JP2010518694A - ユーティリティネットワークにおいてipを使用するパケット通信を提供する方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
図2は、LAN200及びLAN206を含む通信ネットワークを概略的に示すブロックである。LANは、ノード202及びアクセスポイント201を接続する。図示するように、LAN200は2つのアクセスポイントを有し、LAN206は1つのアクセスポイントを有する。ドメインネームサーバ(DNS)203は、通信ネットワーク204へのアクセスポイント201を介してLAN200及びLAN206に接続される。好適な実施形態において、DNSサーバ203は動的な更新を受信及び処理でき、それによりダイナミックDNSサービスを提供する。DNSの動的な更新は、IETF RFC2136に従って行なわれる。通信ネットワーク204は、任意の種類の通信ネットワークであってもよい。通信ネットワークは、LAN、WAN、無線、固定回線、プライベートネットワーク、仮想プライベートネットワーク等を含むが、それらに限定されない。好適な実施形態において、通信ネットワーク204はワイドエリアネットワークであり、IPv4又はIPv6等の1つ以上の通信プロトコルを使用してもよい。1つ以上の演算装置205は、通信ネットワーク204に接続する。演算装置205からノード202へのメッセージは、ノードのネットワークアドレスを使用して送出されてもよい。演算装置205は、任意のデバイス、デバイスの組合せ、ネットワーク管理システム、サーバ、バックオフィスシステム(BOS)、コンピュータ、ネットワークデバイス、通信デバイス、ソフトウェアアプリケーション、あるいは通信ネットワーク204を介してアクセスポイント又はノードと通信できる構成要素であってもよい。第2のLAN206は、DNSサーバ203及び通信ネットワーク204に接続されてもよい。DNSサーバは単一のLANに専用であってもよく、あるいは2つ以上のLANがDNSサーバを共有してもよい。図示するように、LAN200及びLAN206は重なり合わず、図示されるノード及びアクセスポイントはLAN200及びLAN206の双方のメンバにはならない。別の実施形態は、重なり合う1つ以上のLANを有し、1つ以上のLANに共通の1つ以上のノード及び/又はアクセスポイントを含んでもよい。別の実施形態は追加のLANを有してもよく、それらのLANは互いに重なり合っても重なり合わなくてもよい。好適な実施形態において、ノードのネットワークアドレスは、以下に図3に関連して説明される処理に従って取得される。
この例は、ノード名がNode1である所定のノードを有する。Node1は、関連するIPv6ネットワークアドレスを2つ有する。Node1に対するルートレジストリエントリは以下を読み出してもよい。
メッセージをNode1に送出することを意図するネットワークデバイス、例えば停電検出を管理するバックオフィスシステムは、DNSサーバのルートレジストリからNode1と関連付けられるいずれかのネットワークアドレスを受信してもよい(又は双方のネットワークアドレスを受信してもよい)。プリフィックス2001:2015:20ae:2::/64を含むネットワークアドレスを使用して停電検出システムからNode1に送出されるメッセージは、AP2を介してルーティングされる。プリフィックス2001:2015:20ae:1::/64を含むネットワークアドレスを使用して停電検出システムからNode1に送出されるメッセージは、AP1を介してルーティングされる。
この例は、図5に示すような輸送デバイスである所定のノードを有する。特にノードHは、電気グリッドから充電されるバッテリを有してもよいハイブリッド車である。ノードHを電源にプラグ接続すると、ノードHは、BOS−HBと呼ばれる電気ユーティリティ課金BOSとの通信を確立しようとする。この例において、ノードHは、IPv6プロトコルを使用する無線通信ネットワークであるLAN−7の有効範囲領域内にある。ノードHは、LAN−7内の少なくとも1つのアクセスポイントにレイヤ2登録要求メッセージを送出する。LAN−7に対するアクセスポイントであるAP1は、4ea3であるIPv6プリフィックスにより応答する。ノードHは、AP1から受信したプリフィックスを使用して一意のIPv6アドレスを作成する。ノードHは、AP1からのIPv6プリフィックスと共にノードHのネットワークカードのMACアドレスを使用して一意のIPv6アドレスを作成する。ノードHは、LAN−7に関連するDNSサーバにレイヤ3登録メッセージを送出し、DNSサーバから確認応答を受信する。ノードHは、AP2と呼ばれるLAN−7への第2のアクセスポイントに更に登録される。AP1及びAP2は双方とも、通信ネットワークを介してBOS−HBと通信できる。AP2はIPv6プリフィックス21ffをノードHに送出し、ノードHはそれを使用してAP2と関連付けられる第2の一意のIPv6アドレスを作成する。ノードHは、SNMP TRAP又はINFORMメッセージをBOS−HBに送出し、LAN−7上にいることを示す。更に、BOS−HBへのメッセージは、ノードHが電気グリッドに現在接続されており且つノードHのバッテリを充電するための電力を受け取っていることをBOS−HBに警告する情報を含む。BOS−HBは、ノードHの電気使用料を調査するメッセージをノードHに送出し、ノードHが依然としてネットワーク上にあるかをチェックするメッセージを更に送出する。ノードHにメッセージを送出する前に、BOS−HBはDNSサーバに対してノードHのネットワークアドレスのルックアップを実行する。DNSサーバは、ノードHに対応するルックアップ要求に応答して、ノードHと関連付けられる2つの一意のIPアドレスのうちBOS−HBに提供するIPアドレスを判定してもよい。この例示される実施形態において、DNSサーバのルートレジストリは、ノードHに対応するIPv6アドレスと関連する一意の優先指標を含む。有線指標は、AP2がAP1より信頼性のあるAP2との接続を有するため、AP2がAP1より優先されることを指定する。従って、DNSサーバはAP2と関連付けられるネットワークアドレスによりBOS−HBに応答する。BOS−HBはAP2と関連付けられるネットワークアドレスを使用して、AP2を介してノードHにメッセージをルーティングする。AP2を介してBOS−HBからノードHにメッセージを配信できなかった場合、BOS−HB(又はネットワーク上の別のデバイス)は、ノードHと関連付けられる次に優先されるネットワークアドレスを要求及び受信し、ノードHに対する次に優先されるネットワークアドレスを使用して失敗したメッセージを再送してもよい。ノードHに対する次に優先されるネットワークアドレスはAP1に対応するため、失敗したメッセージの再試行はAP1を介してノードHにルーティングされる。AP2と関連付けられるネットワークアドレスへのメッセージの配信の失敗に応答して、DNSサーバは、ノードHと関連付けられる1つ以上のネットワークアドレスと関連する優先指標を変更してもよく、更に1つ以上の基準(例えば、ノードHに近接すること、AP2への依存性、ノードHへの依存性等)に従って他のノードの優先指標を変更してもよい。DDNSレジストリ中の優先指標を変更する要求は、ノードH、BOS−HB、AP−1、AP−2のうちの任意の1つから発信されてもよい。
ノードHは、ノードHのネットワークアドレスを含むパケットを送出することにより、AP2から受信されるBOS−HBからの要求に応答する。含まれるネットワークアドレスがAP1のプリフィックスを含む場合、パックはAP1を介してBOS−HBにルーティングされてもよく、それによりネットワークアドレスは複数のアクセスポイントのうちLAN−7から出る際に使用するアクセスポイントを判定できる。ノードHは、ノードHと関連付けられる複数のネットワークアドレスのうちノードHから送出されるパケットのヘッダに含めるネットワークアドレスを選択してもよい。ノードHに含まれるアクセスポイントプリフィックスに基づいてパケットをルーティングすることにより、LANの出口ポイントが選択されてもよく、それにより複数の出口を有する実施形態において出口の制御が可能になる。
ノードHが1つの場所から別の場所に移動できる移動ノードである(その結果、所定のAP、ノード又はLANと直接接続しなくなる可能性がある)ため、APは移動ノードの登録を抹消してもよい。例えば移動ノードは、事前設定された期間又は設定可能な期間APと通信していない場合に登録を抹消されてもよい。更に又はあるいは、移動ノードは登録を抹消しないように1つ以上のAPに情報を送出してもよく、あるいはAPにおけるポリシーが1つ以上の特性に基づいて所定の移動ノードの登録を抹消しないことを決定してもよい。
IPv6アドレス指定及びプロトコルを使用する通信をサポートできるユーティリティネットワークは、好ましくはIPv6を使用して通信できる種々のデバイスを使用してもよい。好適な実施形態において、ユーティリティノード、アクセスポイント及びバックオフィスシステム等のシステム構成要素は、各システム構成要素に組み込まれるIPv6機能性サポートを有する。IPv6対応システム構成要素の好適な実施形態を図6、図7及び図8と関連して示し且つ説明する。
図9は、ユーティリティノードサブネットワーク900を概略的に示すブロック図である。ネットワーク900は、ユーティリティノード901を含んでもよい。ユーティリティノードは、コモディティメータを含んでもよく、あるいはコモディティメータとインタフェースしてもよい。ユーティリティノード901は、通信ネットワーク902と通信できる。好適な一実施形態において、ユーティリティノード901は、IPプロトコル(IPv4又はIPv6)を使用して無線LANと通信できる無線ラジオを含む。ユーティリティノード901は、構内デバイスインタフェース903を更に含む。構内デバイスインタフェース903は、構内デバイス904に接続し、ユーティリティノードと構内デバイスとの間の通信リンクを提供する。更にユーティリティノードは、構内デバイス904とユーティリティノードに接続される通信ネットワーク902との間の通信リンクを提供する。
この例は、ノード名がNode 31 Cedar Aveであるユーティリティノードの例である。Node 31 Cedar Aveは、住宅単位(家)で展開され、複数のプロトコル及び通信技術を介して構内デバイス(家の内部にあるデバイス)と通信できる。例えばUtility Node 31 Cedar Aveは、無線パーソナルエリアネットワーク(WPAN)を使用して又はPLC(電力線搬送)対応デバイスが家の電力グリッドに接続された状態でPLC通信を使用してデバイスと通信してもよい。例示する家は、5つの構内デバイス、すなわちWPANを介して通信するサーモスタット、WPANを介して通信するプールポンプ、PLCを介して通信する冷凍庫及びWPANを介して通信するホームエンターテイメントシステムを含む。
WPANは、Bluetooth、ZigBee(IEEE802.15.4)、IrDA、UWB(IEEE802.15.3)、Dust TSMP、Insteon、IEEE802.15に基づく他の技術を含むがそれらに限定されないネットワーク技術又は規格の任意の1つ又は任意の組合せであってもよい。
Utility Node 31 Cedar Aveは、IPv6通信プロトコルを使用してユーティリティネットワークと無線通信する。ユーティリティネットワークは、他のユーティリティノード及び少なくとも1つのアクセスポイント、並びにNode 31 Cedar Aveを管理するBOSを含む。
Utility Node 31 Cedar Aveは、家の電気使用料を監視及び報告する電気使用料メータを含む。更にNode 31 Cedar Aveは、家の天然ガス使用料を監視及び報告する天然ガスメータに接続される他のコモディティメータに対するインタフェースを含む。
Node 31 Cedar Aveは、それらの構内デバイスの各々にIPv6アドレスを割り当てる。Node 31 Cedar Aveは、サーモスタット、プールポンプ、冷凍庫及びエンターテイメントシステムに対する割り当てられたIPv6アドレスを通信ネットワークと共有する。特に、構内デバイスのネットワークアドレスは、ユーティリティネットワークに接続され且つ自宅所有者が構内デバイスを監視及び制御できるようにする構内管理ポータルとの間で共有される。1つ以上の構内デバイスのネットワークアドレスは、通信ネットワーク内のNode 31 Cedar Aveによりプロキシされてもよく、あるいは通信ネットワークを介してNode 31 Cedar Aveと通信してもよい。
自宅所有者(又は他の人)は、構内管理ポータルを介して、割り当てられたIPアドレスを使用して構内デバイスと通信してもよい。Node 31 Cedar Aveは、構内デバイス用パケットを受信し、割り当てられたIPアドレスに従って指定デバイスを識別し、適切な構内通信システム(WPAN、PLC等)を介してパケットのペイロードを指定デバイスに転送する。同様に、構内通信システムを介して受信される構内デバイスからの通信信号は、パケットのペイロードに入力され、構内デバイスに割り当てられたネットワークアドレスを含んで構内管理ポータルに送出される。
構内デバイスに対する構内レジストリエントリは、以下を読み出してもよい。
ノード名がMeter HMであるユーティリティノードは、住宅単位(家)で展開され、複数のプロトコル及び通信技術を介して構内デバイス(家又は隣接する家の内部にあるデバイス)と通信できる。更にMeter HMは、家で使用される電気を計量供給するコモディティメータを更に含む。Meter HMは、PLC対応デバイスが家の電力グリッドに接続された状態でWPAN又はPLCを使用してデバイスと通信してもよい。家は、Meter HMと通信できる6つの構内デバイス、すなわちWPANを介して通信するサーモスタット、PLCを介して通信する冷凍庫、WPANを介して通信するホーム警報システム、家の一部分を監視し且つWPANを介して通信するビデオカメラ、年配の身内の健康状態を監視してもよく且つWPANを介して通信する健康状態監視システム及びWPANを介して通信するホームエンターテイメントシステムを含む。
Meter HMは、IPv6通信プロトコルを使用してユーティリティネットワークと無線通信する。ユーティリティネットワークは、Meter HMを管理するBOS、並びに他のユーティリティノード、アクセスポイントAP214、AP137及びAP8を含む。BOSは、自宅所有者が構内デバイスの一部又は全てを監視又は制御、あるいは監視及び制御できるようにするカスタマーポータルを更に含む。
アクセスポイントAP214、AP137及びAP8の各々は、IPv6アドレスの/64の割当てを有する。アクセスポイントAP137は、ユーティリティノードMeter HMにIPv6アドレスの/125を割り当てている。Meter HMは、登録された構内デバイスにアドレスを割り当てるためにIPv6アドレスの/125の割当てからアドレスを選択する。Meter HMは、WPANを解して通信するサーモスタット、PLCを介して通信する冷凍庫、WPANを介して通信するホーム警報システム、WPANを介して通信するビデオカメラ、WPANを介して通信する健康状態監視システム及びWPANを介して通信するホームエンターテイメントシステムにアドレスを割り当てる。1つ以上の構内デバイスが除去される場合、あるいはMeter HMから登録が抹消される場合、Meter HMは除去されたか又は登録が抹消された構内デバイスに割り当てられていたネットワークアドレスを別の構内デバイスに再割り当てしてもよい。
IPv4ネットワークを介する「6to4」通信を使用するか又は「6in4」通信を使用するかの判定は、アクセスポイント、バックオフィスシステム又はシステムの別の構成要素により行なわれてもよい。IPv4ネットワークを介するユーティリティネットワークにおけるIPv6ノード間の通信は、ノードの種類、ネットワークの種類、選択されたアクセスポイント、バックオフィスシステム、メッセージの種類、メッセージの内容、所望のセキュリティティレベル等に従って「6to4」又は「6in4」通信を介してもよい。例えば向上したセキュリティに対しては、「6in4」通信が使用されてもよい。尚、「6in4」通信は多くの場合にトンネリングと呼ばれ、「6to4」通信は多くの場合にネットワークアドレス変換(NAT)又はパケットカプセル化と呼ばれる。
図13は、IPv4パケットがIPv6LANを通過するネットワーク1300を概略的に示すブロック図である。ネットワーク1300は、2つのローカルエリアネットワーク1301及び1302を含んでもよい。LAN1301及び1302はノード1303を含む。好適な実施形態において、ノード1303はユーティリティノードである。LAN1302は、アクセスポイントAP1 1304に接続される。LAN1301は、アクセスポイントAP2 1305及びAP3 1306に接続される。アクセスポイント1304及びアクセスポイント1305は、通信ネットワーク1307に接続する。アクセスポイント1306は、通信ネットワーク1308に接続する。好適な実施形態において、通信ネットワーク1307及び1308はワイドエリアネットワークである。バックオフィスシステムBOS−1 1309は、WAN1307に接続する。バックオフィスシステムBOS−2 1310は、WAN1307及びWAN1308に接続する。バックオフィスシステムBOS−3 1311は、WAN1308に接続する。
Claims (24)
- コモディティメータ情報を受信でき、ユーティリティネットワークに接続される、複数のユーティリティノードと、
前記ユーティリティネットワークに接続され、少なくとも1つのワイドエリアネットワークへの通信を提供する複数のアクセスポイントデバイスと
を具備し、
前記複数のユーティリティノードのうちの少なくとも1つのユーティリティノードが複数のアクセスポイントデバイスに登録され、
所与のワイドエリアネットワークを介してアクセス可能な指定ネットワーク宛先に送出されるユーティリティノードからのメッセージが、前記指定ネットワーク宛先がアクセスされる際に介する前記ワイドエリアネットワークと関連付けられるアクセスポイントを介して送出される
ことを特徴とする無線通信システム。 - 前記指定ネットワーク宛先は、グローバルネットワークアドレスと関連付けられ、
前記指定ネットワーク宛先と関連付けられる前記グローバルネットワークアドレスは、前記メッセージを送出するために前記ユーティリティノードにより使用される
ことを特徴とする請求項1記載の無線ネットワークシステム。 - 複数のアクセスポイントデバイスに登録されたユーティリティノードは、複数のアクセスポイントデバイスに登録された前記ユーティリティノードと関連付けられる複数の一意のネットワークアドレスを受信することを特徴とする請求項1記載の無線ネットワーク。
- 前記複数の一意のネットワークアドレスのうち少なくとも1つのネットワークアドレスは、前記ユーティリティノードが登録される前記アクセスポイントデバイスのうち1つのアクセスポイントデバイスに対応することを特徴とする請求項3記載の無線ネットワーク。
- 登録される前記アクセスポイントデバイスのうち1つのアクセスポイントデバイスに対応する前記複数の一意のネットワークアドレスのうちの少なくとも1つのネットワークアドレスは、前記ユーティリティノードが登録される前記アクセスポイントデバイスと関連付けられるアドレスプリフィックスを含むことを特徴とする請求項4記載の無線ネットワーク。
- 前記アドレスプリフィックスは、IPv6アドレスプリフィックスであることを特徴とする請求項5記載の無線ネットワーク。
- ネットワークにおいて通信する方法であって、
少なくとも1つの無線ローカルエリアユーティリティネットワークと関連付けられる少なくとも1つのアクセスポイントデバイスに登録メッセージを送出する工程と、
前記送出した登録に対応する少なくとも1つのアクセスポイントデバイスからネットワークアドレスプリフィックスを受信する工程と、
少なくとも1つの無線ローカルエリアユーティリティネットワークと関連付けられる前記少なくとも1つのアクセスポイントデバイスと通信できるユーティリティノードに対する一意のネットワークアドレスを生成する工程と、
ダイナミックドメインネームサーバに前記一意のネットワークアドレスを登録する工程と
を有することを特徴とする方法。 - 前記一意のネットワークアドレスは、前記アクセスポイントデバイスから受信された前記受信ネットワークアドレスプリフィックスを含むことを特徴とする請求項7記載の方法。
- 前記一意のネットワークアドレスはIPv6アドレスであり、
前記受信ネットワークアドレスプリフィックスは前記アクセスポイントデバイスに対応するネットワークアドレスのIPv6プリフィックスである
ことを特徴とする請求項8記載の方法。 - 前記一意のネットワークアドレスはIPv4アドレスであり、
前記受信ネットワークアドレスプリフィックスは前記アクセスポイントデバイスに対応するネットワークアドレスのIPv4プリフィックスである
ことを特徴とする請求項8記載の方法。 - 前記一意のネットワークアドレスはIPv6アドレスであり、
前記受信ネットワークアドレスプリフィックスは前記アクセスポイントデバイスに対応するネットワークアドレスのIPv6プリフィックスである
ことを特徴とする請求項8記載の方法。 - 前記アクセスポイントデバイスから受信された前記受信ネットワークアドレスプリフィックスを含む前記一意のネットワークアドレスに従って前記ユーティリティノードにメッセージをルーティングする工程を更に有し、
前記ルーティングされるメッセージは、前記IPv6プリフィックスに対応する前記アクセスポイントデバイスを介してルーティングされる
ことを特徴とする請求項9記載の方法。 - 前記送出された登録に対応する複数のアクセスポイントデバイスからネットワークアドレスプリフィックスを受信する工程と、
少なくとも1つの無線ローカルエリアユーティリティネットワークと関連付けられる前記少なくとも1つのアクセスポイントデバイスと通信できるユーティリティノードに対して、少なくとも2つが受信ネットワークアドレスプリフィックスに対応するアクセスポイントデバイスに対応するネットワークアドレスのIPv6プリフィックスを含む複数の一意のネットワークアドレスを生成する工程と、
前記一意のネットワークアドレスをダイナミックドメインネームサーバに登録する工程と
を更に有することを特徴とする請求項12記載の方法。 - ユーティリティノードに対する前記複数の一意のネットワークアドレスのうち1つのネットワークアドレスがネットワークアドレス優先指標に従って選択されることを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記ネットワークアドレス優先指標は、前記少なくとも1つの無線ローカルエリアユーティリティネットワークと関連付けられるDNSサーバに格納されることを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記受信ネットワークアドレスプリフィックスは、前記複数のアクセスポイントデバイスのうち少なくとも1つのアクセスポイントデバイスからネットワークアドレスとして受信されることを特徴とする請求項13記載の方法。
- ネットワークにおいて通信する方法であって、
ユーティリティノードに対するネットワークアドレスを受信する工程と、
アクセスポイントデバイスと関連付けられるユーティリティノードに対応する一意のネットワークアドレスを提供する工程と
を有し、
ユーティリティノードに対応する前記提供された一意のネットワークアドレスを使用して送出されるメッセージがアクセスポイントを介してルーティングされる
ことを特徴とする方法。 - 一意のネットワークアドレスを提供することは、前記同一のユーティリティノードに対応する複数の一意のネットワークアドレスから選択されることを特徴とする請求項17記載の方法。
- 一意のネットワークアドレスを提供することは、優先指標に従って選択されることを特徴とする請求項18記載の方法。
- 前記優先指標は、前記対応するユーティリティノードへの接続のパケット配信性能の設定可能なコスト計測値に対応することを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記優先指標は、信頼性と、速度と、優先度と、リンク品質とのうち少なくとも1つに基づくことを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記優先指標は、設定可能なポリシーに対応することを特徴とする請求項20記載の方法。
- 前記ユーティリティノードにメッセージを配信する試みが失敗したことに応答して前記ユーティリティノードにメッセージを送出するために使用される前記一意のネットワークアドレスに対応する前記優先指標を変更する工程を更に有することを特徴とする請求項19記載の方法。
- 最初のパケット配信の試みが失敗した際に別のルートを選択する工程を更に有することを特徴とする請求項22記載の方法。
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