JP2007158962A - Pon system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信に関するものである。 The present invention relates to multicast communication in a PON system.
イーサネット（登録商標）ＰＯＮシステムは、局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）と複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Optional Network Unit）を光伝送媒体で接続し、ＭＡＣフレームによりデータ送受信を行うことにより、ＰＯＮシステムにイーサネット（登録商標）サービスを透過的に収容するものである。ＯＮＵは１〜複数の加入者端末を収容する。 The Ethernet (registered trademark) PON system connects a station side device (OLT: Optical Line Terminal) and a plurality of subscriber side devices (ONU: Optional Network Unit) with an optical transmission medium, and transmits and receives data using MAC frames. The Ethernet (registered trademark) service is transparently accommodated in the PON system. The ONU accommodates one to a plurality of subscriber terminals.
一方、広く普及しているＩＰ通信におけるマルチキャストの実現方法として、ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）を用いる方法がある。ＩＧＭＰは、ＩＰマルチキャストグループの管理に使用されるプロトコルであり、マルチキャストをサポートするマルチキャストルータとマルチキャストパケットを受信するホストによって使用される。 On the other hand, as a method for realizing multicast in widely used IP communication, there is a method using IGMP (Internet Group Management Protocol). IGMP is a protocol used for management of IP multicast groups, and is used by multicast routers that support multicast and hosts that receive multicast packets.
特許文献１には、ＩＧＭＰなどのＩＰマルチキャスト用プロトコルを利用したＰＯＮシステムにおけるマルチキャスト通信の実現方法が開示されている。特許文献１においては、ＯＬＴおよびＯＮＵの双方において、マルチキャスト制御用のＩＰプロトコルをモニタし、それぞれが自立的にマルチキャストグループに属するＯＮＵを認識することにより、マルチキャストグループ毎にマルチキャストグループを識別する識別情報（ＯＮＵ−ＩＤ）および対応する暗号キーを割り当てるようにしている。ＯＬＴでは、マルチキャストＭＡＣアドレスとＯＮＵ−ＩＤとの対応を管理するＯＮＵ−ＩＤ検索テーブルと、ＯＮＵ−ＩＤと暗号キーとの対応を管理するＯＬＴ暗号キー検索テーブルとの２つのテーブルにより、マルチキャストＭＡＣアドレス、ＯＮＵ−ＩＤ、暗号キーの対応関係を管理している。ＯＮＵでは、ＯＮＵ−ＩＤと暗号キーの対応関係を管理するＯＮＵ暗号キー検索テーブルを備えている。またマルチキャストデータを転送する際、ＯＬＴは、前記２つのテーブルを用いてデータのＭＡＣアドレスをキーにＯＮＵ−ＩＤと暗号キーを検索し、検索した暗号キーによりデータを暗号化した後、暗号化データにＯＮＵ−ＩＤを付加して転送し、ＯＮＵは、暗号化データに付加されているＯＮＵ−ＩＤをキーに暗号キーを検索し、検索した暗号キーによりデータを復号している。さらにマルチキャストグループからＯＮＵが離脱し、当該マルチキャストグループに参入しているＯＮＵが存在しなくなった場合には、段落「００２７」〜「００２８」に示すように、ＯＬＴおよびＯＮＵの双方において、マルチキャスト制御用のＩＰプロトコルをモニタすることにより、ＯＬＴは、当該マルチキャストグループに対応するＯＮＵ−ＩＤのエントリをＯＮＵ−ＩＤ検索テーブルとＯＬＴ暗号キー検索テーブルから削除し、ＯＮＵは、ＯＮＵ暗号キー検索テーブルからエントリ削除していた。
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、ＯＮＵにおいてもマルチキャスト制御用のＩＰプロトコルをモニタする必要があった。このためＯＮＵにおいて、マルチキャスト制御用のＩＰプロトコルメッセージをモニタするハードウェアが必要（モニタをソフトウェアで実現する場合には、メッセージを抽出するためのハードウェアが必要）であり、ＯＮＵがコスト高になるという問題がある。
However, in the prior art described in
また、この従来技術では、１つのマルチキャストグループに１つの暗号鍵しか割り当てていない。このため、この従来技術では、長期間にわたって同じ暗号鍵を使ってしまことになり、マルチキャストグループに参入していないＯＮＵで解読されるなど、データ漏洩によるセキュリティ上の問題がある。またこの従来技術では、マルチキャストグループごとにＯＮＵ−ＩＤを付与し、これをＯＬＴとＯＮＵの双方で管理し、さらのこのＯＮＵ−ＩＤを暗号化データに付加している。したがって、この従来技術において、１つのマルチキャストグループに複数の暗号鍵を割り当てることを考えると、ＯＮＵ−ＩＤの他に各ＯＮＵ−ＩＤ内の鍵を識別するための鍵面情報を使用する必要があり、ＯＬＴおよびＯＮＵにおけるテーブル容量、および送受信データのオーバヘッドが増加する問題があった。 In this prior art, only one encryption key is assigned to one multicast group. For this reason, in this prior art, the same encryption key is used for a long period of time, and there is a security problem due to data leakage such as decryption by an ONU that has not joined the multicast group. In this prior art, an ONU-ID is assigned to each multicast group, this is managed by both the OLT and the ONU, and the further ONU-ID is added to the encrypted data. Therefore, in this prior art, when assigning a plurality of encryption keys to one multicast group, it is necessary to use key surface information for identifying the key in each ONU-ID in addition to the ONU-ID. There is a problem that the table capacity in the OLT and the ONU and the overhead of transmission / reception data increase.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＯＮＵにおけるマルチキャスト制御用プロトコルのモニタや、ＯＮＵ−ＩＤの割り当てを必要とせず、さらにデータ漏洩を回避する高いセキュリティ機能を有するＰＯＮシステムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and does not require monitoring of a multicast control protocol in an ONU or allocation of an ONU-ID, and obtains a PON system having a high security function that avoids data leakage. For the purpose.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、１〜複数の加入者端末を収容する加入者側装置と、１〜複数の前記加入者側装置を収容するとともにＩＰ網に接続される局側装置とを光伝送媒体で接続し、ＭＡＣフレームにより加入者側装置と局側装置との間でデータ送受信を行い、論理リンクを用いた通信を行うＰＯＮシステムにおいて、前記局側装置は、マルチキャストグループと当該マルチキャストグループに属する複数の暗号鍵との対応関係を全てのマルチキャスト用暗号鍵で一意の鍵面情報によって管理するマルチキャストグループ管理テーブルと、マルチキャストグループ毎に当該マルチキャストグループに属する１〜複数の加入者側装置の参入状況情報を管理する加入者側装置管理テーブルと、マルチキャスト制御用のＩＰプロトコルをスヌープすることにより、マルチキャストグループへの加入者側装置の参入および離脱を認識し、この認識結果に基づいて前記加入者側装置管理テーブルにおける前記参入状況情報を更新するスヌープ手段と、前記加入者側装置管理テーブルの内容に基づいてマルチキャストグループごとに暗号鍵を生成し、生成した暗号鍵を前記マルチキャストグループ管理テーブルに登録するとともに、該生成した暗号鍵を対応する鍵面情報とともにマルチキャストに参入した加入者側装置にユニキャスト論理リンクを使って配布する暗号鍵配布手段と、前記マルチキャストグループ管理テーブルに登録されたマルチキャストグループに対応する暗号鍵を用いてマルチキャストフレームを暗号化した上で、当該マルチキャストフレームを暗号化する際に使用した暗号鍵を識別する鍵面情報を含むマルチキャストフレームをブロードキャスト論理リンクを使って加入者側装置に送信するマルチキャスト手段とを備え、前記加入者側装置は、マルチキャストグループで使用すべき暗号鍵と鍵面情報との対応関係を記憶する暗号鍵管理テーブルと、マルチキャスト制御用のＩＰプロトコルをスヌープすることなく、前記ユニキャスト論理リンクを使って局側装置から配布された暗号鍵および鍵面情報に基づいて前記暗号鍵管理テーブルに対する登録制御を行う暗号鍵登録手段と、前記ブロードキャスト論理リンクを使って受信したマルチキャストフレームに含まれる鍵面情報に対応する暗号鍵を前記暗号鍵管理テーブルから取得し、取得した暗号鍵を用いて受信したマルチキャストフレームを復号して、収容している加入者端末に送信する復号手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a subscriber-side device that accommodates one to a plurality of subscriber terminals, and one to a plurality of subscriber-side devices and an IP network. In a PON system in which a station-side device to be connected is connected by an optical transmission medium, data is transmitted / received between a subscriber-side device and a station-side device using a MAC frame, and communication using a logical link is performed, the station side The apparatus manages a correspondence relationship between a multicast group and a plurality of encryption keys belonging to the multicast group using unique key surface information with all multicast encryption keys, and belongs to the multicast group for each multicast group. Subscriber side device management table for managing entry status information of one or more subscriber side devices, and multicast control A snoop means for recognizing the entry and withdrawal of the subscriber side device from the multicast group by snooping the IP protocol, and updating the entry status information in the subscriber side device management table based on the recognition result; An encryption key is generated for each multicast group based on the contents of the subscriber side device management table, the generated encryption key is registered in the multicast group management table, and the generated encryption key is multicast together with corresponding key surface information. After encrypting a multicast frame using an encryption key distribution means for distributing to a subscriber-side device that has entered the network using a unicast logical link, and an encryption key corresponding to the multicast group registered in the multicast group management table The multicast frame Multicast means for transmitting a multicast frame including key plane information for identifying an encryption key used when encrypting the subscriber key to a subscriber side device using a broadcast logical link, and the subscriber side device is a multicast group. Encryption key management table for storing the correspondence between encryption keys to be used and key surface information, and encryption distributed from the station side device using the unicast logical link without snooping the IP protocol for multicast control An encryption key registration means for performing registration control on the encryption key management table based on the key and key surface information, and an encryption key corresponding to the key surface information included in the multicast frame received using the broadcast logical link. Multicast received from the management table and received using the acquired encryption key And decoding means for decoding the frame and transmitting it to the accommodated subscriber terminal.
この発明によれば、マルチキャスト制御用のＩＰプロトコルのスヌープを局側装置のみで行うようにしているので、加入者側装置でマルチキャスト制御用のＩＰプロトコルメッセージのモニタ機能が不要となり、加入者側装置の装置コストを低下させることが可能となる。また、この発明では、マルチキャストグループ毎に複数の暗号鍵を割り当て、これらマルチキャストグループと複数の暗号鍵との対応付けを、全てのマルチキャスト用暗号鍵で一意の鍵面情報によって管理するようにしたので、セキュリティが向上するとともに、局側装置および加入者側装置におけるテーブル容量、および送受信データのオーバヘッドを減少させることが可能となる。 According to the present invention, since the snoop of the IP protocol for multicast control is performed only by the station side device, the subscriber side device does not need the monitoring function of the IP protocol message for multicast control. It becomes possible to reduce the apparatus cost. Also, in the present invention, a plurality of encryption keys are assigned to each multicast group, and the association between these multicast groups and a plurality of encryption keys is managed by unique key surface information for all multicast encryption keys. As a result, security can be improved, and the table capacity and overhead of transmission / reception data in the station side device and the subscriber side device can be reduced.
以下に、本発明にかかるＰＯＮシステムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a PON system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
この発明の実施の形態を説明する前に、ＩＥＥＥ標準８０２．３ａｈに準拠したギガビットイーサネット（登録商標）ＰＯＮシステム（ＧＥ−ＰＯＮ）における論理リンクについて説明しておく。ＧＥ−ＰＯＮでは通信に先立って、ＯＬＴ〜ＯＮＵ間に論理リンクを設定する。論理リンクには、図１に示すように、ＯＮＵ個別の通信に使用するユニキャスト論理リンクと、全ＯＮＵへのフレーム配信を行うブロードキャスト論理リンクがある。このうちユニキャスト論理リンクはオートディスカバリ（Auto Discovery）と呼ばれる手順により設定される。図２に示すように、論理リンクの識別情報は、ＰＯＮインタフェース上で転送されるＭＡＣフレームのプリアンブル部分に格納され、１ビットのＭｏｄｅビットと、１５ビットのＬＬＩＤ（Logical Link Identifier）から構成される。ユニキャスト論理リンクでは、Ｍｏｄｅビットは０で、ＬＬＩＤには固有の値が割り当てられる。ブロードキャスト論理リンクは、Ｍｏｄｅビットは１で、ＬＬＩＤは０ｘ７ＦＦＦの値が固定的に割り当てられる。ユニキャスト論理リンクは上下双方向の通信に使用されるが、ブロードキャスト論理リンクは下り方向のみに使用される。 Before describing the embodiment of the present invention, a logical link in a Gigabit Ethernet (registered trademark) PON system (GE-PON) conforming to the IEEE standard 802.3ah will be described. In GE-PON, a logical link is set between OLT and ONU prior to communication. As shown in FIG. 1, the logical link includes a unicast logical link used for individual communication of ONUs and a broadcast logical link that distributes frames to all ONUs. Among these, the unicast logical link is set by a procedure called auto discovery. As shown in FIG. 2, the identification information of the logical link is stored in the preamble part of the MAC frame transferred on the PON interface, and is composed of 1-bit Mode bit and 15-bit LLID (Logical Link Identifier). . In a unicast logical link, the Mode bit is 0, and a unique value is assigned to the LLID. In the broadcast logical link, the Mode bit is 1, and the value of 0x7FFF is fixedly assigned to the LLID. Unicast logical links are used for bi-directional communication, while broadcast logical links are used only in the downlink direction.
下り方向において、Ｍｏｄｅビットが０で、ＬＬＩＤが０ｘ７ＦＦＦ以外の値Ｘの識別情報を持つフレームが転送された場合、ＬＬＩＤがＸのユニキャスト論理リンクが設定されたＯＮＵのみがフレームを受信し、他のＯＮＵはフレームを廃棄する。一方、Ｍｏｄｅビットが１で、ＬＬＩＤが０ｘ７ＦＦＦ以外の値Ｘの場合、ＬＬＩＤがＸのユニキャスト論理リンクが設定されたＯＮＵのみがフレームを廃棄し、他のＯＮＵはフレームを受信する。なおＭｏｄｅビットが１で、ＬＬＩＤが０ｘ７ＦＦＦのフレームは、全てのＯＮＵが受信する。 In the downstream direction, when a frame having the identification information of value X other than 0x7FFF with the Mode bit being 0 is transferred, only the ONU configured with the unicast logical link with the LLID of X receives the frame, and the like. The ONU discards the frame. On the other hand, when the Mode bit is 1 and the LLID is a value X other than 0x7FFF, only the ONU in which the unicast logical link having the LLID X is set discards the frame, and the other ONUs receive the frame. Note that all ONUs receive a frame whose Mode bit is 1 and LLID is 0x7FFF.
図３は、本発明を適用したＰＯＮシステムの構成例を示す図である。図３において、ＰＯＮシステムは、１つのＯＬＴ１と、１〜複数の図示しない加入者端末（以下端末という）を収容する１〜複数のＯＮＵ２と、それらを接続する光伝送媒体としての光ファイバ３と、光分波器４とから構成されている。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a PON system to which the present invention is applied. In FIG. 3, the PON system includes one
ただし、以降の説明においては、マルチキャストグループのＯＮＵ２の参入や離脱を、ＯＬＴ１がＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）をスヌープすることにより認識する場合を例として説明する。また、ＰＯＮインタフェースに接続された全てのＯＮＵには、ユニキャスト論理リンクが設定されており、各ユニキャスト論理リンクにおいては個別の暗号／復号処理が行われているものとする。 However, in the following description, the case where the OLT 1 recognizes the entry or withdrawal of the ONU 2 from the multicast group by snooping IGMP (Internet Group Management Protocol) will be described as an example. In addition, it is assumed that a unicast logical link is set in all ONUs connected to the PON interface, and individual encryption / decryption processing is performed in each unicast logical link.
ＯＬＴ１は、１〜複数のインタフェース部５（以降、ＩＦ部と記す）と、ＣＰＵ部６から構成される。ＩＦ部５は、ＩＰ網側インタフェースを収容するＮＮＩ部７（Network-Network Interface）と、ＰＯＮインタフェースを収容する光送受信部８と、ＰＯＮインタフェース上でのフレーム送受信制御を行うＰＯＮ制御部９と、上りおよび下り方向でＩＧＭＰ(Internet Group Management Protocol）メッセージをＣＰＵ部６に転送するためのＩＧＭＰフィルタ部１０ａ，１０ｂと、マルチキャストグループごとの暗号鍵を管理するマルチキャストグループ管理テーブル１１と、マルチキャストフレームを暗号化するための暗号鍵をマルチキャストグループ管理テーブル１１を用いて検索する暗号鍵検索部１２と、フレームの暗号化を行う暗号処理部１３とから構成される。つまりＰＯＮインタフェースと網側インタフェースは１対１の関係にある。
The OLT 1 includes one to a plurality of interface units 5 (hereinafter referred to as IF units) and a
ＣＰＵ部６は、ＩＧＭＰフィルタ部１０ａ，１０ｂで抽出されたＩＧＭＰメッセージの内容を解析するＩＧＭＰ解析部１４と、マルチキャストグループごとの暗号鍵の生成・更新制御を司る暗号鍵生成／更新部１５と、マルチキャストグループへの各ＯＮＵの参入状況を示す情報が格納されるＯＮＵ管理テーブル２１とから構成される。
The
一方、ＯＮＵ２は、端末側インタフェースを収容するＵＮＩ部１６（User-Network Interface）と、ＰＯＮインタフェースを収容する光送受信部１７と、ＯＬＴ１側のＰＯＮ制御部９と連携してＰＯＮインタフェース上でのフレーム送受信制御を行うとともに、ＯＬＴ１側の暗号鍵生成／更新部１５から生成された暗号鍵生成／更新の指示を解釈するＰＯＮ制御部１８と、暗号鍵を管理する暗号鍵管理テーブル１９と、マルチキャストフレームを復号するための暗号鍵を暗号鍵管理テーブル１９を用いて検索するとともにフレームの復号を行う復号処理部２０とから構成されている。
On the other hand, the ONU 2 cooperates with a UNI unit 16 (User-Network Interface) that accommodates a terminal-side interface, an optical transmission /
図４は、ＯＬＴ１に設けられるマルチキャストグループ管理テーブル１１の記憶内容の一例を示すものである。図４に示したマルチキャストグループ管理テーブル１１は、１つのマルチキャストグループに対して２面の鍵管理を行う場合を示している。本管理テーブル１１では、マルチキャストグループごとのＭＡＣアドレス２５と、鍵面２６と、暗号鍵２７との対応を管理する。
FIG. 4 shows an example of the stored contents of the multicast group management table 11 provided in the OLT 1. The multicast group management table 11 shown in FIG. 4 shows a case where two-side key management is performed for one multicast group. In this management table 11, the correspondence between the
図５は、ＯＬＴ１に設けられるＯＮＵ管理テーブル２１の記憶内容の一例を示すものである。ＯＮＵ管理テーブル２１では、マルチキャストグループごとのマルチキャストＭＡＣアドレス５１と、ＯＮＵの識別情報であるＯＮＵ情報５２と、ＯＮＵ情報５２の状態を示すフラグ５３との対応を管理する。ＩＧＭＰでは、上位網から定期的にＩＧＭＰクエリーメッセージがＯＬＴ１，ＯＮＵ２を介して各端末に送信され、マルチキャストグループに参入する（している）端末はＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージを応答するが、マルチキャストグループに参入していない（離脱した）端末は何も応答しない。ＯＮＵ管理テーブル２１のフラグ５３は、端末がＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージを応答したか否か、および端末がＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージを初めて応答したかどうかにより内容が決まられる。すなわち、
（１）ＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージを応答しなかったら「離脱」
（２）ＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージを初めて応答したら「新規」
（３）過去にＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージを応答していて今回も応答したら「継続」
となる。
FIG. 5 shows an example of the stored contents of the ONU management table 21 provided in the
(1) If you do not respond to the IGMP Membership Report message, “Leave”
(2) “New” when first responding to an IGMP membership report message
(3) “Continue” if you responded to an IGMP membership report message in the past
It becomes.
つまり、（１）はマルチキャストグループから離脱した場合、（２）はマルチキャストグループに新規参入した場合、（３）はマルチキャストグループに継続して参入した場合を示す。また、この図５では、ＯＮＵ情報５２として論理リンク情報としてのＬＬＩＤを用いており、受信したＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージに含まれる論理リンク情報（ＬＬＩＤ）を格納する。
That is, (1) shows a case where the user has left the multicast group, (2) shows a case where a new entry has been made in the multicast group, and (3) shows a case where the customer has continuously entered the multicast group. In FIG. 5, LLID as logical link information is used as
図６は、ＯＮＵ２に設けられる暗号鍵管理テーブル１９の記憶内容の一例を示すものである。暗号鍵管理テーブル１９では、鍵面３１と暗号鍵３２との対応を管理する。
FIG. 6 shows an example of the contents stored in the encryption key management table 19 provided in the
次に動作について説明する。まず、図７，図８に示すフローチャートに従ってマルチキャストグループにＯＮＵが参入または離脱する際の動作を説明する。ＯＬＴ１のＮＮＩ部７に接続される上位網からＩＧＭＰクエリーメッセージを受信すると（図７のステップＳ１００）、ＯＬＴ１では、ＩＧＭＰフィルタ部１０ｂにてＩＧＭＰクエリーメッセージを抽出し、ＩＧＭＰ解析部１４へ転送するとともに、ＰＯＮ制御部９にも転送する。ＰＯＮ制御部９に転送されたＩＧＭＰクエリーメッセージは、ＰＯＮ制御部９によってブロードキャスト論理リンクを用いて光送受信部８を介して全てのＯＮＵ２に配信される。各ＯＮＵ２では、受信したＩＧＭＰクエリーメッセージをＵＮＩ部１６に接続された図示しない各端末に転送する。ＩＧＭＰクエリーメッセージは、ＯＮＵ２へ配信する際に暗号化されない。
Next, the operation will be described. First, the operation when an ONU enters or leaves a multicast group will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. When the IGMP query message is received from the upper network connected to the NNI unit 7 of the OLT 1 (step S100 in FIG. 7), the
一方、ＩＧＭＰ解析部１４は、ＩＧＭＰフィルタ部１０ｂからＩＧＭＰクエリーメッセージを受信したら、これに対する応答を監視するための図示しないタイマを起動する。タイマ満了値は、ＩＧＭＰクエリーメッセージで指定された最大応答時間（Max Response Time値）を元に決定する。さらにＩＧＭＰ解析部１４は、ＯＮＵ管理テーブル２１に格納されている全てのエントリのフラグ５３を「離脱」に書き換える（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。この後、ＩＧＭＰ解析部１４は、ＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージの受信に待機するレポート待ち状態となる（ステップＳ１０３）。
On the other hand, when receiving the IGMP query message from the
ＩＧＭＰクエリーメッセージを受信した端末がマルチキャストグループへの参入を行う場合、ＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージを送信する。端末が送信するＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージには、マルチキャストグループを識別するＩＰマルチキャストアドレスが含まれる。端末から送信されたＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージは、ＯＮＵ２を介してＯＬＴ１に転送される。ＯＬＴ１では、ＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージを受信すると、ＩＧＭＰフィルタ部１０ａにてＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージを抽出し、ＩＧＭＰ解析部１４へ転送するとともに、ＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージをＮＮＩ部７を介して上位網にも転送する。ＩＧＭＰフィルタ部１０ａでは、ＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージをＩＧＭＰ解析部１４へ転送する際には、メンバーシップレポートメッセージと共にこのメンバーシップレポートメッセージをどのＯＮＵから受信したかを示すＯＮＵ識別情報（メンバーシップレポートメッセージが転送されてきた論理リンク情報（ＬＬＩＤ）で可）も転送する（図８のステップＳ１０４）。
When the terminal that has received the IGMP query message enters the multicast group, it transmits an IGMP membership report message. The IGMP membership report message transmitted by the terminal includes an IP multicast address that identifies the multicast group. The IGMP membership report message transmitted from the terminal is transferred to the
ＩＧＭＰ解析部１４は、ＩＧＭＰクエリーメッセージを受信した際に起動したタイマが満了する前にＩＧＭＰメンバーシップレポートメッセージを受信すると、ＩＰマルチキャストアドレスを該ＩＰマルチキャストアドレスに対応するマルチキャストＭＡＣアドレスに変換し（この変換規則は規格により決められている）、この変換したマルチキャストＭＡＣアドレスをキーとして、図５に示したＯＮＵ管理テーブル２１を検索する（ステップＳ１０５）。このマルチキャストＭＡＣアドレスをキーとした検索によって、ＯＮＵ管理テーブル２１にヒットするエントリが存在する場合は、ＯＮＵ管理テーブル２１に既存マルチキャストグループが存在している場合であり、ヒットするエントリが存在しない場合は、ＯＮＵ管理テーブル２１に新規マルチキャストグループのエントリを新たに追加しなくてはいけない場合である。
When receiving the IGMP membership report message before the timer started when the IGMP query message is received, the
（Ａ）ヒットするマルチキャストＭＡＣアドレスのエントリが存在する場合
マルチキャストＭＡＣアドレスをキーとした検索によって、ＯＮＵ管理テーブル２１にヒットするエントリが存在する場合は（ステップＳ１０６Yes）、ＩＧＭＰ解析部１４から転送されたメンバーシップレポートメッセージに付随されている前述のＯＮＵ識別情報（論理リンク情報）をキーとして、ヒットしたマルチキャストＭＡＣアドレスのエントリに含まれるＯＮＵ情報５２を検索する（ステップＳ１０７）。この検索により、ヒットするＯＮＵ情報が存在する場合は、当該ＯＮＵ情報に対応するエントリのフラグを「継続」に書き換える（ステップＳ１０９）。一方、ヒットするＯＮＵ情報が存在しない場合は、ＯＮＵ管理テーブル２１のヒットしたマルチキャストＭＡＣアドレスに対応するエントリに新たなＯＮＵ情報のエントリを追加する（ステップＳ１１０）。すなわち、新たなＯＮＵ情報のエントリにはＯＮＵ識別情報（論理リンク情報）を格納し、そのフラグ５３には「新規」を設定する。
(A) When there is an entry with a multicast MAC address to be hit If there is an entry with a hit in the ONU management table 21 by a search using the multicast MAC address as a key (Yes in step S106), the entry is transferred from the
（Ｂ）ヒットするマルチキャストＭＡＣアドレスのエントリが存在しない場合
マルチキャストＭＡＣアドレスをキーとした検索によって、ＯＮＵ管理テーブル２１にヒットするエントリが存在しない場合は（ステップＳ１０６NO）、ＯＮＵ管理テーブル２１に新たにマルチキャストＭＡＣアドレスのエントリを追加する（ステップＳ１１１）。すなわち、ＭＡＣアドレス５１の欄には検索キーのマルチキャストＭＡＣアドレスを格納し、ＯＮＵ情報５２にはＯＮＵ識別情報（論理リンク情報）を格納し、そのフラグ５３には「新規」を設定する。
(B) When there is no entry with a hit multicast MAC address When there is no hit entry in the ONU management table 21 by the search using the multicast MAC address as a key (step S106 NO), a multicast is newly added to the ONU management table 21. An entry for the MAC address is added (step S111). That is, the
ＩＧＭＰ解析部１４は、ＩＧＭＰクエリーメッセージを受信した際に起動したタイマが満了するまで、以上の処理を実施する。タイマが満了したら（ステップＳ１２５）、暗号鍵生成／更新部１５に対して、暗号鍵生成要求を出力する（ステップＳ１２６）。なお、ＩＧＭＰ解析部１４は、ＩＧＭＰクエリーメッセージを受信した場合は（ステップＳ１２０）、ＩＧＭＰレポートメッセージを監視するための前述のタイマを再起動する（ステップＳ１２１）。
The
つぎに、図９を参照して暗号鍵生成／更新部１５における動作を説明する。暗号鍵生成／更新部１５は、ＩＧＭＰ解析部１４から暗号鍵生成要求を受信すると（ステップＳ２００）、ＯＮＵ管理テーブル２１に格納された各ＭＡＣアドレスのエントリ内容を参照する（ステップＳ２０１、Ｓ２０２）。ＯＮＵ管理テーブル２１に登録されている各ＭＡＣアドレスのエントリ内容、すなわちフラグ５３の状態に応じて以下の処理を、全てのＭＡＣアドレスのエントリについて実行する。（ステップＳ２０３〜Ｓ２０５）。
Next, the operation of the encryption key generation /
（ａ）当該ＭＡＣアドレスのエントリが全て「新規」の場合（ケース１）
このケース１は、新たなマルチキャストグループが作成された場合であり、図１０に従ってその動作を説明する。暗号鍵生成／更新部１５は、当該マルチキャストグループ用の新たな暗号鍵を生成する。この際、１つのマルチキャストグループあたり２面の鍵管理を行うため、２つの異なる暗号鍵を生成し（図１０ステップＳ３００）、それぞれに対して鍵面を割り当て、マルチキャストグループ管理テーブル１１に新たなＭＡＣアドレスのエントリを生成する（ステップＳ３０１）。割り当てる鍵面は、すべてのマルチキャスト用暗号鍵で一意の値とする。さらに暗号鍵生成／更新部１５は、生成した暗号鍵をＯＮＵ２に通知するために、生成した暗号鍵と割り当てた鍵面を含む、例えば図１１に示すような暗号鍵生成／更新メッセージを生成してＰＯＮ制御部９に送信する（ステップＳ３０２）。その際、この暗号鍵生成／更新メッセージを送信すべきあて先を示す１〜複数のＯＮＵ識別情報（論理リンク情報）もＰＯＮ制御部９に通知する。これによりＰＯＮ制御部９は、マルチキャストグループに参入した端末を収容する１〜複数のＯＮＵ２に対して、前述の当該ＯＮＵ２に設定されたユニキャスト論理リンクで使用中の暗号鍵により暗号鍵生成／更新メッセージを暗号化した上で、ユニキャスト論理リンクに暗号鍵生成／更新メッセージを送信する。図１１に示すように、暗号鍵生成／更新メッセージにおいては、メッセージ種別は、暗号鍵生成／更新となり、生成／更新すべき２つの鍵面とこれら２つの鍵面に対応する暗号鍵が含まれている。
(A) When all entries of the MAC address are “new” (case 1)
この暗号鍵生成／更新メッセージを受信したＯＮＵ２では、復号処理部２０において当該ＯＮＵ２に設定されたユニキャスト論理リンクで使用中の暗号鍵を用いて暗号鍵生成／更新メッセージを復号し、ＰＯＮ制御部１８において暗号鍵生成／更新メッセージを解析し、鍵面をキーに暗号鍵管理テーブル１９を検索する。そして、ＰＯＮ制御部１８は、暗号鍵管理テーブル１９に一致する鍵面のエントリが存在しないと判断した場合には、暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵と鍵面の情報を暗号鍵管理テーブル１９に追加登録する。また、ＰＯＮ制御部１８は、暗号鍵管理テーブル１９に一致するエントリが存在すると判断した場合には、当該エントリの暗号鍵を暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵に書き換える。
In the
（ｂ）当該ＭＡＣアドレスのエントリが全て「継続」の場合（ケース２）
このケース２は、既存のマルチキャストグループにおいて、参入メンバーに変更がない場合であり、図１２に示すように、暗号鍵生成／更新部１５は何も処理しない。
(B) When all entries of the MAC address are “continue” (Case 2)
This
（ｃ）当該ＭＡＣアドレスのエントリが全て「離脱」の場合（ケース３）
このケース３は、既存のマルチキャストグループにおいて、全てのメンバーが離脱した場合であり、図１３に従って暗号鍵生成／更新部１５の動作を説明する。暗号鍵生成／更新部１５は、ＯＮＵ管理テーブル２１の当該ＭＡＣアドレスのエントリを削除し（ステップＳ３１０）、さらにこのＭＡＣアドレスをキーとしてマルチキャストグループ管理テーブル１１を検索する。その結果、ヒットしたＭＡＣアドレスのエントリを削除する（ステップＳ３１１）。
(C) When all entries of the MAC address are “leave” (case 3)
なお、このケース３の場合、ＯＮＵ２において、暗号鍵管理テーブル１９における不要となったエントリを削除させるようにしてもよい。この場合、暗号鍵生成／更新部１５は、上記処理に加えて、当該マルチキャストグループで使用していた暗号鍵と鍵面の情報を含む、図１４に示すような暗号鍵削除メッセージを生成し、ＰＯＮ制御部９に送信する（ステップＳ３１２）。その際、削除すべき各エントリに含まれるＯＮＵ情報もＰＯＮ制御部９に通知する。これによりＰＯＮ制御部９は、マルチキャストグループから離脱した端末を収容するＯＮＵ２に対して、当該ＯＮＵ２に設定されたユニキャスト論理リンクで使用中の暗号鍵により暗号鍵削除メッセージを暗号化した上で、ユニキャスト論理リンクに暗号鍵削除メッセージを送信する。この暗号鍵削除メッセージを受信したＯＮＵ２では、復号処理部２０において暗号鍵削除メッセージを復号し、ＰＯＮ制御部１８において暗号鍵削除メッセージを解析し、鍵面をキーに暗号鍵管理テーブル１９を検索する。一致するエントリが存在した場合には、当該エントリを暗号鍵管理テーブル１９から削除する。図１４に示すように、暗号鍵削除メッセージにおいては、メッセージ種別は、暗号鍵削除となり、削除すべき２つの鍵面とこれら２つの鍵面に対応する暗号鍵が含まれている。
In this
（ｄ）当該ＭＡＣアドレスのエントリが「新規」と「継続」の場合（ケース４）
このケース４は、既存のマルチキャストグループに、新たにＯＮＵのメンバーが参入した場合であり、図１５にしたがって暗号鍵生成／更新部１５の動作を説明する。ケース４の場合、暗号鍵生成／更新部１５は、ＭＡＣアドレスをキーとしてマルチキャストグループ管理テーブル１１を検索する（ステップＳ３２０）。その結果、ヒットしたＭＡＣアドレスのエントリに格納された暗号鍵と鍵面の情報を含む図１１に示したような暗号鍵生成／更新メッセージを生成し、ＰＯＮ制御部９に送信する（ステップＳ３２１）。その際、暗号鍵生成／更新部１５は、フラグ５３が「新規」のエントリのＯＮＵ情報をＰＯＮ制御部９に通知する。これによりＰＯＮ制御部９は、当該マルチキャストグループに新たに参入した端末を収容するＯＮＵ２に対して、当該ＯＮＵ２に設定されたユニキャスト論理リンクで使用中の暗号鍵により暗号鍵生成／更新メッセージを暗号化した上で、ユニキャスト論理リンクに暗号鍵生成／更新メッセージを送信する。
(D) When the MAC address entries are “new” and “continue” (case 4)
この暗号鍵生成／更新メッセージを受信したＯＮＵ２は、復号処理部２０において前記同様にして暗号鍵生成／更新メッセージを復号し、ＰＯＮ制御部１８において暗号鍵生成／更新メッセージを解析し、鍵面をキーに暗号鍵管理テーブル１９を検索する。ＰＯＮ制御部１８は、一致するエントリが存在しないと判断した場合には、暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵と鍵面の情報を暗号鍵管理テーブル１９に追加登録する。ＰＯＮ制御部１８は、一致するエントリが存在すると判断した場合には、当該エントリの暗号鍵を暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵に書き換える。
The
（ｅ）当該ＭＡＣアドレスのエントリが「新規」と「離脱」の場合（ケース５）
このケース５は、既存のマルチキャストグループにおいて全ての既存メンバーが離脱し、かつ新たにメンバーが参入した場合であり、図１６に従って暗号鍵生成／更新部１５の動作を説明する。ケース５の場合、暗号鍵生成／更新部１５は、まずＯＮＵ管理テーブル２１の当該ＭＡＣアドレスのエントリから「離脱」のＯＮＵのエントリを削除する（ステップＳ３３０）。また、暗号鍵生成／更新部１５は、当該マルチキャストグループ用の新たな暗号鍵を２面分生成する（ステップＳ３３１）。さらに暗号鍵生成／更新部１５は、ＭＡＣアドレスをキーとしてマルチキャストグループ管理テーブル１１を検索し、ヒットしたＭＡＣアドレスのエントリの暗号鍵を、新たに生成した暗号鍵で書き換える（ステップＳ３３２）。さらに暗号鍵生成／更新部１５は、生成した暗号鍵をＯＮＵ２に通知するために、生成した暗号鍵と鍵面を格納した図１１に示したような暗号鍵生成／更新メッセージを生成し、ＰＯＮ制御部９に送信する（ステップＳ３３３）。その際、暗号鍵生成／更新部１５は、ＯＮＵ管理テーブル２１において「新規」のエントリのＯＮＵ情報もＰＯＮ制御部９に通知する。これによりＰＯＮ制御部９は、当該マルチキャストグループに参入した端末を収容するＯＮＵ２に対して（この場合新規エントリのＯＮＵに対して）、当該ＯＮＵ２に設定されたユニキャスト論理リンクで使用中の暗号鍵により暗号鍵生成／更新メッセージを暗号化した上で、ユニキャスト論理リンクにメッセージを送信する。
(E) When the entry of the MAC address is “new” and “leave” (case 5)
この暗号鍵生成／更新メッセージを受信したＯＮＵ２は、復号処理部２０において暗号鍵生成／更新メッセージを復号し、ＰＯＮ制御部１８において暗号鍵生成／更新メッセージを解析し、鍵面をキーに暗号鍵管理テーブル１９を検索する。ＰＯＮ制御部１８は、一致するエントリが存在しないと判断した場合には、暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵と鍵面の情報を暗号鍵管理テーブル１９に追加登録する。ＰＯＮ制御部１８は、一致するエントリが存在すると判断した場合には、当該エントリの暗号鍵を暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵に書き換える。
Upon receiving this encryption key generation / update message, the
なお、マルチキャストグループから離脱した端末を収容するＯＮＵ２において、暗号鍵管理テーブル１９における不要となったエントリを削除させるようにしてもよい。この場合、ＯＬＴ１の暗号鍵生成／更新部１５では、上記処理に加えて、当該マルチキャストグループで使用していた（更新前の）暗号鍵と鍵面の情報を含む図１４に示すような暗号鍵削除メッセージを生成し、ＰＯＮ制御部９に送信する（ステップＳ３３４）。その際、暗号鍵生成／更新部１５では、「離脱」のエントリのＯＮＵ情報もＰＯＮ制御部９に通知する。これによりＰＯＮ制御部９は、マルチキャストグループから離脱した端末を収容するＯＮＵ２に対して、当該ＯＮＵ２に設定されたユニキャスト論理リンクで使用中の暗号鍵により暗号鍵削除メッセージを暗号化した上で、ユニキャスト論理リンクにメッセージを送信する。この暗号鍵削除メッセージを受信したＯＮＵ２では、復号処理部２０において暗号鍵削除メッセージを復号し、ＰＯＮ制御部１８において暗号鍵削除メッセージを解析し、鍵面をキーに暗号鍵管理テーブル１９を検索する。そして、一致する鍵面のエントリが存在した場合には、当該エントリを暗号鍵管理テーブル１９から削除する。
In the
（ｆ）当該ＭＡＣアドレスのエントリが「継続」と「離脱」の場合（ケース６）
このケース６は、既存のマルチキャストグループにおいて一部のメンバーが離脱した場合であり、図１７に従って暗号鍵生成／更新部１５の動作を説明する。ケース６においては、暗号鍵生成／更新部１５は、まずＯＮＵ管理テーブル２１の当該ＭＡＣアドレスのエントリから「離脱」のＯＮＵエントリを削除する（ステップＳ３４０）。また、暗号鍵生成／更新部１５は、当該マルチキャストグループ用の新たな暗号鍵を１面生成する（ステップＳ３４１）。さらに暗号鍵生成／更新部１５は、当該ＭＡＣアドレスをキーとしてマルチキャストグループ管理テーブル１１を検索する（ステップＳ３４２）。その結果、ヒットしたエントリの２面の暗号鍵のうち、その時点で暗号処理において使用されていない面の暗号鍵を、新たに生成した暗号鍵で書き換える（ステップＳ３４３）。さらに暗号鍵生成／更新部１５は、生成した暗号鍵をＯＮＵ２に通知するために、マルチキャストグループ管理テーブル１１の当該エントリに格納された２面分の暗号鍵と鍵面とを含む図１１に示したような暗号鍵生成／更新メッセージを生成し、ＰＯＮ制御部９に送信する（ステップＳ３４４）。その際、ＯＮＵ管理テーブル２１における当該ＭＡＣアドレスのエントリ中で「継続」のエントリのＯＮＵ情報もＰＯＮ制御部９に通知する。これによりＰＯＮ制御部９は、マルチキャストグループに引き続き参入している端末を収容するＯＮＵ２に対して、当該ＯＮＵ２に設定されたユニキャスト論理リンクで使用中の暗号鍵により暗号鍵生成／更新メッセージを暗号化した上で、ユニキャスト論理リンクにメッセージを送信する。
(F) When the MAC address entry is “continue” or “leave” (case 6)
この暗号鍵生成／更新メッセージを受信したＯＮＵ２は、復号処理部２０において前述と同様にしてメッセージを復号し、ＰＯＮ制御部１８において暗号鍵生成／更新メッセージを解析し、鍵面をキーに暗号鍵管理テーブル１９を検索する。ＰＯＮ制御部１８は、一致するエントリが存在しない場合には、暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵と鍵面の情報を暗号鍵管理テーブル１９に追加登録する。ＰＯＮ制御部１８は、一致するエントリが存在する場合には、当該エントリの暗号鍵を暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵に書き換える。
The
ここで、使用する暗号鍵を新たに生成した暗号鍵に切り替えるため、暗号鍵生成／更新部１５は、暗号鍵生成／更新メッセージを生成してからある時間経過後（ステップＳ３４５、暗号鍵生成／更新メッセージがＯＮＵにて処理されると見込まれる時間になったら）、暗号鍵検索部１２に対して、暗号鍵切り替え指示を出力する（ステップＳ３４６）。その際、当該マルチキャストグループのＭＡＣアドレスも通知する。暗号鍵検索部１２は、この通知を受けることにより、当該マルチキャストグループにおいて使用する暗号鍵の鍵面を切り替える。
Here, in order to switch the encryption key to be used to the newly generated encryption key, the encryption key generating / updating
なお、マルチキャストグループから離脱した端末を収容するＯＮＵ２において、暗号鍵管理テーブル１９における不要となったエントリを削除させるようにしてもよい。この場合、暗号鍵生成／更新部１５は、上記処理に加えて、当該マルチキャストグループで使用していた（更新前の）暗号鍵と鍵面の情報を含む暗号鍵削除メッセージを生成し、ＰＯＮ制御部９に送信する（ステップＳ３４７）。その際、「離脱」のエントリのＯＮＵ情報もＰＯＮ制御部９に通知する。これによりＰＯＮ制御部９は、マルチキャストグループから離脱した端末を収容するＯＮＵ２に対して、当該ＯＮＵ２に設定されたユニキャスト論理リンクで使用中の暗号鍵により暗号鍵削除メッセージを暗号化した上で、ユニキャスト論理リンクにメッセージを送信する。この暗号鍵削除メッセージを受信したＯＮＵ２では、復号処理部２０において暗号鍵削除メッセージを復号し、ＰＯＮ制御部１８において暗号鍵削除メッセージを解析し、鍵面をキーに暗号鍵管理テーブル１９を検索する。そして、一致するエントリが存在した場合には、当該エントリを暗号鍵管理テーブル１９から削除する。
In the
（ｇ）当該ＭＡＣアドレスのエントリが「新規」「継続」「離脱」の場合（ケース７）
このケース７は、既存のマルチキャストグループにおいて、一部のメンバーが離脱し、かつ新たにメンバーが参入した場合であり、図１８に従って暗号鍵生成／更新部１５の動作を説明する。ケース７では、まず、暗号鍵生成／更新部１５は、ＯＮＵ管理テーブル２１の当該ＭＡＣアドレスのエントリから「離脱」のＯＮＵエントリを削除する（ステップＳ３５０）。また、暗号鍵生成／更新部１５は、当該マルチキャストグループ用の新たな暗号鍵を１面生成する（ステップＳ３５１）。さらに暗号鍵生成／更新部１５は、当該ＭＡＣアドレスをキーとしてマルチキャストグループ管理テーブル１１を検索する（ステップＳ３５２）。その結果、ヒットしたエントリの２面の暗号鍵のうち、その時点で暗号処理において使用されていない面の暗号鍵を、新たに生成した暗号鍵で書き換える（ステップＳ３５３）。さらに暗号鍵生成／更新部１５は、生成した暗号鍵をＯＮＵ２に通知するために、マルチキャストグループ管理テーブル１１の当該ＭＡＣアドレスのエントリに格納された２面分の暗号鍵と鍵面とを含む図１１に示したような暗号鍵生成／更新メッセージを生成し、ＰＯＮ制御部９に送信する（ステップＳ３５４）。その際、暗号鍵生成／更新部１５は、フラグ５３が「新規」および「継続」のエントリのＯＮＵ情報をＰＯＮ制御部９に通知する。これによりＰＯＮ制御部９は、マルチキャストグループに新たに参入した端末や引き続き参入している端末を収容するＯＮＵ２に対して、当該ＯＮＵ２に設定されたユニキャスト論理リンクで使用中の暗号鍵により暗号鍵生成／更新メッセージを暗号化した上で、ユニキャスト論理リンクに暗号鍵生成／更新メッセージを送信する。
(G) When the MAC address entry is “new”, “continue”, or “leave” (case 7)
Case 7 is a case in which some members leave and new members join in an existing multicast group. The operation of the encryption key generation /
この暗号鍵生成／更新メッセージを受信したＯＮＵ２では、復号処理部２０において暗号鍵生成／更新メッセージを復号し、ＰＯＮ制御部１８において暗号鍵生成／更新メッセージを解析し、鍵面をキーに暗号鍵管理テーブル１９を検索する。ＰＯＮ制御部１８は、一致するエントリが存在しないと判断した場合には、暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵と鍵面の情報を暗号鍵管理テーブル１９に追加登録する。ＰＯＮ制御部１８は、一致するエントリが存在すると判断した場合には、当該エントリの暗号鍵を暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵に書き換える。
In the
ここで、使用する暗号鍵を新たに生成した暗号鍵に切り替えるため、暗号鍵生成／更新部１５は、暗号鍵生成／更新メッセージを生成してからある時間経過後（ステップＳ３５５，暗号鍵生成／更新メッセージがＯＮＵにて処理されると見込まれる時間になったら）、暗号鍵検索部１２に対して、暗号鍵切り替え指示を行う（ステップＳ３５６）。その際、当該マルチキャストグループのＭＡＣアドレスも通知する。暗号鍵検索部１２は、この通知を受けることにより、使用する暗号鍵の鍵面を切り替える。
Here, in order to switch the encryption key to be used to the newly generated encryption key, the encryption key generating / updating
なお、マルチキャストグループから離脱した端末を収容するＯＮＵ２において、暗号鍵管理テーブル１９における不要となったエントリを削除させるようにしてもよい。この場合、暗号鍵生成／更新部１５は、上記処理に加えて、当該マルチキャストグループで使用していた（更新前の）暗号鍵と鍵面の情報を含む暗号鍵削除メッセージを生成し、ＰＯＮ制御部９に送信する（ステップＳ３５７）。その際、「離脱」のエントリのＯＮＵ情報もＰＯＮ制御部９に通知する。これによりＰＯＮ制御部９は、マルチキャストグループから離脱した端末を収容するＯＮＵ２に対して、当該ＯＮＵ２に設定されたユニキャスト論理リンクで使用中の暗号鍵により暗号鍵削除メッセージを暗号化した上で、ユニキャスト論理リンクにメッセージを送信する。この暗号鍵削除メッセージを受信したＯＮＵ２では、復号処理部２０においてメッセージを復号し、ＰＯＮ制御部１８において暗号鍵削除メッセージを解析し、鍵面をキーに暗号鍵管理テーブル１９を検索する。そして、一致するエントリが存在した場合には、当該エントリを暗号鍵管理テーブル１９から削除する。
In the
次に、マルチキャストフレームの処理動作を示す。マルチキャストフレームが上位網から転送されると、ＯＬＴ１の暗号鍵検索部１２ではマルチキャストフレーム中のあて先ＭＡＣアドレスをキーにマルチキャストグループ管理テーブル１１を検索し、ヒットしたエントリのうちのいずれかの暗号鍵を選択する。この場合、ある時間が経過したら使用する暗号鍵を切り替える（鍵面を切り替える）ようにしている。その後、暗号処理部１３において、選択された暗号鍵を用いてマルチキャストフレームを暗号化し、暗号化したマルチキャストフレームをブロードキャスト論理リンクに送信する。なお、暗号化したマルチキャストフレームには、使用した暗号鍵の鍵面を付加する。図１９は暗号化されたマルチキャストフレームの一例を示すものである。図１９においては、鍵面情報をプリアンブルに格納し、暗号化範囲をＭＡＣフレームのＤＡ（宛先アドレス）からＦＣＳまでとしている。鍵面情報は、具体的にはフレームが暗号化されているかどうかを示すフラグ（ＥＮＣ）と使用された暗号鍵の鍵面から構成される。
Next, a multicast frame processing operation will be described. When the multicast frame is transferred from the upper network, the encryption
各ＯＮＵは、復号処理部２０において、マルチキャストフレームに付加された鍵面をキーに暗号鍵管理テーブル１９を検索する。マルチキャストグループに参入した端末を収容するＯＮＵ２では、ヒットしたエントリの暗号鍵を使ってマルチキャストフレームを復号し、これを端末へ転送する。マルチキャストグループに参入した端末を収容していないＯＮＵでは、暗号鍵管理テーブル１９の検索においてミスヒットとなり、フレームを復号できないか、ヒットした暗号鍵が実際に使用された暗号鍵と違うためにフレームを復号できない。
Each ONU searches the encryption key management table 19 using the key surface added to the multicast frame as a key in the
次に、図９を用いてマルチキャスト用暗号鍵の更新方法について説明する。暗号鍵は、最後に更新されてからある期間経過後に更新する。この暗号鍵更新周期は、暗号鍵面切り替え周期よりも短くする。 Next, the multicast encryption key update method will be described with reference to FIG. The encryption key is updated after a certain period has elapsed since the last update. The encryption key update cycle is shorter than the encryption key surface switching cycle.
暗号鍵生成／更新部１５は、マルチキャストグループごとに暗号鍵更新周期を検出するためのタイマを制御する。暗号鍵生成／更新部１５では、新たな暗号鍵を生成した際に本タイマを起動または再起動し、本タイマが満了したら（ステップＳ２１０）、当該マルチキャストグループ用の新たな暗号鍵を生成する（ステップＳ２１１）。さらに暗号鍵生成／更新部１５は、ＭＡＣアドレスをキーとしてマルチキャストグループ管理テーブル１１を検索する（ステップＳ２１２）。その結果、ヒットしたＭＡＣアドレスのエントリに含まれる２面の暗号鍵のうち、その時点で暗号処理において使用されていない面の暗号鍵を、新たに生成した暗号鍵で書き換える（ステップＳ２１３）。さらに暗号鍵生成／更新部１５は、生成した暗号鍵を、当該マルチキャストグループに参入している端末を収容する全てのＯＮＵに通知するために、生成した暗号鍵と鍵面を格納した暗号鍵生成／更新メッセージを生成し、ＰＯＮ制御部９に送信する（ステップＳ２１４）。その際、暗号鍵生成／更新部１５は、当該マルチキャストグループのＭＡＣアドレスもＰＯＮ制御部９に通知する。これによりＰＯＮ制御部９は、全てのＯＮＵ２に対して、指定されたＭＡＣアドレスで示されるマルチキャストグループで使用中の暗号鍵により暗号鍵生成／更新メッセージを暗号化した上で、ブロードキャスト論理リンクに暗号鍵生成／更新メッセージを送信する。
The encryption key generation /
当該マルチキャストグループに参入している端末を収容するＯＮＵ２では、暗号鍵生成／更新メッセージを受信すると、復号処理部２０においてメッセージを復号し、ＰＯＮ制御部１８において暗号鍵生成／更新メッセージを解析し、鍵面をキーに暗号鍵管理テーブル１９を検索する。ＰＯＮ制御部１８は、一致するエントリが存在しないと判断した場合には、暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵と鍵面の情報を暗号鍵管理テーブル１９に追加登録する。ＰＯＮ制御部１８は、一致するエントリが存在する場合には、当該エントリの暗号鍵を暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵に書き換える。一方、当該マルチキャストグループに参入している端末を収容していないＯＮＵ２では、暗号化された暗号鍵生成／更新メッセージを受信しても、暗号鍵管理テーブル１９の検索においてミスヒットとなり、フレームを復号できないか、あるいはヒットした暗号鍵が実際に使用された暗号鍵と違うためにフレームを復号できない。
When receiving the encryption key generation / update message in the
このように本実施の形態によれば、ＩＧＭＰのスヌープをＯＬＴ１においてのみ実施すればよく、ＯＮＵ２でのＩＧＭＰスヌープ機能は不要となるので、ＯＮＵ２での装置コストを低下することができる。また、暗号鍵の鍵面情報を全マルチキャストグループでユニークになるように割り当てるようにしたため、マルチキャストグループを識別するＩＤは特に不要で、かつ暗号化データにもそのようなＩＤが不要となる。さらに１つのマルチキャストグループに複数の暗号鍵を保持し、通信中やマルチキャストグループへの参入状況変化に応じて、定期的に暗号鍵を更新したり、使用する暗号鍵（鍵面）を切り換えるようにしたため、ＯＮＵにおける暗号鍵の残存や解読によるデータ漏洩を回避することができ、高いセキュリティ機能を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, IGMP snooping only needs to be performed in the
なお、上記実施の形態では、マルチキャストグループのＯＮＵの参入や離脱を、ＯＬＴがＩＧＭＰをスヌープすることにより認識する場合を示したが、ＩＰマルチキャストアドレスに代表されるマルチキャスト配信先情報が含まれるプロトコルであれば、ＭＬＤ（Multicast Listener Discovery）やその他のマルチキャスト制御用プロトコルをスヌープするようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the OLT recognizes the entry / exit of the ONU of the multicast group by snooping IGMP is shown. However, the protocol includes a multicast delivery destination information represented by an IP multicast address. If so, MLD (Multicast Listener Discovery) and other multicast control protocols may be snooped.
また、上記実施の形態では、マルチキャストグループのＯＮＵの参入や離脱を、ＯＬＴがＩＧＭＰをスヌープすることにより認識する場合を示したが、ＯＬＴ１のＣＰＵ部６に対して外部制御コンソールから指示するようにしてもよい。この場合には、ＩＦ部５におけるＩＧＭＰフィルタ部１０ａ、１０ｂは不要となり、ＣＰＵ部６のＩＧＭＰ解析部１４の代わりに、制御コンソールからの指示を解析する処理部が必要となる。
In the above embodiment, the case where the OLT recognizes the entry or withdrawal of the ONU of the multicast group by snooping the IGMP has been described. However, the
また、上記実施の形態では、マルチキャストグループの検索のためにＭＡＣアドレスをキーとした場合を示したが、マルチキャストＩＰグループアドレスをキーとして検索しても同等の効果が得られる。この場合には、マルチキャストグループ管理テーブル１１およびＯＮＵ管理テーブル２１において、ＭＡＣアドレス２５の代わりに、マルチキャストＩＰグループアドレスを管理することとなる。
In the above embodiment, the case where the MAC address is used as a key for searching for a multicast group has been described. However, the same effect can be obtained by searching using the multicast IP group address as a key. In this case, the multicast IP group address is managed instead of the
また、上記実施の形態では、暗号鍵生成／更新メッセージおよび暗号鍵削除メッセージをＯＡＭフレームの一種に定義する場合の例を示したが、ＯＮＵにて暗号鍵生成／更新メッセージおよび暗号鍵削除メッセージを識別できるフォーマットであれば、ＯＡＭフレームに定義しなくてもよい。また、上記実施の形態では、１つのマルチキャストグループに２面の暗号鍵を割り当てるようにしたが、１つのマルチキャストグループに３個以上の暗号鍵を割り当てるようにしてもよい。 In the above embodiment, an example in which an encryption key generation / update message and an encryption key deletion message are defined as a kind of OAM frame is shown. However, an ONU generates an encryption key generation / update message and an encryption key deletion message. Any format that can be identified need not be defined in the OAM frame. In the above embodiment, two encryption keys are assigned to one multicast group, but three or more encryption keys may be assigned to one multicast group.
以上のように、本発明にかかるＰＯＮシステムは、ＭＡＣフレームにより加入者側装置と局側装置との間でデータ送受信を行い、論理リンクを用いた通信を行うＰＯＮシステムに有用である。 As described above, the PON system according to the present invention is useful for a PON system that performs data transmission / reception between a subscriber-side device and a station-side device using a MAC frame and performs communication using a logical link.
１ 局側装置（ＯＬＴ）
２ 加入者側装置（ＯＮＵ）
３ 光ファイバ
４ 光分波器
５ インタフェース部（ＩＦ部）
６ ＣＰＵ部
７ ＮＮＩ部
８ 光送受信部
９ ＰＯＮ制御部
１０ａ，１０ｂ ＩＧＭＰフィルタ部
１１ マルチキャストグループ管理テーブル
１２ 暗号鍵検索部
１３ 暗号処理部
１４ ＩＧＭＰ解析部
１５ 暗号鍵生成／更新部
１６ ＵＮＩ部
１７ 光送受信部
１８ ＰＯＮ制御部
１９ 暗号鍵管理テーブル
２０ 復号処理部
２１ ＯＮＵ管理テーブル
1 Station side equipment (OLT)
2 Subscriber side equipment (ONU)
3
6 CPU part 7
Claims (7)
前記局側装置は、
マルチキャストグループと当該マルチキャストグループに属する複数の暗号鍵との対応関係を全てのマルチキャスト用暗号鍵で一意の鍵面情報によって管理するマルチキャストグループ管理テーブルと、
マルチキャストグループ毎に当該マルチキャストグループに属する１〜複数の加入者側装置の参入状況情報を管理する加入者側装置管理テーブルと、
マルチキャスト制御用のＩＰプロトコルをスヌープすることにより、マルチキャストグループへの加入者側装置の参入および離脱を認識し、この認識結果に基づいて前記加入者側装置管理テーブルにおける前記参入状況情報を更新するスヌープ手段と、
前記加入者側装置管理テーブルの内容に基づいてマルチキャストグループごとに暗号鍵を生成し、生成した暗号鍵を前記マルチキャストグループ管理テーブルに登録するとともに、該生成した暗号鍵を対応する鍵面情報とともにマルチキャストに参入した加入者側装置にユニキャスト論理リンクを使って配布する暗号鍵配布手段と、
前記マルチキャストグループ管理テーブルに登録されたマルチキャストグループに対応する暗号鍵を用いてマルチキャストフレームを暗号化した上で、当該マルチキャストフレームを暗号化する際に使用した暗号鍵を識別する鍵面情報を含むマルチキャストフレームをブロードキャスト論理リンクを使って加入者側装置に送信するマルチキャスト手段と、
を備え、
前記加入者側装置は、
マルチキャストグループで使用すべき暗号鍵と鍵面情報との対応関係を記憶する暗号鍵管理テーブルと、
マルチキャスト制御用のＩＰプロトコルをスヌープすることなく、前記ユニキャスト論理リンクを使って局側装置から配布された暗号鍵および鍵面情報に基づいて前記暗号鍵管理テーブルに対する登録制御を行う暗号鍵登録手段と、
前記ブロードキャスト論理リンクを使って受信したマルチキャストフレームに含まれる鍵面情報に対応する暗号鍵を前記暗号鍵管理テーブルから取得し、取得した暗号鍵を用いて受信したマルチキャストフレームを復号して、収容している加入者端末に送信する復号手段と、
を備えることを特徴とするＰＯＮシステム。 A subscriber side device accommodating one or more subscriber terminals and a station side device accommodating one to a plurality of subscriber side devices and connected to an IP network are connected by an optical transmission medium, In a PON system that performs data transmission / reception between a subscriber-side device and a station-side device and performs communication using a logical link,
The station side device
A multicast group management table for managing a correspondence relationship between a multicast group and a plurality of encryption keys belonging to the multicast group by unique key surface information for all multicast encryption keys;
A subscriber side device management table for managing entry status information of one to a plurality of subscriber side devices belonging to the multicast group for each multicast group;
A snoop for recognizing entry / exit of a subscriber side device to / from a multicast group by snooping the IP protocol for multicast control, and updating the entry status information in the subscriber side device management table based on the recognition result Means,
An encryption key is generated for each multicast group based on the contents of the subscriber side device management table, the generated encryption key is registered in the multicast group management table, and the generated encryption key is multicast together with corresponding key surface information. An encryption key distribution means for distributing to a subscriber side device that has entered the network using a unicast logical link;
Multicast including key plane information for identifying the encryption key used when encrypting the multicast frame after encrypting the multicast frame using the encryption key corresponding to the multicast group registered in the multicast group management table A multicast means for transmitting the frame to the subscriber side device using a broadcast logical link;
With
The subscriber side device is:
An encryption key management table for storing a correspondence relationship between encryption keys to be used in the multicast group and key surface information;
Encryption key registration means for performing registration control on the encryption key management table based on the encryption key and key surface information distributed from the station side device using the unicast logical link without snooping the IP protocol for multicast control When,
The encryption key corresponding to the key information included in the multicast frame received using the broadcast logical link is acquired from the encryption key management table, and the received multicast frame is decrypted using the acquired encryption key and accommodated. Decoding means for transmitting to a subscriber terminal,
A PON system comprising:
前記加入者側装置の暗号鍵登録手段は、前記暗号鍵生成／更新メッセージを受信した場合は、受信した暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵および鍵面情報を前記暗号鍵管理テーブルに登録することを特徴とする請求項１または２に記載のＰＯＮシステム。 The encryption key distribution means of the station side device adds a new encryption code when the subscriber side device joins a new multicast group that does not correspond to any of the multicast groups already registered in the subscriber side device management table. A key is generated, and an encryption key generation / update message including the generated encryption key and key surface information is transmitted to the joining subscriber apparatus, and the new multicast group, key surface information, and encryption are added to the multicast group management table. Register additional correspondence with the key,
When receiving the encryption key generation / update message, the encryption key registration means of the subscriber side device registers the encryption key and key surface information included in the received encryption key generation / update message in the encryption key management table. The PON system according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記加入者側装置の暗号鍵登録手段は、前記暗号鍵生成／更新メッセージを受信した場合は、受信した暗号鍵生成／更新メッセージに含まれる暗号鍵および鍵面情報を前記暗号鍵管理テーブルに登録することを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のＰＯＮシステム。 The encryption key distribution means of the station side device is used in the multicast group when the subscriber side device enters the multicast group corresponding to one of the multicast groups already registered in the subscriber side device management table. The encryption key generation / update message including the encryption key and the key surface information being transmitted is transmitted to the subscriber side device that has entered, and the subscriber side device that has entered the multicast group management table and the key surface information are used. Register additional correspondence with encryption key,
When receiving the encryption key generation / update message, the encryption key registration means of the subscriber side device registers the encryption key and key surface information included in the received encryption key generation / update message in the encryption key management table. The PON system according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記加入者側装置の暗号鍵登録手段は、前記暗号鍵削除メッセージを受信した場合は、受信した暗号鍵削除メッセージに含まれる暗号鍵および鍵面情報を前記暗号鍵管理テーブルから削除することを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載のＰＯＮシステム。 The encryption key distribution unit of the station side device deletes the entry of the multicast group from the subscriber side device management table and the multicast group management table when all the subscriber side devices leave the multicast group, and leaves. Send an encryption key deletion message including the encryption key and key face information used in the multicast group to the subscriber side device,
When receiving the encryption key deletion message, the encryption key registration means of the subscriber side device deletes the encryption key and key surface information included in the received encryption key deletion message from the encryption key management table. The PON system according to any one of claims 1 to 4.
前記加入者側装置の暗号鍵登録手段は、前記暗号鍵削除メッセージを受信した場合は、受信した暗号鍵削除メッセージに含まれる暗号鍵および鍵面情報を前記暗号鍵管理テーブルから削除することを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載のＰＯＮシステム。 The encryption key distribution means of the station side device deletes the entry of the subscriber side device leaving the multicast group from the subscriber side device management table when some of the subscriber side devices leave the multicast group. Then, an encryption key deletion message including the encryption key and key surface information used in the multicast group is sent to the subscriber side device that has left,
When receiving the encryption key deletion message, the encryption key registration means of the subscriber side device deletes the encryption key and key surface information included in the received encryption key deletion message from the encryption key management table. The PON system according to any one of claims 1 to 5.
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