JP2006261978A

JP2006261978A - ゲートウェイ装置

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Publication number: JP2006261978A
Application number: JP2005075630A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Yamamoto; 敬治山本; Ayanori Kishino; 文徳岸野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2025-03-16
Also published as: JP4444144B2

Abstract

【課題】ＩＰ網を介してＰＩＡＦＳフレームを簡易に伝送できるようにし、これにより課金負担の軽減を図ったゲートウェイ装置を提供すること。
【解決手段】基地局ＣＳ１からの発信を受けると、まず、その接続先が回線交換接続であるか、ＩＰ通信接続であるかを発呼情報の中の番号情報から判定する。ＩＰ通信接続が可能であれば、ゲートウェイ装置１はＩＰ変換部１４との回線交換スイッチ接続を行い、ＩＰ変換部１４へ内部制御通信手段で接続したチャネル番号とともにＰＩＡＦＳプロトコルを用いたＩＰ通信の開始を指示する。その際、時分割多重バス１１０の指定チャネルのビットデータからＰＩＡＦＳフレームを検出し、ＩＰパケットにカプセル化してアクセスポイント９に送信する。
【選択図】図３

Description

本発明は回線交換網とＩＰ（Internet Protocol）網とを相互に接続するゲートウェイ装置に関し、特にＰＩＡＦＳプロトコルによるデータ通信を中継する装置に関する。

近年になり情報通信ニーズの増大や通信の自由化が進展するにつれ、音声およびデータ通信を含む情報通信サービスが多様化してきている。このような背景から通信サービス分野に新たに参入する事業者（キャリア）も増えてきており、キャリア間のサービス競争が盛んになってきている。新規のキャリアはＮＣＣ（New Common Carrier）と称され、ＶｏＩＰ（Voice over IP）などの技術を用いて様々なサービスを提供している。ＶｏＩＰとは音声信号をＩＰパケット化して伝送することにより音声系ネットワークとＩＰ網とを統合する技術である。

ＮＣＣは自らの加入者回線を持たないケースが多いため、加入者回線をすでに持つ特定のキャリアから必要な設備を既定の料金で借り受けることが多い。一方、多くのＮＣＣは自らの資金で自前のネットワーク（ＩＰ網であることが多い）を構築する。これに特定キャリアの回線交換網も加えて通信システムが形成され、一般ユーザへのサービスの提供にはこれらの設備が複合的に利用される。

この種の通信システムにおいてＮＣＣは、固定料金に加えてトラフィック量に応じた重量課金による回線レンタル料を特定キャリアに支払わなくてはならない。この負担は自前ネットワークを最大限に利用することにより削減できる。そこで、自前ネットワーク（以下ＩＰ網とする）とキャリア網とに交換機、あるいはゲートウェイ装置などを接続し、ユーザトラフィックを可能な限りＩＰ網に流すようにすることが考えられている
ところで、この種のシステムにＰＨＳ（Personal Handy-phone System）を組み合わせることが考えられている（例えば特許文献１を参照）。ＰＨＳにおけるデータ通信方式にはＰＩＡＦＳ（PHS internet access forum standard）プロトコルを用いた回線交換接続による方式と、パケット方式による通信方式とがある。このうちＰＩＡＦＳプロトコルを用いる方式では、移動端末側からの発信により回線交換ネットワークを介してアクセスサーバ（ＡＳ）、または加入者端末までの通信路を形成する。そして、この通信路上で移動端末、アクセスサーバ、または加入者端末間での上位プロトコルのデータをＰＩＡＦＳプロトコルにより授受することでデータ通信が実現される。しかしながら回線交換ネットワークを用いている限り、回線借用による課金からＮＣＣは逃れることができない。
特開２００３−２４４２４８号公報

ＰＨＳのデータ通信においてもＩＰ網を利用することができれば、ＮＣＣ、ひいてはユーザへの課金負担を軽減することができる。しかしながらその前提としてＰＩＡＦＳプロトコルをＩＰ化することが必要であり、そのためにはＰＩＡＦＳプロトコルを終端する必要がある。ゲートウェイ装置にＰＩＡＦＳプロトコル終端機能を実装することができればよいが、これはゲートウェイ装置に既存のアクセスサーバの機能を併せ持たせることに相当するために多大な費用と労力とが必要になる。たとえこれが実現したとしても、ゲートウェイ装置と対向するアクセスポイントとの間で上位プロトコルのデータを送受するための通信プロトコルが必要になるため、現実的ではない。
本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、ＩＰ網を介してＰＩＡＦＳフレームを簡易に伝送できるようにし、これにより課金負担の軽減を図ったゲートウェイ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の一態様によれば、ＰＨＳ（Personal Handy-Phone System）無線基地局を含む加入者網と、アクセスポイントを備えＩＰ（Internet Protocol）パケットを伝送するＩＰ網と、回線交換網とに接続されるゲートウェイ装置であって、デジタル信号を時分割多重バスを介して回線交換する交換部と、この交換部に前記時分割多重バスを介して接続され、前記デジタル信号と前記ＩＰパケットとのインタフェース処理を行うＩＰ変換部と、前記加入者網からの呼接続要求を受けた場合に、発信情報に含まれる着信先情報に基づいて前記呼接続要求の接続先を前記回線交換網または前記ＩＰ網のいずれかに判定する判定手段とを具備し、前記ＩＰ変換部は、前記判定手段により前記呼接続要求の接続先を前記ＩＰ網と判定された場合に、前記時分割多重バスからのデジタル信号からＰＩＡＦＳ（PHS Internet Access Forum Standard）フレームを検出するＰＩＡＦＳフレーム検出部と、このＰＩＡＦＳフレーム検出部により検出されたＰＩＡＦＳフレームをＩＰカプセル化するＩＰカプセル化手段と、このＩＰカプセル化されたＰＩＡＦＳフレームを前記アクセスポイントとの間で授受する通信手段とを具備することを特徴とするゲートウェイ装置が提供される。

上記構成では、無線基地局からの発呼要求を受けると、判定手段によりＩＰ網を利用した接続が可能か否かが発呼情報に基づいて判断され、ＩＰ網を利用することが不可であれば、従来通り回線交換接続が実施される。ＩＰ網による接続が可能であれば、ＩＰ変換部と加入者インタフェース部とのチャネル接続が行われ、ＩＰ変換部にＰＩＡＦＳ通信開始情報をチャネル情報とともに送出する。ＰＩＡＦＳ通信開始を受けたＩＰ変換部は、チャネル情報を付加してアクセスポイントに接続する。その後、指定チャネルから入力されるＰＩＡＦＳのフレームをＰＩＡＦＳフレーム検出部により検出し、このＰＩＡＦＳフレームにチャネル情報を付加してＩＰパケットにカプセル化し、アクセスポイントに送出する。逆の経路では、ＩＰ変換部はアクセスポイントから送信されたＩＰパケットからＰＩＡＦＳフレームとチャネル情報を抽出し、チャネル情報に従ってＰＩＡＦＳフレームを時分割多重バスに送出する。これらの動作により、ＰＩＡＦＳのフレームをＩＰ網上で伝送し、アクセスポイントと移動端末間のＰＩＡＦＳプロトコル部でのプロトコル終端を、回線交換方式と同様に行うことが可能になる。

本発明によれば、ＩＰ網を介してＰＩＡＦＳフレームを簡易に伝送できるようになり、これにより課金負担の軽減を図ったゲートウェイ装置を提供することができる。

［システム構成］
図１は、本発明に係わるゲートウェイ装置が用いられる通信システムの実施の形態を示すシステム図である。図１において加入者網ＳＮの複数の加入者回線１１４は、まずゲートウェイ装置１に収容される。ゲートウェイ装置１はＩＰ網ＤＮに接続される。ＩＰ網ＤＮはパケット通信網であり、ＮＣＣの独自網などとして形成される。ＩＰ網ＤＮにはアクセスポイント（ＡＰ）９が備えられ、このアクセスポイント９はルータ１０を介してインターネットに接続される。ルータ１０にはアクセスサーバ（ＡＳ）８が接続され、このアクセスサーバ８は回線交換網などに接続される。さらに、ＩＰ網ＤＮには、ネットワーク管理装置ＭＥが設けられる。ネットワーク管理装置ＭＥはＩＰ網ＤＮを介してゲートウェイ装置１と情報を授受し、主にゲートウェイ装置１の運用状態を管理する。

加入者網ＳＮには、加入者端末５、移動電話システムの基地局ＣＳ１、および無線端末ＰＳ１などが属する。移動電話システムがＰＨＳであれば、無線端末ＰＳ１はＰＩＡＦＳ通信を実施できるものとする。加入者端末５および基地局ＣＳ１は加入者回線１１４を介してゲートウェイ装置１に接続される。加入者回線１１４は複数の加入者端末５や無線端末ＰＳ１ごとに割り当てられるアクセス回線である。

ゲートウェイ装置１は、加入者網ＳＮから発せられた信号（音声データや映像、画像データなどのディジタルデータ信号）をＩＰ網ＤＮに送出する。またゲートウェイ装置１は、ＩＰ網ＤＮからの加入者網ＳＮ内の端末に宛てた信号を加入者網ＳＮ内に送出し、当該端末に着信させる。これにより、ＩＰ網ＤＮに属する加入者端末７と、加入者端末５および無線端末ＰＳ１との間に双方向の通信経路を任意に設定することができる。

図２は、既存の音声通信システムを示すシステム図である。図２において加入者網ＳＮの加入者端末５は、回線交換網ＸＮの交換機３に加入者回線１１４を介して収容される。交換機３は回線交換網ＸＮに属する設備である。なお図１のシステムと図２のシステムとを組み合わせる場合、ゲートウェイ装置１は交換機３よりも加入者端末側に設けられる。よって加入者網ＳＮと回線交換網ＸＮとの網間接続点は、ゲートウェイ装置１と交換機３との間の接続箇所となる。すなわちゲートウェイ装置１は、加入者網ＳＮと回線交換網ＸＮとの網間接続点よりも加入者網ＳＮ側に配置される。

［第１の実施形態］
図３は、図１のゲートウェイ装置１の第１の実施形態を示すブロック図である。図３のゲートウェイ装置１は、加入者網ＳＮに接続される加入者回線インタフェース１１と、加入者回線インタフェース１２と、交換部１００と、ＩＰ変換部１４と、集線部１８とを備える。

図３において、加入者回線インタフェース１１は加入者回線１１４を介して加入者端末や無線基地局を収容し、ＩＳＤＮの交換局側インタフェースを提供する。加入者回線インタフェース１２はＩＳＤＮの端末側インタフェースを提供する。交換部１００は加入者回線インタフェース１２、ＩＰ網ＤＮ、および加入者網ＳＮとの間で形成される複数の通信経路を交換接続し、各網に属する端末装置間に通信リンクを形成する。

交換部１００は回線交換スイッチ１３、および制御部１６を備える。回線交換スイッチ１３は時分割多重バス１１０を介して伝送される時分割多重信号フレームのタイムスロットを入れ換えることにより、回線交換を実施する。制御部１６は交換部１００および、ゲートウェイ装置１に係わる各種動作制御を実行する。

ＩＰ変換部１４は交換部１００とＩＰ網ＤＮとの間に設けられ、回線交換スイッチ１３とＩＰ網ＤＮとの間でのプロトコルを変換する。すなわちＩＰ変換部１４は回線交換スイッチ１３から時分割多重バス１１０を介して与えられた時分割多重信号をＩＰパケットに変換する。なお、そのまま定期的に時分割多重信号をＩＰパケット化する場合と、ＰＩＡＦＳフレームの抽出を行ってＩＰパケット化する場合と、ＰＩＡＦＳプロトコルを終端してそのデータのみをＩＰパケット化する場合とがある。このＩＰパケットはパケットスイッチなどにより宛先ＩＰアドレスに従ってルーティングされたのちＩＰ網ＤＮに送出される。またＩＰ変換部１４は、ＩＰ網ＤＮから入力されるＩＰパケットを、回線交換スイッチ１３とのインタフェースに適した時分割多重信号に変換する。
特にＩＰ変換部１４は、図３のゲートウェイ装置１に着脱可能に設けられるハードウェア基板上に、その機能が実装される。その基板の有無は制御部１６により検出され、基板装置の検出に応じてＩＰ変換部１４の制御に係わるソフトウェアがロードされる。

集線部１８は、加入者回線インタフェース１１，１２、交換部１００、ＩＰ変換部１４から延伸される内部バス１９を集線し、交換部１００の制御部１６と各部との間での各種の制御信号（呼制御信号など）の授受を仲立ちする。

なお、図３において加入者回線インタフェース１１に収容される加入者回線１１４の回線収容数と、加入者回線インタフェース１２に収容される加入者回線１１５の回線収容数、すなわち通信容量とは同数とする。または、加入者回線インタフェース１１に収容される加入者回線１１４の回線収容数と、加入者回線インタフェース１２に収容される加入者回線１１５の回線収容数よりも多くする。このようにするとシステムの設計上有利である。

制御部１６は、回線交換スイッチ１３を制御して交換接続を実現する回線交換接続処理部１６１と、基地局ＣＳ１からの発呼情報に従ってその接続先をＩＰ網ＤＮまたは加入者回線インタフェース１２（回線交換網）のいずれかに判定する接続先判定処理部１６２と、ＩＰ変換部１４、加入者回線インタフェース部１１，１２との制御メッセージの通信を行う内部制御通信処理部１６３とを備える。

ＩＰ変換部１４は、時分割多重バス１９から入力されるビットデータからＰＩＡＦＳの８０バイトフレームを検出するＰＩＡＦＳフレーム検出部１４１と、抽出したＰＩＡＦＳフレームをアクセスポイント（ＡＰ）間通信プロトコルインタフェースに従ってＩＰパケットへのカプセル化を行うＩＰカプセル化処理部１４２と、アクセスポイント間で規定してＡＰ通信プロトコルに従って通信の接続、切断、データ送受信を行うＡＰ通信処理部１４３と、制御部１６との制御メッセージの通信を行う内部制御通信処理部１４４とが備えられる。

上記した構成において、基地局ＣＳ１からの発信を受けたゲートウェイ装置１は、接続先判定処理部１６２により接続先が回線交換接続か、ＩＰ通信接続かの判定を発呼情報の中の番号情報から判定する。ＩＰ通信接続の場合は、ゲートウェイ装置１はＩＰ変換部１４との回線交換スイッチ接続を行い、ＩＰ変換部１４へ内部制御通信手段で接続したチャネル番号とともにＰＩＡＦＳプロトコルを用いたＩＰ通信の開始を指示する。

ＩＰ通信開始の指示を受信したＩＰ変換部１４は、指定されたチャネルとＰＩＡＦＳフレーム検出部１４１を接続し、ＡＰ通信手段でアクセスポイントとの間でチャネル番号をキーとする通信接続を行う。ＰＩＡＦＳフレーム検出部１４１は時分割多重バス１１０の指定チャネルから入力されてくる６４ＫｂｐｓのビットデータからＰＩＡＦＳフレームを検出し、１フレーム単位でＩＰカプセル化処理部１４２に渡す。

ＩＰカプセル化処理部１４２は、図４のようなデータ構成に示すＡＰ通信プロトコルのインタフェースフォーマットに従ってＩＰパケットへのカプセル化を行う。図４はＰＩＡＦＳフレームがカプセル化されたデータ構成の一例を示すもので、このカプセル化されたＰＩＡＦＳフレームはＡＰ通信処理部１４３に渡される。ＡＰ通信処理部１４３はＩＰカプセル化されたＰＩＡＦＳフレームをＡＰ通信プロトコルに従ってアクセスポイント９に送信する。アクセスポイント９はＡＰ通信プロトコルで送受信されるＰＩＡＦＳフレームをＰＩＡＦＳプロトコルのもとで終端し、ＰＩＡＦＳによるデータ通信を実現する。アクセスポイント９からの下りデータ受信時は逆の順番に従って、ＰＩＡＦＳフレームをＩＰパケットから抽出し、回線交換スイッチ１３の指定チャネルへ送出する。

以上のようにこの実施形態では、基地局ＣＳ１からの発信を受けると、まず、その接続先が回線交換接続であるか、ＩＰ通信接続であるかを発呼情報の中の番号情報から判定する。ＩＰ通信接続が可能であれば、ゲートウェイ装置１はＩＰ変換部１４との回線交換スイッチ接続を行い、ＩＰ変換部１４へ内部制御通信手段で接続したチャネル番号とともにＰＩＡＦＳプロトコルを用いたＩＰ通信の開始を指示する。その際、時分割多重バス１１０の指定チャネルのビットデータからＰＩＡＦＳフレームを検出し、ＩＰパケットにカプセル化してアクセスポイント９に送信するようにしている。このようにしたので、ＰＩＡＦＳプロトコルで通信されるデータ通信をＩＰ網上で実現することができるようになり、よって既設網の使用料金を削減して顧客への柔軟なサービスを提供することが可能になる。

［第２の実施形態］
図５は、図１のゲートウェイ装置１の第２の実施形態を示すブロック図である。なお図５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５において、加入者回線インタフェース部１１は、ＰＩＡＦＳフレーム検出部１１１と、内部通信処理部１１２とを備える。特に内部通信処理部１１２は、制御部１６およびＩＰ変換部１４との間で、制御メッセージおよびＰＩＡＦＳフレームデータを送受信する。すなわち図５のゲートウェイ装置１は、ＰＩＡＦＳフレーム検出部１４１の機能をＩＰ変換部１４から加入者回線インタフェース部１１に実装したものとなっている。

この構成によれば、基地局ＣＳ１からの発信を受けたゲートウェイ装置１は、接続先判定処理部１６２により接続先が回線交換接続か、ＩＰ通信接続かの判定を発呼情報の中の番号情報から判定する。ＩＰ通信接続の場合は、ゲートウェイ装置１は加入者回線インタフェース部１１とＩＰ変換部１４にチャネル番号とともにＰＩＡＦＳプロトコルを用いたＩＰ通信の開始を指示する。ＩＰ通信開始の指示を受信した加入者回線インタフェース部１１は、指定されたチャネルとＰＩＡＦＳフレーム検出部１１１とを接続し、ＰＩＡＦＳフレームの検出を開始し検出したＰＩＡＦＳフレームデータをチャネル番号とともにＩＰ変換部１４に送信する。

同様にＩＰ通信開始の指示を受信したＩＰ変換部１４は、ＡＰ通信処理部１４３によりアクセスポイントとの間でチャネル番号をキーとする通信接続を行い、ＰＩＡＦＳフレーム検出部１１１から送られてくるＰＩＡＦＳフレームデータをＩＰカプセル化処理部１４２に渡す。ＩＰカプセル化処理部１４２は、図４に示すようなデータ構成のＡＰ通信プロトコルのインタフェースフォーマットに従ってＩＰパケットへのカプセル化を行い、ＡＰ通信処理部１４３へ渡す。ＡＰ通信処理部１４３はＩＰカプセル化されたＰＩＡＦＳフレームをＡＰ通信プロトコルに従ってアクセスポイント９に送信する。アクセスポイント９はＡＰ通信プロトコルで送受信されるＰＩＡＦＳフレームをＰＩＡＦＳプロトコルのもとで終端し、ＰＩＡＦＳによるデータ通信を実現する。アクセスポイント９からの下りデータ受信時は逆の順番に従って、ＰＩＡＦＳフレームをＩＰパケットから抽出し、指定チャネルの加入者回線インタフェース部１１へＰＩＡＦＳフレームデータを送信する。加入者回線インタフェース部１１は、指定チャネルへビットデータとして送出することでＰＩＡＦＳによるデータ通信を実現する。

［第３の実施形態］
図６は、図１のゲートウェイ装置１の第３の実施形態を示すブロック図である。なお図６において図３、図５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６において、ＩＰ変換部１４には、時分割多重バス１１０から入力されるビットデータを定期的に抽出するビットデータ検出部１４５が設けられる。またＩＰカプセル化処理部１４２は、ビットデータ検出部１４５により抽出されたビットデータをＡＰ間通信プロトコルインタフェースに従ってＩＰパケットにカプセル化する。

上記構成においては、基地局ＣＳ１からの発信を受けたゲートウェイ装置１は、接続先判定処理部１６２により接続先が回線交換接続か、ＩＰ通信接続かの判定を発呼情報の中の番号情報から判定する。ＩＰ通信接続の場合は、ゲートウェイ装置１はＩＰ変換部１４との回線交換スイッチ接続を行い、ＩＰ変換部１４へ内部制御通信処理部１４４で接続したチャネル番号とともに一定間隔でのデータ送受信を用いたＩＰ通信の開始を指示する。

ＩＰ通信開始の指示を受信したＩＰ変換部１４は、ビットデータ検出部１４６に指定されたチャネルを接続し、ＡＰ通信処理部１４３でアクセスポイントとの間でチャネル番号をキーとする通信接続を行う。ビットデータ検出部１４１は時分割多重バス１１０の指定チャネルから入力されてくる６４Ｋｂｐｓのビットデータを定期的に一定サイズで切り出し、１フレーム単位でＩＰカプセル化処理部１４２に渡す。ＩＰカプセル化処理部１４２は図７のデータ構成に示すＡＰ通信プロトコルのインタフェースフォーマットに従ってビットデータをＩＰパケットにカプセル化し、ＡＰ通信処理部１４３に渡す。図７は切り出されたビットデータがカプセル化されたデータ構成の一例を示すもので、このカプセル化されたＰＩＡＦＳフレームはＡＰ通信処理部１４３に渡される。ＡＰ通信処理部１４３はＩＰカプセル化されたビットデータをＡＰ通信プロトコルに従ってＩＰ網ＤＮに送出する。アクセスポイント９からの下りデータ受信時は逆の順番に従って、ビットデータをＩＰパケットから抽出し、回線交換スイッチ１３の指定チャネルへ一定間隔で送出する。アクセスポイント９はＡＰ通信プロトコルで送受信されるビットデータからＰＩＡＦＳフレームを抽出し、ＰＩＡＦＳプロトコルを終端することで、ＰＩＡＦＳによるデータ通信を実現することが可能になる。

［第４の実施形態］
図８は、図１のゲートウェイ装置１の第４の実施形態を示すブロック図である。なお図６において図３、図５、図６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８において、ＩＰ変換部１４は、基地局ＣＳ１との間でＰＩＡＦＳプロトコルによる通信を実現し、データ部のみを抽出するＰＩＡＦＳプロトコル終端部１４６を備える。またＩＰカプセル化処理部１４２は、ＰＩＡＦＳプロトコル終端部１４６により抽出されたＰＩＡＦＳデータをＡＰ間通信プロトコルインタフェースに従ってＩＰパケットにカプセル化する。

上記構成においては、基地局ＣＳ１からの発信を受けたゲートウェイ装置１は、この発信の接続先が回線交換接続であるか、ＩＰ通信接続であるかを、発呼情報の中の番号情報に基づいて接続先判定処理部１６２により判定する。ＩＰ通信接続の場合は、制御部１６はＩＰ変換部１４との回線交換スイッチ接続を行い、ＩＰ変換部１４へ内部制御通信処理部１６３で接続したチャネル番号とともにＰＩＡＦＳプロトコルを用いたＩＰ通信の開始を指示する。

ＩＰ通信開始の指示を受信したＩＰ変換部１４は、ＰＩＡＦＳプロトコル終端部１４５に指定されたチャネルを接続し、ＡＰ通信処理部１４３はアクセスポイント９との間でチャネル番号をキーとする通信接続を行う。ＰＩＡＦＳプロトコル終端部１４５は時分割多重バス１１０の指定チャネルから入力されてくる６４ＫｂｐｓのビットデータからＰＩＡＦＳフレームの検出を行うとともに、ＰＩＡＦＳプロトコルを終端して上位プロトコルに渡す必要のあるデータのみをユーザデータとして抽出する。抽出されたユーザデータは１データ単位でＩＰカプセル化処理部１４２に渡される。

ＩＰカプセル化処理部１４２は図９のデータ構成に示すＡＰ通信プロトコルのインタフェースフォーマットに従ってユーザデータをＩＰパケットにカプセル化する。図９はＰＩＡＦＳのデータ部をカプセル化したフレームフォーマットの一例を示し、このフレームはＡＰ通信処理部１４３に渡される。ＡＰ通信処理部１４３はＩＰカプセル化されたＰＩＡＦＳフレームをＡＰ通信プロトコルに従ってアクセスポイント９に送信する。アクセスポイント９からの下りデータ受信時は逆の順番に従ってユーザデータ部をＩＰパケットから抽出し、ＰＩＡＦＳプロトコル終端部１４６により基地局ＣＳ１へ送信する。アクセスポイント９はＡＰ通信プロトコルで送受信されるデータを上位プロトコルであるＰＰＰプロトコル間で送受信し、ＰＩＡＦＳによるデータ通信を実現する。

以上述べたように上記各実施形態によれば、ＰＩＡＦＳプロトコルを終端することなく、アクセスポイントとの間で簡易な通信プロトコルを用いてＰＩＡＦＳフレームを送受信しＰＩＡＦＳプロトコルを用いたデータ通信を行うことができるようになる。また、ＩＰ網の通信状況により通信のリアルタイム性が確保できない場合は、ＰＩＡＦＳプロトコルをゲートウェイ側で終端し、アクセスポイントとの間で上位プロトコルのデータのみ通信を行うことで、ＩＰ網の状況に応じたデータ通信を実現することができるようになる。また、ＩＰ網が十分な応答速度が得られる場合は、ＰＩＡＦＳのフレームをゲートウェイで検出することなく、ビットデータを定期タイミングでＩＰパケット化してアクセスポイント間で送受信することで、ＩＰ網を用いたデータ通信を実現できるようになる。これにより、通信経路をより自由に設定できるようになり、対障害に強い通信システムを構成することが可能となる。また、費用の安いＩＰ網へトラヒックを割り振ることで、経済性を高め、トラヒック需要に柔軟にかつ経済的に対応することの可能な通信システムを提供することができる。以上のことから、ＩＰ網を介してＰＩＡＦＳフレームを簡易に伝送できるようになり、これにより課金負担の軽減を図ったゲートウェイ装置を提供することが可能となる。

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。例えば図８において、ＰＩＡＦＳプロトコル終端部１４６は加入者回線インタフェース部１１に設けることも可能である。さらに本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明に係わるゲートウェイ装置が用いられる通信システムの実施の形態を示すシステム図。既存の音声通信システムを示すシステム図。図１のゲートウェイ装置１の第１の実施形態を示すブロック図。ＡＰ通信プロトコルのインタフェースフォーマットの一例を示す図。図１のゲートウェイ装置１の第２の実施形態を示すブロック図。図１のゲートウェイ装置１の第３の実施形態を示すブロック図。ＡＰ通信プロトコルのインタフェースフォーマットの他の例を示す図。図１のゲートウェイ装置１の第４の実施形態を示すブロック図。ＡＰ通信プロトコルのインタフェースフォーマットの他の例を示す図。

符号の説明

１…ゲートウェイ装置、５…加入者端末、７…加入者端末、８…アクセスサーバ、９…アクセスポイント、１０…ルータ、１１４…加入者回線、ＣＳ１…基地局、ＤＮ…ＩＰ網、ＭＥ…ネットワーク管理装置、ＰＳ１…無線端末、ＳＮ…加入者網、ＸＮ…回線交換網、１１…加入者回線インタフェース、１２…加入者回線インタフェース、１００…交換部、１４…ＩＰ変換部、１８…集線部、１１０…時分割多重バス、１９…内部バス、１３…回線交換スイッチ、１６…制御部、１６１…回線交換接続処理部、１６２…接続先判定処理部、１６３…内部制御通信処理部、１４１，１１１…ＰＩＡＦＳフレーム検出部、１４２…ＩＰカプセル化処理部、１４３…ＡＰ通信処理部、１４４…内部制御通信処理部、１４５…ビットデータ検出部、１４６…ＰＩＡＦＳプロトコル終端部

Claims

ＰＨＳ（Personal Handy-Phone System）無線基地局を含む加入者網と、アクセスポイントを備えＩＰ（Internet Protocol）パケットを伝送するＩＰ網と、回線交換網とに接続されるゲートウェイ装置であって、
デジタル信号を時分割多重バスを介して回線交換する交換部と、
この交換部に前記時分割多重バスを介して接続され、前記デジタル信号と前記ＩＰパケットとのインタフェース処理を行うＩＰ変換部と、
前記加入者網からの呼接続要求を受けた場合に、発信情報に含まれる着信先情報に基づいて前記呼接続要求の接続先を前記回線交換網または前記ＩＰ網のいずれかに判定する判定手段とを具備し、
前記ＩＰ変換部は、
前記判定手段により前記呼接続要求の接続先を前記ＩＰ網と判定された場合に、前記時分割多重バスからのデジタル信号からＰＩＡＦＳ（PHS Internet Access Forum Standard）フレームを検出するＰＩＡＦＳフレーム検出部と、
このＰＩＡＦＳフレーム検出部により検出されたＰＩＡＦＳフレームをＩＰカプセル化するＩＰカプセル化手段と、
このＩＰカプセル化されたＰＩＡＦＳフレームを前記アクセスポイントとの間で授受する通信手段とを具備することを特徴とするゲートウェイ装置。
ＰＨＳ（Personal Handy-Phone System）無線基地局を含む加入者網と、アクセスポイントを備えＩＰ（Internet Protocol）パケットを伝送するＩＰ網と、回線交換網とに接続されるゲートウェイ装置であって、
デジタル信号を時分割多重バスを介して回線交換する交換部と、
この交換部に前記時分割多重バスを介して接続され、前記デジタル信号と前記ＩＰパケットとのインタフェース処理を行うＩＰ変換部と、
加入者回線を介して前記加入者網に接続される加入者インタフェース部と、
前記加入者網からの呼接続要求を受けた場合に、発信情報に含まれる着信先情報に基づいて前記呼接続要求の接続先を前記回線交換網または前記ＩＰ網のいずれかに判定する判定手段とを具備し、
前記加入者インタフェース部は、
前記判定手段により前記呼接続要求の接続先を前記ＩＰ網と判定された場合に、前記加入者回線からのデジタル信号からＰＩＡＦＳ（PHS Internet Access Forum Standard）フレームを検出するＰＩＡＦＳフレーム検出部を備え、
前記ＩＰ変換部は、
前記ＰＩＡＦＳフレーム検出部により検出されたＰＩＡＦＳフレームをＩＰカプセル化するＩＰカプセル化手段と、
このＩＰカプセル化されたＰＩＡＦＳフレームを前記アクセスポイントとの間で授受する通信手段とを具備することを特徴とするゲートウェイ装置。
ＰＨＳ（Personal Handy-Phone System）無線基地局を含む加入者網と、アクセスポイントを備えＩＰ（Internet Protocol）パケットを伝送するＩＰ網と、回線交換網とに接続されるゲートウェイ装置であって、
時分割多重されたデジタル信号を回線交換する交換部と、
この交換部に時分割多重バスを介して接続され、前記デジタル信号と前記ＩＰパケットとのインタフェース処理を行うＩＰ変換部とを具備し、
デジタル信号を時分割多重バスを介して回線交換する交換部と、
この交換部に前記時分割多重バスを介して接続され、前記デジタル信号と前記ＩＰパケットとのインタフェース処理を行うＩＰ変換部と、
前記加入者網からの呼接続要求を受けた場合に、発信情報に含まれる着信先情報に基づいて前記呼接続要求の接続先を前記回線交換網または前記ＩＰ網のいずれかに判定する判定手段とを具備し、
前記ＩＰ変換部は、
前記判定手段により前記呼接続要求の接続先を前記ＩＰ網と判定された場合に、ＰＩＡＦＳ（PHS Internet Access Forum Standard）プロトコルを終端してデジタルデータを抽出するＰＩＡＦＳプロトコル終端部と、
このＰＩＡＦＳプロトコル終端部により抽出されたデジタルデータをＩＰカプセル化するＩＰカプセル化手段と、
このＩＰカプセル化されたＰＩＡＦＳフレームを前記アクセスポイントとの間で授受する通信手段とを具備することを特徴とするゲートウェイ装置。
前記通信手段は、ＴＣＰ／ＩＰまたはＵＤＰ／ＩＰを用いて前記アクセスポイントとの通信をチャネル番号をキーとして確立することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のゲートウェイ装置。
ＰＨＳ（Personal Handy-Phone System）無線基地局を含む加入者網と、アクセスポイントを備えＩＰ（Internet Protocol）パケットを伝送するＩＰ網と、回線交換網とに接続されるゲートウェイ装置であって、
回線交換処理を行う交換部と、
デジタル信号をＩＰパケット化するＩＰ変換部とを具備し、
前記交換部は、
前記加入者網と前記公衆網との間の回線交換接続をおよび前記加入者網とＩＰ変換部の接続を実現する回線交換接続手段と、
前記加入者網からの発信情報をもとに、接続先が公衆網かＩＰ網かの判定を行う接続先判定手段と、
ＩＰ変換部、加入者インタフェース部と制御メッセージの通信を行う内部制御通信手段とを備え、
前記ＩＰ変換部は、
時分割多重バスからのデジタル信号からＰＩＡＦＳフレームを検出するＰＩＡＦＳフレーム検出部と、
前記ＰＩＡＦＳフレーム検出部により検出されたＰＩＡＦＳフレームを所定のカプセル化方式に従ってＩＰカプセル化を行うＩＰカプセル化手段と、
前記ＩＰ網を利用した通信の対向先となるアクセスポイントとの間で規定したＡＰ通信プロトコルを実現するＡＰ通信手段と、
前記交換部との制御メッセージの通信を行う内部制御通信手段とを具備することを特徴とするゲートウェイ装置。
前記加入者網からの発信接続要求を受け、発信情報の中の着信先情報から接続先判定手段接続先判定を行い、ＩＰ網接続と判定された通信呼に対して、
前記ＩＰ変換部は、前記ＡＰ通信手段によりアクセスポイントとの通信をＴＣＰ／ＩＰまたはＵＤＰ／ＩＰを用いて、チャネル番号をキーとして確立し、
前記ＰＩＡＦＳフレーム検出部は、時分割多重バスを流れるデジタル信号から、ＰＩＡＦＳプロトコルで規定された８０バイト構成のＰＩＡＦＳフレームを検出して抽出し、
前記ＩＰカプセル化手段は、前記ＰＩＡＦＳフレーム検出部により抽出されたＰＩＡＦＳフレームをＡＰ通信プロトコルにより規定されたカプセル化方式に従ってＩＰパケット化を行い、
前記ＡＰ通信手段は、ＡＰ通信プロトコルにしたがって、該当ＩＰパケットをアクセスポイントに送信し、アクセスポイントから送られてくる下りデータから前記ＩＰカプセル化手段によりＰＩＡＦＳフレームデータを抽出して、時分割多重バスにデジタル信号として送出してＰＩＡＦＳプロトコルを用いたデータ通信を実現し、ＰＩＡＦＳのフレーム検出のみを前記ＩＰ変換部で行い、ＰＩＡＦＳプロトコルの終端はアクセスポイントと加入者端末間で行うことを特徴とする請求項５に記載のゲートウェイ装置。
前記ＰＩＡＦＳフレーム検出部は、時分割多重バスを流れるデジタル信号を一定の間隔でそのまま取り出すビットデータ検出機能を備え、定期的にデジタル信号を直接ＩＰパケット化し、アクセスポイント間でＰＩＡＦＳのビットデータをやり取りしてデータ通信を実現することを特徴とする請求項５に記載のゲートウェイ装置。
ＰＨＳ（Personal Handy-Phone System）無線基地局を含む加入者網と、アクセスポイントを備えＩＰ（Internet Protocol）パケットを伝送するＩＰ網と、回線交換網とに接続されるゲートウェイ装置であって、
回線交換処理を行う交換部と、
デジタル信号をＩＰパケット化するＩＰ変換部とを具備し、
前記交換部は、
前記加入者網と前記公衆網との間の回線交換接続をおよび前記加入者網とＩＰ変換部の接続を実現する回線交換接続手段と、
前記加入者網からの発信情報をもとに、接続先が公衆網かＩＰ網かの判定を行う接続先判定手段と、
ＩＰ変換部、加入者インタフェース部と制御メッセージの通信を行う内部制御通信手段とを備え、
前記加入者インタフェース部は、
加入者回線からのデジタル信号からＰＩＡＦＳフレームを検出するＰＩＡＦＳフレーム検出部と、
前記交換部と制御メッセージの通信を行う内部通信手段とを備え、
前記ＩＰ変換部は、
ＰＩＡＦＳフレームを所定のカプセル化方式に従ってＩＰカプセル化を行うＩＰカプセル化手段と、
前記ＩＰ網を利用した通信の対向先となるアクセスポイントとの間で規定したＡＰ通信プロトコルを実現するＡＰ通信手段と、
前記交換部との制御メッセージの通信を行う内部制御通信手段とを備えることを特徴とするゲートウェイ装置。
前記加入者網からの発信接続要求を受け、発信情報の中の着信先情報から接続先判定手段接続先判定を行い、ＩＰ網接続と判定された通信呼に対して、
前記加入者インタフェース部は、前記交換部からのＰＩＡＦＳ接続の指示を受けて指定加入者回線のチャネルからＰＩＡＦＳフレームを検出して前記ＩＰ変換部とＰＩＡＦＳフレームの送受信を行い、
前記ＩＰ変換部は、前記ＡＰ通信手段によりアクセスポイントとの通信をＴＣＰ／ＩＰまたはＵＤＰ／ＩＰを用いて、チャネル番号をキーとして確立し、前記ＰＩＡＦＳフレーム検出部との間で前記内部制御通信手段を用いてＰＩＡＦＳフレームを送受信し、
前記ＩＰカプセル化手段は、受信したＰＩＡＦＳフレームをＡＰ通信プロトコルにより規定されたカプセル化方式に従ってＩＰパケット化を行い、
前記ＡＰ通信手段は、ＡＰ通信プロトコルにしたがって、該当ＩＰパケットをアクセスポイントに送信し、アクセスポイントから送られてくる下りデータから前記ＩＰカプセル化手段によりＰＩＡＦＳフレームデータを抽出して前記ＰＩＡＦＳフレーム検出部に送信し、
前記ＰＩＡＦＳフレーム検出部は、前記ＰＩＡＦＳフレームデータを前記加入者回線の指定チャネルへデジタル信号として送出してＰＩＡＦＳプロトコルを用いたデータ通信を実現し、ＰＩＡＦＳのフレーム検出のみを前記加入者インタフェース部で行い、ＰＩＡＦＳプロトコルの終端はアクセスポイントと加入者端末間で行うことを特徴とする請求項８に記載のゲートウェイ装置。
前記ＰＩＡＦＳフレーム検出部は、前記加入者回線を流れるデジタル信号を一定の間隔でそのまま取り出すビットデータ検出機能を備え、定期的にデジタル信号を直接ＩＰパケット化し、アクセスポイント間でＰＩＡＦＳのビットデータをやり取りしてデータ通信を実現することを特徴とする請求項８に記載のゲートウェイ装置。
ＰＨＳ（Personal Handy-Phone System）無線基地局を含む加入者網と、アクセスポイントを備えＩＰ（Internet Protocol）パケットを伝送するＩＰ網と、回線交換網とに接続されるゲートウェイ装置であって、
回線交換処理を行う交換部と、
デジタル信号をＩＰパケット化するＩＰ変換部とを具備し、
前記交換部は、
前記加入者網と前記公衆網との間の回線交換接続をおよび前記加入者網とＩＰ変換部の接続を実現する回線交換接続手段と、
前記加入者網からの発信情報をもとに、接続先が公衆網かＩＰ網かの判定を行う接続先判定手段と、
ＩＰ変換部、加入者インタフェース部と制御メッセージの通信を行う内部制御通信手段とを備え、
前記ＩＰ変換部は、
ＰＩＡＦＳプロトコルを終端するＰＩＡＦＳプロトコル終端部と、
前記ＰＩＡＦＳプロトコル終端部により抽出されたデータを所定のカプセル化方式に従ってＩＰカプセル化を行うＩＰカプセル化手段と、
前記ＩＰ網を利用した通信の対向先となるアクセスポイントとの間で規定したＡＰ通信プロトコルを実現するＡＰ通信手段と、
前記交換部との制御メッセージの通信を行う内部制御通信手段とを備え、
時分割多重バスを流れるＰＩＡＦＳプロトコル信号を含むデジタル信号を、前記ＩＰ変換部で送受信し、ＰＩＡＦＳプロトコルを終端して加入者端末との通信を確立し、ＩＰ網へはＰＩＡＦＳプロトコルの上位プロトコルデータのみをＡＰ通信プロトコルに従って送受信してデータ通信を実現することを特徴とするゲートウェイ装置。
前記ＰＩＡＦＳプロトコル終端部を、前記加入者インタフェース部に設け、加入者回線を流れるデジタル信号を、前記加入者インタフェース部で送受信してＰＩＡＦＳプロトコルを終端して加入者端末との通信を確立し、前記ＩＰ変換部へＰＩＡＦＳプロトコルの上位プロトコルデータのみを送受信し、前記ＩＰ変換部では、前記加入者インタフェース部からのデータをＡＰ通信プロトコルに従ってアクセスポイントと通信し、データ通信を実現することを特徴とする請求項１１に記載のゲートウェイ装置。
前記ＡＰ通信プロトコルは、ＵＤＰ／ＩＰまたはＴＣＰ／ＩＰ通信プロトコルを用い、通信相手の加入者端末とインターネット間を一意に決定するために、ＩＰアドレスとポート番号、チャネル番号を用い、通信の開始、終了の制御と、データ通信を行うことが可能なプロトコルであり、これをＩＰ変換部に実装したことを特徴とする請求項１１に記載のゲートウェイ装置。