(57)【要約】【課題】暗号化されたユーザデータを含んだデータフレームに基づいて局側装置におけるＯＳＵの切替を検出可能とする切替検出装置を提供する。【解決手段】切替検出装置として機能するＯＮＵ２０２は、局側装置１０１において行なわれるＯＳＵ１２＿１からＯＳＵ１２＿Ｎ＋１への切替を検出する。ＯＮＵ２０２は、局側装置のＯＳＵから、暗号化されたデータと、当該暗号化されたデータに関連付けされたチャネル識別子であるＳＣＩとを受信する。切替検出装置は、ＳＣＩの変化を検出することによって、ＯＳＵ１２＿１からＯＳＵ１２＿Ｎ＋１への切替が局側装置において行なわれたことを検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
局側装置において行なわれる第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を検出するための切替検出装置であって、
前記局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信する受信手段と、
前記フレームに含まれる前記情報を利用して前記暗号化通信の状態の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出する検出手段とを備える、切替検出装置。
【請求項２】
前記情報は、チャネル識別子である、請求項１に記載の切替検出装置。
【請求項３】
前記フレームは、暗号化されたデータと、当該暗号化されたデータに関連付けされた前記チャネル識別子とを含み、
前記検出手段は、前記フレームの前記チャネル識別子の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出する、請求項２に記載の切替検出装置。
【請求項４】
前記チャネル識別子は、前記第１の光回線の暗号デバイスおよび前記第２の光回線の暗号デバイスのうちの運用系として機能している光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスを含み、
前記検出手段は、前記物理アドレスの変化を検出することによって、前記切替が前記局側装置において行なわれたことを検出する、請求項２または請求項３に記載の切替検出装置。
【請求項５】
前記第１の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスと、前記第２の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスとを記憶した記憶手段をさらに備え、
前記検出手段は、前記物理アドレスが前記第１の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスから前記第２の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスに変化したことを検出したことに基づき、前記切替が行なわれたことを検出する、請求項４に記載の切替検出装置。
【請求項６】
前記受信手段は、前記運用系として機能している光回線の暗号デバイスから前記暗号化されたデータと前記チャネル識別子とを受信するポートを含む複数のポートを含み、
前記チャネル識別子は、前記暗号化されたデータの通信に用いるポートの番号をさらに含み、
前記検出手段は、前記ポート番号毎に、前記物理アドレスの変化に基づいた前記切替の検出を行なう、請求項４または請求項５に記載の切替検出装置。
【請求項７】
前記フレームは、前記チャネル識別子を含む制御フレームであり、
前記検出手段は、前記制御フレームに基づいて、前記チャネル識別子の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出する、請求項２に記載の切替検出装置。
【請求項８】
前記切替検出装置は、
前記第１の暗号デバイスおよび前記第２の暗号デバイスの各々に関連付けられた前記チャネル識別子を前記フレームにより取得し、
前記第１の暗号デバイスに対応するチャネル識別子に基づいて、前記暗号化されたデータを復号する第１の復号手段と、
前記第２の暗号デバイスに対応するチャネル識別子に基づいて、前記暗号化されたデータを復号する第２の復号手段とをさらに備え、
前記検出手段は、前記暗号化されたデータの復号に成功した復号手段が前記第１の復号手段と前記第２の復号手段との間で変化することを検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出する、請求項２に記載の切替検出装置。
【請求項９】
前記情報は、アソシエーション番号であり、
前記フレームは、暗号化されたデータと、前記アソシエーション番号とを含み、
前記検出手段は、前記アソシエーション番号の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出する、請求項１に記載の切替検出装置。
【請求項１０】
前記受信手段は、前記暗号化されたデータとパケット番号とを含むフレームを受信し、
前記切替検出装置は、前記パケット番号が予め定められた基準を満たさない場合に、当該パケット番号を含むフレームを廃棄する廃棄手段をさらに備え、
前記廃棄手段は、前記検出手段によって前記局側装置の前記切替が検出された場合には、当該変化が検出されたチャネル識別子を含むフレームのパケット番号に関係なく、当該フレームを廃棄しない、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の切替検出装置。
【請求項１１】
前記切替検出装置は、前記局側装置と複数の暗号化経路によって通信し、
前記廃棄手段は、前記局側装置との暗号化経路毎に、前記フレームを廃棄するか否かを判断する、請求項１０に記載の切替検出装置。
【請求項１２】
前記切替は、冗長切替である、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の切替検出装置。
【請求項１３】
局側装置において行なわれる第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を検出する宅側装置であって、
前記局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信する受信手段と、
前記フレームに含まれる前記情報を利用して前記暗号化通信の状態の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出する検出手段とを備える、宅側装置。
【請求項１４】
前記情報は、チャネル識別子であり、
前記検出手段は、前記チャネル識別子の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出し、
前記宅側装置は、
前記チャネル識別子として、前記第１の光回線の暗号デバイスに関連付けられた第１のチャネル識別子と、前記第２の光回線の暗号デバイスに関連付けられた第２のチャネル識別子とを記憶した記憶手段と、
前記検出手段によって前記切替が検出されるまでは、前記局側装置からの暗号化されたデータを、前記第１のチャネル識別子を用いて復号し、前記検出手段によって前記切替が検出されると、前記局側装置からの前記暗号化されたデータを、前記第２のチャネル識別子を用いて復号する復号手段とをさらに備える、請求項１３に記載の宅側装置。
【請求項１５】
前記情報は、アソシエーション番号であり、
前記検出手段は、前記アソシエーション番号の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出し、
前記宅側装置は、
前記第１の光回線の暗号デバイスに関連付けられた第１のチャネル識別子と、前記第２の光回線の暗号デバイスに関連付けられた第２のチャネル識別子とを記憶した記憶手段と、
前記検出手段によって前記切替が検出されるまでは、前記局側装置からの暗号化されたデータを、前記第１のチャネル識別子を用いて復号し、前記検出手段によって前記切替が検出されると、前記局側装置からの前記暗号化されたデータを、前記第２のチャネル識別子を用いて復号する復号手段とをさらに備える、請求項１３に記載の宅側装置。
【請求項１６】
前記局側装置が接続される光回線に前記宅側装置がリンクアップされた場合には、前記宅側装置は、前記局側装置と、暗号化通信に関するディスカバリのための処理を実行する一方、前記検出手段によって、前記局側装置における前記切替が検出された場合には、前記宅側装置は前記ディスカバリのための処理を実行しない、請求項１３〜請求項１５のいずれか１項に記載の宅側装置。
【請求項１７】
前記受信手段は、前記暗号化されたデータとパケット番号とを含むフレームを受信し、
前記宅側装置は、前記パケット番号が予め定められた基準を満たさない場合に、当該パケット番号を含むフレームを廃棄する廃棄手段をさらに備え、
前記廃棄手段は、前記検出手段によって前記局側装置の前記切替が検出された場合には、当該変化が検出されたチャネル識別子を含むフレームのパケット番号に関係なく、当該フレームを廃棄しない、請求項１３〜請求項１６のいずれか１項に記載の宅側装置。
【請求項１８】
宅側装置と光通信する局側装置において利用される光回線の暗号デバイスであって、
前記光回線の暗号デバイスが運用系として機能しているときに、予め定められた複数のアソシエーション番号のうちの１つのアソシエーション番号と、パケット番号とを少なくとも含むフレームを、前記宅側装置へ送信する送信手段と、
前記複数のアソシエーション番号の各々に対して、前記アソシエーション番号を含むフレームのパケット番号と前記暗号化通信における暗号鍵とを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段において対応付けて記憶されたアソシエーション番号と暗号鍵とパケット番号とのうちの前記アソシエーション番号と前記暗号鍵とを、予め定められたタイミングで、前記局側装置における待機系の光回線の暗号デバイスに通知する通知手段とを備える、光回線の暗号デバイス。
【請求項１９】
局側装置であって、
宅側装置と暗号化通信を行なうための第１の光回線の暗号デバイスと、
前記宅側装置と前記暗号化通信を行なうための第２の光回線の暗号デバイスとを備え、
前記局側装置が接続される光回線に前記宅側装置がリンクアップされた場合には、前記局側装置は、前記宅側装置と暗号化通信に関するディスカバリのための処理を実行する一方、前記第１の暗号デバイスから前記第２の暗号デバイスへの切替が行なわれた場合には、前記局側装置は、前記宅側装置と前記暗号化通信に関するディスカバリのための処理を実行しない、局側装置。
【請求項２０】
宅側装置と、第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を行なう局側装置とを備えた光通信システムであって、
前記宅側装置は、
前記局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信する受信手段と、
前記フレームに含まれる前記情報を利用して前記暗号化通信の状態の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出する検出手段とを備える、光通信システム。
【請求項２１】
前記情報は、チャネル識別子である、請求項２０に記載の光通信システム。
【請求項２２】
前記フレームは、暗号化されたデータと、当該暗号化されたデータに関連付けされた前記チャネル識別子とを含み、
前記検出手段は、前記フレームの前記チャネル識別子の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出する、請求項２１に記載の光通信システム。
【請求項２３】
前記暗号化されたデータに関連付けされた前記チャネル識別子は、暗号化通信に用いるチャネル識別子であって、
前記第１の光回線の暗号デバイスから前記第２の光回線の暗号デバイスへの切替が行なわれる前に、前記第２の光回線の暗号デバイスは、当該第２の光回線の暗号デバイスの暗号化通信に用いるチャネル識別子を、前記宅側装置へ送信する、請求項２２に記載の光通信システム。
【請求項２４】
前記局側装置は、切替先の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスを、拡張保守監視機能を用いて前記宅側装置へ送信し、
前記宅側装置は、前記切替先の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスを記憶し、
前記チャネル識別子は、前記第１の光回線の暗号デバイスおよび前記第２の光回線の暗号デバイスのうちの運用系として機能している光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスを含み、
前記検出手段は、前記物理アドレスが切替先の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスに変化したことが検出されたことに基づき、前記切替が行なわれことを検出する、請求項２２に記載の光通信システム。
【請求項２５】
前記フレームは、前記チャネル識別子を含む制御フレームであり、
前記第１の光回線の暗号デバイスから前記第２の光回線の暗号デバイスへの切替が生じると、前記第２の光回線の暗号デバイスは、当該第２の光回線の暗号デバイスの暗号化通信に用いる前記チャネル識別子を、前記宅側装置へ送信し、
前記宅側装置の前記検出手段は、前記制御フレームに基づいて、前記チャネル識別子の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出する、請求項２１に記載の光通信システム。
【請求項２６】
前記フレームは、前記チャネル識別子を含む制御フレームであり、
前記第１の光回線の暗号デバイスから前記第２の光回線の暗号デバイスへの切替が完了するよりも前に、前記第１の光回線の暗号デバイスは、当該第２の光回線の暗号デバイスの暗号化通信に用いる前記チャネル識別子を含む前記制御フレームを、前記宅側装置へ送信し、
前記宅側装置の前記検出手段は、前記制御フレームに基づいて、前記チャネル識別子の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出する、請求項２１に記載の光通信システム。
【請求項２７】
前記宅側装置は、
前記第１の暗号デバイスおよび前記第２の暗号デバイスの各々に関連付けられた前記チャネル識別子を前記フレームにより取得し、
前記第１の暗号デバイスに対応するチャネル識別子に基づいて、前記暗号化されたデータを復号する第１の復号手段と、
前記第２の暗号デバイスに対応するチャネル識別子に基づいて、前記暗号化されたデータを復号する第２の復号手段とをさらに備え、
前記検出手段は、前記暗号化されたデータの復号に成功した復号手段が前記第１の復号手段と前記第２の復号手段との間で変化することを検出することによって、前記切替が前記局側装置において行なわれたことを検出する、請求項２１に記載の光通信システム。
【請求項２８】
前記情報は、アソシエーション番号であり、
前記フレームは、暗号化されたデータと、前記アソシエーション番号とを含み、
前記宅側装置の前記検出手段は、前記アソシエーション番号の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出する、請求項２０に記載の光通信システム。
【請求項２９】
前記局側装置が接続される光回線に前記宅側装置がリンクアップされた場合には、前記局側装置と前記宅側装置とは、暗号化通信に関するディスカバリのための処理を実行する一方、前記検出手段によって前記切替が検出された場合には、前記局側装置と前記宅側装置とは、前記暗号化通信に関するディスカバリのための処理を実行しない、請求項２０〜請求項２８のいずれか１項に記載の光通信システム。
【請求項３０】
前記受信手段は、前記暗号化されたデータとパケット番号とを含むフレームを受信し、
前記宅側装置は、前記パケット番号が予め定められた基準を満たさない場合に、当該パケット番号を含むフレームを廃棄する廃棄手段をさらに備え、
前記廃棄手段は、前記検出手段によって前記局側装置の前記切替が検出された場合には、当該変化が検出されたチャネル識別子を含むフレームのパケット番号に関係なく、当該フレームを廃棄しない、請求項２０〜請求項２９のいずれか１項に記載の光通信システム。
【請求項３１】
局側装置において行なわれる第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を宅側装置において検出するための切替検出方法であって、
前記局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信するステップと、
前記フレームに含まれる前記情報を利用して前記暗号化通信の状態の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出するステップとを備える、切替検出方法。
【請求項３２】
局側装置において行なわれる第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を検出するための切替検出装置を制御するプログラムであって、
前記局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信するステップと、
前記フレームに含まれる前記情報を利用して前記暗号化通信の状態の変化を検出することによって、前記局側装置における前記切替を検出するステップとを、前記切替検出装置のプロセッサに実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切替検出装置、宅側装置、光回線の暗号デバイス、局側装置、光通信システム、切替検出方法、およびプログラムに関し、特に、冗長構成およびセキュリティ機能を有する通信システムにおける切替検出装置および宅側装置、局側装置に用いられる光回線の暗号デバイス、局側装置、局側装置と宅側装置とを備える光通信システム、宅側装置おける切替検出方法、および宅側装置を制御するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。これに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）およびＦＴＴＨ（Fiber To The Home）等のブロードバンドアクセスが可能な装置も急速に普及してきている。
【０００３】
ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．３ａｈ（登録商標）−２００４（非特許文献１）には、複数の宅側装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）が光通信回線を共有して局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）とのデータ伝送を行なう媒体共有形通信である受動的光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）の１つの方式が開示されている。すなわち、ＰＯＮを通過するユーザ情報およびＰＯＮを管理運用するための制御情報を含め、すべての情報がイーサネット（登録商標）フレームの形式で通信されるＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）と、ＥＰＯＮのアクセス制御プロトコル（ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol））およびＯＡＭ（Operations Administration and Maintenance）プロトコルとが規定されている。局側装置と宅側装置との間でＭＰＣＰフレームをやりとりすることによって、宅側装置の加入、離脱、および上りアクセス多重制御などが行なわれる。また、非特許文献１では、ＭＰＣＰメッセージによる、新規宅側装置の登録方法、帯域割り当て要求を示すレポート、および送信指示を示すゲートについて記載されている。
【０００４】
なお、１ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮであるＧＥ−ＰＯＮの次世代の技術として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ（登録商標）−２００９として標準化が行なわれた１０Ｇ−ＥＰＯＮすなわち通信速度が１０ギガビット／秒相当のＥＰＯＮにおいても、アクセス制御プロトコルはＭＰＣＰが前提となっている。
【０００５】
また、ＰＯＮでは、局側装置から送信される光信号は基本的に配下の全ＯＮＵに到達することから、ユーザデータ等を保護するための暗号化機能が必要となる。また、ＯＮＵから送信される光信号についても、成りすまし防止、および反射光の傍受による通信内容の暴露を防止するために暗号化機能が必要となる。このような暗号化機能の一例として、たとえば、ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１ＡＥ（登録商標）−２００６（非特許文献２）には、ＳＡＫ（Secure Association Key）等を用いてユーザデータを暗号化する技術が開示されている。
【０００６】
ところで、一般的にビジネス向けのネットワークサービスでは、高品質サービスを提供するためにシステムの二重化（冗長化）が必須である。また、音声／映像配信サービスでも二重化システムを用いることにより信頼性の高いシステムを提供することができる。二重化システムでは、装置、部品およびネットワークの各々が必要に応じて運用系および待機系を有する冗長構成がとられる。運用しているシステムの一部に障害が発生した場合には、運用系から待機系への冗長切り替えを行なうことにより、障害によるシステム停止時間をできるだけ短くすることが可能となる。この場合、ＯＮＵは、局側装置において冗長切替が行なわれたことを検出する必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｈ−２００４
【非特許文献２】ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１ＡＥ−２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
局側装置は、ＯＮＵに対して、暗号化されたユーザデータを含んだデータフレーム（下りデータフレーム）を送信する。しかしながら、従来のＯＮＵでは、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替（たとえば、冗長切替）を検出することはできなかった。
【０００９】
局側装置において暗号デバイスが切替わる際に、局側装置とＯＮＵとの間の通信が停止する可能性がある。通信の停止期間が長くなることは通信品質の低下をもたらす。
【００１０】
本願発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、本願発明の目的は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出可能とする切替検出装置、宅側装置、光回線の暗号デバイス、光通信システム、切替検出方法、およびプログラムを提供することである。
【００１１】
また、本願発明の別の目的は、局側装置において暗号デバイスが切替わる際に、局側装置と宅側装置との間の通信の停止時間をできるだけ短くすることが可能な局側装置、宅側装置および光通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のある局面に従うと、切替検出装置は、局側装置において行なわれる第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を検出するための切替検出装置である。切替検出装置は、局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信する受信手段と、フレームに含まれる情報を利用して暗号化通信の状態の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する検出手段とを備える。
【００１３】
本発明の他の局面に従うと、宅側装置は、局側装置において行なわれる第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を検出する。宅側装置は、局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信する受信手段と、フレームに含まれる情報を利用して暗号化通信の状態の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する検出手段とを備える。
【００１４】
本発明のさらに他の局面に従うと、光回線の暗号デバイスは、宅側装置と光通信する局側装置において利用される。光回線の暗号デバイスは、光回線の暗号デバイスが運用系として機能しているときに、予め定められた複数のアソシエーション番号のうちの１つのアソシエーション番号と、パケット番号とを少なくとも含むフレームを、宅側装置へ送信する送信手段と、複数のアソシエーション番号の各々に対して、アソシエーション番号を含むフレームのパケット番号と暗号化通信における暗号鍵とを対応付けて記憶する記憶手段と、記憶手段において対応付けて記憶されたアソシエーション番号と暗号鍵とパケット番号とのうちの当該アソシエーション番号と当該暗号鍵とを、予め定められたタイミングで、局側装置における待機系の光回線の暗号デバイスに通知する通知手段とを備える。
【００１５】
本発明のさらに他の局面に従うと、局側装置は、宅側装置と暗号化通信を行なうための第１の光回線の暗号デバイスと、宅側装置と暗号化通信を行なうための第２の光回線の暗号デバイスとを備える。局側装置が接続される光回線に宅側装置がリンクアップされた場合には、局側装置は、宅側装置と暗号化通信に関するディスカバリのための処理を実行する一方、第１の暗号デバイスから第２の暗号デバイスへの切替が行なわれた場合には、局側装置は、宅側装置と、暗号化通信に関するディスカバリのための処理を実行しない。
【００１６】
本発明のさらに他の局面に従うと、光通信システムは、宅側装置と、第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を行なう局側装置とを備える。宅側装置は、局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信する受信手段と、フレームに含まれる情報を利用して暗号化通信の状態の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する検出手段とを備える。
【００１７】
本発明のさらに他の局面に従うと、切替検出方法は、局側装置において行なわれる第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を宅側装置において検出するために用いられる。切替検出方法は、局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信するステップと、フレームに含まれる情報を利用して暗号化通信の状態の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出するステップとを備える。
【００１８】
本発明のさらに他の局面に従うと、プログラムは、局側装置において行なわれる第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を検出するための切替検出装置を制御する。プログラムは、局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信するステップと、フレームに含まれる情報を利用して暗号化通信の状態の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出するステップとを、切替検出装置のプロセッサに実行させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出することが可能となる。
【００２０】
また、本発明によれば、局側装置において暗号デバイスが切替わる際に、局側装置と宅側装置との間の通信の停止時間をできるだけ短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムで行なわれる処理の概要を説明するためのシーケンスチャートである。
【図３】局側装置におけるＯＳＵの構成を示す図である。
【図４】ＯＮＵの構成を示す図である。
【図５】ＯＳＵにおけるＰＯＮ制御部および暗号部の構成を示す図である。
【図６】下りデータフレームの構成の一例を説明するための図である。
【図７】ＯＮＵにおける制御部および復号部の構成を示す図である。
【図８】複数の暗号化経路を説明するための図である。
【図９】運用系ＯＳＵから待機系ＯＳＵへのデータ転送について説明するための図である。
【図１０】ＯＮＵ２０２における処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１１】ＩＥＥＥ８０２．１Ｘにおいて、あるセキュアチャネル（セキュア経路）で暗号化通信を始める場合の手順を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る手順を説明するための図である。
【図１３】ＰＯＮシステム３０２で行なわれる、実施の形態２に係る処理の概要を説明するためのシーケンスチャートである。
【図１４】ＩＥＥＥ８０２．１Ｘで定義されている、ＥＡＰＯＬ-ＭＫＡフレームのフレームフォーマットを説明するための図である。
【図１５】図１４に示されたＢａｓｉｃ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔの構造を示した図である。
【図１６】実施の形態２に係るＯＮＵ２０２の処理の流れを示したフローチャートである。
【図１７】ＰＯＮシステム３０２で行なわれる、実施の形態３に係る処理の概要を説明するためのシーケンスチャートである。
【図１８】実施の形態４に係るＯＮＵにおける復号部２０の主な構成を示す図である。
【図１９】実施の形態４に係るＯＮＵ２０２の復号部２０の他の構成例を示した図である。
【図２０】実施の形態５に係る手順を説明するための図である。
【図２１】実施の形態５における、ＯＮＵ２０２における制御部２９および復号部２０の構成を示す図である。
【図２２】実施の形態５に係る復号パラメータ管理テーブルの構成例を示した図である。
【図２３】実施の形態５に係る、復号パラメータ管理テーブル６０ｂに対するキーの登録の一例を示した図である。
【図２４】実施の形態５に係る復号パラメータ管理テーブル６０ｂにおけるＰＮの設定の一例を示した図である。
【図２５】実施の形態６に係る、復号パラメータ管理テーブル６０ｂに対するキーの登録の一例を示した図である。
【図２６】実施の形態６に係る復号パラメータ管理テーブル６におけるＰＮの設定の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施形態を列記して説明する。
【００２３】
（１）本発明の実施形態に従うと、切替検出装置は、局側装置において行なわれる第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を検出するための切替検出装置である。切替検出装置は、局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信する受信手段と、フレームに含まれる情報を利用して暗号化通信の状態の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する検出手段とを備える。
【００２４】
上記の構成によれば、切替検出装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出可能となる。暗号デバイスが切替わることにより、暗号化通信の状態が変化する。これにより、フレームに含まれている、暗号化通信に関する情報も変化する。切替検出装置はこの変化を検出することで局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出できる。
【００２５】
暗号化通信に関する情報は、特定の情報に限定されるものではない。また、その情報を含むフレームも、暗号化されたデータを含むフレームに限定されず、たとえば制御フレームであってもよい。
【００２６】
「フレームに含まれる情報を利用して暗号化通信の状態の変化を検出する」とは、そのフレームを確認して暗号化通信の状態の変化を検出するとの意味に限定されない。たとえばフレームは、暗号化通信の状態の変化に伴って変化する情報を通知するための目的で利用されてもよい。
【００２７】
「局側装置における切替」を検出するタイミングは限定されない。局側装置における切替が予定されている場合、検出手段は、その切替を予め検出してもよい。あるいは検出手段は、局側装置における切替が完了した後に、その切替を検出してもよい。
【００２８】
（２）好ましくは、上記情報は、チャネル識別子である。
上記の構成によれば、チャネル識別子の変化に基づいて、暗号デバイスの切替を検出可能となる。
【００２９】
（３）好ましくは、上記フレームは、暗号化されたデータと、当該暗号化されたデータに関連付けされたチャネル識別子とを含む。検出手段は、フレームのチャネル識別子の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する。
【００３０】
上記の構成によれば、切替検出装置は、暗号化されたユーザデータを含んだデータフレームに基づいて、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出可能となる。
【００３１】
（４）好ましくは、チャネル識別子は、第１の光回線の暗号デバイスおよび第２の光回線の暗号デバイスのうちの運用系として機能している光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスを含む。検出手段は、物理アドレスの変化を検出することによって、切替が局側装置において行なわれたことを検出する。
【００３２】
上記の構成によれば、切替検出装置は、チャネル識別子に含まれる物理アドレスの変化を検出することによって、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出可能となる。
【００３３】
（５）好ましくは、切替検出装置は、第１の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスと、第２の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスとを記憶した記憶手段をさらに備える。検出手段は、物理アドレスが第１の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスから第２の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスに変化したことを検出したことに基づき、切替が行なわれたことを検出する。
【００３４】
上記の構成によれば、切替検出装置は、記憶している物理アドレスに基づき、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出可能となる。
【００３５】
（６）好ましくは、受信手段は、運用系として機能している光回線の暗号デバイスから暗号化されたデータとチャネル識別子とを受信するポートを含む複数のポートを含む。チャネル識別子は、暗号化されたデータの通信に用いるポートの番号をさらに含む。検出手段は、ポート番号毎に、物理アドレスの変化に基づいた切替の検出を行なう。
【００３６】
上記の構成によれば、切替検出装置は、ポート毎に局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出可能となる。
【００３７】
（７）好ましくは、上記フレームは、チャネル識別子を含む制御フレームである。検出手段は、制御フレームに基づいて、チャネル識別子の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する。
【００３８】
上記の構成によれば、切替検出装置は、局側装置からの制御フレームに基づいて、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出可能となる。したがって暗号化されたユーザデータを含んだフレームがチャネル識別子を含まない場合（たとえばセキュリティタグがショートタグである場合）にも、切替検出装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出することができる。
【００３９】
（８）好ましくは、切替検出装置は、第１の暗号デバイスおよび第２の暗号デバイスの各々に関連付けられたチャネル識別子をフレームにより取得する。切替検出装置は、第１の暗号デバイスに対応するチャネル識別子に基づいて、暗号化されたデータを復号する第１の復号手段と、第２の暗号デバイスに対応するチャネル識別子に基づいて、暗号化されたデータを復号する第２の復号手段とをさらに備える。検出手段は、暗号化されたデータの復号に成功した復号手段が第１の復号手段と第２の復号手段との間で変化することを検出することによって、局側装置における切替を検出する。
【００４０】
上記の構成によれば、暗号化されたユーザデータを含んだフレームがチャネル識別子を含まない場合（たとえばセキュリティタグがショートタグである場合）にも、切替検出装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出することができる。
【００４１】
（９）好ましくは、上記情報は、アソシエーション番号である。フレームは、暗号化されたデータと、アソシエーション番号とを含む。検出手段は、アソシエーション番号の変化を検出することによって、切替が局側装置において行なわれたことを検出する。
【００４２】
上記の構成によれば、暗号化されたユーザデータを含んだフレームがチャネル識別子を含まない場合（たとえばセキュリティタグがショートタグである場合）にも、切替検出装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出することができる。
【００４３】
（１０）好ましくは、受信手段は、暗号化されたデータとチャネル識別子とパケット番号とを含むフレームを受信する。切替検出装置は、パケット番号が予め定められた基準を満たさない場合に、当該パケット番号を含むフレームを廃棄する廃棄手段をさらに備える。廃棄手段は、検出手段によって局側装置の暗号デバイスの切替が検出された場合には、当該変化が検出されたチャネル識別子を含むフレームのパケット番号に関係なく、当該フレームを廃棄しない。
【００４４】
上記の構成によれば、切替検出装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出した場合には、暗号化されたデータを含むフレームを破棄しない。それゆえ、切替検出装置は、局側装置との間におけるデータ伝送を効率的に行なうことができる。
【００４５】
（１１）好ましくは、切替検出装置は、局側装置と複数の暗号化経路によって通信する。廃棄手段は、局側装置との暗号化経路毎に、フレームを廃棄するか否かを判断する。
【００４６】
上記の構成によれば、切替検出装置は、暗号化経路毎にフレームを廃棄するかを判断できる。それゆえ、切替検出装置は、暗号化経路毎にフレームを廃棄しない構成に比べて、局側装置との間におけるデータ伝送を効率的に行なうことができる。
【００４７】
（１２）好ましくは、上記の切替は、冗長切替である。
上記の構成によれば、局側装置における光回線の暗号デバイスの冗長切替を検出可能となる。
【００４８】
（１３）本発明の他の実施形態に従うと、宅側装置は、局側装置において行なわれる第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を検出する。宅側装置は、局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信する受信手段と、フレームに含まれる情報を利用して暗号化通信の状態の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する検出手段とを備える。
【００４９】
上記の構成によれば、宅側装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出可能となる。これにより、宅側装置は、暗号デバイスの切替に対応した暗号化通信を実行できる。したがって、局側装置において暗号デバイスが切り替わる場合にも、局側装置と宅側装置との間の暗号化通信の停止時間をできるだけ短くすることが可能となる。
【００５０】
（１４）好ましくは、上記情報は、チャネル識別子である。検出手段は、チャネル識別子の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する。宅側装置は、チャネル識別子として、第１の光回線の暗号デバイスに関連付けられた第１のチャネル識別子と、第２の光回線の暗号デバイスに関連付けられた第２のチャネル識別子とを記憶した記憶手段と、検出手段によって切替が検出されるまでは、局側装置からの暗号化されたデータを、第１のチャネル識別子を用いて復号し、検出手段によって切替が検出されると、局側装置からの暗号化されたデータを、第２のチャネル識別子を用いて復号する復号手段とをさらに備える。
【００５１】
上記構成によれば、宅側装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替に応じて適切なチャネル識別子を選択できる。これにより、宅側装置は、暗号デバイスの切替に対応して、円滑に暗号化通信を実行できる。
【００５２】
（１５）好ましくは、上記情報は、アソシエーション番号である。検出手段は、アソシエーション番号の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する。宅側装置は、第１の光回線の暗号デバイスに関連付けられた第１のチャネル識別子と、第２の光回線の暗号デバイスに関連付けられた第２のチャネル識別子とを記憶した記憶手段と、検出手段によって切替が検出されるまでは、局側装置からの暗号化されたデータを、第１のチャネル識別子を用いて復号し、検出手段によって切替が検出されると、局側装置からの暗号化されたデータを、第２のチャネル識別子を用いて復号する復号手段とをさらに備える。
【００５３】
上記の構成によれば、暗号化されたユーザデータを含んだフレームがチャネル識別子を含まない場合（たとえばセキュリティタグがショートタグである場合）にも、宅側装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出して、適切なチャネル識別子を選択できる。これにより、宅側装置は、暗号デバイスの切替に対応して、円滑に暗号化通信を実行できる。なお、第１のチャネル識別子および第２のチャネル識別子を宅側装置が取得するための方法は特に限定されず、任意の適切な方法を採用することができる。
【００５４】
（１６）好ましくは、局側装置が接続される光回線に宅側装置がリンクアップされた場合には、宅側装置は、局側装置と、暗号化通信に関するディスカバリ（典型的にはＭＫＡディスカバリ）のための処理を実行する。一方、検出手段によって、局側装置における切替が検出された場合には、宅側装置は、局側装置と、暗号化通信に関するディスカバリのための処理を実行しない。
【００５５】
上記構成によれば、局側装置において暗号デバイスが切替わったとしても、その切替わりにともなう暗号化通信の停止時間を短くすることができる。
【００５６】
（１７）好ましくは、受信手段は、暗号化されたデータとチャネル識別子とパケット番号とを含むフレームを受信する。宅側装置は、パケット番号が予め定められた基準を満たさない場合に、当該パケット番号を含むフレームを廃棄する廃棄手段をさらに備える。廃棄手段は、検出手段によって局側装置の暗号デバイスの切替が検出された場合には、当該変化が検出されたチャネル識別子を含むフレームのパケット番号に関係なく、当該フレームを廃棄しない。
【００５７】
上記の構成によれば、切替検出装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出した場合には、暗号化されたデータを含むフレームを破棄しない。それゆえ、切替検出装置は、局側装置との間におけるデータ伝送を効率的に行なうことができる。
【００５８】
（１８）本発明のさらに他の実施形態に従うと、光回線の暗号デバイスは、宅側装置と光通信する局側装置において利用される。光回線の暗号デバイスは、光回線の暗号デバイスが運用系として機能しているときに、予め定められた複数のアソシエーション番号のうちの１つのアソシエーション番号と、パケット番号とを少なくとも含むフレームを、宅側装置へ送信する送信手段と、複数のアソシエーション番号の各々に対して、アソシエーション番号を含むフレームのパケット番号と暗号化通信における暗号鍵とを対応付けて記憶する記憶手段と、記憶手段において対応付けて記憶されたアソシエーション番号と暗号鍵とパケット番号とのうちの当該アソシエーション番号と当該暗号鍵とを、予め定められたタイミングで、局側装置における待機系の光回線の暗号デバイスに通知する通知手段とを備える。
【００５９】
上記の構成によれば、光回線の暗号デバイスは、記憶手段において対応付けて記憶された暗号鍵とアソシエーション番号とパケット番号とにおけるアソシエーション番号と暗号鍵とを、予め定められたタイミングで、局側装置における待機系の光回線の暗号デバイスに通知する。それゆえ、待機系の光回線の暗号デバイスは、運用系の光回線の暗号デバイスから、対応付けされたアソシエーション番号と暗号鍵とを取得できる。
【００６０】
また、運用系の光回線の暗号デバイスは、パケット番号を通知する必要がない。このため、運用系の光回線の暗号デバイスと待機系の光回線の暗号デバイスとの間におけるデータの通信の量を低減できる。その結果、迅速な切替が可能となる。
【００６１】
（１９）本発明のさらに他の実施の形態に従うと、局側装置は、宅側装置と暗号化通信を行なうための第１の光回線の暗号デバイスと、宅側装置と暗号化通信を行なうための第２の光回線の暗号デバイスとを備える。局側装置が接続される光回線に宅側装置がリンクアップされた場合には、局側装置は、宅側装置と暗号化通信に関するディスカバリのための処理を実行する一方、第１の暗号デバイスから第２の暗号デバイスへの切替が行なわれた場合には、局側装置は、宅側装置と、暗号化通信に関するディスカバリのための処理を実行しない。
【００６２】
上記構成によれば、局側装置において暗号デバイスが切替わったとしても、その切替わりにともなう暗号化通信の停止時間を短くすることができる。
【００６３】
（２０）本発明のさらに他の実施形態に従うと、光通信システムは、宅側装置と、第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を行なう局側装置とを備える。宅側装置は、局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信する受信手段と、フレームに含まれる情報を利用して暗号化通信の状態の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する検出手段とを備える。
【００６４】
上記の構成によれば、光通信システムの切替検出装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出可能となる。これにより、宅側装置は、暗号デバイスの切替に対応した暗号化通信を実行できる。したがって、局側装置において暗号デバイスが切り替わる場合にも、局側装置と宅側装置との間の暗号化通信の停止時間をできるだけ短くすることが可能となる。
【００６５】
（２１）好ましくは、上記情報は、チャネル識別子である。
上記の構成によれば、チャネル識別子の変化に基づいて、暗号デバイスの切替を検出可能となる。
【００６６】
（２２）好ましくは、上記フレームは、暗号化されたデータと、当該暗号化されたデータに関連付けされたチャネル識別子とを含む。検出手段は、フレームのチャネル識別子の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する。
【００６７】
上記の構成によれば、宅側装置は、暗号化されたユーザデータを含んだデータフレームに基づいて、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出可能となる。
【００６８】
（２３）好ましくは、暗号化されたデータに関連付けされたチャネル識別子は、暗号化通信に用いるチャネル識別子である。第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替が行なわれる前に、第２の光回線の暗号デバイスは、当該第２の光回線の暗号デバイスの暗号化通信に用いるチャネル識別子を、宅側装置へ送信する。
【００６９】
上記の構成によれば、宅側装置は、待機系の光回線の暗号デバイスのチャネル識別子を、冗長切替前に知ることができる。
【００７０】
（２４）好ましくは、局側装置は、切替先の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスを、拡張保守監視機能を用いて宅側装置へ送信する。宅側装置は、切替先の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスを記憶する。チャネル識別子は、第１の光回線の暗号デバイスおよび第２の光回線の暗号デバイスのうちの運用系として機能している光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスを含む。検出手段は、物理アドレスが切替先の光回線の暗号デバイスに固有の物理アドレスに変化したことが検出されたことに基づき、切替が行なわれことを検出する。
【００７１】
上記の構成によれば、宅側装置は、待機系の光回線の暗号デバイスの物理アドレスを、冗長切替前に知ることができる。それゆえ、宅側装置は、当該物理アドレスに基づき、第２の光回線の暗号デバイスへの冗長切替が行なわれたことを検出できる。
【００７２】
（２５）好ましくは、上記フレームは、チャネル識別子を含む制御フレームである。第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替が生じると、第２の光回線の暗号デバイスは、当該第２の光回線の暗号デバイスの暗号化通信に用いるチャネル識別子を、宅側装置へ送信する。宅側装置の検出手段は、制御フレームに基づいて、チャネル識別子の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する。
【００７３】
上記の構成によれば、暗号化されたユーザデータを含んだフレームがチャネル識別子を含まない場合（たとえばセキュリティタグがショートタグである場合）にも、宅側装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出することができる。
【００７４】
（２６）好ましくは、上記フレームは、チャネル識別子を含む制御フレームである。第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替が完了するよりも前に、第１の光回線の暗号デバイスは、当該第２の光回線の暗号デバイスの暗号化通信に用いるチャネル識別子を含む制御フレームを、宅側装置へ送信する。宅側装置の検出手段は、制御フレームに基づいて、チャネル識別子の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する。
【００７５】
上記の構成によれば、暗号化されたユーザデータを含んだフレームがチャネル識別子を含まない場合（たとえばセキュリティタグがショートタグである場合）にも、宅側装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出することができる。
【００７６】
（２７）好ましくは、宅側装置は、第１の暗号デバイスおよび第２の暗号デバイスの各々に関連付けられたチャネル識別子をフレームにより取得する。宅側装置は、第１の暗号デバイスに対応するチャネル識別子に基づいて、暗号化されたデータを復号する第１の復号手段と、第２の暗号デバイスに対応するチャネル識別子に基づいて、暗号化されたデータを復号する第２の復号手段とをさらに備える。検出手段は、暗号化されたデータの復号に成功した復号手段が第１の復号手段と第２の復号手段との間で変化することを検出することによって、局側装置における切替を検出する。
【００７７】
上記の構成によれば、暗号化されたユーザデータを含んだフレームがチャネル識別子を含まない場合（たとえばセキュリティタグがショートタグである場合）にも、宅側装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出することができる。
【００７８】
（２８）好ましくは、上記情報は、アソシエーション番号である。フレームは、暗号化されたデータと、アソシエーション番号とを含む。宅側装置の検出手段は、アソシエーション番号の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出する。
【００７９】
上記の構成によれば、暗号化されたユーザデータを含んだフレームがチャネル識別子を含まない場合（たとえばセキュリティタグがショートタグである場合）にも、宅側装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出することができる。
【００８０】
（２９）局側装置が接続される光回線に宅側装置がリンクアップされた場合には、局側装置と宅側装置とは、暗号化通信に関するディスカバリ（典型的にはＭＫＡディスカバリ）のための処理を実行する。一方、検出手段によって切替が検出された場合には、局側装置と宅側装置とは、暗号化通信に関するディスカバリディスカバリのための処理を実行しない。
【００８１】
上記構成によれば、局側装置において暗号デバイスが切替わったとしても、その切替わりにともなう暗号化通信の停止時間を短くすることができる。
【００８２】
（３０）好ましくは、受信手段は、暗号化されたデータとチャネル識別子とパケット番号とを含むフレームを受信する。宅側装置は、パケット番号が予め定められた基準を満たさない場合に、当該パケット番号を含むフレームを廃棄する廃棄手段をさらに備える。廃棄手段は、検出手段によって局側装置の暗号デバイスの切替が検出された場合には、当該変化が検出されたチャネル識別子を含むフレームのパケット番号に関係なく、当該フレームを廃棄しない。
【００８３】
上記の構成によれば、切替検出装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出した場合には、暗号化されたデータを含むフレームを破棄しない。それゆえ、切替検出装置は、局側装置との間におけるデータ伝送を効率的に行なうことができる。
【００８４】
（３１）本発明のさらに他の実施形態に従うと、切替検出方法は、局側装置において行なわれる第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を宅側装置において検出するために用いられる。切替検出方法は、局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信するステップと、フレームに含まれる情報を利用して暗号化通信の状態の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出するステップとを備える。
【００８５】
上記の構成によれば、宅側装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出可能となる。
【００８６】
（３２）本発明のさらに他の実施形態に従うと、プログラムは、局側装置において行なわれる第１の光回線の暗号デバイスから第２の光回線の暗号デバイスへの切替を検出するための切替検出装置を制御する。プログラムは、局側装置から、暗号化通信に関する情報を含むフレームを受信するステップと、フレームに含まれる情報を利用して暗号化通信の状態の変化を検出することによって、局側装置における切替を検出するステップとを、切替検出装置のプロセッサに実行させる。
【００８７】
上記の構成によれば、切替検出装置は、局側装置における光回線の暗号デバイスの切替を検出可能となる。
【００８８】
[本願発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００８９】
［実施の形態１］
＜Ａ．ＰＯＮシステムの概略構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示すブロック図である。図１を参照して、ＰＯＮシステム３０２は、局側装置１０１と、光ファイバであるＮ本のＰＯＮ回線２０３＿１〜２０３＿Ｎと、Ｎ個の光カプラ２０４＿１〜２０４＿Ｎと、複数の宅側装置（ＯＮＵ）２０２とを備える。局側装置１０１は、光回線の暗号デバイス（以下、ＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）とも称する）１２＿１〜１２＿Ｎ＋１と、集線部１３と、光スイッチ１４と、局側装置１０１の全体的な制御を行なう全体制御部１１とを含む。ここで、Ｎは１以上の整数である。また、宅側装置から上位ネットワーク（以下「アップリンク」とも称する。）への方向を上り方向と称し、アップリンクから宅側装置への方向を下り方向と称する。
【００９０】
ここでは、ＰＯＮシステム３０２において、各ＰＯＮ回線は１０ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮである１０Ｇ−ＥＰＯＮに対応しており、アップリンクは１０ギガビット／秒の通信速度を実現するイーサネット（登録商標）に対応すると仮定して説明する。また、ＭＰＣＰフレームによってＯＮＵの登録、離脱、ＯＮＵへの帯域割り当て、ＯＮＵからの帯域要求が行なわれると仮定して説明する。
【００９１】
局側装置１０１は、１０Ｇ−ＥＰＯＮに対応するＰＯＮ回線を複数回線収容する。１本のＰＯＮ回線には１または複数のＯＮＵが接続される。局側装置１０１は、これらのＰＯＮ回線からのデータを１または複数の通信回線を有するアップリンクに多重する。また、局側装置１０１は、アップリンクからのデータを振り分けて各ＰＯＮ回線における各ＯＮＵへ送信する。また、局側装置１０１は、ＰＯＮ回線の上り帯域および下り帯域を各ＯＮＵに割り当てる。たとえば、各ＯＮＵから局側装置１０１への上り光信号はバースト信号であり、局側装置１０１から各ＯＮＵへの下り光信号は連続的な信号である。ＰＯＮシステム３０２では、各ＯＮＵから局側装置１０１への光信号が時分割多重される。
【００９２】
具体的には、局側装置１０１は、Ｎ本のＰＯＮ回線２０３＿１〜２０３＿Ｎに接続され、このＮ本のＰＯＮ回線を終端する。ＯＳＵは、局側装置１０１の構成単位であり、たとえば１つの集積回路によって、ＰＯＮ回線の終端を行なう。本実施の形態では、各ＯＳＵは、ＰＯＮ回線に対応して設けられ、対応のＰＯＮ回線に接続された１または複数のＯＮＵとフレームを送受信する。ＰＯＮ回線２０３＿１〜２０３＿Ｎは、光カプラ２０４＿１〜２０４＿Ｎにそれぞれ接続されており、これらの光カプラを介して各ＯＮＵ２０２に接続されている。
【００９３】
局側装置１０１は、たとえば、Ｎ：１の冗長構成を有している。すなわち、ある局面においては、Ｎ＋１個のＯＳＵのうち、Ｎ個のＯＳＵ１２＿１〜１２＿Ｎが運用系（現用）のＯＳＵとして機能し、ＯＳＵ１２＿Ｎ＋１が待機系（予備）のＯＳＵとして機能する。なお、局側装置１０１は、２個以上の待機系ＯＳＵを含む構成であってもよい。
【００９４】
全体制御部１１は、ＯＮＵ２０２とフレームを送受信すべきＯＳＵ１２を、運用系のＯＳＵ１２および待機系のＯＳＵ１２間で切り替える切替制御を行なう。
【００９５】
光スイッチ１４は、全体制御部１１からの指示に従い、Ｎ＋１個のＯＳＵ１２＿１〜１２＿Ｎ＋１と、Ｎ本のＰＯＮ回線２０３−１〜２０３−Ｎとの間の通信経路を切り替える。
【００９６】
集線部１３は、複数のＯＳＵ経由で各ＯＮＵから受信した上りフレームをアップリンクへ送信する。具体的には、集線部１３は、ＯＳＵ１２＿１〜１２＿Ｎ＋１からの上りフレームを多重してアップリンクに送信するとともに、アップリンクから受信した下りフレームを適切なＯＳＵに振り分ける処理を行なう。
【００９７】
なお、以下では、運用系のＯＳＵとして機能しているＯＳＵを「運用系ＯＳＵ」と、待機系のＯＳＵとして機能しているＯＳＵを「待機系ＯＳＵ」と称する。
【００９８】
ＰＯＮシステム３０２では、下りデータフレームに含まれるユーザデータを保護するため、ユーザデータの暗号化が行なわれる。ＰＯＮシステム３０２の暗号化は、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥ（「Media Access Control（MAC）Security」）にて規定されている。ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥは、「ＭＡＣｓｅｃ」と呼ばれている。
【００９９】
また、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥは、Ｒｅｐｌａｙ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎをサポートしている。なお、Ｒｅｐｌａｙ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎは、コンフィグにより無効化することもできる。「Ｒｅｐｌａｙ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ」とは、Ｒｅｐｌａｙ  Ａｔｔａｃｋ（フレームをコピーして成りすますこと、あるいは大量にコピーフレームを送りつけて処理負荷を引き上げること）を防ぐための機能である。具体的には、「Ｒｅｐｌａｙ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ」は、送信側の装置（ＯＳＵ）が、ユーザデータの部分が暗号化された下りデータフレームに対して送信の度に予め定められた値だけ増加（インクリメント）するパケット番号（ＰＮ：Packet Number）を付与することにより、受信側の装置（ＯＮＵ）において、不正にコピーされた下りデータフレームを検出し、当該下りデータフレームを廃棄することを可能とする機能である。下りデータフレームを廃棄するか否かの基準については、後述する。
【０１００】
＜Ｂ．ＰＯＮシステム３０２における処理の概要＞
図２は、ＰＯＮシステム３０２で行なわれる処理の概要を説明するためのシーケンスチャートである。具体的には、図２は、ＯＳＵ１２＿１とＯＳＵ１２＿Ｎ＋１との間で冗長切替が行なわれる局面を表した図である。
【０１０１】
図２を参照して、シーケンスＳＱ２において、ＯＳＵ１２＿Ｎ＋１は、待機系ＯＳＵとして機能し始める。シーケンスＳＱ４において、ＯＳＵ１２＿１は、運用系ＯＳＵとして機能し始める。シーケンスＳＱ６において、ＯＵＳ１２＿１は、下りデータフレームをＯＮＵ２０２に送信する。詳細については後述するが、下りデータフレームには、少なくとも、暗号化されたユーザデータと、暗号化通信に用いるチャネル識別子であるＳＣＩ（Secure Channel Identifier）とが含まれている（図６）。
【０１０２】
シーケンスＳＱ８において、冗長切替を実行すべき事象が発生したことに基づき、ＯＳＵ１２＿１とＯＳＵ１２＿Ｎ＋１との間で冗長切替が行なわれる。その結果、シーケンスＳＱ１０において，ＯＳＵ１２＿Ｎ＋１が、運用系ＯＳＵとして機能し始める。シーケンスＳＱ１２において、ＯＳＵ１２＿１が、待機系ＯＳＵとして機能し始める。その結果、シーケンスＳＱ１４において、ＯＳＵ１２＿Ｎ＋１が、ＯＳＵ１２＿１に代わり、下りデータフレームをＯＮＵ２０２に送信する。
【０１０３】
シーケンスＳＱ１６において、ＯＮＵ２０２は、下りデータフレームに含まれる上記ＳＣＩの変化に基づき、冗長切替が局側装置１０１で行なわれたことを検出する。詳細には、ＯＮＵ２０２は、下りデータフレームにおけるＳＣＩの変化を監視し、ＳＣＩが変化した場合、局側装置１０１において冗長切替が行なわれたと判断する。
【０１０４】
このように、ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１において行なわれる運用系ＯＳＵから待機系ＯＳＵへの冗長切替を検出するための切替検出装置として機能する。ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１から、暗号化されたデータと、当該暗号化されたデータに関連付けされたチャネル識別子（具体的にはＳＣＩ）とを含む下りフレームを受信する。ＯＮＵ２０２は、チャネル識別子の変化を検出することによって、冗長切替が局側装置１０１において行なわれたことを検出する。それゆえ、ＯＮＵ２０２は、暗号化されたユーザデータを含んだ下りデータフレームに基づいて冗長切替の検出が可能となる。この場合、ＯＮＵ２０２は、変化後のチャネル識別子により特定されるＯＳＵ１２への冗長切替が局側装置１０１において行なわれたと判断する。
【０１０５】
以下では、上記のような処理を実現するための局側装置１０１およびＯＮＵ２０２の具体的構成について説明する。さらに、以下では、上記の処理以外の処理であって、局側装置１０１およびＯＮＵ２０２で行なわれる各処理についても適宜説明する。
【０１０６】
＜Ｃ．局側装置１０１におけるＯＳＵ１２の構成＞
図３は、局側装置におけるＯＳＵ１２の構成を示す図である。図３を参照して、ＯＳＵ１２は、暗号部３０と、集線ＩＦ（Interface）部３１と、制御ＩＦ部３２と、受信処理部３３と、送信処理部３４と、ＰＯＮ送受信部３５と、ＰＯＮ制御部３６と、上りフレームを蓄積するＦＩＦＯ３７と、下りフレームを蓄積するＦＩＦＯ３８とを含む。なお、ＰＯＮ送受信部３５と送信処理部３４とにより、ＯＳＵ１２の送信部を構成する。また、ＰＯＮ制御部３６と制御ＩＦ部３２とにより、ＯＳＵ１２の通知部を構成する。
【０１０７】
局側装置１０１では、ＯＳＵ１２における各ユニットが動作するためのクロックが生成され、ＯＳＵ１２は、このクロックのタイミングに従って時刻情報すなわちタイムスタンプを生成し、タイムスタンプに従ってフレームを送受信する。また、ＯＳＵ１２は、タイムスタンプを制御フレームに含めて配下の各ＯＮＵ２０２へ送信する。ＯＮＵ２０２は、タイムスタンプに従って動作し、ＯＳＵ１２からの制御フレームに含まれるタイムスタンプに基づいて自己のタイムスタンプを調整する。
【０１０８】
ＰＯＮ送受信部３５は、ＰＯＮ線路の親局側起点として、ＰＯＮ回線である１本の光ファイバと光スイッチ１４を介して接続される。ＰＯＮ送受信部３５は、この光ファイバを介して各ＯＮＵと双方向通信が行なえるように、特定の波長、たとえば１３１０ｎｍ帯の上り光信号を受信し、電気信号に変換して受信処理部３３に出力するとともに、送信処理部３４から受けた電気信号を別波長の下り光信号に変換して送信する。たとえば、ＰＯＮ送受信部３５は、送信処理部３４から受けた１０Ｇｂｐｓの電気信号を１５７０ｎｍ帯の下り光信号に変換して送信する。
【０１０９】
受信処理部３３は、ＰＯＮ送受信部３５から受けた電気信号からフレームを再構成するとともに、フレームの種別に応じてＰＯＮ制御部３６またはＦＩＦＯ３７にフレームを振り分ける。具体的には、データフレームをＦＩＦＯ３７に出力し、制御フレームをＰＯＮ制御部３６に出力する。
【０１１０】
また、受信処理部３３は、どのロジカルリンクからフレームをいつ受信するかを示すグラント情報を送信処理部３４から受けて、バースト受信を支援するための制御信号をＰＯＮ送受信部３５へ出力してもよい。また、受信処理部３３は、このグラント情報を受けて、当該グラント情報に示されていない受信フレームをフィルタリングする、すなわち廃棄するようにしてもよい。
【０１１１】
集線ＩＦ部３１は、ＦＩＦＯ３７から受けた上りフレームを集線部１３へ出力する。集線ＩＦ部３１は、ＰＯＮ制御部３６から制御フレームを受けた場合には、ＦＩＦＯ３７からのフレーム列の合間において、当該制御フレームをＦＩＦＯ３７からのフレームよりも優先して集線部１３へ出力する。
【０１１２】
また、集線ＩＦ部３１は、集線部１３からフレームを受けると、当該フレームが通常のデータフレームである場合にはＦＩＦＯ３８に出力し、当該フレームが制御フレームである場合にはＰＯＮ制御部３６へ出力する。
【０１１３】
暗号部３０は、ＦＩＦＯ３８から受けたデータフレームを暗号化する。また、暗号部３０は、暗号化後のデータフレームおよびＰＯＮ制御部３６から受けた制御フレームを送信処理部３４へ出力する。
【０１１４】
送信処理部３４は、暗号部３０から出力されるデータフレームおよび制御フレームを、優先順位に従って受け取り、ＰＯＮ送受信部３５に出力する。
【０１１５】
ＰＯＮ制御部３６は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭなど、ＰＯＮ回線の制御および管理に関する局側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されている各ＯＮＵとＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、ＯＮＵの登録、離脱および帯域割り当てを含めた上りアクセス制御、下りアクセス制御、ならびにＯＮＵへのスリープ指示を含めたＯＮＵの運用管理などを行なう。
【０１１６】
たとえば、ＰＯＮ制御部３６は、各ＯＮＵ２０２から受けたＰＯＮ回線における上り帯域の割り当て要求に基づいて、ＰＯＮ回線における上り帯域を各ＯＮＵ２０２に割り当てる。具体的には、ＰＯＮ制御部３６は、ＯＮＵ２０２から受けたＰＯＮ回線における帯域の割り当て要求を示すレポートフレームに基づいて、ＰＯＮ回線における帯域をＯＮＵ２０２に割り当てる、すなわちグラントを記したゲートフレームをＯＮＵ２０２へ送信する。ＰＯＮ制御部３６は、ゲートフレームを用いて、ＯＮＵ２０２に対して、上りフレームの送信開始タイミングおよび送信可能データ長を通知する。
【０１１７】
制御ＩＦ部３２は、全体制御部１１からの指示に基づいて、集線ＩＦ部３１、受信処理部３３、送信処理部３４、およびＰＯＮ制御部３６への設定を行ない、これら各ユニットの状態を全体制御部１１に通知する。また、これら各ユニットに異常が発生した場合は、全体制御部１１からの指示に依らず、異常が発生したユニットの状態を全体制御部１１に通知する。全体制御部１１は、たとえばこれらの情報に基づいて、ＯＳＵ１２の冗長切り替えを行なう。ＰＯＮ送受信部３５についての設定および状態通知は、受信処理部３３を経由して行なわれる。また、暗号部３０についての設定および状態通知は、ＰＯＮ制御部３６を経由して行なわれる。
【０１１８】
＜Ｄ．ＯＮＵ２０２の構成＞
図４は、ＯＮＵ２０２の構成を示す図である。図４を参照して、ＯＮＵ２０２は、復号部２０と、ＰＯＮポート２１と、光受信処理部２２と、バッファメモリ２３と、送信処理部２４と、ＵＮＩ（User Network Interface）ポート２５と、受信処理部２６と、バッファメモリ２７と、光送信処理部２８と、制御部２９とを備える。なお、ＰＯＮポート２１と光受信処理部２２とにより受信部を構成する。
【０１１９】
受信部は、局側装置１０１から送信されてきた各種フレームを受信する。たとえば、受信部は、ユーザデータを暗号化した暗号化データ、および当該暗号化データのセキュアタグ等を含むフレームを受信する。より詳しくは、ＰＯＮポート２１は、局側装置１０１から送信される下り光信号を受信する。光受信処理部２２は、ＰＯＮポート２１経由で受信した下り光信号を電気信号に変換し、当該電気信号からフレームを再構成して出力する。
【０１２０】
復号部２０は、光受信処理部２２から受けたフレームを復号する。また、復号部２０は、フレームの種別に応じて制御部２９または送信処理部２４にフレームを振り分ける。具体的には、復号部２０は、復号したデータフレームをバッファメモリ２３経由で送信処理部２４に出力し、光受信処理部２２から受けた制御フレームを制御部２９に出力する。
【０１２１】
送信処理部２４は、復号部２０から受けたデータフレームをＵＮＩポート２５経由で図示しないパーソナルコンピュータ等のユーザ端末へ送信する。
【０１２２】
受信処理部２６は、ＵＮＩポート２５経由でユーザ端末から受信したデータフレームをバッファメモリ２７経由で光送信処理部２８へ出力する。
【０１２３】
制御部２９は、ＭＰＣＰ、ＯＡＭ、およびＭＫＡ等、ＰＯＮ回線の制御および管理に関する宅側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されている局側装置１０１とＭＰＣＰメッセージ、ＯＡＭメッセージ、およびＭＫＡメッセージをやりとりすることによって、アクセス制御等の各種制御を行なう。制御部２９は、各種制御情報を含む制御フレームを生成し、バッファメモリ２７経由で光送信処理部２８へ出力する。
【０１２４】
光送信処理部２８は、受信処理部２６から受けたデータフレームおよび制御部２９から受けた制御フレームを光信号に変換し、ＰＯＮポート２１経由で局側装置１０１へ送信する。
【０１２５】
＜Ｅ．局側装置１０１におけるＯＳＵ１２の要部の構成＞
図５は、ＯＳＵ１２におけるＰＯＮ制御部３６および暗号部３０の構成を示す図である。図５を参照して、ＰＯＮ制御部３６は、フレーム作成部７１と、キー更新部７２と、ＳＣＩ作成部７３と、切替処理部７４とを含む。暗号部３０は、フレーム種別識別部６１と、記憶部６２と、暗号器６３と、マルチプレクサ６４と、キー選択部６５と、ＳＣＩ選択部６６とを含む。
【０１２６】
ＰＯＮ制御部３６および暗号部３０における一部または全部のユニットは、局側制御部としてたとえば１つの集積回路で実現される。なお、この集積回路は、ＯＳＵ１２におけるＰＯＮ制御部３６および暗号部３０以外の他のユニットをさらに含んでもよい。また、記憶部６２は、ＰＯＮ制御部３６に含まれてもよいし、その記憶領域が分割されて暗号部３０およびＰＯＮ制御部３６に含まれてもよい。
【０１２７】
暗号部３０において、記憶部６２は、運用系ＯＳＵおよび待機系ＯＳＵ間の冗長切り替えの前に用いる暗号化キーである暗号化キーを記憶する。より詳細には、記憶部６２は、キー管理用テーブル７０およびＳＣＩ等の暗号化情報をたとえばロジカルリンク識別子（ＬＬＩＤ）ごとに記憶する。なお、本実施の形態では、後述するポート番号としてＬＬＩＤを用いるため、記憶部６２は、キー管理用テーブル７０およびＳＣＩ等の暗号化情報をポート番号ごとに記憶する構成であると言える。
【０１２８】
ＰＯＮ制御部３６において、キー更新部７２は、自己のＯＳＵ１２の配下の各ＯＮＵ２０２との暗号化通信に必要な暗号化キーをたとえばＬＬＩＤごとに取得し、取得した暗号化キーを記憶部６２に保存する。なお、１つのＯＮＵ２０２が１つのＬＬＩＤに対応する場合に限らず、１つのＯＮＵ２０２が複数のＬＬＩＤに対応する場合もある。
【０１２９】
より詳細には、キー更新部７２は、保護通信識別番号（Secure Association Number）とＳＡＫ等の暗号化キーとの対応関係を示すキー管理用テーブル７０をＬＬＩＤごとに作成し、記憶部６２に保存する。キー管理用テーブル７０には、保護通信識別番号（ＡＮ）と、ＳＡＫ等の暗号化キーと、パケット番号（ＰＮ）とが登録される。
【０１３０】
ここで、保護通信識別番号は、たとえば非特許文献２におけるアソシエーション番号（ＡＮ：Association Number）である。アソシエーション番号は、２ビットのデータであり、１つのＬＬＩＤに対して４通りのキーに対応した保護通信を登録することが可能である。
【０１３１】
また、キーがユニキャスト用のキーである場合に限らず、ブロードキャスト用のキーおよびマルチキャスト用のキーである場合にも、本発明を適用することが可能である。
【０１３２】
ＳＣＩ作成部７３は、自己のＯＳＵ１２の識別情報およびフレームの送信先のＯＮＵ２０２の識別情報に基づいて、チャネル情報を作成する。たとえば、ＳＣＩ作成部７３は、チャネル情報として非特許文献２におけるＳＣＩ（Secure Channel Identifier）を作成する。
【０１３３】
ＳＣＩは、システム識別子（System Identifier）およびポート番号（Port Number）から構成される。具体的には、システム識別子は、フレームの暗号元の世界に２つとないＭＡＣ（Medium Access Control）アドレス（固有の物理アドレス）であり、ポート番号はシステム内で重複しない番号たとえばＬＬＩＤである。ＳＣＩ作成部７３は、ＳＣＩをＬＬＩＤごとに作成し、記憶部６２に保存する。
【０１３４】
フレーム作成部７１は、ゲートフレーム等のＭＰＣＰフレーム、ＯＡＭフレーム、拡張ＭＡＣフレームおよびＭＫＡフレーム等の制御フレームを作成して出力する。
【０１３５】
暗号部３０において、フレーム種別識別部６１は、ＦＩＦＯ３８およびフレーム作成部７１から受けたフレームにおけるタイプフィールドの内容を確認し、暗号化すべきフレームを判別する。具体的には、たとえば、フレーム種別識別部６１は、データフレームを暗号器６３へ出力し、制御フレームをマルチプレクサ６４へ出力する。
【０１３６】
暗号器６３は、フレーム種別識別部６１から受けたデータフレームに含まれるユーザデータを、たとえば非特許文献２に記載の方法に従い、暗号化キーおよびＳＣＩを用いて暗号化する。
【０１３７】
マルチプレクサ６４は、暗号器６３によって暗号化されたデータフレームおよびフレーム種別識別部６１から受けた制御フレームを多重化して送信処理部３４へ出力する。
【０１３８】
ＰＯＮ制御部３６において、切替処理部７４は、たとえばＯＳＵ冗長切替のタイミングおよび自己のＯＳＵ１２が切替元であるか切替先であるか等を示す切替制御情報を制御ＩＦ部３２経由で全体制御部１１から取得する。また、切替元のＯＳＵ１２において、切替制御情報は、さらに、切替先のＯＳＵ１２のＭＡＣアドレスを含む。そして、切替処理部７４は、切替制御情報をキー選択部６５、ＳＣＩ選択部６６、暗号器６３およびフレーム作成部７１へ出力する。
【０１３９】
切替元のＯＳＵ１２におけるフレーム作成部７１は、切替処理部７４から受けた切替制御情報の示すＭＡＣアドレスを通知するための、自己のＯＳＵ１２と通信中のＯＮＵ２０２を宛先とする制御フレームを生成してフレーム種別識別部６１へ出力する。この制御フレームは、たとえばＭＫＡフレームあるいは拡張ＯＡＭフレームである。
【０１４０】
切替先のＯＳＵ１２におけるキー選択部６５は、切替処理部７４から受けた切替制御情報に基づいて、データフレームに含めるべきアソシエーション番号を選択し、選択したアソシエーション番号に対応する暗号化キーをキー管理用テーブル７０から取得し、当該アソシエーション番号および当該暗号化キーを暗号器６３へ出力する。
【０１４１】
ＳＣＩ選択部６６は、切替処理部７４から受けた切替制御情報に基づいて、データフレームに含めるべきアソシエーション番号を選択し、選択したアソシエーション番号に対応するＳＣＩをキー管理用テーブル７０から取得し、当該アソシエーション番号および当該ＳＣＩを暗号器６３へ出力する。
【０１４２】
＜Ｆ．下りデータフレームの構成＞
図６は、下りデータフレームの構成の一例を説明するための図である。図６（Ａ）は、ＭＡＣｓｅｃ適用前のイーサフレームフォーマットを表した図である。図６（Ｂ）は、ＭＡＣｓｅｃ適用後のイーサフレームフォーマットを表した図である。つまり、図６（Ｂ）は、下りデータフレームのフォーマットを表した図である。より詳しくは、図６（Ｂ）は、下りデータフレームにおけるセキュアタグのフォーマットを説明するための図である。図６（Ｃ）は、主としてＳＣＩの構成を説明するための図である。
【０１４３】
図６（Ａ）を参照して、ＭＡＣｓｅｃ適用前のイーサフレームフォーマットは、送信先アドレス（ＤＡ）が挿入されるフィールドと、送信元アドレス（ＳＡ）が挿入されるフィールドと、ユーザデータが挿入されるフィールドとを含む。
【０１４４】
図６（Ｂ）を参照して、下りデータフレームは、送信先アドレス（ＤＡ）が挿入されるフィールドと、送信元アドレス（ＳＡ）が挿入されるフィールドと、セキュリティタグ（セキュアタグ）が挿入されるフィールドと、ユーザデータを暗号化した暗号化データが挿入されるフィールドと、ＩＣＶ（Integrity Check Value）が挿入されるフィールドとを含む。
【０１４５】
また、セキュアタグは、ＭＡＣｓｅｃ  Ｅｔｈｅｒｔｙｐｅが挿入されるフィールドと、ＴＣＩ（TAG control information）が挿入されるフィールドと、ＳＬ（Short length）が挿入されるフィールドと、ＡＮ（Association Number）が挿入されるフィールドと、ＰＮ（Packet Number）が挿入されるフィールドと、ＳＣＩが挿入されるフィールドとを含む。
【０１４６】
ＭＡＣｓｅｃ  Ｅｔｈｅｒｔｙｐｅは、ＭＡＣｓｅｃが使われていることを示す２オクテットのフィールドである。ＴＣＩは、ＭＡＣｓｅｃのバージョンを示すＶビット、ＳＣＩフィールドの存在を示すＳＣビット、暗号化の有無などを示すＥビットなどを含む６ビットのフィールドである。ＡＮは、同一のＳＣの中でＳＡを識別するための２ビットのフィールドである。つまり、ＳＣは最大４つのＳＡから構成される。
【０１４７】
ＳＬは、暗号化データ（セキュアデータ）の長さが４８オクテット未満の場合に、その長さ（オクテット）が入る。４８オクテット以上の場合には、ＳＬには０が入る。ＰＮは、同一のＳＡで送信されたパケットを識別するユニークなＩＤが入る４オクテットのフィールドである。ＳＣＩは、ＴＣＩのＳＣビットが１の場合に存在する、８オクテットのフィールドである。ＳＣＩは、ＳＣを識別するために利用される。
【０１４８】
ＴＣＩフィールドのＥビットが１の場合に、ユーザデータが暗号化される。そして、ＤＡ、ＳＡ、セキュアタグ、および暗号化データがメッセージ認証の範囲となる。
【０１４９】
再び図５を参照して、暗号器６３は、キー選択部６５またはＳＣＩ選択部６６から受けたアソシエーション番号およびＳＣＩ選択部６６から受けたＳＣＩ等をセキュリティタグに設定するとともに、セキュリティタグにおけるパケット番号を設定する。また、暗号器６３は、フレーム種別識別部６１から受けたデータフレームに含まれるユーザデータを、キー選択部６５から受けた暗号化キーおよびＳＣＩ選択部６６から受けたＳＣＩを用いて暗号化する。
【０１５０】
暗号器６３は、アソシエーション番号（ＡＮ）およびパケット番号（ＰＮ）等に加えてＳＣＩを含むタグ（ロングタグ）をセキュアタグとして送信する動作を行なう。
【０１５１】
図６（Ｃ）を参照して、ＳＡＩ（Secure Association Number）は、ＳＣＩとＡＮとを含む。ＳＣＩは、上述したように、システム識別子（System Identifier）と、ポート番号（Port Number）とを含む。なお、システム識別子が挿入されるフィールドは、６オクテットのフィールドである。ポート番号が挿入されるフィールドは、２オクテットのフィールドである。
【０１５２】
本実施の形態においては詳細については後述するが、宅側装置（ＯＮＵ）２０２は、制御フレームにおけるＳＣＩの変化を検出することによって冗長切替が局側装置１０１において行なわれたことを検出するだけではなく、上記下りデータフレームにおけるＳＣＩの変化を検出することによって冗長切替が局側装置１０１において行なわれたことを検出する。
【０１５３】
ＭＡＣアドレスは、ＯＳＵ１２ごと（暗号デバイスごと）に異なっている。ＭＡＣアドレスは、ＳＣＩの構成要素である。運用系ＯＳＵと待機系ＯＳＵとの間で冗長切替が発生すると、下りデータフレームにおけるＳＣＩが変化する。したがってＯＮＵ２０２は、下りデータフレームにおけるＳＣＩの変化を検出することによって冗長切替が局側装置１０１において行なわれたことを検出することができる。
【０１５４】
＜Ｇ．ＯＮＵ２０２の要部の構成＞
図７は、ＯＮＵ２０２における制御部２９および復号部２０の構成を示す図である。図７を参照して、復号部２０は、復号器５１と、記憶部５２と、ＳＣＩ選択部５３と、キー選択部５４と、アソシエーション番号抽出部５５と、フレーム種別識別部５７とを含む。制御部２９は、キー更新部８１と、ＳＣＩ作成部８２と、切替処理部８３と、ＭＡＣアドレス更新部８４と、制御フレーム処理部８５と、データフレーム処理部８６とを含む。データフレーム処理部８６は、冗長切替検出部８６１と、データフレーム廃棄部８６２とを含む。
【０１５５】
制御部２９および復号部２０における一部または全部のユニットは、宅側制御部としてたとえば１つの集積回路で実現される。なお、この集積回路は、ＯＮＵ２０２における制御部２９および復号部２０以外の他のユニットをさらに含んでもよい。また、記憶部５２は、制御部２９に含まれてもよいし、その記憶領域が分割されて制御部２９および復号部２０に含まれてもよい。
【０１５６】
復号部２０において、記憶部５２は、運用系ＯＳＵおよび待機系ＯＳＵ間の冗長切替の前に用いる復号化キーである復号化キーを記憶する。より詳細には、記憶部５２は、キー管理用テーブル６０、ポート番号および切替先ＭＡＣアドレス等の暗号化情報を記憶する。ここで、「切替先ＭＡＣアドレス」は、運用系ＯＳＵのＭＡＣアドレスｄ１と、待機系ＯＳＵのＭＡＣアドレスｄ２とである。
【０１５７】
制御部２９において、キー更新部８１は、ＯＳＵ１２との暗号化通信に必要な復号化キーを取得し、取得した復号化キーを記憶部５２に保存する。
【０１５８】
ＳＣＩ作成部８２は、自己のＯＮＵ２０２の識別情報およびフレームの暗号元のＯＳＵ１２の識別情報に基づいて、チャネル情報を作成する。たとえば、ＳＣＩ作成部８２は、チャネル情報として非特許文献２におけるＳＣＩ（Secure Channel Identifier）を作成し、記憶部５２に保存する。この場合、前述のように、自己のＯＮＵ２０２の識別情報はＬＬＩＤであり、フレームの暗号元のＯＳＵ１２の識別情報はＭＡＣアドレスである。
【０１５９】
キー更新部８１およびＳＣＩ作成部８２は、保護通信識別番号とＳＡＫ等の復号化キーとＳＣＩとの対応関係を示すキー管理用テーブル６０を作成し、記憶部５２に保存する。たとえば、キー管理用テーブル６０には、保護通信識別番号（ＡＮ）と、ＳＡＫ等の暗号化キーと、パケット番号（ＰＮ）と、運用系ＯＳＵおよび待機系ＯＳＵ間の冗長切替の前に用いるＳＣＩが登録される。
【０１６０】
復号部２０において、フレーム種別識別部５７は、光受信処理部２２から受けたフレームにおけるタイプフィールドの内容を確認し、復号すべきフレームを判別する。具体的には、たとえば、フレーム種別識別部５７は、データフレームをデータフレーム処理部８６およびアソシエーション番号抽出部５５へ出力し、制御フレームを制御部２９へ出力する。
【０１６１】
データフレーム処理部８６は、詳細については後述するが、下りデータフレームにおけるセキュアタグの内容に基づいた処理を行なう。データフレーム処理部８６は、予め定められた基準を満たす下りデータフレームを復号器５１に出力する。「予め定められた基準」については、後述する。
【０１６２】
復号器５１は、データフレーム処理部８６から受けたデータフレームに含まれるユーザデータを、たとえば非特許文献２に記載の方法に従い、復号化キーおよびＳＣＩを用いて復号し、バッファメモリ２３へ出力する。
【０１６３】
より詳細には、復号器５１は、キー選択部５４によってキー管理用テーブル６０を参照することにより、アソシエーション番号抽出部５５によって抽出された保護通信識別番号に対応する復号化キーを取得し、取得した復号化キーをデータフレームの復号に用いる。
【０１６４】
より詳細には、アソシエーション番号抽出部５５は、フレーム種別識別部５７から受けたデータフレームに含まれるアソシエーション番号を抽出し、抽出したアソシエーション番号をＳＣＩ選択部５３およびキー選択部５４へ出力する。また、アソシエーション番号抽出部５５は、データフレームのセキュリティタグにおけるアソシエーション番号の変更を検知し、検知結果を切替処理部８３に通知する。
【０１６５】
キー選択部５４は、アソシエーション番号抽出部５５から受けたアソシエーション番号に対応する復号化キーをキー管理用テーブル６０から取得し、当該アソシエーション番号および当該復号化キーを復号器５１へ出力する。
【０１６６】
ＳＣＩ選択部５３は、アソシエーション番号抽出部５５から受けたアソシエーション番号に対応するＳＣＩをキー管理用テーブル６０から取得し、当該アソシエーション番号および当該ＳＣＩを復号器５１へ出力する。
【０１６７】
復号器５１は、キー選択部５４から受けた復号化キーおよびＳＣＩ選択部５３から受けたＳＣＩを用いて、フレーム種別識別部５７から受けたデータフレームに含まれるユーザデータを復号し、バッファメモリ２３へ出力する。
【０１６８】
制御部２９において、制御フレーム処理部８５は、フレーム種別識別部５７から受けた制御フレームの解析を行ない、解析結果に基づいてアクセス制御等の各種制御を行なう。
【０１６９】
ＭＡＣアドレス更新部８４は、自己のＯＮＵ２０２と通信中のＯＳＵ１２から、切替先のＯＳＵ１２のＭＡＣアドレスの通知を制御フレーム処理部８５経由で受けると、記憶部５２におけるＭＡＣアドレスを、通知されたＭＡＣアドレスに書き換える。
【０１７０】
（ｇ１：切替処理部８３による冗長切替の検知）
切替処理部８３は、種々の方法でＯＳＵ冗長切替を検知する。たとえば、切替処理部８３は、制御フレーム処理部８５または光受信処理部２２から受けた情報に基づいて、ＯＳＵ冗長切替を検知する。
【０１７１】
具体的には、光受信処理部２２は、ＬｏＳ（Loss of Signal）、すなわちＯＮＵ２０２が局側装置１０１から送信される下り光信号を所定時間以上検出できない場合、その旨を切替処理部８３に通知する。切替処理部８３は、この通知を受けて、ＯＳＵ冗長切替が発生したと判断する。すなわち、切替処理部８３は、局側装置１０１からの下り光信号の途絶を、冗長切替の発生として検知する。
【０１７２】
また、切替処理部８３は、ＯＳＵ１２からのタイムスタンプと自己のＯＮＵ２０２のタイムスタンプとの差に基づいて、冗長切替の発生を検知する。
【０１７３】
より詳細には、制御フレーム処理部８５は、ＯＳＵ１２から受信するＭＰＣＰフレームのタイムスタンプ値を監視し、当該タイムスタンプ値と自己のＯＮＵ２０２のタイムスタンプ値との差が所定の閾値を超えた場合、タイムスタンプドリフトが発生したとして切替処理部８３に通知する。切替処理部８３は、タイムスタンプドリフトが発生した旨の通知を制御フレーム処理部８５から受けて、ＯＳＵ冗長切替が発生したと判断する。
【０１７４】
また、ＯＳＵ１２が送信する下り制御フレームの送信元アドレスフィールドには、送信するＭＡＣ装置すなわちＯＳＵ１２のＭＡＣアドレスが格納される。異なるＭＡＣ装置が同一のＭＡＣアドレスを使用することはできないため、送信元アドレスフィールドの値は、ＯＳＵ冗長切替の前後で変わる。
【０１７５】
そこで、切替処理部８３は、局側装置１０１からの制御フレームの送信元アドレスの変化を、ＯＳＵ冗長切替の発生として検知する。
【０１７６】
より詳細には、切替処理部８３は、ＰＯＮ制御フレームの送信元アドレスが変化した旨の通知を制御フレーム処理部８５から受けた場合、ＯＳＵ冗長切替が発生したと判断する。
【０１７７】
これにより、ＬｏＳを検出できない場合でも、また、冗長切替の前後で制御フレームのタイムスタンプのずれが小さい場合でも、切替処理部８３は、ＯＳＵ冗長切替の発生を検知することができる。
【０１７８】
しかしながら、これらの方法では、どの暗号フレームとどの暗号フレームとの間で切り替えが生じたのかを、正確に検出できない。そこで、本実施の形態では、冗長切替検出部８６１を設けている。
【０１７９】
（ｇ２．冗長切替検出部８６１による冗長切替の検出）
以下では、データフレーム処理部８６における冗長切替検出部８６１の処理について説明する。なお、説明を簡略化するため、ＯＳＵ１２とＯＮＵ２０２との間の１つの暗号化経路（セキュア経路）に着目して説明する。
【０１８０】
冗長切替検出部８６１は、ＳＣＩにおけるチャネル識別子の変化を検出することによって、冗長切替が局側装置１０１において行なわれたことを検出する。具体的には、チャネル識別子は運用系ＯＳＵとして機能しているＯＳＵに固有の物理アドレスであるＭＡＣアドレスを含むため、冗長切替検出部８６１は、ＭＡＣアドレスの変化を検出することによって、冗長切替が局側装置１０１において行なわれたことを検出する。
【０１８１】
より詳しくは、ＯＮＵ２０２は、運用系ＯＳＵのＭＡＣアドレスと、待機系ＯＳＵのＭＡＣアドレスを予め記憶しており、冗長切替検出部８６１は、ＭＡＣアドレスが運用系ＯＳＵ１２のＭＡＣアドレスから待機系ＯＳＵのＭＡＣアドレスに変化したことを検出したことに基づき、冗長切替が行なわれたことを検出する。
【０１８２】
以上のように、ＯＮＵ２０２は、ユーザデータを暗号化した暗号化データに対して関連付けされたチャネル識別子（暗号化通信に用いられるチャネル識別子）の変化を検出することにより、冗長切替の発生を検出する。具体的には、ＯＮＵ２０２は、下りデータフレームに含まれるＳＣＩの変化を検出することにより、冗長切替の発生を検出する。さらに具体的には、ＯＮＵ２０２は、ＳＣＩに含まれるシステム識別子の変化を検出することにより、冗長切替の発生を検出する。より具体的には、ＰＯＮシステム３０２では、システム識別子としてＭＡＣアドレスが用いられるため、ＯＮＵ２０２は、ＳＣＩに含まれるＭＡＣアドレスの変化を検出することにより、冗長切替の発生を検出する。
【０１８３】
（ｇ３．データフレーム廃棄部８６２によるデータフレームの廃棄）
以下では、データフレーム処理部８６におけるデータフレーム廃棄部８６２における処理について説明する。データフレーム廃棄部８６２は、上述した「Ｒｅｐｌａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ」を実行する。また、「受信した下りデータフレームのパケット番号が、直前に受信した下りデータフレームのパケット番号よりも閾値以上小さくない」ことを、「予め定められた基準」と定義する。換言すれば、「予め定められた基準」とは、パケット番号と、当該パケット番号を含む下りデータフレームの直前に受信した下りデータフレームのパケット番号との差（絶対値）が閾値以下であることをいう。
【０１８４】
（１）廃棄処理の原則ルール
データフレーム廃棄部８６２は、受信した下りデータフレームＦ＿ｎｅｗのパケット番号が当該下りデータフレームＦ＿ｎｅｗの直前に受信した下りデータフレームＦ＿ｏｌｄのパケット番号よりも閾値以上小さい場合には、当該下りデータフレームＦ＿ｎｅｗを廃棄する。たとえば、閾値を「１０」とし、直前に受信した下りデータフレームＦ＿ｏｌｄのパケット番号が「１００」の場合、データフレーム廃棄部８６２は、受信した下りデータフレームＦ＿ｎｅｗのパケット番号が「９０」以下なら当該下りデータフレームＦ＿ｎｅｗを廃棄する。つまり、データフレーム廃棄部８６２は、受信した下りデータフレームが、当該下りデータフレームの直前に受信した下りデータフレームとの関係において、予め定められた基準を満たしてないときには、最新の下りデータフレームを廃棄する。
【０１８５】
このように、データフレーム廃棄部８６２は、パケット番号が予め定められた基準を満たさない場合に、当該パケット番号を含む下りデータフレームを廃棄する。
【０１８６】
（２）廃棄処理の例外ルール（冗長切替に伴うＰＮの飛躍の許容）
データフレーム廃棄部８６２は、冗長切替が局側装置１０１で行なわれた場合には、新たに運用系ＯＳＵ１２として機能したＯＳＵ１２から最初に送られてくる下りデータフレームに関しては、パケット番号に関係なく廃棄の対象とはしない。つまり、データフレーム廃棄部８６２は、ＭＡＣアドレスの変化が検出された場合には、当該変化が検出されたＭＡＣアドレスを含む下りデータフレームのパケット番号に関係なく、当該下りデータフレームを廃棄しない。さらに換言すれば、データフレーム廃棄部８６２は、局側装置１０１において冗長切替が発生した場合、「Ｒｅｐｌａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ」を無効にし、下りデータフレームが廃棄されることを防ぐ。このような処理を行なう理由は、冗長切替が行なわれた場合には、冗長切替の前後における下りデータフレームのパケット番号が大きく変化（飛躍）することがあるためである。
【０１８７】
ただし、データフレーム廃棄部８６２は、変化が検出されたＳＣＩを含む下りデータフレームが廃棄されなかった場合、当該下りデータフレームの次に受信する下りデータフレームについては、当該次に受信する下りデータフレームのパケット番号と、当該変化が検出されたＳＣＩを含む下りデータフレームのパケット番号との差に基づき、廃棄するか否かを判断する。つまり、データフレーム廃棄部８６２は、さらなる冗長切替が行なわれない限り、ＰＮの飛躍を許容しない。
【０１８８】
＜Ｈ．ポート毎の処理＞
上記の冗長切替検出部８６１による冗長切替の検出処理およびデータフレーム廃棄処理の説明においては、説明を簡略化するために、１つの暗号化経路に着目して説明を行なった。以下では、当該検出処理および廃棄処理を複数の暗号化経路に適用する場合の説明を行なう。
【０１８９】
ＯＳＵ１２およびＯＮＵ２０２の各々は、上述したように複数のポートを有している。つまり、ＯＳＵ１２およびＯＮＵ２０２は、互いに通信を行なうために、複数の暗号化経路を有している。たとえば、ＯＳＵ１２およびＯＮＵ２０２は、ユニキャスト通信を行なうための暗号化経路と、マルチキャスト通信を行なうための暗号化経路とを有している。
【０１９０】
図８は、複数の暗号化経路を説明するための図である。図８を参照して、運用系ＯＳＵ１２および待機系ＯＳＵの各々は、ユニキャスト通信用のポート１２０１と、マルチキャスト通信用のポート１２０２とを有する。ＯＮＵ２０２は、ユニキャスト通信用のポート２０２１と、マルチキャスト通信用のポート２０２２とを有する。
【０１９１】
暗号化経路４０１Ａは、運用系ＯＳＵ１２のユニキャスト通信用のポート１２０１と、ＯＮＵ２０２のユニキャスト通信用のポート２０２１とにより構成されるユニキャスト通信用の暗号化経路である。暗号化経路４０２Ａは、運用系ＯＳＵ１２のマルチキャスト通信用のポート１２０２と、ＯＮＵ２０２はマルチキャスト通信用のポート２０２２とにより構成されるマルチキャスト通信用の暗号化経路である。
【０１９２】
冗長切替が行なわれ図８の待機系ＯＳＵ１２が運用系ＯＳＵに切り替わったときには、暗号化経路４０１Ｂがユニキャスト通信に用いられ、暗号化経路４０２Ｂがマルチキャスト通信に用いられる。
【０１９３】
ＯＮＵ２０２のユニキャスト通信用のポート２０２１およびマルチキャスト通信用のポート２０２２は、運用系ＯＳＵ１２から送信された下りデータフレームを受信する。また、ＯＮＵ２０１は、暗号化経路毎に、上述した、冗長切替検出部８６１による冗長切替の検出処理と、データフレーム廃棄部８６２によるデータフレームの廃棄処理とを行なう。以下、具体的に説明する。
【０１９４】
ＳＣＩは、上述したようにポート番号を含んでいる（図６（Ｃ））。そこで、冗長切替検出部８６１は、ＯＮＵ２０２が下りデータフレームを受信すると、当該下りデータフレームに含まれるＭＡＣアドレスの変化（つまり、システム識別子の変化）だけではなく、ポート番号についても監視する。
【０１９５】
冗長切替検出部８６１は、ポート番号毎に、ＭＡＣアドレスの変化に基づいた冗長切替の検出と、上述した下りデータフレームの廃棄処理とを行なう。これは、以下の理由による。ＰＯＮシステム３０２においては、上述したように、ユニキャスト通信用の暗号化経路と、マルチキャスト通信用の暗号化経路とが存在する。このため、局側装置１０１において冗長切替が行なわれた場合、ＯＮＵ２０２は、ＭＡＣアドレスの変化を検出するだけでは、暗号化経路の区別がつかない。しかしながら、ＯＮＵ２０２は、ポート２０２１，２０２２（この場合復号側のポート）の区別をポート番号でできる。そこで、ＯＮＵ２０２の冗長切替検出部８６１は、ポート番号毎にＭＡＣアドレスの変化を監視することにより復号側ポート２０２１，２０２２毎の暗号化元デバイス（つまりＯＳＵ１２）の冗長切替を検出可能となる。
【０１９６】
図９は、運用系ＯＳＵから待機系ＯＳＵへのデータ転送について説明するための図である。図９を参照して、運用系ＯＳＵ１２の通知部（ＰＯＮ制御部３６および制御ＩＦ部３２）は、ポート番号毎（つまり、ＬＬＩＤ毎）に、図５において説明したキー管理用テーブル７０のＡＮとキーとを、待機系ＯＳＵ１２に転送する。運用系ＯＳＵ１２は、たとえば、運用系ＯＳＵ１２のキー管理用テーブル７０が更新されたことに基づき、キー管理用テーブル７０を待機系ＯＳＵ１２に転送する。なお、当該転送のタイミングは、特に限定されるものではない。このように、運用系ＯＳＵ１２は、記憶部６２のキー管理用テーブル７０において対応付けて記憶されたＡＮとキーとＰＮとのうちのＡＮとキーとを、予め定められたタイミングで、局側装置１０１における待機系ＯＳＵ１２に通知する。つまり、運用系ＯＳＵ１２は、ＰＮについては待機系ＯＳＵ１２に通知しない。
【０１９７】
待機系ＯＳＵ１２は、予め記憶していたキー管理用テーブル７０を、ポート番号毎に、運用系ＯＳＵ１２から受け取ったポート番号毎のＡＮおよびキーを用いて更新する。つまり、待機系ＯＳＵ１２は、運用系ＯＳＵ１２が冗長切替直前まで使用していたＡＮのキーでの暗号化を引き継ぐ。なお、待機系ＯＳＵ１２は、運用系ＯＳＵ１２に切り替わった場合には、ＰＮは任意の値を使用する。これは、上述したように、ＯＮＵ２０２が冗長切替に伴うＰＮの飛躍を許容する構成であるため、待機系ＯＳＵ１２は運用系ＯＳＵ１２からＰＮを引き継ぐ必要がないためである。
【０１９８】
これにより、運用系ＯＳＵ１２から待機系ＯＳＵ１２への冗長切替が行なわれる場合であっても、既にＡＮおよびキーが待機系ＯＳＵ１２に転送されているため、迅速な冗長切替を行なうことが可能となる。また、待機系ＯＳＵ１２は、ＰＮを引き継ぐ必要がないため、ＰＮを引き継ぐ場合に比べて冗長切替に要する時間を短縮できる。
【０１９９】
＜Ｉ．ＯＮＵ２０２における制御構造＞
図１０は、ＯＮＵ２０２における処理の流れを説明するためのフローチャートである。図１０を参照して、ステップＳ２において、ＯＮＵ２０２は、下りデータフレームを受信したか否かを判断する。ＯＮＵ２０２は、受信したと判断した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ステップＳ４において、当該下りデータフレームに含まれるポート番号が自ポートの番号であるか否かを判断する。ＯＮＵ２０２は、受信していないと判断した場合（ステップＳ２においてＮＯ）、処理をステップＳ２に戻す。
【０２００】
ＯＮＵ２０２は、自ポートの番号であると判断した場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、ステップＳ６において、前回受信した自ポート宛ての下りデータフレームとの比較において、セキュアタグ内のＡＮが変更されているか否かを判断する。ＯＮＵ２０２は、自ポートの番号でないと判断した場合（ステップＳ４においてＮＯ）、処理をステップＳ２０に進める。
【０２０１】
ＯＮＵ２０２は、ＡＮが変更されていると判断した場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、ステップＳ１４において、ＰＮを、受信した下りデータフレームに含まれるＰＮを用いて更新する。ステップＳ１６において、ＯＮＵ２０２は、新たしいＡＮ（変更されたＡＮ）に対応付けられたキー（ＳＡＫ）を用いて復号処理を行なう。
【０２０２】
ＯＮＵ２０２は、ＡＮが変更されていないと判断した場合（ステップＳ６においてＮＯ）、ステップＳ８において、システム識別子に変化があるか否かを判断する。具体的には、ステップＳ８において、ＯＮＵ２０２は、前回受信した自ポート宛ての下りデータフレームとの比較において、ＭＡＣアドレスに変化があるか否かを検出する。つまり、ＯＮＵ２０２は、下りデータフレームのＳＣＩに含まれるシステム識別子（本実施の形態ではＭＡＣアドレス）に基づいて、冗長切替が局側装置１０１において行なわれたか否かを判断する。
【０２０３】
ＯＮＵ２０２は、システム識別子の変化を検出した場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、ステップＳ１０において、ＰＮを、受信した下りデータフレームに含まれるＰＮを用いて更新する。ステップＳ１２において、ＯＮＵ２０２は、当該下りフレームデータを復号する。
【０２０４】
ＯＮＵ２０２は、システム識別子の変化を検出しなかった場合（ステップＳ８においてＮＯ）、ステップＳ１８において、当該受信した下りフレームデータを廃棄するか否かを判断するために、受信した下りデータフレームに含まれるＰＮが前回受信した下りデータフレームに含まれるＰＮとの関係において適切であるか否かを判断する。つまり、ステップＳ１８において、受信した下りデータフレームに含まれるＰＮが、上述した予め定められた基準を満たしているか否かを判断する。
【０２０５】
ＯＮＵ２０２は、適切であると判断した場合（ステップＳ１８においてＹＥＳ）、処理をステップＳ１０に進める。ＯＮＵ２０２は、適切でないと判断した場合（ステップＳ１８においてＮＯ）、Ｒｅｐｌａｙ  Ａｔｔａｃｋを検出したとして、ステップＳ２０において、当該受信した下りデータフレームを廃棄する。この場合には、当該下りデータフレームは、復号器５１には送られない。
【０２０６】
以上のように、ＯＮＵ２０２は、システム識別子の変化があれば、冗長切替が局側装置１０１において行なわれたものとして、ＰＮが予め定められた基準を満たすか否かを判断することなく、既に記憶されたＰＮを受信した下りデータフレームのＰＮを用いて更新する。その一方、ＯＮＵ２０２は、システム識別子の変化がなければ、受信した下りデータフレームが成りすまし等のフレームであると判断し、Ｒｅｐｌａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎによって当該下りデータフレームを廃棄する。
【０２０７】
図１１は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｘにおいて、あるセキュアチャネル（セキュア経路）で暗号化通信を始める場合の手順を説明する図である。なお、実施の形態１との対比のために、シーケンスを示すための符号は、図２と同様の符号を用いている。図１１を参照して、まず、そのセキュアチャネルの識別子（ＳＣＩ）を使って、当該チャンネルでセキュアな通信を行なう相手を見つけるディスカバリ（ＭＫＡ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）が実行される。当該ＳＣＩを使って局側装置からＯＮＵにキーを配布し、その上で暗号化通信が開始される。
【０２０８】
より具体的に説明すると、まず、ＯＮＵがＰＯＮ回線に接続される（リンクアップする）。ＯＳＵ１２＿１は、ＭＫＡ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙを実行して、あるセキュアチャネルのＳＣＩ（これを「ＳＣＩ＿１とする」）を使って通信する相手、すなわちＯＮＵ２０２を見つける。つまり、ＯＳＵ１２＿１とＯＮＵ２０２とによりディスカバリが実行される。
【０２０９】
次に、ＯＳＵ１２＿１は、当該ＳＣＩ（ＳＣＩ＿１）を使ってＯＮＵ２０２にキー（これを「Ｋｅｙ＿１」とする）を配布する。これにより暗号化通信が開始されて、ＯＮＵ２０２は、ＯＳＵ１２＿１において暗号化されたデータを復号することができる。
【０２１０】
冗長切替によって、ＯＳＵ１２＿Ｎ＋１が、運用系ＯＳＵとして機能し始める。この場合、ＯＳＵ１２＿１は、待機系ＯＳＵとして機能し始める。ＯＳＵの切替えによって暗号デバイスも切替わる。
【０２１１】
標準（ＩＥＥＥ８０２．１Ｘ）では、切替後の暗号デバイス（ＯＳＵ１２＿Ｎ＋１）が、ＭＫＡ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙを実行して、新しいセキュアチャネルのＳＣＩ（これを「ＳＣＩ＿２」とする）を使って通信する相手、すなわちＯＮＵ２０２を見つける。つまり、ＯＳＵ１２＿Ｎ＋１とＯＮＵ２０２とによりディスカバリが実行される。
【０２１２】
ＯＳＵ１２＿Ｎ＋１は、当該ＳＣＩ（ＳＣＩ＿２）を使ってＯＮＵ２０２にキー（これを「Ｋｅｙ＿２」とする）を配布する。これにより暗号化通信が開始されて、ＯＮＵ２０２は、ＯＳＵ１２＿Ｎ＋１において暗号化されたデータを復号することができる。
【０２１３】
しかしながら、ＯＳＵの冗長切替後、ＭＫＡ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙおよびキーの配布が行なわれるために、暗号化通信が一時的に停止する。通信が停止する期間が長くなると、通信品質の劣化という課題が発生する。
【０２１４】
図１２は、本発明の実施の形態１に係る手順を説明するための図である。図１２を参照して、実施の形態１では、ＯＮＵにおいて、冗長切替後に使用するＳＣＩを保持する。局側装置において暗号デバイスが切り替わると、切替前のセキュアチャネルで使っていたキーおよび、予め用意されている切替後のＳＣＩを用いてすぐに復号を開始することができる。
【０２１５】
実施の形態１によれば、ＯＮＵがＰＯＮ回線に接続された（リンクアップした）ときにＯＳＵとＯＮＵとの間でディスカバリが実行され、冗長切替後においてチャネル識別子が切替わってもチャネル識別子の切替えに伴うディスカバリを実行しない。したがって実施の形態１によれば、局側装置の冗長切替にともなう暗号化通信の停止期間が短縮される。したがって通信品質を向上させることができる。なお、局側装置のこのような制御は、たとえば、ＯＳＵ１２のＰＯＮ制御部３６によって実行されてもよく、局側装置１０１の全体制御部１１によって実行されてもよい。
【０２１６】
＜Ｊ．変形例＞
（ｊ１）待機系ＯＳＵ１２の暗号化通信に用いる識別子（ＳＣＩ）を、当該待機系ＯＳＵ１２への冗長切替の前にＯＮＵ２０２に通知するように、ＯＳＵ１２を構成してもよい。つまり、待機系ＯＳＵ１２が、ＯＮＵ２０２に対して、暗号化通信に用いるチャネル識別子（ＳＣＩ）を直接設定するように、ＰＯＮシステム３０２を構成してもよい。
【０２１７】
具体的には、運用系ＯＳＵ１２から待機系ＯＳＵへの冗長切替が行なわれる前に、待機系ＯＳＵ１２が、当該待機系ＯＳＵ１２の暗号化通信に用いるチャネル識別子（ＳＣＩ）をＯＮＵ２０２へ送信するように、ＰＯＮシステム３０２を構成してもよい。
【０２１８】
（ｊ２）待機系ＯＳＵ１２のＭＡＣアドレスを、ＥＡＰＯＬ−ＭＫＡ、あるいは拡張ＯＡＭ（拡張保守監視機能）を用いてＯＮＵ２０２へ送信するように、局側装置１０１を構成してもよい。この場合、ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１から送られてきた待機系ＯＳＵ１２のＭＡＣアドレスを記憶すればよい。
【０２１９】
（ｊ３）冗長切替検出部８６１をチップ化して、冗長切替検出部８６１を、ＯＮＵ２０２の代わりに、局側装置１０１における冗長切替を検出する切替検出装置として機能させてもよい。あるいは、データフレーム処理部８６をチップ化して、データフレーム処理部８６を、ＯＮＵ２０２の代わりに切替検出装置として機能させてもよい。つまり、切替検出装置は、ＯＮＵ２０２全体ではなく、ＯＮＵ２０２の中に含まれる、単体装置または複数装置の集合体であってもよい。
【０２２０】
（ｊ４）上記においては、ＭＡＣアドレスの変化に基づいて冗長切替発生の有無を検出したが、ＯＮＵ２０２は、ＭＡＣアドレスを元にした値（たとえば、ＭＡＣアドレスおよびＬＬＩＤ）であれば冗長切替発生の有無を検出できる。
【０２２１】
（ｊ５）上記においては、運用系ＯＳＵ１２から待機系ＯＳＵ１２への冗長切替の検出を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。冗長切替以外に発生する、あるＯＳＵ１２から他のＯＳＵ１２への切替に対して、上述した各処理を適用できる。
【０２２２】
このような冗長切替以外の切替としては、たとえば、サービス中において負荷平準化のために通信経路を分散させるための切り替え、サービス中において省電力のために通信経路の集約をするための切り替えが挙げられる。つまり、通信量の多寡によって、起動されるＭＡＣチップの数を増減させる際に、冗長切替以外の切り替えが発生する。
【０２２３】
（ｊ６）上記においては、光回線の暗号デバイスがＯＳＵである場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。光回線の暗号デバイスは、ＯＳＵそのものではなく、ＯＳＵに搭載（内蔵）されるＭＡＣチップであればよい。また、複数のＭＡＣチップを備えたＯＳＵであって、当該複数のＭＡＣチップが同一の光トランシーバを共用する構成の場合においては、当該複数のＭＡＣチップ間での切替についても上述した切替手法を適用できる。
【０２２４】
次に本発明の他の実施形態について説明する。なお、ＰＯＮシステムの概略構成は、図１に示す構成と同様である。また、局側装置１０１におけるＯＳＵ１２の構成は図３に示される構成と同様である。さらに、ＯＮＵ２０２の構成は図４に示される構成と同様である。したがって、以下では、ＰＯＮシステム、局側装置（ＯＳＵを含む）、および宅側装置の構成については詳細な説明を繰り返さない。
【０２２５】
また、実施の形態１と同じく以下の実施の形態でも、ＯＮＵがＰＯＮ回線に接続された（リンクアップした）ときに局側装置とＯＮＵとの間でディスカバリが実行される一方、冗長切替後においてチャネル識別子が切替わっても、局側装置１０１およびＯＮＵ２０２の間では、チャネル識別子の切替えに伴うディスカバリが実行されない。したがって以下の実施の形態にによれば、局側装置の冗長切替にともなう暗号化通信の停止期間が短縮されるので、通信品質を向上させることができる。
【０２２６】
さらに、以下の実施の形態においても「＜Ｈ．ポート毎の処理＞」で説明された、検出処理およびフレーム廃棄処理を複数の暗号化経路に適用することができる。ただし説明を簡略化するために、以下では、１つの暗号化経路に着目して説明を行なう。
【０２２７】
［実施の形態２］
暗号フレームに付けられるセキュリティタグ（Ｓｅｃ ＴＡＧ）がロングタグである場合、そのセキュリティタグにはＳＣＩが含まれる。実施の形態１では、セキュリティタグに含まれるＳＣＩの切替を検知することによって、局側装置における暗号デバイスの切替を検出することができる。
【０２２８】
セキュリティタグは、ＡＮ，ＰＮ（図６を参照）を含むが、ＳＣＩはオプションである。したがって、ＳＣＩを含まないセキュリティタグ（ショートタグ）が暗号フレームに付される可能性もある。
【０２２９】
ショートタグが選択された場合、暗号フレームからＳＣＩを直接、判別することができない。実施の形態２では、そのような場合にも、ＯＮＵは、局側装置における暗号デバイスの切替を検出することができる。以下、実施の形態２に係る暗号デバイスの切替の検出について詳細に説明する。ＯＮＵ２０２の他の点については実施の形態１と同様であり、たとえば「＜Ｇ．ＯＮＵ２０２の要部の構成＞」の説明を適用できるので、特に詳細な説明を繰り返さない。
【０２３０】
図１３は、ＰＯＮシステム３０２で行なわれる、実施の形態２に係る処理の概要を説明するためのシーケンスチャートである。図１３を参照して、シーケンスＳＱ１３，ＳＱ１３Ａが追加される点で、実施の形態２に係る処理は、実施の形態１に係る処理（図１２を参照）と異なる。
【０２３１】
切替先のＯＳＵ（ＯＳＵ１２＿Ｎ＋１）は、シーケンスＳＱ１３において、ＯＮＵ２０２に、ＥＡＰＯＬ-ＭＫＡフレームを送信する。ＥＡＰＯＬ-ＭＫＡフレームは、ＩＥＥＥ８０２．１Ｘで定義される、セキュリティ用の制御フレームである。ＯＮＵ２０２は、切替先のＯＳＵ（ＯＳＵ１２＿Ｎ＋１）からのＥＡＰＯＬ-ＭＫＡフレームを受信する。シーケンスＳＱ１３Ａにおいて、ＯＮＵ２０２は、ＥＡＰＯＬ-ＭＫＡフレームに含まれる上記ＳＣＩの変化に基づき、暗号デバイスの切替が局側装置１０１で行なわれたことを検出する。シーケンスＳＱ１４において、ＯＳＵ１２＿Ｎ＋１が、ＯＳＵ１２＿１に代わり、下りデータフレームをＯＮＵ２０２に送信する。
【０２３２】
実施の形態２では、実施の形態１と同じく、暗号デバイスの切替の前後で、同じキーが用いられる。また、局側装置１０１およびＯＮＵ２０２の両方において、ＳＣＩ以外の情報については暗号デバイスの切替前の情報が引き継がれる。したがって実施の形態２によれば、局側装置の冗長切替にともなう暗号化通信の停止期間を短縮できるので、通信品質を向上させることができる。
【０２３３】
図１４は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｘで定義されている、ＥＡＰＯＬ-ＭＫＡフレームのフレームフォーマットを説明するための図である。図１４を参照して、ＭＡＣ ＳＡのフィールドには、ＰＯＮ制御デバイスのＭＡＣアドレスが入る。なお、ＰＯＮ制御デバイスのＭＡＣアドレスとは別のＭＡＣアドレスをＳＣＩのＳｙｓｔｅｍ ＩＤとして使用する場合も考えられる。ただしこの場合にも、ＭＡＣ ＳＡのフィールドには、ＰＯＮ制御デバイスのＭＡＣアドレスが入るのが適切である。
【０２３４】
Ｐａｃｋｅｔ Ｂｏｄｙは可変長のフィールドであり、複数のパラメータセット（Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）を格納することができる。ここでＢａｓｉｃ Ｐａｒａｍｅｔｅｒは必須のパラメータセットである。
【０２３５】
図１５は、図１４に示されたＢａｓｉｃ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔの構造を示した図である。図１５を参照して、Ｂａｓｉｃ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔは、ＳＣＩが格納されるＳＣＩフィールドを含む。
【０２３６】
図１６は、実施の形態２に係るＯＮＵ２０２の処理の流れを示したフローチャートである。図１６では、特に、ＳＣＩの切替の検出に関する処理を説明する。図１６を参照して、ステップＳ２２において、ＯＮＵ２０２は、ＥＡＰＯＬ−ＭＫＡフレームを受信したか否かを判断する。ＯＮＵ２０２は、ＥＡＰＯＬ−ＭＫＡフレームを受信したと判断した場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、ステップＳ２４においてシステム識別子の変化を検出する。ＥＡＰＯＬ−ＭＫＡフレームを受信していないと判断した場合（ステップＳ２２においてＮＯ）、ＯＮＵ２０２は、処理をステップＳ２２に戻す。
【０２３７】
ステップＳ２６において、ＯＮＵ２０２は、下りデータフレームを受信したか否かを判断する。下りデータフレームを受信したと判断した場合（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、ＯＮＵ２０２は、ステップＳ２８において、ＰＮを、受信した下りデータフレームに含まれるＰＮを用いて更新する。一方、下りデータフレームを受信していないと判断した場合（ステップＳ２６においてＮＯ）、ＯＮＵ２０２は、処理をステップＳ２６に戻す。ステップＳ３０において、ＯＮＵ２０２は、当該下りフレームデータを復号する。
【０２３８】
上記のように実施の形態２によれば、暗号フレームに付けられるセキュリティタグ（Ｓｅｃ ＴＡＧ）がショートタグである場合にも、ＯＮＵ２０２は、ＥＡＰＯＬ−ＭＫＡフレームによって、ＳＣＩの切替を検出する。これによりＯＮＵ２０２は、局側装置における暗号デバイスの切替を検出することができる。
【０２３９】
［実施の形態３］
実施の形態３では、実施の形態２と同様に、局側装置からＯＮＵに、ＥＡＰＯＬ-ＭＫＡフレームが送信される。ただし、ＥＡＰＯＬ-ＭＫＡフレームが送信されるタイミングの点で実施の形態３は実施の形態２と異なる。ＯＮＵ２０２の他の点については実施の形態１と同様であり、たとえば「＜Ｇ．ＯＮＵ２０２の要部の構成＞」の説明を適用できるので、特に詳細な説明を繰り返さない。
【０２４０】
図１７は、ＰＯＮシステム３０２で行なわれる、実施の形態３に係る処理の概要を説明するためのシーケンスチャートである。図１３および図１７を参照して、シーケンスＳＱ１３の処理に代えてシーケンスＳＱ７の処理が追加される点で、実施の形態３に係る処理は、実施の形態２に係る処理と異なる。
【０２４１】
シーケンスＳＱ７は、冗長切替（シーケンスＳＱ８）よりも前に実行される処理を示している。シーケンスＳＱ７において、切替元のＯＳＵ（ＯＳＵ１２＿１）は、ＯＮＵ２０２に、ＥＡＰＯＬ-ＭＫＡフレームを送信する。ＥＡＰＯＬ-ＭＫＡフレームは、ＯＳＵの冗長切替の後で使用されるＳＣＩを含む。シーケンスＳＱ１３Ａにおいて、ＯＮＵ２０２は、ＥＡＰＯＬ-ＭＫＡフレームを受信することで、暗号デバイスの切替の後で使用されるＳＣＩを取得する。
【０２４２】
ＥＡＰＯＬ-ＭＫＡフレームは、局側装置１０１での暗号デバイスの切替に先立ってＯＮＵ２０２に送信される。したがって、ＯＮＵ２０２は、ＥＡＰＯＬ-ＭＫＡフレームを受信することにより、局側装置１０１での暗号デバイスの切替を検出することができる。ＯＮＵ２０２による暗号デバイスの切替の検出は、暗号デバイスの切替が発生していれば可能であり、暗号デバイスが切替わる前、暗号デバイスの切替中、暗号デバイスの切替後のいずれに行なわれてもよい。
【０２４３】
実施の形態３では、実施の形態１，２と同じく、暗号デバイスの切替の前後で、同じキーが用いられる。また、局側装置１０１およびＯＮＵ２０２の両方において、ＳＣＩ以外の情報については暗号デバイスの切替前の情報が引き継がれる。したがって実施の形態３によれば、局側装置の冗長切替にともなう暗号化通信の停止期間を短縮できるので、通信品質を向上させることができる。
【０２４４】
なお、実施の形態２，３では、局側装置から送られるＥＡＰＯＬ−ＭＫＡフレームによってＯＮＵ２０２は暗号デバイスの切替を検出する。しかし暗号デバイスの切替を検出するために用いられるフレームは、ＥＡＰＯＬ−ＭＫＡフレームに限定されない。局側装置は、ＭＡＣ ＳＡが暗号デバイスのＭＡＣアドレスに一致する任意のＰＯＮ制御フレームを送信するのでもよい。ＰＯＮ制御フレームに含まれるＭＡＣ ＳＡが、ＳＣＩの一部である、切替先の暗号デバイスのＭＡＣアドレスと一致した場合に、ＯＮＵが、局側装置における暗号デバイスの切替えを検出してもよい。また、そのＰＯＮ制御フレームの送信のタイミングは、ＯＳＵ（暗号デバイス）の切替えの前でもよく、ＯＳＵ（暗号デバイス）の切替後であってもよい。
【０２４５】
［実施の形態４］
実施の形態４では、実施の形態２，３と同じく、ＳＣＩを含まないセキュリティタグ（ショートタグ）が暗号フレームに付された場合であっても、ＯＮＵ２０２は、局側装置における暗号デバイスの切替を検出することができる。
【０２４６】
図１８は、実施の形態４に係るＯＮＵにおける復号部２０の主な構成を示す図である。図１８を参照して、復号部２０は、復号器５１＿１，５１＿２と、記憶部５２と、ＳＣＩ選択部５３＿１，５３＿２と、キー選択部５４と、セレクタ５８とを備える。
【０２４７】
暗号化データを含むフレーム（図１８において「暗号フレーム」と示す）は、復号器５１＿１および復号器５１＿２の両方に入力される。復号器５１＿１は、ＳＣＩ選択部５３＿１によって選択されたＳＣＩ（ＳＣＩ＿１とする）と、キー選択部５４によって選択されたキー（Ｋｅｙ＿１）とを用いて、暗号フレームを復号する。復号器５１＿２は、ＳＣＩ選択部５３＿２によって選択されたＳＣＩ（ＳＣＩ＿２とする）と、キー選択部５４によって選択されたキー（Ｋｅｙ＿１）とを用いて、暗号フレームを復号する。
【０２４８】
記憶部５２は、パラメータ管理テーブル６０ａを予め記憶する。パラメータ管理テーブル６０ａには、暗号フレームの復号のための復号化キーＫｅｙ＿１と、切替元の暗号デバイスに関連付けられたＳＣＩ（ＳＣＩ＿１）と、切替先の暗号デバイスに関連付けられたＳＣＩ（ＳＣＩ＿２）とが格納される。これらのＳＣＩは、たとえば局側装置１０１から予め送られるフレームに含まれている。ＯＮＵ２０２は、そのフレームを受信することによりＳＣＩを取得することができる。
【０２４９】
ＳＣＩ選択部５３＿１は、パラメータ管理テーブル６０ａからＳＣＩ＿１を選択して、復号器５１＿１にＳＣＩ＿１を送信する。ＳＣＩ選択部５３＿２は、パラメータ管理テーブル６０ａからＳＣＩ＿２を選択して、復号器５１＿２にＳＣＩ＿２を送信する。
【０２５０】
セレクタ５８は、復号器５１＿１，５１＿２のうち、暗号フレームの復号に成功したほうの復号器から出力される平文フレームをバッファメモリへと転送する。復号に成功した復号器からの平文データを選択するために、たとえば復号器５１＿１，５１＿２の各々は、暗号フレームの復号に成功したか否かを示す信号をセレクタ５８に送ってもよい。セレクタ５８の動作は、暗号フレームの復号に成功した復号器の変化を示す。したがって、セレクタ５８は、局側装置１０１における暗号デバイスの切替を検出する機能を実現する。
【０２５１】
なお、復号器５１＿１，５１＿２の各々からの信号をセレクタ５８が直接受けるように限定されない。図１９は、実施の形態４に係るＯＮＵ２０２の復号部２０の他の構成例を示した図である。図１９に示されるように、セレクタ５８を制御するための制御部５９が復号部２０に設けられてもよい。制御部５９は、復号器５１＿１，５１＿２の各々から、復号が成功したか否かを示す信号を受けてセレクタ５８を制御する。この構成では、制御部５９が、局側装置１０１における暗号デバイスの切替を検出する機能を実現する。
【０２５２】
さらに、制御部５９に代えて、ＯＮＵ２０２の制御部２９（図４を参照）が、復号器５１＿１，５１＿２の各々から、復号が成功したか否かを示す信号を受けてセレクタ５８を制御してもよい。この場合には、制御部２９が、局側装置１０１における暗号デバイスの切替を検出する機能を実現する。
【０２５３】
なお、図１８および図１９に示された構成では、復号器５３＿１，５３＿２は並列に設けられており、暗号フレームが複製される。しかし、復号器５３＿１，５３＿２を直列に配置して、暗号フレームの複製を不要としてもよい。ＯＮＵ２０２の他の点については、実施の形態１，２，３と同様であるので、以後の説明を繰り返さない。
【０２５４】
実施の形態４では、実施の形態１〜３と同じく、暗号デバイスの切替の前後で、同じキーが用いられる。また、局側装置１０１およびＯＮＵ２０２の両方において、ＳＣＩ以外の情報については暗号デバイスの切替前の情報が引き継がれる。したがって実施の形態４によれば、局側装置の冗長切替にともなう暗号化通信の停止期間を短縮できるので、通信品質を向上させることができる。
【０２５５】
［実施の形態５］
実施の形態５では、実施の形態２〜４と同じく、ＳＣＩを含まないセキュリティタグ（ショートタグ）が暗号フレームに付された場合であっても、ＯＮＵ２０２は、局側装置における暗号デバイスの切替を検出することができる。なお、以下に説明する点以外については、実施の形態１と同様であるので、特に詳細な説明を繰り返さない。
【０２５６】
図２０は、実施の形態５に係る手順を説明するための図である。図２および図２０を参照して、実施の形態５では、シーケンスＳＱ１６において、ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１から送信された暗号フレームに含まれるアソシエーション番号（図６（Ｂ）に示すＡＮ）の変化を検出することによって、暗号デバイスの切替を検出する。この点で実施の形態５は実施の形態１と異なる。
【０２５７】
ＯＮＵ２０２は、暗号フレームの復号に使うべきキー（ＳＡＫ）と、そのフレームに付与されるべきＰＮの下限値（前回受信したフレームのＰＮから、閾値を引いた値）を、Ｓｅｃ ＴＡＧのＡＮで識別する。Ｒｅｐｌａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎは、ＡＮを跨いでは適用されない。
【０２５８】
したがって、暗号デバイスの切替前後でＡＮを変化させれば、Ｒｅｐｌａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎによるフレームの廃棄（実施の形態１の「（１）廃棄処理の原則ルール」を参照）を回避することができる。その理由は、ＡＮが新しくなった後に最初にＯＮＵ２０２が受信する暗号フレームについては、そのフレームに付されるべきＰＮの下限値が設定されていないためである。
【０２５９】
ここでＩＥＥＥ８０２．１ＡＥによれば、セキュリティ関係（保護された通信を行なうメンバー間の関係）は、鍵交換を行ないながら途切れることなく維持される。このセキュリティ関係は、１つの鍵で保護されているセキュリティ関係（セキュア・アソシエーション）が、鍵交換によって途切れることなく入替わることによって成立している。この切れ目のないセキュリティ関係を構成する各セキュア・アソシエーションを識別する番号がＡＮである。つまり、ＡＮは、ある１つの鍵が使用されている期間におけるセキュリティ関係を識別するための番号である。
【０２６０】
したがって、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥによれば、ＡＮを切替えるということと鍵を交換することと同義である。しかしながら、鍵を交換すると、暗号化通信の停止期間が発生する。一方、この実施の形態では、ＡＮは変更するが鍵は交換しない。したがって、円滑な暗号化通信を継続することができる。
【０２６１】
次に、実施の形態５について具体的に説明する。図２１は、実施の形態５における、ＯＮＵ２０２における制御部２９および復号部２０の構成を示す図である。図２１を参照して、復号部２０は、ＰＮ選択部５６をさらに備える点において図７に示された構成と相違する。また、記憶部５２は、復号パラメータ管理テーブル６０ｂを記憶する。復号パラメータ管理テーブル６０ｂの構成は、図７に示すキー管理用テーブル６０の構成と基本的に同じである。
【０２６２】
制御部２９は、ＰＮ設定部８７をさらに備える点において図７に示された構成と相違する。ＰＮ設定部８７は、復号パラメータ管理テーブル６０ｂにＰＮの値を設定する。
【０２６３】
図２２は、実施の形態５に係る復号パラメータ管理テーブルの構成例を示した図である。図２１および図２２を参照して、復号パラメータ管理テーブル６０ｂは、ＡＮ、キー（暗号鍵）、許容できる最小のＰＮ、およびＳＣＩを管理するためのテーブルである。ＯＮＵ２０２は、暗号フレーム（図６（Ｂ）を参照）を受信すると、その受信した暗号フレームのＳｅｃ ＴＡＧに格納されたＡＮの値を取得する。たとえばアソシエーション番号抽出部５５により、暗号フレームからＡＮの値が抽出される。キー選択部５４は、復号パラメータ管理テーブル６０ｂを参照して、アソシエーション番号抽出部５５により取得されたＡＮに関連付けられるキーを取得する。また、ＰＮ選択部５６は、復号パラメータ管理テーブル６０ｂを参照して、アソシエーション番号抽出部５５により、取得されたＡＮに関連付けられるＰＮ（許容できる最小ＰＮ）を取得する。
【０２６４】
なお、セキュリティタグ（Ｓｅｃ ＴＡＧ）にショートタグを使用する場合には、復号に用いるＳＣＩも、このテーブルから取得される。一方、ＳｅｃＴＡＧにロングタグを使用する場合には、ＳｅｃＴＡＧ内のＳＣＩの値を復号に用いることができる。
【０２６５】
図２３は、実施の形態５に係る、復号パラメータ管理テーブル６０ｂに対するキーの登録の一例を示した図である。図２３を参照して、ＯＮＵ２０２が局側装置１０１からキーを配布された場合、ＯＮＵ２０２（たとえば制御部２９のキー更新部８１）は、次のＡＮにも同じキーを設定する。
【０２６６】
Ｓｅｃ ＴＡＧにショートタグを使用している場合、復号パラメータ管理テーブル６０ｂの指定されたＡＮの行のＳＣＩの欄には、キー配布用の制御フレーム（たとえばＥＡＰＯＬ−ＭＫＡフレーム）に格納されているＳＣＩの値が登録される。次のＡＮの行のＳＣＩの欄には、予め用意されたＳＣＩの値、すなわち暗号デバイスの切替後のＳＣＩが登録される。暗号デバイスの切替後のＳＣＩを用意するための方法については、たとえば上記の実施形態１〜３における方法のうちの任意の方法を利用することが可能である。
【０２６７】
図２３には、一例として、局側装置のＯＳＵからＡＮ＝０と指定されてキーＫｅｙ＿１がＯＮＵ２０２に配布された状態が示されている。この場合、ＡＮ＝０の行のＳＣＩの欄には、キーＫｅｙ＿１の配布用の制御フレーム（たとえばＥＡＰＯＬ−ＭＫＡフレーム）に含まれるＳＣＩの値が登録される。次のＡＮ（ＡＮ＝１）の行のＳＣＩの欄には、予め用意されたＳＣＩの値が登録される。
【０２６８】
なお、たとえばＡＮ＝３と指定された場合には、ＡＮ＝３の行およびＡＮ＝０の行において、キーおよびＳＣＩが登録される。
【０２６９】
次に、局側装置１０１の切替元ＯＳＵ（たとえばＯＳＵ１２＿１）は、キーＫｅｙ＿１を使用して暗号化したフレームのＡＮを０に設定し、その暗号フレームをＯＮＵ２０２に送信する。ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１からの暗号フレームを受信して、ＰＮを確認する。このとき、ＯＮＵ２０２は、必要に応じて、復号パラメータ管理テーブル６０ｂのＰＮの欄を更新する。
【０２７０】
図２４は、実施の形態５に係る復号パラメータ管理テーブル６０ｂにおけるＰＮの設定の一例を示した図である。図２４を参照して、たとえば、ＰＮ＝１０００である暗号フレームをＯＮＵ２０２が受信し、閾値が１００であるとする。この場合、ＯＮＵ２０２（たとえばＰＮ設定部８７）は、ＡＮ＝０の行のＰＮの欄に９００（＝１０００−１００）を設定する。
【０２７１】
図２４に示されるように復号パラメータ管理テーブル６０ｂが登録された状態で、ＰＮ＝１００の暗号フレームをＯＮＵ２０２が受信したとする。この場合、ＯＮＵは、Ｒｅｐｌａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎを実行し、「（１）廃棄処理の原則ルール」（実施の形態１を参照）に従って、当該フレーム（ＰＮ＝１００の暗号フレーム）を廃棄する。なお、この場合、復号パラメータ管理テーブル６０ｂに登録されたＰＮの値は更新されない。
【０２７２】
次に局側装置１０１において、ＯＳＵの冗長切替が発生する（図２０のシーケンスＳＱ８を参照）。切替先のＯＳＵ（たとえばＯＳＵ１２＿Ｎ＋１）は、Ｋｅｙ＿１を引き継いて、フレームを暗号化する。暗号フレームのＳｅｃ ＴＡＧに格納されるＡＮの値は１に設定される。切替先のＯＳＵは、その暗号フレームをＯＮＵ２０２に送信する。
【０２７３】
ＯＮＵ２０２は、復号パラメータ管理テーブル６０ｂに登録されたキー（たとえばＫｅｙ＿１）およびＳＣＩ（ショートタグの場合）を使って暗号フレームを復号することができる。さらに、許容できる最小のＰＮ（ＰＮの下限値）が最初は０に設定されているため、Ｒｅｐｌａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎによるフレーム廃棄は行なわれない。したがって実施の形態５によれば、実施の形態１〜４と同じく、暗号デバイスの切替が発生しても、円滑な暗号化通信を継続することができる。
【０２７４】
なお、切替先のＯＳＵは、暗号フレームのＰＮの値を、１から始めてもよく、１以外の適切な値から始めてもよい。たとえば、切替先のＯＳＵは、切替元のＯＳＵから、ＰＮの適切な値を引き継いでもよい。たとえば切替元のＯＳＵのＦＩＦＯ３８（図３に示す、下りフレームを蓄積するキュー）が空になる前のＰＮを、切替先のＯＳＵに引き継いでもよい。切替先のＯＳＵに引き継がれるＰＮの値は、下りフレームを蓄積するキューが空になる前の値なので、正確な値ではない。しかし、切替先のＯＳＵがＡＮを変更するために、ＯＮＵでのＲｅｐｌａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎによるフレーム廃棄は行なわれない。また、下りフレームを蓄積するキューが空になる前に、切替元のＯＳＵは、切替先のＯＳＵにＰＮの値を通知することができる。したがって、切替元のＯＳＵにおいてキューが空になるのを待ってから切替先のＯＳＵにＰＮの値が通知される場合に比べて、切替えに必要な時間を短縮することができる。すなわちスムーズな冗長切替が可能となる。これにより、暗号デバイスの切替えに伴う通信停止時間をさらに短縮することができるので、より高品質な通信を実現することができる。
【０２７５】
また、上記のようにＰＮの値を適当な値から始めることにより、通信の安全性を高めることもできる。ＩＥＥＥ８０２．１ＡＥによれば、安全性の確保のために、同じキーで暗号化するフレームの数に閾値が設定される。したがって１つのキーで暗号化したフレームの数をＰＮの値により管理していてもよい。ＰＮがその閾値を超えたら、局側装置１０１はＯＮＵ２０２に次のキーを配布してもよい。この実施の形態では、切替先のＯＳＵは、切替元のＯＳＵから引き継ぐ。したがって、切替先のＯＳＵが、切替元のＯＳＵから、適切な大きさのＰＮ（たとえば上述のような、下りフレームを蓄積するキューが空になる前の値）を引き継ぐことにより、切替先のＯＳＵが、おおむね適切なタイミングで、次の新しいキーをＯＮＵ２０２に配布することができる。
【０２７６】
［実施の形態６］
実施の形態６では、実施の形態２〜５と同じく、ＳＣＩを含まないセキュリティタグ（ショートタグ）が暗号フレームに付された場合であっても、ＯＮＵ２０２は、局側装置における暗号デバイスの切替を検出することができる。具体的には、実施の形態５と同じく、実施の形態６では、ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１から送信された暗号フレームに含まれるアソシエーション番号（ＡＮ）の変化を検出することによって、暗号デバイスの切替を検出する（図２０を参照）。
【０２７７】
実施の形態５では、切替先のＯＳＵは、切替元のＯＳＵから暗号化のためのキーは引き継ぐもののＳＣＩは引き継がない。実施の形態６では、切替先のＯＳＵは、切替元のＯＳＵから暗号化のためのキーおよびＳＣＩの両方を引き継がない。この点で実施の形態６は実施の形態５と異なる。なお、以下に説明する点以外については、実施の形態１と同様であるので、特に詳細な説明を繰り返さない。
【０２７８】
ＯＮＵ２０２における制御部２９および復号部２０の構成は、図２１に示された構成と同様である。さらに、復号パラメータ管理テーブル６０ｂの構成について、実施の形態６では、図２２に示した構成を採用することができる。実施の形態６においても、セキュリティタグ（ＳｅｃＴＡＧ）にショートタグを使用する場合には、復号に用いるＳＣＩも、このテーブルから取得される。一方、ＳｅｃＴＡＧにロングタグを使用する場合には、ＳｅｃＴＡＧ内のＳＣＩの値を復号に用いることができる。
【０２７９】
図２５は、実施の形態６に係る、復号パラメータ管理テーブル６０ｂに対するキーの登録の一例を示した図である。図２５を参照して、ＯＮＵ２０２が局側装置１０１からキーを配布された場合、ＯＮＵ２０２（たとえば制御部２９のキー更新部８１）は、次のＡＮに、適切な方法によって予め用意したキー（Ｋｅｙ＿２）を設定する。キーＫｅｙ＿２は、たとえば局側装置１０１から配布されたキーをビット反転させたキーでもよい。
【０２８０】
Ｓｅｃ ＴＡＧにショートタグを使用している場合、復号パラメータ管理テーブル６０ｂの指定されたＡＮの行のＳＣＩの欄には、キー配布用の制御フレーム（たとえばＥＡＰＯＬ−ＭＫＡフレーム）に格納されているＳＣＩの値が登録される。次のＡＮの行のＳＣＩの欄には、予め用意されたＳＣＩの値、すなわち暗号デバイスの切替後のＳＣＩが登録される。暗号デバイスの切替後のＳＣＩを用意するための方法については、たとえば上記の実施形態１〜３における方法のうちの任意の方法を利用することが可能である。
【０２８１】
図２５には、一例として、局側装置のＯＳＵからＡＮ＝０と指定されてキーＫｅｙ＿１がＯＮＵ２０２に配布された状態が示されている。この場合、ＡＮ＝０の行のＳＣＩの欄には、キーＫｅｙ＿１の配布用の制御フレーム（たとえばＥＡＰＯＬ−ＭＫＡフレーム）に含まれるＳＣＩの値が登録される。次のＡＮ（ＡＮ＝１）の行のキーの欄には、Ｋｅｙ_２が登録される。キーＫｅｙ_２は、たとえばキーＫｅｙ＿１をビット反転させたキーである。またＡＮ＝１の行のＳＣＩの欄には、予め用意されたＳＣＩの値が登録される。
【０２８２】
次に、局側装置１０１の切替元ＯＳＵ（たとえばＯＳＵ１２＿１）は、キーＫｅｙ＿１を使用して暗号化したフレームのＡＮを０に設定し、その暗号フレームをＯＮＵ２０２に送信する。ＯＮＵ２０２は、局側装置１０１からの暗号フレームを受信して、ＰＮを確認する。このとき、ＯＮＵ２０２は、必要に応じて、復号パラメータ管理テーブル６０ｂのＰＮの欄を更新する。
【０２８３】
図２６は、実施の形態６に係る復号パラメータ管理テーブル６０ｂにおけるＰＮの設定の一例を示した図である。図２６を参照して、たとえば、ＰＮ＝１０００である暗号フレームをＯＮＵ２０２が受信し、閾値が１００であるとする。この場合、ＯＮＵ２０２（たとえばＰＮ設定部８７）は、ＡＮ＝０の行のＰＮの欄に９００（＝１０００−１００）を設定する。
【０２８４】
次に局側装置１０１において、ＯＳＵの冗長切替が発生する（図２０のシーケンスＳＱ８を参照）。切替先のＯＳＵ（たとえばＯＳＵ１２＿Ｎ＋１）は、Ｋｅｙ＿２を用いて、フレームを暗号化する。暗号フレームのＳｅｃ ＴＡＧに格納されるＡＮの値は１に設定される。切替先のＯＳＵは、その暗号フレームをＯＮＵ２０２に送信する。
【０２８５】
ＯＮＵ２０２は、復号パラメータ管理テーブル６０ｂに登録されたキー（たとえばＫｅｙ＿２）およびＳＣＩ（ショートタグの場合）を使って暗号フレームを復号することができる。さらに、許容できる最小のＰＮ（ＰＮの下限値）が最初は０に設定されているため、Ｒｅｐｌａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎによるフレーム廃棄は行なわれない。したがって実施の形態６によれば、実施の形態１〜５と同じく、暗号デバイスの切替が発生しても、円滑な暗号化通信を継続することができる。
【０２８６】
なお、実施の形態５と同じく、切替先のＯＳＵは、暗号フレームのＰＮの値を、１から始めてもよく、１以外の適切な値から始めてもよい。暗号フレームのＰＮの値を、１以外の適切な値から始める場合、たとえば切替先のＯＳＵは、切替元のＯＳＵから、ＰＮの適切な値を引き継いでもよい。一例として、切替元のＯＳＵのＦＩＦＯ３８（図３に示す、下りフレームを蓄積するキュー）が空になる前のＰＮを、切替先のＯＳＵに引き継いでもよい。この場合にも、切替元のＯＳＵにおいてキューが空になるのを待ってから切替先のＯＳＵにＰＮの値が通知される場合に比べて、切替えに必要な時間を短縮することができる。すなわちスムーズな冗長切替が可能となる。これにより、暗号デバイスの切替えに伴う通信停止時間をさらに短縮することができるので、より高品質な通信を実現することができる。
【０２８７】
さらに、ＰＮの値を適当な値から始めることにより、通信の安全性を高めることもできる。実施の形態６では、予め用意された、正式な鍵交換によらないキーを利用する。したがって、ＯＳＵにおいてＰＮの値を、大きめの値に設定し、次のキーの交換までに、そのキーで暗号化されるフレームの数が少なくなるように、暗号化されるフレームの数を制限してもよい。これにより、切替先のＯＳＵが、ＯＮＵ２０２との間でより安全性の高い暗号化通信を行なうことができる。
【０２８８】
なお、本発明の実施形態に係る切替検出装置は、専用のハードウエア装置で実現されるものに限られない。外部からプログラムをメモリにインストールし、コンピュータがこのプログラムをメモリから読出して実行することによって、切替検出装置の機能を実現することとしてもよい。この場合、プログラムは、たとえば図１０のフローチャートの各ステップ、図１６のフローチャートの各ステップを備えてもよい。あるいは、プログラムは、たとえば図２０に示すシーケンスＳＱ１６の処理を実行するステップを備えていてもよい。
【０２８９】
今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０２９０】
１１  全体制御部、１２  ＯＳＵ、１３  集線部、１４  光スイッチ、２０  復号部、２１  ＰＯＮポート、２５  ＵＮＩポート、２２  光受信処理部、２３，２７  バッファメモリ、２４，３４  送信処理部、２６，３３  受信処理部、２８  光送信処理部、２９，３６，５９  制御部、３０  暗号部、３１  集線ＩＦ部、３２  制御ＩＦ部、３５  送受信部、５１，５１＿１，５１＿２  復号器、５２，６２  記憶部、５３，６６  ＳＣＩ選択部、５４，６５  キー選択部、５５  アソシエーション番号抽出部、５６  ＰＮ選択部、５７，６１  フレーム種別識別部、５８  セレクタ、６０，７０  キー管理用テーブル、６０ａ  パラメータ管理テーブル、６０ｂ  復号パラメータ管理テーブル、６３  暗号器、６４  マルチプレクサ、７１  フレーム作成部、７２，８１  キー更新部、７３，８２  ＳＣＩ作成部、７４，８３  切替処理部、８４  アドレス更新部、８５  制御フレーム処理部、８６  データフレーム処理部、８７  ＰＮ設定部、１０１  局側装置、２０２  ＯＮＵ、２０３  ＰＯＮ回線、２０４  光カプラ、３０２  ＰＯＮシステム、４０１Ａ，４０１Ｂ，４０２Ａ，４０２Ｂ  暗号化経路、８６１  冗長切替検出部、８６２  データフレーム廃棄部、１２０１，２０２１  ユニキャスト通信用のポート、１２０２，２０２２  マルチキャスト通信用のポート。
【図１】
2014131264.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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