JP5477426B2 - パケット転送装置及び無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信ネットワーク間におけるパケットの転送が可能なパケット転送装置、及び当該装置を備える無線通信システムに関する。

近年、プラントや工場等においては、無線フィールド機器と呼ばれる無線通信が可能な現場機器（測定器、操作器）を設置し、無線フィールド機器を制御するための制御信号や無線フィールド機器で得られた測定信号等を、無線通信ネットワークを介して通信する無線通信システムが実現されている。このような無線通信システムで用いられる通信規格としては、例えば国際計測制御学会（ＩＳＡ：International Society of Automation）で策定されたインダストリアル・オートメーション用無線通信規格であるＩＳＡ１００．１１ａが挙げられる。

上記の無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信システムは、おおよそ上記のフィールド機器と、フィールド機器との間で無線通信ネットワークを形成するバックボーンルータと、無線通信ネットワークを介して行われる無線通信を統括して制御するシステムマネージャとから構成される。そして、システムマネージャの制御の下で、複数の通信チャネル（例えば、１６チャネル）を用いたＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）による無線通信が行われる。

ここで、上記の無線フィールド機器を無線通信ネットワークに参入させるには、無線フィールド機器に対して「プロビジョニング（Provisioning）」と呼ばれる機器情報（ネットワークパラメータ及びセキュリティパラメータ）の設定作業を行う必要がある。この「プロビジョニング」を行う手法としては、上記の無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行って機器情報の設定を行うＯＴＡ（Over The Air）プロビジョニングと、この無線通信とは異なる通信手段（例えば、赤外線通信等）による通信を行って機器情報の設定を行うＯＯＢ（Out-Of-Band）プロビジョニングとに大別される。

以下の非特許文献１には、上記のＯＴＡプロビジョニングを行う方法として、プロビジョニングのための専用のツール（プロビジョニングデバイス）を用いて行う方法と、このようなツールを用いずに行う方法とが規定されている。具体的に、前者の方法は、参入すべき無線通信ネットワーク（ターゲットネットワーク）とは物理的に分離された別の無線通信ネットワーク（プロビジョニングネットワーク）を設け、このプロビジョニングネットワークを介してツールと無線フィールド機器との間で無線通信を行って機器情報の設定を行う方法である。これに対し、後者の方法は、ターゲットネットワーク上に論理的に分離されたプロビジョニングネットワークを構築し、ターゲットネットワークからプロビジョニングネットワークを介してフィールド機器に機器情報を設定する方法である。

"ISA-100.11a-2009 Wireless systems for industrial automation: Process control and related applications"，14 Provisioning，pp.666-693

ところで、無線通信システムにおいては、通信資源の分配や管理を効率的に行う観点から、無線通信ネットワークを複数の小さな無線通信ネットワーク（無線サブネット）に分割して管理する管理手法が一般的に用いられる。分割された無線サブネットは、それぞれ異なる識別子（サブネットＩＤ）を付して管理される。このため、上述したターゲットネットワーク及びプロビジョニングネットワークも、それぞれ異なるサブネットＩＤが付されて管理されることになる。

上述した無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａは、サブネットＩＤが同じである１つの無線サブネット内におけるパケットを転送する仕組み（具体的には、ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層による転送）の詳細を規定はしているが、互いに異なるサブネットＩＤが付された無線サブネット間においてパケットを転送する仕組みの詳細を何ら規定していない。このため、互いに異なるサブネットＩＤが付されたターゲットネットワークとプロビジョニングネットワークとの間においてはパケットの転送を行うことができず、結局のところ前述したプロビジョニングデバイスを用いないＯＴＡプロビジョニングを実現することができないという問題がある。

ここで、ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層よりも上位に位置するネットワーク層で経路制御を行えば、サブネットＩＤが異なる無線サブネット間におけるパケットの転送を行うことができるとも考えられる。しかしながら、上述した無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａにおいて、ネットワーク層の経路制御で用いられる経路表では、無線通信ネットワークと「バックボーンネットワーク」と呼ばれる主ネットワークとを区別できるに過ぎない。このため、無線通信ネットワークを構成する個々の無線サブネットを区別するには、ネットワーク層の経路制御で用いられる経路表を大幅に変更する必要があるという問題が生ずる。

上述した通り、無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａでは、無線通信ネットワークを介して行われる無線通信をシステムマネージャが統括して制御しているため、上述した経路表は、システムマネージャによって作成されてフィールド機器に割り当てられる。従って、上述した経路表が変更されてしまうと、経路表で規定される無線通信リソースの割り当てを行うための通信プロトコルも変更する必要が生じ、無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａを変更しなければならなくなるという問題が生ずる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、無線通信規格を変更することなく無線通信ネットワーク間におけるパケット転送を実現することができるパケット転送装置、及び当該装置を備える無線通信システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のパケット転送装置は、互いに異なる識別子が付された第１，第２無線通信ネットワーク（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ）間におけるパケットの転送を行うパケット転送装置（１２、３０）であって、前記第１，第２無線通信ネットワーク間に介在する中継ネットワーク（Ｎ３、Ｎ１０）と、前記第１無線通信ネットワークに接続され、前記第１無線通信ネットワークと前記中継ネットワークとがパケットの出力先として規定された第１経路表（Ｔ１）を用いて経路制御を行う第１処理部（２０ａ、３１）と、前記第２無線通信ネットワークに接続され、前記第２無線通信ネットワークと前記中継ネットワークとがパケットの出力先として規定された第２経路表（Ｔ２）を用いて経路制御を行う第２処理部（２０ｂ、３２）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、パケットの出力先を第１無線通信ネットワークと中継ネットワークとの何れにするかの経路制御が第１経路表を用いて第１処理部によって行われるとともに、パケットの出力先を第２無線通信ネットワークと中継ネットワークとの何れにするかの経路制御が第２経路表を用いて第２処理部によって行われる。
また、本発明のパケット転送装置は、前記中継ネットワークが、前記第１処理部と前記第２処理部とを仮想的に接続する仮想ネットワークであることを特徴としている。
或いは、本発明のパケット転送装置は、前記中継ネットワークが、前記第１処理部と前記第２処理部とを物理的に接続する実ネットワークであることを特徴としている。
ここで、本発明のパケット転送装置は、前記第１，第２処理部が、前記中継ネットワークに接続された状態で別個の装置として設けられていることを特徴としている。
本発明の無線通信システムは、互いに異なる識別子が付された第１，第２無線通信ネットワーク（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ）を介して無線通信を行う無線通信システム（１〜４）であって、前記第１，第２無線通信ネットワークを介して行われる無線通信の制御を行う制御装置（１４）と、前記第１，第２無線通信ネットワーク間におけるパケットの転送を行う上記の何れかに記載のパケット転送装置（１２、３０）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の無線通信システムは、前記制御装置が、前記第１，第２無線通信ネットワークと、前記パケット転送装置の前記中継ネットワーク及び前記第１，第２処理部との接続関係を示す情報に基づいて、前記第１，第２処理部で用いられる前記第１，第２経路表を生成することを特徴としている。
また、本発明の無線通信システムは、前記制御装置が接続される主ネットワーク（Ｎ）及び前記第１無線通信ネットワークに接続される第１ルータ装置（１３、１３ａ）を備えることを特徴としている。
また、本発明の無線通信システムは、前記主ネットワーク及び前記第２無線通信ネットワークに接続される第２ルータ装置（１３ｂ）を備えることを特徴としている。
また、本発明の無線通信システムは、前記第１無線通信ネットワークが、前記制御装置の制御の下で、参入している無線デバイスによる無線通信が行われる現用の無線通信ネットワークであり、前記第２無線通信ネットワークが、前記第１無線通信ネットワークに無線デバイスを参入させるために必要となる参入情報を、前記第１無線通信ネットワークに参入させるべき無線デバイスに設定するための補助的な無線通信ネットワークであることを特徴としている。
ここで、前記制御装置は、無線デバイスを前記第１，第２無線通信ネットワークに参入させる参入処理と、前記第２無線通信ネットワークに参入している無線デバイスに対して前記参入情報を設定する設定処理とを行うことを特徴としている。
或いは、本発明の無線通信システムは、前記第１，第２無線通信ネットワークが何れも、前記制御装置の制御の下で、参入している無線デバイスによる無線通信が行われる現用の無線通信ネットワークであることを特徴としている。
また、本発明の無線通信システムは、前記パケット転送装置の前記第１処理部が、前記制御装置の制御の下で、無線デバイスを前記１無線通信ネットワークに接続させるための情報を第１広告として前記第１無線通信ネットワークに向けて送信し、前記パケット転送装置の前記第２処理部が、前記制御装置の制御の下で、無線デバイスを前記２無線通信ネットワークに接続させるための情報を第２広告として前記第２無線通信ネットワークに向けて送信することを特徴としている。

本発明によれば、第１無線通信ネットワークと中継ネットワークとがパケットの出力先として規定された第１経路表を用いて第１処理部が経路制御を行うとともに、第２無線通信ネットワークと中継ネットワークとがパケットの出力先として規定された第２経路表を用いて第２処理部が経路制御を行っているため、経路制御に用いられる経路表を大幅に変更することなく無線通信ネットワーク間におけるパケット転送を実現することができる。従って、無線通信規格を変更することなく無線通信ネットワーク間におけるパケット転送を実現することができるという効果がある。

本発明の第１実施形態による無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態によるパケット転送装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態よるパケット転送装置で用いられる経路表Ｔ１の内容を示す図である。 本発明の第１実施形態よるパケット転送装置で用いられる経路表Ｔ２の内容を示す図である。 本発明の第１実施形態による無線通信システムのパケット転送動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態による無線通信システムのパケット転送動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態による無線通信システムへの参入動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の一実施形態において割り当てられる広告についての無線通信リソースを説明するための図である。 本発明の第１実施形態で行われる経路表の作成動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態による無線通信システムのトポロジ情報を説明するための図である。 本発明の第１実施形態における経路表作成動作で作成される経路情報を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態による無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態による無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態によるパケット転送装置及び無線通信システムについて詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
〈無線通信システム〉
図１は、本発明の第１実施形態による無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態の無線通信システム１は、無線デバイス１１、パケット転送装置１２、バックボーンルータ１３（第１ルータ装置）、及びシステムマネージャ１４（制御装置）を備えており、システムマネージャ１４の制御の下で、ターゲットネットワークＮ１（更には、プロビジョニングネットワークＮ２）を介した無線通信（例えば、無線デバイス１１とバックボーンルータ１３との間の無線通信）が可能である。尚、図１では１つの無線デバイス１１のみを示しているが、無線デバイスの数は任意である。

ここで、ターゲットネットワークＮ１（第１無線通信ネットワーク）は、無線通信システム１に形成される本来の無線通信ネットワークである。つまり、ターゲットネットワークＮ１は、参入している無線デバイスによる無線通信が行われる現用の無線通信ネットワークということもできる。また、プロビジョニングネットワークＮ２（第２無線通信ネットワーク）は、無線デバイス１１をターゲットネットワークＮ１に参入させるＯＴＡ（Over The Air）プロビジョニングを行うために設けられる補助的な無線通信ネットワークである。つまり、プロビジョニングネットワークＮ２は、ターゲットネットワークＮ１に無線デバイス１１を参入させるために必要となるプロビジョニング情報（参入情報）を、ターゲットネットワークＮ１に参入させるべき無線デバイス１１に設定するための補助的な無線通信ネットワークということもできる。尚、システムマネージャ１４が接続されるバックボーンネットワークＮ（主ネットワーク）は、無線通信システム１の基幹となるネットワークである。

上記のターゲットネットワークＮ１及びプロビジョニングネットワークＮ２は何れも、無線通信システム１に設けられる無線通信ネットワークを構成する無線サブネットであり、互いに異なるサブネットＩＤ（識別子）が付されている。例えば、プロビジョニングネットワークＮ２には値が「１」のサブネットＩＤが付されており、ターゲットネットワークＮ１には値が「２」〜「６５５３５（０ｘＦＦＦＦ）」のうちの何れか１つのサブネットＩＤが付されている。

無線デバイス１１は、例えば流量計や温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、その他のプラントや工場に設置される無線フィールドデバイスであり、インダストリアル・オートメーション用無線通信規格であるＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。尚、無線デバイス１１は、ＯＴＡプロビジョニングが行われるときにはプロビジョニングネットワークＮ２に参入し、ＯＴＡプロビジョニングが行われた後はシステムマネージャ１４の制御の下でターゲットネットワークＮ１に参入する。

パケット転送装置１２は、上記の無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信が可能であり、ターゲットネットワークＮ１とプロビジョニングネットワークＮ２とに接続されてパケットの転送を行う。具体的に、パケット転送装置１２は、ターゲットネットワークＮ１内におけるパケット転送、プロビジョニングネットワークＮ２内におけるパケット転送、及びターゲットネットワークＮ１とプロビジョニングネットワークＮ２との間におけるパケットの転送を行う。

また、パケット転送装置１２は、システムマネージャ１４の制御の下で、ターゲットネットワークＮ１に向けて広告（第１広告）送信するとともに、プロビジョニングネットワークＮ２に向けて広告（第２広告）を送信する。ここで、ターゲットネットワークＮ１に向けて送信される広告は、無線デバイス１１をターゲットネットワークＮ１に接続させるための情報であり、プロビジョニングネットワークＮ２に向けて送信される広告は、無線デバイス１１をプロビジョニングネットワークＮ２に接続させるための情報である。尚、パケット転送装置１２の詳細は後述する。

バックボーンルータ１３は、ターゲットネットワークＮ１と、システムマネージャ１４が接続されるバックボーンネットワークＮとを接続し、例えば無線デバイス１１とシステムマネージャ１４との間で送受信される各種データの中継を行う装置である。尚、バックボーンルータ１３も上記の無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。

システムマネージャ１４は、無線通信システム１の管理制御を統括して行う。例えば、システムマネージャ１４は、バックボーンルータ１３が接続されるターゲットネットワークＮ１（更には、パケット転送装置１２が接続されるプロビジョニングネットワークＮ２）を介して行われる無線通信の制御を行う。具体的には、無線デバイス１１、パケット転送装置１２、及びバックボーンルータ１３に対する無線通信リソース（タイムスロット及び通信チャネル）の割り当て制御を行って、ターゲットネットワークＮ１（更には、プロビジョニングネットワークＮ２）を介したＴＤＭＡによる無線通信を実現する。

また、システムマネージャ１４は、無線デバイス１１をターゲットネットワークＮ１又はプロビジョニングネットワークＮ２に参入させるか否かの処理（参入処理）、及び無線デバイス１１に対してプロビジョニング情報（無線デバイス１１をターゲットネットワークＮ１に参入させるために必要となる情報）を設定する処理（ＯＴＡプロビジョニング（プロビジョニングネットワークＮ２を介したプロビジョニング）：設定処理）を行う。加えて、システムマネージャ１４は、パケット転送装置１２をターゲットネットワークＮ１及びプロビジョニングネットワークＮ２に参入させる処理を行う。

また、システムマネージャ１４は、パケット転送装置１２に対して前述した広告に関する無線通信リソースの割り当てを行う。具体的には、パケット転送装置１２がターゲットネットワークＮ１に向けた広告及びプロビジョニングネットワークＮ２に向けた広告の各々を送信するための無線通信リソースと、各広告を受信した無線デバイス１１からの接続要求をパケット転送装置１２が受信するための無線通信リソースとの割り当てを行う。尚、広告に関する無線通信リソースの割り当ての詳細については後述する。

また、システムマネージャ１４は、無線通信システム１を構成する各機器（無線デバイス１１〜システムマネージャ１４）と、無線通信システム１に設けられるネットワーク（ターゲットネットワークＮ１、プロビジョニングネットワークＮ２、バックボーンネットワークＮ）との接続関係を把握し、この接続関係を示す情報に基づいて、パケット転送装置１２で用いられる経路表を生成する。尚、パケット転送装置１２で用いられる経路表及びその作成方法の詳細については後述する。

〈パケット転送装置〉
図２は、本発明の第１実施形態によるパケット転送装置の要部構成を示すブロック図である。図２に示す通り、本実施形態のパケット転送装置１２は、ターゲットネットワーク側処理部２０ａ（第１処理部）、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂ（第２処理部）、及び仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３（中継ネットワーク）を備えており、ターゲットネットワーク側処理部２０ａとプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂとが仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３を介して相互に接続された構成である。

また、ターゲットネットワーク側処理部２０ａ及びプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂは、無線通信部Ｃを介してターゲットネットワークＮ１及びプロビジョニングネットワークＮ２にそれぞれ接続される。無線通信部Ｃは、ターゲットネットワークＮ１及びプロビジョニングネットワークＮ２からの無線信号を受信し、その受信信号をターゲットネットワーク側処理部２０ａ及びプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂにそれぞれ出力する。また、ターゲットネットワーク側処理部２０ａ及びプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂからの信号を無線信号にしてターゲットネットワークＮ１及びプロビジョニングネットワークＮ２にそれぞれ送出する。尚、図２では、ターゲットネットワーク側処理部２０ａ及びプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂで共有される１つの無線通信部Ｃがパケット転送装置１２に設けられた構成を図示しているが、パケット転送装置１２には、ターゲットネットワーク側処理部２０ａ及びプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂの各々に対応した複数の無線通信部が設けられていても良い。

ここで、仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３は、ターゲットネットワーク側処理部２０ａとプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂとを接続する仮想的なネットワーク（仮想ネットワーク）に対するインターフェイスを示している。この仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３は、例えばターゲットネットワーク側処理部２０ａとプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂとを接続する接続線によって実現される。尚、ターゲットネットワーク側処理部２０ａ及びプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂがソフトウェアによって実現される場合には、仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３は、これらの間の通信を司る通信手段（例えば、プロセス間通信）によって実現される。

ターゲットネットワーク側処理部２０ａは、ネットワークインターフェイス部２１ａ、プロトコル処理部２２ａ、経路制御部２３ａ、及びメモリ２４ａを備えており、無線通信部Ｃを介してターゲットネットワークＮ１に接続されて、ターゲットネットワークＮ１を介して入出力されるパケットの処理を行う。具体的には、ターゲットネットワークＮ１と仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３とがパケットの出力先として規定された経路表Ｔ１（第１経路表）を用いて経路制御を行う。また、ターゲットネットワーク側処理部２０ａは、ターゲットネットワークＮ１に向けた広告の送信処理も行う。

ネットワークインターフェイス部２１ａは、無線通信部Ｃを介してターゲットネットワークＮ１に接続されて、ターゲットネットワークＮ１を介してパケット転送装置１２に送信されてくるパケット、及び、パケット転送装置１２からターゲットネットワークＮ１を介して送信すべきパケットの入出力を行う。プロトコル処理部２２ａは、無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａで規定されるプロトコルに準拠して送受信されるパケットの処理を行う。例えば、ターゲットネットワーク側処理部２０ａが始点となるパケットの生成処理、ターゲットネットワーク側処理部２０ａが終点となるパケットの受信処理等を行う。また、プロトコル処理部２２ａは、上述したターゲットネットワークＮ１に向けた広告の送信処理を行う。

経路制御部２３ａは、メモリ２４ａに記憶された経路表Ｔ１から次中継点を検索して転送すべきパケットの経路制御を行う。具体的には、経路表Ｔ１の内容に従って、ネットワークインターフェイス部２１ａにパケットを出力するか、或いは、仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３にパケットを出力するかを制御する。メモリ２４ａは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性の記憶素子によって実現され、上記の経路表Ｔ１を記憶する。

図３は、本発明の第１実施形態よるパケット転送装置で用いられる経路表Ｔ１の内容を示す図である。図３に示す通り、経路表Ｔ１は、終点アドレス（パケットの転送先を示す機器）毎に、次中継点、中継限界数、及び出力ネットワークインターフェイスが規定されたテーブルである。尚、本実施形態では、説明を簡単にするために、経路表Ｔ１がテーブル形式のものである場合を例に挙げて説明するが、必ずしもテーブル形式のものである必要はない。

経路表Ｔ１において、終点アドレスが「システムマネージャ」や「バックボーンルータ」である場合には、次中継点として「バックボーンルータ」が規定され、出力ネットワークインターフェイスとして「無線サブネット（ターゲットネットワーク）」が規定されている。これに対し、終点アドレスが「パケット転送装置（ネットワークインターフェイス部２１ｂ）」や「無線デバイス」である場合には、次中継点として「パケット転送装置（ネットワークインターフェイス部２１ｂ）」が規定され、出力ネットワークインターフェイスとして「バックボーンネットワーク（仮想ネットワーク）」が規定されている。

つまり、経路表Ｔ１は、終点アドレスがターゲットネットワークＮ１側に存在する場合には、パケットの出力先を「無線サブネット（ターゲットネットワーク）」にするものである。これに対し、終点アドレスが仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３側に存在する場合には、パケットの出力先を「バックボーンネットワーク（仮想ネットワーク）」にするものである。

ここで、上述した無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａにおいて、ネットワーク層の経路制御で用いられる経路表は、基本的に「無線通信ネットワーク」と「バックボーンネットワーク」とを区別できるに過ぎず、サブネットＩＤが異なる無線サブネットを区別することはできない。本実施形態では、経路表Ｔ１を大幅に変更することなく、サブネットＩＤが異なるターゲットネットワークＮ１とプロビジョニングネットワークＮ２との間のパケット転送を実現するために、経路制御部２３ａが、経路表Ｔ１で規定される「無線サブネット（無線通信ネットワーク）」を無線サブネットの１つであるターゲットネットワークＮ１と解釈し、「バックボーンネットワーク」を仮想ネットワークと解釈することとしている。

プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂは、ネットワークインターフェイス部２１ｂ、プロトコル処理部２２ｂ、経路制御部２３ｂ、及びメモリ２４ｂを備えており、無線通信部Ｃを介してプロビジョニングネットワークＮ２に接続されて、プロビジョニングネットワークＮ２を介して入出力されるパケットの処理を行う。具体的には、プロビジョニングネットワークＮ２と仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３とがパケットの出力先として規定された経路表Ｔ２（第２経路表）を用いて経路制御を行う。また、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂは、プロビジョニングネットワークＮ２に向けた広告の送信処理も行う。

ネットワークインターフェイス部２１ｂは、無線通信部Ｃを介してプロビジョニングネットワークＮ２に接続されて、プロビジョニングネットワークＮ２を介してパケット転送装置１２に送信されてくるパケット、及び、パケット転送装置１２からプロビジョニングネットワークＮ２を介して送信すべきパケットの入出力を行う。プロトコル処理部２２ｂは、無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａで規定されるプロトコルに準拠して送受信されるパケットの処理を行う。例えば、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂが始点となるパケットの生成処理、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂが終点となるパケットの受信処理等を行う。また、プロトコル処理部２２ｂは、上述したプロビジョニングネットワークＮ２に向けた広告の送信処理を行う。

経路制御部２３ｂは、メモリ２４ｂに記憶された経路表Ｔ２から次中継点を検索して転送すべきパケットの経路制御を行う。具体的には、経路表Ｔ２の内容に従って、ネットワークインターフェイス部２１ｂにパケットを出力するか、或いは、仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３にパケットを出力するかを制御する。メモリ２４ｂは、例えばＲＡＭ等の揮発性の記憶素子によって実現され、上記の経路表Ｔ２を記憶する。

図４は、本発明の第１実施形態よるパケット転送装置で用いられる経路表Ｔ２の内容を示す図である。図４に示す通り、経路表Ｔ２は、経路表Ｔ１と同様に、終点アドレス毎に、次中継点、中継限界数、及び出力ネットワークインターフェイスが規定されたテーブルである。尚、経路表Ｔ２も経路表Ｔ１と同様に、必ずしもテーブル形式のものである必要はない。

経路表Ｔ２において、終点アドレスが「システムマネージャ」、「バックボーンルータ」、「パケット転送装置（ネットワークインターフェイス部２１ａ）」である場合には、次中継点として「パケット転送装置（ネットワークインターフェイス部２１ａ）」が規定され、出力ネットワークインターフェイスとして「バックボーンネットワーク（仮想ネットワーク）」が規定されている。これに対し、終点アドレスが「無線デバイス」である場合には、次中継点として「無線デバイス」が規定され、出力ネットワークインターフェイスとして「無線サブネット（プロビジョニングネットワーク）」が規定されている。

つまり、経路表Ｔ２は、終点アドレスが仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３側に存在する場合には、パケットの出力先を「バックボーンネットワーク（仮想ネットワーク）」にするものである。これに対し、終点アドレスがプロビジョニングネットワークＮ２側に存在する場合には、パケットの出力先を「無線サブネット（プロビジョニングネットワーク）」にするものである。つまり、本実施形態では、経路表Ｔ２を大幅に変更することなく、サブネットＩＤが異なるターゲットネットワークＮ１とプロビジョニングネットワークＮ２との間のパケット転送を実現するために、経路制御部２３ｂが、経路表Ｔ２で規定される「無線サブネット（無線通信ネットワーク）」を無線サブネットの１つであるプロビジョニングネットワークＮ２と解釈し、「バックボーンネットワーク」を仮想ネットワークと解釈することとしている。

尚、本実施形態では、理解を容易にするために、ターゲットネットワーク側処理部２０ａ及びプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂにメモリ２４ａ，２４ｂをそれぞれ設け、これらメモリ２４ａ，２４ｂに経路表Ｔ１，Ｔ２をそれぞれ記憶させる例について説明する。しかしながら、ターゲットネットワーク側処理部２０ａ及びプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂで共用される１つのメモリに経路表Ｔ１，Ｔ２を記憶させても良い。

〈無線通信システムのパケット転送動作〉
図５，図６は、本発明の第１実施形態による無線通信システムのパケット転送動作を示すフローチャートである。尚、図５に示す処理は、パケット転送装置１２に設けられた仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３からターゲットネットワークＮ１側で行われる処理である。これに対し、図６に示す処理は、パケット転送装置１２に設けられた仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３からプロビジョニングネットワークＮ２側で行われる処理を示している。

また、図５，図６中に示す「始点」は通信の始点を意味し、「終点」は通信の終点を意味する。具体的に、図５中における始点ＳＰ１１及び終点ＥＰ１１は、ターゲットネットワークＮ１に参入している無線デバイス或いはバックボーンネットワークＮに接続されたデバイスが通信の始点及び終点であることをそれぞれ示しており、始点ＳＰ１２及び終点ＥＰ１２は、パケット転送装置１２のプロトコル処理部２２ａが通信の始点及び終点であることをそれぞれ示している。また、図６中における始点ＳＰ２１及び終点ＥＰ２１は、プロビジョニングネットワークＮ２に参入している無線デバイスが通信の始点及び終点であることをそれぞれ示しており、始点ＳＰ２２及び終点ＥＰ２２は、パケット転送装置１２のプロトコル処理部２２ｂが通信の始点及び終点であることをそれぞれ示している。

無線通信システム１においては、図５，図６中に示す４つの始点ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ２１，ＳＰ２２の何れか１つを始点とし、図５，図６中に示す４つの終点ＥＰ１１，ＥＰ１２，ＥＰ２１，ＥＰ２２の何れか１つを終点とする通信が、図５，図６に示すフローチャートに従って行われる。以下では、プロビジョニングネットワークＮ２に参入している無線デバイス１１がシステムマネージャ１４宛てにパケットを送信する場合の動作を例に挙げて説明する。かかる場合には、図６中の始点ＳＰ２１が通信の始点となり、図５中の終点ＥＰ１１が通信の終点となる。

始点ＳＰ２１としての無線デバイス１１から送信されたパケットは、プロビジョニングネットワークＮ２を介してパケット転送装置１２に入力され、パケット転送装置１２に設けられたプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂのネットワークインターフェイス部２１ｂで受信される（ステップＳ２１）。受信されたパケットは、経路制御部２３ｂにおいて、パケットの宛先が自装置（パケット転送装置１２）であるか否かが判断される（ステップＳ２２）。ここでは、無線デバイス１１からシステムマネージャ１４宛にパケットを送信する場合を考えているため、ステップＳ２２の判断結果は「ＮＯ」になる。

ステップＳ２２の判断結果が「ＮＯ」の場合には、メモリ２４ｂに記憶された経路表Ｔ２を検索して次中継点と出力ネットワークインターフェイスとを得る処理が経路制御部２３ｂによって行われる（ステップＳ２４）。ここでは、無線デバイス１１からシステムマネージャ１４宛にパケットを送信する場合を考えており、図４に示す経路表Ｔ２から、終点アドレスが「システムマネージャ」のときには、次中継点として「パケット転送装置（ネットワークインターフェイス部２１ａ）」が得られ、出力ネットワークインターフェイスとして「バックボーンネットワーク」が得られる。

以上の検索が終了すると、得られた出力ネットワークインターフェイスが「無線サブネット」であるか否かが経路制御部２３ｂによって判断される（ステップＳ２５）。ここでは、ステップＳ２４の処理において、出力ネットワークインターフェイスとして「バックボーンネットワーク」が得られているため、ステップＳ２５の判断結果は「ＮＯ」になる。すると、経路制御部２３ｂは、出力ネットワークインターフェイスとして得られた「バックボーンネットワーク」を仮想ネットワークと解釈し、仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３にパケットを出力（送信）する（ステップＳ２７）。

プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂの経路制御部２３ｂから仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３に出力されたパケットは、ターゲットネットワーク側処理部２０ａに入力され、ターゲットネットワーク側処理部２０ａに設けられた経路制御部２３ａで受信される（ステップＳ１８）。受信されたパケットは、経路制御部２３ａにおいて、パケットの宛先が自装置（パケット転送装置１２）であるか否かが判断される（ステップＳ１２）。ここでは、無線デバイス１１からシステムマネージャ１４宛にパケットを送信する場合を考えているため、ステップＳ１２の判断結果は「ＮＯ」になる。

ステップＳ１２の判断結果が「ＮＯ」の場合には、メモリ２４ａに記憶された経路表Ｔ１を検索して次中継点と出力ネットワークインターフェイスとを得る処理が経路制御部２３ａによって行われる（ステップＳ１４）。ここでは、無線デバイス１１からシステムマネージャ１４宛にパケットを送信する場合を考えており、図３に示す経路表Ｔ１から、終点アドレスが「システムマネージャ」のときには、次中継点として「バックボーンルータ」が得られ、出力ネットワークインターフェイスとして「無線サブネット」が得られる。

以上の検索が終了すると、得られた出力ネットワークインターフェイスが「無線サブネット」であるか否かが経路制御部２３ａによって判断される（ステップＳ１５）。ここでは、ステップＳ１４の処理において、出力ネットワークインターフェイスとして「無線サブネット」が得られているため、ステップＳ１５の判断結果は「ＹＥＳ」になる。すると、経路制御部２３ａは、出力ネットワークインターフェイスとして得られた「無線サブネット」をターゲットネットワークＮ１と解釈し、ネットワークインターフェイス部２１ａにパケットを出力する。これにより、ネットワークインターフェイス部２１ａからターゲットネットワークＮ１に向けてパケットが送信される（ステップＳ１６）。

ネットワークインターフェイス部２１ａから送信されたパケットは、ターゲットネットワークＮ１、バックボーンルータ１３、及びバックボーンネットワークＮを順に介して終点ＥＰ１１としてのシステムマネージャ１４に受信される。このようにして、プロビジョニングネットワークＮ２に参入している無線デバイス１１から送信されたパケットが、プロビジョニングネットワークＮ２とは異なるサブネットＩＤが付されたターゲットネットワークＮ１を介してシステムマネージャ１４に受信される。

また、システムマネージャ１４からプロビジョニングネットワークＮ２に参入している無線デバイス１１宛のパケット送信は、図５中の始点ＳＰ１１が通信の始点となり、図６中の終点ＥＰ２１が通信の終点となる。つまり、図５中のステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１７の処理及び図６中のステップＳ２８，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２６の処理が順に行われることにより、システムマネージャ１４から送信されたパケットが、互いに異なるサブネットＩＤが付されたターゲットネットワークＮ１及びプロビジョニングネットワークＮ２を順に介してプロビジョニングネットワークＮ２に参入している無線デバイス１１に受信される。

〈無線通信システムへの参入動作〉
次に、以上説明した無線通信システム１に対して無線デバイス１１やパケット転送装置１２を参入させる場合の動作について説明する。無線通信システム１への参入動作は、（１）パケット転送装置１２をターゲットネットワークＮ１及びプロビジョニングネットワークＮ２へ参入させる動作、（２）無線デバイス１１をプロビジョニングネットワークＮ２へ参入させる動作、（３）無線デバイス１１をターゲットネットワークＮ１へ参入させる動作に大別される。以下では、上記（１），（２）の参入動作について説明する。

図７は、本発明の第１実施形態による無線通信システムへの参入動作を説明するためのタイミングチャートである。図７に示す通り、初期状態においては、システムマネージャ１４の制御の下で、バックボーンルータ１３からターゲットネットワークＮ１に対して広告（無線デバイス１１やパケット転送装置１２をターゲットネットワークＮ１に接続させるための情報）が定期的に送信されているものとする（ステップＳＴ０）。尚、パケット転送装置１２は、バックボーンルータ１３から送信されてくる広告を受信可能な位置に設置されているものとする。

パケット転送装置１２の電源が投入されると、まずパケット転送装置１２のターゲットネットワーク側処理部２０ａをターゲットネットワークＮ１へ参入させる動作が行われる。具体的には、バックボーンルータ１３からの広告がパケット転送装置１２のターゲットネットワーク側処理部２０ａで受信されると、ターゲットネットワーク側処理部２０ａからバックボーンルータ１３に対してジョイン要求（ターゲットネットワークＮ１に対する参入の要求）が送信される（ステップＳＴ１１）。

ターゲットネットワーク側処理部２０ａからのジョイン要求を受信すると、バックボーンルータ１３は、バックボーンネットワークＮを介して、ターゲットネットワーク側処理部２０ａからのジョイン要求をシステムマネージャ１４に代理転送する（ステップＳＴ１２）。尚、このジョイン要求の送信は、図５中の始点ＳＰ１２が通信の始点となり、図５中の終点ＥＰ１１が通信の終点となる。

バックボーンネットワークＮを介して代理転送されてきたジョイン要求を受信すると、システムマネージャ１４は、ターゲットネットワーク側処理部２０ａに対する参入の認証を行って、認証結果に応じた応答（ジョイン要求に対する応答）を行う。システムマネージャ１４からの応答は、バックボーンネットワークＮを介してバックボーンルータ１３に送信され（ステップＳＴ１３）、バックボーンルータ１３によってターゲットネットワーク側処理部２０ａに代理転送される（ステップＳＴ１４）。尚、この応答の送信は、図５中の始点ＳＰ１１が通信の始点となり、図５中の終点ＥＰ１２が通信の終点となる。

システムマネージャ１４からの応答が、ターゲットネットワークＮ１に対する参入を許可する旨（ジョイン成功）を示すものである場合には、ターゲットネットワーク側処理部２０ａとシステムマネージャ１４との間の通信経路が確立される（ステップＳＴ１５）。すると、その通信経路上に位置するバックボーンルータ１３の無線通信リソースがシステムマネージャ１４によって更新され、システムマネージャ１４からターゲットネットワーク側処理部２０ａに対する無線通信リソースの設定等が行われる。尚、上記の通信経路を介した通信は、図５中の始点ＳＰ１１が始点となり図５中の終点ＥＰ１２が終点となる通信と、図５中の始点ＳＰ１２が始点となり図５中の終点ＥＰ１１が終点となる通信とからなる。

以上の処理が終了すると、システムマネージャ１４の制御によって、ターゲットネットワーク側処理部２０ａからターゲットネットワークＮ１に対する広告（無線デバイス１１をターゲットネットワークＮ１に接続させるための情報：第１広告）の送信が開始される（ステップＳＴ１６）。これにより、パケット転送装置１２を介したターゲットネットワークＮ１への参入が可能になる。以上により、パケット転送装置１２のターゲットネットワーク側処理部２０ａをターゲットネットワークＮ１へ参入させる動作が終了する。

次に、パケット転送装置１２のプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂをプロビジョニングネットワークＮ２へ参入させる動作が行われる。尚、この時点では、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂが参入すべきプロビジョニングネットワークＮ２が形成されておらず、プロビジョニングネットワークＮ２に対する広告（無線デバイス１１やパケット転送装置１２をプロビジョニングネットワークＮ２に接続させるための情報）が無い。このため、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂは、ターゲットネットワーク側処理部２０ａに対してジョイン要求（プロビジョニングネットワークＮ２に対する参入の要求）を送信する（ステップＳＴ２１）。尚、このジョイン要求の送信は、図６中の始点ＳＰ２２が通信の始点となり、図５中の終点ＥＰ１２が通信の終点となる。

プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂからのジョイン要求を受信すると、ターゲットネットワーク側処理部２０ａは、ステップＳＴ１５で確立された通信経路を介して、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂからのジョイン要求をシステムマネージャ１４に代理転送する（ステップＳＴ２２）。尚、このジョイン要求の送信は、図５中の始点ＳＰ１２が通信の始点となり、図５中の終点ＥＰ１１が通信の終点となる。

代理転送されてきたジョイン要求を受信すると、システムマネージャ１４は、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂに対する参入の認証を行って、認証結果に応じた応答（ジョイン要求に対する応答）を行う。システムマネージャ１４からの応答は、上記の通信経路を介してターゲットネットワーク側処理部２０ａに送信される（ステップＳＴ２３）。尚、この応答の送信は、図５中の始点ＳＰ１１が通信の始点となり、図５中の終点ＥＰ１２が通信の終点となる。

システムマネージャ１４からの応答がターゲットネットワーク側処理部２０ａで受信されると、その応答は、ターゲットネットワーク側処理部２０ａによって、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂに代理転送される（ステップＳＴ２４）。尚、この応答の代理転送は、図５中の始点ＳＰ１２が通信の始点となり、図６中の終点ＥＰ２２が通信の終点となる。

システムマネージャ１４からの応答が、プロビジョニングネットワークＮ２に対する参入を許可する旨（ジョイン成功）を示すものである場合には、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂとシステムマネージャ１４との間の通信経路が確立される（ステップＳＴ２５）。すると、その通信経路上に位置するバックボーンルータ１３及びターゲットネットワーク側処理部２０ａの無線通信リソースがシステムマネージャ１４によって更新され、システムマネージャ１４からプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂに対する無線通信リソースの設定等が行われる。尚、上記の通信経路を介した通信は、図５中の始点ＳＰ１１が始点となり図６中の終点ＥＰ２２が終点となる通信と、図６中の始点ＳＰ２２が始点となり図５中の終点ＥＰ１１が終点となる通信とからなる。

以上の処理が終了すると、システムマネージャ１４の制御によって、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂからプロビジョニングネットワークＮ２に対する広告（無線デバイス１１をプロビジョニングネットワークＮ２に接続させるための情報：第２広告）の送信が開始される（ステップＳＴ２６）。これにより、プロビジョニングネットワークＮ２が形成されて、パケット転送装置１２を介したプロビジョニングネットワークＮ２への参入が可能になる。以上により、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂをプロビジョニングネットワークＮ２へ参入させる動作が終了する。

以上の動作が終了し、無線デバイス１１をプロビジョニングネットワークＮ２へ参入させる場合には、パケット転送装置１２のプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂから送信されてくる広告を受信可能な位置に無線デバイス１１を配置する。この無線デバイス１１が上記の広告を受信すると、無線デバイス１１からプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂに対してジョイン要求（プロビジョニングネットワークＮ２に対する参入の要求）が送信される（ステップＳＴ３１）。尚、このジョイン要求の送信は、図６中の始点ＳＰ２１が通信の始点となり、図６中の終点ＥＰ２２が通信の終点となる。

無線デバイス１１からのジョイン要求を受信すると、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂは、ステップＳＴ２５で確立された通信経路を介して、無線デバイス１１からのジョイン要求をシステムマネージャ１４に代理転送する（ステップＳＴ３２）。尚、このジョイン要求の代理転送は、図６中の始点ＳＰ２２が通信の始点となり、図５中の終点ＥＰ１１が通信の終点となる。

代理転送されてきたジョイン要求を受信すると、システムマネージャ１４は、無線デバイス１１に対する参入の認証を行って、認証結果に応じた応答（ジョイン要求に対する応答）を行う。システムマネージャ１４からの応答は、上記の通信経路を介してプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂに送信され（ステップＳＴ３３）、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂによって無線デバイス１１に代理転送される（ステップＳＴ３４）。尚、この応答の送信は、図５中の始点ＳＰ１１が始点となり図６中の終点ＥＰ２２が終点となる通信と、図６中の始点ＳＰ２２が始点となり図６中の終点ＥＰ２１が終点となる通信とからなる。

システムマネージャ１４からの応答が、プロビジョニングネットワークＮ２に対する参入を許可する旨（ジョイン成功）を示すものである場合には、無線デバイス１１とシステムマネージャ１４との間の通信経路が確立される（ステップＳＴ３５）。すると、その通信経路上に位置するバックボーンルータ１３、ターゲットネットワーク側処理部２０ａ、及びプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂの無線通信リソースがシステムマネージャ１４によって更新され、システムマネージャ１４から無線デバイス１１に対する無線通信リソースの設定が行われる。尚、上記の通信経路を介した通信は、図５中の始点ＳＰ１１が始点となり図６中の終点ＥＰ２１が終点となる通信と、図６中の始点ＳＰ２１が始点となり図５中の終点ＥＰ１１が終点となる通信とからなる。

以上の動作によって、ターゲットネットワークＮ１及びプロビジョニングネットワークＮ２の双方に参入したパケット転送装置１２によって、プロビジョニングネットワークＮ２に参入した無線デバイス１１とシステムマネージャ１４との間の通信経路が確立された状態になる。このため、システムマネージャ１４が、無線デバイス１１に対するＯＴＡプロビジョニングを行うことが可能になる。

ここで、パケット転送装置１２から送信される広告について説明する。前述の通り、パケット転送装置１２からは、システムマネージャ１４の制御の下で、ターゲットネットワークＮ１に対する広告と、プロビジョニングネットワークＮ２に対する広告とが送信される。これらの広告には、ネットワークに接続させるための情報として、ＴＤＭＡによる無線通信を行うために必要な時刻同期情報と、ジョイン要求を送信するために必要となる情報とが含まれている。

ターゲットネットワークＮ１及びプロビジョニングネットワークＮ２は、互いに異なるサブネットＩＤで論理的に分離されているだけであって物理的に分離されている訳ではない。このため、パケット転送装置１２が、同時刻に同じ通信チャネルを用いて各々のネットワークに対する広告を送信することはできない。同様に、ターゲットネットワークＮ１に参入しようとしている無線デバイスと、プロビジョニングネットワークＮ２に参入しようとしている無線デバイスとが、同時刻に同じ通信チャネルを用いて各々のネットワークに対するジョイン要求を送信することはできない。

このため、システムマネージャ１４は、ターゲットネットワークＮ１に対する広告についての無線通信リソースと、プロビジョニングネットワークＮ２に対する広告についての無線通信リソースとが重複しないように、無線通信リソースの割り当てを行う。図８は、本発明の一実施形態において割り当てられる広告についての無線通信リソースを説明するための図である。尚、図８に示す図は、横軸に時間をとり、縦軸に通信チャネルをとっている。図８において、横軸方向の１マスは１つのタイムスロットを示しており、縦軸方向の１ますは１つの通信チャネルを示している。但し、図示の簡単化のために、図８においては通信チャネルを１０チャネルのみ図示している。

図８において、符号Ｑ１１，Ｑ１２を付したマス（斜線及び黒字の文字が付されたマス）は、ターゲットネットワークＮ１に対する広告に基づいて割り当てられる無線通信リソースを示しており、符号Ｑ２１，Ｑ２２を付したマス（斜線及び白字の文字が付されたマス）は、プロビジョニングネットワークＮ２に対する広告に基づいて割り当てられる無線通信リソースを示している。尚、符号Ｑ１１，Ｑ２１を付したマス中の文字「Ｔ」は、送信用の無線通信リソースを示しており、符号Ｑ１２，Ｑ２２を付したマス中の文字「Ｒ」は、受信用の無線通信リソースを示している。

図８を参照すると、符号Ｑ１１が付されたマス、符号Ｑ１２が付されたマス、符号Ｑ２１が付されたマス、及び符号Ｑ２２が付されたマスの全てが重ならないようにされている。これにより、ターゲットネットワークＮ１に対する広告に基づいて割り当てられる無線通信リソースと、プロビジョニングネットワークＮ２に対する広告に基づいて割り当てられる無線通信リソースとが重複しないように、無線通信リソースの割り当てが行われていることが分かる。

尚、パケット転送装置１２のターゲットネットワーク側処理部２０ａは、ターゲットネットワークＮ１に接続されたバックボーンルータ１３からの広告を受信することで時刻同期をすることができるものの、パケット転送装置１２のプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂは、このような時刻同期を行うことができない。これは、プロビジョニングネットワークＮ２に対して広告を送信する機器がパケット転送装置１２以外には接続されてないからである。

そこで、ターゲットネットワーク側処理部２０ａとプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂとが、仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３を介して時刻同期情報を交換すれば、ターゲットネットワーク側処理部２０ａとプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂとの間で時刻同期を行うことが可能になる。時刻同期情報の交換は、例えばＮＴＰ（Network Time Protocol）の様な汎用の通信プロトコルを用いても良いし、専用の通信プロトコルを用いても良い。尚、ターゲットネットワーク側処理部２０ａとプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂとが同一のハードウェアで構成される場合には、パケット転送装置１２で用いられる内部クロックを基準として時刻同期を行っても良い。

〈システムマネージャの経路表作成動作〉
次に、システムマネージャ１４で行われる経路表（パケット転送装置１２で用いられる経路表Ｔ１，Ｔ２等）の作成動作について説明する。図９は、本発明の第１実施形態で行われる経路表の作成動作を示すフローチャートである。尚、図９に示すフローチャートの処理は、例えば無線通信システム１が構築されて動作を開始したとき、無線デバイス１１等からのジョイン要求があったとき、或いはターゲットネットワークＮ１に参入した無線デバイス１１が通信要求を行ったとき等に開始される。

処理が開始されると、まずシステムマネージャ１４は、経路表を用いる機器を特定する処理を行う（ステップＳ３１）。具体的に、システムマネージャ１４は、無線通信システム１のトポロジ情報に基づいて、経路表を用いる機器を特定する。尚、ここでは、理解を容易にするために、システムマネージャ１４によって、パケット転送装置１２のターゲットネットワーク側処理部２０ａ（ネットワークインターフェイス部２１ａ）が特定されたとする。

ここで、上記のトポロジ情報とは、無線通信システム１を構成する各機器と、無線通信システム１に設けられるネットワークとの接続関係を示す情報であって、システムマネージャ１４に管理される情報である。図１０は、本発明の第１実施形態による無線通信システムのトポロジ情報を説明するための図である。図１０に示す通り、無線通信システム１のトポロジ情報は、システムマネージャ１４が最上位に配置されており、このシステムマネージャ１４に対し、バックボーンルータ１３、パケット転送装置１２のターゲットネットワーク側処理部２０ａ（ネットワークインターフェイス部２１ａ）、パケット転送装置１２のプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂ（ネットワークインターフェイス部２１ｂ）、及び無線デバイス１１がネットワークによってどのように接続されているかを示す情報である。

次に、システムマネージャ１４は、上記のトポロジ情報を用いて、ステップＳ３１で特定した機器を中心とした場合の各機器までの経路を示す経路情報を作成する（ステップＳ３２）。図１１は、本発明の第１実施形態における経路表作成動作で作成される経路情報を説明するための図である。尚、図１１（ａ）は、ターゲットネットワーク側処理部２０ａ（ネットワークインターフェイス部２１ａ）を中心とした場合の経路情報を説明するための図であり、図１１（ｂ）は、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂ（ネットワークインターフェイス部２１ｂ）を中心とした場合の経路情報を説明するための図である。

図１１（ａ）を参照すると、ネットワークインターフェイス部２１ａを中心とした場合の経路情報は、ネットワークインターフェイス部２１ａが最上位に配置されており、「バンクボーンネットワーク」側にネットワークインターフェイス部２１ｂ及び無線デバイス１１が順に配置され、「無線サブネット」側にバックボーンルータ１３及びシステムマネージャ１４が順に配置されたものである。また、この経路情報では、ネットワークインターフェイス部２１ａを中心として、各機器までの中継数（ホップ数）も規定されている。

尚、図１１（ｂ）を参照すると、ネットワークインターフェイス部２１ｂを中心とした場合の経路情報は、ネットワークインターフェイス部２１ｂが最上位に配置されており、「バンクボーンネットワーク」側にネットワークインターフェイス部２１ａ、バックボーンルータ１３、及びシステムマネージャ１４が順に配置され、「無線サブネット」側に無線デバイス１１が配置されたものである。また、この経路情報では、ネットワークインターフェイス部２１ｂを中心として、各機器までの中継数（ホップ数）も規定されている。

次いで、システムマネージャ１４は、ステップＳ３２で作成した経路情報に対して終点アドレス（パケットの転送先を示す機器）を設定する処理を行う（ステップＳ３３）。例えば、図１１（ａ）で説明した経路情報に対してシステムマネージャ１４を終点アドレスとして設定する。かかる処理によって、図１１（ａ）に示すネットワークインターフェイス部２１ａが始点アドレス（パケットの転送元を示す機器）に設定され、システムマネージャ１４が終点アドレスに設定された経路が特定される。

続いて、システムマネージャ１４は、経路情報を参照して、経路表を作成するために必要な次中継点、中継限界数、及び出力ネットワークインターフェイスを取得する（ステップＳ３４）。具体的には、図１１（ａ）を参照すると、ネットワークインターフェイス部２１ａが始点アドレスに設定され、システムマネージャ１４が終点アドレスに設定された経路では、次中継点として「バックボーンルータ」を取得し、中継限界数（ホップ数）として「２」を取得し、出力ネットワークインターフェイスとして「無線サブネット」を取得する。

以上の処理が終了すると、システムマネージャ１４は、設定すべき残りの終点アドレスの有無を判断する（ステップＳ３５）。設定すべき残りの終点アドレスが有ると判断した場合（ステップＳ３５の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、システムマネージャ１４は、新たな終点アドレスを設定して（ステップＳ３３）、経路表を作成するために必要な次中継点、中継限界数、及び出力ネットワークインターフェイスを取得する（ステップＳ３４）。

これに対し、設定すべき残りの終点アドレスが無いと判断した場合（ステップＳ３５の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、システムマネージャ１４は、ステップＳ３４で取得した情報を用いて、図３に示す経路表Ｔ１を作成する（ステップＳ３６）。作成された経路表Ｔ１は、パケット転送装置１２に送信されて、ターゲットネットワーク側処理部２０ａのメモリ２４ａに記憶される。尚、設定すべき残りの終点アドレスが無いと判断されるのは、例えば図１１（ａ）に示す無線デバイス１１、ネットワークインターフェイス部２１ｂ、バックボーンルータ１３、及びシステムマネージャ１４の全てが終点アドレスに設定された場合である。

以上、システムマネージャ１４で行われる経路表の作成動作について、パケット転送装置１２のターゲットネットワーク側処理部２０ａで用いられる経路表Ｔ１を作成する場合を例に挙げて説明したが、プロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂで用いられる経路表Ｔ２を作成する場合にも同様の動作が行われる。尚、経路表は、パケット転送装置１２のみで使用される訳ではなくバックボーンルータ１３でも使用される。このバックボーンルータ１３で使用される経路表も、基本的には図９に示すフローチャートに従って作成される。

以上の通り、本実施形態では、仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３、ターゲットネットワーク側処理部２０ａ、及びプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂを備えるパケット転送装置１２を、ターゲットネットワークＮ１とプロビジョニングネットワークＮ２との間に設けている。このパケット転送装置１２では、ターゲットネットワークＮ１と仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３とがパケットの出力先として規定された経路表Ｔ１を用いた経路制御がターゲットネットワーク側処理部２０ａによって行われ、プロビジョニングネットワークＮ２と仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３とがパケットの出力先として規定された経路表Ｔ２を用いた経路制御がプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂによって行われる。

このため、経路制御に用いられる経路表を大幅に変更することなく、互いに異なるサブネットＩＤが付されたターゲットネットワークＮ１とプロビジョニングネットワークＮ２との間におけるパケット転送を実現することができる。従って、無線通信規格を変更することなく上記のネットワーク間におけるパケット転送を実現することができる。これにより、プロビジョニングネットワークＮ２に参入している無線デバイス１１に対し、ターゲットネットワークＮ１を介したＯＴＡプロビジョニングを実現することが可能である。

〔第２実施形態〕
図１２は、本発明の第２実施形態による無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。尚、図１２において、図１に示した構成と同じ構成については同一の符号を付してある。図１２に示す通り、本実施形態の無線通信システム２は、図１に示す無線通信システム１が備えるパケット転送装置１２をパケット転送装置３０に代えた構成である。

パケット転送装置３０は、実ネットワークＮ１０（中継ネットワーク）、ターゲットネットワーク側処理装置３１（第１処理部）、及びプロビジョニングネットワーク側処理装置３２（第２処理部）を備えており、パケット転送装置１２と同様の機能を有する。つまり、パケット転送装置３０は、ターゲットネットワークＮ１内におけるパケット転送、プロビジョニングネットワークＮ２内におけるパケット転送、及びターゲットネットワークＮ１とプロビジョニングネットワークＮ２との間におけるパケットの転送を行う。

実ネットワークＮ１０は、任意のネットワーク（例えば、イーサネット（登録商標）等）である。ターゲットネットワーク側処理装置３１は、ターゲットネットワークＮ１及び実ネットワークＮ１０に接続されて、図２に示すパケット転送装置１２が備えるターゲットネットワーク側処理部２０ａと同様の処理を行う。プロビジョニングネットワーク側処理装置３２は、プロビジョニングネットワークＮ２及び実ネットワークＮ１０に接続されて、図２に示すパケット転送装置１２が備えるプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂと同様の処理を行う。

つまり、パケット転送装置３０は、図１に示すパケット転送装置１２が備える仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３を現存する有線ネットワーク等の実ネットワークＮ１０とし、パケット転送装置１２が備えるターゲットネットワーク側処理部２０ａ及びプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂをそれぞれ個別の装置（ターゲットネットワーク側処理装置３１及びプロビジョニングネットワーク側処理装置３２）としたものである。

以上の構成のパケット転送装置３０では、ターゲットネットワーク側処理装置３１において図３に示す経路表Ｔ１と同様の経路表を用いて経路制御が行われ、プロビジョニングネットワーク側処理装置３２において図４に示す経路表Ｔ２と同様の経路表を用いて経路制御が行われる。但し、ターゲットネットワーク側処理装置３１及びプロビジョニングネットワーク側処理装置３２は、経路表Ｔ１，Ｔ２で規定される「バックボーンネットワーク」を実ネットワークＮ１０と解釈して経路制御を行う。

以上の通り、本実施形態の無線通信システム２は、図１に示す無線通信システム１が備えるパケット転送装置１２を、実ネットワークＮ１０並びにターゲットネットワーク側処理装置３１及びプロビジョニングネットワーク側処理装置３２からなるパケット転送装置３０に代えただけである。このため、無線通信システム２は、図１に示す無線通信システム１と同様に動作し、互いに異なるサブネットＩＤが付されたターゲットネットワークＮ１とプロビジョニングネットワークＮ２との間におけるパケット転送を実現することができる。よって、本実施形態においても、プロビジョニングネットワークＮ２に参入している無線デバイス１１に対し、ターゲットネットワークＮ１を介したＯＴＡプロビジョニングを実現することが可能である。

〔第３実施形態〕
図１３は、本発明の第３実施形態による無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。尚、図１３においては、図１２と同様に、図１に示した構成と同じ構成については同一の符号を付してある。図１３に示す通り、本実施形態の無線通信システム３は、２つのバックボーンルータ１３ａ，１３ｂを設けて２つのターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂを形成するとともに、これらターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂをパケット転送装置１２で接続した構成である。尚、本実施形態においては、図１，図１２に示すプロビジョニングネットワークＮ２は省略されている。

バックボーンルータ１３ａ（第１ルータ装置）は、ターゲットネットワークＮ１ａ（第１無線通信ネットワーク）とバックボーンネットワークＮとを接続し、無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。バックボーンルータ１３ｂ（第２ルータ装置）は、ターゲットネットワークＮ１ｂ（第２無線通信ネットワーク）とバックボーンネットワークＮとを接続し、無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。これら、バックボーンルータ１３ａ，１３ｂは、図１，図１２に示すバックボーンルータ１３と同じものである。尚、ターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂには、互いに異なるサブネットＩＤが付されている。

パケット転送装置１２は、２つのターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂを接続する。前述した第１，第２実施形態において、パケット転送装置１２は、ターゲットネットワークＮ１とプロビジョニングネットワークＮ２とを接続するものであった。ここで、ターゲットネットワークＮ１とプロビジョニングネットワークＮ２とはサブネットＩＤの値によって区別されているだけであって、無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信ネットワークには変わりないため、２つのターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂは何の問題もなくパケット転送装置１２によって接続される。

図１３に示す通り、本実施形態の無線通信システム３は、バックボーンルータ１３ａ，１３ｂを介してターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂをバックボーンネットワークＮに接続するとともに、ターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂをパケット転送装置１２によって互いに接続することによって通信経路を冗長化している。このため、仮に、ターゲットネットワークＮ１ａに参入している無線デバイス１１とシステムマネージャ１４との間でバックボーンルータ１３ａを介する経路によって通信が行われている最中にバックボーンルータ１３ａに障害が発生したとしても、パケット転送装置１２及びバックボーンルータ１３ｂを介する経路によって通信を継続することが可能である。
〔第４実施形態〕
図１４は、本発明の第４実施形態による無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。尚、図１４においては、図１，図１３に示した構成と同じ構成については同一の符号を付してある。図１４に示す通り、本実施形態の無線通信システム４は、図１中のターゲットネットワークＮ１及びプロビジョニングネットワークＮ２に代えて、２つのターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂを形成し、これらターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂをパケット転送装置１２で接続した構成である。

つまり、本実施形態の無線通信システム４は、１つのバックボーンルータ１３の配下に２つのターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂを収容したものである。尚、ターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂには、互いに異なるサブネットＩＤが付されている。また、２つのターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂは、第３実施形態で説明した理由と同様の理由で、何の問題もなくパケット転送装置１２によって接続される。

前述した第１，第２実施形態では、無線デバイス１１に対するＯＴＡプロビジョニングを実現するために、ターゲットネットワークＮ１とプロビジョニングネットワークＮ２とをパケット転送装置１２で接続していた。これに対し、本実施形態では、プロビジョニングネットワークＮ２を全く考慮することなく、２つのターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂをパケット転送装置１２で接続している。このような接続を行うことで、例えば互いに接続されているターゲットネットワークＮ１ａ，Ｎ１ｂの各々に異なるセキュリティポリシを適用するという運用が可能になる。

以上、本発明の実施形態によるパケット転送装置及び無線通信システムについて説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した第１実施形態では、パケット転送装置１２に仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３が設けられている例について説明したが、仮想ネットワークインターフェイス部Ｎ３に代えて、第２実施形態で説明した実ネットワークＮ１０が設けられていても良い。

また、上記第１，第２実施形態において、ターゲットネットワークＮ１とプロビジョニングネットワークＮ２との間におけるパケットの転送機能を必要に応じて起動・停止させても良い。例えば、ターゲットネットワークＮ１を介した無線デバイス１１に対するＯＴＡプロビジョニングを行う場合にのみ上記の転送機能を起動し、ＯＴＡプロビジョニングを終えた後は上記の転送機能を停止するといった具合である。

ターゲットネットワークＮ１とプロビジョニングネットワークＮ２との間におけるパケットの転送機能の起動・停止は、例えばシステムマネージャ１４からの制御信号に基づいて、図２に示すパケット転送装置１２のプロビジョニングネットワーク側処理部２０ｂ（或いは、図１２に示すプロビジョニングネットワーク側処理装置３２）に対する電源の供給・停止によって行う。かかる電源制御を行うことにより、省電力を図ることができる。

尚、上記の電源の供給停止が行われた場合であっても、図２に示すパケット転送装置１２のターゲットネットワーク側処理部２０ａ（或いは、図１２に示すターゲットネットワーク側処理装置３１）に対する電源の供給は継続される。このため、パケット転送装置１２（或いは、ターゲットネットワーク側処理装置３１）は、ターゲットネットワークＮ１内におけるパケット転送を行う装置（通常の無線ルータ）として動作する。

１〜４ 無線通信システム
１１ 無線デバイス
１２ パケット転送装置
１３ａ，１３ｂ バックボーンルータ
１４ システムマネージャ
２０ａ ターゲットネットワーク側処理部
２０ｂ プロビジョニングネットワーク側処理部
３０ パケット転送装置
３１ ターゲットネットワーク側処理装置
３２ プロビジョニングネットワーク側処理装置
Ｎ バックボーンネットワーク
Ｎ１ ターゲットネットワーク
Ｎ１ａ，Ｎ１ｂ ターゲットネットワーク
Ｎ２ プロビジョニングネットワーク
Ｎ３ 仮想ネットワークインターフェイス部
Ｎ１０ 実ネットワーク
Ｔ１，Ｔ２ 経路表

Claims (12)

1. 主ネットワークに接続される第１無線通信ネットワークと、該第１無線通信ネットワークとは異なる識別子が付された第２無線通信ネットワークとの間におけるパケットの転送を行うパケット転送装置であって、
   前記第１，第２無線通信ネットワーク間に介在する中継ネットワークと、
   前記第１無線通信ネットワークに接続され、前記主ネットワークと無線通信ネットワークとがパケットの出力先として規定された第１経路表を用い、前記第１経路表で規定された前記主ネットワークを前記中継ネットワークと解釈し、前記第１経路表で規定された前記無線通信ネットワークを前記第１無線通信ネットワークと解釈して経路制御を行う第１処理部と、
   前記第２無線通信ネットワークに接続され、前記主ネットワークと無線通信ネットワークとがパケットの出力先として規定された第２経路表を用い、前記第２経路表で規定された前記主ネットワークを前記中継ネットワークと解釈し、前記第２経路表で規定された前記無線通信ネットワークを前記第２無線通信ネットワークと解釈して経路制御を行う第２処理部と
   を備えることを特徴とするパケット転送装置。
2. 前記中継ネットワークは、前記第１処理部と前記第２処理部とを仮想的に接続する仮想ネットワークであることを特徴とする請求項１記載のパケット転送装置。
3. 前記中継ネットワークは、前記第１処理部と前記第２処理部とを物理的に接続する実ネットワークであることを特徴とする請求項１記載のパケット転送装置。
4. 前記第１，第２処理部は、前記中継ネットワークに接続された状態で別個の装置として設けられていることを特徴とする請求項３記載のパケット転送装置。
5. 主ネットワークに接続される第１無線通信ネットワークと、該第１無線通信ネットワークとは異なる識別子が付された第２無線通信ネットワークとを介して無線通信を行う無線通信システムであって、
   前記主ネットワークに接続されて前記第１，第２無線通信ネットワークを介して行われる無線通信の制御を行う制御装置と、
   前記第１，第２無線通信ネットワーク間におけるパケットの転送を行う請求項１から請求項４の何れか一項に記載のパケット転送装置と
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
6. 前記制御装置は、前記第１，第２無線通信ネットワークと、前記パケット転送装置の前記中継ネットワーク及び前記第１，第２処理部との接続関係を示す情報に基づいて、前記第１，第２処理部で用いられる前記第１，第２経路表を生成することを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
7. 前記主ネットワーク及び前記第１無線通信ネットワークに接続される第１ルータ装置を備えることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の無線通信システム。
8. 前記主ネットワーク及び前記第２無線通信ネットワークに接続される第２ルータ装置を備えることを特徴とする請求項７記載の無線通信システム。
9. 前記第１無線通信ネットワークは、前記制御装置の制御の下で、参入している無線デバイスによる無線通信が行われる現用の無線通信ネットワークであり、
   前記第２無線通信ネットワークは、前記第１無線通信ネットワークに無線デバイスを参入させるために必要となる参入情報を、前記第１無線通信ネットワークに参入させるべき無線デバイスに設定するための補助的な無線通信ネットワークである
   ことを特徴とする請求項７記載の無線通信システム。
10. 前記制御装置は、無線デバイスを前記第１，第２無線通信ネットワークに参入させる参入処理と、前記第２無線通信ネットワークに参入している無線デバイスに対して前記参入情報を設定する設定処理とを行うことを特徴とする請求項９記載の無線通信システム。
11. 前記第１，第２無線通信ネットワークは何れも、前記制御装置の制御の下で、参入している無線デバイスによる無線通信が行われる現用の無線通信ネットワークであることを特徴とする請求項７又は請求項８記載の無線通信システム。
12. 前記パケット転送装置の前記第１処理部は、前記制御装置の制御の下で、無線デバイスを前記１無線通信ネットワークに接続させるための情報を第１広告として前記第１無線通信ネットワークに向けて送信し、
    前記パケット転送装置の前記第２処理部は、前記制御装置の制御の下で、無線デバイスを前記２無線通信ネットワークに接続させるための情報を第２広告として前記第２無線通信ネットワークに向けて送信する
    ことを特徴とする請求項５から請求項１１の何れか一項に記載の無線通信システム。

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