JP2015082665A - VoIPゲートウェイ装置及び複数のVoIPゲートウェイ装置の接続方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】親機のVoIPゲートウェイ装置のLAN回線の障害時に、VoIPゲートウェイ装置の多段接続構成のシステム全体のダウンを回避する。また、システム全体として負荷を特定の1台のVoIPゲートウェイ装置に集中させない。【解決手段】VoIPゲートウェイ装置41は、親機機能の場合は、WANポート425に入出力されるIPパケットをレイヤ2スイッチ418のWANインターフェースに入出力し、LANポート(421-424)に入出力される他の子機のIPパケットを、LAN経路制御部419の経路切替えにより、レイヤ2スイッチ418のLANインターフェースに入出力し、子機機能の場合は、LANポート(421,422,423or424)に入出力される他の親機のIPパケットを、LAN経路制御部419の経路切替えにより、レイヤ2スイッチ418のWANインターフェースに入出力する。【選択図】図4
Description
本発明は、IP(Internet Protocol)ネットワークと交換機との間に多段接続されるVoIP(Voice over Internet Protocol)ゲートウェイ装置及びその接続方法に関する。
本技術分野の背景技術として、特開2012−65022号公報(特許文献1)がある。この公報には、IPネットワーク(網)と交換機との間に複数のVoIPゲートウェイ装置を設け、その内の1つを親機のVoIPゲートウェイ装置とし、そのWANポートをIPネットワーク(網)と接続し、残りを子機のVoIPゲートウェイ装置とし、そのWANポートを親機のVoIPゲートウェイ装置のLANポートに接続し、各VoIPゲートウェイ装置の音声通信用ポート(音声I/F)を交換機に夫々接続した多段接続構成が記載されている。
従来のVoIPゲートウェイ装置の多段接続構成では、例えば、親機のVoIPゲートウェイ装置のLAN回線が障害となった場合、子機のVoIPゲートウェイ装置の全てが使用不可能となってしまっていた。また、親機のVoIPゲートウェイ装置は、自装置が交換機に対する入出力の音声信号の音声/IP変換を行なうと共に、IPネットワーク(網)側へデータ(IPパケット)を送りだす際の交換機側及び複数の子機側からのデータ統合と、交換機側及び複数の子機側へのデータ(IPパケット)の振り分けを行なうため、親機のVoIPゲートウェイ装置に負荷の
偏りが生じていた。
偏りが生じていた。
本発明の目的は、親機のVoIPゲートウェイ装置のLAN回線の障害時に、VoIPゲートウェイ装置の多段接続構成のシステム全体のダウンを回避することにある。
また、本発明の他の目的は、VoIPゲートウェイ装置の多段接続構成のシステム全体として負荷を特定の1台のVoIPゲートウェイ装置に集中させないことにある。
上記課題を解決するために、本発明のVoIPゲートウェイ装置では、親機から子機へ及び子機から親機へ機能移管が可能な構成とする。具体的構成は以下のとおりである。
請求項1に記載のVoIPゲートウェイ装置の発明は、WANポートと、LANポートと、WANインターフェイスとLANインターフェースとを有するレイヤ2スイッチと、LANポートとレイヤ2スイッチの間に設けられたLAN経路制御部とを備え、親機として機能する場合は、WANポートに入出力されるIPネットワークに対するIPパケットをレイヤ2スイッチのWANインターフェースに入出力し、LANポートに入出力される他の子機のVoIPゲートウェイ装置に対するIPパケットを、LAN経路制御部の経路切替えにより、レイヤ2スイッチのLANインターフェースに入出力し、子機として機能する場合は、LANポートに入出力される他の親機のVoIPゲートウェイ装置に対するIPパケットを、LAN経路制御部の経路切替えにより、レイヤ2スイッチのWANインターフェースに入出力する。
請求項2に記載のVoIPゲートウェイ装置の発明は、更に、WANポートとレイヤ2スイッチの間に設けられたWAN経路制御部と、WAN迂回ポートとを備え、親機として機能する場合は、WANポートに入出力されるIPネットワークに対するIPパケットを、WAN経路制御部の経路切替えにより、レイヤ2スイッチのWANインターフェースに入出力し、子機として機能する場合は、WANポートに入出力されるIPネットワークに対するIPパケットを、WAN経路制御部の経路切替えにより、前記WAN迂回ポートに入出力する。
請求項3に記載のVoIPゲートウェイ装置の発明は、更に、音声通信用ポートと、音声通信用ポートとレイヤ2スイッチの間に設けられた音声/IP変換部とを備え、親機として機能する場合は、レイヤ2スイッチが、WANインターフェースに入力されたIPパケットのうちの一部を音声/IP変換部に転送し、残りをLANインターフェースに転送し、音声/IP変換部に転送されたIPパケットを、音声信号に変換して音声通信用ポートに出力し、子機として機能する場合は、レイヤ2スイッチが、WANインターフェースに入力された全てのIPパケットを音声/IP変換部に転送し、音声/IP変換部に転送されたIPパケットを、音声信号に変換して音声通信用ポートに出力する。
請求項4に記載のVoIPゲートウェイ装置の発明は、更に、自装置が親機として機能している場合に、自装置の総通話量及び他の子機のVoIPゲートウェイ装置の総通話量を監視し、総通話量が最も少ない他の子機のVoIPゲートウェイ装置に対し親移管の指示を行うと共に、自装置を親機から子機への機能切替えを行う。
請求項5に記載のVoIPゲートウェイ装置の発明は、更に、自装置の総通話量が最も少ない場合は、自装置を親機として機能継続する。
請求項6に記載のIPネットワークと交換機との間に設けられたN個(Nは2以上の整数)のVoIPゲートウェイ装置の接続方法の発明は、N個のVoIPゲートウェイ装置の各々が、WANポートと、WAN迂回ポートと、音声通信用ポートと、N−1個のLANポートと、レイヤ2スイッチと、WAN経路制御部と、LAN経路制御部とを備え、1番目のVoIPゲートウェイ装置のWANポートを、通信線によりIPネットワークと接続し、K番目(Kは2〜Nの整数)のVoIPゲートウェイ装置のWANポートを、通信線によりK−1番目のVoIPゲートウェイ装置のWAN迂回ポートと接続し、N個のVoIPゲートウェイ装置の各音声通信用ポートを、音声通信線により交換機に夫々接続し、M番目(Mは1〜Nの整数)のVoIPゲートウェイ装置のN−1個の各LANポートを、通信線によりM番目以外のN−1個のVoIPゲートウェイ装置の1つのLANポートに夫々接続し、親機とするM番目のVoIPゲートウェイ装置では、WAN経路制御部により、WANポートをレイヤ2スイッチのWANインターフェースに接続し、LAN経路制御部により、N−1個のLANポートの全てをレイヤ2スイッチのLANインターフェースに接続し、子機とするM番目以外のN−1個のVoIPゲートウェイ装置の各々では、WAN経路制御部により、WANポートをWAN迂回ポートに接続し、LAN経路制御部により、N−1個のLANポートのうちM番目のVoIPゲートウェイ装置のLANポートと通信線により接続されている1つのLANポートをレイヤ2スイッチのWANインターフェースに接続し、残りのN−2個のLANポートの全てをレイヤ2スイッチのLANインターフェースに接続する。
請求項7に記載のIPネットワークと交換機との間に設けられたN個(Nは2以上の整数)のVoIPゲートウェイ装置の接続方法の発明は、更に、親機であるM番目のVoIPゲートウェイ装置は、自装置の総通話量及び子機であるM番目以外のN−1個のVoIPゲートウェイ装置の総通話量を監視し、総通話量が最も少ない他の子機のVoIPゲートウェイ装置に対し親移管の指示を行うと共に、WAN経路制御部により、WANポートの接続先をレイヤ2スイッチのWANインターフェースからWAN迂回ポートへ経路切替えし、LAN経路制御部により、親移管の指示を受けた子機から親機となるVoIPゲートウェイ装置のLANポートと通信線により接続されている1つのLANポートの接続先をレイヤ2スイッチのLANインターフェースからWANインターフェースへ経路切替えし、親移管の指示を受けた子機から親機となるVoIPゲートウェイ装置は、WAN経路制御部により、WANポートの接続先をWAN迂回ポートからレイヤ2スイッチのWANインターフェースへ経路切替えし、LAN経路制御部により、親機から子機となるM番目のVoIPゲートウェイ装置のLANポートと通信線により接続されている1つのLANポートの接続先をレイヤ2スイッチのWANインターフェースからLANインターフェースへ経路切替えする。
請求項8に記載のIPネットワークと交換機との間に設けられたN個(Nは2以上の整数)のVoIPゲートウェイ装置の接続方法の発明は、更に、親機から子機となるM番目のVoIPゲートウェイ装置及び親移管の指示を受けた子機から親機となるVoIPゲートウェイ装置以外のVoIPゲートウェイ装置は、LAN経路制御部により、親機から子機となるM番目のVoIPゲートウェイ装置のLANポートと通信線により接続されている1つのLANポートの接続先をレイヤ2スイッチのWANインターフェースからLANインターフェースへ経路切替えし、親移管の指示を受けた子機から親機となるVoIPゲートウェイ装置のLANポートと通信線により接続されている1つのLANポートの接続先をレイヤ2スイッチのLANインターフェースからWANインターフェースへ経路切替えする。
請求項9に記載のIPネットワークと交換機との間に設けられたN個(Nは2以上の整数)のVoIPゲートウェイ装置の接続方法の発明は、更に、親機であるM番目のVoIPゲートウェイ装置は、自装置でLAN障害が発生した場合に、他の子機のVoIPゲートウェイ装置の何れかに対し親移管の指示を行う。
本発明によれば、VoIPゲートウェイ装置の多段接続構成において、親機の機能を特定の1台のVoIPゲートウェイ装置に固定せずに子機であった他のVoIPゲートウェイ装置に移管することができ、親機のVoIPゲートウェイ装置のLAN障害時に、VoIPゲートウェイ装置の多段接続構成のシステム全体のダウンを回避することができ、また、多段接続構成の夫々のVoIPゲートウェイ装置の負荷状況に応じて親機の機能を移管させることで、システム全体として負荷を特定の1台のVoIPゲートウェイ装置に集中させない運用が可能となる。
図1は、IPネットワークと交換機との間に複数(N個、Nは2以上の整数)のVoIPゲートウェイ装置を設け、親機と子機とを多段接続構成としたシステム構成図である。本図では、VoIPゲートウェイ装置(以下ではゲートウェイと略記する)を5台用いた構成例(N=5の場合)を示す。ここで、N個(5台)の各ゲートウェイは、少なくともN−1個(4つ)のLANポートを持つものとする。
図1に示すシステム構成において、IPネットワーク(網)(11)と1番目のゲートウェイ(12)がWAN回線(W1)により接続されている。K番目(Kは2,3・・・,N)の各ゲートウェイ(13, 14, 15, 16)は、前段に向けた各通信線(W2, W3, W4, W5)によりK−1番目のゲートウェイ(12, 13, 14, 15)と夫々接続されている。WAN回線(W1)及び通信線(W2, W3, W4, W5)は、どれもがIPネットワーク(網)(11)に対する信号(IPパケット)を送受信するWAN側の回線となり、詳細は後述とするが、親機の機能を受け持つゲートウェイはWAN側の回線を自装置のレイヤ2スイッチに接続するが、子機の機能を受け持つゲートウェイはWAN側の回線を自装置のレイヤ2スイッチに接続せず、下位のゲートウェイに中継を行なう。例えば、5番目のゲートウェイ(16)を親機として動作させる場合、1番目のゲートウェイ(12)は前段に向けた通信線(W1)の信号(IPパケット)を自装置内にに取り込まず、後段に向けた通信線(W2)へ中継する。同様に、2〜4番目の各ゲートウェイ(13, 14, 15)も前段に向けた各通信線(W2, W3, W4)の信号(IPパケット)を自装置内に取り込まず、後段に向けた各通信線(W2, W3, W4)へ夫々中継する。5番目のゲートウェイ(16)は、通信線(W5)をIPネットワーク(網)(11)と接続されている線として、通信線(W5)の信号(IPパケット)を自装置内に取り込み、親機としてIPネットワーク(網)(11)と接続された状態となる。
N個(5台)の各ゲートウェイは、N−1個(4つ)の各LANポートに接続されたN−1本(4本)の通信線(LAN側の回線)によって、自装置以外のN−1個(4台)のゲートウェイと接続されている。図1に示したシステム構成では、10本の通信線(LAN側の回線)(L1〜L10)が、5台のゲートウェイのLANポートが相互接続を行っており、親機と子機との間の信号(IPパケット)の送受信を行なう。例えば、5番目のゲートウェイ(16)を親機として動作させる場合、他の子機として動作させる1〜4番目のゲートウェイ(12〜15)との相互接続をしている4本の通信線(LAN側の回線)(L4, L7, L9, L10)のみ親機−子機間の信号(IPパケット)の送受信に用いられる。子機動作中の1〜4番目のゲートウェイ(12〜15)は、自装置で音声/IP変換を行なったIP通話データ(IPパケット)を親機と相互接続している通信線(LAN側の回線)(L4, L7, L9, L10)を通して、5番目のゲートウェイ(16)と通信を行なう。親機動作中の5番目のゲートウェイ(16)は、自装置で音声/IP変換を行なったIP通話データ(IPパケット)と子機動作中の1〜4番目のゲートウェイ(12〜15)から受信した各IP通話データ(IPパケット)を統合し、IPネットワーク(網)(11)側へとデータ(IPパケット)を送信する。
5番目のゲートウェイ(16)を親機として動作させた場合に使用されていない6本の通信線(LAN側の回線)(L1〜L3, L5, L6, L8)は、他の子機として動作している1〜4番目のゲートウェイの何れかに親機の機能を移管した場合に使用されるため、親機動作中のゲートウェイが現在どれであっても、普段から相互接続されていることが必要である。
また、子機動作中の1〜4番目のゲートウェイ(12〜15)では、親機動作中の5番目のゲートウェイ(16)と相互接続されているLANポートがレイヤ2スイッチのWANインターフェースと接続されるよう自装置内部で接続経路制御される。これは、上述した従来技術において、親機のゲートウェイのLANポートを子機のゲートウェイのWANポートへ接続することによって親機−子機間の信号(IPパケット)を子機のゲートウェイのレイヤ2スイッチのWANインターフェースに導いているのに対し、本発明では、親機のゲートウェイのLANポートと相互接続された子機のゲートウェイのLANポートの接続先を自装置内部で経路制御すること従来同様の親機−子機間の信号(IPパケット)の流路を確保していると同時に、親機−子機間の機能移管を可能ならしめている。例えば、5番目のゲートウェイ(16)を親機として動作させる場合、子機となる4番目のゲートウェイ(15)において、親機−子機間のデータ(IPパケット)の送受信で使用するLAN側の回線は通信線(L10)であり、子機となる4番目のゲートウェイ(15)内部では、上述した従来技術で通信線(L10)がWANポートに接続したの同様にレイヤ2スイッチのWANインターフェースへ導かれるよう通信線(L10)が接続されたLANポートの内部接続先を経路制御する。
このように、本発明のゲートウェイでは自装置が親機であるかどうか、子機であれば親機のLANポートと接続されている自装置のLANポートがどであるか、によってその接続先経路を制御し、親機−子機間の機能を移管することを実現可能としている。制御の詳細については後述する。
N個(5台)の各ゲートウェイ(12〜16)は、データ(音声信号)の送受信を行なう音声通信線(V1〜V5) により交換機(17)と接続されている。交換機(17)の配下にある電話機(18)から通話が発信された場合、交換機(17)が何れかのゲートウェイに音声通話データ(音声信号)を送信し、データ(音声信号)を受信したゲートウェイは音声/IP変換を行ない、自装置が子機の場合は親機のゲートウェイへ変換したIP通話データ(IPパケット)を送信し、自装置が親機の場合は変換したIP通話データ(IPパケット)を子機のゲートウェイから受信したIP通話データ(IPパケット)と統合してIPネットワーク(網)(11)側へ送信する。
図2はゲートウェイを3台用いた場合(N=3の場合)で、1番目のゲートウェイ(22)を親機としたときのIPネットワーク(網)−親機間及び親機−子機間の信号経路を表す図である。図2では、各ゲートウェイにおいて親機と子機の通信に直接関わるブロックのみを記載をしている。ゲートウェイの全体機能ブロック図は、後述の図4にて説明を行なう。
図2の構成は、1番目のゲーウェイ(22)が親機であり、2,3番目のゲートウェイ(23, 24)が子機である。それぞれのゲートウェイ(22, 23, 24)の内部構造は同一であり、ゲートウェイ外部への通信用インターフェースとしてWANポート(221, 231, 241)と、WAN迂回ポート(222, 232, 242)と、LANポート1−4(226-229, 236-239, 246-249)を持つ。各ゲートウェイ(22, 23, 24)内部には、WAN経路制御部(223, 233, 243)と、LAN経路制御部(225, 235, 245)と、LAN信号とWAN信号のスイッチングを行なうレイヤ2スイッチ(224, 234, 244)を持ち、さらに、各レイヤ2スイッチ(224, 234, 244)は、WAN信号のインターフェースとしてのSWWAN(WANインターフェース)(2241, 2341, 2441)を、LAN信号のインターフェースとしてSWLAN1−4(LANインターフェース)(2242-2245, 2342-2345, 2442-2445)を持つ(レイヤ2スイッチのインターフェースを指示しやすくするための仮称として、レイヤ2スイッチのWANインターフェースをSWWANと、LANインターフェースをSWLANと図中記述している)。1番目のゲートウェイ(22)のWANポート(221)はIPネットワーク(網)(21)と通信線(W21)で接続され、1番目のゲートウェイ(22)のWAN迂回ポート(222)は2番目のゲートウェイ(23)のWANポート(231)と通信線(W22)で接続され、2番目のゲートウェイ(23)のWAN迂回ポート(232)は3番目のゲートウェイ(24)のWANポート(241)と通信線(W23)で接続される。1番目ゲートウェイ(22)のLANポート1(226)は2番目のゲートウェイ(23)のLANポート1(236)と通信線(L21)で接続され、2番目のゲートウェイ(23)のLANポート2(237)は3番目のゲートウェイ(24)のLANポート1(246)と通信線(L22)で接続され、1番目のゲートウェイ(22)のLANポート2(227)は3番目のゲートウェイ(24)のLANポート2(247)と通信線(L23)で接続される。
はじめに、IPネットワーク(網)(21)と親機である1番目のゲートウェイ(22)のレイヤ2スイッチ(224)のWANインターフェース(SWWAN)(2241)間の信号経路を説明する。IPネットワーク(網)(21)は、通信線(W21)を介してWANポート(221)を経由し、WAN経路制御部(223)の経路制御によりSWWAN(2241)と接続される。
次に、親機である1番目のゲートウェイ(22)のレイヤ2スイッチ(224)のLANインターフェース(SWLAN1)(2242)と子機である2番目のゲートウェイ(23)のレイヤ2スイッチ(234)のWANインターフェース(SWWAN)(2341)間の信号経路を説明する。親機である1番目のゲートウェイ(22)のLAN経路制御部(225)は、LANポート1(226)とSWLAN1(2242)を接続する。子機である2番目のゲートウェイ(23)のLAN経路制御部(235)は、LANポート1(236)とSWWAN(2341)を接続する。親機である1番目のゲートウェイ(22)と子機である2番目のゲートウェイ(23)は、互いのLANポート1(226, 236)を接続する通信線(L21)を介してIP通話データ(IPパケット)の送受信を行なう。
親機である1番目のゲートウェイ(22)のレイヤ2スイッチ(224)のLANインターフェース(SWLAN2)(2243)と子機である3番目のゲートウェイ(24)のレイヤ2スイッチ(244)のWANインターフェース(SWWAN)(2441)間の信号経路については、図2に示すとおり、対応させる親機のレイヤ2スイッチのLANインターフェース,LANポート,通信線,子機のLANポートを変えているのみでその他は2番目のゲートウェイを子機とした場合と同様であるので、その説明は省略する。
図3は、図2と同様にゲートウェイを3台用いた場合(N=3の場合)で、2番目のゲートウェイ(33)を親機としたときのIPネットワーク(網)−親機間及び親機−子機間の信号経路を表した図である。
図3の構成は、2番目のゲーウェイ(33)が親機,1,3番目のゲートウェイ(32, 34)が子機とした点が図2と異なり、その他の各ゲートウェイの内部構造,通信線の接続状態等は図2と同一である。
はじめに、IPネットワーク(網)(31)と親機である2番目のゲートウェイ(33)のレイヤ2スイッチ(334)のWANインターフェース(SWWAN)(3341)間の信号経路を説明する。IPネットワーク(網)(31)は、通信線(W31)を介して子機である1番目のゲートウェイ(32)のWANポート(321)を経由し、WAN経路制御部(323)の経路制御によりWAN迂回ポート(322)と接続される。WAN迂回ポート(322)は、通信線(W32)を介して親機である2番目のゲートウェイ(33)のWANポート(331)を経由し、WAN経路制御部(3333)の経路制御によりSWWAN(3341)と接続される。
次に、親機である2番目のゲートウェイ(33)のレイヤ2スイッチ(334)のLANインターフェース(SWLAN1)(3342)と子機である1番目のゲートウェイ(32)のレイヤ2スイッチ(324)のWANインターフェース(SWWAN)(3241)間の信号経路を説明する。親機である2番目のゲートウェイ(33)のLAN経路制御部(335)は、LANポート1(336)SWLAN1(3342)を接続する。子機である1番目のゲートウェイ(32)のLAN経路制御部(325)は、LANポート1(326)とSWWAN(3241)を接続する。親機である2番目のゲートウェイ(33)と子機である1番目のゲートウェイ(32)は、互いのLANポート1(336, 326)を接続する通信線(L31)を介してIP通話データ(IPパケット)の送受信を行なう。
親機である2番目のゲートウェイ(33)のレイヤ2スイッチ(334)のLANインターフェース(SWLAN2)(3343)と子機である3番目のゲートウェイ(34)のレイヤ2スイッチ(344)のWANインターフェース(SWWAN)(3441)間の信号経路については、図3に示すとおり、対応させる親機のレイヤ2スイッチのLANインターフェース,LANポート,通信線,子機のLANポートを変えているのみでその他は1番目のゲートウェイを子機とした場合と同様であるので、その説明は省略する。
図4は、本発明のゲートウェイの内部機能をブロック毎に図示したものである。ゲートウェイ(41)の電源スイッチ(411)がONされると、電源制御回路(412)に電源が供給され、各ブロックに電源が供給される。通信経路制御部(413)は、LAN経路制御部(419)とWAN経路制御部(420)の接続先の制御を行なう。中央処理装置(414)はゲートウェイ(41)のメインとなるCPUであり、記憶部(415),音声/IP変換部(416),レイヤ2スイッチ(418)との信号の送受信を制御する。記憶部(415)はブート情報,構成情報,障害情報,各種ログ情報を保持し、必要に応じて中央処理装置(414)からの命令により読み書きされる。後述となるが、記憶部(415)は本発明の各ゲートウェイの各総通話量のデータを持ち、親機の機能を移管する際、記憶部(415)のデータを参照する。音声/IP変換部(416)はVoIPゲートウェイ装置のメイン機能である音声信号をIPパケットに変換する機能を持つ。音声/IP変換部(416)で変換された信号は、中央処理装置(414)の命令によって、レイヤ2スイッチ(418)を通してIPネットワーク(網)側へ、または、音声通信用ポート(417)を通して交換機側へ、と送信される。音声通信用ポート(417)は、外部の交換機とのインターフェースである。レイヤ2スイッチ(418)は、LAN回線の信号とWAN回線の信号のスイッチングを行なうための、LANインターフェース(SWLAN)とWANインターフェース(SWWAN)を持つ。LAN経路制御部(419)は、LANポート1−4(421−424)を、レイヤ2スイッチ(418)のLANインターフェース(SWLAN)もしくはWANインターフェース(SWWAN)のどちらかに接続を行なう。WAN経路制御部(420)は、WANポート(425)を、レイヤ2スイッチ(418)のWANインターフェース(SWWAN)もしくはWAN迂回ポート(426)のどちらかに接続を行なう。LANポート1−4(421−424)は、LAN回線のインターフェースである。WANポート(425)は、WAN回線のインターフェースである。WAN迂回ポート(426)は、ゲートウェイ(41)が子機として機能する際、WANポート(425)の回線を後段のゲートウェイへ中継するためのポートである。
通信経路制御部(413),レイヤ2スイッチ(418),LAN経路制御部(419),WAN経路制御部(420),LANポート1−4(421-424),WANポート(425),WAN迂回ポート(426)について、図5及び図6を用いて通信経路パターンの詳細説明を行なう。
図5は、通信経路制御部(501),レイヤ2スイッチ(502),LAN経路制御部(503),WAN経路制御部(504)の拡大図である。通信経路制御部(501)は、LAN経路制御部(503)内部にある経路制御スイッチ(5031-5034)とWAN経路制御部(504)内部にある経路制御スイッチ(5041)の制御を行なう。レイヤ2スイッチ(502)は、4つのLANポート1−4(421−424)と各々対応付けられた4つのLANインターフェース(SWLAN1−4)(5021-5024)とWANインターフェース(SWWAN)(5025)を持ち、LAN回線側のデータとWAN回線側のデータのスイッチングを行なう。LAN経路制御部(503)は、その内部に、4つのLANポート1−4(421−424)と各々対応付けられた4つの経路制御スイッチ(5031-5034)を持つ。各経路制御スイッチ(5031-5034)は、対応するLANポート1−4(505-508)の接続先を、レイヤ2スイッチ(502)の対応するLANインターフェース(SWLAN1−4)(5021-5024)もしくはWANインターフェース(SWWAN)(5025)のどちらかの経路と接続する。経路制御スイッチ(5031-5034)を制御する通信経路制御部(501)からの信号は4つある経路制御スイッチ(5031-5034)をそれぞれ個別に制御する。なお、図6を用いて後述するが、親機として機能させるゲートウェイにおいては、複数のLANポートの全てが夫々対応付けられたレイヤ2スイッチのLANインターフェースに接続されるように複数の経路制御スイッチが制御される。また、子機として機能させるゲートウェイにおいては、他の親機のゲートウェイのLANポートと通信線により相互接続されているLANポートのみがレイヤ2スイッチのWANインターフェースに接続されるように対応する経路制御スイッチが制御される。WAN経路制御部(504)は、その内部に経路制御スイッチ(5041)を持つ。経路制御スイッチ(5041)は、WANポート(509)の接続先を、レイヤ2スイッチ(502)のWANインターフェース(SWWAN)(5025)もしくはWAN迂回ポート(510)のどちらかの経路と接続する。
図6は、複数の各ゲートウェイの状態別によるLAN経路制御部(503)及びWAN経路制御部(504)のルート制御テーブルである。本テーブルは、図1に示した構成例のようにゲートウェイを5台用いたときのものである。
自装置が親機である場合、通信経路制御部(501)より制御信号を発信し、LAN経路制御部(503)の経路制御スイッチ(5031−5034)にてLANポート1−4(505-508)はレイヤ2スイッチ(502)の対応するLANインターフェース(SWLAN1−4)(5021-5024)に夫々接続され、WAN経路制御部(504)の経路制御スイッチ(5041)にてWANポート(509)はレイヤ2スイッチ(502)のWANインターフェース(SWWAN)(5025)に接続される。
自装置が子機でLANポート1(505)の接続先が親機である場合(パターン1)、通信経路制御部(501)より制御信号を発信し、LAN経路制御部(503)の経路制御スイッチ(5031)にてLANポート1(505)の接続先がレイヤ2スイッチ(502)のWANインターフェース(SWWAN)(5025)に接続され、他のLANポート2−4(506, 507, 508)はレイヤ2スイッチ(502)の対応するLANインターフェース(SWLAN2−4)(5022, 5023, 5024)に接続される。また、WAN経路制御部(504)の経路制御スイッチ(5041)にてWANポート(509)の接続先はWAN迂回ポート(510)に接続される。
自装置が子機でLANポート2(506)の接続先が親機である場合(パターン2)、通信経路制御部(501)より制御信号を発信し、LAN経路制御部(503)の経路制御スイッチ(5032)にてLANポート2(506)の接続先がレイヤ2スイッチ(502)のWANインターフェース(SWWAN)(5025)に接続され、他のLANポート1,3,4(505, 507, 508)はレイヤ2スイッチ(502)の対応するLANインターフェース(SWLAN1,3,4)(5021, 5023, 5024)に接続される。また、WAN経路制御部(504)の経路制御スイッチ(5041)にてWANポート(509)の接続先はWAN迂回ポート(510)に接続される。
自装置が子機でLANポート3(507)の接続先が親機である場合(パターン3)、通信経路制御部(501)より制御信号を発信し、LAN経路制御部(503)の経路制御スイッチ(5033)にてLANポート3(507)の接続先がレイヤ2スイッチ(502)のWANインターフェース(SWWAN)(5025)に接続され、他のLANポート1,2,4(505, 506, 508)はレイヤ2スイッチ(502)の対応するLANインターフェース(SWLAN1,2,4)(5021, 5022, 5024)に接続される。また、WAN経路制御部(504)の経路制御スイッチ(5041)にてWANポート(509)の接続先はWAN迂回ポート(510)に接続される。
自装置が子機でLANポート4(508)の接続先が親機である場合(パターン4)、通信経路制御部(501)より制御信号を発信し、LAN経路制御部(503)の経路制御スイッチ(5034)にてLANポート4(508)の接続先がレイヤ2スイッチ(502)のWANインターフェース(SWWAN)(5025)に接続され、他のLANポート1−3(505, 506, 507)はレイヤ2スイッチ(502)の対応するLANインターフェース(SWLAN1−3(5021−5023)に接続される。また、WAN経路制御部(504)の経路制御スイッチ(5041)にてWANポート(509)の接続先はWAN迂回ポート(510)に接続される。
上記の様にLAN経路制御部(503)とWAN経路制御部(504)でゲートウェイ内部の通信経路を制御することで、複数の全てのゲートウェイが親機になることも子機になることもできる。
上記の様にLAN経路制御部(503)とWAN経路制御部(504)でゲートウェイ内部の通信経路を制御することで、複数の全てのゲートウェイが親機になることも子機になることもできる。
実際のLAN経路制御部(502),WAN経路制御部(503)の経路制御スイッチ(5031-5034, 5041)の動きは、図6のテーブルに示す5パターンのみとなるため、LAN同士の信号の衝突またはLANとWANの信号の衝突が起こることはない。
本発明では、機器寿命の平均化の指標として、各ゲートウェイの総通話量を用いる。各ゲートウェイのテーブル化した総通話量を定期的に比較し、最も少ない総通話量を処理しているゲートウェイに親機の機能を移管することで、機器寿命の平均化をはかっている。
図7は、親機の機能を移管するための判断基準となる総通話量情報の更新シーケンスを示している。図7では、親機のゲートウェイが1台と子機のゲートウェイが2台の計3台を用いた構成例の場合を示したものである。
親機であるゲートウェイは、子機のひとつである子機1のゲートウェイに対し、総通話量の報告依頼(71)を通知する。依頼を受けた子機1のゲートウェイは、その応答として親機のゲートウェイに対し、自装置がこれまで処理した総通話量を報告する(72)。同様に、親機であるゲートウェイは、子機2のゲートウェイに対しても、総通話量の報告依頼(73)を実施する。依頼を受けた子機2のゲートウェイは、その応答として親機のゲートウェイに対し、自装置がこれまで処理した総通話量を報告する(74)。このようにして親機であるゲートウェイは、子機であるゲートウェイの各々の総通話量を定期的に収集することで、各ゲートウェイ(子機1,2)がこれまでに処理した総通話量を更新することができる(75)。なお、親機のゲートウェイは、自装置がこれまで処理した総通話量をテーブル更新する(75)。
しかしながら、ここまでの状態では、親機のゲートウェイが収集した全てのゲートウェイの各総通話量を子機は知ることはできない。そのため、親機の突発的な障害にて総通話量テーブルを消失してしまうと、子機は他のゲートウェイの総通話量を知ることができないため、総通話量の比較が行えず、親機への機能移管が不可となる。これを避けるため、親機の収集した自装置を含む各ゲートウェイの総通話量は、子機にも提供しておく必要がある。
そのため、親機のゲートウェイは、集計した各ゲートウェイの総通話量を、各々の子機のゲートウェイに対し通知する。子機1のゲートウェイは、親機のゲートウェイから各ゲートウェイの総通話量の集計を通知される(76)ことにより、親機がもつ総通話量テーブルと同様の総通話量テーブルを取得できる(77)。同様に、子機2のゲートウェイは、親機のゲートウェイから各ゲートウェイの総通話量の集計を通知される(78)ことにより、親機がもつ総通話量テーブルと同様の総通話量テーブルを取得できる(79)。
図8は、親機のゲートウェイのLAN障害時における親機の機能を他の何れかの子機のゲートウェイに移管するシーケンスである。図8では、親機のゲートウェイが1台と子機のゲートウェイが2台の計3台を用いた構成例の場合を示したものである。
親機であるゲートウェイにてLAN障害が発生(81)すると、リンク断が発生し(82)、子機1のゲートウェイは親機のゲートウェイとのリンク断を検出する(83)。同様に、子機2のゲートウェイもリンク断が発生(84)することで、親機のゲートウェイとのリンク断を検出する(85)。このように、子機1と子機2の各ゲートウェイは親機のゲートウェイとのリンクが途切れたことで、親機に障害が発生したとことを検知し、自装置にて子機から親機に機能を移管するための判定を実施する。子機1のゲートウェイは親機の機能移管判定(86)を、子機2のゲートウェイも同様に親機の機能移管判定(87)を実施する。
ここでの親機の機能移管判定では、子機各々が図7の動作にて定期的に更新された総通話量テーブルを参照し、総通話量が最も少ない子機のゲートウェイだけが、親機への切り替えを実施する。ここで参照する総通話量テーブルは、LAN障害が発生する前に親機が通知した最新の総通話量である。総通話量テーブル参照の結果、子機1のゲートウェイが最も少ない総通話量であった場合、この子機1であったゲートウェイが新たに親機となり、親機であったゲートウェイが子機となる。親機であったゲートウェイは、自装置のWANポートの内部接続先及び新たに親機になる子機1のゲートウェイと接続されている自装置のLANポートの内部接続先を、夫々子機の設定に変更(SWWAN→WAN迂回ポート,SWLAN→SWWAN)する(88)。新たに親機になる子機1のゲートウェイは、自装置のWANポートの内部接続先及びと親機であったゲートウェイと接続されている自装置のLANポートの内部接続先を、夫々親機の設定に変更(WAN迂回ポート→SWWAN,SWWAN→SWLAN)する(89)。なお、子機を継続する子機2のゲートウェイでは、自装置のWANポートの内部接続先は変更せず、親機であったゲートウェイと接続されている自装置のLANポートと新たに親機になる子機1のゲートウェイと接続されている自装置のLANポートの各内部接続先を、夫々変更す(SWWAN→SWLAN,SWLAN→SWWAN)る(810)。
もし、子機1と子機2がどちらとも同じ総通話量であった場合、どちらの子機もWAN経路制御部及びLAN経路制御部による親機の設定に変更することを試みる。その際、IPネットワーク(網)とリンク可能である装置はIPネットワーク(網)に近い側に設置されているゲートウェイのみであり、IPネットワーク(網)とリンクできなかったゲートウェイは、総通話量が同じであったもう一つのゲートウェイを親機とし、自装置は子機としての切り替えを行なう。
図9は、各ゲートウェイ装置の総通話量に応じて親機の機能を移管するシーケンスの図である。図9では、親機のゲートウェイが1台と子機のゲートウェイが2台の計3台を用いた構成例の場合を示したものである。
親機の機能を移管する条件が成立(91)すると、親機であるゲートウェイは、親機に移管する子機1のゲートウェイに対し、親機の機能移管の依頼(92)を実施する。依頼を受けた子機1であるゲートウェイは、親機の機能移管が可能である旨を親機であるゲートウェイに対し通知(93)する。さらに、親機であるゲートウェイは、子機のまま継続する子機2のゲートウェイに対しても、子機継続依頼を通知(94)する。子機2のゲートウェイは、子機継続を受理した旨を親機であるゲートウェイに通知(95)する。親機の機能移管受理(93)と子継続受理(95)を受信することで、親機であるゲートウェイは、親機の機能移管の準備が整ったと判断できる。親機であるゲートウェイは、子機1のゲートウェイに対し、親機への機能移管を指示(96)する。子機2のゲートウェイに対しては、子機1のゲートウェイに親機の機能移管の指示を通知した旨を連絡(97)する。これにより、親機から子機となるゲートウェイは、自装置のWANポートの内部接続先及び新たに親機になる子機1のゲートウェイと接続されている自装置のLANポートの内部接続先を、夫々子機の設定に変更(SWWAN→WAN迂回ポート,SWLAN→SWWAN)する(98)。子機から親機になる子機1のゲートウェイは、自装置のWANポートの内部接続先及びと親機であったゲートウェイと接続されている自装置のLANポートの内部接続先を、夫々親機の設定に変更(WAN迂回ポート→SWWAN,SWWAN→SWLAN)する(99)。また、子機を継続する子機2のゲートウェイでは、自装置のWANポートの内部接続先は変更せず、親機であったゲートウェイと接続されている自装置のLANポートと新たに親機になる子機1のゲートウェイと接続されている自装置のLANポートの各内部接続先を、夫々変更す(SWWAN→SWLAN,SWLAN→SWWAN)る(910)。
この機能での親機の機能移管判定は、親機のゲートウェイが図7の動作にて得た各ゲートウェイの総通話量テーブルをもとに、親機の総通話量が子機の総通話量よりも多くかつその総通話量差が所定値を超えている子機のうち総通話量が最も少ない子機を親機の機能移管先として判定する。例えば、上記所定値を1000通話と設定した場合で、親機のゲートウェイの総通話量が2000通話,子機1のゲートウェイの総通話量が800通話,子機2のゲートウェイの総通話量が900通話であった場合、親機−子機1間の総通話量差は1200通話,親機−子機1間の総通話量差は1100通話となり何れも設定した所定値の1000通話を超えている。このように所定値を超えている子機が複数存在した場合にはその内の総通話量が最も少ない子機を親機の機能移管先とする。上記の例では800通話の方が少ないので子機1が親機の機能移管先となる。なお、所定値を超えている子機が1つのみであればその子機が親機の機能移管先となることは言うまでもない。もし、子機のゲートウェイがどちらとも同じ総通話量値であった場合、親機のゲートウェイに指定された子機のゲートウェイが親機の権限を得る。
11,21,31 IPネットワーク(網)
12〜16,22〜24,32〜34,41 ゲートウェイ
17 交換機
18 電話機
W1〜W5,L1〜L10,W21〜W23,L21〜L23,W31〜W33,L31〜L33 通信線
V1〜V5 音声通信線
221,231,241,321,331,341,425,509 WANポート
222,232,242,322,332,342,426,510 WAN迂回ポート
223,233,243,323,333,343,420,504 WAN経路制御部
224,234,244,324,334,344,418,502 レイヤ2スイッチ
2241,2341,2441,3241,3341,3441,5025 WANインターフェース(SWWAN)
2242〜2245,2342〜2345,2442〜2445,3242〜3245,3342〜3345,3442〜3445,5021〜5024 LANインターフェース(SWLAN1−4)
225,235,245,325,335,345,419,503 LAN経路制御部
226〜229,236〜239,246〜249,326〜329,336〜339,346〜349,421〜424,505〜508 LANポート1−4
411 電源スイッチ
412 電源制御回路
413,501 通信経路制御部
414 中央処理装置
415 記憶部
416 音声/IP変換部
417 音声通信用ポート
5031〜5034,5041 経路制御スイッチ
12〜16,22〜24,32〜34,41 ゲートウェイ
17 交換機
18 電話機
W1〜W5,L1〜L10,W21〜W23,L21〜L23,W31〜W33,L31〜L33 通信線
V1〜V5 音声通信線
221,231,241,321,331,341,425,509 WANポート
222,232,242,322,332,342,426,510 WAN迂回ポート
223,233,243,323,333,343,420,504 WAN経路制御部
224,234,244,324,334,344,418,502 レイヤ2スイッチ
2241,2341,2441,3241,3341,3441,5025 WANインターフェース(SWWAN)
2242〜2245,2342〜2345,2442〜2445,3242〜3245,3342〜3345,3442〜3445,5021〜5024 LANインターフェース(SWLAN1−4)
225,235,245,325,335,345,419,503 LAN経路制御部
226〜229,236〜239,246〜249,326〜329,336〜339,346〜349,421〜424,505〜508 LANポート1−4
411 電源スイッチ
412 電源制御回路
413,501 通信経路制御部
414 中央処理装置
415 記憶部
416 音声/IP変換部
417 音声通信用ポート
5031〜5034,5041 経路制御スイッチ
Claims (9)
- WANポートと、LANポートと、WANインターフェイスとLANインターフェースとを有するレイヤ2スイッチと、前記LANポートと前記レイヤ2スイッチの間に設けられたLAN経路制御部と、を有し、
親機として機能する場合は、
前記WANポートに入出力されるIPネットワークに対するIPパケットが前記レイヤ2スイッチのWANインターフェースに入出力され、
前記LANポートに入出力される他の子機のVoIPゲートウェイ装置に対するIPパケットが、前記LAN経路制御部の経路切替えにより、前記レイヤ2スイッチのLANインターフェースに入出力され、
子機として機能する場合は、
前記LANポートに入出力される他の親機のVoIPゲートウェイ装置に対するIPパケットが、前記LAN経路制御部の経路切替えにより、前記レイヤ2スイッチのWANインターフェースに入出力されるVoIPゲートウェイ装置。 - 更に、前記WANポートと前記レイヤ2スイッチの間に設けられたWAN経路制御部と、WAN迂回ポートと、を有し、
親機として機能する場合は、
前記WANポートに入出力される前記IPネットワークに対するIPパケットが、前記WAN経路制御部の経路切替えにより、前記レイヤ2スイッチのWANインターフェースに入出力され、
子機として機能する場合は、
前記WANポートに入出力される前記IPネットワークに対するIPパケットが、前記WAN経路制御部の経路切替えにより、前記WAN迂回ポートに入出力される請求項1に記載のVoIPゲートウェイ装置。 - 更に、音声通信用ポートと、前記音声通信用ポートと前記レイヤ2スイッチの間に設けられた音声/IP変換部と、を有し、
親機として機能する場合は、
前記レイヤ2スイッチが、前記WANインターフェースに入力されたIPパケットのうちの一部を前記音声/IP変換部に転送し、残りを前記LANインターフェースに転送し、
前記音声/IP変換部に転送されたIPパケットは、音声信号に変換されて前記音声通信用ポートに出力され、
子機として機能する場合は、
前記レイヤ2スイッチが、前記WANインターフェースに入力された全てのIPパケットを前記音声/IP変換部に転送し、
前記音声/IP変換部に転送されたIPパケットは、音声信号に変換されて前記音声通信用ポートに出力される請求項2に記載のVoIPゲートウェイ装置。 - 自装置が親機として機能している場合に、自装置の総通話量及び他の子機のVoIPゲートウェイ装置の総通話量を監視し、総通話量が最も少ない他の子機のVoIPゲートウェイ装置に対し親移管の指示を行うと共に、自装置を親機から子機への機能切替えを行うことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のVoIPゲートウェイ装置。
- 自装置の総通話量が最も少ない場合は、自装置を親機として機能継続することを特徴す請求項4記載のVoIPゲートウェイ装置。
- IPネットワークと交換機との間に設けられたN個(Nは2以上の整数)のVoIPゲートウェイ装置の接続方法であって、
前記N個のVoIPゲートウェイ装置の各々が、WANポートと、WAN迂回ポートと、音声通信用ポートと、N−1個のLANポートと、レイヤ2スイッチと、WAN経路制御部と、LAN経路制御部と、を有し、
1番目のVoIPゲートウェイ装置のWANポートは、通信線により前記IPネットワークと接続され、
K番目(Kは2〜Nの整数)のVoIPゲートウェイ装置のWANポートは、通信線によりK−1番目のVoIPゲートウェイ装置のWAN迂回ポートと接続され、
前記N個のVoIPゲートウェイ装置の各音声通信用ポートは、音声通信線により前記交換機に夫々接続され、
M番目(Mは1〜Nの整数)のVoIPゲートウェイ装置のN−1個の各LANポートは、通信線によりM番目以外のN−1個のVoIPゲートウェイ装置の1つのLANポートに夫々接続され、
親機とするM番目のVoIPゲートウェイ装置では、
前記WAN経路制御部により、前記WANポートが前記レイヤ2スイッチのWANインターフェースに接続され、
前記LAN経路制御部により、前記N−1個のLANポートの全てが前記レイヤ2スイッチのLANインターフェースに接続され、
子機とするM番目以外のN−1個のVoIPゲートウェイ装置の各々では、
前記WAN経路制御部により、前記WANポートが前記WAN迂回ポートに接続され、
前記LAN経路制御部により、前記N−1個のLANポートのうちM番目のVoIPゲートウェイ装置のLANポートと通信線により接続されている1つのLANポートが前記レイヤ2スイッチのWANインターフェースに接続され、残りのN−2個のLANポートの全てが前記レイヤ2スイッチのLANインターフェースに接続されるVoIPゲートウェイ装置の接続方法。 - 親機であるM番目のVoIPゲートウェイ装置は、
自装置の総通話量及び子機であるM番目以外のN−1個のVoIPゲートウェイ装置の総通話量を監視し、総通話量が最も少ない他の子機のVoIPゲートウェイ装置に対し親移管の指示を行うと共に、
前記WAN経路制御部により、前記WANポートの接続先を前記レイヤ2スイッチのWANインターフェースから前記WAN迂回ポートへ経路切替えし、
前記LAN経路制御部により、親移管の指示を受けた子機から親機となるVoIPゲートウェイ装置のLANポートと通信線により接続されている1つのLANポートの接続先を前記レイヤ2スイッチのLANインターフェースからWANインターフェースへ経路切替えし、
親移管の指示を受けた子機から親機となるVoIPゲートウェイ装置は、
前記WAN経路制御部により、前記WANポートの接続先を前記WAN迂回ポートから前記レイヤ2スイッチのWANインターフェースへ経路切替えし、
前記LAN経路制御部により、親機から子機となるM番目のVoIPゲートウェイ装置のLANポートと通信線により接続されている1つのLANポートの接続先を前記レイヤ2スイッチのWANインターフェースからLANインターフェースへ経路切替えすることを特徴とする請求項6に記載のVoIPゲートウェイ装置の接続方法。 - 親機から子機となるM番目のVoIPゲートウェイ装置及び親移管の指示を受けた子機から親機となるVoIPゲートウェイ装置以外のVoIPゲートウェイ装置は、
前記LAN経路制御部により、親機から子機となるM番目のVoIPゲートウェイ装置のLANポートと通信線により接続されている1つのLANポートの接続先を前記レイヤ2スイッチのWANインターフェースからLANインターフェースへ経路切替えし、親移管の指示を受けた子機から親機となるVoIPゲートウェイ装置のLANポートと通信線により接続されている1つのLANポートの接続先を前記レイヤ2スイッチのLANインターフェースからWANインターフェースへ経路切替えすることを特徴とする請求項7に記載のVoIPゲートウェイ装置の接続方法。 - 親機であるM番目のVoIPゲートウェイ装置は、
自装置でLAN障害が発生した場合に、他の子機のVoIPゲートウェイ装置の何れかに対し親移管の指示を行うことを特徴とする請求項6〜8の何れかに記載のVoIPゲートウェイ装置の接続方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013217990A JP2015082665A (ja) | 2013-10-21 | 2013-10-21 | VoIPゲートウェイ装置及び複数のVoIPゲートウェイ装置の接続方法 |
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