JP2008199394A - Communication system and gateway device - Google Patents

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JP2008199394A JP2007033860A JP2007033860A JP2008199394A JP 2008199394 A JP2008199394 A JP 2008199394A JP 2007033860 A JP2007033860 A JP 2007033860A JP 2007033860 A JP2007033860 A JP 2007033860A JP 2008199394 A JP2008199394 A JP 2008199394A
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Kiyotaka Tsuji
清高 辻
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication system and a gateway device that can accommodate an IP network without causing trouble of address depletion. <P>SOLUTION: I' interfaces of a base station and a network side are IP-configured and a TDM signal from the base station is IP-packetized. The gateway device 10 also IP-packetizes line-switched PCM data by an optical accommodation unit 13. Consequently, a subscriber network 300 is available as an IP network and the transmission band can be expanded as compared with an existent time-division interface. Further, the gateway device 10 is provided with an address converting unit 67 (or 93), and mutual conversion between a global address of the IP network 200 and a private address of a subscriber network 300 is performed to effectively use resources of global addresses. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、例えば回線交換網とIP(Internet Protocol)網とを相互接続するゲートウェイ装置と、この装置を備える通信システムに関する。   The present invention relates to a gateway device for interconnecting, for example, a circuit switching network and an IP (Internet Protocol) network, and a communication system including this device.

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 Internet Protocol)などの技術を用いて様々なサービスを提供している。VoIP(ヴォイプ)とはディジタルの音声データを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データ系ネットワークとを統合する技術である。   In recent years, information communication services including voice and data communication have been diversified as information communication needs have increased and communication has been liberalized. Against this background, the number of operators (carriers) newly entering the communication service field is increasing, and service competition among carriers is becoming active. The new carrier is called NCC (New common carrier) and provides various services using a technology such as VoIP (Voice over Internet Protocol). VoIP is a technology that integrates a voice network and a data network by packetizing and transmitting digital voice data.

NCCは、加入者回線を既に持つ特定のキャリアから、交換機などの設備を既定の料金で借り受けることが多い。またNCCの多くは、自らの資金で例えばIP網などの自前の交換ネットワークを構築する。これに、特定キャリアの回線交換網(PSTN:Public Switched Telephone Network)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あたってはこれらの設備が複合的に利用される。   NCCs often borrow equipment such as an exchange from a specific carrier that already has a subscriber line at a predetermined charge. Many NCCs build their own exchange networks such as IP networks with their own funds. In addition, a communication system is formed by adding a circuit switching network (PSTN: Public Switched Telephone Network) of a specific carrier, and these facilities are used in combination for providing services to general users.

PSTNとIP網とのように異なる通信ネットワークを互いに相互接続するために、ゲートウェイ装置が用いられる。この種の装置は音声データやバイナリデータをIP(Internet Protocol)パケットに変換するIP変換部や、IPパケットをスイッチングするパケットスイッチ部を備える。これらはいずれもIP網に対するネットワークインタフェースとしての役割を担う。   Gateway devices are used to interconnect different communication networks such as PSTN and IP network. This type of apparatus includes an IP conversion unit that converts voice data and binary data into IP (Internet Protocol) packets, and a packet switch unit that switches IP packets. These all play a role as a network interface for the IP network.

この種のゲートウェイ装置にはPHS(Personal Handy-phone System)やいわゆる携帯電話システムなどの基地局を収容するものがある。近年の通信総IP網化のトレンドから、この収容回線をIP化することが考えられている。しかしながらIPアドレスの枯渇の問題は良く知られており、この種の装置においても例外ではない。特許文献1にこのような不具合を解決するための一手法が開示されるが、この文献では移動端末とPSTNとの通信が想定されておらず、またグローバルアドレスとプライベートアドレスとの変換といった常識的な技術が開示されるに留まる。
特開平10−303981号公報
Some gateway devices of this type accommodate base stations such as PHS (Personal Handy-phone System) and so-called mobile phone systems. Considering the recent trend of communication total IP networking, it is considered to convert this accommodated line to IP. However, the problem of IP address depletion is well known, and this type of device is no exception. Patent Document 1 discloses a technique for solving such a problem, but in this document, communication between the mobile terminal and the PSTN is not assumed, and common sense such as conversion between a global address and a private address is disclosed. New technology is disclosed.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-303981

以上述べたように回線交換網とIP網とを相互接続するゲートウェイ装置においては、移動通信システムの基地局を収容する回線をIP化するにあたりアドレス枯渇の問題を解決する必要がある。
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、アドレス枯渇の問題を伴うことなくIP網を収容可能な通信システムおよびゲートウェイ装置を提供することにある。
As described above, in the gateway device that interconnects the circuit switching network and the IP network, it is necessary to solve the problem of address depletion when the circuit accommodating the base station of the mobile communication system is converted to IP.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a communication system and a gateway device that can accommodate an IP network without causing the problem of address exhaustion.

上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、加入者網、同期通信網、および、グローバルアドレスを用いるIP網を具備する通信システムにおいて、前記加入者網と、前記同期通信網と、前記IP網との間で相互に通信プロトコルを変換してこれらの網を相互接続するゲートウェイ装置と、前記加入者網と前記ゲートウェイ装置とのインタフェースをプライベートアドレスを用いてIP化するIP化手段とを備え、前記ゲートウェイ装置は、前記同期通信網を終端して装置内信号を生成する同期網終端部と、前記IP網を終端して前記装置内信号を生成するパケット網終端部と、前記IP化されたインタフェースを介して前記加入者網を終端して前記装置内信号を生成する加入者網終端部と、前記同期網終端部、前記パケット網終端部、および、前記加入者網終端部でそれぞれ生成された装置内信号を交換する時分割スイッチと、前記加入者網と前記IP網との間で相互にアドレスを変換するアドレス変換処理部を有することを特徴とする通信システムが提供される。
このような手段を講じることにより、IP化された加入者網においてグローバルアドレスではなく、プライベートアドレスを用いることが可能になる。従ってグローバルアドレスのリソースを有効活用できるようになり、アドレス枯渇の問題を解消することができる。
In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, in a communication system comprising a subscriber network, a synchronous communication network, and an IP network using a global address, the subscriber network, the synchronous communication network, A gateway device that mutually converts a communication protocol with the IP network and interconnects the networks, and an IP conversion unit that converts the interface between the subscriber network and the gateway device into an IP using a private address The gateway device terminates the synchronous communication network and generates an in-device signal; and a packet network terminator that terminates the IP network and generates the in-device signal; A subscriber network termination unit that terminates the subscriber network via an IP interface and generates the in-device signal; the synchronous network termination unit; and the packet network termination unit. And a time division switch for exchanging in-device signals respectively generated at the subscriber network termination unit, and an address conversion processing unit for converting addresses between the subscriber network and the IP network. A communication system is provided.
By taking such means, it becomes possible to use a private address instead of a global address in an IP subscriber network. Accordingly, the resources of the global address can be effectively used, and the problem of address exhaustion can be solved.

この発明によれば、アドレス枯渇の問題を伴うことなくIP網を収容可能な通信システムおよびゲートウェイ装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a communication system and a gateway device that can accommodate an IP network without causing a problem of address exhaustion.

図1はこの発明に係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のシステムは、同期通信網としての回線交換網100と、パケット通信網としてのIP網200と、加入者網300とを具備する。これらの網はゲートウェイ装置10に接続される。回線交換網100は例えばI′インタフェースを介して、IP網200はIPを介してゲートウェイ装置10に収容される。   FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of a communication system according to the present invention. The system shown in FIG. 1 includes a circuit switching network 100 as a synchronous communication network, an IP network 200 as a packet communication network, and a subscriber network 300. These networks are connected to the gateway device 10. The circuit switching network 100 is accommodated in the gateway device 10 via, for example, the I ′ interface, and the IP network 200 is accommodated via the IP.

ゲートウェイ装置10は、加入者網300と、回線交換網100と、IP網200との間で相互に通信プロトコルを変換してこれらの網を相互接続する。なおゲートウェイ装置10の内部においては時分割スイッチを用いた同期的な交換接続により各網のデータが交換される。
ここで、IP網はIPパケットの伝送にグローバルアドレスを用いるものであり、すなわちインターネット(Internet)である。
The gateway device 10 mutually converts communication protocols among the subscriber network 300, the circuit switching network 100, and the IP network 200, and interconnects these networks. In the gateway device 10, data of each network is exchanged by a synchronous exchange connection using a time division switch.
Here, the IP network uses a global address for transmission of IP packets, that is, the Internet.

加入者網300は複数の基地局21〜2nを備える。各基地局21〜2nはPHSなどの移動通信端末PSを無線回線を介して収容する。このうち基地局21はI′インタフェースを介してゲートウェイ装置10に直接に接続される回線と、アダプタ30を介してゲートウェイ装置10に接続される回線とを有する。基地局22もアダプタ30を介してゲートウェイ装置10に収容される。基地局2nは内蔵アダプタ50を備え、この内蔵アダプタ50からIPインタフェースを介してゲートウェイ装置10に収容される。   The subscriber network 300 includes a plurality of base stations 21 to 2n. Each of the base stations 21 to 2n accommodates a mobile communication terminal PS such as PHS via a wireless line. Among these, the base station 21 has a line directly connected to the gateway apparatus 10 via the I ′ interface and a line connected to the gateway apparatus 10 via the adapter 30. The base station 22 is also accommodated in the gateway device 10 via the adapter 30. The base station 2n includes a built-in adapter 50, and is accommodated in the gateway device 10 from the built-in adapter 50 via an IP interface.

アダプタ30とゲートウェイ装置10との間、および、基地局2nとゲートウェイ装置10との間は既設のダークファイバ網400を経由してゲートウェイ装置10に収容される。各基地局21〜2nから延伸される光ファイバFは集線部500において集線されてゲートウェイ装置10に接続される。   The space between the adapter 30 and the gateway device 10 and the space between the base station 2n and the gateway device 10 are accommodated in the gateway device 10 via the existing dark fiber network 400. The optical fibers F drawn from the base stations 21 to 2n are concentrated at the concentration unit 500 and connected to the gateway device 10.

ダークファイバ網400は例えばPON(Passive Optical Network)技術を利用したIP網である。各基地局21〜2nがダークファイバ網400に収容されるネットワーク/ノードインタフェースは、基地局自体の機能、あるいはアダプタ30によりIP化される。その一方で、出力インタフェースを2つもつ基地局21のようにI′インタフェースのままゲートウェイ装置10に収容されるものもある。   The dark fiber network 400 is an IP network using, for example, PON (Passive Optical Network) technology. The network / node interface in which the base stations 21 to 2n are accommodated in the dark fiber network 400 is IP-configured by the function of the base station itself or the adapter 30. On the other hand, some base stations 21 with two output interfaces are accommodated in the gateway apparatus 10 with the I ′ interface intact.

ゲートウェイ装置10は回線交換網100を収容する公衆網インタフェース11と、IP網200を収容するIPインタフェース12とを備える。公衆網インタフェース11は回線交換網100を終端して時分割のPCM(Pulse Code Modulation)データを生成する。IPインタフェース12はIP網200を終端してPCMデータを生成する。   The gateway device 10 includes a public network interface 11 that accommodates the circuit switching network 100 and an IP interface 12 that accommodates the IP network 200. The public network interface 11 terminates the circuit switching network 100 and generates time-division PCM (Pulse Code Modulation) data. The IP interface 12 terminates the IP network 200 and generates PCM data.

さらにゲートウェイ装置10は、光収容部13と、パケット変換部14と、主制御部15とを備える。光収容部13は、集線部500において集線された光ファイバFを介して基地局21〜2nを収容する。すなわち光収容部13はダークファイバ網400から到来する光信号を光/電気変換するとともにIPパケットを終端してPCMデータを生成する。   Further, the gateway device 10 includes a light accommodation unit 13, a packet conversion unit 14, and a main control unit 15. The light accommodation unit 13 accommodates the base stations 21 to 2n via the optical fibers F concentrated in the concentration unit 500. That is, the light accommodating unit 13 performs optical / electrical conversion on an optical signal coming from the dark fiber network 400 and terminates the IP packet to generate PCM data.

主制御部15はゲートウェイ装置10を統括的に制御する機能と、タイムスイッチ15aとを備える。タイムスイッチ15aはPCMデータをスイッチングして回線交換網100、IP網200、および加入者網300を交換接続する。その際、IP網200向けの信号はパケット変換部14により、ダークファイバ網400向けのデータは光収容部13によりそれぞれIPパケット化される。
ゲートウェイ装置10の内部においては、時分割のPCMデータはPCMハイウェイ(PCM−HWY)を介して伝達される。IPパケットは制御LAN(Local Area Network)またはデータLANを介して伝達される。
The main control unit 15 includes a function for comprehensively controlling the gateway device 10 and a time switch 15a. The time switch 15a switches and connects the circuit switching network 100, the IP network 200, and the subscriber network 300 by switching PCM data. At this time, the signal for the IP network 200 is converted into an IP packet by the packet conversion unit 14, and the data for the dark fiber network 400 is converted into an IP packet by the light accommodating unit 13.
Inside the gateway device 10, time-division PCM data is transmitted via a PCM highway (PCM-HWY). The IP packet is transmitted via a control LAN (Local Area Network) or a data LAN.

光収容部13は、光スイッチ13aと、光インタフェース(I/F)13bと、信号処理部13cと、パケット変換部13dとを備える。光スイッチ13aはダークファイバ網400から収容する光ファイバFの経路を切り替える。これにより基地局21〜2nを切り替え運用することが可能になり、耐障害性能の向上などを促すことができる。   The optical accommodation unit 13 includes an optical switch 13a, an optical interface (I / F) 13b, a signal processing unit 13c, and a packet conversion unit 13d. The optical switch 13 a switches the path of the optical fiber F accommodated from the dark fiber network 400. As a result, the base stations 21 to 2n can be switched and operated, and improvement of fault tolerance performance can be promoted.

光スイッチ13aを介して装置内に導入された光信号は光インタフェース13bの備える光/電気変換素子(図示せず)により電気信号に変換されるとともにIPパケットが再生される。IPパケットは信号処理部13cのデータ用レイヤ2スイッチ(L2SW)によりルーティングされてIPインタフェース12またはパケット変換部13dに送られる。パケット変換部13dは制御LANおよびデータLANを流れるパケットと、PCM−HWYを流れる時分割データとを相互に変換する。   An optical signal introduced into the apparatus via the optical switch 13a is converted into an electric signal by an optical / electrical conversion element (not shown) provided in the optical interface 13b, and an IP packet is reproduced. The IP packet is routed by the data layer 2 switch (L2SW) of the signal processor 13c and sent to the IP interface 12 or the packet converter 13d. The packet conversion unit 13d mutually converts a packet flowing through the control LAN and the data LAN and time division data flowing through the PCM-HWY.

図2は光収容部13の詳細とデータの流れを示す図である。図2は信号処理部13cからIPインタフェース12への装置内LANを専用に布線した場合のデータの流れを示す。
図2において光収容部13はクロック処理部20を備える。クロック処理部20は、PCMデータをパケット化する際にタイミング情報を付加する。これによりPCMデータと同期タイミングとを同じ回線で伝送することができ、ISDNインタフェースしか持たない基地局への対処が可能になる。
FIG. 2 is a diagram showing details of the light accommodating portion 13 and a data flow. FIG. 2 shows a data flow when the in-device LAN from the signal processing unit 13c to the IP interface 12 is dedicated.
In FIG. 2, the light accommodating unit 13 includes a clock processing unit 20. The clock processing unit 20 adds timing information when packetizing the PCM data. As a result, the PCM data and the synchronization timing can be transmitted on the same line, and a base station having only an ISDN interface can be dealt with.

図2の光収容部13において、音声またはバイナリコードを含む伝送データは光インタフェース13b〜データ用L2SW13c〜パケット変換部14〜主制御部15の経路を伝送される。そして、この伝送データは主制御部15のタイムスイッチ15aにより交換され、パケット変換部14で再度パケット化されたのちIPインタフェース12を経由してIP網に接続される。   In the optical accommodation unit 13 in FIG. 2, transmission data including voice or binary code is transmitted through a path from the optical interface 13 b to the data L2SW 13 c to the packet conversion unit 14 to the main control unit 15. The transmission data is exchanged by the time switch 15 a of the main control unit 15, packetized again by the packet conversion unit 14, and then connected to the IP network via the IP interface 12.

IPインタフェースとISDNインターフェースとの両方を持つ基地局(基地局21)であれば、同期情報をISDNで伝送できる。伝送データは、基地局のIPインタフェースから光インタフェース13b〜データ用L2SW13cを通ってパケットのままIPインタフェース12を経由してIP網に接続することができる。   If the base station (base station 21) has both the IP interface and the ISDN interface, the synchronization information can be transmitted by ISDN. Transmission data can be connected to the IP network via the IP interface 12 from the IP interface of the base station through the optical interface 13b to the data L2SW 13c as a packet.

以上の構成においては、基地局と網側とのI′インタフェースがいずれもIP化される。すなわち、基地局からのTDM信号がIPパケット化される。ゲートウェイ装置10においても、回線交換されたPCMデータが光収容部13においてIPパケット化される。これにより加入者網300がIPネットワーク化され、既存の時分割インタフェースよりも伝送帯域を拡大することができる。
ここで本実施形態では、加入者網300におけるIPパケットの伝送に、この加入者網300において有効なプライベートアドレスを用いる。
In the above configuration, the I ′ interface between the base station and the network side is all IP. That is, the TDM signal from the base station is converted into an IP packet. Also in the gateway device 10, circuit-switched PCM data is converted into IP packets in the light accommodating unit 13. As a result, the subscriber network 300 becomes an IP network, and the transmission band can be expanded as compared with the existing time division interface.
Here, in the present embodiment, a private address effective in the subscriber network 300 is used for transmission of the IP packet in the subscriber network 300.

図3は、図1の信号処理部13cの実施の形態を示す機能ブロック図である。信号処理部13cは大きくデータ用レイヤ2スイッチを含むブロックと、光制御部を含むブロックとに分かれる。データ用レイヤ2スイッチは光インタフェース13bとパケット変換部13d、IPインタフェース12との間で相互にパケットを交換する。これらの処理に係る制御や光スイッチ部13aの切替制御は光制御ブロックによりを行われる。   FIG. 3 is a functional block diagram showing an embodiment of the signal processing unit 13c of FIG. The signal processing unit 13c is roughly divided into a block including a data layer 2 switch and a block including an optical control unit. The data layer 2 switch exchanges packets between the optical interface 13b, the packet converter 13d, and the IP interface 12. Control related to these processes and switching control of the optical switch unit 13a are performed by the light control block.

すなわち信号処理部13cは、冗長化されたデータ用レイヤ2スイッチ(L2SW)61,62、光制御部63、レイヤ2スイッチ64、物理層処理部65、リレー66、アドレス変換部67、およびROM68、RAM69を備える。現用系のL2SWを経て加入者網300から送られたIPパケットはアドレス変換部67に送られ、アドレス変換処理が実施される。すなわち加入者網300において用いられるプライベートアドレスは、アドレス変換部67によりIP網200のグローバルアドレスに変換される。またIP網200から加入者網に宛てたIPパケットのグローバルアドレスは、アドレス変換部67により加入者網300のプライベートアドレスに変換される。   That is, the signal processing unit 13c includes redundant data layer 2 switches (L2SW) 61 and 62, an optical control unit 63, a layer 2 switch 64, a physical layer processing unit 65, a relay 66, an address conversion unit 67, and a ROM 68. A RAM 69 is provided. An IP packet sent from the subscriber network 300 via the active L2SW is sent to the address translation unit 67, and an address translation process is performed. That is, the private address used in the subscriber network 300 is converted into a global address of the IP network 200 by the address conversion unit 67. The global address of the IP packet addressed from the IP network 200 to the subscriber network is converted into a private address of the subscriber network 300 by the address conversion unit 67.

IP網200へのIPパケットは、現用系のL2SWから光制御部63およびデータLAN用のレイヤ2スイッチ64によりルーティングされて装置内のデータLANを経由し、IPインタフェース12を介してIP網200に送出される。回線交換網100に宛てたIPパケットは、光制御部63から物理層処理部65、リレー66を介して図1のパケット変換部14、主制御部15に送られる。このほか光制御部63は、図1の光スイッチ13aを切り替えるための光スイッチ切替信号なども生成する。   An IP packet to the IP network 200 is routed from the active L2SW by the optical control unit 63 and the data LAN layer 2 switch 64, passes through the data LAN in the apparatus, and passes through the IP interface 12 to the IP network 200. Sent out. An IP packet addressed to the circuit switched network 100 is sent from the optical control unit 63 to the packet conversion unit 14 and the main control unit 15 in FIG. 1 via the physical layer processing unit 65 and the relay 66. In addition, the light control unit 63 also generates an optical switch switching signal for switching the optical switch 13a of FIG.

図4は、アドレス変換部67の実施形態の詳細を示す機能ブロック図である。プライベートアドレスはプライベートアドレスレジスタ71に、グローバルアドレスはグローバルアドレスレジスタ72にそれぞれ予め登録される。その内容はプライベートアドレステーブル73およびグローバルアドレステーブル74に記憶される。   FIG. 4 is a functional block diagram showing details of the embodiment of the address conversion unit 67. Private addresses are registered in the private address register 71 and global addresses are registered in the global address register 72 in advance. The contents are stored in the private address table 73 and the global address table 74.

加入者網300からIP網200への通信、すなわちプライベート側からグローバル側への通信は次の手順で実施される。まず、プライベート側である基地局からのIPパケットを受信バッファ75で受信すると、TCP(Transmission Control Protocol)レイヤのポート番号がポート番号レジスタ81に書き込まれる。次に、IPレイヤの送信元のプライベートアドレスがプライベートアドレスレジスタ71に書き込まれる。これをプライベートアドレステーブル73の内容と比較部76により比較し、一致すれば、パケット送信バッファ77でプライベートアドレスのエリア(IPパケットの規定のフィールド)にグローバルアドレスを書き込む。その後この書き込み後のパケット送出が許可され、このIPパケットはグローバル側(IP網200)に送信される。   Communication from the subscriber network 300 to the IP network 200, that is, communication from the private side to the global side is performed by the following procedure. First, when an IP packet from a base station on the private side is received by the reception buffer 75, a port number of a TCP (Transmission Control Protocol) layer is written in the port number register 81. Next, the private address of the IP layer transmission source is written in the private address register 71. This is compared with the contents of the private address table 73 by the comparison unit 76, and if they match, the packet transmission buffer 77 writes the global address in the private address area (IP packet prescribed field). Thereafter, packet transmission after this writing is permitted, and this IP packet is transmitted to the global side (IP network 200).

IP網200から加入者網300への通信、すなわちグローバル側からプライベート側への通信は次の手順で実施される。まず、グローバル側であるIPインタフェース12からのIPパケットを受信バッファ78で受信すると、IPレイヤの送信元のグローバルアドレスがグローバルアドレスレジスタ72に書き込まれる。これとグローバルアドレステーブル74の内容とを比較部79により比較し、一致すれば、TCPレイヤのポート番号がポート番号レジスタ80に書き込まれ、さらにこれとポート番号レジスタ81とが比較部82により比較される。これらが一致すると、パケット送信バッファ83はグローバルアドレスのエリアにプライベートアドレスを書き込み、この書き込み後のIPパケットの送出を許可する。このようにしてIPパケットがプライベート側(加入者網300)に送信される。   Communication from the IP network 200 to the subscriber network 300, that is, communication from the global side to the private side is performed in the following procedure. First, when an IP packet from the global-side IP interface 12 is received by the reception buffer 78, the global address of the IP layer transmission source is written in the global address register 72. This is compared with the contents of the global address table 74 by the comparison unit 79. If they match, the port number of the TCP layer is written into the port number register 80, and this is compared with the port number register 81 by the comparison unit 82. The If they match, the packet transmission buffer 83 writes the private address in the global address area, and permits transmission of the IP packet after this writing. In this way, the IP packet is transmitted to the private side (subscriber network 300).

図5は、図1のパケット変換部14の実施の形態を示す機能ブロック図である。パケット変換部14は、PDM−HWを流れるPCMデータをPCMハイウェイインタフェース(PDM HW I/F)91を介して取得し、DSP(Digital Signal Processor)92に送る。DSP92は、PCMデータをVoIP(Voice over IP)技術によりIPパケット化する。その際、プライベートアドレスとグローバルアドレスとのアドレス変換が、アドレス変換部93により実施される。なおアドレス変換部93の構成および動作は図4と同様である。
このほかパケット変換部14は、このパケット変換部14を主制御部15(図1)から監視・制御するために制御LANに接続するための物理層処理部94や、これらをローカルに制御するための制御部95などを備える。
FIG. 5 is a functional block diagram showing an embodiment of the packet conversion unit 14 of FIG. The packet conversion unit 14 acquires PCM data flowing through the PDM-HW via a PCM highway interface (PDM HW I / F) 91 and sends the acquired data to a DSP (Digital Signal Processor) 92. The DSP 92 converts the PCM data into IP packets using VoIP (Voice over IP) technology. At that time, address conversion between the private address and the global address is performed by the address conversion unit 93. The configuration and operation of the address conversion unit 93 are the same as those in FIG.
In addition, the packet conversion unit 14 is connected to the control LAN in order to monitor and control the packet conversion unit 14 from the main control unit 15 (FIG. 1), and to control these locally. The control unit 95 is provided.

図5のようにアドレス変換部93をパケット変換部14に設けることにより、信号処理部13cからIPインタフェース12へのデータLANを専用に布線しなくとも、信号処理部13cからの内部制御LANを経由してIPパケットを交換することが可能になり、装置構成の簡易化を促すことが可能になる。   By providing the address conversion unit 93 in the packet conversion unit 14 as shown in FIG. 5, an internal control LAN from the signal processing unit 13c can be provided without dedicated data LAN from the signal processing unit 13c to the IP interface 12. It is possible to exchange IP packets via the network, and it is possible to facilitate simplification of the device configuration.

以上述べたようにこの実施形態では、基地局と網側とのI′インタフェースがいずれもIP化され、基地局からのTDM信号がIPパケット化される。ゲートウェイ装置10においても、回線交換されたPCMデータが光収容部13においてIPパケット化される。これにより加入者網300がIPネットワーク化され、既存の時分割インタフェースよりも伝送帯域を拡大することができる。またゲートウェイ装置10にアドレス変換部67(または93)を設けてIP網200のグローバルアドレスと、加入者網300のプライベートアドレスとを相互に変換することにより、グローバルアドレスのリソースを有効に利用することが可能になる。   As described above, in this embodiment, the I ′ interface between the base station and the network side is all IP, and the TDM signal from the base station is IP packetized. Also in the gateway device 10, circuit-switched PCM data is converted into IP packets in the light accommodating unit 13. As a result, the subscriber network 300 becomes an IP network, and the transmission band can be expanded as compared with the existing time division interface. In addition, the address conversion unit 67 (or 93) is provided in the gateway device 10 to convert the global address of the IP network 200 and the private address of the subscriber network 300 to each other, thereby effectively using resources of the global address. Is possible.

通常のシステムは数十万もの基地局を備えるので、これに一つずつのグローバルアドレスを割り当てることはIPアドレスのリソース上、得策ではない。そこで、基地局のIPアドレスにプライベートアドレスを割り当て、IP網200との接続インタフェースにグローバルアドレスを割り当てることで、IPアドレスを有効に使用できるようになる。さらに図4の構成は、ハードウェアロジックにより容易に実現することができる。これによりソフトウェアによるアドレス変換処理に比べて処理を高速化でき、遅延時間を短縮することができる。   Since a normal system includes hundreds of thousands of base stations, it is not a good idea to assign a global address to each base station in terms of IP address resources. Therefore, by assigning a private address to the IP address of the base station and assigning a global address to the connection interface with the IP network 200, the IP address can be used effectively. Furthermore, the configuration of FIG. 4 can be easily realized by hardware logic. As a result, the processing can be speeded up and the delay time can be shortened compared to the address conversion processing by software.

これらのことから、アドレス枯渇の問題を伴うことなくIP網を収容可能な通信システムおよびゲートウェイ装置を提供することが可能となる。   For these reasons, it is possible to provide a communication system and a gateway device that can accommodate an IP network without the problem of address exhaustion.

なおこの発明は上記実施形態そのままに限定されるものではない。例えば上記では光ファイバFを用いて加入者網300を光化した例を示したが、メタリックケーブルのままの通信網においても同様の実施を行える。この場合ダークファイバ網400をドライカッパー網に置き換えることができる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment as it is. For example, in the above description, the subscriber network 300 is opticalized using the optical fiber F. However, the same implementation can be performed in a communication network with a metallic cable. In this case, the dark fiber network 400 can be replaced with a dry copper network.

さらにこの発明は、実施段階ではこの形態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。   Furthermore, the present invention can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the gist of the embodiment in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.

この発明に係る通信システムの実施の形態を示すシステム図。1 is a system diagram showing an embodiment of a communication system according to the present invention. 図1の光収容部13の詳細とデータの流れを示す図。The figure which shows the detail of the light accommodating part 13 of FIG. 1, and the flow of data. 図1の信号処理部13cの実施の形態を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows embodiment of the signal processing part 13c of FIG. アドレス変換部67の実施形態の詳細を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the detail of embodiment of the address conversion part 67. FIG. 図1のパケット変換部14の実施の形態を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows embodiment of the packet conversion part 14 of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100…回線交換網、200…IP網、300…加入者網、400…ダークファイバ網、500…集線部、10…ゲートウェイ装置、21〜2n…基地局、PS…移動通信端末、30…アダプタ、11…公衆網インタフェース、12…IPインタフェース、13…光収容部、14…パケット変換部、15…主制御部、13a…光スイッチ、13b…光インタフェース、13c…信号処理部、13d…パケット変換部、20…クロック処理部、31…CPU、32…LANインタフェース、33…TDMインタフェース、34…クロック処理部、35…電気/光変換部、36…電気/光変換部、51…CPU、52…LANスイッチ、53…クロック処理部、54…信号処理部、55…電気/光変換部、61,62…データ用レイヤ2スイッチ(L2SW)、63…光制御部、64…レイヤ2スイッチ、65…物理層処理部、66…リレー、67…アドレス変換部、68…ROM、69…RAM、71…プライベートアドレスレジスタ、72…グローバルアドレスレジスタ、73…プライベートアドレステーブル、74…グローバルアドレステーブル、75…受信バッファ、76…比較部、77…パケット送信バッファ、78…受信バッファ、79…比較部、80…ポート番号レジスタ、81…ポート番号レジスタ、82…比較部、83…パケット送信バッファ、91…PCMハイウェイインタフェース(PDM HW I/F)、92…DSP、93…アドレス変換部、94…物理層処理部、95…制御部、F…光ファイバ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Circuit switched network, 200 ... IP network, 300 ... Subscriber network, 400 ... Dark fiber network, 500 ... Concentrator, 10 ... Gateway apparatus, 21-2n ... Base station, PS ... Mobile communication terminal, 30 ... Adapter, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Public network interface, 12 ... IP interface, 13 ... Optical accommodation part, 14 ... Packet conversion part, 15 ... Main control part, 13a ... Optical switch, 13b ... Optical interface, 13c ... Signal processing part, 13d ... Packet conversion part , 20 ... Clock processing unit, 31 ... CPU, 32 ... LAN interface, 33 ... TDM interface, 34 ... Clock processing unit, 35 ... Electrical / optical conversion unit, 36 ... Electrical / optical conversion unit, 51 ... CPU, 52 ... LAN Switch 53... Clock processor 54. Signal processor 55 55 Electric / optical converter 61 and 62 Layer 2 switch for data L2SW), 63 ... light control unit, 64 ... layer 2 switch, 65 ... physical layer processing unit, 66 ... relay, 67 ... address conversion unit, 68 ... ROM, 69 ... RAM, 71 ... private address register, 72 ... global address Register, 73 ... Private address table, 74 ... Global address table, 75 ... Reception buffer, 76 ... Comparison unit, 77 ... Packet transmission buffer, 78 ... Reception buffer, 79 ... Comparison unit, 80 ... Port number register, 81 ... Port number Register, 82 ... Comparison unit, 83 ... Packet transmission buffer, 91 ... PCM highway interface (PDM HW I / F), 92 ... DSP, 93 ... Address conversion unit, 94 ... Physical layer processing unit, 95 ... Control unit, F ... Optical fiber

Claims (9)

加入者網、同期通信網、および、グローバルアドレスを用いるIP(Internet Protocol)網を具備する通信システムにおいて、
前記加入者網と、前記同期通信網と、前記IP網との間で相互に通信プロトコルを変換してこれらの網を相互接続するゲートウェイ装置と、
前記加入者網と前記ゲートウェイ装置とのインタフェースをプライベートアドレスを用いてIP化するIP化手段とを備え、
前記ゲートウェイ装置は、
前記同期通信網を終端して装置内信号を生成する同期網終端部と、
前記IP網を終端して前記装置内信号を生成するパケット網終端部と、
前記IP化されたインタフェースを介して前記加入者網を終端して前記装置内信号を生成する加入者網終端部と、
前記同期網終端部、前記パケット網終端部、および、前記加入者網終端部でそれぞれ生成された装置内信号を交換する時分割スイッチと、
前記加入者網と前記IP網との間で相互にアドレスを変換するアドレス変換処理部を有することを特徴とする通信システム。
In a communication system comprising a subscriber network, a synchronous communication network, and an IP (Internet Protocol) network using a global address,
A gateway device that mutually converts a communication protocol between the subscriber network, the synchronous communication network, and the IP network and interconnects these networks;
IP conversion means for converting the interface between the subscriber network and the gateway device into IP using a private address,
The gateway device is
A synchronous network terminating unit that terminates the synchronous communication network and generates an in-device signal;
A packet network termination unit that terminates the IP network and generates the in-device signal;
A subscriber network termination unit for terminating the subscriber network via the IP interface and generating the in-device signal;
A time division switch for exchanging in-device signals respectively generated at the synchronous network termination unit, the packet network termination unit, and the subscriber network termination unit;
A communication system comprising an address translation processing unit for translating addresses between the subscriber network and the IP network.
移動通信端末を無線収容する基地局を前記加入者網が備える場合に、
前記基地局と前記ゲートウェイ装置とを光ファイバを介して接続して前記インタフェースを光化する光化手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
When the subscriber network includes a base station that wirelessly accommodates mobile communication terminals,
The communication system according to claim 1, further comprising: an opticalization unit configured to connect the base station and the gateway device via an optical fiber to opticalize the interface.
前記光化手段は、
前記加入者網に設けられ、前記基地局において受信された前記移動通信端末からの信号を電気/光変換して前記光ファイバに送出する電気/光変換部と、
前記ゲートウェイ装置に設けられ、前記光ファイバを介して到来する光信号を光/電気変換する光/電気変換部とを有することを特徴とする請求項2に記載の通信システム。
The photonization means includes:
An electrical / optical converter that is provided in the subscriber network and that electrically / optically converts a signal from the mobile communication terminal received at the base station and sends the signal to the optical fiber;
The communication system according to claim 2, further comprising: an optical / electrical conversion unit that is provided in the gateway device and performs optical / electrical conversion on an optical signal that arrives via the optical fiber.
前記光化手段は前記基地局に設けられることを特徴とする請求項2に記載の通信システム。 The communication system according to claim 2, wherein the opticalizing unit is provided in the base station. 前記加入者網は前記基地局を複数備え、
前記複数の基地局からそれぞれ延伸される光ファイバを集線して前記ゲートウェイ装置に接続する光集線部を備えることを特徴とする請求項2に記載の通信システム。
The subscriber network comprises a plurality of the base stations,
The communication system according to claim 2, further comprising an optical concentrator that collects optical fibers that are respectively extended from the plurality of base stations and connects the optical fibers to the gateway device.
前記ゲートウェイ装置は、前記複数の基地局を切り替え運用するための光切り替え部を有することを特徴とする請求項5に記載の通信システム。 The communication system according to claim 5, wherein the gateway device includes an optical switching unit for switching and operating the plurality of base stations. グローバルアドレスを用いるIP(Internet Protocol)網と、プライベートアドレスを用いる加入者網と、同期通信網との間で相互に通信プロトコルを変換してこれらの網を相互接続するゲートウェイ装置であって、
前記同期通信網を終端して装置内信号を生成する同期網終端部と、
前記IP網を終端して前記装置内信号を生成するパケット網終端部と、
前記IP化されたインタフェースを介して前記加入者網を終端して前記装置内信号を生成する加入者網終端部と、
前記同期網終端部、前記パケット網終端部、および、前記加入者網終端部でそれぞれ生成された装置内信号を交換する時分割スイッチと、
前記加入者網と前記IP網との間で相互にアドレスを変換するアドレス変換処理部を有することを特徴とするゲートウェイ装置。
A gateway device that mutually converts a communication protocol between an IP (Internet Protocol) network using a global address, a subscriber network using a private address, and a synchronous communication network, and interconnects these networks,
A synchronous network terminating unit that terminates the synchronous communication network and generates an in-device signal;
A packet network termination unit that terminates the IP network and generates the in-device signal;
A subscriber network termination unit for terminating the subscriber network via the IP interface and generating the in-device signal;
A time division switch for exchanging in-device signals respectively generated at the synchronous network termination unit, the packet network termination unit, and the subscriber network termination unit;
A gateway apparatus comprising an address conversion processing unit for converting addresses between the subscriber network and the IP network.
移動通信端末を無線収容する基地局を前記加入者網が備え、前記基地局がこの基地局において受信された前記移動通信端末からの信号を電気/光変換して前記ゲートウェイ装置に接続される光ファイバに送出する電気/光変換部を備える場合に、
前記光ファイバを介して到来する光信号を光/電気変換する光/電気変換部を具備することを特徴とする請求項7に記載のゲートウェイ装置。
The subscriber network includes a base station that wirelessly accommodates the mobile communication terminal, and the base station performs electrical / optical conversion of a signal from the mobile communication terminal received by the base station and is connected to the gateway device. When equipped with an electrical / optical converter that sends out to the fiber,
The gateway apparatus according to claim 7, further comprising an optical / electrical conversion unit configured to optically / electrically convert an optical signal arriving via the optical fiber.
前記加入者網が複数の基地局を備える場合に、
これらの複数の基地局を切り替え運用するための光切り替え部を有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。
When the subscriber network comprises a plurality of base stations,
9. The gateway device according to claim 8, further comprising an optical switching unit for switching and operating the plurality of base stations.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113452775A (en) * 2021-06-25 2021-09-28 福建网能科技开发有限责任公司 System and method for acquiring data by external-hanging type Internet of things gateway auxiliary energy controller

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