受動光ネットワークにおける安全なアップストリーム送信のための方法およびシステム
少なくとも１つのハブと、少なくとも１つの伝送媒体と、伝送媒体を介してハブに接続した少なくとも１つの局とを備えるイーサネット（登録商標）受動光ネットワークのようなポイントツーマルチポイントデータ伝送ネットワークにおける信号伝送の機密性を確保する方法およびシステムを提供する。アップストリーム信号が第１の局から送信されると、アップストリーム信号は妨害反射を発生するため少なくとも１つの妨害反射器によって反射される。妨害反射はアップストリーム信号の第２の反射と結合して第２の反射が第２の局によって復号できないようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークおよび光伝送技術に関する。特に、本発明は、イーサネット（登録商標）受動光ネットワークおよびそこでの光妨害反射器を使用したセキュリティの改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近数年間、消費者の帯域幅に対する要求が急速に増大している。帯域幅の増大に対する要求を満たすため、新しいアクセスネットワーク技術が開発された。そうした技術の１つは、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．３ａｈ標準に基づいている。８０２．３ａｈはＩＥＥＥ社の登録商標である。この標準はイーサネット（登録商標）・イン・ザ・ファースト・マイル（ＥＦＭ）としても知られている。ＩＥＥＥ８０２．３ａｈの目的は、イーサネット（登録商標）を一般の消費者にもたらし、それによって、消費者とそのインターネットサービスプロバイダとの間の基本アクセスとして、モデムダイヤルアップおよびＤＳＬ接続の代替物となることである。また、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ標準は、イーサネット（登録商標）受動光ネットワーク（ＥＰＯＮ）の概念を導入する。ＥＰＯＮはポイントツーマルチポイント（Ｐ２ＭＰ）ネットワークトポロジである。このトポロジは受動光スプリッタとメディアアクセス制御（ＭＡＣ）およびＭＡＣ制御副層とこのトポロジをサポートする物理層によって実現される。
【０００３】
以下、先行技術のＥＰＯＮのアーキテクチャを例示する図１を参照する。ＥＰＯＮは、光ファイバ１２０を接続したハブ１００を備える。ハブ１００は受動物理層信号リピータまたはブリッジまたはルータのような高次プロトコル層機器でもよい。文脈によっては、ハブはＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とも呼ばれる。本発明の目的で、ハブ１００のようなハブは一般に、ＥＰＯＮまたは他の同等の媒体における少なくとも１つの光ネットワークユニットとの通信に関与する何らかの種類のネットワーク機器である。光ファイバは光ネットワークユニット（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ：ＯＮＵ）１１０、１１２、１１４および１１６に接続しなければならない。通常、ＯＮＵは顧客宅内に配置する。ハブ１００は、アップストリーム接続１２８を介して、ＥＰＯＮをインターネットサービスプロバイダ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ：ＩＳＰ）アクセスルータまたは同様の機器に接続する。各ＯＮＵ１１０〜１１６へのハブ１００の接続を達成するため、光ファイバ１２０は光スプリッタ１０２に接続し、光スプリッタ１０２はファイバ１２１および１２２に接続する。ファイバ１２１は光スプリッタ１０４を介してファイバ１２３および１２４に接続する。最後に、ファイバ１２３はＯＮＵ１１０に接続し、ファイバ１２４はＯＮＵ１１２に接続し、ファイバ１２５はＯＮＵ１１４に接続し、ファイバ１２６はＯＮＵ１１６に接続する。ＯＮＵ１１０〜１１６からハブ１００への方向をアップストリームと呼び、ハブ１００からＯＮＵ１１０〜１１６への反対の方向をダウンストリームと呼ぶ。ＯＮＵ１１０から送信された信号１３０、１３１は光スプリッタ１０４および１０２を介してハブ１００の方向に伝わる。しかし、信号１３０の一部は、例えばスプリッタ１０４から反射し、ＯＮＵ１１２でも信号が感知できることがある。アップストリームおよびダウンストリーム信号は、異なる波長を使用して同じファイバ内を伝わる。他の選択肢としてアップストリーム用とダウンストリーム用に別のファイバを有することもあるが、これによってセキュリティの問題が除去されるわけではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行技術のＩＥＥＥ８０２．３ａｈの欠点は、様々な望ましくない信号反射のため、何らかの所与のＯＮＵからのアップストリームトラフィックが、他のＯＮＵアクセスポイントから検出可能になることがあるというものである。この望ましくない信号反射はネットワークから前もって除去することもできず、また気付くことすらできないことがある。図２でこの問題をさらに例示する。ＯＮＵ２０２は、ハブ２３０だけが受信すべき信号２２０を送信する。ＯＮＵ２０２からハブ２３０への伝送経路に沿って、少なくとも第１のファイバ２１２と、光スプリッタ２００と、第２のファイバ２１０とが存在する。ファイバ２１０は、光スプリッタ２００によって少なくとも２つのファイバ２１２および２１４に接続する。また、ファイバ２１０に関連して反射要素２０６が存在するが、これは信号２２０の一部を反射２２２として反射し、反射２２２は光スプリッタ２００で分割されＯＮＵ２０４で感知可能になる望ましくない反射である。反射要素２０６は、例えば、ＯＮＵ２０２とハブ２２０との間のファイバ経路に沿ったファイバコネクタ、ファイバ切断点、ファイバ開放端または第２のスプリッタのことがある。離散的な後方反射が発生し得る反射要素はＥＰＯＮにおけるプライバシーおよび機密性の問題の原因となる。ＥＰＯＮにおける最も重要な場所は、送信側ユーザに最も近いスプリッタのアップストリーム側である。
【０００５】
こうした問題を克服するため、先行技術では様々な解決法が提案されている。そうした解決法の１つは、アップストリームデータトラフィックのために暗号化を使用して、例えば、ハブ２３０と送信側ＯＮＵ２０２との間に暗号化ポイントツーポイントデータリンク層接続を形成することである。暗号化は対称暗号化法または非対称暗号化法に基づくものでよい。しかし、ＥＰＯＮのポイントツーマルチポイント的な性質のため、ハブ２３０から所与のＯＮＵへのダウンストリームトラフィックは、同じＥＰＯＮに接続した他のＯＮＵに傍受されるのを防止するため暗号化されることがある。アップストリーム接続が安全であると考えられない場合使用する鍵交換機構は、アップストリーム接続が信頼できると考えられる場合よりはるかに複雑になる。この場合、安全な接続とは、プライバシーおよび機密性をサポートする接続を意味する。機構が複雑になることは常に、例えばＯＮＵ２０２、２０４における処理能力の消費と伝送の遅延につながる。暗号化自体はＥＰＯＮにおける必須の機能ではない。実現例の中には、システムを暗号化なしで使用するものもある。
【０００６】
アップストリーム接続が信頼できない場合使用する鍵交換機構の一例は、ＩＥＴＦ ＲＦＣ ２６３１で開示されたディフィー−ヘルマンプロトコルである。アップストリーム接続が安全な場合、例えばハブ２３０からＯＮＵ２０２への安全なダウンストリーム接続の確立はかなり容易であり、例えば、ダウンストリーム信号伝送の前に共有秘密または暗号化鍵を送信すれば十分である。
【０００７】
アップストリーム用とダウンストリーム用に別のファイバを使用する場合、セキュリティの問題を克服するため光アイソレータを使用することもある。これはかなり費用のかかる解決法である。
【０００８】
本発明の目的は、上記で論じた問題を解決することである。特に、本発明の目的は、イーサネット（登録商標）受動光ネットワークにおける安全かつ機密なアップストリームデータ送信を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、少なくとも１つのハブと、少なくとも１つの伝送媒体と、少なくとも１つの伝送媒体を介してハブに接続した少なくとも１つの局とを備えるポイントツーマルチポイントデータ伝送ネットワークにおける信号伝送の機密性を確保する方法を開示する。本方法では、アップストリーム信号を第１の局から送信する。アップストリーム信号は、妨害反射を発生するため少なくとも１つの妨害反射器によって反射され、妨害反射はアップストリーム信号の第２の反射と結合して第２の反射が第２の局によって復号できないようにする。
【００１０】
また、本発明は、少なくとも１つのハブと、少なくとも１つの伝送媒体と、少なくとも１つの伝送媒体を介してハブに接続した少なくとも１つの局とを備えるポイントツーマルチポイントデータ伝送ネットワークにおける信号伝送の機密性を確保するシステムを開示する。開示されるシステムはさらに、局が送信した信号の妨害反射を発生するため局と傍受可能な地点とのアップストリーム側に配置した少なくとも１つの妨害反射器を備える。妨害反射は信号の第２の反射と結合する。
【００１１】
また、本発明は、少なくとも１つのハブと、伝送媒体と、伝送媒体を介してハブに接続した少なくとも１つの局とを備えるネットワークを開示する。データ伝送ネットワークはさらに、局が送信した信号の妨害反射を発生するため伝送ネットワークにおける局と傍受可能な地点とのアップストリーム側に配置した少なくとも１つの妨害反射器を備える。妨害反射は信号の第２の反射と結合する。
【００１２】
また、本発明は、少なくとも１つの光スプリッタと、光ネットワークユニットのための少なくとも１つのコネクタとを備える伝送装置を開示する。伝送装置はさらに、局が送信した信号の妨害反射を発生するため伝送ネットワークにおける局と傍受可能な地点とのアップストリーム側に配置した少なくとも１つの妨害反射器を備える。妨害反射は信号の第２の反射と結合する。
【００１３】
妨害反射器は、有利には送信側の局と傍受側の局とを接続するスプリッタのアップストリーム側に配置する。また、妨害反射器は望ましくない反射のアップストリーム側に配置してもよい。妨害反射器は、望ましくない反射の検出を不可能にする妨害信号を発生する。
【００１４】
本発明の１つの実施形態では、第２の反射は望ましくない反射である。本発明の１つの実施形態では、反射および結合手段は、コネクタの１つを介して送信された信号の反射を発生する信号の反射を発生する妨害反射器と、送信された信号と発生した反射とを結合するスプリッタとを備える。本発明の１つの実施形態では、伝送媒体は光ファイバである。この場合、光ファイバとは、単一の物理ファイバまたはスプリッタを使用して接続するいくつかの相互接続ファイバの何れかを意味することに注意されたい。また、伝送媒体は、例えば同軸ケーブルのような何らかの他の媒体でもよい。また、伝送媒体は、一方がアップストリームトラフィック用でありもう一方がダウンストリームトラフィック用である２つの別の物理回路またはチャネルを備えてもよい。伝送媒体が光ファイバである場合、データ伝送ネットワークはイーサネット（登録商標）受動光ネットワークでもよく局は光ネットワークユニットでもよい。妨害反射器は長い連続した反射器でもよくまたいくつかの個別の反射器から結合したものでもよい。反射器の例はブラッグ反射器である。妨害反射器は光スプリッタの余剰な分岐に配置してもよい。
【００１５】
本発明の利点は、ＥＰＯＮにおける信号伝送の機密性とセキュリティに関する。本方法およびシステムは、費用のかかる相互鍵交換アルゴリズムが必要ないため単純化されている。ダウンストリーム送信の機密性を提供すれば十分である。ＯＮＵの処理性能は節約される。同様に、データ送信前の鍵交換を単純化または省略できるため、データの送信における遅延も回避される。
【００１６】
本発明のさらなる理解を提供するために添付され、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、本発明の原理を理解する助けとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付の図面に例示される本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
図３は、本発明の１つの実施形態を利用するＥＰＯＮを示すブロック図を例示する。例示されるＥＰＯＮは２つのＯＮＵ２０２および２０４を備える。ＯＮＵ２０２および２０４は光スプリッタ２００に接続し、光スプリッタ２００はファイバ２１０をファイバ２１２およびファイバ２１４に接続する。ＯＮＵ２０２は、信号２２０をファイバ２１０に送信する送信側端末の役目を果たす。信号２２０は反射要素２０６から反射されこの反射の強度はファイバ２１４のＯＮＵ２０４側端部で感知可能なものなので、ＯＮＵ２０４は送信の際に起こり得る機密性の問題の原因となる。反射要素２０６は、除去するのが不可能であるかまたは除去するのが極めて困難および／または費用のかかるＥＰＯＮインフラストラクチャの一部であると考えられる。その上、その正確な位置または反射品質は未知のことがある。本発明によれば、ファイバ２１０は３つの妨害反射器３００、３０２および３０４を装備している。本明細書で言及する妨害反射器、ＯＮＵおよびハブの数は本発明の説明を目的とする例としてのみ見るべきである。すなわち、妨害反射器、ＯＮＵおよびハブの数はこの例または本出願で説明する何らかの他の例における数に制限されず、本発明の任意の実施形態または実現例において変化してもよい。特に、妨害反射器の数はネットワーク設計者が選択してもよい。
【００１９】
ＯＮＵ２０４から送信された信号２２０は各妨害反射器３００、３０２および３０４で反射され、それぞれ妨害反射２２４、２２６および２２８を発生する。十分な強度の他の信号は結合されないので、送信信号２２０は反射２２２から直接回復可能なことがある。本実施形態の観点から、反射２２２は望ましくない反射であると考えてよい。しかし、反射器３００で、反射２２２は、反射器３００によって発生した信号２２０の第２の反射と結合する。伝播遅延のため、第２の反射は反射２２２からの時間変位を有する。この時間変位のため、反射２２２と第２の反射とを含む反射信号２２４とはスクランブルされる。反射２２２と第２の反射とのビットは時間的に整合していない。反射信号２２４はさらに、妨害反射器３０２で送信信号２２０の反射と結合して反射信号２２６を発生し、信号２２４はさらにスクランブルされる。最後に、反射信号２２６はさらに、妨害反射器３０４で送信信号２２０の反射と結合し、反射信号２２８を生じる。反射信号２２８がＯＮＵ２０４で受信される時、信号２２８は元の信号２２０のいくつかの反射の結合であり、各反射は信号２２０の開始時から様々な時間変位を有するので、元の信号２２０は回復不可能である。
【００２０】
図４は、妨害反射器を、例えばブラッグ反射器のような個別の反射器として実現した本発明の１つの実施形態を示すブロック図を例示する。光ファイバ４００上を送信される元の信号４１０は光ファイバ４００に挿入した３つの異なる妨害反射器４０２、４０４および４０６で反射される。反射信号４１２は、反射器４０２、４０４および４０６が発生した各反射の結合である。Ｙ軸４２０が信号強度を表しＸ軸４２１が時間を表す時、元の信号４１０のパルスをＸ軸４２１およびＹ軸４２０上で表す。結果として得られる信号４１２のパルスを同様にＸ軸４２１およびＹ軸４２０上で表す。反射信号４１２は元の信号パルス４１０の低強度反射の合計である。各反射は元の信号４１０の開始から様々な時間変位を有するので、信号パルスがスクランブルされた反射信号４１２を発生する。
【００２１】
図５は、妨害反射器を単一の長い連続反射器として実現した本発明の１つの実施形態を示すブロック図を例示する。信号４１０の送信経路となる光ファイバ４００は長い連続反射器５００を有する。長い連続反射器５００は、長い連続反射器５００の全長に沿って信号４１０の信号エネルギーを反射する。反射特性は長い連続反射器５００の長さに沿って変化することがあるので、不均一な強度の反射５０２を発生する。送信信号４１０の望ましくない反射と結合すると、反射５０２は望ましくない反射をスクランブルし認識不能にする。長い連続反射器は、スクランブルすべき反射の強度を考慮した十分な強度の反射を発生しなければならない。望ましくない反射からのパルスの検出を防止するため、反射５０２の強度はその持続期間全体にわたって十分でなければならない。
【００２２】
図６は、２＊ＮまたはＮ＊Ｎ光スプリッタの文脈で妨害反射器を使用する本発明の１つの実施形態を示すブロック図を例示する。スプリッタ６００は、直接またはいくつかの他のスプリッタの１つを介して２つかそれ以上のＯＮＵに至る２つの光ファイバ６３０および６３２を有する。スプリッタ６００は、最終受信者の方向にアップストリーム信号を伝えるために使用する光ファイバ６３６を有する。光ファイバ６３６は、アップストリーム信号６１０の望ましくない反射６２４を発生するいくつかの機器または要素に接続する。本発明に係る機密性を提供するため、スプリッタ６００からの余分な光ファイバ６３４は３つの個別の妨害反射器６０２、６０４および６０６を装備している。本明細書で言及する妨害反射器、ＯＮＵ、スプリッタおよび光ファイバの数は本発明の説明を目的とする例としてのみ見るべきである。すなわち、妨害反射器、ＯＮＵおよび光ファイバの数はこの例における数に制限されず、本発明の任意の実施形態または実現例において変化してもよい。妨害反射器６０６は反射６１２を発生する。妨害反射器６０４は、反射６１２と結合して反射６１４を発生する反射を発生する。妨害反射器６０６は、反射６１４と結合して反射６１６を発生する反射を発生する。反射６１６をスプリッタ６００で望ましくない反射６２４と結合すると、送信信号６１０が識別不能かつ復号不能になった反射６２２が発生する。ＯＮＵまたは傍受者は反射６２２から送信信号６１０を復号することはできない。反射信号の加算的な結合に加えて、光位相差によるビートノイズの原因となる光搬送波の干渉も存在する。技術の進歩に伴って、本発明の基本的な概念は様々な方法で実現し得ることが当業者には明らかであろう。すなわち、本発明およびその実施形態は上記で説明した例に制限されず、請求項の範囲内で変化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ＥＰＯＮの構造およびトポロジを示す先行技術の解決法を例示するブロック図である。
【図２】先行技術のＥＰＯＮに関連する機密性およびプライバシーの問題を示す先行技術の解決法を例示するブロック図である。
【図３】本発明による、光妨害反射器を使用するシステム、ネットワークおよび伝送装置のブロック図である。
【図４】本発明による、個別の反射器から結合した妨害反射器の使用を例示するブロック図である。
【図５】本発明による、単一の長い連続反射器の使用を例示するブロック図である。
【図６】２＊ＮまたはＮ＊Ｎ光スプリッタを利用する本発明の１つの実施形態を示すブロック図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークおよび光伝送技術に関する。特に、本発明は、イーサネット（登録商標）受動光ネットワークおよびそこでの光妨害反射器を使用したセキュリティの改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近数年間、消費者の帯域幅に対する要求が急速に増大している。帯域幅の増大に対する要求を満たすため、新しいアクセスネットワーク技術が開発された。そうした技術の１つは、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．３ａｈ標準に基づいている。８０２．３ａｈはＩＥＥＥ社の登録商標である。この標準はイーサネット（登録商標）・イン・ザ・ファースト・マイル（ＥＦＭ）としても知られている。ＩＥＥＥ８０２．３ａｈの目的は、イーサネット（登録商標）を一般の消費者にもたらし、それによって、消費者とそのインターネットサービスプロバイダとの間の基本アクセスとして、モデムダイヤルアップおよびＤＳＬ接続の代替物となることである。また、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ標準は、イーサネット（登録商標）受動光ネットワーク（ＥＰＯＮ）の概念を導入する。ＥＰＯＮはポイントツーマルチポイント（Ｐ２ＭＰ）ネットワークトポロジである。このトポロジは受動光スプリッタとメディアアクセス制御（ＭＡＣ）およびＭＡＣ制御副層とこのトポロジをサポートする物理層によって実現される。
【０００３】
以下、先行技術のＥＰＯＮのアーキテクチャを例示する図１を参照する。ＥＰＯＮは、光ファイバ１２０を接続したハブ１００を備える。ハブ１００は受動物理層信号リピータまたはブリッジまたはルータのような高次プロトコル層機器でもよい。文脈によっては、ハブはＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）とも呼ばれる。本発明の目的で、ハブ１００のようなハブは一般に、ＥＰＯＮまたは他の同等の媒体における少なくとも１つの光ネットワークユニットとの通信に関与する何らかの種類のネットワーク機器である。光ファイバは光ネットワークユニット（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ：ＯＮＵ）１１０、１１２、１１４および１１６に接続しなければならない。通常、ＯＮＵは顧客宅内に配置する。ハブ１００は、アップストリーム接続１２８を介して、ＥＰＯＮをインターネットサービスプロバイダ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ：ＩＳＰ）アクセスルータまたは同様の機器に接続する。各ＯＮＵ１１０〜１１６へのハブ１００の接続を達成するため、光ファイバ１２０は光スプリッタ１０２に接続し、光スプリッタ１０２はファイバ１２１および１２２に接続する。ファイバ１２１は光スプリッタ１０４を介してファイバ１２３および１２４に接続する。最後に、ファイバ１２３はＯＮＵ１１０に接続し、ファイバ１２４はＯＮＵ１１２に接続し、ファイバ１２５はＯＮＵ１１４に接続し、ファイバ１２６はＯＮＵ１１６に接続する。ＯＮＵ１１０〜１１６からハブ１００への方向をアップストリームと呼び、ハブ１００からＯＮＵ１１０〜１１６への反対の方向をダウンストリームと呼ぶ。ＯＮＵ１１０から送信された信号１３０、１３１は光スプリッタ１０４および１０２を介してハブ１００の方向に伝わる。しかし、信号１３０の一部は、例えばスプリッタ１０４から反射し、ＯＮＵ１１２でも信号が感知できることがある。アップストリームおよびダウンストリーム信号は、異なる波長を使用して同じファイバ内を伝わる。他の選択肢としてアップストリーム用とダウンストリーム用に別のファイバを有することもあるが、これによってセキュリティの問題が除去されるわけではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行技術のＩＥＥＥ８０２．３ａｈの欠点は、様々な望ましくない信号反射のため、何らかの所与のＯＮＵからのアップストリームトラフィックが、他のＯＮＵアクセスポイントから検出可能になることがあるというものである。この望ましくない信号反射はネットワークから前もって除去することもできず、また気付くことすらできないことがある。図２でこの問題をさらに例示する。ＯＮＵ２０２は、ハブ２３０だけが受信すべき信号２２０を送信する。ＯＮＵ２０２からハブ２３０への伝送経路に沿って、少なくとも第１のファイバ２１２と、光スプリッタ２００と、第２のファイバ２１０とが存在する。ファイバ２１０は、光スプリッタ２００によって少なくとも２つのファイバ２１２および２１４に接続する。また、ファイバ２１０に関連して反射要素２０６が存在するが、これは信号２２０の一部を反射２２２として反射し、反射２２２は光スプリッタ２００で分割されＯＮＵ２０４で感知可能になる望ましくない反射である。反射要素２０６は、例えば、ＯＮＵ２０２とハブ２２０との間のファイバ経路に沿ったファイバコネクタ、ファイバ切断点、ファイバ開放端または第２のスプリッタのことがある。離散的な後方反射が発生し得る反射要素はＥＰＯＮにおけるプライバシーおよび機密性の問題の原因となる。ＥＰＯＮにおける最も重要な場所は、送信側ユーザに最も近いスプリッタのアップストリーム側である。
【０００５】
こうした問題を克服するため、先行技術では様々な解決法が提案されている。そうした解決法の１つは、アップストリームデータトラフィックのために暗号化を使用して、例えば、ハブ２３０と送信側ＯＮＵ２０２との間に暗号化ポイントツーポイントデータリンク層接続を形成することである。暗号化は対称暗号化法または非対称暗号化法に基づくものでよい。しかし、ＥＰＯＮのポイントツーマルチポイント的な性質のため、ハブ２３０から所与のＯＮＵへのダウンストリームトラフィックは、同じＥＰＯＮに接続した他のＯＮＵに傍受されるのを防止するため暗号化されることがある。アップストリーム接続が安全であると考えられない場合使用する鍵交換機構は、アップストリーム接続が信頼できると考えられる場合よりはるかに複雑になる。この場合、安全な接続とは、プライバシーおよび機密性をサポートする接続を意味する。機構が複雑になることは常に、例えばＯＮＵ２０２、２０４における処理能力の消費と伝送の遅延につながる。暗号化自体はＥＰＯＮにおける必須の機能ではない。実現例の中には、システムを暗号化なしで使用するものもある。
【０００６】
アップストリーム接続が信頼できない場合使用する鍵交換機構の一例は、ＩＥＴＦ ＲＦＣ ２６３１で開示されたディフィー−ヘルマンプロトコルである。アップストリーム接続が安全な場合、例えばハブ２３０からＯＮＵ２０２への安全なダウンストリーム接続の確立はかなり容易であり、例えば、ダウンストリーム信号伝送の前に共有秘密または暗号化鍵を送信すれば十分である。
【０００７】
アップストリーム用とダウンストリーム用に別のファイバを使用する場合、セキュリティの問題を克服するため光アイソレータを使用することもある。これはかなり費用のかかる解決法である。
【０００８】
本発明の目的は、上記で論じた問題を解決することである。特に、本発明の目的は、イーサネット（登録商標）受動光ネットワークにおける安全かつ機密なアップストリームデータ送信を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、少なくとも１つのハブと、少なくとも１つの伝送媒体と、少なくとも１つの伝送媒体を介してハブに接続した少なくとも１つの局とを備えるポイントツーマルチポイントデータ伝送ネットワークにおける信号伝送の機密性を確保する方法を開示する。本方法では、アップストリーム信号を第１の局から送信する。アップストリーム信号は、妨害反射を発生するため少なくとも１つの妨害反射器によって反射され、妨害反射はアップストリーム信号の第２の反射と結合して第２の反射が第２の局によって復号できないようにする。
【００１０】
また、本発明は、少なくとも１つのハブと、少なくとも１つの伝送媒体と、少なくとも１つの伝送媒体を介してハブに接続した少なくとも１つの局とを備えるポイントツーマルチポイントデータ伝送ネットワークにおける信号伝送の機密性を確保するシステムを開示する。開示されるシステムはさらに、局が送信した信号の妨害反射を発生するため局と傍受可能な地点とのアップストリーム側に配置した少なくとも１つの妨害反射器を備える。妨害反射は信号の第２の反射と結合する。
【００１１】
また、本発明は、少なくとも１つのハブと、伝送媒体と、伝送媒体を介してハブに接続した少なくとも１つの局とを備えるネットワークを開示する。データ伝送ネットワークはさらに、局が送信した信号の妨害反射を発生するため伝送ネットワークにおける局と傍受可能な地点とのアップストリーム側に配置した少なくとも１つの妨害反射器を備える。妨害反射は信号の第２の反射と結合する。
【００１２】
また、本発明は、少なくとも１つの光スプリッタと、光ネットワークユニットのための少なくとも１つのコネクタとを備える伝送装置を開示する。伝送装置はさらに、局が送信した信号の妨害反射を発生するため伝送ネットワークにおける局と傍受可能な地点とのアップストリーム側に配置した少なくとも１つの妨害反射器を備える。妨害反射は信号の第２の反射と結合する。
【００１３】
妨害反射器は、有利には送信側の局と傍受側の局とを接続するスプリッタのアップストリーム側に配置する。また、妨害反射器は望ましくない反射のアップストリーム側に配置してもよい。妨害反射器は、望ましくない反射の検出を不可能にする妨害信号を発生する。
【００１４】
本発明の１つの実施形態では、第２の反射は望ましくない反射である。本発明の１つの実施形態では、反射および結合手段は、コネクタの１つを介して送信された信号の反射を発生する信号の反射を発生する妨害反射器と、送信された信号と発生した反射とを結合するスプリッタとを備える。本発明の１つの実施形態では、伝送媒体は光ファイバである。この場合、光ファイバとは、単一の物理ファイバまたはスプリッタを使用して接続するいくつかの相互接続ファイバの何れかを意味することに注意されたい。また、伝送媒体は、例えば同軸ケーブルのような何らかの他の媒体でもよい。また、伝送媒体は、一方がアップストリームトラフィック用でありもう一方がダウンストリームトラフィック用である２つの別の物理回路またはチャネルを備えてもよい。伝送媒体が光ファイバである場合、データ伝送ネットワークはイーサネット（登録商標）受動光ネットワークでもよく局は光ネットワークユニットでもよい。妨害反射器は長い連続した反射器でもよくまたいくつかの個別の反射器から結合したものでもよい。反射器の例はブラッグ反射器である。妨害反射器は光スプリッタの余剰な分岐に配置してもよい。
【００１５】
本発明の利点は、ＥＰＯＮにおける信号伝送の機密性とセキュリティに関する。本方法およびシステムは、費用のかかる相互鍵交換アルゴリズムが必要ないため単純化されている。ダウンストリーム送信の機密性を提供すれば十分である。ＯＮＵの処理性能は節約される。同様に、データ送信前の鍵交換を単純化または省略できるため、データの送信における遅延も回避される。
【００１６】
本発明のさらなる理解を提供するために添付され、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、本発明の原理を理解する助けとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付の図面に例示される本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
図３は、本発明の１つの実施形態を利用するＥＰＯＮを示すブロック図を例示する。例示されるＥＰＯＮは２つのＯＮＵ２０２および２０４を備える。ＯＮＵ２０２および２０４は光スプリッタ２００に接続し、光スプリッタ２００はファイバ２１０をファイバ２１２およびファイバ２１４に接続する。ＯＮＵ２０２は、信号２２０をファイバ２１０に送信する送信側端末の役目を果たす。信号２２０は反射要素２０６から反射されこの反射の強度はファイバ２１４のＯＮＵ２０４側端部で感知可能なものなので、ＯＮＵ２０４は送信の際に起こり得る機密性の問題の原因となる。反射要素２０６は、除去するのが不可能であるかまたは除去するのが極めて困難および／または費用のかかるＥＰＯＮインフラストラクチャの一部であると考えられる。その上、その正確な位置または反射品質は未知のことがある。本発明によれば、ファイバ２１０は３つの妨害反射器３００、３０２および３０４を装備している。本明細書で言及する妨害反射器、ＯＮＵおよびハブの数は本発明の説明を目的とする例としてのみ見るべきである。すなわち、妨害反射器、ＯＮＵおよびハブの数はこの例または本出願で説明する何らかの他の例における数に制限されず、本発明の任意の実施形態または実現例において変化してもよい。特に、妨害反射器の数はネットワーク設計者が選択してもよい。
【００１９】
ＯＮＵ２０４から送信された信号２２０は各妨害反射器３００、３０２および３０４で反射され、それぞれ妨害反射２２４、２２６および２２８を発生する。十分な強度の他の信号は結合されないので、送信信号２２０は反射２２２から直接回復可能なことがある。本実施形態の観点から、反射２２２は望ましくない反射であると考えてよい。しかし、反射器３００で、反射２２２は、反射器３００によって発生した信号２２０の第２の反射と結合する。伝播遅延のため、第２の反射は反射２２２からの時間変位を有する。この時間変位のため、反射２２２と第２の反射とを含む反射信号２２４とはスクランブルされる。反射２２２と第２の反射とのビットは時間的に整合していない。反射信号２２４はさらに、妨害反射器３０２で送信信号２２０の反射と結合して反射信号２２６を発生し、信号２２４はさらにスクランブルされる。最後に、反射信号２２６はさらに、妨害反射器３０４で送信信号２２０の反射と結合し、反射信号２２８を生じる。反射信号２２８がＯＮＵ２０４で受信される時、信号２２８は元の信号２２０のいくつかの反射の結合であり、各反射は信号２２０の開始時から様々な時間変位を有するので、元の信号２２０は回復不可能である。
【００２０】
図４は、妨害反射器を、例えばブラッグ反射器のような個別の反射器として実現した本発明の１つの実施形態を示すブロック図を例示する。光ファイバ４００上を送信される元の信号４１０は光ファイバ４００に挿入した３つの異なる妨害反射器４０２、４０４および４０６で反射される。反射信号４１２は、反射器４０２、４０４および４０６が発生した各反射の結合である。Ｙ軸４２０が信号強度を表しＸ軸４２１が時間を表す時、元の信号４１０のパルスをＸ軸４２１およびＹ軸４２０上で表す。結果として得られる信号４１２のパルスを同様にＸ軸４２１およびＹ軸４２０上で表す。反射信号４１２は元の信号パルス４１０の低強度反射の合計である。各反射は元の信号４１０の開始から様々な時間変位を有するので、信号パルスがスクランブルされた反射信号４１２を発生する。
【００２１】
図５は、妨害反射器を単一の長い連続反射器として実現した本発明の１つの実施形態を示すブロック図を例示する。信号４１０の送信経路となる光ファイバ４００は長い連続反射器５００を有する。長い連続反射器５００は、長い連続反射器５００の全長に沿って信号４１０の信号エネルギーを反射する。反射特性は長い連続反射器５００の長さに沿って変化することがあるので、不均一な強度の反射５０２を発生する。送信信号４１０の望ましくない反射と結合すると、反射５０２は望ましくない反射をスクランブルし認識不能にする。長い連続反射器は、スクランブルすべき反射の強度を考慮した十分な強度の反射を発生しなければならない。望ましくない反射からのパルスの検出を防止するため、反射５０２の強度はその持続期間全体にわたって十分でなければならない。
【００２２】
図６は、２＊ＮまたはＮ＊Ｎ光スプリッタの文脈で妨害反射器を使用する本発明の１つの実施形態を示すブロック図を例示する。スプリッタ６００は、直接またはいくつかの他のスプリッタの１つを介して２つかそれ以上のＯＮＵに至る２つの光ファイバ６３０および６３２を有する。スプリッタ６００は、最終受信者の方向にアップストリーム信号を伝えるために使用する光ファイバ６３６を有する。光ファイバ６３６は、アップストリーム信号６１０の望ましくない反射６２４を発生するいくつかの機器または要素に接続する。本発明に係る機密性を提供するため、スプリッタ６００からの余分な光ファイバ６３４は３つの個別の妨害反射器６０２、６０４および６０６を装備している。本明細書で言及する妨害反射器、ＯＮＵ、スプリッタおよび光ファイバの数は本発明の説明を目的とする例としてのみ見るべきである。すなわち、妨害反射器、ＯＮＵおよび光ファイバの数はこの例における数に制限されず、本発明の任意の実施形態または実現例において変化してもよい。妨害反射器６０６は反射６１２を発生する。妨害反射器６０４は、反射６１２と結合して反射６１４を発生する反射を発生する。妨害反射器６０６は、反射６１４と結合して反射６１６を発生する反射を発生する。反射６１６をスプリッタ６００で望ましくない反射６２４と結合すると、送信信号６１０が識別不能かつ復号不能になった反射６２２が発生する。ＯＮＵまたは傍受者は反射６２２から送信信号６１０を復号することはできない。反射信号の加算的な結合に加えて、光位相差によるビートノイズの原因となる光搬送波の干渉も存在する。技術の進歩に伴って、本発明の基本的な概念は様々な方法で実現し得ることが当業者には明らかであろう。すなわち、本発明およびその実施形態は上記で説明した例に制限されず、請求項の範囲内で変化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ＥＰＯＮの構造およびトポロジを示す先行技術の解決法を例示するブロック図である。
【図２】先行技術のＥＰＯＮに関連する機密性およびプライバシーの問題を示す先行技術の解決法を例示するブロック図である。
【図３】本発明による、光妨害反射器を使用するシステム、ネットワークおよび伝送装置のブロック図である。
【図４】本発明による、個別の反射器から結合した妨害反射器の使用を例示するブロック図である。
【図５】本発明による、単一の長い連続反射器の使用を例示するブロック図である。
【図６】２＊ＮまたはＮ＊Ｎ光スプリッタを利用する本発明の１つの実施形態を示すブロック図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのハブと、少なくとも１つの伝送媒体と、前記少なくとも１つの伝送媒体を介して前記ハブに接続した少なくとも１つの局とを備えるポイントツーマルチポイントデータ伝送ネットワークにおける信号伝送の機密性を確保する方法であって、該方法は、
第１の局からアップストリーム信号を送信するステップと、
妨害反射を発生するため少なくとも１つの妨害反射器によって前記アップストリーム信号を反射するステップと、
第２の反射が第２の局によって復号できないようにするため、前記妨害反射を前記アップストリーム信号の前記第２の反射と結合するステップとを備える方法。
【請求項２】
前記第２の反射が望ましくない反射である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記伝送媒体が光ファイバである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記データ伝送ネットワークがイーサネット（登録商標）受動光ネットワークであり前記局が光ネットワークユニットである請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの妨害反射器が少なくとも１つの個別の反射器を備える請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの妨害反射器が長い連続反射器である請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの妨害反射器が光スプリッタの余剰な分岐に配置される、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つのハブと、少なくとも１つの伝送媒体と、前記少なくとも１つの伝送媒体を介して前記ハブに接続した少なくとも１つの局とを備えるポイントツーマルチポイントデータ伝送ネットワークにおける信号伝送の機密性を確保するシステムであって、該システムは、
第１の局によって送信された信号の妨害反射を発生するため前記伝送ネットワークにおける前記第１の局と傍受可能な地点とのアップストリーム側に配置した少なくとも１つの妨害反射器であって、前記妨害反射が前記信号の第２の反射と結合する少なくとも１つの妨害反射器をさらに備えるシステム。
【請求項９】
前記第２の反射が望ましくない反射である請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記伝送媒体が光ファイバである請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記データ伝送ネットワークがイーサネット（登録商標）受動光ネットワークであり前記局が光ネットワークユニットである請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの妨害反射器が少なくとも１つの個別の反射器を備える請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの妨害反射器が長い連続反射器である請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの妨害反射器が光スプリッタの余剰な分岐に配置される請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
少なくとも１つのハブと、少なくとも１つの伝送媒体と、前記少なくとも１つの伝送媒体を介して前記ハブに接続した少なくとも１つの局とを備えるポイントツーマルチポイントデータ伝送ネットワークにおける信号送信の機密性を確保するネットワークであって、該ネットワークは、
第１の局によって送信された信号の妨害反射を発生するため前記伝送ネットワークにおける前記第１の局と傍受可能な地点とのアップストリーム側に配置した少なくとも１つの妨害反射器であって、前記妨害反射が前記信号の第２の反射と結合する少なくとも１つの妨害反射器をさらに備えるネットワーク。
【請求項１６】
前記第２の反射が望ましくない反射である請求項１５に記載のネットワーク。
【請求項１７】
前記伝送媒体が光ファイバである請求項１５に記載のネットワーク。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの妨害反射器が少なくとも１つの個別の反射器を備える請求項１７に記載のネットワーク。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの妨害反射器が長い連続反射器である請求項１７に記載のネットワーク。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの妨害反射器が光スプリッタの余剰な分岐に配置される請求項１７に記載のネットワーク。
【請求項２１】
少なくとも１つの光スプリッタと、光ネットワークユニットのための少なくとも１つのコネクタとを備える伝送装置であって、該伝送装置は、
第１の局によって送信された信号の妨害反射を発生するため前記伝送ネットワークにおける前記第１の局と傍受可能な地点とのアップストリーム側に配置した少なくとも１つの妨害反射器であって、前記妨害反射が前記信号の第２の反射と結合する少なくとも１つの妨害反射器をさらに備える伝送装置。
【請求項２２】
前記第２の反射が望ましくない反射である請求項２１に記載の伝送装置。
【請求項２３】
前記妨害反射器が少なくとも１つの個別の反射器を備える請求項２２に記載の伝送装置。
【請求項２４】
前記妨害反射器が長い連続反射器である請求項２２に記載の伝送装置。
【請求項２５】
前記妨害反射器が光スプリッタの余剰な分岐に配置される請求項２２に記載の伝送装置。
【請求項１】
少なくとも１つのハブと、少なくとも１つの伝送媒体と、前記少なくとも１つの伝送媒体を介して前記ハブに接続した少なくとも１つの局とを備えるポイントツーマルチポイントデータ伝送ネットワークにおける信号伝送の機密性を確保する方法であって、該方法は、
第１の局からアップストリーム信号を送信するステップと、
妨害反射を発生するため少なくとも１つの妨害反射器によって前記アップストリーム信号を反射するステップと、
第２の反射が第２の局によって復号できないようにするため、前記妨害反射を前記アップストリーム信号の前記第２の反射と結合するステップとを備える方法。
【請求項２】
前記第２の反射が望ましくない反射である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記伝送媒体が光ファイバである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記データ伝送ネットワークがイーサネット（登録商標）受動光ネットワークであり前記局が光ネットワークユニットである請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの妨害反射器が少なくとも１つの個別の反射器を備える請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの妨害反射器が長い連続反射器である請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの妨害反射器が光スプリッタの余剰な分岐に配置される、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つのハブと、少なくとも１つの伝送媒体と、前記少なくとも１つの伝送媒体を介して前記ハブに接続した少なくとも１つの局とを備えるポイントツーマルチポイントデータ伝送ネットワークにおける信号伝送の機密性を確保するシステムであって、該システムは、
第１の局によって送信された信号の妨害反射を発生するため前記伝送ネットワークにおける前記第１の局と傍受可能な地点とのアップストリーム側に配置した少なくとも１つの妨害反射器であって、前記妨害反射が前記信号の第２の反射と結合する少なくとも１つの妨害反射器をさらに備えるシステム。
【請求項９】
前記第２の反射が望ましくない反射である請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記伝送媒体が光ファイバである請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記データ伝送ネットワークがイーサネット（登録商標）受動光ネットワークであり前記局が光ネットワークユニットである請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの妨害反射器が少なくとも１つの個別の反射器を備える請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの妨害反射器が長い連続反射器である請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの妨害反射器が光スプリッタの余剰な分岐に配置される請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
少なくとも１つのハブと、少なくとも１つの伝送媒体と、前記少なくとも１つの伝送媒体を介して前記ハブに接続した少なくとも１つの局とを備えるポイントツーマルチポイントデータ伝送ネットワークにおける信号送信の機密性を確保するネットワークであって、該ネットワークは、
第１の局によって送信された信号の妨害反射を発生するため前記伝送ネットワークにおける前記第１の局と傍受可能な地点とのアップストリーム側に配置した少なくとも１つの妨害反射器であって、前記妨害反射が前記信号の第２の反射と結合する少なくとも１つの妨害反射器をさらに備えるネットワーク。
【請求項１６】
前記第２の反射が望ましくない反射である請求項１５に記載のネットワーク。
【請求項１７】
前記伝送媒体が光ファイバである請求項１５に記載のネットワーク。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの妨害反射器が少なくとも１つの個別の反射器を備える請求項１７に記載のネットワーク。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの妨害反射器が長い連続反射器である請求項１７に記載のネットワーク。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの妨害反射器が光スプリッタの余剰な分岐に配置される請求項１７に記載のネットワーク。
【請求項２１】
少なくとも１つの光スプリッタと、光ネットワークユニットのための少なくとも１つのコネクタとを備える伝送装置であって、該伝送装置は、
第１の局によって送信された信号の妨害反射を発生するため前記伝送ネットワークにおける前記第１の局と傍受可能な地点とのアップストリーム側に配置した少なくとも１つの妨害反射器であって、前記妨害反射が前記信号の第２の反射と結合する少なくとも１つの妨害反射器をさらに備える伝送装置。
【請求項２２】
前記第２の反射が望ましくない反射である請求項２１に記載の伝送装置。
【請求項２３】
前記妨害反射器が少なくとも１つの個別の反射器を備える請求項２２に記載の伝送装置。
【請求項２４】
前記妨害反射器が長い連続反射器である請求項２２に記載の伝送装置。
【請求項２５】
前記妨害反射器が光スプリッタの余剰な分岐に配置される請求項２２に記載の伝送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００７−５０８７３０（Ｐ２００７−５０８７３０Ａ）
【公表日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３０３０９（Ｐ２００６−５３０３０９）
【出願日】平成１６年８月１８日（２００４．８．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＩ２００４／０００４８６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３２０２４
【国際公開日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【出願人】（３９８０１２６１６）ノキア コーポレイション (1,359)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１８日（２００４．８．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＩ２００４／０００４８６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３２０２４
【国際公開日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【出願人】（３９８０１２６１６）ノキア コーポレイション (1,359)
【Ｆターム（参考）】
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