JP2003244248A

JP2003244248A - 加入者交換システム

Info

Publication number: JP2003244248A
Application number: JP2002036973A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Kanda; 直宏神田; Takeshi Kawamoto; 武士川本; Taku Yokoyama; 卓横山; Tomoyuki Yoshikawa; 智之吉川; Masato Kaminaga; 真人神長; Kenichi Hiraki; 健一平木
Original assignee: Hitachi Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2003-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】有線区間をパケット多重して複数のユーザが
回線を共有することを可能とし、回線コストを低減させ
ることを可能とした回線交換システム。【解決手段】加入者交換機１４内にパケット多重化装
置１５とＩＰ網インタフェース部１６とが設けられる。
複数の基地局１３からのパケットデータは、パケット多
重化装置１５で多重化された後、ＩＰ網インタフェース
部１６で終端されてＩＰ網１７に送出される。本発明に
よれば、有線区間のパケットデータがパケット多重化装
置１５で多重化され、複数の加入者端末１１からのデー
タが回線を共有することができ、回線コストを下げるこ
とができる。また、加入者が分散収容されていてもパケ
ット多重化装置を後置することにより設備コストの増加
を抑えることができる。ルーティング機能は、交換機よ
り後段のＩＰ網内で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加入者交換機に係
り、特に、ＩＰ網とのインタフェース機能を有する加入
者交換機に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＰ網とのインタフェース機能を有する
加入者交換機に関する従来技術として、例えば、特開平
１１−４１２９５号公報等に記載された技術が知られて
いる。この従来技術は、ＰＨＳとパソコンとからなる複
数の端末と、アクセスポイントとの間をＩＳＤＮにより
接続してデータ通信を行うものであって、主装置のＣＳ
インタフェース回路とＩＳＤＮインタフェース回路との
間にＰＰＰ・ダイヤルアップＩＰルーティングインタフ
ェース回路を配備し、複数の端末が同一のアクセスポイ
ントにアクセスする場合に、データのルーティングを行
いデータを多重化して同一の回線を用いて通信を可能と
するというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術は、
回線交換を用いているため、１度通信を開始すると回線
を切断するまで、その通話チャネルが占有されてしま
い、ＩＰトラフィックのないときに回線に空きができて
しまう。すなわち、前述の従来技術は、１度通信を確立
すると通話チャネルが占有されてしまい、他のユーザが
通信する際には別の通話チャネルを使用しなければなら
ないため、回線コストが増加してしまうという問題点を
有している。前述の従来技術は、ＩＰデータのルーティ
ング機能をも配備する必要がある。

【０００４】本発明の目的は、前述した従来技術の問題
点を解決し、有線区間をパケット多重して複数のユーザ
が回線を共有することを可能とし、これにより回線コス
トを低減させることを可能とした加入者交換システムを
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、ＰＨＳ用移動機と、ＩＰ網と、ＰＨＳ用移動機とＩ
Ｐ網との接続を行う加入者交換機とを備えて構成される
加入者交換システムにおいて、前記加入者交換機は、パ
ケット多重化装置とＩＰ網インタフェース部とを備え、
前記パケット多重化装置は、前記ＰＨＳ用移動機の複数
からのパケット化されたＰＰＰデータのパケットを多重
化し、前記ＩＰ網インタフェース部は、パケット化され
たＰＰＰデータを終端して、ＰＰＰｏＥにプロトコル変
換しＩＰ網に接続することにより達成される。

【０００６】また、前記目的は、加入者収容モジュール
と回線交換処理モジュールとにより構成される前記加入
者交換機の回線交換処理モジュール内に、前記パケット
多重化装置とＩＰ網インタフェース部とを配置すること
により、あるいは、加入者収容モジュールと回線交換処
理モジュールとのそれぞれに、前記パケット多重化装置
とＩＰ網インタフェース部とを配置することにより達成
される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による加入者交換シ
ステムの一実施形態を図面により詳細に説明する。

【０００８】図１は本発明の一実施形態による加入者交
換システムの構成を示すブロック図、図２はＩＰ網イン
タフェース部の構成を示すブロック図、図３はフレーム
振り分け部の構成を示すブロック図である。図１〜図３
において、１１は加入者端末、１２はＰＨＳ用移動局
（ＰＳ）、１３は基地局（ＣＳ）、１４は加入者交換
機、１５はパケット多重化装置、１６はＩＰ網インタフ
ェース部、１７はＩＰ網、２１はフレーム振り分け部、
２２はプロトコル処理部、２３はＣＰＵ、２４はＤＬ
Ｃ、２５はＸ．２５処理部、２６はＰＩＡＦＳ処理部、
２７はＰＰＰｏＥ処理部、３１は時分割スイッチ部（Ｔ
ＳＷ）、３２は多重・分離ＬＳＩである。

【０００９】本発明の実施形態による加入者交換システ
ムは、図１に示すように、ＰＣ、ＰＤＡ等の加入者端末
１１が接続されたＰＨＳ用移動局１２の複数と、これら
のＰＨＳ用移動局１２との通信を制御する基地局１３
と、基地局１３をＩＳＤＮを介して収容する加入者交換
機１４と、加入者交換機１４に接続されるインターネッ
ト等のＩＰ網１７とにより構成されている。なお、図１
には、基地局１３を１つしか示していないが、一般に基
地局１３は複数設けられて１つの加入者交換機１４に収
容される。基地局１３には、Ｄチャネルパケット、Ｂチ
ャネルパケットにＰＨＳデータを乗せるインタフェース
を有しており、加入者交換機１４内には、複数の基地局
１３からのＤチャネルパケット、Ｂチャネルパケットを
多重化し、あるいは、分離するパケット多重化装置１５
と、ＩＰ網１７との接続を制御するＩＰ網インタフェー
ス部１６とが備えられる。そして、ＰＨＳ用移動局１２
と基地局１３との間が無線区間、基地局１３とＩＰ網１
７との間が有線区間となる。

【００１０】ＩＰ網インタフェース部１６は、図２に示
すように、フレーム振り分け部２１と複数のプロトコル
処理部２２とを備えて構成される。プロトコル処理部２
２のそれぞれは、ＣＰＵ２４、ＤＬＣ２４、Ｘ．２５処
理部２５、ＰＩＡＦＳ処理部２６、ＰＰＰｏＥ処理部２
７がバスにより接続されて構成されている。また、フレ
ーム振り分け部２１は、図３に示すように、時分割スイ
ッチ部（ＴＳＷ）３１と多重・分離ＬＳＩ３２とにより
構成されている。

【００１１】前述したような構成を持つ本発明の実施形
態による加入者交換システムにおいて、加入者端末１１
からのデータは、基地局１３によってＬＡＰＤ、Ｘ．２
５あるいはＬＡＰＢにカプセル化され、加入者を収容す
る加入者交換機１４に設置されているパケット多重化装
置により上り方向のデータが多重され、下り方向のデー
タが分離される。また、ＩＰ網インタフェース部１６
は、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４を終端し、ＰＰＰｏ
Ｅ(Point to Point Protocol over Ethernet（登録商
標）、ＲＦＣ２５１６に準拠）へのプロトコル変換を行
ない、ＩＰ網とのインタフェース機能を実現する。ＰＰ
ＰｏＥとは、ブロードバンドインターネットサービスで
も主流の方式でありイーサネット（登録商標）上でＰＰ
Ｐセッションを確立し、ＰＰＰパケットをカプセル化す
るプロトコルである。

【００１２】前述したような構成を持つＩＰ網インタフ
ェース部１６において、フレーム振り分け部２１は、３
２Ｍｂｉｔ／ｓの伝送路上に多重化された加入者端末１
１からのデータを多重・分離ＬＳＩ３２により１．５Ｍ
ｂｉｔ／ｓ単位の入力回線をプロトコル処理部の入力回
線毎に３Ｍｂｉｔ／ｓ単位でチャネル変換を行って複数
のプロトコル処理部２２へデータを振り分ける。また、
プロトコル処理部２２は、ＰＩＡＦＳ、Ｘ．２５、ＬＡ
ＰＤあるいはＬＡＰＢを終端し、取り出したＰＰＰデー
タをＰＰＰｏＥにプロトコル変換してＩＰ網との間でＩ
Ｐデータの送受信を行うことによってＩＰ網とのＩＰデ
ータ通信を実現する。なお、加入者端末１１への下り方
向のデータは、前述とは逆のルートを辿って処理され
る。

【００１３】前述したような本発明の実施形態は、加入
者交換機１４内のパケット多重化装置１５が複数の基地
局１３からのユーザデータを多重化しているため、回線
が１ユーザに独占されず複数のユーザで共有することが
可能となるため、回線を効率よく使用することができ、
回線コストの低減を図ることが可能である。また、本発
明の実施形態は、ＰＨＳ用移動局（ＰＳ）を使用してお
り、無線通信によの基地局とを接続されるため、ユーザ
は、外出先においてもインターネットアクセスが可能で
ある。そして、本発明の実施形態は、Ｄｃｈアクセスの
場合、固定的に割り付けられたＤｃｈリソースを活用す
ることができるため、スイッチ、伝送路等の新たな交換
機リソースを必要とせずにコストを低減することができ
るので低料金でのサービスを提供することが可能であ
る。また、本発明の実施形態は、ルーティング機能を交
換機より後段のＩＰ網内に備えればよいので、加入者交
換機の機能を簡素化することができ、しかも、異なるア
クセスポイントへのユーザデータをも多重化することが
可能である。

【００１４】図４は本発明の一実施形態におけるＤｃｈ
アクセス時の伝送手順を説明するプロトコルスタックを
示す図、図５は本発明の一実施形態におけるＢｃｈアク
セス時の伝送手順を説明する図であり、次に、これらの
図に示すプロトコルスタックを参照して伝送手順を説明
する。なお、図４、図５において、ＰＨＹは物理層を示
している。

【００１５】図４に示すプロトコルスタックは、加入者
端末１１がＩＰ網とＩＰデータ通信をする際にＩＰデー
タをＤｃｈパケットでカプセル化する場合の例であり、
加入者端末１１からのＩＰデータは、ＰＰＰデータとし
てＰＨＳ用移動局１２に送られる。ＰＨＳ用移動局１２
は、ＰＰＰデータをＰＩＡＦＳ伝送手順により基地局１
３に伝送する。基地局１３は、受信データをＸ．２５、
ＬＡＰＤにカプセル化して加入者交換機１４に伝送す
る。加入者交換機１４に配備されるパケット多重化装置
１５は、受信したカプセル化されたデータのアドレス変
換を行い、そのデータに加入者を識別する加入者識別子
ＤＬＣＩを付与してＩＰ網インタフェース部１６に転送
する。ＩＰ網インタフェース部１６は、転送されたデー
タのＰＩＡＦＳ、Ｘ．２５、ＬＡＰＤを終端し、ＰＰＰ
データを取り出し、それをＰＰＰｏＥでカプセル化して
ＩＰ網１７へデータを送信する。

【００１６】ＩＰ網１７側からの下りデータは、前述と
は逆に、ＩＰ網インタフェース部１６によりＰＰＰｏＥ
が終端されてＰＰＰデータが取り出され、ＰＩＡＦＳ、
Ｘ．２５、ＬＡＰＤ、ＬＡＰＦにカプセル化され、さら
に、加入者交換機１４に配備されるパケット多重化装置
１５でアドレス変換により分離される。このデータは、
基地局１３に送信され、基地局１３において、Ｘ．２
５、ＬＡＰＤが終端され、ＰＨＳ用移動局１２に送信さ
れる。

【００１７】一般に、Ｄｃｈ（制御チャネル）は、各基
地局１３毎に必ず１ｃｈ必要であり、通常、回線交換の
トラフィックでは数％の回線使用率となっているため、
回線に空きがある。そこで、図４に示す例では、加入者
端末１１のデータをパケット化し、回線の空きを利用し
てパケットデータを送るようにしている。これにより、
回線を効率よく使用することができコストを低減するこ
とができる。

【００１８】図５に示すプロトコルスタックは、加入者
端末１１がＩＰ網とＩＰデータ通信をする際にＩＰデー
タをＢｃｈパケットでカプセル化する場合の例であり、
加入者端末１１からのあるいは加入者端末１１へのＩＰ
データは、基本的に、ＬＡＰＤに代わってＬＡＰＢが使
用される点が相違するだけで、図４により説明したＤｃ
ｈを使用する場合と同様な手順で送受信される。このよ
うなＢｃｈパケットで通信することによって、前述した
Ｄｃｈを使用する場合に比較して、高速のＩＰデータ通
信を行うことができる。

【００１９】図６は加入者端末１１からのデータフレー
ムフォーマットを示す図、図７はＬＡＰＢのアドレス部
の変換について説明する図、図８はＬＡＰＤのアドレス
部の変換について説明する図であり、次に、これらの図
を参照して、パケット多重化装置１５でのアドレス変換
について説明する。

【００２０】加入者端末１１からのあるいは加入者端末
１１へのＩＰデータのデータフレームは、図６に示すよ
うに、フレームの前後を示すフラグＦと、アドレス部Ａ
と、制御部Ｃと、加入者データ部と、フレームチェック
シーケンス部ＦＣＳとにより構成されている。加入者端
末１１がＢチャネルを使用してＩＰ網とＩＰデータ通信
をする際、基地局１３は、ＩＰデータをＬＡＰＢにカプ
セル化して加入者交換機１４に伝送しており、この場合
のアドレス部Ａは、図７（ａ）に示すようなフォーマッ
トを有する。加入者交換機１４内のパケット多重化装置
１５は、このようなアドレス部Ａのアドレス変換を行
い、図７（ｂ）に示すようなＬＡＰＦのアドレスフォー
マットに変換し、このフォーマットの中に加入者識別子
であるＤＬＣＩを付与することによりＰＰＰデータをフ
レーム多重化している。

【００２１】また、加入者端末１１がＤチャネルを使用
してＩＰ網とＩＰデータ通信をする際、基地局１３は、
ＩＰデータをＬＡＰＤにカプセル化して加入者交換機１
４に伝送しており、この場合のアドレス部Ａは、図８
（ａ）に示すようなフォーマットを有する。加入者交換
機１４内のパケット多重化装置１５は、このようなアド
レス部Ａのアドレス変換を行い、図８（ｂ）に示すよう
なＬＡＰＦのアドレスフォーマットに変換し、このフォ
ーマットの中に加入者識別子であるＤＬＣＩを付与する
ことによりＰＰＰデータをフレーム多重化している。

【００２２】一般に、加入者交換機は、前段側（基地局
側）の設けた加入者収容モジュールと後段側（ＩＰ側）
に設けた回線交換モジュールとを備えて構成されてい
る。前述した本発明の実施形態は、加入者交換機にパケ
ット多重化装置とＩＰ網インタフェース部とを配備する
として説明したが、本発明は、回線交換処理モジュール
内にパケット多重化装置とＩＰ網インタフェース部とを
配備してもよく、また、加入者収容モジュール内にパケ
ット多重化装置を配備し、回線交換モジュール内にＩＰ
網インタフェース部を配備するようにすることができ
る。次に、このような場合の構成例について説明する。

【００２３】図９は加入者交換機の回線交換処理モジュ
ール内にパケット多重化装置とＩＰ網インタフェース部
とを配備した場合のシステム構成を示すブロック図、図
１０は加入者交換機の加入者収容モジュール内にパケッ
ト多重化装置を配備し、回線交換モジュール内にＩＰ網
インタフェース部を配備した場合のシステム構成を示す
ブロック図である。図９、図１０において、９１は加入
者収容モジュール（ＳＢＭ）、９２は回線交換処理モジ
ュール（ＡＳＭ）であり、他の符号は図１の場合と同一
である。

【００２４】図９に示すようなパケット多重化装置１５
を回線交換処理モジュール９２内に配備したシステム構
成の場合、基地局等にパケット多重化装置を配備した場
合と比較すると、加入者が分散収容されている場合でも
設備コストを低減して効率よくデータを多重化すること
ができるという効果を得ることができる。すなわち、例
えば、多数の基地局があり各基地局に加入者が１ユーザ
ずつ収容されているような場合に、各基地局のそれぞれ
にパケット多重化装置を配備すると、設備コストが増加
してしまうことになるが、図９に示すような構成の場
合、このようなコストの増加を回避することができる。

【００２５】また、図１０に示すようなパケット多重化
装置１５を加入者収容モジュール９１内に配備したシス
テム構成の場合、パケット多重化装置１５が前段に配備
されることになり、回線を複数ユーザで共有する区間を
増加させて、設備共用を実現できため、回線コストを低
減することができるという効果を得ることができる。す
なわち、例えば、パケット多重化装置１５が、２０：１
に多重することが可能であるとし、加入者収容モジュー
ル９１に４８０のユーザが収容されているとした場合、
加入者収容モジュール９１内のパケット多重化装置１５
によって多重化することにより、２４回線を４８０のユ
ーザで共用することが可能になる。

【００２６】前述した本発明の実施形態は、有線区間を
パケット多重して複数ユーザで回線を共有してパケット
交換を行い、これによりインターネットへのアクセスを
行うこととしているので、回線コストを低減することが
でき、また、ルーティング機能を交換機より後段のＩＰ
網内に備えればよく、異なるアクセスポイントへのユー
ザデータを多重化することができる。また、本発明の実
施形態によれば、加入者が分散収容されている場合で
も、パケット多重化装置を交換機内の後段に配備するこ
とにより、データ多重部の設備コストを低減し効率よく
データの多重化を行うことができる。さらに、本発明の
実施形態は、無線区間でＰＩＡＦＳ伝送方式を用いるた
め、既存の端末を使用することができるという汎用性が
あり、有線区間でも回線コストを低減することができ、
低料金常時接続等の新サービスを提供することが可能と
なる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、有
線区間をパケット多重して複数のユーザが回線を共有す
ることを可能とすることができ、これにより回線コスト
を低減させることを可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による加入者交換システム
の構成を示すブロック図である。

【図２】ＩＰ網インタフェース部の構成を示すブロック
図である。

【図３】フレーム振り分け部の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】本発明の一実施形態におけるＤｃｈアクセス時
の伝送手順を説明するプロトコルスタックを示す図であ
る。

【図５】本発明の一実施形態におけるＢｃｈアクセス時
の伝送手順を説明する図である。

【図６】加入者端末１１からのデータフレームフォーマ
ットを示す図である。

【図７】ＬＡＰＢのアドレス部の変換について説明する
図である。

【図８】ＬＡＰＤのアドレス部の変換について説明する
図である。

【図９】加入者交換機の回線交換処理モジュール内にパ
ケット多重化装置とＩＰ網インタフェース部とを配備し
た場合のシステム構成を示すブロック図である。

【図１０】加入者交換機の加入者収容モジュール内にパ
ケット多重化装置を配備し、回線交換モジュール内にＩ
Ｐ網インタフェース部を配備した場合のシステム構成を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１１加入者端末１２ＰＨＳ用移動局（ＰＳ）１３基地局（ＣＳ）１４加入者交換機１５パケット多重化装置１６ＩＰ網インタフェース部１７ＩＰ網２１フレーム振り分け部２２プロトコル処理部２３ＣＰＵ２４ＤＬＣ２５Ｘ．２５処理部２６ＰＩＡＦＳ処理部２７ＰＰＰｏＥ処理部３１時分割スイッチ部（ＴＳＷ）３２多重・分離ＬＳＩ９１加入者収容モジュール（ＳＢＭ）９２回線交換処理モジュール（ＡＳＭ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川本武士神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所通信事業部内 (72)発明者横山卓神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所通信事業部内 (72)発明者吉川智之東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (72)発明者神長真人東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (72)発明者平木健一東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内Ｆターム(参考） 5K030 GA19 HA08 HC05 HD05 JA01 LA08 LB15 5K067 AA11 BB04 BB21 CC08 EE02 EE10 EE16 HH21 5K069 BA03 CA01 CA02 CB07 DA04 EA19 FA15 FC11 FD04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＰＨＳ用移動機と、ＩＰ網と、ＰＨＳ用
移動機とＩＰ網との接続を行う加入者交換機とを備えて
構成される加入者交換システムにおいて、前記加入者交
換機は、パケット多重化装置とＩＰ網インタフェース部
とを備え、前記パケット多重化装置は、前記ＰＨＳ用移
動機の複数からのパケット化されたＰＰＰデータのパケ
ットを多重化し、前記ＩＰ網インタフェース部は、パケ
ット化されたＰＰＰデータを終端して、ＰＰＰｏＥにプ
ロトコル変換しＩＰ網に接続することを特徴とする加入
者交換システム。
【請求項２】前記ＰＨＳ用移動機からのパケット化さ
れたＰＰＰデータは、ＰＩＡＦＳ、または、Ｘ．２５に
よりパケット化されたＰＰＰデータであることを特徴と
する請求項１記載の加入者交換システム。
【請求項３】前記加入者交換機は、加入者収容モジュ
ールと回線交換処理モジュールとにより構成され、前記
パケット多重化装置とＩＰ網インタフェース部とを回線
交換処理モジュール内に配置したことを特徴とする請求
項１または２記載の加入者交換システム。
【請求項４】前記加入者交換機は、加入者収容モジュ
ールと回線交換処理モジュールとにより構成され、前記
パケット多重化装置を加入者収容モジュール内に配置
し、前記ＩＰ網インタフェース部を回線交換処理モジュ
ール内に配置したことを特徴とする請求項１または２記
載の加入者交換システム。
【請求項５】前記ＰＨＳ用移動機からのパケット化さ
れたＰＰＰデータは、ＤｃｈパケットまたはＢｃｈパケ
ットを用いてＩＰデータのカプセル化が行われることを
特徴とする請求項１ないし４のうち１記載の加入者交換
システム。