JP2016163069A - 局側装置及びマルチキャスト配信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パケットコピーを低減して映像信号帯域の有効活用を図る局側装置及びマルチキャスト配信方法を提供する。
【解決手段】局側装置は、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）１３０と波長分割多重（ＷＤＭ）、かつ、時分割多重（ＴＤＭ）で光信号の送受信を行う波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）１２０であって、配信事業者からＯＮＵに収容されるユーザ端末へ配信するマルチキャストフローをＰＯＮで使用される複数の波長に振り分けるフロー振分手段を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを含む通信システムにおいて配信事業者からの映像を視聴者へマルチキャスト配信する局側装置及びそのマルチキャスト配信方法に関する。

アクセスサービスの高速化に対するニーズの高まりにより、光ファイバの広帯域特性を活かしたＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）の普及が世界的に進んでいる。ＦＴＴＨサービスの大部分は、１個の収容局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）により複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を収容し、経済性に優れたパッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ：P a s s i v e Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式により提供されている。現在の主力システムは、伝送速度がギガビット級であるＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＯＮ）及びＧ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ−ｃａｐａｂｌｅ ＰＯＮ）である。

一方で、サービス動向については、日本国内では、２０１１年７月に、地上波アナログ放送から地上波デジタル放送へ移行が完了した。これに伴い、ＩＰ再送信および事業者通信キャリアによる地上波デジタル放送／ＢＳデジタル放送のＩＰ再送信サービスも本格化している。これらのＩＰ再送信サービスでは、配信するネットワークに放送並みの能力（同時視聴可能なユーザ数の収容拡大、同時配信可能なチャネル数の容量拡大、チャネル切替時間の短縮、配信品質の確保、信頼性の強化など）が要求される一方で、通信キャリア側には、配信の効率化によるコスト削減が課題となる。この観点から、ユニキャスト配信と比べて帯域利用効率の高いマルチキャスト配信が一般的に用いられる。

図１に、ＴＤＭ−ＰＯＮシステムを用いた映像配信系の全体構成を示す。本例では、ＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２がＯＬＴ＃１と接続しており、ＯＮＵ＃３とＯＮＵ＃４がＯＬＴ＃２と接続していると想定する。更に、ＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃３はフロー１の映像配信を要求し、ＯＮＵ＃２とＯＮＵ＃４はフロー２の映像配信を要求していると想定する。また、本稿が前提とする配信系は、エッジルータにてユーザ数分のパケットコピーは行わず、代わりに、エッジルータにてＯＬＴ数分のパケットコピーを行い、ＰＯＮ区間では光分岐によりコピーを実施するマルチキャスト配信方式を前提とする（例えば、非特許文献１を参照。）。

まず、配信事業者の映像配信サーバから、キャリアネットワークの視聴要求に応じて映像等の配信フローが転送される。次に、キャリアのコアネットワーク（ＮＷ）内は、視聴ユーザを収容するアクセス系との境界に配備するエッジルータに向けて、フローが配信転送される。エッジルータからＯＬＴ区間は、同報用ＶＬＡＮを設定して配信する。ここで、ＯＬＴにＭＬＤ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｌｉｓｔｎｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）プロキシ（もしくは、ＭＬＤスヌーピング）を具備し、エッジルータと連携して同報用ＶＬＡＮ区間の配信制御を行う。また、ＯＬＴからＯＮＵ区間は、ブロードキャスト用論理リンク（ＬＬＩＤ＝０）を設定してホスト要求に応じて同報配信を行う。ここで、ＯＮＵにチャネル毎のフィルタ（宛先ＭＡＣアドレス等）を設定し、フレームの透過／廃棄フィルタ制御を行うことで視聴制御を実現する（例えば、非特許文献１を参照。）。

また、近年、映像配信サービスの進展に加え、大容量ファイルをアップロード／ダウンロードするアプリケーションの登場等により、ＰＯＮシステムの更なる大容量化が求められている。これに対して、非特許文献２では、各ＯＮＵに搭載する光送信器及び光受信器に波長可変機能を備えて波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）も可能とする波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが提案されている。波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮでは、各ＯＮＵにおける送受信波長の切替により、論理接続する終端装置（ＯＳＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ）をＯＮＵ単位で変更できる。

図２に、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムを用いた映像配信系の全体構成例を示す。本例では、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムはＯＬＴ２台とＯＮＵ４台で構成する。ＯＬＴ＃１はＯＳＵ＃１、ＯＳＵ＃２、論理接続制御部、及びコピー部で構成される。ＯＳＵ＃１及びＯＳＵ＃２内の光送受信器の送受信波長は、それぞれλ１及びλ２に設定されている。ＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２内の光送受信器の送受信波長はλ１に設定されており、ＯＮＵ＃１とＯＮＵ＃２はＯＳＵ＃１と通信しているとする。また、ＯＮＵ＃３とＯＮＵ＃４内の光送受信器の送受信波長はλ２に設定されており、ＯＮＵ＃３とＯＮＵ＃４はＯＳＵ＃２と通信しているとする。

まず、配信事業者の映像配信サーバから、キャリアネットワークの視聴要求に応じて映像などの配信フローが転送される。次に、キャリアのコアＮＷ内は、視聴ユーザを収容するアクセス系との境界に配備するエッジルータに向けて、フローが配信転送される。エッジルータからＯＬＴ区間は、同報用ＶＬＡＮを設定して配信する。ここで、ＯＬＴにＭＬＤプロキシ（もしくは、ＭＬＤスヌーピング）を具備し、エッジルータと連携して同報用ＶＬＡＮ区間の配信制御を行う。ＯＬＴ内で、フローはコピー部にてＯＳＵ数分コピーされて転送される。ＯＳＵからＯＮＵ区間は、ブロードキャスト用論理リンク（ＬＬＩＤ＝０）を設定してホスト要求に応じて同報配信を行う。ここで、ＯＮＵにチャネル毎のフィルタ（宛先ＭＡＣアドレス等）を設定し、フレームの透過／廃棄フィルタ制御を行うことで視聴制御を実現する。

このように、非特許文献２の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムを用いた映像配信では、エッジルータでＯＬＴ数分のパケットコピーと、ＯＬＴ内のコピー部でＯＳＵ数分のパケットコピーが必要である。

宮本正和，佐藤裕昭，"高速ザッピング機能を備えた多分岐Ｅ−ＰＯＮアクセスにおけるＩＰマルチキャスト配信制御法に関する研究"，信学技報，２０１２−０３，２０１２ Ｓ．Ｋｉｍｕｒａ，"ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ Ｆｕｔｕｒｅ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，" ＯＥＣＣ２０１０， ６Ａ１−１， ２０１０．

前述の通り、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを用いたマルチキャスト映像配信方式では、ＯＬＴ内でのＯＳＵ数分のパケットコピーが必要となる。このため、非特許文献２には、ＴＤＭ−ＰＯＮを用いたマルチキャスト映像配信方式にＷＤＭ技術を用いてＰＯＮシステムの大容量化を実現したとしても、ＯＬＴ内でコピーされるＯＳＵ数分のパケットが映像信号帯域を使用してしまうという課題がある。

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、パケットコピーを低減して映像信号帯域の有効活用を図るＯＬＴ及びマルチキャスト配信方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るＯＬＴ及びマルチキャスト配信方法は、マルチキャストフローを波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮで使用される複数の波長に振り分けることとした。

具体的には、本発明に係るＯＬＴは、複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）且つ時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）で光信号の送受信を行う波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）であって、
配信事業者から前記ＯＮＵに収容されるユーザ端末へ配信するマルチキャストフローを前記ＰＯＮで使用される複数の波長に振り分けるフロー振分手段を備え、
前記フロー振分手段は、
複数の前記ＯＮＵと接続し、互いに異なる波長の信号を出力する複数の終端装置（ＯＳＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ）と、
前記マルチキャストフローの振分先の前記ＯＳＵを記載した対応表と、
前記対応表に基づいて前記マルチキャストフローを前記ＯＳＵに振り分けるスイッチと、
を有することを特徴とする。

また、本発明に係るマルチキャスト配信方法は、複数のＯＮＵと波長分割多重且つ時分割多重で光信号の送受信を行う波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのＯＬＴで、配信事業者から前記ＯＮＵに収容されるユーザ端末へ配信するマルチキャストフローを前記ＰＯＮで使用される複数の波長に振り分けるフロー振分手順を行っており、
前記フロー振分手順で、前記マルチキャストフローの振分先の前記ＯＳＵを記載した対応表に基づいて前記マルチキャストフローを前記ＯＳＵに振り分けることを特徴とする。

本発明は、マルチキャストフローを波長毎もしくはＯＳＵ毎に振り分け、ＯＮＵで所望のマルチキャストフローを含む信号の波長に切り替えることで、ＯＬＴ内でＯＳＵ数分のパケットコピーを不要としている。このため、本発明は、パケットコピーを低減して映像信号帯域の有効活用を図るＯＬＴ及びマルチキャスト配信方法を提供することができる。

例えば、本発明に係るＯＬＴの前記フロー振分手段は、
前記ＯＳＵが収集した前記ＯＮＵからの受信フロー選択要求に基づいて、
前記ＯＮＵへ向けて前記マルチキャストフローを変更する通知を前記ＯＳＵに送信させて、前記ＯＮＵの前記マルチキャストフローの透過又は廃棄の設定を変更するとともに、
前記ＯＮＵと前記ＯＳＵの論理接続関係を決定し、前記論理接続関係に変更が生じた場合に、変更が生じた前記論理接続関係を前記ＯＳＵへ通知して、前記ＯＳＵに前記ＯＮＵ間の論理接続を変更させる論理接続制御部をさらに備えることができる。

本発明に係るＯＬＴの前記フロー振分手段は、前記ＯＳＵが収集した前記ＯＮＵからの受信フロー選択要求に基づいて、前記対応表を書き換える視聴フロー管理部をさらに備えることを特徴とする。ＯＳＵの運用の自由度を高めることができる。

例えば、本発明に係るＯＬＴの前記視聴フロー管理部は、前記ＯＳＵ毎に振り分けられる前記マルチキャストフローの数が均一になるように前記対応表を書き換えることとしてもよい。

また、本発明に係るＯＬＴの前記視聴フロー管理部は、前記ＯＳＵ毎に論理接続する前記ＯＮＵの数が均一になるように前記対応表を書き換えることとしてもよい。チャネル切替えの失敗やチャネル切替時間の遅延を抑制することができる。

本発明は、パケットコピーを低減して映像信号帯域の有効活用を図るＯＬＴ及びマルチキャスト配信方法を提供することができる。

ＴＤＭ−ＰＯＮシステムを用いた映像配信システムを説明する図である。 波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムを用いた映像配信システムを説明する図である。 本発明に係るＯＬＴを備える波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムを用いた映像配信システムを説明する図である。 本発明に係るＯＬＴが備える対応表を説明する図である。 本発明に係るＯＬＴを備える波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムを用いた映像配信システムにおけるチャネル切り替え方法を説明する図である。 本発明に係るＯＬＴを備える波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムを用いた映像配信システムにおけるチャネル切り替え方法を説明する図である。 本発明に係るＯＬＴを備える波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムを用いた映像配信システムにおけるチャネル切り替え方法を説明する図である。 本発明に係るＯＬＴが備える対応表を説明する図である。 本発明に係るＯＬＴを備える波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムを用いた映像配信システムにおけるチャネル切り替え方法を説明する図である。 本発明に係るＯＬＴが備える対応表を説明する図である。 本発明に係るＯＬＴを備える波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムを用いた映像配信システムを説明する図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。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。

（実施形態１）
図３は、本実施形態の映像配信システム３０１の構造を説明する図である。映像配信システム３０１は、映像配信サーバ１０１、エッジルータ１０２、ＯＬＴ１２０、ＯＮＵ１３０、及びユーザ端末１４０を備える。ＯＬＴ１２０からＯＮＵ１３０までの区間が波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮである。

ＯＬＴ１２０は、複数のＯＮＵ１３０と波長分割多重且つ時分割多重で光信号の送受信を行う波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのＯＬＴであって、配信事業者（映像配信サーバ１０１）からＯＮＵ１３０に収容されるユーザ端末１４０へ配信するマルチキャストフローを前記ＰＯＮで使用される複数の波長に振り分けるフロー振分手段１２１を備える。

フロー振分手段１２１は、複数のＯＮＵ１３０と接続し、互いに異なる波長の信号を出力する複数のＯＳＵ１２４と、前記マルチキャストフローの振分先のＯＳＵを記載した対応表と、前記対応表に基づいて前記マルチキャストフローをＯＳＵ１２４に振り分けるスイッチ１２３と、を備える。

より詳細に説明する。本実施形態では、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムはＯＬＴ２台とＯＮＵ４台で構成されると想定する。ＯＬＴ（＃１）１２０はＯＳＵ（＃１）１２４、ＯＳＵ（＃２）１２４、論理接続制御部１２５、スイッチ（Ｌ２ＳＷ）１２３、及びＮＮＩ（Ｎｅｔｗｏｒｋ−Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２２で構成される。ＯＳＵ（＃１）１２４及びＯＳＵ（＃２）１２４内の光送受信器の送受信波長は、それぞれλ１及びλ２に設定されている。ＯＮＵ（＃１）１３０とＯＮＵ（＃３）１３０内の光送受信器の送受信波長はλ１に設定され、ＯＮＵ（＃１）１３０とＯＮＵ（＃３）１３０はＯＳＵ（＃１）１２４と通信している。ＯＮＵ（＃２）１３０とＯＮＵ（＃４）１３０内の光送受信器の送受信波長はλ２に設定され、ＯＮＵ（＃２）１３０とＯＮＵ（＃４）１３０はＯＳＵ（＃２）１２４と通信している。

まず、配信事業者の映像配信サーバ１０１から、キャリアネットワークの視聴要求に応じて映像などの配信フローが転送される。次に、キャリアのコアＮＷ１０３内は、視聴ユーザを収容するアクセス系との境界に配備するエッジルータ１０２に向けて、フローが配信転送される。エッジルータ１０２からＯＬＴ１２０区間は、同報用ＶＬＡＮを設定して配信する。ここで、ＯＬＴ１２０にＭＬＤプロキシ（もしくは、ＭＬＤスヌーピング）を具備し、エッジルータ１０２と連携して同報用ＶＬＡＮ区間の配信制御を行う。ＭＬＤプロキシとは、マルチキャスト端末（ユーザ端末１４０等）から受信したＭＬＤパケットを終端し、端末の代理でＭＬＤパケットを映像配信サーバ１０１側に送信する機能である。また、ＭＬＤスヌーピングとは、ＭＬＤパケット情報を監視することでマルチキャストパケットの転送先ポートを特定する手法である。ＯＬＴ１２０内のＮＮＩ１２２１２２は、フローに基づいてＯＳＵ振分ＶＩＤを付与する。ＯＳＵ振分ＶＩＤを付与されたフローは、Ｌ２ＳＷ１２３にてＯＳＵ振分ＶＩＤに基づいて、各ＯＳＵ１２４に振り分けられる。ＯＳＵ振分ＶＩＤはＯＳＵ１２４にて削除される。ＯＳＵ１２４からＯＮＵ１３０区間は、ブロードキャスト用論理リンク（ＬＬＩＤ＝０）を設定してホスト要求に応じて同報配信を行う。ここで、ＯＮＵ１３０にチャネル毎のフィルタ（宛先ＭＡＣアドレス等）を設定し、フレームの透過／廃棄フィルタ制御を行うことで視聴制御を実現する。

各フローは、例えば、ＩＰマルチキャストアドレスを識別子として区別され、フロー毎に決められたＯＳＵ振分用ＶＩＤが付与される。また、本例の様に、ＯＬＴ１２０内にＮＮＩ１２２を具備し、ＮＮＩ１２２にてＯＳＵ振分用ＶＩＤを付与してもよいし、ＯＬＴ１２０内にＮＮＩ１２２を具備せずに、エッジルータ１０２にてＯＳＵ振分用ＶＩＤを付与してもよい。

図４は、ＮＮＩ１２２部で用いるフローとＯＳＵ振分用ＶＩＤ対応表を説明する図である。本実施形態では、配信事業者の映像配信サーバ１０１から配信される全フローに対して、あらかじめ用意したフローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表を用いる。図４では、フローが１〜２、ＯＳＵ振分用ＶＩＤが１〜２の場合を想定する。本例の対応表を用いた場合、Ｌ２ＳＷ１２３においてフロー１はＯＳＵ（＃１）１２４に、フロー２がＯＳＵ（＃２）１２４に振り分けられる。

図５は、本実施形態に関するチャネル切替方法を説明する図である。本例では、フロー１を視聴していたＯＮＵ（＃１）１３０が、フロー２に視聴を切り替えるような場合を想定する。加えて、フロー１はＯＳＵ（＃１）１２４から配信されており、フロー２はＯＳＵ（＃２）１２４から配信されていると想定する。ＯＮＵ（＃１）１３０は、ユーザ端末（ＳＴＢ）１４０からの視聴要求に従って、自装置内の光送受信器の波長を当該フローを配信するＯＳＵと同一波長に設定することでフローの切替を行う。

尚、マルチキャスト方式では、ＯＮＵにフロー毎の透過／廃棄フィルタ設定をする必要がある。すなわち、端末のｊｏｉｎ／ｌｅａｖｅ送信の都度フィルタ設定を変更する仕組みが必要となる。この制御手法の一例として、ＯＬＴ１２０による遠隔集中制御が挙げられる。この手法は、ＰＯＮのＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）機能を用いる。ＯＡＭ機能とは、イーサネット（登録商標）網の保守・管理機能である。ＰＯＮのＯＡＭ機能を利用すれば、例えば、ホストのＭＬＤ信号を終端してフィルタ制御を行うＭＬＤプロキシをＯＮＵに追加する必要がないため、ＯＮＵにＩＰ機能の追加というコスト増を回避できる。

図６は、本実施形態におけるチャネル切替えシーケンスを説明する図である。本例では、ＰＯＮのＯＡＭ機能を利用したチャネル切替えシーケンスであり、フロー振分手段１２１が行う。フロー振分手段１２１は、ＯＳＵ１２４が収集したＯＮＵ１３０からの受信フロー選択要求に基づいて、ＯＮＵ１３０へ向けてマルチキャストフローを変更する通知をＯＳＵ１２４に送信させて、ＯＮＵ１３０のマルチキャストフローの透過又は廃棄の設定を変更するとともに、ＯＮＵ１３０とＯＳＵ１２４の論理接続関係を決定し、前記論理接続関係に変更が生じた場合に、変更が生じた論理接続関係をＯＳＵ１２４へ通知して、ＯＳＵ１２４にＯＮＵ１３０間の論理接続を変更させる論理接続制御部１２５をさらに備える。

チャネル切替えの動作を詳細に説明する。まず、ＯＮＵ（＃１）１３０に接続されたＳＴＢ１４０がフロー１停止（ｌｅａｖｅ）とフロー２開始（ｊｏｉｎ）のＭＬＤ要求を送信する（ステップＳ６０１）。これを受信したＯＳＵ（＃１）１２４は、フロー１廃棄とフロー２透過の設定を拡張ＯＡＭフレームに格納してＯＮＵ（＃１）１３０へ送信する（ステップＳ６０２）。これを受信したＯＮＵ（＃１）１３０は、自フィルタ設定を変更する（ステップＳ６０３）。続いて、ＯＳＵ（＃１）１２４は、論理接続制御部１２５へ「フロー１を視聴していたＯＮＵ（＃１）１３０がフロー２に視聴を切り替える」という、視聴要求変更を送信する（ステップＳ６０４）。視聴要求変更を受信した論理接続制御部１２５は、フローとＯＳＵ振分用ＶＩＤ対応表に基づいて、ＯＮＵ（＃１）１３０の受信波長を決定する（ステップＳ６０５）。本例では、論理接続制御部は、ＯＮＵ（＃１）１３０の受信波長をλ１からλ２へ変更するという波長切替を決定し、波長切替指示をＯＳＵ（＃１）１２４とＯＳＵ（＃２）１２４に送信する（ステップＳ６０６）。なお、前記対応表の記載事項によっては波長切替がない場合もある。ＯＳＵ（＃１）１２４はＯＮＵ（＃１）１３０へ波長切替指示を送信し（ステップＳ６０７）、波長切替指示を受信したＯＮＵ（＃１）１３０は、受信器の受信波長を変更する（ステップＳ６０８）。ＯＮＵ（＃１）１３０にて受信波長をλ１からλ２へ変更した後、ＯＳＵ（＃２）１２４はＯＮＵ（＃１）１３０を登録し（ステップＳ６０９）、通信を開始する。ＯＮＵ（＃１）１３０の受信波長の変更により、ＯＮＵ（＃１）１３０内で受信可能なフローは、フロー１からフロー２へ変更される。この段階で、チャネル切替えが完了する（ステップＳ６１０）。

本実施形態の通信システムは、非特許文献２の技術に比べて、ＯＬＴ１２０内でＯＳＵ数分のパケットコピーが不要である。例えば、本通信システムは、ＯＬＴのＯＳＵ数をＭとした場合に映像配信に必要な下り帯域を、非特許文献２の技術に比べてＭ分の１に削減することができる。従って、本通信システムは非特許文献２の技術に比べて、映像配信に必要な下り帯域消費を削減することができるため、マルチキャストのチャネル数の増加、または、ネットワーク配信の効率化により必要なＯＳＵ最大伝送速度の削減が可能となる。

本実施形態では、図４の対応表のように、ＯＳＵからＯＮＵへ送信する信号波長とフローとが１：１で対応させる場合を説明したが、１つの信号波長に複数のフローを対応させる場合もある。この場合、ＯＮＵで受信波長を選択しても複数のフローが到着することになるが、ＯＮＵにチャネル毎のフィルタ（宛先ＭＡＣアドレス等）を設定し、フレームの透過／廃棄フィルタ制御を行うことで必要なフローのみユーザ端末側へ透過させることができる。

（実施形態２）
図７は、本実施形態の通信システムでのチャネル切替手法を説明する図である。本実施形態の通信システムは、実施形態１で説明したＯＬＴ１２０が視聴フロー管理部１２６をさらに備える。つまり、フロー振分手段１２１は、ＯＳＵ１２４が収集したＯＮＵ１３０からの受信フロー選択要求に基づいて、前記対応表を書き換える視聴フロー管理部１２６をさらに備える。つまり、本実施形態の通信システムは、フローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表を視聴フロー管理部１２６の指示により変更できる機能を新たに備える。

図７（ａ）は、対応表書き換え前の状態である。ユーザ端末１４０群からの視聴制御要求に応じた全フローがＡ〜Ｌであり、ＯＳＵ（＃１）１２４からフローＡ〜Ｃ，ＯＳＵ（＃２）１２４からフローＤ〜Ｆ、ＯＳＵ＃３からフローＧ〜Ｉ、ＯＳＵ＃４からフローＪ〜Ｌが配信されている。ユーザ端末１４０群からの視聴要求の変更により全フローがＡ〜Ｄへ変更される場合を想定する。ここで、Ｌ２ＳＷ１２３の出力ポートのうち、ＯＳＵ（＃１）１２４、ＯＳＵ（＃２）１２４、ＯＳＵ＃３、および、ＯＳＵ＃４と接続する出力ポートをそれぞれ、出力ポート１、出力ポート２、出力ポート３、および、出力ポート４と呼ぶことにする。

まず、ＯＳＵ（＃１）１２４〜ＯＳＵ（＃４）１２４は収容配下のＯＮＵからＭＬＤ要求を受信する。視聴フロー管理部１２６は、ＭＬＤスヌーピング機能を具備し、ＯＳＵ（＃１）１２４〜ＯＳＵ（＃４）１２４のＭＬＤ要求をスヌープする。本例では、視聴フロー管理部１２６は、ＭＬＤ要求がフローＡ〜ＬからフローＡ〜Ｄへ変更されたことを受信し、その後、ＭＬＤ要求に応じた全フローをＯＳＵ（＃１）１２４〜ＯＳＵ（＃４）１２４へ均等に配分するようにフローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表を作成する。具体的には、図８のように、フローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表を変更する。

フローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表の作成後、視聴フロー管理部１２６はＮＮＩ１２２へフローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表を送信する。ＮＮＩ１２２にて付与されるＶＩＤが変更された各フローはＬ２ＳＷ１２３からの出力ポートが変更する。本例では、フローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表の変更後、フローＡはＬ２ＳＷ１２３の出力ポート１から、フローＢはＬ２ＳＷ１２３の出力ポート２から、フローＣはＬ２ＳＷ１２３の出力ポート３から、そして、フローＤはＬ２ＳＷ１２３の出力ポート４から出力される。視聴フロー管理部１２６からＮＮＩ１２２へ対応表を送信するのに並行して、視聴フロー管理部１２６は論理接続制御部１２５へフローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表を送信する。論理接続制御部１２５は、受信した対応表に従って、ＯＮＵが論理接続するＯＳＵを変更または維持する。図７（ｂ）が、対応表書き換え後の状態である。

本実施形態では、ユーザ端末の視聴制御要求に合わせて、各フローを配信するＯＳＵを変更できる。このため、視聴制御要求があるフロー数が小さい場合に、映像配信の下り帯域の必要量を更に削減することができる。従って、映像配信の下り帯域必要量を縮小することができるため、マルチキャストのチャネル数の増加、または、ネットワーク配信の効率化により必要なＯＳＵ最大伝送速度の削減が可能となる。

更に、本実施形態の通信システムは、各フローを配信するＯＳＵを変更可能な機能を用いることで、以下の２点の効果もある。
１点目は、１台のＯＬＴ配下のＯＮＵが視聴する全フロー数が少ない時に最小のＯＳＵ台数でサービスを開始すること、及び、１台のＯＬＴ配下のＯＮＵが視聴する全フロー数の減少に従って運用するＯＳＵ台数を削減することで、ＯＬＴの省電力化を実現することである。
２点目は、ＯＳＵが故障してもフローを他のＯＳＵへ移動することができ、ネットワークの障害に対応できることである。

（実施形態３）
図６で説明したように、ＰＯＮのＯＡＭ機能を用いてフィルタリング制御を行った場合、Ｊｏｉｎ／Ｌｅａｖｅを受信する都度、ＯＳＵからＯＮＵへのＯＡＭフレームの送信が必要となるため、下り配信帯域を消費する問題がある。ＯＡＭの本来用途は、ＯＮＵの初期設定（ＱｏＳパラメータ等）や統計情報の収集、ファームウェア更新等の保守運用であり、常時頻繁に利用することを想定していない。尚、ＯＡＭトラフィックの上限は、１０ｆｒａｍｅ／ｓｅｃ程度と標準規定で定められている。

多数の端末による一斉同時の配信要求や、特定の端末による高速ザッピングが頻発すると、ＯＳＵは多数のＪｏｉｎ／Ｌｅａｖｅパケット群をバースト受信するため、ＯＡＭフレームが生成されるまで、Ｊｏｉｎ／ＬｅａｖｅパケットをＯＳＵ内のバッファにいったん蓄積する必要がある。この時、ザッピングの頻発による多量のＪｏｉｎ／Ｌｅａｖｅパケットが到着すると、バッファが溢れ、パケット廃棄が生じてしまい、チャネル切替が失敗することになる。また、バッファに蓄積されたパケットは、バッファから出力されるまでの蓄積時間の分だけチャネル切替時間が遅延する。よって、パケット廃棄を回避するためにバッファ量を多く設定すると切替え失敗は回避できるが、チャネル切替え遅延が増加することになる。

第１及び第２の実施形態では、特定のフローへ視聴ユーザが偏る場合、特定のＯＳＵと論理接続するＯＮＵの台数が多くなる。このように、特定のＯＳＵと論理接続するＯＮＵ台数が多くなる場合、多数の端末による一斉同時の配信要求が発生する頻度が高くなる。そして、多数の端末による一斉同時の配信要求の頻発により、前述のようにチャネル切替の失敗や切替え遅延が増加する。

そこで、本実施形態では、複数ＯＳＵ間で論理接続するＯＮＵ数を均一化することで、チャネル切替の失敗や切替え遅延の増加を抑制することとする。具体的には、視聴フロー管理部１２６は、ＯＳＵ毎に論理接続するＯＮＵの数が均一になるように前記対応表を書き換える。

図９は、本実施形態の通信システムにおいてチャネル切替方法を説明する図である。図９（ａ）は、対応表書き換え前の状態である。対応表書き換え前においては、フローＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、及び、Ｌの視聴ユーザ数が、それぞれ、２０人、４人、４人、４人、４人、４人、５人、５人、５人、５人、１０人、及び、１０人である。そして、ＯＳＵ（＃１）１２４からフローＡ、Ｂ、Ｃ，ＯＳＵ（＃２）１２４からフローＤ、Ｅ、Ｆ、ＯＳＵ（＃３）１２４からフローＧ、Ｈ，Ｉ、ＯＳＵ（＃４）１２４からフローＪ、Ｋ、Ｌが配信されている。この場合、ＯＳＵ（＃１）１２４、ＯＳＵ（＃２）１２４、ＯＳＵ（＃３）１２４、及び、ＯＳＵ（＃４）１２４に論理接続するＯＮＵ数は、それぞれ、２８人、１２人、１５人、及び、２０人であり、ＯＳＵ（＃１）１２４と論理接続するＯＮＵ台数が、他のＯＳＵと論理接続するＯＮＵ台数に比べて多い。そこで、ＯＳＵ（＃１）１２４と論理接続しているユーザがザッピングを頻発した場合、チャネル切替の失敗や、切替え遅延の増加が課題となる。

そこで、視聴フロー管理部１２６は、フローとＯＳＵ振分用ＶＩＤ対応表を書き換える。本例では、各ＯＳＵと論理接続するＯＮＵ台数が均一に近づくように、フローとＯＳＵ振分用ＶＩＤ対応表を決定する。

視聴フロー管理部１２６は、ＭＬＤスヌーピング機能を具備し、各フローを視聴するＯＮＵ台数をスヌープする。そして、スヌープした各フローを視聴するＯＮＵ台数と、フローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表を用いて、各ＯＳＵと論理接続するＯＮＵ台数を算出する。そして、複数ＯＳＵ間で論理接続するＯＮＵ台数が均一になるように、フローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表を書き換える。具体的には、図１０のように、フローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表を変更する。フローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表を書き換え後、視聴フロー管理部１２６はＮＮＩ１２２へフローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表を送信する。ＶＩＤが変更された各フローはＬ２ＳＷ１２３からの出力ポートが変更する。

本例では、フローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表の変更後、フローＡはＬ２ＳＷ１２３の出力ポート１から、フローＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦはＬ２ＳＷ１２３の出力ポート２から、フローＧ、Ｈ、Ｉ、ＪはＬ２ＳＷ１２３の出力ポート３から、そして、フローＫ、ＬはＬ２ＳＷ１２３の出力ポート４から出力される。視聴フロー管理部１２６は、ＮＮＩ１２２へ対応表を送信するのに並行して、論理接続制御部１２５へフローとＯＳＵ識別用ＶＩＤ対応表を送信する。論理接続制御部１２５は、受信した対応表に従って、ＯＮＵが論理接続するＯＳＵを変更または維持する。本例では、ＯＳＵ（＃１）１２４、ＯＳＵ（＃２）１２４、ＯＳＵ（＃３）１２４、及び、ＯＳＵ（＃４）１２４に論理接続するＯＮＵ数は、それぞれ、２０人、２０人、２０人、及び、２０人となり、複数ＯＳＵ間で論理接続するＯＮＵ台数が均一となる。

本実施形態の通信システムは、各ＯＳＵと論理接続するＯＮＵ台数が均一に近づくように各フローを配信するＯＳＵを変更することで、ＯＳＵと論理接続するＯＮＵ台数の偏りを解消できる。従って、本実施形態の通信システムは、前述したチャネル切替えの失敗やチャネル切替時間の遅延を抑制することができる。

（実施形態４）
図１１は、本実施形態の通信システムを説明する図である。本実施形態の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮシステムはＯＬＴ１２０が２台とＯＮＵ１３０が８台で構成される。ＯＬＴ（＃１）１２０は、ＯＳＵ（＃１）１２４、ＯＳＵ（＃２）１２４、ＯＳＵ（＃３）１２４、ＯＳＵ（＃４）１２４、論理接続制御部（＃１）１２５、論理接続制御部（＃２）１２５、Ｌ２ＳＷ１２３、及びＮＮＩ１２２を備える。ＯＳＵ（＃１）１２４とＯＳＵ（＃３）１２４内の光送受信器の送受信波長はλ１、ＯＳＵ（＃２）１２４とＯＳＵ（＃４）１２４内の光送受信器の送受信波長はλ２に設定されている。ＯＮＵ（＃１、＃３、＃５、＃７）１３０内の光送受信器の送受信波長はλ１に設定されている。ＯＮＵ（＃１、＃３）１３０はＯＳＵ（＃１）１２４と通信し、ＯＮＵ（＃５、＃７）１３０はＯＳＵ（＃３）１２４と通信している。ＯＮＵ（＃２、＃４、＃６、＃８）１３０内の光送受信器の送受信波長はλ２に設定されている。ＯＮＵ（＃２、＃４）１３０はＯＳＵ（＃２）１２４と通信し、ＯＳＵ（＃６、＃８）１３０はＯＳＵ（＃４）１２４と通信している。Ｌ２ＳＷ１２３のＯＳＵ（＃１）１２４、ＯＳＵ（＃２）１２４、ＯＳＵ（＃３）１２４、ＯＳＵ（＃４）１２４と接続するポートを、それぞれ、ポート１、ポート２、ポート３、ポート４として説明する。

本通信システムは、１つのＯＬＴ内に同一波長に設定された複数台のＯＳＵが含まれる点で実施形態１の通信システムと異なる。そこで、本通信システムのＯＬＴ１２０は、ポート１とポート３をセグメント１、ポート２とポート４をセグメント２として、ポート単位でＶＬＡＮを設定する。そして、ＯＳＵ振分用ＶＩＤの１が付与されたマルチキャストフレームはセグメント１へ、ＯＳＵ振分用ＶＩＤの２が付与されたマルチキャストフレームはセグメント２へ転送されるように対応表を設定する。

このようにＶＬＡＮ設定を行うことで、１つのＯＬＴ内に、同一波長に設定された複数台のＯＳＵが含まれる場合も、ＯＬＴ内でＯＳＵ数分のパケットコピーが不要となる。このため、実施形態１で説明したように、本通信システムも、波長数をＭとした場合に映像配信に必要な下り帯域を、非特許文献２の技術に比べてＭ分の１に削減することができる。従って、本通信システムは非特許文献２の技術に比べて、映像配信に必要な下り帯域消費を削減することができるため、マルチキャストのチャネル数の増加、または、ネットワーク配信の効率化により必要なＯＳＵ最大伝送速度の削減が可能となる。

また、本通信システムでは、マルチキャストフレームの配信例を示しているが、マルチキャストフレームと合わせてユニキャストフレームを送信することもできる。その場合、まず、ユニキャストフレームを受信したＮＮＩ１２２は、宛先のＯＮＵに従ってＯＳＵ振分ＶＩＤを付与する。ＯＳＵ振分ＶＩＤが付与されたフレームを受信したＬ２ＳＷ１２３は、ＯＳＵ振分ＶＩＤに従って当該フレームをＯＳＵへ転送する。

［付記］
以下は、本実施形態の通信システムを説明したものである。
従来のＴＤＭ−ＰＯＮによるマルチキャスト配信方式をＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮに拡張した場合、ＯＬＴ内のコピー部においてＯＳＵ数分のパケットコピーが必要となり、映像信号帯域のＯＳＵ数倍の下り帯域を消費する課題があった。

そこで、本実施形態の通信システムは、
（１）：複数のＯＮＵと波長分割多重且つ時分割多重で光信号の送受信を行う波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのＯＬＴが、配信事業者から前記ＯＮＵに収容されるユーザ端末へ配信するマルチキャストフローを前記ＰＯＮで使用される複数の波長に振り分けるフロー振分手段を備えていることを特徴とする。

（２）：前記フロー振分手段は、
複数の前記ＯＮＵと接続し、互いに異なる波長の信号を出力する複数の終端装置（ＯＳＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ）と、
前記マルチキャストフローの振分先の前記ＯＳＵを記載した対応表と、
前記対応表に基づいて前記マルチキャストフローを前記ＯＳＵに振り分けるスイッチと、
を備えることを特徴とする上記（１）に記載のＯＬＴ。

（３）：前記フロー振分手段は、
前記ＯＳＵが収集した前記ＯＮＵからの受信フロー選択要求に基づいて、
前記ＯＮＵへ向けて前記マルチキャストフローを変更する通知を前記ＯＳＵに送信させて、前記ＯＮＵの前記マルチキャストフローの透過又は廃棄の設定を変更するとともに、
前記ＯＮＵと前記ＯＳＵの論理接続関係を決定し、前記論理接続関係に変更が生じた場合に、変更が生じた前記論理接続関係を前記ＯＳＵへ通知して、前記ＯＳＵに前記ＯＮＵ間の論理接続を変更させる論理接続制御部をさらに備えることを特徴とする上記（２）に記載のＯＬＴ。

（４）：前記フロー振分手段は、
前記ＯＳＵが収集した前記ＯＮＵからの受信フロー選択要求に基づいて、前記対応表を書き換える視聴フロー管理部をさらに備えることを特徴とする上記（２）又は（３）に記載のＯＬＴ。

（５）：前記視聴フロー管理部は、
前記ＯＳＵ毎に振り分けられる前記マルチキャストフローの数が均一になるように前記対応表を書き換えることを特徴とする上記（４）に記載のＯＬＴ。

（６）：前記視聴フロー管理部は、
前記ＯＳＵ毎に論理接続する前記ＯＮＵの数が均一になるように前記対応表を書き換えることを特徴とする上記（４）に記載のＯＬＴ。

（７）：複数のＯＮＵと波長分割多重且つ時分割多重で光信号の送受信を行う波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのＯＬＴで、
配信事業者から前記ＯＮＵに収容されるユーザ端末へ配信するマルチキャストフローを前記ＰＯＮで使用される複数の波長に振り分けるフロー振分手順を行うことを特徴とするマルチキャスト配信方法。

（８）：前記ＯＬＴが、複数の前記ＯＮＵと接続し、互いに異なる波長の信号を出力する複数のＯＳＵを備えており、
前記フロー振分手順で、
前記マルチキャストフローの振分先の前記ＯＳＵを記載した対応表に基づいて前記マルチキャストフローを前記ＯＳＵに振り分けることを特徴とする上記（７）に記載のマルチキャスト配信方法。

本実施形態の通信システムは、ＯＬＴ内の不要なコピーを削減し、映像信号帯域の有効活用を図ることができる。

１０１：映像配信サーバ
１０２：エッジルータ
１０３：コアネットワーク
１２０：局側装置（ＯＬＴ）
１２１：フロー振分手段
１２２：ＮＮＩ（Ｎｅｔｗｏｒｋ−Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）
１２３：スイッチ（Ｌ２ＳＷ）
１２４：ＯＳＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ）
１２５：論理接続制御部
１２６：視聴フロー管理部
１３０：加入者側装置（ＯＮＵ）
１４０：ユーザ端末（ＳＴＢ）

Claims (6)

1. 複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）且つ時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）で光信号の送受信を行う波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）であって、
   配信事業者から前記加入者側装置に収容されるユーザ端末へ配信するマルチキャストフローを前記ＰＯＮで使用される複数の波長に振り分けるフロー振分手段を備え、
   前記フロー振分手段は、
   複数の前記加入者側装置と接続し、互いに異なる波長の信号を出力する複数の終端装置（ＯＳＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ）と、
   前記マルチキャストフローの振分先の前記終端装置を記載した対応表と、
   前記対応表に基づいて前記マルチキャストフローを前記終端装置に振り分けるスイッチと、
   を有することを特徴とする局側装置。
2. 前記フロー振分手段は、
   前記終端装置が収集した前記加入者側装置からの受信フロー選択要求に基づいて、
   前記加入者側装置へ向けて前記マルチキャストフローを変更する通知を前記終端装置に送信させて、前記加入者側装置の前記マルチキャストフローの透過又は廃棄の設定を変更するとともに、
   前記加入者側装置と前記終端装置の論理接続関係を決定し、前記論理接続関係に変更が生じた場合に、変更が生じた前記論理接続関係を前記終端装置へ通知して、前記終端装置に前記加入者側装置間の論理接続を変更させる論理接続制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
3. 前記フロー振分手段は、
   前記終端装置が収集した前記加入者側装置からの受信フロー選択要求に基づいて、前記対応表を書き換える視聴フロー管理部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の局側装置。
4. 前記視聴フロー管理部は、
   前記終端装置毎に振り分けられる前記マルチキャストフローの数が均一になるように前記対応表を書き換えることを特徴とする請求項３に記載の局側装置。
5. 前記視聴フロー管理部は、
   前記終端装置毎に論理接続する前記加入者側装置の数が均一になるように前記対応表を書き換えることを特徴とする請求項３に記載の局側装置。
6. 複数の加入者側装置と波長分割多重且つ時分割多重で光信号の送受信を行う波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの局側装置で、
   配信事業者から前記加入者側装置に収容されるユーザ端末へ配信するマルチキャストフローを前記ＰＯＮで使用される複数の波長に振り分けるフロー振分手順を行っており、
   前記フロー振分手順で、前記マルチキャストフローの振分先の前記終端装置を記載した対応表に基づいて前記マルチキャストフローを前記終端装置に振り分けることを特徴とするマルチキャスト配信方法。

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