播组的控制消息表示的用户终端地址，作为是否需要中继所述控制消息的判定信息。
全文摘要
提供一种抑制向PON区间的无用的组播控制消息的发送，可以有效利用PON区间的通信频带的ONU。PON系统的ONU具有组播组管理表(260)，表示组播组识别符与正在参加组播组的用户终端的地址的对应关系，在从用户终端接收了表示对组播组的参加请求的控制消息时，登记接收消息表示的组播组识别符与用户终端地址的对应关系，在组播组管理表中已经对应相同组播组识别符登记了其他用户终端地址时，将接收的新消息废弃不传送给OLT。
文档编号H04B10/20GK101072144SQ20061011487
公开日2007年11月14日 申请日期2006年8月16日 优先权日2006年5月10日
发明者水谷昌彦, 柴田刚志, 加泽彻, 芦贤浩, 小林正伸, 高濑诚由 申请人:日立通讯技术株式会社