JP2011041141A - 通信システム、通信方法、中継装置、中継プログラム、通信端末及び端末プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】時間帯により課金形態を変えてトラフィックを平滑化できるようにする。
【解決手段】本発明の通信システムは、複数の通信端末と、加入者情報及び課金情報を加入者毎に管理する加入者情報管理手段と、監視回線の帯域利用状況を監視する帯域監視手段と、監視回線のいずれかの帯域利用状況が閾値を超えた場合に、加入者の通信端末の全部又は一部に対して、監視回線の帯域利用状況が繁忙状態であり、回線継続利用には追加課金が必要であることを示す状態遷移情報を通知する通知手段と、各通信端末から確認応答を管理する確認応答管理手段と、確認応答から追加課金を承認するか否かに応じて、各通信端末の通信トラフィックを制約するか否かを行う制約手段と、確認応答から追加課金を承認する場合に、追加課金期間における各通信端末の通信トラフィックの追加課金を行い、当該加入者の課金情報を加入者管理手段に記憶する課金手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通信システム、通信方法、中継装置、中継プログラム、通信端末及び端末プログラムに関し、例えば、通信事業者の管理するネットワークにおいて、時間により変化する全体のトラフィック量に応じて混雑状態をエンドユーザに通知することにより、帯域リソースの効率的な利用を促進するシステムに適用し得るものである。

従来、エンドユーザは通信事業者との間で月額定額制の課金契約を行い、通信事業者が準備する中継回線の容量をエンドユーザが任意に利用する形になっており、その容量を超過する部分に関してはベストエフォートの処理にならざるを得ない。

しかし、年々大きな帯域を利用するアプリケーションの増加や多様化により、エンドユーザの満足度を高めるため、通信事業者は中継回線の帯域の増強・拡大に努めているが、中継回線の増強や拡大にはコストがかかってしまい、収益の圧迫につながっている。

例えば、図２（Ｂ）は、２００５年５月時の最大帯域を３００Ｇビット／秒とする中継回線のトラフィックトラフィック量の時間的変化であり、図２（Ａ）は、２００８年５月時の最大帯域を６００Ｇビット／秒とする中継回線のトラフィック量の時間的変化を例示する。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）から、２００５年５月時のアップロード平均値は約１５６Ｇビット／秒であり、ダウンロード平均値は約１９６Ｇビット／秒であったが、３年後の２００８年５月時のアップロード平均値は約２６６Ｇビット／秒であり、ダウンロード平均値は約３７０Ｇビット／秒となり、わずか３年でエンドユーザの利用帯域は急速に増大していることがわかる。

また、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）から、概ね午後１０時から午前０時までがトラフィックのピークとなっており、仮にトラフィック量が回線の最大帯域を超過するとトラフィックが廃棄されてしまうことになる。

そのため、エンドユーザへの課金形態を変更により、ネットワークにおける全体のトラフィックを平滑化することを図り、帯域リソースを効率的に利用することが望まれている。

特許文献１には、パケット交換ではなく回線交換において、対象回線の利用状況を把握することにより、パケット交換と同様の課金原理に基づいて課金漏れや重複課金のおそれがなく正当な課金を行うための方法に関して記載されている。

特許文献２には、インターネットに接続されるパケット交換網において、契約に基づく通信事業者のみの判断により、ガスの従量課金のように課金率を変更する技術と帯域の利用状況により、受付制御を行う技術とが記載されている。

特許文献３には、帯域の利用状況を監視することにより、マルチホーム型の接続環境で、複数の接続回線から回線帯域の利用状況に応じて通信に利用する回線を選択する儀ｊｙ通が記載されている。

特許文献４には、回線帯域の有効活用率を引き上げることを可能にする通信帯域制御方式として、回線の利用状況に応じて中継装置側の制御で端末がＣＯＤＥＣを変更するなどして、圧縮率を高め１回線あたりの利用帯域を削減する方式が記載されている。

特許文献５には、事前に設定されたポリシーに基づき、利用状況に応じて課金単価を計算することで、「時間帯により課金形態を変えてトラフィックを平滑化する仕組みを設ける」という技術が記載されている。

特開２００１−３５８７１３号公報 特開２００３−０７８５２３号公報 特開平１０−２４７９４８号公報 特開平１０−２９４７８８号公報 特開平１１−１２２３９４号公報

しかしながら、中継回線の設置・運用コストはピークトラフィックに依存する。ピークトラフィックの時間帯に流れるトラフィックの中には不要不急のものも含まれている可能性があるものの、従来の技術ではエンドユーザに対して不要不急の通信の利用時間帯を柔軟に変更することを推奨するようなインセンティブを与える仕組みが取られていない。

例えば、特許文献２の記載技術は、ユーザの判断を反映する仕組みがなく、常に全てのユーザに対して帯域制御を行う必要がある。このため、回線に十分な余裕があるとき等は、効率的な帯域リソースの利用が図れない上、帯域制御に必要となるバッファリングのためのメモリリソースや帯域制御のためのリソースが無駄なオーバヘッドとなりやすい。

また特許文献３の記載技術は、時間帯により課金携帯を変えてトラフィックを平滑化する仕組みを設けるという考え方をとっていない。

特許文献４の記載技術は、あくまでも通信事業者に属する中継装置側のみの制御でありユーザの判断を反映する仕組みがなく、ユーザ側の満足度の向上に繋がらない。

さらに特許文献５の記載技術は、ユーザ側に対する情報伝達手段やユーザ側の課金単価に関する判断の活用に関する検討が不十分である。例えば、通信中に定期的な課金単価の変更があった場合はどうなるか、高くなった課金単価に対してユーザはどのように拒否することができるのか記載されていない。

そこで、本発明は、時間帯により課金形態を変えることによってトラフィックの平滑化を推奨する仕組みを設けることで、通信事業者の中継回線の設置・運用コストを賄うと共に、帯域利用の効率化を図ることができる通信システム、通信方法、中継装置、中継プログラム、通信端末及び端末プログラムを提供する。

かかる課題を解決するために、第１の本発明の通信システムは、（１）加入者が利用する複数の通信端末と、（２）加入者情報及び課金情報を加入者毎に管理する加入者情報管理手段と、（３）１又は複数の監視回線の帯域利用状況を監視する帯域監視手段と、（４）帯域監視手段による監視回線のいずれかの帯域利用状況が閾値を超えた場合に、加入者情報管理手段が管理する加入者の通信端末の全部又は一部に対して、監視回線の帯域利用状況が繁忙状態であり、回線継続利用には追加課金が必要であることを示す状態遷移情報を通知する通知手段と、（５）通知手段が状態遷移情報を送信した各通信端末から確認応答を管理する確認応答管理手段と、（６）確認応答管理手段による確認応答から追加課金を承認するか否かに応じて、各通信端末の通信トラフィックを制約するか否かを行う制約手段と、（７）確認応答管理手段による確認応答から追加課金を承認する場合に、追加課金期間における各通信端末の通信トラフィックの追加課金を行い、当該加入者の課金情報を加入者管理手段に記憶する課金手段とを備えることを特徴とする。

第２の本発明の通信方法は、加入者が利用する複数の通信端末と、加入者情報及び課金情報を加入者毎に管理する加入者情報管理手段とを備える通信システムの通信方法において、（１）帯域監視手段が、１又は複数の監視回線の帯域利用状況を監視する帯域監視工程と、（２）通知手段が、帯域管理手段による監視回線のいずれかの帯域利用状況が閾値を超えた場合に、加入者情報管理手段が管理する加入者の通信端末の全部又は一部に対して、監視回線の帯域利用状況が繁忙状態であり、回線継続利用には追加課金が必要であることを示す状態遷移情報を通知する通知工程と、（３）確認応答管理手段が、通知手段が状態遷移情報を送信した各通信端末から確認応答を管理する確認応答管理工程と、（４）制約手段が、確認応答管理手段による確認応答から追加課金を承認するか否かに応じて、各通信端末の通信トラフィックを制約するか否かを行う制約手段と、（５）課金手段が、確認応答管理手段による確認応答から追加課金を承認する場合に、追加課金期間における各通信端末の通信トラフィックの追加課金を行い、当該加入者の課金情報を加入者管理手段に記憶する課金工程とを有することを特徴とする。

第３の本発明の中継装置は、加入者が利用する複数の通信端末からのトラフィックを中継する中継装置において、（１）加入者情報及び課金情報を加入者毎に管理する加入者情報管理手段と、（２）１又は複数の監視回線の帯域利用状況を監視する帯域監視手段と、（３）帯域監視手段による監視回線のいずれかの帯域利用状況が閾値を超えた場合に、加入者情報管理手段が管理する加入者の通信端末の全部又は一部に対して、監視回線の帯域利用状況が繁忙状態であり、回線継続利用には追加課金が必要であることを示す状態遷移情報を通知する通知手段と、（４）通知手段が状態遷移情報を送信した各通信端末から確認応答を管理する確認応答管理手段と、（５）確認応答管理手段による確認応答から追加課金を承認するか否かに応じて、各通信端末の通信トラフィックを制約するか否かを行う制約手段と、（６）確認応答管理手段による確認応答から追加課金を承認する場合に、追加課金期間における各通信端末の通信トラフィックの追加課金を行い、当該加入者の課金情報を加入者管理手段に記憶する課金手段とを備えることを特徴とする。

第４の本発明の中継プログラムは、加入者が利用する複数の通信端末からのトラフィックを中継する中継装置が、加入者情報及び課金情報を加入者毎に管理する加入者情報管理手段を備え、中継装置を、（１）１又は複数の監視回線の帯域利用状況を監視する帯域監視手段、（２）帯域監視手段による監視回線のいずれかの帯域利用状況が閾値を超えた場合に、加入者情報管理手段が管理する加入者の通信端末の全部又は一部に対して、監視回線の帯域利用状況が繁忙状態であり、回線継続利用には追加課金が必要であることを示す状態遷移情報を通知する通知手段、（３）通知手段が状態遷移情報を送信した各通信端末から確認応答を管理する確認応答管理手段、（４）確認応答管理手段による確認応答から追加課金を承認するか否かに応じて、各通信端末の通信トラフィックを制約するか否かを行う制約手段、（５）確認応答管理手段による確認応答から追加課金を承認する場合に、追加課金期間における各通信端末の通信トラフィックの追加課金を行い、当該加入者の課金情報を加入者管理手段に記憶する課金手段として機能させることを特徴とする。

第５の本発明の通信端末は、第３の本発明の中継装置を介して通信を行う通信端末において、中継装置の監視する監視回線のいずれかの帯域利用状況が閾値を超えた場合に、監視回線の帯域利用状況が繁忙状態であり、回線継続利用には追加課金が必要であることを示す状態遷移情報を中継装置から受信したとき、追加課金を承認するか又は承認しないかの確認応答を、中継装置に送信する通信手段を備えることを特徴とする。

第６の本発明の端末プログラムは、第３の本発明の中継装置を介して通信を行う通信端末を、中継装置の監視する監視回線のいずれかの帯域利用状況が閾値を超えた場合に、監視回線の帯域利用状況が繁忙状態であり、回線継続利用には追加課金が必要であることを示す状態遷移情報を中継装置から受信したとき、追加課金を承認するか又は承認しないかの確認応答を、中継装置に送信する通信手段として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、時間帯により課金形態を変えてトラフィックを平滑化することをユーザに推奨することにより、通信事業者の中継回線の設置・運用コストを賄うと共に、帯域利用の効率化を図ることができる。

実施形態の通信システムの構成を示す構成図である。 測定単位時間のトラフィック量の時間変化を示す図である。 実施形態の中継回線監視課金ノードの機能構成を示すブロック図である。 測定単位時間のトラフィック量の時間変化に対して上方閾値及び下方閾値の設定を説明する説明図である。 実施形態の通信システムにおいてトラフィック平滑化促進処理の動作の流れを示す説明図である。 実施形態の中継回線監視課金ノードにおける処理を示すフローチャートである。

（Ａ）実施形態
以下では、本発明の通信システム、通信方法、中継装置、中継プログラム、通信端末及び端末プログラムの第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、実施形態の通信システムの接続構成例を示す構成図である。図１に例示する実施形態の通信システム１０は、利用者端末１、中継回線監視課金ノード２（２−１及び２−２）、加入者ＤＢ３、コンテンツ事業者サーバ４、通信事業者Ａのネットワーク５、通信事業者Ｂのネットワーク６、Ｔｉｅｒ１ 通信事業者のネットワーク７を有して構成される。

実施形態の通信システム１０を収容するネットワークは、例えば、インターネット等が用いられる。

利用者端末１は、ユーザ（加入者）が利用する通信端末であり、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、通信機能を有する携帯電話機、ＰＤＡ等の携帯端末などが該当する。利用者端末１は、例えば、Ｗｅｂサイトへのアクセス、電子メールの送受信、例えばＰｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ方式等による端末間の情報通信などを行うものである。図１では、通信回線９を介して通信事業者Ａと接続し、コンテンツ事業者サーバ４にアクセスしてコンテンツの提供を受ける場合を例示する。

また、利用者端末１は、中継回線監視課金ノード２−１から後述する状態遷移情報の通知を受信すると、ユーザの判断による操作を受けて、追加課金を承認するか否かの確認応答を、中継回線監視課金ノード２−１に送信することができる。さらに、利用者端末１は、例えば通常のＰＣと同様に、通信遮断状態で外部ネットワークに対する送信パケットを内部で廃棄することにより通信を強制遮断する通信遮断機能を有するものである。なお、図１では、利用者端末１は、１台しか図示しないが複数台有するようにしても良い。

通信事業者Ａは、ネットワーク５を運用する通信事業者であり、中継回線監視課金ノード２−１及び２−２と、加入者データベース（ＤＢ）３とを少なくとも有する。なお、通信事業者Ｂはネットワーク６を運用する通信事業者である。

中継回線監視課金ノード２−１及び２−２は、監視する中継回線（以下、監視回線ともいう）８-１及び８−２の帯域利用状況を監視するものである。中継回線８−１及び８−２を通過するトラフィックは、全て中継回線監視課金ノード２−１及び２−２を通過する。

中継回線監視課金ノード２−１は中継回線８−１を監視するものであり、中継回線監視課金ノード２−２は中継回線８−２を監視するものである。なお、１台の中継回線監視課金ノードが１個の物理的な中継回線を監視する場合を例示するが、複数個の物理的な中継回線を監視するようにしても良い。

また、中継回線監視課金ノード２−１及び２−２は、監視回線の帯域利用状況の繁忙状態を検出すると、当該監視回線を通過するトラフィックを制約する制約状態に遷移する。さらに、中継回線監視課金ノード２−１及び２−２は、加入者ＤＢ３に保持される加入者情報を参照して、当該監視回線を利用する加入者の利用者端末１に対して、状態遷移情報を通知する。そして、状態遷移情報を通知した利用者端末１からの確認応答を受け取り、トラフィックを制約する又は追加課金を承認してでも回線利用を継続する確認応答に応じて、中継回線監視課金ノード２−１及び２−２は、利用者端末１からのトラフィックを廃棄したり又は通過させたりするものである。

図３は、中継回線監視課金ノード２（２−１及び２−２）の機能構成を示すブロック図である。図３において、中継回線監視課金ノード２は、帯域監視部２０１、状態遷移情報通知部２０２、確認応答管理部２０３、トラフィック制約部２０４、課金制御部２０５、迂回回線制御部２０６を少なくとも有する。

帯域監視部２０１は、監視対象の中継回線の帯域利用状況を監視するものである。帯域監視部２０１は、例えばＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）で利用されるＯＩＤの１つとなっている入出力トラフィック量（ｂｙｔｅ）に関する情報を更新することで、測定単位時間あたりの通過トラフィック量を常に監視する。

また、帯域監視部２０１は、この監視するトラフィック量の値が上方閾値を超過すると制約状態に遷移する。また帯域監視部２０１は、トラフィック量の値が下方閾値未満になると制約状態から初期状態に遷移する。

ここで、不安定な挙動となることを避けるため、状態遷移の契機となる閾値は値に幅を持つ２つの値を利用し、低い値を下方閾値、高い値を上方閾値と呼ぶ。上方閾値は、初期状態から制約状態に遷移する際に利用され、下方閾値は、制約状態から初期状態に遷移する際に利用される。

上方閾値及び下方閾値の設定については、監視回線の最大帯域や利用状況や通信事業者の運用形態などに応じて、柔軟に設定することができ、また適宜設定を可変することができる。

例えば、図４は、中継回線の単位時間平均のトラフィック量の時間変化に対する上方閾値及び下方閾値の設定例を説明する図である。上方閾値は、例えば回線の最大帯域を１００％としたときの８０％程度の値とすることができる。また、下方閾値は、例えば回線の最大帯域を１００％としたときの５０％〜６０％程度の値とすることができる。図４に示すように、帯域監視部２０１は、トラフィック量が、上方閾値を超えたときから下方閾値未満となるまでの間を制約状態として動作し、下方閾値未満になると初期状態として動作する。

なお、初期状態は、全ての利用者に対して何ら制約がない通信状態をいい、制約状態とは、追加課金を拒否する利用者に対してトラフィックを遮断する通信状態をいう。

また、帯域監視部２０１は、挙動の安定化のために、例えば、トラフィック量が下方閾値未満になってから、所定時間経過後に初期状態に遷移するようにして良いし、または下方閾値未満のトラフィック量の計測が所定回数連続して行われ場合に初期状態に遷移するようにして良い。

状態遷移情報通知部２０２は、帯域監視部２０１によりトラフィック量が上方閾値を超過した場合に、加入者ＤＢ３を参照して、通信中の全ての利用者の利用者端末１に対して制約状態に遷移した旨の通知（制約状態遷移通知）を行うものである。状態遷移情報通知部２０２は、例えば、定型メッセージを、通信中の全ての利用者端末１に送信する方法を適用する。定型メッセージは、例えば、トラフィック量が増大しているのでトラフィックを廃棄する旨、回線利用を継続するためには追加課金が必要である旨、回線利用継続の追加課金に承認するか又は承認しないかを問い合わせる旨などを内容とする。

ここで、加入者ＤＢ３には、利用者との間で事前契約を締結して、利用者毎に追加課金を承認する旨を事前に設定（事前承認情報の設定）するようにしても良い。この場合、状態遷移情報通知部２０２は、事前承認情報の設定がされている利用者の利用者端末１に制約状態遷移通知を行わないようにしてもよい。

また、状態遷移情報通知部２０２は、帯域監視部２０１によりトラフィック量が下方閾値未満になった場合に、加入者ＤＢ３を参照して、通信を遮断した全ての利用者端末１及び追加課金状態の利用者端末１に対して、制約状態から課金状態に遷移した旨の通知（制約状態解除通知）を行うものである。

確認応答管理部２０３は、制約状態遷移通知をした利用者端末１からの確認応答を管理するものである。確認応答管理部２０３は、利用者端末１から確認応答を受信すると、追加課金を承認するか又は承認しないかを判断する。そして、確認応答管理部２０３は、追加課金を承認する利用者に対しては、加入者ＤＢ３に追加課金の承認の旨を記録し、回線の継続利用に係る追加課金をさせ、追加課金を承認しない利用者に対して、当該利用者端末１の通信トラフィックを廃棄させるようにする。

また、確認応答管理部２０３は、制約状態遷移通知を送信した後、所定時間経過しても、利用者端末１から確認応答の受信がない場合には、当該利用者端末１の確認応答を送信しないものと取り扱う。

トラフィック制約部２０４は、加入者ＤＢ３を参照して、追加課金を承認していない利用者及び確認応答を行っていない利用者の利用者端末１のトラフィックを遮断（パケット廃棄）し、追加課金を承認した利用者の利用者の利用者端末１のトラフィックについては廃棄せず、トラフィックを通過させる。

ここで、加入者ＤＢ３には、利用者との間で事前契約を締結して、利用者毎に追加課金を承認する旨を事前に設定（事前承認設定）するようにしても良い。この場合、トラフィック制約部２０４は、事前承認設定がされている利用者のトラフィックについては、承認する旨の確認応答がない場合でも、当該利用者のトラフィックを通過させる。

課金制御部２０５は、加入者ＤＢ３を参照して、追加課金を承認した利用者の利用者端末１のトラフィックに対して追加課金を計算し、この追加課金を加入者ＤＢ３に記録するものである。課金制御部２０５は、例えば、通過対象トラフィックを利用者毎に計数し、回線利用に応じた追加課金を課金情報（例えば月々の通信利用料等）として加入者ＤＢ３に記録する。例えば、利用者毎の通信量をバイト単位に積算してこれを追加課金として記録する。また例えば、追加課金状態が複数回にわたる場合、課金制御部２０５は、追加課金状態になった時点で、加入者ＤＢ３に登録されている現在の追加課金通信量を参照し、追加課金終了時に追加課金中の通信量を加算して課金情報の更新を行う方法を適用できる。つまり、例えば、定額利用料＋従量追加課金レート×追加課金通信量で課金計算する場合に、追加課金通信量を逐次更新することで算出できる。

迂回回線制御部２０６は、通信事業者Ａが複数の中継回線を有している場合であって、別の中継回線が制約状態に移行していないとき、制約状態にある中継回線のトラフィックを、当該別の中継回線を用いて通過させることを制御するものである。

例えば、通信事業者Ａが別の中継回線を複数有している場合、迂回回線制御部２０６は、各中継回線の帯域利用状況を判断して、どの中継回線を利用するかを選択する。具体的に例えば、迂回回線制御部２０６は、各中継回線の帯域利用率を求め、この帯域利用率に各中継回線の最大帯域を乗じて利用可能な帯域を算出し、利用可能な帯域が大きい中継回線を利用するように選択する方法を適用できる。単に中継回線の利用率を用いて選択するのではなく、上記のような方法を適用する理由は、迂回に利用する中継回線の最大帯域を考慮したためである。つまり、例えば、利用率が低いものであっても、その最大帯域が小さい回線を選択してしまうと、トラフィックを迂回させるのに充分でない場合が考えられる。一方、利用率が高いものであっても、最大帯域が大きいものは、利用可能な帯域が多く存在し得る。そこで、上記のような方法により具体的な迂回回線の適性を考慮して選択する。

また、迂回回線制御部２０６は、トラフィックを迂回させる別の中継回線を選択すると、この選択した中継回線を利用してトラフィックを通過させるようにルーティングポリシーに反映させる。これは、パケットの中継経路は、通信事業者Ａが有するルータのルーティングポリシーに依存するため、迂回回線制御部２０６が選択した別の中継回線を利用するようルーティングポリシーを変更する必要があるためである。

加入者ＤＢ３は、通信事業者Ａが一元的に管理する加入者の加入者情報及び課金情報を管理するデータベースである。加入者ＤＢ３が管理する情報としては、加入者ＩＤ、パスワード、割当ＩＰアドレス、追加課金の承認の有無、追加課金の事前承認の有無（事前承認情報の有無）、追加課金状態における通信情報量などがある。

Ｔｉｅｒ１ 通信事業者７は、通信事業者Ａの上位に配置される通信事業者であり、インターネット上の経路情報を得ることができるものである。図１では、通信事業者Ａが、Ｔｉｅｒ１ 通信事業者７を介してコンテンツ事業者サーバ４の経路情報を取得し、コンテンツ事業者サーバ４との間の通信を実現している場合を例示する。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、実施形態の通信システムにおけるトラフィック平滑化促進処理の動作について図面を参照しながら詳細に説明する。

図５は、トラフィック平滑化促進処理の全体動作の流れを説明する説明図である。図６は、中継回線監視課金ノード２における処理動作を示すフローチャートである。

利用者端末１は、通信事業者Ａの中継回線８−１を介して、コンテンツ事業者サーバ４と通信しているものとする。

中継回線監視課金ノード２−１において、帯域監視部２０１は、監視対象である中継回線８−１を通過するパケットのＳＮＭＰで利用されるＯＩＤの１つとなっている入出力トラフィック量（ｂｙｔｅ）に関する情報を更新することで、測定単位時間あたりの通過トラフィック量を常に監視する。（図５のステップＳ１）。

中継回線監視課金ノード２−１において、帯域監視部２０１は、測定単位時間あたりの通過トラフィック量が上方閾値を超過していない場合には初期状態と判断し（ステップＳ２０１）測定単位時間あたりの通過トラフィック量が上方閾値を超過することを検出すると（ステップＳ２０２）、制約状態に遷移する。

例えば、帯域監視部２０１は測定単位時間を５分と設定しておくと、次の状態遷移の判断を５分後することができる。つまり、中継回線８−１の帯域利用状況を精度良く監視する場合には測定単位時間をより短く設定することで実現できる。一方、測定単位時間をより長く設定する場合には中継回線監視課金ノード２−１の処理負担を軽減することができる。

制約状態に遷移すると、中継回線監視課金ノード２−１の状態遷移情報通知部２０２は、加入者ＤＢ３を参照し、中継回線８−１を利用する全ての利用者端末１に対して、制約状態遷移通知を送信する（図５のステップＳ２）。

このとき、状態遷移情報通知部２０２は、加入者ＤＢ３に登録されている加入者情報に基づき、事前承認情報の設定がされているか否かを確認する（ステップＳ１０３）。

そして、事前承認情報の設定がされている利用者の通信トラフィックに対しては追加課金状態として動作する（ステップＳ１０４、図５のステップＳ４）。この場合、状態遷移情報通知部２０２は制約状態遷移通知を送信せず、トラフィック制約部２０４は当該利用者端末１のトラフィックを通過させ、課金制御部２０５は当該利用者端末１の通信トラフィックに応じた追加課金を加入者ＤＢ３に記録する。

このように、事前承認情報を登録しておくことで、無条件に追加課金状態とすることができるので、制約状態遷移通知の送信や利用者端末１からの確認応答を省略することができる。ここで、事前承認情報の登録方法としては、例えば、利用者端末１からＷｅｂインターフェース等を介して中継回線監視課金ノード２−１に接続し、加入者ＤＢ３に登録されている登録情報を更新することで実現することができる。

一方、事前承認情報の設定がなされていない利用者の利用者端末１については、状態遷移情報通知部２０２が、当該利用者端末１の全てに対して制約状態遷移通知を送信する（ステップＳ１０５）。

制約状態遷移通知を受信した利用者端末１は例えばディスプレイ等にその旨を表示し、利用者は通信の利用を継続するか否かの判断ができる（図５のステップＳ３）。

例えば、通信を継続するには追加課金が必要であるため、追加課金をしてまで通信継続を望まない場合には、利用者端末１は、利用者操作を受けて承認しない旨の確認応答を中継回線監視課金ノード２−１に送信する。また、追加課金をしてでも通信継続を望む場合には、利用者端末１は利用者操作を受けて承認する旨の確認応答を中継回線監視課金ノード２−１に送信する。

中継回線監視課金ノード２−１において、確認応答管理部２０３は、利用者端末１から受信した確認応答に基づいて、各利用者が追加課金を了承するか又は了承しないかを確認して加入者ＤＢ３に記録する（ステップＳ１０６）。

そして、追加課金を了承する利用者のトラフィックに対しては、ステップＳ１０４に移行し、追加課金状態とする。すなわち、トラフィック制約部２０４は、追加課金を了承する利用者端末１のトラフィックを通過させ、課金制御部２０５は当該利用者端末１の通信トラフィックに応じた追加課金を加入者ＤＢ３に記録する（ステップＳ１０４、図５のステップＳ４）。

一方、追加課金を了承しない利用者及び確認応答を送信しない利用者のトラフィックに対しては、ステップＳ１０７に移行し、トラフィック制約部２０４は、当該利用者の利用者端末１のトラフィックを遮断する（ステップＳ１０７）。

ここで、トラフィックの遮断の仕組みとして、中継回線監視課金ノード２−１が利用者端末１のトラフィックを遮断する場合を例示したが、利用者端末１側において通信遮断を行うようにしても良い。

例えば、利用者端末１は、追加課金状態における通過可能アプリケーションを制限する通信遮断機能（フィルタリング機能）を予め設定する方法等がある。例えば、利用者端末１が通信可能なアプリケーションとして、例えば、メールやインスタントメッセージ等のリアルタイム性が求められるものや、情報量の少ないアプリケーションだけとすることができる。具体的には、利用者端末１の通信遮断機能において、追加課金状態において、通信可能なアプリケーションに利用するトランスポート層のポート番号やＵＲＬなどの設定をしておく。そして、追加課金状態の場合、この設定情報に基づき通信可能であるか否かを利用者端末１の通信遮断機能が判断し、通信可能である場合には通信を許容し、そうでない場合には通信を遮断することで実現できる。

これにより、追加課金状態における通信可能なトラフィック量を最低限必要なものとすることができる。また、利用者端末１側が通信遮断を行えるようにすることで、中継回線監視課金ノード２−１の処理負荷を軽減することができる。

追加課金状態においては、中継回線監視課金ノード２−１の帯域監視部２０１は、測定単位時間あたりの通過トラフィック量が下方閾値未満になることを検出すると（ステップＳ１０８）初期状態に遷移し、状態遷移情報通知部２０２は、通信を遮断した全ての利用者端末及び追加課金状態の利用者端末にその旨を通知する（図５のステップＳ５）。

（Ａ−３）実施形態の効果
以上のように、実施形態によれば、時間帯により課金形態を変えてトラフィックを平滑化することを推奨する仕組みを設けることで、通信事業者の中継回線の設置・運用コストを賄うことができる。また、エンドユーザに料金的なインセンティブを設けて帯域利用の効率化を図ることができる。

また、実施形態によれば、回線の利用帯域向上のための増設を行った後で、例えば上方閾値を既存帯域値＋増設帯域値の８０％の値とし、下方閾値を既存の帯域の値として課金運用することで、通信事業者の設備投資を賄う仕組みが可能となる。

さらに、実施形態によれば、利用者の利便性向上も企図して、一定のトラフィック量を加算対象外とすることもできるし、超過分のトラフィック量に一律に課金としてもよい。

また、この仕組みを用いることで、トラフィック消費全体のかなりの割合を占めるヘビーユーザの最繁時におけるネットワーク利用の自粛を促せ、不要不急の通信を後回しにすることで、帯域リソースの公平な有効利用を促進することもできる。

（Ｂ）他の実施形態
（Ｂ−１）上述した実施形態において、中継回線監視課金ノード２は、中継回線を通過するトラフィックに係るパケットのパケット情報を取得し、パケット情報に基づいてトラフィックの中継処理を行うようにしても良い。

例えば、中継回線監視課金ノード２が、パケット情報から、例えば、電子メールやインスタントメッセージ、Ｗｅｂサイトへのアクセス、動画配信などのアプリケーションの種別を認識し、例えば私的な電子メール等のようにリアルタイム性が求められないパケットについては、当該パケットをバッファなどの保持手段に一時的に保持し、トラフィック量が低下し、初期状態となったときに中継するようにしても良い。

（Ｂ−２）上述した実施形態において、状態遷移情報通知部２０２は、状態が遷移した場合にのみメッセージ通知する場合を例示したが、例えば、追加課金の開始や終了したことを通知するようにしても良い。

（Ｂ−３）中継回線監視課金ノードは、そのハードウェア構成として、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等を有して構成されるものであり、上述した実施形態に係る処理プログラムをＣＰＵがＲＯＭから読み出し実行することで上述した実施形態で説明した処理を実現する。

（Ｂ−４）上述した実施形態において、利用者端末側で、中継回線監視課金ノードから受信した状態遷移通知をトリガとして、自動的に確認応答以外の送信トラフィックを自動的に遮断・解除するようにしても良い。

１…利用者端末、２−１及び２−２…中継回線監視課金ノード、３…加入者ＤＢ、
４…コンテンツ事業者サーバ、５…通信事業者Ａのネットワーク、
６…通信事業者Ｂのネットワーク、７…Ｔｉｅｒ１通信事業者のネットワーク、
８−１及び８−２…中継回線、９…通信回線、
２０１…帯域監視部、２０２…状態遷移情報通知部、２０３…確認応答部、
２０４…トラフィック制約部、２０５…課金制御部、２０６…迂回回線制御部。

Claims (12)

1. 加入者が利用する複数の通信端末と、
   加入者情報及び課金情報を加入者毎に管理する加入者情報管理手段と、
   １又は複数の監視回線の帯域利用状況を監視する帯域監視手段と、
   上記帯域監視手段による上記監視回線のいずれかの帯域利用状況が閾値を超えた場合に、上記加入者情報管理手段が管理する上記加入者の上記通信端末の全部又は一部に対して、上記監視回線の帯域利用状況が繁忙状態であり、回線継続利用には追加課金が必要であることを示す状態遷移情報を通知する通知手段と、
   上記通知手段が上記状態遷移情報を送信した上記各通信端末から確認応答を管理する確認応答管理手段と、
   上記確認応答管理手段による上記確認応答から追加課金を承認するか否かに応じて、上記各通信端末の通信トラフィックを制約するか否かを行う制約手段と、
   上記確認応答管理手段による上記確認応答から追加課金を承認する場合に、追加課金期間における上記各通信端末の通信トラフィックの追加課金を行い、当該加入者の課金情報を上記加入者管理手段に記憶する課金手段と
   を備えることを特徴とする通信システム。
2. 上記制約手段が、上記確認応答から追加課金を承認しない加入者の上記通信端末の通信トラフィックを遮断し、追加課金を承認する加入者の上記通信端末の通信トラフィックを通過することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 上記加入者情報管理手段が、上記監視回線の帯域利用状況が繁忙状態の場合に、追加課金を行うか否かの事前承認情報を各加入者毎に事前に設定しておき、
   上記加入者情報管理手段を参照して当該加入者の事前承認情報が事前に設定されている場合には、上記承認情報の受信の有無に拘わらず、上記制約手段は上記各通信端末の通信トラフィックを通過し、上記課金手段が当該加入者の追加課金を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 上記監視回線の帯域利用状態が繁忙状態の場合、上記閾値を超えていない１又は複数の監視回線のうちいずれかの監視回線を選択し、この選択した監視回線を迂回回線とする迂回回線制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通信システム。
5. 上記各通信端末の通信トラフィックに係るパケット情報を取得するパケット情報取得手段と、
   上記パケット情報取得手段が取得した上記各通信トラフィックの種別に応じて、当該通信トラフィックの中継時期の制御を行う中継制御手段と
   を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の通信システム。
6. 加入者が利用する複数の通信端末と、
   加入者情報及び課金情報を加入者毎に管理する加入者情報管理手段とを備える通信システムの通信方法において、
   帯域監視手段が、１又は複数の監視回線の帯域利用状況を監視する帯域監視工程と、
   通知手段が、上記帯域管理手段による上記監視回線のいずれかの帯域利用状況が閾値を超えた場合に、上記加入者情報管理手段が管理する上記加入者の上記通信端末の全部又は一部に対して、上記監視回線の帯域利用状況が繁忙状態であり、回線継続利用には追加課金が必要であることを示す状態遷移情報を通知する通知工程と、
   確認応答管理手段が、上記通知手段が上記状態遷移情報を送信した上記各通信端末から確認応答を管理する確認応答管理工程と、
   制約手段が、上記確認応答管理手段による上記確認応答から追加課金を承認するか否かに応じて、上記各通信端末の通信トラフィックを制約するか否かを行う制約手段と、
   課金手段が、上記確認応答管理手段による上記確認応答から追加課金を承認する場合に、追加課金期間における上記各通信端末の通信トラフィックの追加課金を行い、当該加入者の課金情報を上記加入者管理手段に記憶する課金工程と
   を有することを特徴とする通信方法。
7. 加入者が利用する複数の通信端末からのトラフィックを中継する中継装置において、
   加入者情報及び課金情報を加入者毎に管理する加入者情報管理手段と、
   １又は複数の監視回線の帯域利用状況を監視する帯域監視手段と、
   上記帯域監視手段による上記監視回線のいずれかの帯域利用状況が閾値を超えた場合に、上記加入者情報管理手段が管理する上記加入者の上記通信端末の全部又は一部に対して、上記監視回線の帯域利用状況が繁忙状態であり、回線継続利用には追加課金が必要であることを示す状態遷移情報を通知する通知手段と、
   上記通知手段が上記状態遷移情報を送信した上記各通信端末から確認応答を管理する確認応答管理手段と、
   上記確認応答管理手段による上記確認応答から追加課金を承認するか否かに応じて、上記各通信端末の通信トラフィックを制約するか否かを行う制約手段と、
   上記確認応答管理手段による上記確認応答から追加課金を承認する場合に、追加課金期間における上記各通信端末の通信トラフィックの追加課金を行い、当該加入者の課金情報を上記加入者管理手段に記憶する課金手段と
   を備えることを特徴とする中継装置。
8. 加入者が利用する複数の通信端末からのトラフィックを中継する中継装置が、加入者情報及び課金情報を加入者毎に管理する加入者情報管理手段を備え、
   上記中継装置を、
   １又は複数の監視回線の帯域利用状況を監視する帯域監視手段、
   上記帯域監視手段による上記監視回線のいずれかの帯域利用状況が閾値を超えた場合に、上記加入者情報管理手段が管理する上記加入者の上記通信端末の全部又は一部に対して、上記監視回線の帯域利用状況が繁忙状態であり、回線継続利用には追加課金が必要であることを示す状態遷移情報を通知する通知手段、
   上記通知手段が上記状態遷移情報を送信した上記各通信端末から確認応答を管理する確認応答管理手段、
   上記確認応答管理手段による上記確認応答から追加課金を承認するか否かに応じて、上記各通信端末の通信トラフィックを制約するか否かを行う制約手段、
   上記確認応答管理手段による上記確認応答から追加課金を承認する場合に、追加課金期間における上記各通信端末の通信トラフィックの追加課金を行い、当該加入者の課金情報を上記加入者管理手段に記憶する課金手段
   として機能させることを特徴とする中継プログラム。
9. 請求項８に記載の中継装置を介して通信を行う通信端末において、
   上記中継装置の監視する監視回線のいずれかの帯域利用状況が閾値を超えた場合に、上記監視回線の帯域利用状況が繁忙状態であり、回線継続利用には追加課金が必要であることを示す状態遷移情報を上記中継装置から受信したとき、追加課金を承認するか又は承認しないかの確認応答を、上記中継装置に送信する通信手段を備えることを特徴とする通信端末。
10. 上記通信手段が、上記確認応答以外のパケット送信を停止すると共に、上記監視回線の帯域利用状況が閾値を下回り通常状態となったことを示す状態遷移情報を上記中継装置から受信したときに、この送信停止状態を解除することを特徴とする請求項９に記載の通信端末。
11. 請求項８に記載の中継装置を介して通信を行う通信端末を、
    上記中継装置の監視する監視回線のいずれかの帯域利用状況が閾値を超えた場合に、上記監視回線の帯域利用状況が繁忙状態であり、回線継続利用には追加課金が必要であることを示す状態遷移情報を上記中継装置から受信したとき、追加課金を承認するか又は承認しないかの確認応答を、上記中継装置に送信する通信手段として機能させることを特徴とする端末プログラム。
12. 上記通信端末の通信手段として、上記確認応答以外のパケット送信を停止すると共に、上記監視回線の帯域利用状況が閾値を下回り通常状態となったことを示す状態遷移情報を上記中継装置から受信したときに、この送信停止状態を解除するよう機能させることを特徴とする請求項１１に記載の端末プログラム。

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