JP5722171B2

JP5722171B2 - 通信システム、アクセスポイント、サーバ装置および通信制御方法

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Publication number: JP5722171B2
Application number: JP2011200017A
Authority: JP
Inventors: 幸太中村; 敬治山本; 太一田代; 康隆飯田; 和也根岸
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-09-13
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2031-09-13
Also published as: JP2013062693A

Description

本発明の実施形態は、複数の基地局を備える通信システムと、この通信システムに備わるアクセスポイント、サーバ装置および通信制御方法に関する。特に本発明は、クラウドシステムに好適に利用可能な通信システムに関する。

既存の回線交換網はInternet Protocol（ＩＰ）ネットワークに置き換えられつつある。そのような技術トレンドにあって通信事業者は通信のＩＰ化／光化を進めており、ＩＰ電話の加入者数も年々増加している。また、Next Generation Network（ＮＧＮ）と呼ばれる次世代ＩＰネットワーク技術にも注目が集まっている。このような流れの中でクラウド技術に代表されるように、通信機能を備えるネットワークデバイス（アクセスポイント）をネットワーク上に自由に分散配置したいという要望が高まってきている。

ネットワークには大別してギャランティ型とベストエフォート型との区別がある。ギャランティ型はIntegrated Service Digital Network（ＩＳＤＮ）や専用線システムに代表され、要求された通信帯域を通信の開始から終わりまで保証する機能を備える。この種のネットワークは高いQuality of Service（ＱｏＳ）を実現できるが、リソースの利用コストが嵩むばかりか、特に専用線を用いることからネットワークデバイスを場所に依存することなく自由に配置することが難しい。

これに対しＩＰネットワーク（インターネットを含む）に代表されるベストエフォート型ネットワークはリソースの利用コストが安く、ユビキタスネットワークとの親和性が高い。よってクラウドシステムを発展させるには低コストのＩＰネットワークを利用するのが近道といえる。

しかしながらベストエフォート型のネットワークでは帯域および通信遅延が保証されていないので、その利用にあたっては通信遅延への対処を講じておくことが必要になる。そこで、ギャランティ型、ベストエフォート型の双方のネットワークに通信パスを予め設定し、２つのパスを切り替えることで通信品質を確保することが考えられている。

特開２００８−２９５０８２号公報

アクセスポイントの配置の自由度を高めるため、ギャランティ型、ベストエフォート型の双方のネットワークに通信パスを予め設定し、２つのパスを切り替えることが考えられている。しかしながらこの方式では２つのパスのうちいずれか一方のパスだけが使用されるので、使用中のパスに障害が生じればデータを再送する必要がある。アクセスポイントの配置の自由度をさらに高めクラウドシステムを発展させるには、障害への対処をも考慮しておく必要がある。

目的は、耐障害性能を高め、これによりアクセスポイントの配置の自由度をさらに高めることの可能な通信システム、アクセスポイント、サーバ装置および通信制御方法を提供することにある。

実施形態によれば、通信システムは、無線ゾーンを形成する基地局と、基地局とギャランティ型ネットワークとに接続される制御装置と、ベストエフォート型ネットワークに分散配置されるアクセスポイントと、ギャランティ型ネットワークに接続される通信装置と、ギャランティ型ネットワークとベストエフォート型ネットワークとを相互接続するゲートウェイとを具備する。基地局は、無線ゾーンに在圏するアクセスポイントと無線チャネルを介して通信する無線部を備える。アクセスポイントは、無線通信部と、パス形成部と、選択部と、冗長転送部と、分割転送部とを備える。無線通信部は、基地局と無線チャネルを介して通信する。パス形成部は、通信装置を相手先とするリンク形成に伴い、ベストエフォート型ネットワークとゲートウェイとを経由する第１パスと、無線チャネルと基地局と制御装置とを経由する第２パスとを、当該通信装置との間に形成する。選択部は、通信装置との通信に際して遅延保証モードおよび高速通信モードのいずれかのモードを選択する。冗長転送部は、遅延保証モードにおいて、通信装置宛ての通信データをコピーして第１パスおよび第２パスの双方に送出する。分割転送部は、高速通信モードにおいて、通信装置宛ての通信データを分割して第１パスまたは第２パスのいずれかに送出する。通信装置は、データ取得部と、データ合成部とを備える。データ取得部は、遅延保証モードにおいて、第１パスまたは第２パスを介して先着で到達したデータを取得して通信データを復元する。データ合成部は、高速通信モードにおいて、第１パスおよび第２パスを介して到達したデータを合成して通信データを復元する。

実施形態に係わる通信システムを示すシステム図。図１にされる通信システムの要部構成を示すシステム図。第１の実施形態に係わる通信システムの一例を示す機能ブロック図。図３に示されるシステムにおいて実施される処理手順の一例を示すシーケンス図。遅延保証モードにおける作用を説明するための図。高速通信モードにおける作用を説明するための図。第２の実施形態に係わる通信システムの一例を示す機能ブロック図。図７に示されるシステムにおいて実施される処理手順の一例を示すシーケンス図。図７に示されるシステムにおいて実施される処理手順の他の例を示すシーケンス図。実施形態におけるメリットを説明するための図。

図１は、実施形態に係わる通信システムを示すシステム図である。このシステムは通信ネットワーク１００と、通信ネットワーク１００に接続される制御装置Ｇ１１，Ｇ１２とを備える。通信ネットワーク１００は、制御装置Ｇ１１，Ｇ１２を遠隔からリモート制御したり、各種通信サービスを提供したりするためのサーバＳ１１を備える。サーバＳ１１はデータベース４４を備え、システム内に存在する被監視装置を管理したり、呼情報を管理したりするための上位装置としての機能も担う。

つまりサーバＳ１１は制御装置Ｇ１１，Ｇ１２の上位階層に位置づけられ、制御装置Ｇ１１，Ｇ１２からの通知に基づいて通信システムを管理ないし監視制御する。例えばサーバＳ１１は通信ネットワーク１００の負荷状況、伝送速度などを管理する。またサーバＳ１１の他の機能には、例えば通信システム内の各機器における障害の発生状況を管理する、障害管理機能がある。なお図１のシステムに適用可能なネットワーク管理プロトコルとしてはCommon Management Information Protocol（ＣＭＩＰ）あるいはSimple Network Management Protocol（ＳＮＭＰ）などがあるが、これらのプロトコルに限定されるものではない。

制御装置Ｇ１１は個別回線を介して基地局ＣＳ１１に接続される。制御装置Ｇ１２は別の個別回線を介して基地局ＣＳ２１，ＣＳ２２に接続される。すなわち基地局ＣＳ１１は制御装置Ｇ１１の配下にあり、基地局ＣＳ２１，ＣＳ２２は制御装置Ｇ１２の配下にある。図示しないが各制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は、さらに多くの基地局（符合をＣＳで統一する）に接続されることができる。制御装置の数も２個に限らず、それ以上であってよい。

各基地局ＣＳ１１，ＣＳ２１，ＣＳ２２はそれぞれ無線ゾーン（以下セルと称する）を形成し、このセルに在圏する移動端末ＰＳ（ＰＳ１１，ＰＳ１２）を無線チャネルを介して収容する。移動端末ＰＳ１１，ＰＳ１２はその移動に伴って各セル間をハンドオーバし、接続先の基地局ＣＳを切り替える。

制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は通信ネットワーク１００を介して相互間に通信リンクを形成することもでき、移動端末ＰＳ１１，ＰＳ１２はこのリンクを介して互いと通信することができる。制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は、通信端末間のエンド・ツウ・エンドの通信を実現するため交換処理あるいはプロトコル変換などの種々の制御を担う。また制御装置Ｇ１１，Ｇ１２は基地局ＣＳを経由して通信される信号（音声データや映像、画像データなどのデジタル信号、各種サービスを行なうためのデータなど）を、通信ネットワーク１００を経由して指定の通信種別に従って処理する。

ところで、図１に示されるシステムは、通信ネットワーク１００に有線または無線を介して接続されるネットワークデバイス５０１，５０２，５０３を備える。ネットワークデバイス５０１，５０２，５０３は通信ネットワーク１００に分散配置され、システム管理の上では下層レイヤに位置づけられて被監視装置として機能する。

ネットワークデバイス５０１，５０３は例えばユーザ宅６００に設けられるアクセスポイントなどであり、ネットワークデバイス５０２は例えばワイヤレス通信機能を備えるノートパソコンに備わる無線ボードなどである。要するにネットワークデバイスは通信ネットワーク１００に直接的あるいは間接的に接続可能な機器である。ネットワークデバイス５０１，５０２，５０３は無線チャネルを介して基地局ＣＳに接続する機能を備え、接続先の基地局を介して通信ネットワーク１００と通信することができる。

このほか図１のシステムは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や固定電話機（ＴＥＬ）を制御装置Ｇ１１，Ｇ１２に接続するための中継ユニット７００を備える。中継ユニット７００もネットワークデバイスである。この種の装置はターミナルアダプタ（Terminal Adapter：ＴＡ）と称されることもある。ＰＣに音声通話ソフトウェアをインストールすれば電話機として利用することも可能である。さらに、無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に準拠するアクセスポイント（図示せず）が制御装置Ｇ１１，Ｇ１２に接続されることもある。

図２は、図１にされる通信システムの要部構成を示すシステム図である。すなわち図１の通信ネットワーク１００は、基幹ネットワーク１００ａと、ＩＰベースネットワーク１００ｂと、これらのネットワークを相互接続するゲートウェイ２００とを含む。
実施形態において基幹ネットワーク１００ａはギャランティ型ネットワークであり、ＩＳＤＮや専用線ネットワーク、あるいはPersonal Handy phone System（ＰＨＳ）網がその一例として挙げられる。この実施形態では基幹ネットワーク１００ａとしてＰＨＳを想定する。このほかいわゆる携帯電話システムとして知られるセルラフォンシステム、あるいは次世代ＰＨＳと称されるeXtended Global Platform（ＸＧＰ）に対しても実施形態は適用可能である。
ＩＰベースネットワーク１００ｂはベストエフォート型ネットワークであり、例えばＩＰをベースとする公衆通信網である。この種のネットワークは通信キャリアにより自前で構築されることもある。

図１に示す制御装置Ｇ１１，Ｇ１２はいずれも基幹ネットワーク１００ａに接続される。サーバＳ１１は基幹ネットワーク１００ａおよびＩＰベースネットワーク１００ｂのいずれに接続されても良い。実施形態ではサーバＳ１１がＩＰベースネットワーク１００ｂに接続されることを想定する。

ネットワークデバイス５０１はＩＰベースネットワーク１００ｂに接続され、無線チャネルを介して基地局ＣＳ２２に接続される。基地局ＣＳ２２は制御装置Ｇ１２を介して基幹ネットワーク１００ａに接続される。

ネットワークデバイス５０２もＩＰベースネットワーク１００ｂに接続され、無線チャネルを介して基地局ＣＳ１１に接続される。基地局ＣＳ１１は制御装置Ｇ１１を介して基幹ネットワーク１００ａに接続される。
ネットワークデバイス５０３は基幹ネットワーク１００ａに接続される。なお一例としてデータ端末ＴＭ１１がネットワークデバイス５０２に接続される。データ端末ＴＭ１１はユーザ宅内のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などである。例えばデータ端末ＴＭ１１として、音声通話ソフトウェアをインストールしたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、いわゆるソフトフォンを想定することができる。このケースでは対向装置との通信リンクは必要に応じて形成される。
あるいはデータ端末ＴＭ１１として、防犯システムの監視カメラなどを想定することもできる。この場合、センサ情報や監視情報を対向装置に伝送するために、対向装置との間で常時接続型の通信リンクが形成されてもよい。上記構成を基礎として、次に複数の実施形態につき説明する。

［第１の実施形態］
図３は、第１の実施形態に係わる通信システムの一例を示す機能ブロック図である。図３のデータ端末ＴＭ１１は、基幹ネットワーク１００ａに接続される対向装置Ｃ１１とネットワークデバイス５０２を介して通信する。なお対向装置Ｃ１１の例としてはネットワークデバイス５０２と同種のネットワークデバイスに限られるものではなく、通信機能を持つ装置であれば他種の如何なる装置でも良い。

図３において、基地局ＣＳ１１は無線通信部１０１ａを備える。無線通信部１０１ａは無線ゾーンを形成し、この無線ゾーンに在圏する無線局と無線チャネルを介して通信する。無線局は例えばセルラフォン端末や無線ＬＡＮ端末、あるいは無線通信機能を備えるPersonal Digital Assistants（ＰＤＡ）端末などである。実施形態ではネットワークデバイスもこの範疇に含まれる。すなわち基地局ＣＳ１１の無線ゾーンに入るとネットワークデバイス５０２は無線チャネルを介して基地局ＣＳ１１に接続される。ネットワークデバイス５０２はこの無線チャネルを介して基幹ネットワーク１００ａと通信することができる。

ネットワークデバイス５０２は実施形態に係わる機能ブロックとして無線通信部１０１ｂ、パス制御部１０２、モード選択部１０３、データ冗長転送部１０４、およびデータ分割転送部１０６を備える。無線通信部１０１ｂは基地局ＣＳ１１と無線チャネルを介して通信する。パス制御部１０２は、対向装置Ｃ１１を相手先とするリンク形成に伴い、ＩＰパスと無線通信パスとを対向装置Ｃ１１との間に形成する。

ＩＰパスはＩＰベースネットワーク１００ｂ、ゲートウェイ２００を介して基幹ネットワーク１００ａに接続され、対向装置Ｃ１１に至るパスである。ＩＰパスは例えばSession Initiation Protocol（ＳＩＰ）を用いたシーケンスにより設定される。なお実施形態では主にコストや帯域の節約のため、ネットワークデバイス５０２と対向装置Ｃ１１との通信には、デフォルトで（初期設定において）ＩＰパスを使用するようにしても良い。

無線通信パスはネットワークデバイス５０２〜基地局ＣＳ１１間の無線チャネル、基地局ＣＳ１１、制御装置Ｇ１１を経由して基幹ネットワーク１００ａに接続され。対向装置Ｃ１１に至るパスである。経路に無線区間を含むとの観点からこのパスを無線通信パスと称することにする。

モード選択部１０３は、対向装置Ｃ１１との通信に際して遅延保証モードおよび高速通信モードのいずれかのモードを選択する。遅延保証モードとは、遅延の保証を優先するモードである。高速通信モードは通信速度を優先するモードである。

データ冗長転送部１０４は、遅延保証モードにおいて、対向装置Ｃ１１宛ての通信データをコピーしてＩＰパスおよび無線通信パスの双方に送出する。データ分割転送部１０６は、高速通信モードにおいて、対向装置Ｃ１１宛ての通信データを分割してＩＰパスまたは無線通信パスのいずれかに送出する。

対向装置Ｃ１１は、データ取得部１０５、データ合成部１０７を備える。データ取得部１０５は、遅延保証モードにおいて、ＩＰパスまたは無線通信パスを介して先着で到達したデータを取得して、ネットワークデバイス５０２から送信された通信データを復元する。データ合成部１０７は、高速通信モードにおいて、ＩＰパスおよび無線通信パスを介して到達したデータを合成して、ネットワークデバイス５０２から送信された通信データを復元する。

図４は、図３に示されるシステムにおいて実施される処理手順の一例を示すシーケンス図である。図４においてはデータ端末ＴＭ１１からの要求を受けたネットワークデバイス５０２が対向装置Ｃ１１と通信するケースを想定する。
図４において、データ端末ＴＭ１１からの発呼要求を受けたネットワークデバイス５０２は、まず自らの性能情報をサーバＳ１１に通知する（ステップＳ２０１）。性能情報は、例えばサポート可能な通信速度や変調方式などの情報である。これを受けたサーバＳ１１は、遅延保証モード、あるいは高速通信モードのうちいずれのモードが適するかをネットワークデバイス５０２に応答する（ステップＳ２０２）。

次にネットワークデバイス５０２は、ＩＰパスを確立するための手順を開始する。すなわちネットワークデバイス５０２はＩＰベースネットワーク１００ｂからゲートウェイ２００を介して、対向装置Ｃ１１に接続要求を送出する（ステップＳ２０３）。これを受けた対向装置Ｃ１１は接続応答をネットワークデバイス５０２に返信し（ステップＳ２０４）、ＩＰパスが確立される（ステップＳ２０５）。

上記手順と並行して、あるいは予め、ネットワークデバイス５０２は基地局ＣＳ１１との間の通信を確立し（ステップＳ２０６，Ｓ２０７）少なくとも一つの無線チャネルを占有する。次にネットワークデバイス５０２は、無線通信パスを確立するための発呼要求を基地局ＣＳ１１および制御装置Ｇ１１経由で対向装置Ｃ１１宛てに送出する（ステップＳ２０８）。これを受けた対向装置Ｃ１１は発呼応答を返送し（ステップＳ２０９）、無線通信パスが確立される（ステップＳ２１０）。

２つのパスが確立されると、ネットワークデバイス５０２は遅延保証モードおよび高速通信モードのいずれのモードが適しているかを判定する。この判定にあたってはネットワークデバイス５０２は、例えばデータ端末ＴＭから送出されるパケットに記載された通信情報を参照してモード間の優先度を判定する。すなわち、パケットヘッダに設けられるType of Service（ＴｏＳ）フィールドの値や、Virtual LAN（ＶＬＡＮ）タグに含まれるプライオリティフィールドなどの情報を参照することで、遅延保証モードの要否を決定することができる。

判断基準としては、ＴＯＳ値やプライオリティフィールドの値に閾値を設けておき、例えば閾値以上の通信については遅延保証モードを選択すると判定する。このようにすれば、例えばサービスの重要度に応じたモード切り替えを実現することができる。また、これらの値を通信確立時以外にも定期的に参照するようにすれば、通信モードのリアルタイムでの切り替え制御が可能である。
このほか、通信確立時においては呼制御メッセージ（ＳＩＰのＩＮＶＩＴＥなど）を利用して、音声通信のアプリケーションであると判断できれば遅延保証モードを採用するといった判断ができる。

遅延保証モードが選択されると、ネットワークデバイス５０２は対向装置Ｃ１１宛ての通信データを複製（コピー）し（ステップＳ２１１）、図５に示すようにＩＰパスおよび無線通信パスの双方のパスを介して同じデータを対向装置Ｃ１１にデータを転送する（ステップＳ２１２，Ｓ２１３）。対向装置Ｃ１１はデータ到着判定を行い、双方のパスを介して統一したデータのうち先に到着したデータを取得して（ステップＳ２１４）、通信データを復元する。

なお、ネットワークデバイス５０２は自身で検知する転送速度やＩＰベースネットワーク１００ｂの負荷状況に応じて、これらの値が予め設定された閾値を上回るケースにおいては２つのパスを用いる冗長転送を中止し、片方のパスのみを用いたデータ転送に切り替えるようにしても良い。

高速通信モードが選択されると、ネットワークデバイス５０２は対向装置Ｃ１１宛ての通信データを分割し（ステップＳ２１５）、図６に示すようにＩＰパスおよび無線通信パスを介して、対向装置にデータを転送する（ステップＳ２１６、ステップＳ２１７）。すなわち分割されたデータはＩＰパスまたは無線通信パスのいずれかに送出される。

なお分割されたデータのサイズを、ＩＰパスおよび無線通信パスに対して異なるデータサイズにしても良い。また、ＩＰベースネットワーク１００ｂの負荷状況や伝送速度などに応じて、ネットワークデバイス５０２と対向装置Ｃ１１が通信中に、データを分割するデータサイズをリアルタイムかつ動的に変化させるようにしても良い。
対向装置Ｃ１１は、ＩＰパスおよび無線通信パスを介して受信したデータを合成し（ステップＳ２１８）、通信データを復元する。

以上述べたように第１の実施形態では、無線インタフェースを備えるネットワークデバイス（アクセスポイント）をＩＰベースネットワーク１００ｂに分散配置したクラウドシステムにおいて、ＩＰベースネットワーク１００ｂ上のＩＰパスだけでなく、無線インタフェースを経由する無線通信パスを予め確立する。また、通信速度やネットワークの負荷状況などに応じて遅延保証モードおよび高速通信モードのいずれかのモードを選択する。そして遅延保証モードにおいては送信元で通信データをコピーして双方のパスに送出し、受信側で先着のデータを取得する。高速通信モードにおいては送信側で通信データを分割して双方のパスに送出し、受信側で各パスから受信したデータを合成するようにしている。

近年、一般の公衆ＩＰネットワークは光化により高速通信が可能となってきているが、ユーザ一人当たりがやりとりするトラフィックも増加の一途を辿っており、多数のユーザが大量のトラフィックを送受信し続けている環境下ではたとえ高速なＩＰネットワークであっても輻そうが発生し通信遅延が生じる。そこでギャランティ型、ベストエフォート型の双方のネットワークに通信パスを予め設定し、２つのパスを切り替えることが考えられているが、ギャランティ型サービスを受けられる場所は限られるので、ネットワークデバイスを自由に分散配置できないという問題があった。また障害への対処をも考慮しておく必要がある。

これに対し実施形態では、遅延保証モードではデータを冗長化して複数のパスを介して転送することから障害への耐性を高めることができる。また上位プロトコルによるデータ再送が不要であるので通信速度が損なわれることも避けられる。さらに、高速通信モードにおいていずれかのパスに障害が生じると直ちにその旨が検知され、モードが切り替えられるのでデータパケットが失われることも無い。

これらのことから、耐障害性能を高め、これによりアクセスポイントの配置の自由度をさらに高めることの可能な通信システム、ネットワークデバイス、サーバ装置および通信制御方法を提供することが可能になる。従ってクラウドシステムの発展に大きく寄与することが可能になる。

［第２の実施形態］
図７は、第２の実施形態に係わる通信システムの一例を示す機能ブロック図である。図７において図３と共通する箇所には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
図７において基幹ネットワーク１００ａに接続されるサーバＳ１１は、モニタ部１１０と、切り替え指示部１０９とを備える。モニタ部１１０は、ネットワークデバイス５０２と対向装置Ｃ１１との通信に係わるパラメータをモニタする。すなわちモニタ部１１０は上記通信に係わる遅延時間、ＩＰベースネットワーク１００ｂの負荷、ＩＰベースネットワーク１００ｂの伝送速度、および、ネットワークデバイス５０２の通信速度の少なくともいずれかをパラメータとしてモニタする。

切り替え指示部１０９は、モニタ部１１０によりモニタされたパラメータと既定の閾値との比較結果に基づいて、遅延保証モードおよび高速通信モードのいずれかのモードを選択するための選択指示をネットワークデバイス５０２に与える。この選択指示を受けたネットワークデバイス５０２のモード選択部１０３は、この選択指示に基づいて遅延保証モードおよび前記高速通信モードのいずれかのモードを選択する。

特に、切り替え指示部１０９は、通信の遅延時間が閾値以上であれば遅延保証モードを選択するための選択指示をネットワークデバイス５０２に与える。また切り替え指示部１０９は、上記負荷、伝送速度、通信速度の少なくともいずれかが閾値以下であれば、高速通信モードを選択するための選択指示をネットワークデバイス５０２に与える。

遅延保証モード／高速通信モードの切り替えの判断基準としては、サーバＳ１１が各ネットワークデバイスの通信速度情報を収集し、他のネットワークデバイスと比較して低速なネットワークデバイスがあれば、そのネットワークデバイスに対して、遅延保証モードから高速通信モードへ切り替えるための指示を与えるようにしても良い。またＩＰベースネットワーク１００ｂの負荷状況および伝送速度に関する情報を取得し、高速通信が必要と判断すれば、遅延保証モードから高速通信モードへ切り替える指示をネットワークデバイスに与えるようにしても良い。

図８は、図７に示されるシステムにおいて実施される処理手順の一例を示すシーケンス図である。ネットワークデバイス５０２は対向装置Ｃ１１との間で、ＩＰパスおよび無線通信パスを介して遅延保証モードによるデータ通信を行っているとする（ステップＳ３０１〜ステップＳ３０３）。
サーバＳ１１は、通信閾値Ｖを初期情報として予め保持する。通信閾値Ｖは、ＩＰベースネットワーク１００ｂの負荷状況、伝送速度、ネットワークデバイス５０２の通信速度情報などに基づいて、遅延保証モードから高速通信モードへ切り替えるための閾値判定に利用される。

ネットワークデバイス５０２は自らの通信履歴情報から算出した性能情報をサーバＳ１１に通知する（ステップＳ３０４）。サーバＳ１１は、Differentiated Services（ＤｉｆｆＳｅｒｖ）における各ゲートウェイで設定された出力レートの情報、ＩＰベースネットワーク１００ｂの負荷状況、伝送速度、ネットワークデバイスの通信速度情報などの情報を基に通信性能を算出し、自身が保持する通信閾値Ｖと比較する。閾値Ｖを下回る場合、高速通信の優先度が高いと判定し（ステップＳ３０５）、ネットワークデバイス５０２に対して遅延保証モードから高速通信モードへの切り替え指示を送出する（ステップＳ３０６）。これに応じてネットワークデバイス５０２は、通信モードを高速通信モードへと切り替える（ステップＳ３０７〜ステップＳ３０９）。

図９は、図７に示されるシステムにおいて実施される処理手順の他の例を示すシーケンス図である。ネットワークデバイス５０２は対向装置Ｃ１１との間で、ＩＰパスおよび無線通信パスを介して高速通信モードによるデータ通信を行っているとする（ステップＳ３０１〜ステップＳ３０３）。

サーバＳ１１は通信遅延閾値Ｔを初期情報として予め保持する。通信遅延閾値Ｔは、ＩＰベースネットワーク１００ｂの負荷状況、伝送速度、ネットワークデバイスの通信速度情報などに基づいて、高速通信モードから遅延保証モードへ切り替えるための閾値判定に利用される。

ネットワークデバイス５０２は自らの通信履歴情報から算出した性能情報をサーバＳ１１に通知する（ステップＳ３０４）。サーバＳ１１はネットワークデバイスから送出されたデータのパケット情報をもとに通信遅延時間を算出し、自身が保持する通信遅延閾値Ｔとの比較を行う。閾値Ｔを超える遅延が発生した場合、通信優先度が高いと判断し（ステップＳ３０５）、ネットワークデバイス５０２に対して高速通信モードから遅延保証モードへの切り替え指示を送出し（ステップＳ３０６）、遅延保証モードへと切り替える（ステップＳ３０７〜ステップＳ３０９）。
以上述べたように第２の実施形態によれば、サーバＳ１１により通信の状況がモニタされ、その結果に応じて通信モードの切り替えがネットワークデバイスに指示される。これにより呼ごとのモード切替制御を共通のサーバで集約的に実施することが可能になる。もちろん第１の実施形態と同様に、サーバＳ１１においてモニタしたパラメータに基づいて通信モードのリアルタイムでの切り替え制御が可能である。

図１０は、実施形態におけるメリットを説明するための図である。図１０に示すように第１、第２の実施形態によれば、ギャランティ型ネットワークにおける遅延保証のメリットと、ベストエフォート型ネットワークの低コストのメリットとの双方を享受することの可能な通信システムを構築できるようになり、クラウドシステムの発展に大きく寄与することが可能になる。

すなわち実施形態によれば一般の公衆ＩＰネットワークを用いて安価で場所を選ばずにクラウドシステムを展開することが可能となり、かつ緊急機関との通信やビル監視等のセキュリティシステムといった遅延に対する要求が厳しいサービス及び、更なる高速化を要求するサービスの巻き取りが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば対向装置Ｃ１１は基幹ネットワーク１００ａとのインタフェースに加えて、ＩＰベースネットワーク１００ｂとのインタフェースを備えていても良い。
また、通信状況に応じて適した通信モードは、対向装置Ｃ１１に接続される端末（図示せず）から送信された通信情報をもとに、ネットワークデバイス５０２あるいはサーバＳ１１が判定するようにしても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００…通信ネットワーク、Ｇ１１，Ｇ１２…制御装置、Ｓ１１…サーバ、４４…データベース、ＣＳ（ＣＳ１１，ＣＳ２１，ＣＳ２２）…基地局、ＰＳ（ＰＳ１１，ＰＳ１２）…移動端末、５０１，５０２，５０３…ネットワークデバイス、６００…ユーザ宅、７００…中継ユニット、１００ａ…基幹ネットワーク、１００ｂ…ＩＰベースネットワーク、２００…ゲートウェイ、ＴＭ１１…データ端末、１０１ａ，１０１ｂ…無線通信部、１０２…パス制御部、１０３…モード選択部、１０４…データ冗長転送部、１０５…データ取得部、１０６…データ分割転送部、１０７…データ合成部、１０９…切り替え指示部、１１０…モニタ部

Claims

無線ゾーンを形成する基地局と、
前記基地局とギャランティ型ネットワークとに接続される制御装置と、
ベストエフォート型ネットワークに分散配置されるアクセスポイントと、
前記ギャランティ型ネットワークに接続される通信装置と、
前記ギャランティ型ネットワークと前記ベストエフォート型ネットワークとを相互接続するゲートウェイとを具備し、
前記基地局は、
前記無線ゾーンに在圏するアクセスポイントと無線チャネルを介して通信する無線部を備え、
前記アクセスポイントは、
前記基地局と前記無線チャネルを介して通信する無線通信部と、
前記通信装置を相手先とするリンク形成に伴い、前記ベストエフォート型ネットワークと前記ゲートウェイとを経由する第１パスと、前記無線チャネルと前記基地局と前記制御装置とを経由する第２パスとを、当該通信装置との間に形成するパス形成部と、
前記通信装置との通信に際して遅延保証モードおよび高速通信モードのいずれかのモードを選択する選択部と、
前記遅延保証モードにおいて、前記通信装置宛ての通信データをコピーして前記第１パスおよび第２パスの双方に送出する冗長転送部と、
前記高速通信モードにおいて、前記通信装置宛ての通信データを分割して前記第１パスまたは第２パスのいずれかに送出する分割転送部と、
前記通信装置は、
前記遅延保証モードにおいて、前記第１パスまたは第２パスを介して先着で到達したデータを取得して前記通信データを復元するデータ取得部と、
前記高速通信モードにおいて、前記第１パスおよび第２パスを介して到達したデータを合成して前記通信データを復元するデータ合成部とを備える、通信システム。
前記分割転送部は、前記通信データを分割するデータサイズを前記ベストエフォート型ネットワークの負荷に応じて変化させる、請求項１に記載の通信システム。
さらに、前記ギャランティ型ネットワークおよびベストエフォート型ネットワークの少なくともいずれかに接続されるサーバを具備し、
前記サーバは、
前記アクセスポイントと前記通信装置との通信に係わるパラメータをモニタするモニタ部と、
前記モニタしたパラメータと既定の閾値との比較結果に基づいて、遅延保証モードおよび高速通信モードのいずれかのモードを選択するための選択指示を前記アクセスポイントに与える指示部とを備え、
前記選択部は、前記サーバから与えられた前記選択指示に基づいて前記遅延保証モードおよび前記高速通信モードのいずれかのモードを選択する、請求項１に記載の通信システム。
前記モニタ部は、前記通信の遅延時間をモニタし、
前記指示部は、前記遅延時間が前記閾値以上であれば前記遅延保証モードを選択するための選択指示を前記アクセスポイントに与える、請求項３に記載の通信システム。
前記モニタ部は、前記ベストエフォート型ネットワークの負荷、当該ベストエフォート型ネットワークの伝送速度、および、前記アクセスポイントの通信速度の少なくともいずれかを前記パラメータとしてモニタし、
前記指示部は、前記パラメータが前記閾値以下であれば前記高速通信モードを選択するための選択指示を前記アクセスポイントに与える、請求項３に記載の通信システム。
無線ゾーンを形成する基地局と、前記基地局とギャランティ型ネットワークとに接続される制御装置と、前記ギャランティ型ネットワークとベストエフォート型ネットワークとを相互接続するゲートウェイとを具備する通信システムに用いられ、前記ベストエフォート型ネットワークに分散配置されるアクセスポイントであって、
前記基地局と無線チャネルを介して通信する無線通信部と、
前記ギャランティ型ネットワークに接続される通信装置を相手先とするリンク形成に伴い、前記ベストエフォート型ネットワークと前記ゲートウェイとを経由する第１パスと、前記無線チャネルと前記基地局と前記制御装置とを経由する第２パスとを、当該通信装置との間に形成するパス形成部と、
前記通信装置との通信に際して遅延保証モードおよび高速通信モードのいずれかのモードを選択する選択部と、
前記遅延保証モードにおいて、前記通信装置宛ての通信データをコピーして前記第１パスおよび第２パスの双方に送出する冗長転送部と、
前記高速通信モードにおいて、前記通信装置宛ての通信データを分割して前記第１パスまたは第２パスのいずれかに送出する分割転送部と、を備えるアクセスポイント。
前記分割転送部は、前記通信データを分割するデータサイズを前記ベストエフォート型ネットワークの負荷に応じて変化させる、請求項６に記載のアクセスポイント。
前記選択部は、前記通信システムに接続されるサーバから与えられた選択指示に基づいて前記遅延保証モードおよび前記高速通信モードのいずれかのモードを選択する、請求項６に記載のアクセスポイント。
無線ゾーンを形成する基地局と、前記基地局とギャランティ型ネットワークとに接続される制御装置と、ベストエフォート型ネットワークに分散配置されるアクセスポイントと、前記ギャランティ型ネットワークに接続される通信装置と、前記ギャランティ型ネットワークと前記ベストエフォート型ネットワークとを相互接続するゲートウェイとを具備する通信システムに用いられるサーバ装置であって、
前記アクセスポイントと前記通信装置との通信に係わるパラメータをモニタするモニタ部と、
前記モニタしたパラメータと既定の閾値との比較結果に基づいて、前記ベストエフォート型ネットワークと前記ゲートウェイとを経由する第１パス、および、前記無線ゾーン内の無線チャネルと前記基地局と前記制御装置とを経由する第２パスの双方にコピーされた通信データを送出する遅延保証モード、および、前記第１パスおよび前記第２パスの双方に分割された通信データを送出する高速通信モードのいずれかのモードを選択するための選択指示を、前記アクセスポイントに与える指示部とを備える、サーバ装置。
前記モニタ部は、前記通信の遅延時間をモニタし、
前記指示部は、前記遅延時間が前記閾値以上であれば前記遅延保証モードを選択するための選択指示を前記アクセスポイントに与える、請求項９に記載のサーバ装置。
前記モニタ部は、前記ベストエフォート型ネットワークの負荷、当該ベストエフォート型ネットワークの伝送速度、および、前記アクセスポイントの通信速度の少なくともいずれかを前記パラメータとしてモニタし、
前記指示部は、前記パラメータが前記閾値以下であれば前記高速通信モードを選択するための選択指示を前記アクセスポイントに与える、請求項９に記載のサーバ装置。
無線ゾーンを形成する基地局と、前記基地局とギャランティ型ネットワークとに接続される制御装置と、前記ギャランティ型ネットワークをベストエフォート型ネットワークに相互接続するゲートウェイとを具備する通信システムに用いられる通信制御方法であって、
前記基地局が、前記無線ゾーンに在圏するアクセスポイントと無線チャネルを介して通信し、
ベストエフォート型ネットワークに分散配置されるアクセスポイントが、前記ギャランティ型ネットワークに接続される通信装置を相手先とするリンク形成に伴い、前記ベストエフォート型ネットワークと前記ゲートウェイとを経由する第１パスと、前記無線チャネルと前記基地局と前記制御装置とを経由する第２パスとを、当該通信装置との間に形成し、
前記アクセスポイントが、前記通信装置との通信に際して遅延保証モードおよび高速通信モードのいずれかのモードを選択し、
前記アクセスポイントが、前記遅延保証モードにおいて、前記通信装置宛ての通信データをコピーして前記第１パスおよび第２パスの双方に送出し、
前記アクセスポイントが、前記高速通信モードにおいて、前記通信装置宛ての通信データを分割して前記第１パスまたは第２パスのいずれかに送出し、
前記通信装置が、前記遅延保証モードにおいて、前記第１パスまたは第２パスを介して先着で到達したデータを取得して前記通信データを復元し、
前記通信装置が、前記高速通信モードにおいて、前記第１パスおよび第２パスを介して到達したデータを合成して前記通信データを復元する、通信制御方法。
前記アクセスポイントが、前記通信データを分割するデータサイズを前記ベストエフォート型ネットワークの負荷に応じて変化させる、請求項１２に記載の通信制御方法。
さらに、前記ギャランティ型ネットワークおよびベストエフォート型ネットワークの少なくともいずれかに接続されるサーバが、前記アクセスポイントと前記通信装置との通信に係わるパラメータをモニタし、
前記サーバが、前記モニタしたパラメータと既定の閾値との比較結果に基づいて、遅延保証モードおよび高速通信モードのいずれかのモードを選択するための選択指示を前記アクセスポイントに与え、
前記選択することは、前記サーバから与えられた前記選択指示に基づいて前記遅延保証モードおよび前記高速通信モードのいずれかのモードを選択する、請求項１２に記載の通信制御方法。
前記モニタすることは、前記通信の遅延時間をモニタし、
前記指示することは、前記遅延時間が前記閾値以上であれば前記遅延保証モードを選択するための選択指示を前記アクセスポイントに与える、請求項１４に記載の通信制御方法。
前記モニタすることは、前記ベストエフォート型ネットワークの負荷、当該ベストエフォート型ネットワークの伝送速度、および、前記アクセスポイントの通信速度の少なくともいずれかを前記パラメータとしてモニタし、
前記指示することは、前記パラメータが前記閾値以下であれば前記高速通信モードを選択するための選択指示を前記アクセスポイントに与える、請求項１４に記載の通信制御方法。