JP2008205746A - 通信システム、ゲートウェイ装置およびリモート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】収容可能な帯域を拡大して通信速度の向上を図った通信システム、ゲートウェイ装置およびリモート装置を提供すること。
【解決手段】ゲートウェイ装置１０にセンタ装置１１を内蔵するとともに、このセンタ装置１１に光ファイバＦを介して接続されるリモート装置６０を設ける。すなわち、センタ装置１１およびリモート装置６０により、既存のゲートウェイ装置に内蔵される回線インタフェース部の機能を実現する。また、センタ装置１１とリモート装置６０との間を光ファイバＦを介して接続することで、端末装置の設置場所をさらなる遠隔地に延長する。センタ装置１１とリモート装置６０との間では同期フレーム信号を双方向伝送するようにし、センタ装置１１のＣＰＵからの制御信号をシリアル化してリモート装置６０に伝送する。さらに、端末装置とゲートウェイ装置１０との間のインタフェースを光化する。
【選択図】 図２

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、この種の装置を備える通信システムと、このシステムに用いられるリモート装置に関する。

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 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。

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。

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。

この種のゲートウェイ装置には、例えばＰＢＸ（Private Branch eXchange）などの交換装置や、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、携帯電話システムなどの基地局などのような、遠隔に設置される通信装置を収容するものがある。ところがその収容回線の帯域は現時点では比較的狭いといわざるを得ず、何らかの対処が望まれている。特許文献１または２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、文献１では移動端末とＰＳＴＮとの通信を想定していない。文献２においても概念的な説明が開示されるにとどまり、上記課題を解決するための具体的手法は未だ知られていない。
特開２００５−１８４８３０号公報 特開２００３−１１０６９７号公報

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、通信装置を収容する回線の帯域が狭く、ボトルネックになるので何らかの対処が望まれている。特に現状のメタル回線では収容可能な通信装置までの距離に制限があり（現状では７ｋｍ程度）、この制限をより緩和したいというニーズがある。
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、収容可能な帯域を拡大して通信速度の向上を図った通信システム、ゲートウェイ装置およびリモート装置を提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、通信装置を備える加入者網、同期通信網、および、パケット通信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、前記パケット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と、前記通信装置を光ファイバを介して前記ゲートウェイ装置に接続して前記通信装置と前記ゲートウェイ装置とのインタフェースを光化するリモート装置とを備え、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、前記パケット通信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、前記光ファイバを介して前記リモート装置を収容し、前記加入者網を終端して前記装置内信号を生成する光収容装置と、前記同期網終端部、前記パケット網終端部、および、前記光収容装置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、通信装置とゲートウェイ装置との間が光ファイバを用いて光化される。したがって既存のＩＳＤＮ回線（ＰＨＳにおいてはＩ′インタフェース）を用いた同期網を介して基地局を収容するのに比べ、その帯域を格段に広くすることが可能になる。これにより通信速度や収容チャネル数を飛躍的に増大させることが可能になる。

この発明によれば、収容可能な帯域を拡大して通信速度の向上を図った通信システム、ゲートウェイ装置およびリモート装置を提供することができる。

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。

ＩＰ網２００には、ゲートウェイ装置１０を遠隔から監視制御するための監視装置５０が設けられる。監視装置５０を用いた通知情報の収集、およびコマンド投入操作などにより、ゲートウェイ装置１０において回線インタフェース部（図示せず）と端末間の状態監視、制御を行なうことが可能となる。
加入者網にはリモート装置６０と、複数の端末装置２１，２２とが属する。リモート装置６０は光ファイバＦを介してゲートウェイ装置１０に接続される。端末装置２１はメタル回線３０を介してゲートウェイ装置１０に収容される。端末装置２２はまずリモート装置６０に接続され、このリモート装置６０から光ファイバＦを介してゲートウェイ装置１０に収容される。なお端末装置２１，２２としては、移動通信システムの移動通信端末を無線収容する基地局、あるいは交換装置などといった、比較的遠隔に設置される通信装置などが挙げられる。

ゲートウェイ装置１０は、加入者網と、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。すなわちゲートウェイ装置１０で各網を終端することによりＰＣＭ（Pulse Code Modulation）データが生成され、ゲートウェイ装置１０はこのＰＣＭデータを時分割交換することで各網を交換接続する。

ゲートウェイ装置１０はセンタ装置１１を備える。このセンタ装置１１は、例えばその機能をゲートウェイ装置１０に挿抜可能な基板に実装して実現される。センタ装置１１は光ファイバＦを介してリモート装置６０を収容し、加入者網を終端してＰＣＭデータを生成する。なお光ファイバＦおよびリモート装置６０は、ゲートウェイ装置１０からＩＰ網２００を介して監視装置５０により遠隔監視される。

図２は、図１のシステムの要部を示すシステム図である。この図に示すようにリモート装置６０は、光ファイバＦの敷設される光回線網３００を介してゲートウェイ装置１０に接続される。図２においては、リモート装置６０は局舎内に設置される。すなわちゲートウェイ装置１０が設置されていないような過疎地域の局内にリモート装置６０を設け、このリモート装置６０において端末装置２１，２２を収容するようにする。ゲートウェイ装置１０は別の局舎に設置され、光ファイバＦを両局の間に介在させることで両局の距離を例えば３０ｋｍ程度にまで延長することができる。これにより端末装置２１，２２の係わるサービスの提供エリアを格段に広くすることが可能となる。
さらに、局からリモート装置６０にＤＣＳ（Digital Clock Supply）クロック３５を供給することで、遅延などの影響を受けない正確な網同期クロックによるデータ伝送が可能になる。

図３は図１のセンタ装置１１の実施の形態を示す機能ブロック図である。センタ装置１１はＣＰＵ（Central Processing Unit）部４１を備え、ＣＰＵ部４１はＣＰＵバス４９を介して図３の各部を制御する。ＨＷインタフェース部４２はセンタ装置１１とゲートウェイ装置１０間とのインタフェースを司り、ＴＤＭ（Time Division Multiplex）部／Ｓ／Ｐ（Serial / Parallel）変換部４３は音声・データ及びＣＰＵバス４９をパラレル・シリアル変換した信号の時分割多重・分離を行なう。

フレーマー部４４は、ゲートウェイ装置１０からＨＷインタフェース部４２を介して供給される同期クロックをＣＬＫ部４７で分周した基本クロックをもとに、装置内のＰＣＭデータを同期フレーム化する。この同期フレームは光インタフェース部４５により電気／光変換されて光ファイバＦを介して対向するリモート装置６０に伝送される。これによりリモート装置６０との間で、光ファイバＦを介して同期フレームがを双方向にシリアル伝送される。なおレジスタ部４６は監視制御情報のバッファリングを行なう。

特にＣＰＵ部４１は、リモート装置６０の制御も司る。リモート装置６０の制御のための信号はＣＰＵバス４９上を流れるが、フレーマー部４４はこの制御データをＣＰＵバス４９から取得して同期フレーム化する。この制御情報を含む同期フレームも光ファイバＦを介してリモート装置６０に伝送される。

図４は図１のリモート装置６０の実施の形態を示す機能ブロック図である。リモート装置６０は、センタ装置１１のＣＰＵ部４１により直接制御され、従ってリモート装置６０は自らのＣＰＵを備えていない（ＣＰＵレス）。具体的には、光ファイバＦ、光インタフェース部５２、フレーマー部５３を介して受信されＴＤＭ部／Ｓ／Ｐ変換部５４によりシリアル・パラレル変換された、センタ装置１１からのＣＰＵバス信号によって、リモート装置６０は統括的に制御される。

図４のＣＬＫ（クロック）部５９はフレーマー部５３で抽出されたクロック、または局からＤＣＳ入力部５８に供給されたクロックをＰＬＬ（Phase Lock Loop）制御し、装置内クロックを生成する。装置内クロックは回線インタフェース部５５に与えられ、このクロックに基づいて、加入者回線５６を介して接続される端末装置２２との通信が実施される。なおレジスタ部５７は監視制御情報のバッファリングを行なう。

図５はセンタ装置１１とリモート装置６０との間で各種情報を伝送する方法を模式的に示す図である。センタ装置１１とリモート装置６０との間で授受される情報には、音声データや各種バイナリデータに加え、ＣＰＵバス情報がある。これらのデータは装置内部においてはパラレルで処理されるが、センタ装置１１側のＳ／Ｐ変換部４３、およびリモート装置６０側のＳ／Ｐ変換部５４において、いずれもパラレルからシリアルに変換されて、光ファイバＦに送出される。

図６は、センタ装置１１〜リモート装置６０間で光ファイバＦを介して同期伝送される同期フレームのフォーマットの一例を示す図である。この同期フレームは、ヘッダ部６４、音声・データ部６５、ＣＳ，Ｒ／Ｗ，アドレス（Ａ），Ｔｘ／Ｒｘの各情報を含むペイロード部６６、そしてパリティ情報６７により大まかに構成される。ここでＴｘ／Ｒｘは、具体的には回線やフレーマーのステータス情報を表す。

ＣＳ（チップセレクト）、Ｒ／Ｗ（リード／ライト）、アドレス，Ｔｘ／Ｒｘ（送信／受信）はいずれもＣＰＵ部４１の制御に係わる情報である。これらの情報はシリアル化されてセンタ装置１１からリモート装置６０に伝送され、これによりリモート装置６０のＣＰＵレスでの制御を実現できる。なお同期フレームのパリティ情報６７を用いることで、この同期フレームの誤りを上位層により検出することができる。

図７は比較のため既存の通信システムを示すシステム図である。図７において端末装置２１はメタル回線３０を介してゲートウェイ装置１０′に収容される。端末装置２２はゲートウェイ装置１０′に収容されず、終端装置（ターミネーター）４０を介して回線交換網１００に接続されたのち、この回線交換網１００を介してゲートウェイ装置１０′に収容される。このように既存の技術では、光回線を介して端末装置をゲートウェイ装置に収容することができない。このためメタル回線では届かないような遠隔地に端末サービスのエリアを拡大することができない。

これに対しこの実施形態では、ゲートウェイ装置１０にセンタ装置１１を内蔵するとともに、このセンタ装置１１に光ファイバＦを介して接続されるリモート装置６０を設ける。すなわち、センタ装置１１およびリモート装置６０により、既存のゲートウェイ装置に内蔵される回線インタフェース部の機能を実現する。また、センタ装置１１とリモート装置６０との間を光ファイバＦを介して接続することで、端末装置の設置場所をさらなる遠隔地に延長する。センタ装置１１とリモート装置６０との間では同期フレーム信号を双方向伝送するようにし、センタ装置１１のＣＰＵからの制御信号をシリアル化してリモート装置６０に伝送する。さらに、端末装置とゲートウェイ装置１０との間のインタフェースを光化することで、そのチャネル容量を拡大し伝送速度を高速化するようにしている。これらのことから、収容可能な帯域を拡大して通信速度の向上を図った通信システム、ゲートウェイ装置およびリモート装置を提供することが可能となる。

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。

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。 図１のシステムの要部を示すシステム図。 図１のセンタ装置１１の実施の形態を示す機能ブロック図。 図１のリモート装置６０の実施の形態を示す機能ブロック図。 センタ装置１１とリモート装置６０との間で各種情報を伝送する方法を模式的に示す図。 センタ装置１１〜リモート装置６０間で光ファイバＦを介して同期伝送される同期フレームのフォーマットの一例を示す図。 比較のため既存の通信システムを示すシステム図。

符号の説明

１００…回線交換網、２００…ＩＰ網、３００…光回線網、１０…ゲートウェイ装置、２１，２２…端末装置、３０…メタル回線、４０…終端装置、５０…監視装置、６０…リモート装置、３５…ＤＣＳクロック、４１…ＣＰＵ部、４２…ＨＷインタフェース部、４３…ＴＤＭ部／Ｓ／Ｐ変換部、４４…フレーマー部、４５…光インタフェース部、４６…レジスタ部、４７…ＣＬＫ部、４９…ＣＰＵバス、５２…光インタフェース部、５３…フレーマー部、５４…ＴＤＭ部／Ｓ／Ｐ変換部、５５…回線インタフェース部、５６…加入者回線、５７…レジスタ部、５８…ＤＣＳ入力部、５９…ＣＬＫ部、６４…ヘッダ部、６５…音声・データ部、６６…ペイロード部、６７…パリティ情報

Claims (16)

1. 通信装置を備える加入者網、同期通信網、および、パケット通信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、前記パケット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と、
   前記通信装置を光ファイバを介して前記ゲートウェイ装置に接続して前記通信装置と前記ゲートウェイ装置とのインタフェースを光化するリモート装置とを備え、
   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、
   前記パケット通信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、
   前記光ファイバを介して前記リモート装置を収容し、前記加入者網を終端して前記装置内信号を生成する光収容装置と、
   前記同期網終端部、前記パケット網終端部、および、前記光収容装置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を有することを特徴とする通信システム。
2. 前記光収容装置は、前記ゲートウェイ装置に挿抜可能に設けられる基板に実装されることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記光収容装置は、前記リモート装置と前記光ファイバを介して同期フレームを双方向にシリアル伝送することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
4. 前記光収容装置は、
   前記リモート装置の制御を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）と、
   このＣＰＵのＣＰＵバス情報を前記同期フレーム化して前記リモート装置に伝送するフレーミング処理部とを備えることを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
5. 前記同期フレームにパリティ情報を付加してこのパリティ情報を用いて当該同期フレームの誤りを検出する手段を具備することを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
6. 前記リモート装置は、
   同期網クロックの供給を受けるクロック入力部と、
   前記供給された同期網クロックを前記通信装置に伝送するクロック伝送部と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。
7. 前記通信装置は、移動通信端末を無線収容する基地局であることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
8. 通信装置を備える加入者網と、同期通信網と、パケット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、
   前記パケット通信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、
   前記通信装置を収容するリモート装置を前記光ファイバを介して収容し、前記加入者網を終端して前記装置内信号を生成する光収容装置と、
   前記同期網終端部、前記パケット網終端部、および、前記光収容装置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を具備することを特徴とするゲートウェイ装置。
9. さらに、挿抜可能に設けられ前記光収容装置を実装する基板を具備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。
10. 前記光収容装置は、前記リモート装置と前記光ファイバを介して同期フレームを双方向にシリアル伝送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。
11. 前記光収容装置は、
    前記リモート装置の制御を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）と、
    このＣＰＵのＣＰＵバス情報を前記同期フレーム化して前記リモート装置に伝送するフレーミング処理部とを備えることを特徴とする請求項１０に記載のゲートウェイ装置。
12. 前記同期フレームにパリティ情報を付加してこのパリティ情報を用いて当該同期フレームの誤りを検出する手段を具備することを特徴とする請求項１０に記載のゲートウェイ装置。
13. 前記通信装置は、移動通信端末を無線収容する基地局であ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。
14. 通信装置を備える加入者網、同期通信網、パケット通信網、および、前記加入者網と前記同期通信網と前記パケット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を具備する通信システムに用いられるリモート装置であって、
    前記通信装置を光ファイバを介して前記ゲートウェイ装置に接続して前記通信装置と前記ゲートウェイ装置との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リモート装置。
15. 前記ゲートウェイ装置と前記光ファイバを介して同期フレームを双方向にシリアル伝送することを特徴とする請求項１４に記載のリモート装置。
16. さらに、同期網クロックの供給を受けるクロック入力部と、
    前記供給された同期網クロックを前記通信装置に伝送するクロック伝送部とを備えることを特徴とする請求項１４に記載のリモート装置。

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