JP2013126166A

JP2013126166A - 通信装置、通信方法及び通信システム

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Publication number: JP2013126166A
Application number: JP2011274795A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kudo; 拓工藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2013-06-24

Abstract

【課題】所定期間に所定の累積パケット数を越えた時にキャリア側から帯域を制限される回線を用いて、適切かつ簡便に回線を選択して好適な通信を実現する。
【解決手段】第一のネットワークと、複数の回線から構成される第二のネットワークとに接続される通信経路制御装置１００で、第二のネットワークを構成する回線のうち少なくとも１つが所定の期間に所定の通信量に達するとその回線で通信できる帯域がキャリアにより制限される時、判断条件管理機能１２０はキャリアが帯域を制限する条件を記憶し、通信経路判断機能１３０は判断条件管理機能１２０を参照しながら通信を行う回線を選択して経路切り替え機能１４０に切り替えを指示して、パケット数計測機能１５０がパケット数を計測しながら通信を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、キャリア側回線を選択して通信を行う通信装置に関し、特に複数のキャリア側回線との通信が可能な場合に望ましい回線を選択する通信装置に関する。

通信機器において、複数の経路を用いて通信を行うことが可能で、条件に応じた通信を行う機能を持つものが先行技術としてある。

特開２００５−２５２４９３号公報特開２００５−２１０６７１号公報特開２００９−２８４０１１号公報特許文献１に記載の発明では、複数種類の無線システム、具体的には3GとWLANのいずれにもアクセスできる携帯電話に対し、受信パケット誤り率に応じて無線システムのいずれかを選択して通信するキャリア側のエッジルータが記載されている。

特許文献２に記載の発明では、複数種類の無線回線と接続して通信を行うことができるモバイルルータで、必要な通信速度に応じて１または複数の無線回線を利用して、所望の通信速度をユーザ側で実現するモバイルルータが記載されている。

特許文献３に記載の発明では、複数種類の通信回線を持つ通信システムにおいて、従量課金のユーザが定額課金サービスのユーザより高速な通信を利用できるキャリア内の通信システムを実現している。

ところで、インターネットに接続するサービス業者（以下、キャリアという。）において、特定ユーザによる帯域の占有を防止するために、一契約（回線）からの通信量に制限を設けることもある。この制限の形態としては、一定期間内の通信量（累積パケット数）が所定の量に達すると、その後一定期間、あるいは特定の期日（例えば翌月一日）まで、その回線で通信できる帯域を制限して通常より狭くする、といったものがある。

ユーザがこのようなキャリアの回線を利用して好適な通信を行うためには、帯域を制限された時の対策をユーザ側機器に備える必要がある。同一または異なるキャリアと複数の契約等、複数回線を利用できるようにしても、適切に回線を切り替える機能や回線を簡便に切り替える機能がなければ好適な通信を行うことはできない。

前述の特許文献１に記載の技術では通信品質（誤り率）を回線選択の基準としているため、累積パケット数を基準とするキャリアによる帯域制限に対応することはできない。

また特許文献１と特許文献２を組み合わせても、所定期間に所定の累積パケット数を越えた時にキャリア側から課される帯域制限にユーザ側で対応することはできない。

さらに特許文献３はパケット数を基準としてはいるものの、キャリア側が帯域を制限するためのシステムであるため、キャリア側から課される帯域制限に対するユーザ側機器の対策には適さない。

そこで本発明の目的は、上述のような上記関連技術の課題を解決し、所定期間に所定の累積パケット数を越えた時にキャリア側から帯域を制限される回線を用いて、適切かつ簡便に回線を選択して好適な通信を実現する通信装置を提供することにある。

上記課題を解決する第１の発明は、第一のネットワークと、複数の通信回線から構成される第二のネットワークと、に接続され、前記複数の通信回線の中から１または複数の通信回線を第二のネットワークの通信経路として選択した上で、前記第一のネットワークと前記第二のネットワークの間でパケットを転送する通信経路制御装置であって、所定のタイミングで、前記第二のネットワークの前記通信経路を再度選択することを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明は、第一のネットワークと、複数の通信回線から構成される第二のネットワークとの間でパケットを転送する通信経路制御方法であって、前記複数の通信回線の中から１または複数の通信回線を第二のネットワークの通信経路として選択するステップと、所定のタイミングで、前記第二のネットワークの通信経路を再度選択するステップを含むことを特徴とする。

本発明の通信装置、通信方法及び通信システムによれば以下の効果が得られる。

複数の経路で通信することのできる通信経路制御装置が、所定の条件に基づいて適切かつ簡便に経路を切り替えながら通信を行うことにより、所定の期間に所定の累積パケット数を越えて通信を行うとキャリア側から帯域を制限される経路を利用しても好適な通信を行うことができる。

本発明の実施の形態におけるイベント処理システム全体の構成を示すブロック図である。本発明の通信ネットワークの全体を示す図である。本発明の第一の実施例のルータの構成を示す図である。本発明の第一の実施例の判断条件管理機能が保持するキャリア側回線の条件のテーブルである。本発明の第一の実施例のキャリア側回線選択手順を示すフローチャートである。本発明の第一の実施例の変形例の判断条件管理機能が保持するキャリア側回線の条件のテーブルである。本発明の第二の実施例のルータの構成を示す図である。本発明の第二の実施例のキャリア側回線選択手順を示すフローチャートである。

［第一の実施例］
本発明の実施の一形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明を適用した通信システムの全体図である。ユーザ側ネットワーク１にはルータ１００と、２つの情報端末２０１、２０２と、があり、各情報端末はルータ１００に接続されて通信を行う。ルータ１００はキャリア側ネットワーク８の複数のキャリア側回線８０１、８０２、８０３に接続することができ、さらに、各キャリア側回線はインターネット９に接続されており、情報端末２０１、２０２は、ルータ１００、キャリア側回線８０１、８０２、８０３を介してインターネット９上のサービス提供機器との間で希望する通信を行うことができる。

図２は、本発明を適用したルータ１００の機能を示したブロック図である。ルータは、２つの、情報端末と接続する端末側通信機能１０１、１０２を持ち、２つの情報端末２０１、２０２と接続されている。この説明では端末側通信機能と情報端末をそれぞれ２つとしたが、端末側通信機能は１つ以上の任意の数だけあってよく、情報端末も端末側通信機能に接続しうる任意の数だけあってよい。

また、ルータ１００と情報端末との通信は、有線であっても無線であっても、さらにそれらが混在していてもよく、有線としてはイーサネット（登録商標）、無線としてはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）など、既存の技術を適宜採用することができる。

さらにルータ１００は、３つの、キャリア側回線に接続するキャリア側通信機能１１０、１１１、１１２を備え、キャリアとの契約に基づき、キャリア側回線８０１、８０２、８０３と、それぞれ接続が確立されているものとする。

ここで、キャリアとの接続契約は、次のようなものとする。各月１日から末日までの間に一定数までのパケットは、比較的早い通信速度（以下広帯域という）で通信できるが、一定数を超えたあとは帯域に制限が課され、比較的遅い通信速度での通信となる。帯域に課された制限はその後翌月１日になると解除され、再び広帯域での通信が可能になる。一般には、このような契約形態は月額定額料金として設定されることが多い。

この説明ではキャリア側通信機能とキャリア側回線をそれぞれ３つとしたが、キャリア側通信機能は２以上の任意の数でよく、また利用するキャリア側回線もキャリア側通信機能に接続しうる任意の数だけあってよい。

キャリア側回線８０１、８０２、８０３との通信は、有線であっても無線であっても、さらにそれらが混在していてもよく、有線としてはイーサネット（登録商標）、無線としてはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）、各種３Ｇ回線など、既存の技術を適宜採用することができる。

この他のルータの機能は、キャリアが設定した通信条件などを記憶し、経路を判断する基準を管理する判断条件管理機能１２０、判断条件に基づいて通信を行うキャリア側回線を判断する通信経路判断機能１３０、判断された結果に基づいて通信経路を切り替える経路切り替え機能１４０、通信した累積パケット数を計測するパケット数計測機能１５０、とを少なくとも備えている。

判断条件管理機能１２０は、図３のような判断条件のテーブルを記憶する。このテーブルには、キャリア側回線ごとに、各キャリアの設定した広帯域で通信できる上限パケット数と、そのキャリア側回線で通信した累積パケット数と、現在そのキャリア側回線が帯域制限を受けているかどうか、が格納されている。図３の状態では、キャリア側回線８０１、８０２、８０３は、それぞれ広帯域で通信できる上限のパケット数が１０，０００、現在までに通信した累積パケット数がそれぞれ１，０００、１０，１００、０、現在の帯域制限がそれぞれ無、有、無となっている。

また判断条件管理機能１２０は各キャリア側回線について、パケット数計測機能１５０から、現在までに通信した累積パケット数の更新を受け付け、広帯域で通信できる上限パケット数を上回った時には、帯域制限の有無を有に更新する。

通信経路判断機能１３０は、現在の帯域制限の有無に応じて採択すべきキャリア側回線を判断して、経路切り替え機能１４０に指示する。

経路切り替え機能１４０は、指示された経路にパケットを送出する。

パケット数計測機能１５０は、キャリア側回線と送受信した累積パケット数を、キャリア側回線ごとに測定し、測定結果を所定のタイミングで判断条件管理機能１２０に通知して、テーブルを更新させる。

これらの機能は、ハードウェアとしては通常のＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ：中央演算装置）、ＣＰＵに実行させるプログラムや判断に用いるデータを記憶するＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等記憶装置などを適宜用いて構成されている。

このようなルータを用いて、所定期間に所定のパケット数を上回った時にキャリアにより帯域制限が課せられる場合に、上限パケット数を越えても好適な通信帯域を得るための、ルータの動作について説明する。

この説明では、特徴を明確化するために、各キャリア側回線間で、回線利用の優先度は同じとする。つまり、キャリア側回線は実際には、１）広帯域通信時／制限を受けた帯域での通信時の通信速度、２）広帯域通信できる上限パケット数の大きさ、３）広帯域通信できる上限パケット数までの残りパケット数、４）月額定額料金の高さ等課金体系、などの利用条件を考慮してユーザの望む利用形態となるように回線利用の優先度が設定されうるが、ここでは説明を単純化して特徴を明確化する。

ルータ１００の動作を、図４のフローチャートを利用して説明する。情報端末２０１または情報端末２０２がパケットを送信し、ルータ１００を経由する、キャリア側ネットワーク８やインターネット９との通信を開始する（フローチャートの「開始」）。この時ルータ１００では、端末側通信機能１０１または通信側通信機能１０２がパケットを受け取る。

次に通信経路判断機能１３０は、現在経路が選択されているかどうか判断し（ステップＳ４０１）、選択されている場合には（Ｙ）選択されている経路が帯域制限を課されているかどうか調べ（ステップＳ４０２）、帯域制限されている場合には（Ｙ）、判断条件管理機能１２０の持つテーブルを参照しながら帯域制限されていない経路があるかどうか判断し（ステップＳ４０３）、帯域制限されていない経路がある場合には帯域制限されていない経路の中から適宜経路を選択する（ステップＳ４０４）。そして経路切り替え機能１４０に指示して、通信を行う回線を切り替える（ステップＳ４０５）。

一方、選択されている経路が帯域制限を受けていない場合（ステップＳ４０２のＮ）、及び制限されていない経路がない場合（ステップＳ４０３のＮ）は、回線を切り替えずに通信を行う。

また、経路が選択されていない場合（ステップＳ４０１のＮ）は、帯域制限を受けていない経路があるかどうか判断し（ステップＳ４０６）、ある場合（Ｙ）は制限のない経路の中から適宜経路を選択し（ステップＳ４０７）、ない場合（Ｎ）は制限されている経路の中から適宜経路を選択して（ステップＳ４０８）通信を行う。

パケット数計測機能１５０が累積パケット数を計測しながら（ステップＳ４０９）通信は続き、所定の間隔で更に通信を行うか判断する（ステップＳ４１０）。ここで通信を終了すると判断される場合（Ｎ）は処理を終了する。

一方、更に通信を行う場合（Ｙ）、現在利用している経路の累積パケット数が帯域制限を受けないパケット数の上限を越えたかどうか判断する（ステップＳ４１１）。上限数を越えていない場合（Ｎ）は、引き続き累積パケット数を計測しながら通信を行う。上限数を越えた場合（Ｙ）には、制限されていない経路があるかどうかの判断（ステップＳ４０３）に戻って継続して通信を行う。

キャリア側ネットワークから受信して情報端末２０１および情報端末２０２へ送られる通信も同様である。

また、この説明ではキャリアにより帯域制限を受けないパケット数の上限を越えた場合を判断条件としたが、帯域制限を受けるパケット数の上限以下の所定の閾値など、条件を適宜設定しても構わない。

このような手法によりある回線による広帯域での通信の上限パケット数を越えても、好適な通信を確保することができる。

さらに、判断条件管理機能１２０は、帯域制限解除判定を行なってもよい。この場合に判断条件管理機能１２０が持つテーブルは図５のようなものである。図３との違いは、帯域制限を解除する条件を記憶していることである。判断条件管理機能１２０は、帯域制限が「有」となっているキャリア側回線について、所定の間隔で解除条件を確認し、解除条件に該当している時、帯域制限有無の情報を「無」に更新し、現在までの累積パケット数を０にリセットする。この実施例では、図５のテーブルにあるように、帯域制限解除の条件が月初なので、現在の日付を確認して月が変わっていた時に、キャリア側回線８０２の帯域制限の有無を「無」にし、現在までの累積パケット数を０にする。

またこの実施例では、キャリア側回線８０１とキャリア側回線８０３についても帯域制限の解除の上限が月初なので、キャリア側回線８０１とキャリア側回線８０３も帯域制限有無の情報を「無」に更新し、現在までの累積パケット数を０にする。

一方キャリアとの契約が、例えば、現在までに通信した累積パケット数が所定の上限に達した時、「一定期間」帯域を制限するものであれば、判断条件機能はタイマーを備えていればよい。そしてあるキャリア側回線について、帯域制限が課せられた時にタイマーを始動し、「一定期間」が過ぎたと判断された時、帯域制限の有無を「無」に更新し、現在までに通信した累積パケット数を０にする。

このように構成することにより、所定の期間に所定の累積パケット数を越えるとキャリアにより帯域制限が課される回線と複数接続する機能を備えるルータが、通信経路とする回路を適切に選択し、また簡便に切り替えるため、好適な通信を実現することができる。

なお、この実施例は、次のように変形することが考えられる。

１）広帯域で通信できるパケット数を超過した時に、キャリアが帯域を制限する代わりに、通信を遮断してしまう場合は、図４のステップＳ４０３がＮの場合、そのまま通信を継続することに替えて、制限を受けていない経路が見つかるまで通信を待機することになる。

２）本実施例では通信に用いるキャリア側回線はいつでも一本としたが、必要な帯域に応じて複数本を選択してもよい。

３）回線のうちのいくつかが従量料金などの場合に、ユーザが希望する帯域と費用に応じて適宜回線を選択してもよい。

［第二の実施例］
図６は、本発明の第二の実施例で用いられるルータ１００´の機能図である。第一の実施例と共通の要素については、図２と共通の符号を記してある。第一の実施例との第一の相違点は、キャリア側通信機能を１つのみ備えている点である。また第一の実施例との第二の相違点は、第一の実施例での経路切り替え機能１４０に替えて、接続切り替え機能１６０を備えている点である。この接続切り替え機能１６０は、通信をすると選択されたキャリア側回線の接続を確立し、帯域制限を受けたため切り替えられる接続を終了する役割を持つ。そのために接続切り替え機能１６０は、接続先のキャリアとの接続に必要な情報、例えばユーザＩＤやパスワードを保持しているものとする。

つまり、第一の実施例ではキャリア側回線との接続は常に確立されていることを前提としたが、この第二の実施例では利用するキャリア側回線を、その都度接続を確立したり切断したりする。

このルータ１００´による本発明の第二の実施例の処理手順を図７のフローチャートを用いて説明する。図７のフローチャートは、図４のフローチャートのステップＳ４０５に替えてステップＳ７０５を行う点で異なっているので、ステップＳ７０５について説明する。ここまでの処理で、現在まで使ってきた経路が帯域制限を受けており（ステップＳ４０２のＹ）、また帯域制限を受けていない経路があると判断され（ステップＳ４０３のＹ）、その経路が選択された場合（ステップＳ４０４のＹ）、接続切り替え機能１６０は、現在の接続を切断し、選択された経路でのキャリア側回線の接続確立を行う（ステップＳ７０５）。接続が確立されたのち、第一の実施例と同様に、引き続き累積パケット数を計測しながら通信を行う（ステップＳ４０９）。

このように構成することにより、所定の累積パケット数を越えるとキャリアにより帯域制限が課される回線を同時に１つのみ接続する機能を備えるルータが、通信経路とする回線を複数回線から適切に選択し、また簡便に切り替えるため、好適な通信を実現することができる。

さらにキャリア側通信機能が１つであることから、第一の実施例に比べてハードウェアのコストを抑えることができる。

なお、この第二の実施例の説明では、特徴を明確化するためにキャリア側通信機能を１つのみ備えているものとして説明したが、キャリア側通信機能を２つ以上備えていてもよい。この場合、第一の実施例およびその変形の特徴を適宜取り入れて、ある回線は接続を確立したまま保持する一方、ある回線は必要な時のみ接続を確立したり、回線利用の方針を適宜定めることができる。

１ユーザ側ネットワーク
８キャリア側ネットワーク
９インターネット
１００ルータ
１０１、１０２端末側通信機能
１１０、１１１、１１２キャリア側通信機能
１２０判断条件管理機能
１３０通信経路判断機能
１４０経路切り替え機能
１５０パケット数計測機能
１６０接続切り替え機能
２０１、２０２情報端末
８０１、８０２、８０３キャリア側回線

Claims

第一のネットワークと、複数の通信回線から構成される第二のネットワークと、に接続され、
前記複数の通信回線の中から１または複数の通信回線を第二のネットワークの通信経路として選択した上で、前記第一のネットワークと前記第二のネットワークの間でパケットを転送する通信経路制御装置であって、
所定のタイミングで、前記第二のネットワークの前記通信経路を再度選択することを特徴とする、
通信経路制御装置。
請求項１の通信経路制御装置であって、
前記通信回線のうち少なくとも１つに、所定の期間に帯域制限なく送受信できるパケット数に上限値が設定されており、
前記所定のタイミングが、少なくとも、前記上限値の設定された通信回線を利用して前記所定の期間に送受信したパケット数と前記上限値とに基づいて判断されることを特徴とする、
通信経路制御装置。
請求項１の通信経路制御装置であって、
前記通信回線のうち少なくとも１つに、所定の期間に帯域制限なく送受信できるパケット数に上限値が設定されており、
前記所定のタイミングが、少なくとも、前記上限値の設定された通信回線を利用して前記所定の期間に送受信したパケット数が前記上限値を上回ったことに基づいて判断されることを特徴とする、
通信経路制御装置。
請求項２または３のいずれか１の通信経路制御装置であって、
前記上限値の設定された通信回線に、さらに帯域制限が解除される条件が設定されており、
前記所定のタイミングが、前記帯域制限が解除される条件も加えて判断されることを特徴とする、
通信経路制御装置。
請求項１から４のいずれか1の通信経路制御装置であって、
前記通信経路を再度選択する時、選択されていた通信回線に替えて他の通信回線を通信経路とすることを特徴とする、
通信経路制御装置。
請求項１から４のいずれか１の通信経路制御装置であって、
前記通信経路を再度選択する時、選択されていた通信回線に他の通信回線を加えて通信経路とすることを特徴とする、
通信経路制御装置。
第一のネットワークと、複数の通信回線から構成される第二のネットワークとの間でパケットを転送する通信経路制御方法であって、
前記複数の通信回線の中から１または複数の通信回線を第二のネットワークの通信経路として選択するステップと、
所定のタイミングで、前記第二のネットワークの通信経路を再度選択するステップを含む、
通信経路選択方法。
請求項７の通信経路制御方法であって、
前記通信回線のうち少なくとも１つに、所定の期間に帯域制限なく送受信できるパケット数に上限値が設定されており、
前記パケット数と前記上限値とを比較した結果により前記所定のタイミングを判断するステップをさらに含む、
通信経路制御方法。
請求項７の通信経路制御方法であって、
前記通信回線のうち少なくとも１つに、所定の期間に帯域制限なく送受信できるパケット数に上限値が設定されており、
少なくとも前記パケット数が前記上限値を上回ったことにより前記所定のタイミングを判断するステップをさらに含む、
通信経路制御方法。
請求項１から６のいずれか１の通信経路制御装置と、前記第一のネットワークと、前記第二のネットワークを含む、
通信システム。