JP2005072682A - 通信システム、通信方法、網構成管理ノード、サービス制御ノード及びアクセス装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、アクセス装置50と、アクセス装置50を介してサービス要求を送信したユーザ端末90に対して所定サービスを提供するサービス制御ノード30と、網構成管理ノード10とを具備する通信システムに関する。本発明に係る通信システムでは、網構成管理ノード10が、サービス制御ノード30の状態に応じて、アクセス装置50とサービス制御ノード30との間の論理パスを制御する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、リソースの状況や各種要求に応じて、各種ノードの機能配備や各種リンクの接続状況を変化させる集中制御型の通信ネットワークを実現する通信システム、通信方法、網構成管理ノード、サービス制御ノード及びアクセス装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の移動通信システムでは、サービス制御ノードは、自身が管理する基地局(アクセス装置)配下の移動端末に対して所定サービス(例えば、呼制御処理や認証処理等)を提供するように構成されている。
【0003】
なお、サービス制御ノードが、どの基地局を管理するかについては、固定的に定められている。すなわち、従来の移動通信システムでは、各基地局は、当該基地局を管理するサービス制御ノードに対して無線又は有線によってリンクを張っており、そのリンクは固定的である。
【0004】
したがって、特定の基地局が管理する地域に在圏する移動端末からの集中的な呼が発生した場合、当該基地局を管理するサービス制御ノードが輻輳状態になる場合がある。
【0005】
かかる場合、従来の移動通信システムでは、当該地域を管理する基地局を介して所定サービスを提供するサービス制御ノードが、当該基地局に対して規制制御処理を行い、呼制御処理を含むサービス制御処理を抑制(部分廃棄)することで、当該サービス制御ノードを保護するという仕組みが採用されている。
【0006】
また、近年、IETFで議論されているMPLS、GMPLS等に代表されるレイヤ2.5における論理パス制御処理が知られている(例えば、非特許文献1参照)。
【0007】
かかるレイヤ2.5における論理パス制御処理は、レイヤ3におけるIP等の制御処理にほとんど影響を与えることなく、下位レイヤのネットワーク構造を変更したように見せかけることが出来るのが特徴である。具体的には、レイヤ3における制御処理を変更することなく、信号網上のデータの流れを制御することが可能である。
【0008】
また、レイヤ2.5における論理パス制御処理を利用して、信号網の故障回避機能を組み合わせた技術が知られている。かかる技術は、レイヤ3における制御処理に故障ポイントを意識させることなく、レイヤ2.5においてデータが故障ポイントを回避して流れるように論理パスの変更を行うことによって実現している。
【0009】
【非特許文献1】
中平佳裕著、「GMPLSの概要と現状」、信学技法、PS2002−2、2002年4月
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の移動通信システムでは、特定の地域に呼が集中するような輻輳状態においては、その地域を管理する基地局(アクセス装置)を管轄するサービス制御ノードが、かかる輻輳状態を回避するために、制御信号の破棄やサービス要求の受付拒否等の規制制御処理を行い、所定のサービスを提供できない状況が発生する可能性があるという問題点があった。
【0011】
例えば、従来の移動通信システムでは、イベントの開催等のために特定の地域に人が集中することにより発生する輻輳状態によって、当該特定の地域を管轄するサービス制御ノードや基地局において輻輳状態が発生する一方、周辺地域ではトラフィックが低下するため、当該周辺地域を管轄するサービス制御ノードや基地局においては、ある程度の余裕が生じていた。
【0012】
すなわち、従来の移動通信システムでは、ほとんど使われないようなサービス制御ノードや基地局がある一方で、突然イベント等によるトラフィック集中によって輻輳状態にあるサービス制御ノードや基地局がある等、ネットワーク使用率の時間的なばらつきが大きいという問題点があった。
【0013】
また、ユーザの動きが、ネットワーク使用率に対して大きな影響を与えることはよく知られており、これにより過疎地と過密地との間のサービス制御ノードや基地局の使用率にばらつきがあることも知られている。
【0014】
かかる問題を解決するために、従来の移動体通信システムは、各サービス制御ノードで処理する可能性のある最大処理量に基づいて設計する手法を採用しているため、設計コストが膨大になるという問題点があった。
【0015】
さらに、従来の移動体通信システムは、基地局や基地局に付随する装置群にて、認証処理やその他のサービス制御処理を行っているため、これらのサービス制御処理による負荷がネックになり、無線リソースに空きがあっても、ネットワークを利用できない場合があるという問題点があった。
【0016】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、サービス制御ノードとアクセス装置との関係を動的に変更することによって、サービス制御ノードの使用率を一定にして、輻輳状態の軽減及びサービス提供の継続を実現するための通信システム、通信方法、網構成管理ノード、サービス制御ノード及びアクセス装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の特徴は、アクセス装置と、前記アクセス装置を介してサービス要求を送信したユーザ端末に対して所定サービスを提供するサービス制御ノードと、網構成管理ノードとを具備する通信システムであって、前記網構成管理ノードが、前記サービス制御ノードの状態に応じて、前記アクセス装置と前記サービス制御ノードとの間の論理パスを制御することを要旨とする。
【0018】
本発明の第2の特徴は、アクセス装置が、ユーザ端末から送信されたサービス要求をサービス制御ノードに転送する工程と、前記サービス制御ノードが、前記サービス要求に応じて所定サービスを提供する工程と、網構成管理ノードが、前記サービス制御ノードの状態に応じて、前記アクセス装置と前記サービス制御ノードとの間の論理パスを制御する工程とを有する通信方法であることを要旨とする。
【0019】
かかる発明によれば、アクセス装置とサービス制御ノードとの間の固定的な関係を廃し、サービス制御ノードが管理するアクセス装置を自在に変更することができる。
【0020】
本発明の第3の特徴は、アクセス装置と、前記アクセス装置を介してサービス要求を送信したユーザ端末に対して所定サービスを提供するサービス制御ノードとを具備するネットワークの構成を管理する網構成管理ノードであって、前記サービス制御ノードの状態を収集するサービス制御ノード状態収集部と、収集した前記サービス制御ノードの状態に応じて、前記アクセス装置と前記サービス制御ノードとの間の論理パスを制御する論理パス制御部とを具備することを要旨とする。
【0021】
かかる発明によれば、サービス制御ノードの負荷や、アクセス装置の負荷や、サービス制御ノードとアクセス装置との間の転送ノードや信号網の負荷を考慮して、ネットワークにおいて最適な負荷分散を実現することができる。
【0022】
本発明の第4の特徴は、アクセス装置を介してサービス要求を送信したユーザ端末に対して所定サービスを提供するサービス制御ノードであって、前記アクセス装置から転送された前記サービス要求に応じて前記ユーザ端末についての認証処理を行い、前記アクセス装置に前記認証処理の結果を送信するサービス提供部を具備することを要旨とする。
【0023】
本発明の第4の特徴において、前記サービス制御ノードの状態を、網構成管理ノードに通知する状態通知部を具備することが好ましい。
【0024】
本発明の第4の特徴において、前記サービス提供部が、網構成管理ノードからの指示に応じて、他のサービス制御ノードに前記所定サービスの提供処理を移行させることが好ましい。
【0025】
本発明の第5の特徴は、有線又は無線を介してユーザ端末と接続されており、論理パスを介してサービス制御ノードに接続されているアクセス装置であって、前記ユーザ端末からの情報のうち、所定情報については認証処理を行うことなくサービス制御ノードに転送し、その他の情報については認証処理結果に基づいて前記サービス制御ノードに転送するか否かについて判断する判断部を具備することを要旨とする。
【0026】
かかる発明によれば、アクセス装置において、パケット転送制限処理等の最低限の処理のみを行い、サービス制御ノードにおいて、認証処理等その他のサービス制御処理を処理する。
【0027】
この結果、有限なリソースである無線リソースを提供するアクセス装置において、サービス制御ノードの状態に関係なく、無線リソースを最大限に生かすことが可能であり、また、地理的時間的に負荷が分散しやすい移動通信ネットワークにおいて、サービス制御ノードの能力を無駄なく利用することが可能となる。
【0028】
本発明の第5の特徴において、前記判断部が、前記ユーザ端末からのサービス要求については前記認証処理を行うことなく前記サービス制御ノードに転送し、前記ユーザ端末からのユーザデータについては、前記サービス制御ノードからの認証処理結果に応じて、前記サービス制御ノードに転送するか否かについて判断することが好ましい。
【0029】
【発明の実施の形態】
(本発明の一実施形態に係る通信システムの構成)
図1乃至図5を参照して、本発明の一実施形態における通信システムの構成について説明する。本実施形態に係る通信システムは、図1に示すように、網構成管理ノード10と、複数のサービス制御ノード30A乃至30Cと、複数のアクセス装置50D乃至50Gと、複数の転送ノード70A乃至70Hと、複数のユーザ端末90A乃至90Dとを具備している。
【0030】
複数のサービス制御ノード30A乃至30Cと複数のアクセス装置50D乃至50Gと網構成管理ノード10とは、それぞれ転送ノード70A乃至70Hによって、仮想的な制御信号網A及び仮想的な情報転送網Bを介して接続されている。なお、転送ノード70間のリンク上で論理パスを自由に構成することが可能であるため、図1では、制御信号網Aと情報転送網Bを区別しているが、両者は、物理的に分離していてもよいし、物理的に分離していなくてもよい。
【0031】
図2を参照して、網構成管理ノード10の構成について説明する。網構成管理ノード10は、複数のサービス制御ノード30A乃至30Cと複数のアクセス装置50D乃至50Gと複数の転送ノード70A乃至70Hとを具備するネットワークの構成を管理するように構成されている。
【0032】
すなわち、網構成管理ノード10は、サービス制御ノード30とアクセス装置50との間の制御関係を決定し、サービス制御ノード30とアクセス装置50との間を結ぶ論理パスを制御するように構成されている。
【0033】
網構成管理ノード10は、図2に示すように、蓄積部11と、適応制御判定部12と、サービス制御ノード管理部13と、信号網管理部14と、アクセス装置管理部15とによって構成されている。
【0034】
蓄積部11は、サービス制御情報蓄積部11aと、ネットワーク制御状態蓄積部11bと、ネットワーク状況蓄積部11cとを具備している。
【0035】
サービス制御情報蓄積部11aは、適応制御処理を実現するためのサービス制御情報を蓄積するものである。サービス制御情報蓄積部11aは、ノード機能配置制御部13bに対してサービス制御情報を提供するように構成されている。
【0036】
ネットワーク制御状態蓄積部11bは、各サービス制御ノード30や各アクセス装置50や各転送ノード70における適応制御処理結果を、ネットワーク制御状態として蓄積するものである。
【0037】
具体的には、ネットワーク制御状態蓄積部11bは、ノードリソース状況収集部13aとリンクリソース状況収集部14aとアクセス装置リソース状況収集部15aとを介して収集した適応制御処理結果を蓄積するように構成されている。
【0038】
ネットワーク状況蓄積部11cは、各サービス制御ノード30からのノードリソース状況や、各アクセス装置50からの装置リソース状況や、各転送ノード70からのリンクリソース状況を、ネットワーク状況として蓄積するものである。
【0039】
適応制御判定部12は、管理部11に蓄積されているネットワーク状況やネットワーク制御状態等を監視して、現在のネットワーク構成(ノードや装置の機能配置やパス構成)が所定条件を満たすか否かについて判定し、所定条件を満たすと判定した場合に、適応制御用シナリオを起動するように構成されている。
【0040】
かかる場合、適応制御判定部12は、当該適応制御用シナリオに準じて、サービス制御ノード管理部13のノード機能配置制御部13bと、信号網管理部14のパス構成制御部14bと、アクセス装置管理部15のアクセス装置機能配置制御部15bとに対して、適応制御用シナリオに係る所定の指令を行う。かかる所定の指令の具体例については、図7乃至図10を参照して後述する。
【0041】
サービス制御ノード管理部13は、ノードリソース状況収集部13aと、ノード機能配置制御部13bとを具備している。
【0042】
ノードリソース状況収集部13aは、転送ノード70を介して各サービス制御ノード30から報告されたノードリソース状況(サービス制御ノード30の状態)を収集して、収集したノードリソース状況をネットワーク状況蓄積部11cに転送するように構成されている。ここで、ノードリソース状況には、CPU使用率や制御信号量や処理ユーザ数等の負荷状況や、故障状況等が含まれる。
【0043】
また、ノードリソース状況収集部13aは、転送ノード70を介して各サービス制御ノード30から報告された適応制御処理結果を受信して、ネットワーク制御状態蓄積部11bに蓄積するように構成されている。
【0044】
ノード機能配置制御部13bは、適応制御判定部12からの指令に従って、サービス制御情報蓄積部11aから収集した情報に基づいて、各サービス制御ノード30に配置する機能を決定し、当該機能を実現するための制御信号(プログラム及びデータを含むサービス定義)を、転送ノード70を介して各サービス制御ノード30に転送する。
【0045】
信号網管理部14は、リンクリソース状況収集部14aと、パス構成制御部14bとを具備している。
【0046】
リンクリソース状況収集部14aは、各転送ノード70から報告されたリンクリソース状況を収集して、収集したリンクリソース状況をネットワーク状況蓄積部11cに転送するように構成されている。ここで、リンクリソース状況には、各リンクの負荷状況や故障状況等が含まれる。
【0047】
また、リンクリソース状況収集部14aは、各転送ノード70からの適応制御処理に係る論理パスの設定・変更結果を受信して、ネットワーク制御状態蓄積部11bに蓄積するように構成されている。
【0048】
パス構成制御部14bは、適応制御判定部12からの指令に従って、サービス制御情報蓄積部11aから収集した情報に基づいて、各転送ノード70間の論理パスの設定・変更作業を行う。
【0049】
アクセス装置管理部15は、アクセス装置リソース状況収集部15aと、アクセス装置機能配置制御部15bとを具備している。
【0050】
アクセス装置リソース状況収集部15aは、転送ノード70を介して各アクセス装置50から報告された装置リソース状況を収集して、収集した装置リソース状況をネットワーク状況蓄積部11cに転送するように構成されている。ここで、装置リソース状況には、CPU使用率や回線使用率等の負荷状況や、故障状況や、どのサービス制御ノード30配下に属しているのかを示す制御関係に係る情報等が含まれる。
【0051】
また、アクセス装置リソース状況収集部15aは、転送ノード70を介して各アクセス装置70から報告された適応制御処理結果を受信して、ネットワーク制御状態蓄積部11bに蓄積するように構成されている。
【0052】
アクセス装置機能配置制御部15bは、適応制御判定部12からの指令に従って、サービス制御情報蓄積部11aから収集した情報に基づいて、アクセス装置50による情報転送処理を実現するための制御信号を、転送ノード70を介して各アクセス装置50に送信するように構成されている。なお、かかる制御情報には、当該アクセス装置50がどのサービス制御ノード30配下に属するべきかを示す制御関係に係る情報が含まれている。
【0053】
図3を参照して、サービス制御ノード30の構成について説明する。サービス制御ノード30は、アクセス装置50を介してサービス要求を送信したユーザ端末90に対して所定サービスを提供するものである。
【0054】
図3に示すように、サービス制御ノード30は、ノード管理部31と、サービス提供部32とを具備している。ノード管理部31は、ノード機能設定部31aと、ノードリソース状況モニタ部31bとを具備している。
【0055】
ノード機能設定部31aは、転送ノード70を介して網構成管理ノード10から送信された制御信号(プログラム及びデータを含むサービス定義)に基づいて、ユーザ端末90に対して上述の所定サービスを提供するための機能プログラムをサービス提供部32に設定するように構成されている。
【0056】
また、ノード機能設定部31aは、サービス提供部32において提供可能なサービスの種類を一元的に管理している。なお、かかるサービスの種類は可変であり、サービス提供部32において提供可能なサービス用の制御信号(プログラム及びデータを含むサービス定義)のみが網構成管理ノード10からサービス制御ノード30に送信されるように構成されている。
【0057】
また、ノード機能設定部31aは、サービス提供部32における機能の設定結果を、転送ノード70を介して網構成管理ノード10に報告する。
【0058】
ノードリソース状況モニタ部31bは、サービス制御ノード30におけるノードリソース状況(サービス制御ノード30の状態)を監視して、転送ノード70を介して当該ノードリソース状況を網構成管理ノード10に報告するように構成されている。
【0059】
サービス提供部32は、ユーザ端末90からのサービス要求に応じて、所定サービスを提供するように構成されている。具体的には、サービス提供部32は、ノード機能設定部31aにより設定された機能プログラムを実行することよって、所定サービスを提供することができる。
【0060】
例えば、サービス提供部32は、アクセス装置50から転送されたサービス要求に応じてユーザ端末90についての認証処理を行い、アクセス装置50に認証処理の結果を送信することができる。また、サービス提供部32は、網構成管理ノード10からの指示に応じて、他のサービス制御ノード30に所定サービスの提供処理を移行させることができる。
【0061】
なお、サービス提供部32は、上述の機能プログラムを実行することが可能なハードウエア構成を具備しており、他のサービス制御ノード30や網構成管理ノード10から受信した制御信号(プログラム及びデータを含むサービス定義)に基づいて設定された機能プログラムを実行することによって所定サービスを提供することができる。その結果、サービス制御ノード30に、サービス内容毎の専用装置を設ける必要は無い。
【0062】
図4を参照して、アクセス装置50の構成について説明する。アクセス装置50は、有線又は無線を介してユーザ端末90と接続されており、論理パスを介してサービス制御ノード30に接続されている。
【0063】
アクセス装置50は、図4に示すように、端末情報管理部51と、情報転送実行部52とを具備している。端末情報管理部51は、端末情報設定部51aと、情報転送状況モニタ部51bとを具備している。
【0064】
端末情報設定部51aは、転送ノード70を介して網構成管理ノード10から送信された制御信号に応じて、情報転送実行部52による情報転送処理を実行するための情報を設定するものである。
【0065】
また、端末情報設定部51aは、当該アクセス装置50における情報の設定結果を、転送ノード70を介して網構成管理ノード10に報告する。
【0066】
装置リソース状況モニタ部51bは、アクセス装置50における装置リソース状況を監視して、転送ノード70を介して当該装置リソース状況を網構成管理ノード10に報告するように構成されている。具体的には、装置リソース状況モニタ部51bは、情報転送実行部52の負荷状態を監視することによって、回線使用率(無線リソース使用率や有線リソース使用率)を監視することができる。
【0067】
情報転送実行部52は、端末情報設定部51aにより設定された情報に基づいて、ユーザ端末90からの情報を、所定のサービス制御ノード30に転送するものである。
【0068】
具体的には、情報転送実行部52は、ユーザ端末90からの情報のうち、所定情報については認証処理を行うことなくサービス制御ノード30に転送し、その他の情報については認証処理結果に基づいてサービス制御ノード30に転送するか否かについて判断するように設定することができる。
【0069】
例えば、情報転送実行部52は、ユーザ端末90からのサービス要求(所定情報)については、認証処理を行うことなく、転送ノード70を介して所定のサービス制御ノード30に転送し、ユーザ端末90からのユーザデータ(その他の情報)については、当該所定のサービス制御ノード30からの認証処理結果に応じて、転送ノード70を介して所定のサービス制御ノード30に転送するか否かについて判断するように構成されていてもよい。
【0070】
なお、情報転送実行部52は、ユーザ端末90のMACアドレスやIPアドレス等に基づいてユーザ端末90についての認証処理を行い、ユーザ端末90毎に情報転送処理の方法を変更するように構成されていてもよい。
【0071】
また、アクセス装置50は、回線リソース(無線リソースや有線リソース)の不足時に、ネットワークに即時に組み込み可能な可搬型アクセス装置及び当該可搬型アクセス装置に付随する装置によって構成されていてもよい。
【0072】
図5を参照して、転送ノード70の構成について説明する。転送ノード70は、網構成管理ノード10と複数のサービス制御ノード30と複数のアクセス装置とを接続するネットワーク(制御信号網A及び情報転送網B)を構成するためのものである。
【0073】
転送ノード70は、図5に示すように、信号網管理部71と、情報転送実行部72とを具備している。信号網管理部71は、パス構成設定部71aと、リンクリソース状況モニタ部71bとを具備している。
【0074】
パス構成設定部71aは、制御信号網Aを介した網構成管理ノード10からの指示に応じて、情報転送実行部72において論理パスの設定・変更を行わせるように構成されている。
【0075】
また、パス構成設定部71aは、当該転送ノード70における論理パスの設定・変更結果を、情報転送実行部72及び制御信号網Aを介して網構成管理ノード10に報告する。
【0076】
リンクリソース状況モニタ部71bは、当該転送ノード70におけるリンクリソース状況を監視して、情報転送実行部72及び制御信号網Aを介して当該リンクリソース状況を網構成管理ノード10に報告するように構成されている。
【0077】
情報転送部72は、当該転送ノードが接続されているノード又は装置10、30、50と、制御信号網A又は情報転送網Bとの間で情報転送処理を実行するものである。
【0078】
具体的には、特定の転送ノード70に接続されている情報転送部72は、パス構成設定部71aからの指示に従って、他の転送ノードに接続されている情報転送部72との間に設けられているリンク上に論理パスを設定したり開放したりするように構成されている。
【0079】
ここで、情報は、ネットワーク内に張り巡らされた論理パスのうち、指定された論理パス上を転送されて終端する。なお、論理パスは、同一の転送ノード70同士の間で設定されているものであっても、その用途によって違う論理パスとして識別される。
【0080】
論理パスの例としては、ATM(Asynchronous Transfer Mode)技術におけるVC(Virtual Connection)/VP(Virtual Path)や、MPLS技術やGMPLS技術で実現されるラベルスイッチパスや、DWDM技術におけるλパスが含まれる。
【0081】
(本発明の一実施形態に係る通信システムの動作)
図6乃至図10を参照して、本実施形態に係る通信システムの動作について説明する。
【0082】
第1に、図6を参照して、本実施形態に係る通信システムにおいて、適用制御処理が起動していない時に、ネットワーク状況を収集する動作について説明する。
【0083】
ステップ601、603、604において、それぞれ、転送ノード70H、70A、70Dが、一定時間毎に、網構成管理ノード10に対して、単位時間あたりの転送情報量等のリンクリソース状況を報告する。
【0084】
また、ステップ602において、サービス制御ノード30Aが、一定時間毎に、網構成管理ノード10に対して、CPU使用率や制御信号量や処理ユーザ数等のノードリソース状況を報告する。
【0085】
また、ステップ605において、アクセス装置50Dが、一定時間毎に、網構成管理ノード10に対して、CPU使用率や回線使用率等の装置リソース状況を報告する。
【0086】
第2に、図7を参照して、本実施形態に係る通信システムにおいて、リンクの使用率の上昇に応じて論理パスを変更する動作について説明する。本実施形態では、転送ノード#1から転送ノード#4が直接接続されている経路Aを介する論理パスAを、転送ノード#1から転送ノード#2及び転送ノード#3を介して転送ノード#4に到達する経路Bを介する論理パスBに変更するものとする。
【0087】
ステップ701において、網構成管理ノード10が、複数の転送ノード#1乃至#4から、一定時間毎に、リンクリソース状況を収集する。
【0088】
ステップ702において、網構成管理ノード10は、収集したリンクリソース状況に応じて、経路Aを構成するリンク使用率が所定の閾値を超えると判断した場合、適応制御用シナリオを起動することによって、当該経路Aを介する論理パスAを、上述の経路Bを介する論理パスBに変更すべきであると判断する。
【0089】
ステップ703において、網構成管理ノード10は、経路Bの起点となる転送ノード#1に対して、当該経路Bの経由地を明示した「パス変更命令」を送信する。
【0090】
転送ノード#1は、ステップ704において、論理パスB用のリソースを予約可能か否か判断し、ステップ705において、予約不可である場合、その旨を示す「パス予約不可通知」を網構成管理ノード10に送信し、予約可能である場合、当該リソースの確保を命令する「パス予約命令」を、経路Bの次の経由地である転送ノード#2に送信する。
【0091】
転送ノード#2は、ステップ706において、論理パスB用のリソースを予約可能か否か判断し、ステップ707において、予約不可である場合、その旨を示す「パス予約不可通知」を網構成管理ノード10に送信し、予約可能である場合、当該リソースの確保を命令する「パス予約命令」を、経路Bの次の経由地である転送ノード#3に送信する。
【0092】
転送ノード#3は、ステップ708において、論理パスB用のリソースを予約可能か否か判断し、ステップ709において、予約不可である場合、その旨を示す「パス予約不可通知」を網構成管理ノード10に送信し、予約可能である場合、当該リソースの確保を命令する「パス予約命令」を、経路Bの次の経由地である転送ノード#4に送信する。
【0093】
転送ノード#4は、ステップ710において、論理パスB用のリソースを予約可能か否か判断し、予約不可である場合、ステップ711において、その旨を示す「パス予約不可通知」を網構成管理ノード10に送信する。一方、予約可能である場合、経路Bの終点である転送ノード#4は、ステップ712において、当該リソースを確保をすると共に、ステップ713において、その旨を示す「パス予約完了」を、経路Bの前の経由地である転送ノード#3に通知する。
【0094】
転送ノード#3は、ステップ714において、当該リソースを確保をすると共に、ステップ715において、その旨を示す「パス予約完了」を、経路Bの前の経由地である転送ノード#2に通知する。
【0095】
転送ノード#2は、ステップ716において、当該リソースを確保をすると共に、ステップ717において、その旨を示す「パス予約完了」を、経路Bの前の経由地である転送ノード#1に通知する。
【0096】
経路Bの起点である転送ノード#1は、ステップ718において、当該リソースを確保をすると共に、ステップ719において、論理パスの変更が完了したことを示す「パス変更命令完了」を、網構成管理ノード10に通知する。
【0097】
このように、網構成管理ノード10は、適応制御処理として、論理パスの変更を行うことによって、論理パスにおける輻輳の軽減や、故障による論理パスの途絶を避けようとする。
【0098】
第3に、図8を参照して、本実施形態に係る通信システムにおいて、サービス制御ノード30の状態(輻輳発生)の上昇に応じて論理パスを変更する動作について説明する。
【0099】
本実施形態では、サービス制御ノード30Aにおいて輻輳が発生したため、アクセス装置70Dとサービス制御ノード30Aとの間の論理パスAを、アクセス装置70Dとサービス制御ノード30Bとの間の論理パスBに変更するものとする。
【0100】
ステップ801において、アクセス装置70Dが、ユーザ端末90からのサービス要求をサービス制御ノード30Aに転送し、ステップ802において、サービス制御ノード30Aが、当該サービス要求に応じて所定のサービス制御処理を実行した後、サービス応答をアクセス装置70Dに返送している。
【0101】
また、ステップ803において、サービス制御ノード30Aは、一定時間毎に、ノードリソース状況を網構成管理ノード10に報告している。
【0102】
ステップ804において、網構成管理ノード10が、サービス制御ノード30AのCPU使用率が所定の閾値を超えると判断した場合、適応制御用シナリオを起動することによって、上述の論理パスAを、上述の論理パスBに変更すべきであると判断する。
【0103】
網構成管理ノード10は、ステップ805において、サービス制御ノード30A(移動元サービス制御ノード)に対して、所定サービスの提供処理を停止させるための「サービス移動送出要求」を送信すると共に、ステップ806において、サービス制御ノード30B(移動先サービス制御ノード)に対して、当該所定サービスの提供処理を開始させるための「サービス移動受入要求」を送信する。
【0104】
ステップ807において、サービス移動受入要求を受信したサービス制御ノード30Bは、当該所定サービスの提供処理の開始準備が完了した場合、サービス移動受入準備完了をサービス制御ノード30Aに対して送信する。
【0105】
ステップ808において、サービス移動送出要求及びサービス移動受入準備完了を受信したサービス制御ノード30Aは、当該所定サービスに係るサービス定義を、サービス制御ノード30Bに転送する。
【0106】
ステップ809において、サービス制御ノード30Bは、当該サービス定義の受信を完了した場合、サービス移動受入完了を、サービス制御ノード30A及び網構成管理ノード10に通知する。
【0107】
ステップ810において、サービス制御ノード30Aは、アクセス装置70Dに対して、配下に属するサービス制御ノードがサービス制御ノード30Bに変更された旨を示す「利用サービス制御ノード変更要求」を送信する。
【0108】
ステップ811において、利用サービス制御ノード変更要求を受信したアクセス装置70Dは、サービス制御ノード30Bとの間で論理パスを設定し、利用サービス制御ノード変更完了をサービス制御ノード30Bに通知する。
【0109】
ステップ812において、アクセス装置70Dが、ユーザ端末90からのサービス要求をサービス制御ノード30Bに転送し、ステップ813において、サービス制御ノード30Bが、当該サービス要求に応じて所定のサービス制御処理を実行した後、サービス応答をアクセス装置70Dに返送する。
【0110】
第4に、図9を参照して、本実施形態に係る通信システムにおいて、サービス制御ノード30の状態(故障発生)の上昇に応じて論理パスを変更する動作について説明する。
【0111】
本実施形態では、サービス制御ノード30Aにおいて故障が発生したため、アクセス装置70Dとサービス制御ノード30Aとの間の論理パスAを、アクセス装置70Dとサービス制御ノード30Bとの間の論理パスBに変更するものとする。
【0112】
ステップ901において、アクセス装置70Dが、ユーザ端末90からのサービス要求をサービス制御ノード30Aに転送し、ステップ902において、サービス制御ノード30Aが、当該サービス要求に応じて所定のサービス制御処理を実行した後、サービス応答をアクセス装置70Dに返送している。
【0113】
また、ステップ903において、サービス制御ノード30Aは、故障が発生した旨を示すノードリソース状況(故障通知)を網構成管理ノード10に報告する。
【0114】
ステップ904において、網構成管理ノード10が、サービス制御ノード30Aで故障が発生していると判断した場合、適応制御用シナリオを起動することによって、上述の論理パスAを、上述の論理パスBに変更すべきであると判断する。
【0115】
網構成管理ノード10は、ステップ905において、アクセス装置70Dに対して、サービス制御ノード30Aによる所定サービスの提供処理が停止している旨を通知すると共に、ステップ906において、サービス制御ノード30B(移動先サービス制御ノード)に対して、当該所定サービスの提供処理を開始させるための「サービス移動受入要求」を送信する。
【0116】
ステップ907において、サービス移動受入要求を受信したサービス制御ノード30Bは、当該所定サービスの提供処理の開始準備が完了した場合、サービス移動受入準備完了をサービス制御ノード30Aに対して送信する。
【0117】
ステップ908において、サービス移動受入準備完了を受信した網構成管理ノード10は、蓄積部11に蓄積している当該所定サービスに係るサービス定義を、サービス制御ノード30Bに転送する。
【0118】
ステップ909において、サービス制御ノード30Bは、当該サービス定義の受信を完了した場合、サービス移動受入完了を、網構成管理ノード10に通知する。
【0119】
ステップ910において、網構成管理ノード10は、アクセス装置70Dに対して、配下に属するサービス制御ノードがサービス制御ノード30Bに変更された旨を示す「利用サービス制御ノード変更要求」を送信する。
【0120】
ステップ911において、利用サービス制御ノード変更要求を受信したアクセス装置70Dは、サービス制御ノード30Bとの間で論理パスを設定し、利用サービス制御ノード変更完了を網構成管理ノード10に通知する。
【0121】
ステップ912において、網構成管理ノード10は、アクセス装置70Dに対して、当該所定サービスの提供処理が再開されたことを通知する。
【0122】
ステップ913において、アクセス装置70Dが、ユーザ端末90からのサービス要求をサービス制御ノード30Bに転送し、ステップ914において、サービス制御ノード30Bが、当該サービス要求に応じて所定のサービス制御処理を実行した後、サービス応答をアクセス装置70Dに返送する。
【0123】
なお、アクセス装置70Dは、ステップ905乃至ステップ912までの間に、ユーザ端末90から受信したサービス要求について、特定のサービス制御ノード30に送信することなく保留するものとする。
【0124】
第5に、図10を参照して、本実施形態に係る通信システムにおいて、サービス制御ノードにより認証処理が行われる動作について説明する。
【0125】
ステップ1001において、ユーザ端末90が、ユーザデータをアクセス装置50に送信する。
【0126】
ステップ1002において、アクセス装置50は、サービス制御ノード30によって、当該ユーザ端末90からのサービス要求についての認証処理が行われていないため、特定のサービス制御ノード30に当該ユーザデータを転送することなく廃棄する。
【0127】
ステップ1003において、ユーザ端末90が、サービス要求(特別なフォーマットを有する)をアクセス装置50に送信し、ステップ1004において、アクセス装置50が、当該サービス要求について認証処理を行うことなく所定のサービス制御ノード30に転送する。
【0128】
ステップ1005において、サービス制御ノード30が、ユーザ端末90からのサービス要求について認証処理を行う。
【0129】
認証結果が否定的である場合、ステップ1006において、サービス制御ノード30が、アクセス装置50に対して、その旨を示す「サービス拒絶通知」を送信し、ステップ1007において、アクセス装置50が、「サービス拒絶通知」をユーザ端末90に転送する。
【0130】
認証結果が肯定的である場合、ステップ1008において、サービス制御ノード30が、アクセス装置50に対して、その旨を示す「サービス許可通知」を送信し、ステップ1009において、アクセス装置50が、「サービス許可通知」をユーザ端末90に転送する。
【0131】
ステップ1010において、ユーザ端末90が、アクセス装置50に対してユーザデータを送信すると、ステップ1011において、サービス許可通知を既に受信しているアクセス装置50は、当該ユーザデータをサービス制御ノード30に転送し、ステップ1012において、サービス制御ノード30は、当該ユーザデータをネットワークに転送する。
【0132】
(本発明の一実施形態に係る通信システムの作用・効果)
本実施形態に係る通信システムによれば、アクセス装置50とサービス制御ノード30との間の固定的な関係(リンク接続関係)を廃し、サービス制御ノード30が管理するアクセス装置50を自在に変更することができる。
【0133】
本実施形態に係る通信システムによれば、サービス制御ノード30の負荷や、アクセス装置50の負荷や、サービス制御ノード30とアクセス装置50との間の転送ノード70や信号網A、Bの負荷を考慮して、ネットワークにおいて最適な負荷分散を実現することができる。
【0134】
本実施形態に係る通信システムによれば、アクセス装置50において、パケット転送制限処理等の最低限の処理のみを行い、サービス制御ノード30において、認証処理等その他のサービス制御処理を処理する。
【0135】
この結果、有限なリソースである無線リソースを提供するアクセス装置50において、サービス制御ノード30の状態に関係なく、無線リソースを最大限に生かすことが可能であり、また、地理的時間的に負荷が分散しやすい移動通信ネットワークにおいて、サービス制御ノード30の能力を無駄なく利用することが可能となる。
【0136】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、サービス制御ノードとアクセス装置との関係を動的に変更することによって、サービス制御ノードの使用率を一定にして、輻輳状態の軽減及びサービス提供の継続を実現するための通信システム、通信方法、網構成管理ノード、サービス制御ノード及びアクセス装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る通信システムの全体構成図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る通信システムの網構成管理ノードの機能ブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る通信システムのサービス制御ノードの機能ブロック図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る通信システムのアクセス装置の機能ブロック図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る通信システムの転送ノードの機能ブロック図である。
【図6】本発明の一実施形態に係る通信システムにおいて、ネットワーク状況を収集する動作を示すシーケンス図である。
【図7】本発明の一実施形態に係る通信システムにおいて、リンクの使用率の上昇に応じて論理パスを変更する動作を示すシーケンス図である。
【図8】本発明の一実施形態に係る通信システムにおいて、サービス制御ノードの状態(輻輳発生)の上昇に応じて論理パスを変更する動作を示すシーケンス図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る通信システムにおいて、サービス制御ノードの状態(故障発生)の上昇に応じて論理パスを変更する動作を示すシーケンス図である。
【図10】本発明の一実施形態に係る通信システムにおいて、サービス制御ノードにより認証処理が行われる動作を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
A…制御信号網
B…情報転送網
10…網構成管理ノード
11…蓄積部
11a…サービス制御情報蓄積部
11b…ネットワーク制御状態蓄積部
11c…ネットワーク状況蓄積部
12…適応制御判定部
13…サービス制御ノード管理部
13a…ノードリソース状況収集部
13b…ノード機能配置制御部
14…信号網管理部
14a…リンクリソース状況収集部
14b…パス構成制御部
15…アクセス装置管理部
15a…アクセス装置リソース状況収集部
15b…アクセス装置機能配置制御部
30…サービス制御ノード
31…ノード管理部
31a…ノード機能設定部
31b…ノードリソース状況モニタ部
32…サービス提供部
50…アクセス装置
51…端末情報管理部
51a…端末情報設定部
51b…装置リソース状況モニタ部
52、72…情報転送実行部
70…転送ノード
71…信号網管理部
71a…パス構成設定部
71b…リンクリソース状況モニタ部
90…ユーザ端末
Claims (8)
- アクセス装置と、前記アクセス装置を介してサービス要求を送信したユーザ端末に対して所定サービスを提供するサービス制御ノードと、網構成管理ノードとを具備する通信システムであって、
前記網構成管理ノードは、前記サービス制御ノードの状態に応じて、前記アクセス装置と前記サービス制御ノードとの間の論理パスを制御することを特徴とする通信システム。 - アクセス装置が、ユーザ端末から送信されたサービス要求をサービス制御ノードに転送する工程と、
前記サービス制御ノードが、前記サービス要求に応じて所定サービスを提供する工程と、
網構成管理ノードが、前記サービス制御ノードの状態に応じて、前記アクセス装置と前記サービス制御ノードとの間の論理パスを制御する工程とを有することを特徴とする通信方法。 - アクセス装置と、前記アクセス装置を介してサービス要求を送信したユーザ端末に対して所定サービスを提供するサービス制御ノードとを具備するネットワークの構成を管理する網構成管理ノードであって、
前記サービス制御ノードの状態を収集するサービス制御ノード状態収集部と、
収集した前記サービス制御ノードの状態に応じて、前記アクセス装置と前記サービス制御ノードとの間の論理パスを制御する論理パス制御部とを具備することを特徴とする網構成管理ノード。 - アクセス装置を介してサービス要求を送信したユーザ端末に対して所定サービスを提供するサービス制御ノードであって、
前記アクセス装置から転送された前記サービス要求に応じて前記ユーザ端末についての認証処理を行い、前記アクセス装置に前記認証処理の結果を送信するサービス提供部を具備することを特徴とするサービス制御ノード。 - 前記サービス制御ノードの状態を、網構成管理ノードに通知する状態通知部を具備することを特徴とする請求項4に記載のサービス制御ノード。
- 前記サービス提供部は、網構成管理ノードからの指示に応じて、他のサービス制御ノードに前記所定サービスの提供処理を移行させることを特徴とする請求項4に記載のサービス制御ノード。
- 有線又は無線を介してユーザ端末と接続されており、論理パスを介してサービス制御ノードに接続されているアクセス装置であって、
前記ユーザ端末からの情報のうち、所定情報については認証処理を行うことなくサービス制御ノードに転送し、その他の情報については認証処理結果に基づいて前記サービス制御ノードに転送するか否かについて判断する判断部を具備することを特徴とするアクセス装置。 - 前記判断部は、
前記ユーザ端末からのサービス要求については前記認証処理を行うことなく前記サービス制御ノードに転送し、
前記ユーザ端末からのユーザデータについては、前記サービス制御ノードからの認証処理結果に応じて、前記サービス制御ノードに転送するか否かについて判断することを特徴とする請求項7に記載のアクセス装置。
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