通信システム及び通信方法
【課題】各機能ごとに個別の装置を設けることにより、各機能ごとに迅速かつ容易にメンテナンスを行うことができ、増設にかかるコストを削減することができる通信システムを提供すること。
【解決手段】上位装置との間で通信可能な処理を行う接続手段３０１，４０１と、前記接続手段３０１，４０１に接続されて、通信の際にパケットの経路選択を行う経路選択手段２０１，２１１と、前記経路選択手段２０１，２１１と前記端末とに接続されて、前記端末との間で通信可能な処理を行う通信手段３０３，３１３，４０３と、前記通信手段３０３，３１３，４０３を制御する制御手段３０２，４０２と、各手段の運用を制御する制御監視手段３０５，４０５と、これら各手段の間の同期を取る同期手段１０１とを備え、これら各手段が、それぞれ別個の装置として設けられていることを特徴とする。
【解決手段】上位装置との間で通信可能な処理を行う接続手段３０１，４０１と、前記接続手段３０１，４０１に接続されて、通信の際にパケットの経路選択を行う経路選択手段２０１，２１１と、前記経路選択手段２０１，２１１と前記端末とに接続されて、前記端末との間で通信可能な処理を行う通信手段３０３，３１３，４０３と、前記通信手段３０３，３１３，４０３を制御する制御手段３０２，４０２と、各手段の運用を制御する制御監視手段３０５，４０５と、これら各手段の間の同期を取る同期手段１０１とを備え、これら各手段が、それぞれ別個の装置として設けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上位装置と端末との間における通信を行う通信システム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばＩＰ通信などの発達により、高レートのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などを利用して、移動体通信などの各種通信システムが利用されている（例えば、特許文献１〜４参照。）。
このような移動体通信システムなどにおいては、特定時期にトラフィックが増加することがあり、時には、システムのキャパシティを超える事態が生じる場合もある。
ここで、今日では、サービスの多様化などにより、より高レートの伝送が要請されてきている。
そのため、トラフィックが増加してきた場合、パフォーマンスの維持・向上を図るため、必要に応じて適宜増設する必要がある。
【特許文献１】特開２００６−３１９９７２号公報
【特許文献１】特開２００７−０７４０９７号公報
【特許文献１】特開２００５−３３３６２５号公報
【特許文献１】特開２００４−２９７６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような通信システムでは、基地局自体を増設する必要があり、コストが増大してしまうという問題がある。
また、装置端における通信網自体はベンダごとに共通であるものの、装置内部の個々の機能部についてはベンダ固有のものとなるため、特定ベンダ固有の問題が生じた場合、システムを復旧させるまでに多くの時間がかかってしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、各機能ごとに個別の装置を設けることにより、各機能ごとに迅速かつ容易にメンテナンスを行うことができ、増設にかかるコストを削減することができる通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、上位装置と端末との間における通信を行う通信システムであって、前記上位装置に接続されて、前記上位装置との間で通信可能な処理を行う接続手段と、前記接続手段に接続されて、通信の際にパケットの経路選択を行う経路選択手段と、前記経路選択手段と前記端末とに接続されて、前記端末との間で通信可能な処理を行う通信手段と、前記経路選択手段に接続されて、前記通信手段を制御する制御手段と、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段及び前記制御手段の運用を制御する制御監視手段と、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段及び前記制御監視手段との間の同期を取る同期手段とを備え、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段、前記制御監視手段及び前記同期手段が、それぞれ別個の装置として設けられていることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、各機能ごとの装置に対して、個別に増設や修理などを行うことができ、増設などにかかるコストを削減することができる。
【０００７】
また、本発明は、前記制御監視手段が、運用が可能であるか否かを示す運用情報を各装置から取得し、当該運用情報に基づいて、各装置間の負荷分散を行うことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、システム全体のパフォーマンスの維持・向上を図ることができる。
【０００９】
また、本発明は、各装置をそれぞれ有する複数のローカル通信システムを備え、一のローカル通信システムに設けられる制御監視手段は、他のローカル通信システムに設けられる各装置から前記運用情報を取得し、当該運用情報に基づいて、前記一のローカル通信システムと前記他のローカル通信システムとにわたって、各装置間の負荷分散を行うことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、ローカル通信システムにおいて問題が生じた場合であっても、システム全体としてのパフォーマンスの維持・向上を図ることができる。
【００１１】
また、本発明は、前記各装置のベンダ固有情報を暗号化する暗号化手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、ベンダ固有情報を保護することができ、セキュリティを向上させることができる。
【００１３】
また、本発明は、上位装置と端末との間における通信を行う通信システムにおける通信方法であって、前記上位装置に接続された接続手段が、前記上位装置との間で通信可能な処理を行う接続ステップと、前記接続手段に接続された経路選択手段が、通信の際にパケットの経路選択を行う経路選択ステップと、前記経路選択手段と前記端末とに接続された通信手段が、前記端末との間で通信可能な処理を行う通信ステップと、前記経路選択手段に接続された制御手段が、前記通信手段を制御する制御ステップと、制御監視手段が、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段及び前記制御手段の運用を制御する制御監視ステップと、同期手段が、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段及び前記制御監視手段との間の同期を取る同期ステップとを含み、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段、前記制御監視手段及び前記同期手段が、それぞれ別個の装置であることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、各機能ごとの装置に対して、個別に増設や修理などを行うことができ、増設などにかかるコストを削減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、各機能ごとに個別の装置を設けることにより、各機能ごとに迅速かつ容易にメンテナンスを行うことができ、増設にかかるコストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施形態における通信システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態としての通信システムを示したものである。
通信システム１は、一のローカル通信システムＡと他のローカル通信システムＢとがネットワークによって接続されてなるものである。
本実施形態においては、ローカル通信システムＡとローカル通信システムＢとは、同様の機能を備えているものとする。
ローカル通信システムＡは、各機能ごとに独立の装置を備えている。すなわち、ローカル通信システムＡは、メインルータ（経路選択手段）２０１と、サブルータ２０２と、伝送路装置（接続手段）３０１と、通信データ制御装置（制御手段）３０２，３１２と、通信データ処理装置（通信手段）３０３，３１３と、共通制御監視装置（制御監視手段）３０５と、無線装置３０４，３１４とを備えている。また、ローカル通信システムＡは、伝送路網１００と、同期装置（同期手段）１０１と、光スイッチ１０４と、ローカルネットワーク１０２と、同期ネットワーク１０３とを備えている。
なお、伝送路網１００と、同期装置１０１と、光スイッチ１０４とは、ローカル通信システムＢにも兼用されるものである。
【００１７】
また、ローカル通信システムＢは、各機能ごとに独立の装置を備えている。すなわち、ローカル通信システムＢは、メインルータ（経路選択手段）２１１と、サブルータ２１２と、伝送路装置（接続手段）４０１と、通信データ制御装置（制御手段）４０２と、通信データ処理装置（通信手段）４０３と、無線装置４０４と、共通制御監視装置（制御監視手段）４０５とを備えている。また、ローカル通信システムＢは、伝送路網１００と、同期装置１０１と、光スイッチ１０４と、ローカルネットワーク１１２と、同期ネットワーク１１３とを備えている。
ローカル通信システムＡとローカル通信システムＢとは、互いに接続されており、同期装置１０１とメインルータ２０１とメインルータ２１１との間でネットワークが接続されている。
【００１８】
伝送路網１００は、通信事業者によって提供されるものである。すなわち、伝送路網１００は、通信事業者が用意するＡＴＭ回線又はＩＰ回線の伝送路網であり、複数の通信システムが接続されており、上位装置との通信は伝送路網１００経由で行われる。
同期装置１０１は、ローカル通信システムＡとローカル通信システムＢとに接続され、システム全体の同期及び通信システム間のネットワークをコントロールする。この同期装置１０１は、通信事業者が用意するＩＥＥＥ１５８８による定期的な同期信号を、ローカル通信システムＡ及びローカル通信システムＢに供給する機能を有する。また、同期装置１０１は、同期プロセスの開始時に、ＧＰＳ等や外部からのシステムクロックをもとに各装置に同期信号と時刻情報とを送信し、各装置からの応答を受信後、最初の同期信号と応答のオフセットとの演算を行い、各装置にオフセット値を送信する機能を有する。さらに、同期装置１０１は、ローカルネットワーク１０２，１１２経由で、共通制御監視装置３０５及び共通制御監視装置４０５と通信を行い、トラフィック状態に基づいて、メインルータ２０１とメインルータ２１１との間のリンクの制御を行う機能を有する。
【００１９】
ローカルネットワーク１０２，１１２は、高レートのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のネットワークであり、ユーザーデータや制御データなどの通信データが流れる。
ローカルネットワーク１０２は、メインルータ２０１を介して、同期装置１０１、伝送路装置３０１、通信データ制御装置３０２，３１２、通信データ処理装置３０３，３１３、共通制御監視装置３０５と接続されるネットワークである。すなわち、ローカル通信システムＡ内のすべての通信データは、ローカルネットワーク１０２を介在してやりとりが行われる。
同様に、ローカルネットワーク１１２は、メインルータ２１１を介して、同期装置１０１、伝送路装置４０１、通信データ制御装置４０２、通信データ処理装置４０３、共通制御監視装置４０５と接続されるネットワークである。すなわち、ローカル通信システムＢ内のすべての通信データは、ローカルネットワーク１１２を介在してやりとりが行われる。
【００２０】
同期ネットワーク１０３，１１３は、各装置間の同期をとるためのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のネットワークである。
同期ネットワーク１０３は、同期装置１０１からの同期信号を、サブルータ２０２を介して、伝送路装置３０１、通信データ制御装置３０２，３１２、通信データ処理装置３０３，３１３、共通制御監視装置３０５に送信する。すなわち、ローカル通信システムＡ内の同期信号は、同期ネットワーク１０３介在して、各装置に送信される。
同様に、同期ネットワーク１１３は、同期装置１０１からの同期信号を、サブルータ２１２を介して、伝送路装置４０１、通信データ制御装置４０２、通信データ処理装置４０３、共通制御監視装置４０５に送信する。すなわち、ローカル通信システムＢ内の同期信号は、同期ネットワーク１１３介在して、各装置に送信される。
【００２１】
メインルータ２０１，２１１は、装置間のローカルネットワークの中継を行うルータである。
メインルータ２０１は、ローカルネットワーク１０２の経路選択を行うルータであり、共通制御監視装置３０５からの経路選択の変更を制御する機能を有する。
同様に、メインルータ２１１は、ローカルネットワーク１１２の経路選択を行うルータであり、共通制御監視装置４０５からの経路選択の変更を制御する機能を有する。
サブルータ２０２，２１２は、装置間の同期ネットワーク１０３，１１３の中継を行うルータである。
サブルータ２０２は、同期ネットワーク１０３の経路選択を行うルータの機能を有する。
同様に、サブルータ２１２は、同期ネットワーク１１３の経路選択を行うルータの機能を有する。
【００２２】
伝送路装置３０１，４０１は、伝送路網１００に接続されて、伝送路の終端を行う。また、伝送路装置３０１，４０１は、上位装置とローカル通信システムＡ又はローカル通信システムＢとの間をつなぐ装置である。これら伝送路装置３０１，４０１は、伝送路網１００がＡＴＭ回線であるか、またはＩＰ回線であるかに関わらず、ローカルネットワーク１０２，１１２に対して、ローカルネットワーク１０２，１１２用のＩＰパケットや、伝送路網１００用のパケットに変換してデータの送受信を行う。また、伝送路装置３０１，４０１は、ベンダの固有情報については、伝送路網１００に対して、ベンダの固有情報である事がわかるようにパケット内に識別フィールドを設けて、伝送路網１００に送出する。さらに、伝送路装置３０１，４０１は、伝送路網１００がＡＴＭ回線の場合、ＡＴＭ網からクロックを抽出し、同期装置１０１のシステムクロックとして供給する機能を有する。
【００２３】
通信データ制御装置３０２，３１２，４０２は、制御データによるユーザーデータの管理や無線回線の設定や解放を行う。これら通信データ制御装置３０２，３１２，４０２は、それぞれの伝送路装置３０１，４０１からの制御データをもとに、通信データ処理装置３０３，３１３，４０３に、無線回線の設定や解放等の通信データ処理制御を行う機能を有する。
通信データ処理装置３０３，３１３，４０３は、通信データのユーザーデータを変調及び復調、無線データへの変換と逆変換、更に符号化や、拡散及び逆拡散などの処理を行う。通信データ処理装置３０３，３１３，４０３は、伝送路装置３０１，４０１からのユーザーデータ、又は無線装置３０４，３１４，４０４からの無線データを、通信データ制御装置３０２，３０２，４０２からの制御をもとに変復調や符号化などの処理を行い通信する機能を有する。
【００２４】
無線装置３０４，３１４，４０４は、無線データの送受信を行い、端末と無線通信を行う。無線装置３０４，３１４，４０４は、通信データ処理装置３０３，３１３，４０３からの無線データの無線周波数の電力を増幅して、無線で端末に送信する。また、端末からの無線周波数を必要な受信レベルまで増幅して、これを無線データにして、通信データ処理装置３０３，３１３，４０３に送信する機能を有する。
【００２５】
共通制御監視装置３０５，４０５は、ローカルネットワーク１０２，１１２上のトラフィックの管理や障害情報の管理、各装置の運用を制御する。共通制御監視装置３０５，４０５は、それぞれローカル通信システムＡ又はローカル通信システムＢ内のトラフィック状態を管理し、ローカルネットワーク１０２，１１２の使用帯域を、通信データ制御装置３０２，３０２，４０２を介して制御を行い、それぞれのローカル通信システムＡ，Ｂ内での負荷分散やシステム間の負荷分散を行う。各ローカル通信システムＡ，Ｂ内の各装置の障害情報は、共通制御監視装置３０５，４０５に集められ、共通制御監視装置３０５，４０５は、それら障害情報を、各ローカルネットワーク１０２，１１２を経由して、伝送路装置３０１，４０１から伝送路網１００を通じて上位装置に送信（報告）する。さらに、共通制御監視装置３０５，４０５は、各装置の運用可能状態を表す運用情報のみ読み込み、自律で負荷分散する機能を有する。さらに、共通制御監視装置３０５，４０５は、共通制御監視装置３０５と共通制御監視装置４０５との間をローカルネットワーク１０２，１１２を介して負荷情報のやりとりを行い、異なる通信システムにおける同一装置間（メインルータ２０１，２１１同士、サブルータ２０２，２１２同士、伝送路装置３０１，４０１同士、通信データ制御装置３０２，３１２，４０２同士、通信データ処理装置３０３，３１３，４０３同士の間）の制御を行う機能を有する。
【００２６】
光スイッチ１０４は、光のデータの経路選択を行う。すなわち、通信データ処理装置３０３，３１３，４０３と、無線装置３０４，３１４，４０４とが、光スイッチ１０４を介して相互接続されている。
なお、上記各機器は、ベンダ固有の情報を暗号化する暗号化手段（不図示）をそれぞれ内蔵している。すなわち、ＩＰの暗号化機能を利用することにより、ベンダ固有の情報が暗号化されて送受信される。
【００２７】
次に、図２及び図３のフローチャートを参照して、通信システム１の動作について詳細に説明する。なお、ローカル通信システムＢについては、各装置間のリンクが取れているものとする。
図２に示すように、サブルータ２０２は、接続されている各装置とのリンクを確立する（ステップＳ１）。そして、メインルータ２０１は、接続されている装置とのリンクを確立する（ステップＳ２）。さらに、同期装置１０１は、外部からのシステムクロックをもとに同期信号を生成し、ローカル通信システムＡ内の各装置と同期を取る。なお、ローカル通信システムＢ内の各装置についても、上記と同様にしてリンクが確立されて同期が取られる。
また、同期装置１０１は、ステップＳ２においてメインルータ２０１との間で確立された共通制御監視装置３０５について、共通制御監視装置３０５と共通制御監視装置４０５との間のリンクのみを無効とし、メインルータ２０１とメインルータ２１１との間の他のリンクが張られるようメインルータ２０１とメインルータ２１１とに、ローカルネットワーク１０２，１１２経由で設定を行う（ステップＳ３）。
【００２８】
次いで、共通制御監視装置３０５は、ローカルネットワーク１０２内のトラフィック状態を確認するため、各装置に対して、状態報告の要求を送信する（ステップＳ４）。このとき、共通制御監視装置３０５と共通制御監視装置４０５との間のリンクは無効であるため、共通制御監視装置３０５がトラフィック状態を確認するのはローカル通信システムＡ内のみとなる。
そして、共通制御監視装置３０５は、各装置から返信されたローカルネットワーク１０２内のトラフィック状態から、ローカル通信システムＡ内の初期の負荷の分散を決定し、通信データ制御装置３０２，３１２に対して、制御対象とする通信データ処理装置３０３と通信データ処理装置３１３の範囲を通知する（ステップＳ５）。
【００２９】
さらに、共通制御監視装置３０５は、ステップＳ５の初期の負荷分散の情報を伝送路装置３０１に通知する（ステップＳ６）。伝送路装置３０１は、共通制御監視装置３０５から通知された負荷分散の情報をもとに、伝送路網１００の通信データをローカルネットワーク１０２上の各装置に送信する際の宛先を設定する（ステップＳ７）。そして、伝送路装置３０１は、伝送路網１００から通信データを受信する（ステップＳ８）。
さらに、伝送路装置３０１は、伝送路網１００がＡＴＭ回線の場合には、伝送路網１００からシステムクロックを抽出して同期装置１０１へ送信する（ステップＳ９）。そして、同期装置１０１は、伝送路装置３０１から出力されたシステムクロックに基づいて、ローカル通信システムＡに対する各装置の同期を再度行う（ステップＳ１０）。
なお、伝送路網１００がＩＰ回線の場合、ステップＳ９及びステップＳ１０の処理は省略される。
【００３０】
さらに、伝送路装置３０１は、ローカルネットワーク１０２用のＩＰパケットを生成する。このとき、伝送路装置３０１は、通信データが制御データの場合、ＳＣＴＰのプロトコルでＩＰパケットを生成し、ユーザーデータの場合、転送速度を考慮してＵＤＰのプロトコルでＩＰパケットを生成する。そして、伝送路装置３０１は、生成したＩＰパケットをメインルータ２０１へ送信する（ステップＳ１１）。
そして、メインルータ２０１は、伝送路装置３０１からユーザーデータ用のＩＰパケットが送信されると、当該ＩＰアドレスに基づき、該当装置へ経路選択する（ステップＳ１２）。
一方、メインルータ２０１は、伝送路装置３０１から制御データ用のＩＰパケットが送信されると、そのＩＰパケットの制御データをＩＰアドレスに基づき、通信データ制御装置３０２，３１２に送信する。通信データ制御装置３０２，３１２は、メインルータ２０１経由で受信した制御データをもとに、通信データ処理装置３０３，３１３に対し制御を行う（ステップＳ１３）。
【００３１】
通信データ処理装置３０３，３１３は、通信データ制御装置３０２，３１２からの制御に基づき、メインルータ２０１経由で受信したユーザーデータの処理を行い、無線データに変換する（ステップＳ１４）。そして、通信データ処理装置３０３，３１３は、無線データを無線装置３０４，３１４用の波長に設定し、光のインタフェースにて光スイッチ１０４へ送信する（ステップＳ１５）。
光スイッチ１０４は、受信した無線データを、該当波長の無線装置３０４または無線装置３１４に経路選択を行い送信する（ステップＳ１６）。
無線装置３０４，３１４は、光スイッチ１０４から送信された無線データから、無線周波数信号の増幅を行い、端末にユーザーデータを送信する（ステップＳ１７）。
【００３２】
さらに、端末からのユーザーデータを受信した無線装置３０４，３１４は、端末からの無線周波数を必要な受信レベルまで増幅して無線データにして、光スイッチ１０４に送信する（ステップＳ１８）。
光スイッチ１０４は、ステップＳ１６で設定した経路選択に基づき、通信データ処理装置３０３，３１３に、受信した無線データを送信する（ステップＳ１９）。
通信データ処理装置３０３，３１３は、受信した無線データを処理し、処理後のユーザーデータを、制御装置３０２，３１２による制御に基づいて、ローカルネットワーク１０２用のＩＰパケットに変換して、メインルータ２０１経由で伝送路装置３０１に送信する（ステップＳ２０）。
さらに、伝送路装置３０１は、受信したユーザーデータを、伝送路網１００がＡＴＭ回線ならＡＴＭセル、ＩＰ回線なら伝送路網用のＩＰパケットにＩＰアドレスを変更して伝送路網１００に送信する（ステップＳ２１）。
【００３３】
次に、ローカル通信システムＡ内で通信データ処理装置３１３が運用を継続できない故障が発生した場合のローカル通信システムＡの動作について、図４を参照して説明する。
通信データ処理装置３１３は、運用可能状態を表す運用情報と障害情報とを共通制御監視装置３０５に送信する（ステップＳ２２）。このとき、通信データ処理装置３１３は、障害情報のみ暗号化して送信する。
そして、共通制御監視装置３０５は、受信した情報のうち、運用情報のみ読み込み、メインルータ２０１を経由してローカルネットワーク１０２より障害情報を伝送路装置３０１へ送信する（ステップＳ２３）。
伝送路装置３０１は、伝送路網１００を介して、受信した障害情報を上位装置に送信する（ステップＳ２４）。
【００３４】
さらに、共通制御監視装置３０５は、運用情報が運用不可となっていれば、通信データ制御装置３０２，３１２に対して、制御する通信データ処理装置の範囲を通信データ処理装置３０３のみとする変更を通知し、伝送路装置３０１には負荷分散の情報の変更通知を行う。また、共通制御監視装置３０５は、運用情報が運用可能となっていれば、上位装置からの制御が無い限りは、通信データ制御装置３０２，３１２に対して、制御する範囲の変更通知は行わず、かつ伝送路装置３０１に対しても負荷分散情報の変更は通知しない（ステップＳ２５）。
通信データ制御装置３０２，３１２は、共通制御監視装置３０５からの制御範囲の変更の通知に基づき、通信データ処理装置３０３の制御を行う（ステップＳ２６）。
そして、伝送路装置３０１は、共通制御監視装置３０５から通知された負荷分散の情報に基づき、通信データの宛先の変更を行い運用する（ステップＳ２７）。
【００３５】
次いで、付加分散の動作について、図５を参照して説明する。
共通制御監視装置３０５は、通信データ制御装置３１２と通信データ処理装置３１３の負荷が増加した場合、通信データ制御装置３０２，３１２、通信データ処理装置３０３，３１３の負荷が均等になるよう負荷分散の情報を更新する（ステップＳ２８）。
さらに、共通制御監視装置３０５は、更新した負荷分散の情報に基づき、ローカル通信システムＡ内の負荷分散を行うため、通信データ制御装置３０２，３１２に対して、制御する通信データ処理装置３０３，３１３の制御範囲の変更を通知する。また、伝送路装置３０１に対しても負荷分散の情報を通知する（ステップＳ２９）。
伝送路装置３０１は、通知された負荷分散の情報に基づき、通信データの宛先の変更を行い運用する（ステップＳ３０）。
【００３６】
次いで、ローカル通信システムＢ内において通信データ処理装置４０３に故障が生じた場合の動作について、図６を参照して説明する。
ローカル通信システムＢ内の通信データ処理装置４０３が故障した場合、ローカル通信システムＢ内の運用ができないため、共通制御監視装置４０５は、メインルータ２１１，２０１経由で、共通制御監視装置３０５に、ローカル通信システムＢの運用が行えないことを示す運用不可情報と、必要な負荷の情報と、ローカル通信システムＢ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレスとを通知する（ステップＳ３１）。
そして、共通制御監視装置３０５は、共通制御監視装置４０５から受けた通知に基づき、ローカル通信システムＡ内の通信データ制御装置３０２，３１２、通信データ処理装置３０３，３１３の負荷とローカル通信システムＢの負荷が運用に影響がないよう負荷分散の情報を更新する（ステップＳ３２）。
【００３７】
さらに、共通制御監視装置３０５は、ローカル通信システムＡとローカル通信システムＢの負荷分散を行うため、更新した負荷分散の情報に基づき、通信データ制御装置３０２，３１２に対して、制御する通信データ処理装置３０３，３１３の範囲の変更を通知する。また、伝送路装置３０１、共通制御監視装置４０５及び同期装置１０１に対しても、負荷分散の情報を通知し、共通制御監視装置４０５には、ローカル通信システムＡ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレスを通知する。さらに、共通制御監視装置３０５は、共通制御監視装置３０５から通知されたローカル通信システムＢ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレス情報をもとに、メインルータ２０１の経路選択を更新する（ステップＳ３３）。
【００３８】
そして、同期装置１０１は、ローカル通信システムＡの同期信号とローカル通信システムＢの同期信号とからオフセット値を算出し、サブルータ２１２を経由して、同期ネットワーク１１３でローカル通信システムＢ内の各装置にオフセット値を送信し、ローカル通信システムＢ内の同期を更新する（ステップＳ３４）。
共通制御監視装置４０５は、共通制御監視装置３０５から送信された負荷分散の情報に基づき、通信データ制御装置４０２に対して、制御する通信データ処理装置３０３，３１３の範囲を通知する。また、共通制御監視装置４０５は、伝送路装置４０１に対しても負荷分散の情報を通知する。さらに、共通制御監視装置４０５は、共通制御監視装置３０５から通知されたローカル通信システムＡ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレス情報をもとに、メインルータ２１１の経路選択を更新する（ステップＳ３５）。
伝送路装置３０１，４０１は、ステップＳ３３及びステップＳ３５で通知された負荷分散の情報に基づき、通信データの宛先の変更を行い運用する。なお、このとき、通信データ処理装置３０３，３１３は、無線装置４０４の無線データを生成し、無線装置４０４用の波長で光通信し、光スイッチ１０４が無線装置４０４用の無線データを経路選択するため、無線装置４０４配下の端末に影響はでない（ステップＳ３６）。
【００３９】
次いで、ローカル通信システムＢ内において通信データ制御装置４０２に故障が生じた場合の動作について、図７を参照して説明する。
ローカル通信システムＢ内の通信データ制御装置４０２が故障した場合、ローカル通信システムＢ内の運用ができないため、共通制御監視装置４０５は、メインルータ２１１，２０１経由で、共通制御監視装置３０５に、ローカル通信システムＢの運用が行えないことを示す運用不可情報と、必要な負荷の情報と、ローカル通信システムＢ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレスとを通知する（ステップＳ３７）。
共通制御監視装置３０５は、共通制御監視装置４０５から受けた通知に基づき、ローカル通信システムＡ内の通信データ制御装置３０２，３１２、通信データ処理装置３０３，３１３の負荷とローカル通信システムＢの負荷とが運用に影響がないよう負荷分散の情報を更新する（ステップＳ３８）。
【００４０】
さらに、共通制御監視装置３０５は、更新した負荷分散の情報に基づき、ローカル通信システムＡとローカル通信システムＢとの負荷分散を行うため、通信データ制御装置３０２，３１２に対して、制御する通信データ処理装置３０３，３１３，４０３の範囲を通知する。また、伝送路装置３０１、共通制御監視装置４０５及び同期装置１０１に対しても、負荷分散の情報を通知し、共通制御監視装置４０５には、ローカル通信システムＡ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレスを通知する。さらに、共通制御監視装置３０５は、共通制御監視装置４０５から通知されたローカル通信システムＢ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレス情報をもとにメインルータ２０１の経路選択を更新する（ステップＳ３９）。
同期装置１０１は、ローカル通信システムＡの同期信号とローカル通信システムＢの同期信号とからオフセット値を算出し、サブルータ２１２を経由して、同期ネットワーク１１３でローカル通信システムＢ内の各装置にオフセット値を送信しローカル通信システムＢ内の同期を更新する（ステップＳ４０）。
【００４１】
共通制御監視装置４０５は、共通制御監視装置３０５から通知された負荷分散の情報に基づき、通信データ制御装置４０２に対して、制御する通信データ処理装置３０３，３１３の範囲を通知する。また、共通制御監視装置４０５は、伝送路装置３０１に対しても負荷分散の情報を通知する。さらに、共通制御監視装置４０５は、共通制御監視装置３０５から通知されたローカル通信システムＡ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレス情報をもとに、メインルータ２１１の経路選択を更新する（ステップＳ４１）。
伝送路装置３０１，４０１は、ステップＳ３９及びステップＳ４１で通知された負荷分散の情報に基づき、通信データの宛先の変更を行い運用する（ステップＳ４２）。
【００４２】
以上より、本実施形態における通信システム１によれば、ローカル通信システムＡ，Ｂ内の装置に運用できない障害が発生しても、別システムの装置を使用することでシステム配下の端末との通信を行うことができる。
また、通常であれば１つの装置で運用されるものを、機能部毎に独立して装置化しているため、トラフィックの状況に応じた増設や負荷分散を容易に行うことができる。
さらに、通常であれば１つの装置で運用されるものを、機能部毎に独立して装置化しているため、異なるベンダで通信システムを構成しても、固有ベンダの問題で通信システム自体が運用できない状態を回避することができる。
また、各機能ごとの開発費を抑えることができる。
【００４３】
なお、伝送路装置が故障した場合でも、本実施形態で示した例のように、他の通信システムの伝送路装置を使用してシステムの運用することができる。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
【００４４】
（本発明の背景）
移動体通信においては、特定時期にトラフィックが増加する事があり、装置のキャパシティを超える事が多々見受けられる。このトラフィックの増加は、現在の装置形態が１つの装置で多くの機能を満たしているため、装置の増設時や負荷が著しくあがった場合に、同じ規模の装置が必要となるという場合があった。機能毎に装置化しておけば、増設するコストも少なく、隣接する通信システムとの負荷の分散を行うことで増設自体が必要ない場合もある。さらに、サービスの多様化につれ、高レートの伝送を求められたりするが、これらに対応するとしても１つの装置で多くの機能を満たしている場合、部分的な変更だけではすまない場合がある。このような場合、機能毎に装置化しておけば、変更の規模が１つの装置で多くの機能を満たしている場合に比べ少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る通信システムの実施形態を示す全体構成図である。
【図２】通信システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】通信システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】ローカル通信システムＡ内の機器に故障が生じた場合の動作を示すフローチャートである。
【図５】付加分散についての動作を示すフローチャートである。
【図６】ローカル通信システムＢ内の機器に故障が生じた場合の動作を示すフローチャートである。
【図７】ローカル通信システムＢ内の他の機器に故障が生じた場合の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１ 通信システム
１０１ 同期装置（同期手段）
２０１，２１１ メインルータ（経路選択手段）
３０１，４０１ 伝送路装置（接続手段）
３０２，３１２，４０２ 通信データ制御装置（制御手段）
３０３，３１３，４０３ 通信データ処理装置（通信手段）
３０５，４０５ 共通制御監視装置（制御監視手段）
Ａ，Ｂ ローカル通信システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上位装置と端末との間における通信を行う通信システム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばＩＰ通信などの発達により、高レートのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などを利用して、移動体通信などの各種通信システムが利用されている（例えば、特許文献１〜４参照。）。
このような移動体通信システムなどにおいては、特定時期にトラフィックが増加することがあり、時には、システムのキャパシティを超える事態が生じる場合もある。
ここで、今日では、サービスの多様化などにより、より高レートの伝送が要請されてきている。
そのため、トラフィックが増加してきた場合、パフォーマンスの維持・向上を図るため、必要に応じて適宜増設する必要がある。
【特許文献１】特開２００６−３１９９７２号公報
【特許文献１】特開２００７−０７４０９７号公報
【特許文献１】特開２００５−３３３６２５号公報
【特許文献１】特開２００４−２９７６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような通信システムでは、基地局自体を増設する必要があり、コストが増大してしまうという問題がある。
また、装置端における通信網自体はベンダごとに共通であるものの、装置内部の個々の機能部についてはベンダ固有のものとなるため、特定ベンダ固有の問題が生じた場合、システムを復旧させるまでに多くの時間がかかってしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、各機能ごとに個別の装置を設けることにより、各機能ごとに迅速かつ容易にメンテナンスを行うことができ、増設にかかるコストを削減することができる通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、上位装置と端末との間における通信を行う通信システムであって、前記上位装置に接続されて、前記上位装置との間で通信可能な処理を行う接続手段と、前記接続手段に接続されて、通信の際にパケットの経路選択を行う経路選択手段と、前記経路選択手段と前記端末とに接続されて、前記端末との間で通信可能な処理を行う通信手段と、前記経路選択手段に接続されて、前記通信手段を制御する制御手段と、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段及び前記制御手段の運用を制御する制御監視手段と、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段及び前記制御監視手段との間の同期を取る同期手段とを備え、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段、前記制御監視手段及び前記同期手段が、それぞれ別個の装置として設けられていることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、各機能ごとの装置に対して、個別に増設や修理などを行うことができ、増設などにかかるコストを削減することができる。
【０００７】
また、本発明は、前記制御監視手段が、運用が可能であるか否かを示す運用情報を各装置から取得し、当該運用情報に基づいて、各装置間の負荷分散を行うことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、システム全体のパフォーマンスの維持・向上を図ることができる。
【０００９】
また、本発明は、各装置をそれぞれ有する複数のローカル通信システムを備え、一のローカル通信システムに設けられる制御監視手段は、他のローカル通信システムに設けられる各装置から前記運用情報を取得し、当該運用情報に基づいて、前記一のローカル通信システムと前記他のローカル通信システムとにわたって、各装置間の負荷分散を行うことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、ローカル通信システムにおいて問題が生じた場合であっても、システム全体としてのパフォーマンスの維持・向上を図ることができる。
【００１１】
また、本発明は、前記各装置のベンダ固有情報を暗号化する暗号化手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、ベンダ固有情報を保護することができ、セキュリティを向上させることができる。
【００１３】
また、本発明は、上位装置と端末との間における通信を行う通信システムにおける通信方法であって、前記上位装置に接続された接続手段が、前記上位装置との間で通信可能な処理を行う接続ステップと、前記接続手段に接続された経路選択手段が、通信の際にパケットの経路選択を行う経路選択ステップと、前記経路選択手段と前記端末とに接続された通信手段が、前記端末との間で通信可能な処理を行う通信ステップと、前記経路選択手段に接続された制御手段が、前記通信手段を制御する制御ステップと、制御監視手段が、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段及び前記制御手段の運用を制御する制御監視ステップと、同期手段が、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段及び前記制御監視手段との間の同期を取る同期ステップとを含み、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段、前記制御監視手段及び前記同期手段が、それぞれ別個の装置であることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、各機能ごとの装置に対して、個別に増設や修理などを行うことができ、増設などにかかるコストを削減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、各機能ごとに個別の装置を設けることにより、各機能ごとに迅速かつ容易にメンテナンスを行うことができ、増設にかかるコストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
以下、本発明の第１の実施形態における通信システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態としての通信システムを示したものである。
通信システム１は、一のローカル通信システムＡと他のローカル通信システムＢとがネットワークによって接続されてなるものである。
本実施形態においては、ローカル通信システムＡとローカル通信システムＢとは、同様の機能を備えているものとする。
ローカル通信システムＡは、各機能ごとに独立の装置を備えている。すなわち、ローカル通信システムＡは、メインルータ（経路選択手段）２０１と、サブルータ２０２と、伝送路装置（接続手段）３０１と、通信データ制御装置（制御手段）３０２，３１２と、通信データ処理装置（通信手段）３０３，３１３と、共通制御監視装置（制御監視手段）３０５と、無線装置３０４，３１４とを備えている。また、ローカル通信システムＡは、伝送路網１００と、同期装置（同期手段）１０１と、光スイッチ１０４と、ローカルネットワーク１０２と、同期ネットワーク１０３とを備えている。
なお、伝送路網１００と、同期装置１０１と、光スイッチ１０４とは、ローカル通信システムＢにも兼用されるものである。
【００１７】
また、ローカル通信システムＢは、各機能ごとに独立の装置を備えている。すなわち、ローカル通信システムＢは、メインルータ（経路選択手段）２１１と、サブルータ２１２と、伝送路装置（接続手段）４０１と、通信データ制御装置（制御手段）４０２と、通信データ処理装置（通信手段）４０３と、無線装置４０４と、共通制御監視装置（制御監視手段）４０５とを備えている。また、ローカル通信システムＢは、伝送路網１００と、同期装置１０１と、光スイッチ１０４と、ローカルネットワーク１１２と、同期ネットワーク１１３とを備えている。
ローカル通信システムＡとローカル通信システムＢとは、互いに接続されており、同期装置１０１とメインルータ２０１とメインルータ２１１との間でネットワークが接続されている。
【００１８】
伝送路網１００は、通信事業者によって提供されるものである。すなわち、伝送路網１００は、通信事業者が用意するＡＴＭ回線又はＩＰ回線の伝送路網であり、複数の通信システムが接続されており、上位装置との通信は伝送路網１００経由で行われる。
同期装置１０１は、ローカル通信システムＡとローカル通信システムＢとに接続され、システム全体の同期及び通信システム間のネットワークをコントロールする。この同期装置１０１は、通信事業者が用意するＩＥＥＥ１５８８による定期的な同期信号を、ローカル通信システムＡ及びローカル通信システムＢに供給する機能を有する。また、同期装置１０１は、同期プロセスの開始時に、ＧＰＳ等や外部からのシステムクロックをもとに各装置に同期信号と時刻情報とを送信し、各装置からの応答を受信後、最初の同期信号と応答のオフセットとの演算を行い、各装置にオフセット値を送信する機能を有する。さらに、同期装置１０１は、ローカルネットワーク１０２，１１２経由で、共通制御監視装置３０５及び共通制御監視装置４０５と通信を行い、トラフィック状態に基づいて、メインルータ２０１とメインルータ２１１との間のリンクの制御を行う機能を有する。
【００１９】
ローカルネットワーク１０２，１１２は、高レートのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のネットワークであり、ユーザーデータや制御データなどの通信データが流れる。
ローカルネットワーク１０２は、メインルータ２０１を介して、同期装置１０１、伝送路装置３０１、通信データ制御装置３０２，３１２、通信データ処理装置３０３，３１３、共通制御監視装置３０５と接続されるネットワークである。すなわち、ローカル通信システムＡ内のすべての通信データは、ローカルネットワーク１０２を介在してやりとりが行われる。
同様に、ローカルネットワーク１１２は、メインルータ２１１を介して、同期装置１０１、伝送路装置４０１、通信データ制御装置４０２、通信データ処理装置４０３、共通制御監視装置４０５と接続されるネットワークである。すなわち、ローカル通信システムＢ内のすべての通信データは、ローカルネットワーク１１２を介在してやりとりが行われる。
【００２０】
同期ネットワーク１０３，１１３は、各装置間の同期をとるためのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のネットワークである。
同期ネットワーク１０３は、同期装置１０１からの同期信号を、サブルータ２０２を介して、伝送路装置３０１、通信データ制御装置３０２，３１２、通信データ処理装置３０３，３１３、共通制御監視装置３０５に送信する。すなわち、ローカル通信システムＡ内の同期信号は、同期ネットワーク１０３介在して、各装置に送信される。
同様に、同期ネットワーク１１３は、同期装置１０１からの同期信号を、サブルータ２１２を介して、伝送路装置４０１、通信データ制御装置４０２、通信データ処理装置４０３、共通制御監視装置４０５に送信する。すなわち、ローカル通信システムＢ内の同期信号は、同期ネットワーク１１３介在して、各装置に送信される。
【００２１】
メインルータ２０１，２１１は、装置間のローカルネットワークの中継を行うルータである。
メインルータ２０１は、ローカルネットワーク１０２の経路選択を行うルータであり、共通制御監視装置３０５からの経路選択の変更を制御する機能を有する。
同様に、メインルータ２１１は、ローカルネットワーク１１２の経路選択を行うルータであり、共通制御監視装置４０５からの経路選択の変更を制御する機能を有する。
サブルータ２０２，２１２は、装置間の同期ネットワーク１０３，１１３の中継を行うルータである。
サブルータ２０２は、同期ネットワーク１０３の経路選択を行うルータの機能を有する。
同様に、サブルータ２１２は、同期ネットワーク１１３の経路選択を行うルータの機能を有する。
【００２２】
伝送路装置３０１，４０１は、伝送路網１００に接続されて、伝送路の終端を行う。また、伝送路装置３０１，４０１は、上位装置とローカル通信システムＡ又はローカル通信システムＢとの間をつなぐ装置である。これら伝送路装置３０１，４０１は、伝送路網１００がＡＴＭ回線であるか、またはＩＰ回線であるかに関わらず、ローカルネットワーク１０２，１１２に対して、ローカルネットワーク１０２，１１２用のＩＰパケットや、伝送路網１００用のパケットに変換してデータの送受信を行う。また、伝送路装置３０１，４０１は、ベンダの固有情報については、伝送路網１００に対して、ベンダの固有情報である事がわかるようにパケット内に識別フィールドを設けて、伝送路網１００に送出する。さらに、伝送路装置３０１，４０１は、伝送路網１００がＡＴＭ回線の場合、ＡＴＭ網からクロックを抽出し、同期装置１０１のシステムクロックとして供給する機能を有する。
【００２３】
通信データ制御装置３０２，３１２，４０２は、制御データによるユーザーデータの管理や無線回線の設定や解放を行う。これら通信データ制御装置３０２，３１２，４０２は、それぞれの伝送路装置３０１，４０１からの制御データをもとに、通信データ処理装置３０３，３１３，４０３に、無線回線の設定や解放等の通信データ処理制御を行う機能を有する。
通信データ処理装置３０３，３１３，４０３は、通信データのユーザーデータを変調及び復調、無線データへの変換と逆変換、更に符号化や、拡散及び逆拡散などの処理を行う。通信データ処理装置３０３，３１３，４０３は、伝送路装置３０１，４０１からのユーザーデータ、又は無線装置３０４，３１４，４０４からの無線データを、通信データ制御装置３０２，３０２，４０２からの制御をもとに変復調や符号化などの処理を行い通信する機能を有する。
【００２４】
無線装置３０４，３１４，４０４は、無線データの送受信を行い、端末と無線通信を行う。無線装置３０４，３１４，４０４は、通信データ処理装置３０３，３１３，４０３からの無線データの無線周波数の電力を増幅して、無線で端末に送信する。また、端末からの無線周波数を必要な受信レベルまで増幅して、これを無線データにして、通信データ処理装置３０３，３１３，４０３に送信する機能を有する。
【００２５】
共通制御監視装置３０５，４０５は、ローカルネットワーク１０２，１１２上のトラフィックの管理や障害情報の管理、各装置の運用を制御する。共通制御監視装置３０５，４０５は、それぞれローカル通信システムＡ又はローカル通信システムＢ内のトラフィック状態を管理し、ローカルネットワーク１０２，１１２の使用帯域を、通信データ制御装置３０２，３０２，４０２を介して制御を行い、それぞれのローカル通信システムＡ，Ｂ内での負荷分散やシステム間の負荷分散を行う。各ローカル通信システムＡ，Ｂ内の各装置の障害情報は、共通制御監視装置３０５，４０５に集められ、共通制御監視装置３０５，４０５は、それら障害情報を、各ローカルネットワーク１０２，１１２を経由して、伝送路装置３０１，４０１から伝送路網１００を通じて上位装置に送信（報告）する。さらに、共通制御監視装置３０５，４０５は、各装置の運用可能状態を表す運用情報のみ読み込み、自律で負荷分散する機能を有する。さらに、共通制御監視装置３０５，４０５は、共通制御監視装置３０５と共通制御監視装置４０５との間をローカルネットワーク１０２，１１２を介して負荷情報のやりとりを行い、異なる通信システムにおける同一装置間（メインルータ２０１，２１１同士、サブルータ２０２，２１２同士、伝送路装置３０１，４０１同士、通信データ制御装置３０２，３１２，４０２同士、通信データ処理装置３０３，３１３，４０３同士の間）の制御を行う機能を有する。
【００２６】
光スイッチ１０４は、光のデータの経路選択を行う。すなわち、通信データ処理装置３０３，３１３，４０３と、無線装置３０４，３１４，４０４とが、光スイッチ１０４を介して相互接続されている。
なお、上記各機器は、ベンダ固有の情報を暗号化する暗号化手段（不図示）をそれぞれ内蔵している。すなわち、ＩＰの暗号化機能を利用することにより、ベンダ固有の情報が暗号化されて送受信される。
【００２７】
次に、図２及び図３のフローチャートを参照して、通信システム１の動作について詳細に説明する。なお、ローカル通信システムＢについては、各装置間のリンクが取れているものとする。
図２に示すように、サブルータ２０２は、接続されている各装置とのリンクを確立する（ステップＳ１）。そして、メインルータ２０１は、接続されている装置とのリンクを確立する（ステップＳ２）。さらに、同期装置１０１は、外部からのシステムクロックをもとに同期信号を生成し、ローカル通信システムＡ内の各装置と同期を取る。なお、ローカル通信システムＢ内の各装置についても、上記と同様にしてリンクが確立されて同期が取られる。
また、同期装置１０１は、ステップＳ２においてメインルータ２０１との間で確立された共通制御監視装置３０５について、共通制御監視装置３０５と共通制御監視装置４０５との間のリンクのみを無効とし、メインルータ２０１とメインルータ２１１との間の他のリンクが張られるようメインルータ２０１とメインルータ２１１とに、ローカルネットワーク１０２，１１２経由で設定を行う（ステップＳ３）。
【００２８】
次いで、共通制御監視装置３０５は、ローカルネットワーク１０２内のトラフィック状態を確認するため、各装置に対して、状態報告の要求を送信する（ステップＳ４）。このとき、共通制御監視装置３０５と共通制御監視装置４０５との間のリンクは無効であるため、共通制御監視装置３０５がトラフィック状態を確認するのはローカル通信システムＡ内のみとなる。
そして、共通制御監視装置３０５は、各装置から返信されたローカルネットワーク１０２内のトラフィック状態から、ローカル通信システムＡ内の初期の負荷の分散を決定し、通信データ制御装置３０２，３１２に対して、制御対象とする通信データ処理装置３０３と通信データ処理装置３１３の範囲を通知する（ステップＳ５）。
【００２９】
さらに、共通制御監視装置３０５は、ステップＳ５の初期の負荷分散の情報を伝送路装置３０１に通知する（ステップＳ６）。伝送路装置３０１は、共通制御監視装置３０５から通知された負荷分散の情報をもとに、伝送路網１００の通信データをローカルネットワーク１０２上の各装置に送信する際の宛先を設定する（ステップＳ７）。そして、伝送路装置３０１は、伝送路網１００から通信データを受信する（ステップＳ８）。
さらに、伝送路装置３０１は、伝送路網１００がＡＴＭ回線の場合には、伝送路網１００からシステムクロックを抽出して同期装置１０１へ送信する（ステップＳ９）。そして、同期装置１０１は、伝送路装置３０１から出力されたシステムクロックに基づいて、ローカル通信システムＡに対する各装置の同期を再度行う（ステップＳ１０）。
なお、伝送路網１００がＩＰ回線の場合、ステップＳ９及びステップＳ１０の処理は省略される。
【００３０】
さらに、伝送路装置３０１は、ローカルネットワーク１０２用のＩＰパケットを生成する。このとき、伝送路装置３０１は、通信データが制御データの場合、ＳＣＴＰのプロトコルでＩＰパケットを生成し、ユーザーデータの場合、転送速度を考慮してＵＤＰのプロトコルでＩＰパケットを生成する。そして、伝送路装置３０１は、生成したＩＰパケットをメインルータ２０１へ送信する（ステップＳ１１）。
そして、メインルータ２０１は、伝送路装置３０１からユーザーデータ用のＩＰパケットが送信されると、当該ＩＰアドレスに基づき、該当装置へ経路選択する（ステップＳ１２）。
一方、メインルータ２０１は、伝送路装置３０１から制御データ用のＩＰパケットが送信されると、そのＩＰパケットの制御データをＩＰアドレスに基づき、通信データ制御装置３０２，３１２に送信する。通信データ制御装置３０２，３１２は、メインルータ２０１経由で受信した制御データをもとに、通信データ処理装置３０３，３１３に対し制御を行う（ステップＳ１３）。
【００３１】
通信データ処理装置３０３，３１３は、通信データ制御装置３０２，３１２からの制御に基づき、メインルータ２０１経由で受信したユーザーデータの処理を行い、無線データに変換する（ステップＳ１４）。そして、通信データ処理装置３０３，３１３は、無線データを無線装置３０４，３１４用の波長に設定し、光のインタフェースにて光スイッチ１０４へ送信する（ステップＳ１５）。
光スイッチ１０４は、受信した無線データを、該当波長の無線装置３０４または無線装置３１４に経路選択を行い送信する（ステップＳ１６）。
無線装置３０４，３１４は、光スイッチ１０４から送信された無線データから、無線周波数信号の増幅を行い、端末にユーザーデータを送信する（ステップＳ１７）。
【００３２】
さらに、端末からのユーザーデータを受信した無線装置３０４，３１４は、端末からの無線周波数を必要な受信レベルまで増幅して無線データにして、光スイッチ１０４に送信する（ステップＳ１８）。
光スイッチ１０４は、ステップＳ１６で設定した経路選択に基づき、通信データ処理装置３０３，３１３に、受信した無線データを送信する（ステップＳ１９）。
通信データ処理装置３０３，３１３は、受信した無線データを処理し、処理後のユーザーデータを、制御装置３０２，３１２による制御に基づいて、ローカルネットワーク１０２用のＩＰパケットに変換して、メインルータ２０１経由で伝送路装置３０１に送信する（ステップＳ２０）。
さらに、伝送路装置３０１は、受信したユーザーデータを、伝送路網１００がＡＴＭ回線ならＡＴＭセル、ＩＰ回線なら伝送路網用のＩＰパケットにＩＰアドレスを変更して伝送路網１００に送信する（ステップＳ２１）。
【００３３】
次に、ローカル通信システムＡ内で通信データ処理装置３１３が運用を継続できない故障が発生した場合のローカル通信システムＡの動作について、図４を参照して説明する。
通信データ処理装置３１３は、運用可能状態を表す運用情報と障害情報とを共通制御監視装置３０５に送信する（ステップＳ２２）。このとき、通信データ処理装置３１３は、障害情報のみ暗号化して送信する。
そして、共通制御監視装置３０５は、受信した情報のうち、運用情報のみ読み込み、メインルータ２０１を経由してローカルネットワーク１０２より障害情報を伝送路装置３０１へ送信する（ステップＳ２３）。
伝送路装置３０１は、伝送路網１００を介して、受信した障害情報を上位装置に送信する（ステップＳ２４）。
【００３４】
さらに、共通制御監視装置３０５は、運用情報が運用不可となっていれば、通信データ制御装置３０２，３１２に対して、制御する通信データ処理装置の範囲を通信データ処理装置３０３のみとする変更を通知し、伝送路装置３０１には負荷分散の情報の変更通知を行う。また、共通制御監視装置３０５は、運用情報が運用可能となっていれば、上位装置からの制御が無い限りは、通信データ制御装置３０２，３１２に対して、制御する範囲の変更通知は行わず、かつ伝送路装置３０１に対しても負荷分散情報の変更は通知しない（ステップＳ２５）。
通信データ制御装置３０２，３１２は、共通制御監視装置３０５からの制御範囲の変更の通知に基づき、通信データ処理装置３０３の制御を行う（ステップＳ２６）。
そして、伝送路装置３０１は、共通制御監視装置３０５から通知された負荷分散の情報に基づき、通信データの宛先の変更を行い運用する（ステップＳ２７）。
【００３５】
次いで、付加分散の動作について、図５を参照して説明する。
共通制御監視装置３０５は、通信データ制御装置３１２と通信データ処理装置３１３の負荷が増加した場合、通信データ制御装置３０２，３１２、通信データ処理装置３０３，３１３の負荷が均等になるよう負荷分散の情報を更新する（ステップＳ２８）。
さらに、共通制御監視装置３０５は、更新した負荷分散の情報に基づき、ローカル通信システムＡ内の負荷分散を行うため、通信データ制御装置３０２，３１２に対して、制御する通信データ処理装置３０３，３１３の制御範囲の変更を通知する。また、伝送路装置３０１に対しても負荷分散の情報を通知する（ステップＳ２９）。
伝送路装置３０１は、通知された負荷分散の情報に基づき、通信データの宛先の変更を行い運用する（ステップＳ３０）。
【００３６】
次いで、ローカル通信システムＢ内において通信データ処理装置４０３に故障が生じた場合の動作について、図６を参照して説明する。
ローカル通信システムＢ内の通信データ処理装置４０３が故障した場合、ローカル通信システムＢ内の運用ができないため、共通制御監視装置４０５は、メインルータ２１１，２０１経由で、共通制御監視装置３０５に、ローカル通信システムＢの運用が行えないことを示す運用不可情報と、必要な負荷の情報と、ローカル通信システムＢ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレスとを通知する（ステップＳ３１）。
そして、共通制御監視装置３０５は、共通制御監視装置４０５から受けた通知に基づき、ローカル通信システムＡ内の通信データ制御装置３０２，３１２、通信データ処理装置３０３，３１３の負荷とローカル通信システムＢの負荷が運用に影響がないよう負荷分散の情報を更新する（ステップＳ３２）。
【００３７】
さらに、共通制御監視装置３０５は、ローカル通信システムＡとローカル通信システムＢの負荷分散を行うため、更新した負荷分散の情報に基づき、通信データ制御装置３０２，３１２に対して、制御する通信データ処理装置３０３，３１３の範囲の変更を通知する。また、伝送路装置３０１、共通制御監視装置４０５及び同期装置１０１に対しても、負荷分散の情報を通知し、共通制御監視装置４０５には、ローカル通信システムＡ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレスを通知する。さらに、共通制御監視装置３０５は、共通制御監視装置３０５から通知されたローカル通信システムＢ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレス情報をもとに、メインルータ２０１の経路選択を更新する（ステップＳ３３）。
【００３８】
そして、同期装置１０１は、ローカル通信システムＡの同期信号とローカル通信システムＢの同期信号とからオフセット値を算出し、サブルータ２１２を経由して、同期ネットワーク１１３でローカル通信システムＢ内の各装置にオフセット値を送信し、ローカル通信システムＢ内の同期を更新する（ステップＳ３４）。
共通制御監視装置４０５は、共通制御監視装置３０５から送信された負荷分散の情報に基づき、通信データ制御装置４０２に対して、制御する通信データ処理装置３０３，３１３の範囲を通知する。また、共通制御監視装置４０５は、伝送路装置４０１に対しても負荷分散の情報を通知する。さらに、共通制御監視装置４０５は、共通制御監視装置３０５から通知されたローカル通信システムＡ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレス情報をもとに、メインルータ２１１の経路選択を更新する（ステップＳ３５）。
伝送路装置３０１，４０１は、ステップＳ３３及びステップＳ３５で通知された負荷分散の情報に基づき、通信データの宛先の変更を行い運用する。なお、このとき、通信データ処理装置３０３，３１３は、無線装置４０４の無線データを生成し、無線装置４０４用の波長で光通信し、光スイッチ１０４が無線装置４０４用の無線データを経路選択するため、無線装置４０４配下の端末に影響はでない（ステップＳ３６）。
【００３９】
次いで、ローカル通信システムＢ内において通信データ制御装置４０２に故障が生じた場合の動作について、図７を参照して説明する。
ローカル通信システムＢ内の通信データ制御装置４０２が故障した場合、ローカル通信システムＢ内の運用ができないため、共通制御監視装置４０５は、メインルータ２１１，２０１経由で、共通制御監視装置３０５に、ローカル通信システムＢの運用が行えないことを示す運用不可情報と、必要な負荷の情報と、ローカル通信システムＢ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレスとを通知する（ステップＳ３７）。
共通制御監視装置３０５は、共通制御監視装置４０５から受けた通知に基づき、ローカル通信システムＡ内の通信データ制御装置３０２，３１２、通信データ処理装置３０３，３１３の負荷とローカル通信システムＢの負荷とが運用に影響がないよう負荷分散の情報を更新する（ステップＳ３８）。
【００４０】
さらに、共通制御監視装置３０５は、更新した負荷分散の情報に基づき、ローカル通信システムＡとローカル通信システムＢとの負荷分散を行うため、通信データ制御装置３０２，３１２に対して、制御する通信データ処理装置３０３，３１３，４０３の範囲を通知する。また、伝送路装置３０１、共通制御監視装置４０５及び同期装置１０１に対しても、負荷分散の情報を通知し、共通制御監視装置４０５には、ローカル通信システムＡ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレスを通知する。さらに、共通制御監視装置３０５は、共通制御監視装置４０５から通知されたローカル通信システムＢ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレス情報をもとにメインルータ２０１の経路選択を更新する（ステップＳ３９）。
同期装置１０１は、ローカル通信システムＡの同期信号とローカル通信システムＢの同期信号とからオフセット値を算出し、サブルータ２１２を経由して、同期ネットワーク１１３でローカル通信システムＢ内の各装置にオフセット値を送信しローカル通信システムＢ内の同期を更新する（ステップＳ４０）。
【００４１】
共通制御監視装置４０５は、共通制御監視装置３０５から通知された負荷分散の情報に基づき、通信データ制御装置４０２に対して、制御する通信データ処理装置３０３，３１３の範囲を通知する。また、共通制御監視装置４０５は、伝送路装置３０１に対しても負荷分散の情報を通知する。さらに、共通制御監視装置４０５は、共通制御監視装置３０５から通知されたローカル通信システムＡ内の各装置のＭＡＣアドレスやＩＰアドレス情報をもとに、メインルータ２１１の経路選択を更新する（ステップＳ４１）。
伝送路装置３０１，４０１は、ステップＳ３９及びステップＳ４１で通知された負荷分散の情報に基づき、通信データの宛先の変更を行い運用する（ステップＳ４２）。
【００４２】
以上より、本実施形態における通信システム１によれば、ローカル通信システムＡ，Ｂ内の装置に運用できない障害が発生しても、別システムの装置を使用することでシステム配下の端末との通信を行うことができる。
また、通常であれば１つの装置で運用されるものを、機能部毎に独立して装置化しているため、トラフィックの状況に応じた増設や負荷分散を容易に行うことができる。
さらに、通常であれば１つの装置で運用されるものを、機能部毎に独立して装置化しているため、異なるベンダで通信システムを構成しても、固有ベンダの問題で通信システム自体が運用できない状態を回避することができる。
また、各機能ごとの開発費を抑えることができる。
【００４３】
なお、伝送路装置が故障した場合でも、本実施形態で示した例のように、他の通信システムの伝送路装置を使用してシステムの運用することができる。
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
【００４４】
（本発明の背景）
移動体通信においては、特定時期にトラフィックが増加する事があり、装置のキャパシティを超える事が多々見受けられる。このトラフィックの増加は、現在の装置形態が１つの装置で多くの機能を満たしているため、装置の増設時や負荷が著しくあがった場合に、同じ規模の装置が必要となるという場合があった。機能毎に装置化しておけば、増設するコストも少なく、隣接する通信システムとの負荷の分散を行うことで増設自体が必要ない場合もある。さらに、サービスの多様化につれ、高レートの伝送を求められたりするが、これらに対応するとしても１つの装置で多くの機能を満たしている場合、部分的な変更だけではすまない場合がある。このような場合、機能毎に装置化しておけば、変更の規模が１つの装置で多くの機能を満たしている場合に比べ少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る通信システムの実施形態を示す全体構成図である。
【図２】通信システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】通信システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】ローカル通信システムＡ内の機器に故障が生じた場合の動作を示すフローチャートである。
【図５】付加分散についての動作を示すフローチャートである。
【図６】ローカル通信システムＢ内の機器に故障が生じた場合の動作を示すフローチャートである。
【図７】ローカル通信システムＢ内の他の機器に故障が生じた場合の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１ 通信システム
１０１ 同期装置（同期手段）
２０１，２１１ メインルータ（経路選択手段）
３０１，４０１ 伝送路装置（接続手段）
３０２，３１２，４０２ 通信データ制御装置（制御手段）
３０３，３１３，４０３ 通信データ処理装置（通信手段）
３０５，４０５ 共通制御監視装置（制御監視手段）
Ａ，Ｂ ローカル通信システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位装置と端末との間における通信を行う通信システムであって、
前記上位装置に接続されて、前記上位装置との間で通信可能な処理を行う接続手段と、
前記接続手段に接続されて、通信の際にパケットの経路選択を行う経路選択手段と、
前記経路選択手段と前記端末とに接続されて、前記端末との間で通信可能な処理を行う通信手段と、
前記経路選択手段に接続されて、前記通信手段を制御する制御手段と、
前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段及び前記制御手段の運用を制御する制御監視手段と、
前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段及び前記制御監視手段との間の同期を取る同期手段とを備え、
前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段、前記制御監視手段及び前記同期手段が、それぞれ別個の装置として設けられていることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記制御監視手段は、運用が可能であるか否かを示す運用情報を各装置から取得し、当該運用情報に基づいて、各装置間の負荷分散を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
各装置をそれぞれ有する複数のローカル通信システムを備え、
一のローカル通信システムに設けられる制御監視手段は、他のローカル通信システムに設けられる各装置から前記運用情報を取得し、当該運用情報に基づいて、前記一のローカル通信システムと前記他のローカル通信システムとにわたって、各装置間の負荷分散を行うことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記各装置のベンダ固有情報を暗号化する暗号化手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の通信システム。
【請求項５】
上位装置と端末との間における通信を行う通信システムにおける通信方法であって、
前記上位装置に接続された接続手段が、前記上位装置との間で通信可能な処理を行う接続ステップと、
前記接続手段に接続された経路選択手段が、通信の際にパケットの経路選択を行う経路選択ステップと、
前記経路選択手段と前記端末とに接続された通信手段が、前記端末との間で通信可能な処理を行う通信ステップと、
前記経路選択手段に接続された制御手段が、前記通信手段を制御する制御ステップと、
制御監視手段が、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段及び前記制御手段の運用を制御する制御監視ステップと、
同期手段が、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段及び前記制御監視手段との間の同期を取る同期ステップとを含み、
前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段、前記制御監視手段及び前記同期手段が、それぞれ別個の装置であることを特徴とする通信方法。
【請求項１】
上位装置と端末との間における通信を行う通信システムであって、
前記上位装置に接続されて、前記上位装置との間で通信可能な処理を行う接続手段と、
前記接続手段に接続されて、通信の際にパケットの経路選択を行う経路選択手段と、
前記経路選択手段と前記端末とに接続されて、前記端末との間で通信可能な処理を行う通信手段と、
前記経路選択手段に接続されて、前記通信手段を制御する制御手段と、
前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段及び前記制御手段の運用を制御する制御監視手段と、
前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段及び前記制御監視手段との間の同期を取る同期手段とを備え、
前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段、前記制御監視手段及び前記同期手段が、それぞれ別個の装置として設けられていることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記制御監視手段は、運用が可能であるか否かを示す運用情報を各装置から取得し、当該運用情報に基づいて、各装置間の負荷分散を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
各装置をそれぞれ有する複数のローカル通信システムを備え、
一のローカル通信システムに設けられる制御監視手段は、他のローカル通信システムに設けられる各装置から前記運用情報を取得し、当該運用情報に基づいて、前記一のローカル通信システムと前記他のローカル通信システムとにわたって、各装置間の負荷分散を行うことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記各装置のベンダ固有情報を暗号化する暗号化手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の通信システム。
【請求項５】
上位装置と端末との間における通信を行う通信システムにおける通信方法であって、
前記上位装置に接続された接続手段が、前記上位装置との間で通信可能な処理を行う接続ステップと、
前記接続手段に接続された経路選択手段が、通信の際にパケットの経路選択を行う経路選択ステップと、
前記経路選択手段と前記端末とに接続された通信手段が、前記端末との間で通信可能な処理を行う通信ステップと、
前記経路選択手段に接続された制御手段が、前記通信手段を制御する制御ステップと、
制御監視手段が、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段及び前記制御手段の運用を制御する制御監視ステップと、
同期手段が、前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段及び前記制御監視手段との間の同期を取る同期ステップとを含み、
前記接続手段、前記経路選択手段、前記通信手段、前記制御手段、前記制御監視手段及び前記同期手段が、それぞれ別個の装置であることを特徴とする通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２３９３８４（Ｐ２００９−２３９３８４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７９５５４（Ｐ２００８−７９５５４）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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