通信システム、通信装置、サーバ装置および通信制御方法

【課題】通信品質の確保とネットワークデバイスの配置自由度の向上との両立を促す。
【解決手段】通信システムは無線ゾーンを形成する基地局、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、ベストエフォート型ネットワークに接続されるネットワークデバイス、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を具備する。基地局は無線ゾーン内の無線局と無線チャネルを介して通信する。ネットワークデバイスは無線通信部、パス形成部、判定部、切り替え部を備える。パス形成部はギャランティ型ネットワークの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デフォルトパスと無線チャネルと基地局と制御装置とを経由する無線パスとを形成する。判定部は通信の優先度を判定する。切り替え部は判定部により判定された優先度が既定レベル以上であれば通信装置との通信に使用するパスをデフォルトパスから無線パスに切り替える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、通信装置、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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という困難がある。ベストエフォート型の代表はインターネットを含むＩＰネットワークであり、リソースの利用コストが安い反面、帯域および通信遅延が保証されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３５５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、ギャランティ型ネットワークは設備投資や人員の負担が大きいのでコストが割高である。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。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。
【０００６】
しかしながらベストエフォート型のネットワークを利用するには、通信遅延への対処を講じておくことがどうしても必要になる。特に緊急連絡のための通信が生じると輻そうが生じやすく、通信品質の確保が困難になる。つまりクラウドシステムの発展のためにはベストエフォート型ネットワークを利用しつつ通信遅延への対処を講じておく必要があるが、そのような技術は未だ知られていない。
目的は、通信品質の確保とネットワークデバイスの配置の自由度の向上との両立を促すことの可能な通信システム、通信装置、サーバ装置および通信制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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接続されるネットワークデバイスと、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無線局と無線チャネルを介して通信する無線部を備える。ネットワークデバイスは、無線通信部と、パス形成部と、判定部と、切り替え部とを備える。パス形成部は、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、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デフォルトパスと、無線チャネルと基地局と制御装置とを経由する無線パスとを、当該通信装置との間に形成する。判定部は、通信装置との通信の優先度を、当該通信に生じる遅延の許容度に関連付けて判定する。切り替え部は、判定部により判定された優先度が既定レベル以上であれば、通信装置との通信に使用するパスをデフォルトパスから無線パスに切り替える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係わる通信システムを示すシステム図。
【図２】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。
【図３】通信システムの第１の実施形態の一例を示す機能ブロック図。
【図４】ＩＰパスおよび無線通信パスを示す模式図。
【図５】管理データベースＤＢに記録される内容の一例を示す図。
【図６】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。
【図７】通信システムの第２の実施形態の一例を示す機能ブロック図。
【図８】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９】通信システムの第３の実施形態の一例を示す機能ブロック図。
【図１０】図９に示されるサーバＳ１１に記憶される管理データベースＤＢの一例を示す図。
【図１１】図９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１２】実施形態におけるメリットを説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。その機能の一つには、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ＣＭＩＰ（Common Management Information Protocol）あるいはＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
図１に示すサーバＳ１１、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。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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。以上の構成を基礎として、次に、複数の実施形態につき詳しく説明する。
【００２１】
［第１の実施形態］
図３は、通信システムの第１の実施形態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。
【００２２】
図３において、サーバＳ１１は管理データベースＤＢを備える。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。
【００２３】
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、優先度判定部１０３ａ、および経路切り替え部１０４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、デフォルトで使用されるＩＰパスに加えて、基地局ＣＳ１１を経由する無線通信パスを対向装置Ｃ１１との間に形成する。
【００２４】
図４は、ＩＰパスおよび無線通信パスを示す模式図である。ＩＰパスはＩＰベースネットワーク１００ｂとゲートウェイ２００とを経由するパスであり、例えばSession Initiation Protocol（ＳＩＰ）を用いたシーケンスにより設定される。対向装置Ｃ１１およびゲートウェイ２００が基幹ネットワーク１００ａに接続されているので、ＩＰパスは必然的に基幹ネットワーク１００ａを経由することになる。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パスを使用することとする。
【００２５】
無線通信パスは、ネットワークデバイス５０２〜基地局ＣＳ１１間の無線チャネルと、基地局ＣＳ１１と、制御装置Ｇ１１とを経由して基幹ネットワーク１００ａに至り、さらに対向装置Ｃ１１に接続されるパスである。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。
【００２６】
図３に戻り説明を続ける。優先度判定部１０３ａは、ネットワークデバイス５０２と対向装置Ｃ１１との通信の優先度を判定する。特に優先度判定部１０３ａは、リンク形成に係わる対向装置Ｃ１１の宛先情報をもとにサーバＳ１１の管理データベースＤＢの内容を参照して、この対向装置Ｃ１１との通信の優先度を判定する。
経路切り替え部１０４は、優先度判定部１０３ａにより判定された優先度が既定レベル以上であれば、対向装置Ｃ１１との通信に使用するパスを、ＩＰパスから無線通信パスに切り替える。なおパス制御部１０２は切り替えにより使用されなくなったパスについても通信中のリンク確立を継続する。
【００２７】
図５は、管理データベースＤＢに記録される内容の一例を示す図である。管理データベースＤＢはネットワークデバイスの通信の相手先となり得る通信装置の宛先情報ごとに、その種別を対応付けたデータベースである。相手先の種別はその相手先との通信の優先度に関連する。つまりネットワークデバイスは、管理データベースＤＢを参照することにより相手先との通信の優先度を判定することができる。
【００２８】
図５において、管理データベースＤＢは宛先番号、宛先ＩＰアドレス（宛先情報（接続先情報）と総称する）、および種別の３つの項目を備える。管理データベースＤＢには相手先の宛先情報が、相手先の種別とともに関連付けて記録される。種別としては例えば緊急機関（Ａ，Ｂ，…）、セキュリティシステムのサーバなどがあり、それぞれとの通信の重要度も異なる。管理データベースＤＢは上記３項目に加えて、優先度レベルなどの項目を備えていてもよい。
【００２９】
例えば通信の遅延が許されない相手先に対しては通信の優先度は高く、逆に多少の遅延は許される通信の優先度は低い。すなわち通信の優先度は、その通信において生じる遅延の許容度と関連付けて考慮できる量である。また優先度には相手先に応じたレベルがあり、例えば閾値判定などで優先度のレベルを区分すれば良い。
なお管理データベースＤＢには全ての相手先が登録されている必要はない。要するに管理データベースＤＢには、通信の優先度が既定レベル以上である相手先がリストアップされていれば良い。次に、上記構成における作用を説明する。
【００３０】
図６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６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６においてネットワークデバイス５０２は、データ端末ＴＭ１１から送られた対向装置Ｃ１１の宛先情報をサーバＳ１１に通知する（ステップＳ２０１）。これを受けたサーバはこの宛先情報をキーとして管理データベースＤＢを検索し、対向装置Ｃ１１との通信の優先度を判定する。この判定の結果は宛先情報応答としてネットワークデバイス５０２に返送され（ステップＳ２０２）、ネットワークデバイス５０２は対向装置Ｃ１１との通信の優先度を記憶する。
【００３１】
なお、サーバＳ１１がＰＨＳにおける認証サーバとしての位置づけにあれば、認証サーバは発呼要求に対する応答に認証結果とともに相手先情報（ＩＰアドレスなど）を返送する。これに倣って、ステップＳ２０２でネットワークデバイス５０２に返送される宛先情報応答に対向装置Ｃ１１のＩＰアドレスを含めるようにしても良い。そもそも認証サーバは相手先の宛先情報を記録したデータベースを備えており、図５の管理データベースＤＢはこのデータベースに相手先の種別や重要度を関連付けたものとして捉えることもできる。
【００３２】
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）。デフォルトでは、ネットワークデバイス５０２はこのＩＰパスを用いて対向装置Ｃ１１との間でのデータ通信を行う。
【００３３】
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）。
【００３４】
次いでネットワークデバイス５０２は記憶した対向装置Ｃ１１との通信の優先度を参照し、この優先度が既定レベルよりも低ければ、データ端末ＴＭ１１に係わるデータ通信をＩＰパスを用いて継続する（ステップＳ２１１）。優先度が既定レベル以上であれば、ネットワークデバイス５０２は通信に使用するパスをＩＰパスから無線通信パスに切り替え、データ端末ＴＭ１１に係わるデータを無線通信パスを用いて対向装置Ｃ１１に転送する（ステップＳ２１２）。
【００３５】
なお通信の優先度はデータ転送中にも変化することがあるので、ネットワークデバイス５０２はデータ端末ＴＭからの通信情報を定期的に監視し、通信の優先度が変化した場合にはそれぞれ適した通信パスへと切り替える。
【００３６】
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をＩＰネットワークに分散配置したクラウドシステムにおいて、ＩＰネットワーク上の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。そして、対向装置の優先度に応じて、ＩＰパスまたは無線通信パスのいずれか一方を使用するようにしている。
【００３７】
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。
【００３８】
一方、例えばＰＨＳのような無線通信では端末あたりの通信速度は低速であるが、ネットワーク輻そうが発生しづらいので遅延が少なく安定した通信が可能である。一般の公衆ＩＰネットワークはＰＨＳのような無線通信よりも通信遅延が増大する可能性があるので、遅延を許容できない通信には適さない。このため公衆ＩＰネットワークを用いたクラウドシステムでは、データは少量であっても遅延に非常に厳しい通信、例えば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におけるデータパケット通信といった分野への適用が難しいという課題があった。
【００３９】
従来は専用線を用いた帯域保証サービスにより通信品質の高い通信を実現してきたが、設備投資や人員の負担などによるコストが嵩みがちであった。またこの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。
【００４０】
これに対し実施形態では通信の優先度が高ければ、ネットワークデバイスをＩＰベースネットワーク１００ｂに設置しつつも、パス遅延保証された基幹ネットワーク１００ａ側のパスを使用できるので、上記課題は解決される。また通信の優先度が低いケースではＩＰパスを利用できるので、コストが不必要に嵩むこともない。
【００４１】
すなわち実施形態によれば、安価で場所に依存しない公衆のＩＰネットワークを用いてクラウドシステムを構築するにあたり、予め有線インタフェースと無線インタフェースとの双方で対向装置Ｃ１１とパスを確立しておき、優先度が高い通信を無線インタフェースによる通信に切り替えることによって、通信の遅延を保証することが可能となる。
【００４２】
従って第１の実施形態によれば、ベストエフォート型のＩＰネットワーク上に構築したクラウドシステムにおいて、通信の遅延を抑制することが可能になる。第１の実施形態によれば、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の巻き取りが可能となる。
【００４３】
これらのことから、通信品質の確保とネットワークデバイスの配置の自由度の向上との両立を促すことの可能な通信システム、通信装置、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。
【００４４】
［第２の実施形態］
図７は、通信システムの第２の実施形態の一例を示す機能ブロック図である。図７において図３と共通する部分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に示されるシステムにおいて、対向装置Ｃ１１は優先度判定部１０３ｂ、遅延計測部１０６ａ、および経路切り替え指示部１０５ａを備える。
【００４５】
遅延計測部１０６ａは、通信先のネットワークデバイス５０２とのＩＰパスを用いた通信に生じる遅延を計測する。優先度判定部１０３ｂは、通信中のネットワークデバイスとの通信の優先度を、遅延計測部１０６ａにより計測された遅延の許容度に関連付けて判定する。経路切り替え指示部１０５ａは、優先度判定部１０３ｂにより判定された優先度が既定レベル以上であれば、通信に使用するパスをＩＰパスから無線通信パスに切り替えるための切り替え指示（経路切り替え指示）を通信中のネットワークデバイスに与える。ネットワークデバイス５０２の経路切り替え部１０４は、通信に使用するパスを、この経路切り替え指示に応じてＩＰパスから無線通信パスに切り替える。
【００４６】
ネットワークデバイスとの通信中、対向装置Ｃ１１は受信したパケットに記される情報（タイムスタンプなど）に基づいて通信遅延時間を継続的に計測する。対向装置Ｃ１１は、自身がネットワークデバイスに提供するサービスにおいて許容される通信遅延の閾値Ｔを初期情報として与えられる。そして対向装置Ｃ１１は、ネットワークデバイスからの通信遅延時間が閾値Ｔを超過すると通信遅延発生とみなし、経路切り替え指示を送出する。
【００４７】
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。図８においてネットワークデバイス５０２は、デフォルトでは対向装置Ｃ１１との間でＩＰパスによるデータ通信を行っている（ステップＳ３０１）。対向装置Ｃ１１は通信優先度情報と、通信遅延閾値Ｔとを初期情報として予め保持している。
【００４８】
対向装置Ｃ１１はネットワークデバイス５０２から転送されたデータ（ステップＳ３０２）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と比較する。閾値Ｔを超える遅延を検出すると、対向装置Ｃ１１は通信優先度が高いと判断し（ステップＳ３０２）、ネットワークデバイス５０２に対して経路切り替え指示を送出する（ステップＳ３０３）。これを受けてネットワークデバイス５０２は、通信に使用するパスをＩＰパスから無線通信パスに切り替える（ステップＳ３０４）。
【００４９】
このように第２の実施形態では、通信の遅延情報をもとに対向装置Ｃ１１が通信の優先度を判定し、その結果に基づいて経路切り替え指示を接続元のネットワークデバイスに与えるようにしている。いわば対向装置Ｃ１１の主導によりパスの切り替えを行うようにしている。このようにしても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
なお対向装置Ｃ１１に記憶される閾値Ｔは、ネットワークデバイスに提供するサービスごとに保持しても良い。そしてサービスの切り替え時に、新たなサービスの閾値Ｔが過去のネットワークデバイスの通信遅延時間履歴情報よりも高ければ、対向装置Ｃ１１からネットワークデバイス５０２にＩＰパスへの経路切戻し指示を送出するようにしても良い。このようにすれば、よりきめの細かいパス切り替え制御を実現でき、ＩＰパスの占有率を高めてコスト低減に寄与できる。
【００５１】
［第３の実施形態］
図９は、通信システムの第３の実施形態の一例を示す機能ブロック図である。図９において図７と共通する部分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９に示されるシステムにおいて、サーバＳ１１は優先度判定部１０３ｃ、経路切り替え指示部１０５ｂ、遅延計測部１０６ｂ、および管理データベースＤＢを備える。すなわちこの実施形態ではネットワークデバイスと対向装置との間の通信の優先度をサーバＳ１１が判定し、サーバＳ１１の主導のもとでパス切り替えを行う。
【００５２】
図１０は、図９のサーバＳ１１に記憶される管理データベースＤＢの一例を示す図である。サーバＳ１１は実施形態に係わる通信システムを統合的に管理する機能を備え、それに応じて管理データベースＤＢにも多数の項目が設けられる。この管理データベースＤＢにおいて特徴的な点は、通信中の対向装置とその遅延情報とをネットワークデバイスごとに管理できるようにした点にある。さらに、基地局ごとに空きチャネル（ｃｈ）数を管理するための項目が設けられる。
【００５３】
サーバＳ１１は、各制御装置の配下にある基地局ごとに、ネットワークデバイスから定期的に通知される通信情報の統計的なデータを管理データベースＤＢにおいて一元管理する。例えば各基地局の空きリソースは制御装置により管理されており、サーバＳ１１はこの種の情報を取得して管理データベースＤＢの内容に反映させる。そしてサーバＳ１１は、呼ごと（通信ごと）の遅延情報、および対向装置の遅延許容度を総合的に判断して、経路切り替えを行うべきネットワークデバイスを順位付けする。
【００５４】
順位の高いネットワークデバイスのうちＩＰパスを使用中のネットワークデバイスがあると、経路切り替え指示部１０５ｂは、基地局の無線リソースに空きチャネルができれば当該ネットワークデバイスに対して直ちに無線通信パスへの切り替えを指示する。
一方、基地局の空きチャネルが足りず、かつ優先度の低いネットワークデバイスが無線通信パスを確立していると、経路切り替え指示部１０５ｂは順位の低いネットワークデバイスにＩＰパスへの切り替え、および無線通信パスの解放を指示する。そして開放されたリソースを用いて無線通信パスを設定すべく、高順位のネットワークデバイスに指示を与える。
【００５５】
図１１は、図９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１１においては図２とは異なり、ネットワークデバイス５０１がネットワークデバイス５０２と同じ基地局ＣＳ１１に無線接続されているとする。基地局ＣＳ１１は制御装置Ｇ１１の配下にある。通信を想定する対抗措置Ｃ１００，Ｃ２００はいずれも基幹ネットワーク１００ａに属するとする。
【００５６】
図１１において、ネットワークデバイス５０２が対向装置Ｃ１００との間でＩＰパスによるデータ通信（図中実線）を行っており（ステップＳ４０１）、ネットワークデバイス５０１（図２）が対向装置Ｃ２００との間で無線通信パスによるデータ通信（図中点線）を行っている（ステップＳ４０２）とする。
【００５７】
サーバＳ１１はネットワークデバイス５０２、ネットワークデバイス５０１から通信遅延時間、対向装置情報を通信情報転送により定期的に取得し（ステップＳ４０３）、ネットワークデバイスごとの優先度判定、すなわち順位付けを行う（ステップＳ４０４）。ネットワークデバイス５０２の優先度が高いと判断されると、サーバＳ１１は経路切り替え指示をネットワークデバイス５０２に与える（ステップＳ４０８）。これに応じてネットワークデバイス５０２はデータ通信の経路を無線通信パスに切り替える（ステップＳ４０９）。
【００５８】
ただし、基地局ＣＳ１１の無線リソースに空きチャネルが無い状態であれば、サーバＳ１１は管理データベースＤＢから、同じ基地局ＣＳ１１に接続するネットワークデバイスのうち順位がより低いものを見つけ出す。図１０によれば、例えば識別子（ＩＤ）が０００００００３のネットワークデバイス（ここではネットワークデバイス５０１とする）が見いだされる。そこでサーバＳ１１はネットワークデバイス５０１に経路切り替え指示を与えて（ステップＳ４０５）ＩＰパスによるデータ通信への切り替えを促す。これに応じてネットワークデバイス５０１はＩＰパスを用いたデータ転送を開始する（ステップＳ４０６）。さらに、サーバＳ１１からネットワークデバイス５０１に無線通信パス開放指示が与えられることで（ステップＳ４０７）、無線チャネルが開放される。この開放されたリソースを用いて、ネットワークデバイス５０２は無線通信パスを設定することが可能になる。
【００５９】
このように第３の実施形態では、サーバＳ１１において通信に係わる情報を集約的に管理し、各基地局の無線リソースの空き状態と通信の優先度との双方の観点から、無線チャネル、ＩＰパス、無線通信パスの設定／開放／切り替えを指示するようにしている。このようにすれば第１、第２の実施形態と同様の効果を得られるとともに、ＩＰパスの利用効率を最大限に高めることが可能になる。
【００６０】
以上、上記各実施形態によれば、図１２に示すように、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。
【００６１】
なお本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば実施形態では通信の優先度を管理データベースＤＢに基づいて判定するようにした。これに代えてデータ端末ＴＭなど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優先度を判断することも可能である。
【００６２】
例えば優先度を示す指標として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優先度情報を参照し、遅延保証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遅延保証を要すると判断する。このようにすれば相手先の優先度だけでなく、例えばサービスの重要度に応じたパス切り替えを実現することができる。また、これらの値を用いる場合、通信確立時以外にも定期的に優先度情報を判定し、通信中での遅延保証へのパス切り替えを行うことも可能である。
【００６３】
また、管理データベースＤＢをネットワークデバイスに記憶させるようにしても良い。このようにすれば例えば図６のステップＳ２０１，Ｓ２０２の手順を省略することができる。すなわちネットワークデバイスが自らの管理データベースＤＢを参照することで優先度を判定することができるようになる。
【００６４】
また図３の構成において、対向装置Ｃ１１に、ＩＰベースネットワーク１００ｂとのインタフェースを備えるようにしてもよい。このようにすればデータ端末ＴＭ１１はゲートウェイ２００を介さずに直接ＩＰベースネットワーク１００ｂ経由で、ＩＰパスを用いた通信を行うことが可能になる。
【００６５】
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。
【符号の説明】
【００６６】
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、１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ…優先度判定部、１０４…経路切り替え部、１０５ａ，１０５ｂ…経路切り替え指示部、１０６ａ，１０６ｂ…遅延計測部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
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接続されるネットワークデバイスと、
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無線局と無線チャネルを介して通信する無線部を備え、
前記ネットワークデバイスは、
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デフォルトパスと、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無線パスとを、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の優先度を、当該通信に生じる遅延の許容度に関連付けて判定する判定部と、
前記判定部により判定された優先度が既定レベル以上であれば、前記通信装置との通信に使用するパスを前記デフォルトパスから前記無線パスに切り替える切り替え部とを備える、通信システム。
【請求項２】
前記ネットワークデバイスは、さらに、前記優先度が既定レベル以上である相手先をリストアップしたデータベースを具備し、
前記判定部は、前記データベースを参照して前記リンク形成に係わる通信装置との通信の優先度を判定する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記ネットワークデバイスは通信端末に接続され、
前記パス形成部は、前記通信端末からの発呼に応じて前記リンクを形成し、
前記判定部は、前記通信端末から通知される情報に基づいて前記リンク形成に係わる通信装置との通信の優先度を判定する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
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に接続される通信装置と、
ベストエフォート型ネットワークに接続されるネットワークデバイスと、
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無線局と無線チャネルを介して通信する無線部を備え、
前記ネットワークデバイスは、
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デフォルトパスと、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無線パスとを、当該通信装置との間に形成するパス形成部と、
前記通信装置から与えられる切り替え指示に応じて、当該通信装置との通信に使用するパスを前記デフォルトパスから前記無線パスに切り替える切り替え部とを備え
前記通信装置は、
前記ネットワークデバイスとの通信に生じる遅延を計測する計測部と、
前記ネットワークデバイスとの通信の優先度を、前記計測された遅延の許容度に関連付けて判定する判定部と、
前記判定部により判定された優先度が既定レベル以上であれば前記切り替え指示を前記ネットワークデバイスに与える指示部とを備える、通信システム。
【請求項５】
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に接続されるサーバと、
ベストエフォート型ネットワークに接続されるネットワークデバイスと、
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無線局と無線チャネルを介して通信する無線部を備え、
前記ネットワークデバイスは、
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デフォルトパスと、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無線パスとを、当該通信装置との間に形成するパス形成部と、
前記サーバから与えられる切り替え指示に応じて、前記通信装置との通信に使用するパスを前記デフォルトパスから前記無線パスに切り替える切り替え部とを備え、
前記サーバは、
前記ネットワークデバイスと前記通信装置との通信の優先度を、当該通信に生じる遅延の許容度に関連付けて判定する判定部と、
前記判定部により判定された優先度が既定レベル以上であれば前記切り替え指示を前記ネットワークデバイスに与える指示部とを備える、通信システム。
【請求項６】
前記サーバは、さらに、前記優先度が既定レベル以上である相手先をリストアップしたデータベースを備え、
前記判定部は、前記データベースを参照して前記リンク形成に係わる通信装置との通信の優先度を判定する、請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記ネットワークデバイスは通信端末に接続され、
前記パス形成部は、前記通信端末からの発呼に応じて前記リンクを形成し、
前記判定部は、前記通信端末から通知される情報に基づいて前記リンク形成に係わる通信装置との通信の優先度を判定する、請求項５に記載の通信システム。
【請求項８】
前記判定部は、共通の基地局に無線接続される複数のネットワークデバイスを前記優先度に基づいて順位付けし、
前記指示部は、前記順位付けにおいて順位の低いネットワークデバイスに前記無線チャネルを開放すべく指示を与え、当該順位の低いネットワークデバイスよりも前記順位の高いネットワークデバイスに前記切り替え指示を与える、請求項５に記載の通信システム。
【請求項９】
無線ゾーンを形成する基地局と、前記基地局をギャランティ型ネットワークに接続する制御装置と、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、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であって、
前記ベストエフォート型ネットワークに接続されるネットワークデバイスとの通信に生じる遅延を計測する計測部と、
前記ネットワークデバイスとの通信の優先度を、前記計測された遅延の許容度に関連付けて判定する判定部と、
前記判定部により判定された優先度が既定レベル以上であれば、前記ネットワークデバイスとの通信に使用するパスを、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デフォルトパスから、前記無線ゾーンと前記基地局と前記制御装置とを経由する無線パスに切り替えるための切り替え指示を当該ネットワークデバイスに与える指示部とを備える、通信装置。
【請求項１０】
無線ゾーンを形成する基地局と、前記基地局をギャランティ型ネットワークに接続する制御装置と、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サーバ装置であって、
前記ベストエフォート型ネットワークに接続されるネットワークデバイス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の通信に生じる遅延を計測する計測部と、
前記ネットワークデバイスと前記通信装置との通信の優先度を、前記計測された遅延の許容度に関連付けて判定する判定部と、
前記判定部により判定された優先度が既定レベル以上であれば、前記通信装置との通信に使用するパスを、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デフォルトパスから、前記無線ゾーンと前記基地局と前記制御装置とを経由する無線パスに切り替えるための切り替え指示を前記ネットワークデバイスに与える指示部とを備える、サーバ装置。
【請求項１１】
さらに、前記優先度が既定レベル以上である相手先をリストアップしたデータベースを備え、
前記判定部は、前記データベースを参照して前記ネットワークデバイスと前記通信装置との通信の優先度を判定する、請求項１０に記載のサーバ装置。
【請求項１２】
前記判定部は、前記ネットワークデバイスに接続される通信端末から通知される情報に基づいて前記ネットワークデバイスと前記通信装置との通信の優先度を判定する、請求項１０に記載のサーバ装置。
【請求項１３】
前記判定部は、共通の基地局に無線接続される複数のネットワークデバイスを前記優先度に基づいて順位付けし、
前記指示部は、前記順位付けにおいて順位の低いネットワークデバイスに前記無線チャネルを開放すべく指示を与え、当該順位の低いネットワークデバイスよりも前記順位の高いネットワークデバイスに前記切り替え指示を与える、請求項１０に記載のサーバ装置。
【請求項１４】
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接続されるネットワークデバイスと、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無線局と無線チャネルを介して通信し、
前記ネットワークデバイスが、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デフォルトパスと、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無線パスとを、当該通信装置との間に形成し、
前記ネットワークデバイスが、前記通信装置との通信の優先度を、当該通信に生じる遅延の許容度に関連付けて判定し、
前記ネットワークデバイスが、前記判定された優先度が既定レベル以上であれば、前記通信装置との通信に使用するパスを前記デフォルトパスから前記無線パスに切り替える、通信制御方法。
【請求項１５】
前記判定することは、前記ネットワークデバイスが、前記優先度が既定レベル以上である相手先をリストアップしたデータベースを参照して前記リンク形成に係わる通信装置との通信の優先度を判定する、請求項１４に記載の通信制御方法。
【請求項１６】
前記形成することは、前記ネットワークデバイスに接続される通信端末からの発呼に応じて前記リンクを形成し、
前記判定することは、前記通信端末から通知される情報に基づいて前記リンク形成に係わる通信装置との通信の優先度を判定する、請求項１４に記載の通信制御方法。
【請求項１７】
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に接続される通信装置と、ベストエフォート型ネットワークに接続されるネットワークデバイスと、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無線局と無線チャネルを介して通信し、
前記ネットワークデバイスが、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デフォルトパスと、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無線パスとを、当該通信装置との間に形成し、
前記ネットワークデバイスが、前記通信装置から与えられる切り替え指示に応じて、当該通信装置との通信に使用するパスを前記デフォルトパスから前記無線パスに切り替え、
前記通信装置が、前記ネットワークデバイスとの通信に生じる遅延を計測し、
前記通信装置が、前記ネットワークデバイスとの通信の優先度を、前記計測された遅延の許容度に関連付けて判定し、
前記通信装置が、前記判定された優先度が既定レベル以上であれば前記切り替え指示を前記ネットワークデバイスに与える、通信制御方法。
【請求項１８】
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に接続されるサーバと、ベストエフォート型ネットワークに接続されるネットワークデバイスと、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無線局と無線チャネルを介して通信し、
前記ネットワークデバイスが、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デフォルトパスと、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無線パスとを、当該通信装置との間に形成し、
前記ネットワークデバイスが、前記サーバから与えられる切り替え指示に応じて、前記通信装置との通信に使用するパスを前記デフォルトパスから前記無線パスに切り替え、
前記サーバが、前記ネットワークデバイスと前記通信装置との通信の優先度を、当該通信に生じる遅延の許容度に関連付けて判定し、
前記サーバが、前記判定された優先度が既定レベル以上であれば前記切り替え指示を前記ネットワークデバイスに与える、通信制御方法。
【請求項１９】
前記判定することは、前記サーバが、前記優先度が既定レベル以上である相手先をリストアップしたデータベースを参照して前記リンク形成に係わる通信装置との通信の優先度を判定する、請求項１８に記載の通信制御方法。
【請求項２０】
前記形成することは、前記ネットワークデバイスに接続される通信端末からの発呼に応じて前記リンクを形成し、
前記判定することは、前記通信端末から通知される情報に基づいて前記リンク形成に係わる通信装置との通信の優先度を判定する、請求項１８に記載の通信制御方法。
【請求項２１】
前記判定することは、共通の基地局に無線接続される複数のネットワークデバイスを前記優先度に基づいて順位付けし、
前記指示を与えることは、前記順位付けにおいて順位の低いネットワークデバイスに前記無線チャネルを開放すべく指示を与え、当該順位の低いネットワークデバイスよりも前記順位の高いネットワークデバイスに前記切り替え指示を与える、請求項１８に記載の通信制御方法。

【図１】