JP2017017375A - 制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】低遅延通信を実現する制御装置及び制御方法を提供する。
【解決手段】SDN−C(Software Defined Networking− Controller)12は、互いに通信を行う複数のUE(通信端末)10a〜10e間の通信を制御する制御装置であって、複数のeNB(evolved Node B)11a〜11d間の接続関係を記憶する記憶部と、複数のUE10a〜10eそれぞれが利用するeNBであるeNB11a〜11dを示す情報を取得する取得部と、記憶部が記憶する接続関係と取得部が取得したeNB11a〜11dを示す情報とに基づいて、eNB11a〜11d間を結ぶトンネルTLを設定する設定部を備える。
【選択図】図1
【解決手段】SDN−C(Software Defined Networking− Controller)12は、互いに通信を行う複数のUE(通信端末)10a〜10e間の通信を制御する制御装置であって、複数のeNB(evolved Node B)11a〜11d間の接続関係を記憶する記憶部と、複数のUE10a〜10eそれぞれが利用するeNBであるeNB11a〜11dを示す情報を取得する取得部と、記憶部が記憶する接続関係と取得部が取得したeNB11a〜11dを示す情報とに基づいて、eNB11a〜11d間を結ぶトンネルTLを設定する設定部を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、通信端末間の通信制御に係る制御装置及び制御方法に関する。
スマートフォンの登場等に伴い、モバイルブロードバンドサービスの発展が進んでいる。モバイルブロードバンドサービスでは、従来、クライアント‐サーバ接続を想定して経路制御を行っている。すなわち、通信端末間の通信は、インターネット等の外部のネットワークに接続するための交換機であるP−GW(Packet Data Network Gateway)を経由して行われている(例えば、特許文献1参照)。
近年、Pointto Point(P2P)通信に対するニーズの高まり等により、従来と比べて低遅延な通信の提供が求められている。しかしながら、現状のネットワークでは、通信端末間の通信において、必ずP−GWを経由するように経路制御が行われているため、通信の低遅延化を十分に実現することができていない。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、低遅延通信を実現可能な制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る制御装置は、互いに通信を行う複数の通信端末間の通信を制御する制御装置であって、複数の無線基地局相互の接続関係を記憶する記憶手段と、複数の通信端末それぞれが利用する無線基地局である利用無線基地局を示す情報を取得する取得手段と、記憶手段が記憶する前記接続関係と、取得手段が取得した利用無線基地局を示す情報とに基づいて、利用無線基地局間を結ぶ仮想回線をセットする設定手段と、を備える。
この制御装置では、予め記憶された無線基地局相互の接続関係と、取得された複数の通信端末それぞれが利用する無線基地局である利用無線基地局を示す情報とに基づき、当該利用無線基地局間の仮想回線が設定される。無線基地局間の仮想回線が設定されることにより、当該仮想回線を利用して、複数の通信端末間の通信を行うことが可能となる。当該仮想回線が利用されることにより、インターネット等の外部のネットワークに接続するための交換機を経由して通信が行われる場合と比較して、複数の通信端末間の通信経路を短縮化することができる。このことで、通信端末間の通信を低遅延で実現することができる。
また、設定手段は、利用無線基地局間の通信における経路を示す情報を、利用無線基地局に設定することにより、仮想回線をセットしてもよい。これにより、利用無線基地局間を結ぶ仮想回線を確実に設定することができる。
また、設定手段は、通信端末から一の利用無線基地局に向かって送信される無線フレームの無線チャネルと、当該一の利用無線基地局の対向の利用無線基地局を示す情報とを対応付けたマッピング情報を、当該一の利用無線基地局に設定してもよい。これにより、通信端末から送信される無線フレームの無線チャネルに応じて仮想回線が設定されるので、仮想回線を利用した通信端末間の通信を確実に実現することができる。また、マッピング情報が設定されることにより、同一の利用無線基地局を利用する通信端末間で通信が行われる場合には、当該利用無線基地局で折り返すようにして通信端末間の通信を行うことが可能となる。このことにより、通信端末間の通信をより低遅延で実現することができる。
また、設定手段は、利用無線基地局間の通信における経路を示す情報を、利用無線基地局間を中継する装置である中継装置に設定することにより、仮想回線をセットしてもよい。これにより、利用無線基地局間に中継装置が設けられている構成においても、利用無線基地局間を結ぶ仮想回線を確実に設定することができる。
また、取得手段は、一の通信端末から該一の通信端末と通信を行う対向の通信端末に対して接続要求があった場合に、該一の通信端末及び該対向の通信端末の利用無線基地局を示す情報を取得し、設定手段は、一の通信端末の利用無線基地局と対向の通信端末の利用無線基地局とを結ぶ仮想回線をセットしてもよい。これにより、複数の通信端末間で通信が開始される際に仮想回線が設定されることとなる。このことで、複数の通信端末間の通信において、確実に仮想回線を利用することができる。
また、取得手段は、通信端末が利用する利用無線基地局の変更要求があった場合に、変更後の利用無線基地局を示す情報を取得し、設定手段は、変更後の利用無線基地局間を結ぶ仮想回線をセットしてもよい。これにより、ハンドオーバが発生した場合においても、適切に新たな仮想回線をセットすることができる。
また、取得手段は、通信端末が利用する利用無線基地局の変更要求があった場合に、変更前後の利用無線基地局を示す情報を取得し、設定手段は、変更前後の利用無線基地局間を結ぶ転送用の仮想回線をセットした後に、変更後の利用無線基地局間を結ぶ仮想回線をセットしてもよい。これにより、ハンドオーバが発生した場合において、ハンドオーバ前の利用無線基地局からハンドオーバ後の利用無線基地局へデータを転送する仮想回線が設定された後に、ハンドオーバ後の利用無線基地局間に新たな仮想回線が設定されることとなる。データを転送する仮想回線が設定されることにより、ハンドオーバに伴って仮想回線が切り替わる場合においても、通信端末間のデータ通信を確実に行うことができる。
本発明の一態様に係る制御方法は、互いに通信を行う複数の通信端末間の通信を制御する制御方法であって、複数の無線基地局相互の接続関係に関する情報と、複数の通信端末それぞれが利用する無線基地局である利用無線基地局を示す情報とに基づいて、利用無線基地局間を結ぶ仮想回線をセットする。
また、上記制御方法において、利用無線基地局間の通信における経路を示す情報を、利用無線基地局に設定することにより仮想回線をセットしてもよく、更に、通信端末から一の利用無線基地局に向かって送信される無線フレームの無線チャネルと、当該一の利用無線基地局の対向の利用無線基地局を示す情報とを対応付けたマッピング情報を、当該一の利用無線基地局に設定してもよい。
本発明によれば、低遅延通信を実現可能な制御装置及び制御方法を提供することができる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
図1は、本実施形態に係る制御システムの全体アーキテクチャを示す図である。制御システム1は、モバイルブロードバンドサービスを提供する移動体通信網を構成するシステムであり、互いに通信を行う複数の通信端末間の通信を制御する。図1に示されるように、制御システム1は、UE(User Equipment)10a〜10e(通信端末)と、eNB(evolved Node B)11a〜11dと、SDN−C(Software DefinedNetworking- Controller)12と、MME(Mobility ManagementEntity)13と、HSS(Home Subscriber Server)14と、CN(Connection Node)15a〜15eと、PDN(Packet Date Network)20と、を備えている。なお、各構成の数については、図1に記載した例に限定されない。最初に、制御システム1の各構成の基本的な機能について説明する。
UE10a〜10eは、移動体通信網に在圏することにより通信が可能になる移動通信端末であり、例えば携帯電話及びタブレット型PC等である。UE10a〜10eは、eNB11a〜11dとの間で電波の送受信を行うことにより制御システム1に係る移動体通信網(ここでは、LTE(Long Term Evolution)網)に在圏する。図1に示す例では、UE10a,10bがeNB11aと、UE10cがeNB11bと、UE10dがeNB11cと、UE10eがeNB11dと、それぞれ電波の送受信を行っている。
eNB11a〜11dは、無線基地局であるとともに、無線アクセス制御機能を有した通信制御装置である。eNB11a〜11dは、UE10a〜10eから発信があった際の受付制御機能や、他のUEからUE10a〜10eに着信があった際にUE10a〜10eを呼び出すページング機能を基本機能として有している。また、eNB11a〜11dは、LTE在圏エリアを形成しており、UE10a〜10eがLTE在圏エリア内に在圏する場合に、eNB11a〜11d及びUE10a〜10e間でLTE方式に従った無線通信を行うことができる。UE10a〜10eは、eNB11a〜11dを介してeNB11a〜11dの上位装置であるMME13等と通信を行う。
SDN−C12は、ソフトウェアによって、eNB及びCN等の通信装置の構成、機能、及び性能等を動的に設定・変更可能な一又は複数の制御装置である。本実施形態では、SDN−C12は、互いに通信を行う複数のUE10a〜10e間の通信を制御する。具体的には、SDN−C12は、複数のUE10a〜10eそれぞれが利用するeNB11a〜11d(利用無線基地局)間を結ぶトンネル(仮想回線)を設定(セット)すること(構成すること)により、複数のUE10a〜10e間のフロー制御を行う。トンネルとは、通信ネットワーク上の2点間を結ぶ閉じられた仮想的な直線回線である。以下では、SDN−C12によって、UE10aが利用するeNB11aと、UE10dが利用するeNB11cとを結ぶトンネルTLが設定される例を説明する。SDN−C12の詳細な機能については後述する。
MME13は、eNB11a〜11dを収容し、モビリティ制御及びベアラ制御を行う交換機である。MME13は、UE10a〜10eの位置登録機能、他のUEからUE10a〜10eに着信があった際にeNB11a〜11dを呼び出すページング機能、UE10a〜10eの認証管理機能、及び、UE〜MME間の無線ベアラ設定機能等を基本機能として有している。また、MME13は、SDN−Cに対して、特定のeNB間にトンネル設定を行うことを要求する。
HSS14は、UE10a〜10e等の通信端末の契約情報及び認証情報を管理する加入者情報管理サーバである。HSS14は、MME13等を介してUE10a〜10eより受信した、UE10a〜10eのIMSI(International MobileSubscriber Identity)、IPアドレス、及び、利用するeNB11a〜11dを特定する情報を記憶している。
PDN20は、UE10a〜10eに対して、インターネット等を利用したデータ通信を提供する外部のネットワークである。PDN20は、P−GW及びS−GW(Serving Gateway)(共に図示せず)を介してAPN(Access PointName)に接続されたUE10a〜10eとコネクションを確立することにより、UE10a〜10eにデータ通信を提供する。PDN20には、音声データ以外のデータパケット通信に供されるデータ通信用PDNと、音声データのデータパケット通信に供されるIMS−PDNとが含まれている。
CN15a〜15eは、eNB11a〜11d相互の接続、及び、eNB11a〜11dとPDN20との接続を中継する装置(中継装置)である。例えば、eNB11a,11bとeNB11cとの接続は、CN15c,15dにより中継されている。また、eNB11a,11bとeNB11dとの接続は、CN15c,15d,15eにより中継されている。また、eNB11a,11bとPDN20との接続は、CN15a,15cにより中継されている。また、eNB11dとPDN20との接続は、CN15b,15eにより中継されている。本実施形態では、トンネルの設定区間には、トンネルの基点又は終点となる2つのeNBと、一又は複数のCNとが含まれている。例えば上述したトンネルTLの設定区間には、トンネルの基点又は終点となる2つのeNB11a,11cと、eNB11aに接続されたCN15cと、CN15c及びeNB11cに接続されたCN15dと、が含まれている。トンネルTL設定区間の詳細、及び、CN15c,15dの機能の詳細について図2を参照して説明する。なお、トンネルTL設定区間に含まれないその他のCN15a,15b,15eについても、図2に示したCN15c,15dと同様の機能を有している。
図2は、トンネルTL設定区間の詳細を示す図である。なお、図2においては、トンネルTL設定区間に係る構成のみを図示している。図2に示されるようにトンネルTL設定区間には、eNB11a,11cと、CN15c,15dとが含まれている。より詳細には、eNB11aとCN15cとがイーサネット網21aを介して接続されており、eNB11cとCN15dとがイーサネット網21cを介して接続されている。すなわち、eNB11a,11cとCN15c,15dとの間ではイーサネットフレームにより通信が行われる。当該イーサネットフレームは、eNB11aに併設されたMC(Media Converter)16a及びeNB11cに併設されたMC16cにより生成される。また、CN15cとCN15dとは、光信号により通信を行う。
また、CN15cは、ERP−SW(Ethernet Ring Protection- Switch)151cと、OADM(Opticaladd-drop multiplexer)152cとを有している。同様に、CN15dは、ERP−SW151dと、OADM152dとを有している。ERP−SW151c,151dは、イーサネット伝送装置であり、複数のインターフェース(例えば1GbE、10GbE等)を実装している。また、OADM152c,152dは、光分離挿入装置であり、光信号に対して、特定の波長の分離・混合を行う。ERP−SW151c,151d及びOADM152c,152dの機能の詳細については後述する。なお、図示していないが、CN15c,15dは、光波長分割多重装置(S−WDM:Small Wavelength Division Multiplexer)を有していてもよい。
次に、図3も参照しながら、SDN−C12のトンネルTL設定に関する機能の詳細について説明する。図3は、図1の制御システム1におけるSDN−C12の機能ブロックを示す図である。図3に示されるように、SDN−C12は、記憶部121と、取得部122と、設定部123とを有している。
図4は、SDN−C12のハードウェア構成を示す図である。SDN−C12は、それぞれ物理的には、図4に示すように、1又は複数のCPU111、主記憶装置であるRAM112及びROM113、入力デバイスであるキーボード及びマウス等の入力装置114、ディスプレイ等の出力装置115、ネットワークカード等のデータ送受信デバイスである通信モジュール116、半導体メモリ等の補助記憶装置117などを含むコンピュータシステムとして構成されている。
SDN−C12の機能は、図4に示すCPU111、RAM112等のハードウェア上に1又は複数の所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、CPU111の制御のもとで入力装置114、出力装置115、通信モジュール116を動作させるとともに、RAM112や補助記憶装置117におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
ここで、SDN−C12のトンネルTL設定に関する機能の詳細を説明する前に、トンネルTLを利用した通信処理を実現する上で必要となる要件について、図5〜図7を参照して説明する。図5は、トンネルTLを利用した通信処理を説明するための図である。図5には、トンネルTL設定区間に係る構成であるeNB11a,11c及びCN15c,15dと、UE10a,10dとが図示されている。図6は、トンネルTLを利用した通信処理において用いられるパケットフォーマットを示す図である。図7は、トンネルTLを利用した通信処理において用いられる各テーブルを示す図である。
トンネルTLを利用し、UE10aからUE10dに対してパケットを送信する例を説明する。この場合、最初に、UE10aにおいて、送信するユーザパケット(図6(a)参照)が無線フレーム1(図6(b)参照)に変換される。ユーザパケットのIPヘッダは、送信元がUE10aのIPアドレス(「IP_UE1」)とされ、宛先がUE10dのIPアドレス(「IP_UE2」)とされる(図6(a)参照)。無線フレーム1は、当該ユーザパケットを含むとともに、宛先に応じた所定の無線リンク識別子(「CRNTI1」)がヘッダとして設定される(図6(b)参照)。無線フレームにおいては、宛先毎に異なる無線チャネルが割り振られる。そのため、無線リンク識別子とは、宛先毎に定まる無線チャネルに対応付いた識別子である。ユーザパケットから無線フレーム1への変換は、UE10aにより、予めUE10aが記憶している無線フレーム変換テーブルT1(図7(a)参照)が参照されることにより行われる。図7(a)に示す無線フレーム変換テーブルT1おいて、「APLデータ識別子」は、ユーザパケットの送信元及び宛先のIPアドレスを示している。また、「挿入無線リンク識別子」は、ユーザパケットの送信元及び宛先のIPアドレスが「宛先eNB識別子」にて特定されるIPアドレスである場合に無線フレーム1のヘッダとして設定される無線リンク識別子を示している。
つづいて、UE10aからeNB11aに対して無線フレーム1が送信され、eNB11aにおいて、当該無線フレーム1がイーサネットフレーム(図6(c)参照)に変換される。イーサネットフレームは、無線フレーム1に含まれているユーザパケットを含むとともに、GTP−U(GPRS Tunneling Protocol for User Plane)のトンネルID(TE−ID)(「ZZZZ」)が設定されている(図6(c)参照)。トンネルIDとは、設定されているトンネルTLを一意に特定する識別子である。また、イーサネットフレームのIPヘッダは、送信元がeNB11aの所定のポートのIPアドレス(「IP_eNB1#1」)とされ、宛先がeNB11cの所定のポートのIPアドレス(「IP_eNB3#1」)とされる(図6(c)参照)。また、イーサネットフレームのイーサネットヘッダについても、送信元がeNB11aの所定のポートのイーサネットアドレス(「MAC_eNB1#1」)とされ、宛先がeNB11cの所定のポートのイーサネットアドレス(「MAC_eNB3#1」)とされる(図6(c)参照)。無線フレーム1からイーサネットフレームへの変換は、eNB11aが、SDN−C12により設定されたイーサネットフレーム変換テーブルT2(図7(b)参照)を参照することにより行われる。図7(b)に示すイーサネットフレーム変換テーブルT2において、「無線リンク識別子」は、無線フレーム1のヘッダとして設定された無線リンク識別子を示している。また、「挿入TE−ID」は、設定されるトンネルIDを示している。また、「宛先eNB識別子」は、宛先のeNBの所定のポートのIPアドレス及びイーサネットアドレスを示している。
そして、イーサネットフレームは、宛先に応じて、eNB11aの所定のポートから出力される。当該所定のポートの判定は、eNB11aが、SDN−C12により設定された転送判定テーブルT7(図7(g)参照)を参照することにより行われる。図7(g)に示す転送判定テーブルT7において、「宛先eNB識別子」は、宛先のeNBの所定のポートのIPアドレス及びイーサネットアドレスを示している。また、「出力Port名」は、宛先が「宛先eNB識別子」にて特定されるeNBである場合にイーサネットフレームが出力されるポートを示している。
つづいて、イーサネットフレームを受信したERP−SW151cにおいて、イーサネットフレームのカプセル化処理が行われ、カプセル化イーサネットフレーム(図6(d)参照)が生成される。カプセル化イーサネットフレームは、イーサネットフレームを含むとともに、カプセル化イーサネットヘッダとして、送信元であるCN15cの所定のポートのイーサネットアドレス(「MAC_CN3#1」)と、宛先であるCN15eの所定のポートのイーサネットアドレス(「MAC_CN4#1」)とが設定されている(図6(d)参照)。カプセル化処理は、ERP−SW151cが、SDN−C12により設定されたカプセル化テーブルT3(図7(c)参照)を参照することにより行われる。図7(c)に示すカプセル化テーブルT3において、「宛先eNB識別子」は、イーサネットフレームのイーサネットヘッダの宛先として設定されたイーサネットアドレスを示している。また、「宛先ERP−SW識別子」は、宛先が「宛先eNB識別子」にて特定されるeNBである場合にカプセル化イーサネットヘッダの宛先に設定されるイーサネットアドレスを示している。
つづいて、ERP−SW151cにおいて、カプセル化イーサネットフレームがOTN(optical transport network)フレーム(図6(e)参照)に変換される。OTNフレームは、カプセル化イーサネットフレームを含むとともに、OTNヘッダとして、送信元であるCN15cのOADM152cを特定する識別子(「OADM3」)と、宛先であるCN15eのOADM152dを特定する識別子(「OADM4」)とが設定されている(図6(e)参照)。OTNフレームへの変換は、ERP−SW151cが、SDN−C12により設定されたOTNフレーム変換テーブルT4(図7(d)参照)を参照することにより行われる。図7(d)に示すOTNフレーム変換テーブルT4において、「宛先ERP−SW識別子」は、カプセル化イーサネットフレームのカプセル化イーサネットヘッダの宛先として設定されたイーサネットアドレスを示している。また、「宛先OADM識別子」は、宛先が「宛先ERP−SW識別子」にて特定されるCNである場合に、OTNヘッダの宛先に設定される、OADMを特定する識別子である。当該OTNフレームは、ERP−SW151cからOADM152cに出力される。
そして、OTNフレームを受信したOADM152cにおいて、光信号波長設定処理が行われ、CN15dのOADM152dに送信される光信号の波長が設定される。当該光信号は、OTNフレームを含むとともに、所定の送信波長(「λ1」)が設定された信号である(図6(f)参照)。光信号波長設定処理は、OADM152cが、SDN−C12により設定された送信波長設定テーブルT5(図7(e)参照)を参照することにより行われる。図7(e)の送信波長設定テーブルT5において、「宛先OADM識別子」は、OTNフレームのOTNヘッダの宛先として設定された、OADMを特定する識別子である。また、「送信波長」は、宛先が「宛先OADM識別子」にて特定されるOADMである場合に設定される光信号の送信波長を示している。
つづいて、OADM152cにおいて、合波処理が行われ、OADM152dに対して光信号が送信される。OADM152cでは、SDN−C12により設定された光送信設定情報T9(図7(i)参照)に基づき、所定のポート(「#3」)に入力された電気信号が、所定の送信波長(「λ1」)の光信号に変換され、所定のポート(「#1」)から出力される。図7(i)に示す光送信設定情報T9において、「入力Port名」は電気信号が入力されるポート名を、「送信波長」は送信する光信号の波長を、「出力Port名」は光信号が出力されるポート名を、それぞれ示している。
上記光信号を受信したOADM152dでは、分波処理が行われ、OTNフレームがERP−SW151dに送信される。OADM152dでは、SDN−C12により設定された光受信設定情報T10(図7(j)参照)に基づき、所定のポート(「#1」)に入力された、所定の受信波長(「λ1」)の光信号が、電気信号(OTNフレーム)に戻され所定のポート(「#3」)から出力される。図7(j)に示す光受信設定情報T10において、「入力Port名」は光信号が入力されるポート名を、「受信波長」は受信する光信号の波長を、「出力Port名」は電気信号が出力されるポート名を、それぞれ示している。光信号からOTNフレームへの変換処理(逆変換処理)では、上述した光信号波長設定処理と同様、送信波長設定テーブルT5(図7(e)参照)が用いられる。そして、当該OTNフレームがOADM152dからERP−SW151dに送信される。
そして、ERP−SW151dにおいて、OTNフレームがカプセル化イーサネットフレームに変換される。OTNフレームからカプセル化イーサネットフレームへの変換処理(逆変換処理)では、カプセル化イーサネットフレームからOTNフレームへの変換処理と同様、OTNフレーム変換テーブルT4(図7(d)参照)が用いられる。更に、ERP−SW151dにおいて、カプセル化イーサネットフレームがイーサネットフレームに変換される、デカプセル化処理が行われる。デカプセル化処理では、カプセル化処理と同様、カプセル化テーブルT3(図7(c)参照)が用いられる。ERP−SW151dは、SDN−C12により設定された転送判定テーブルT8(図7(h)参照)を参照することにより、所定のポート(「ERP-SW4#1」)からeNB11cに対してデカプセル化処理後のイーサネットフレームを出力する。図7(h)に示す転送判定テーブルT8において、「宛先eNB識別子」は宛先のeNBの所定のポートのイーサネットアドレスを示している。また、「出力Port名」は、宛先が「宛先eNB識別子」にて特定されるeNBである場合にイーサネットフレームが出力されるポートを示している。
つづいて、eNB11cにおいて、イーサネットフレームが無線フレーム2に変換される。イーサネットフレームから無線フレーム2への変換は、eNB11aが、SDN−C12により設定されたイーサネットフレーム変換テーブルT6(図7(f)参照)を参照することにより行われる。図7(f)に示すイーサネットフレーム変換テーブルT6において、「APLデータ識別子」は、ユーザパケットの送信元及び宛先のIPアドレスを示している。また、「挿入無線リンク識別子」は、ユーザパケットの送信元及び宛先のIPアドレスが「宛先eNB識別子」にて特定されるIPアドレスである場合に無線フレーム2のヘッダとして設定する無線リンク識別子を示している。変換後の無線フレーム2は、ユーザパケットを含むともに、宛先に応じた所定の無線リンク識別子(「CRNTI2」)がヘッダとして設定される(図6(g)参照)。変換後の無線フレーム2はeNB11cからUE10dに送信される。最後に、UE10dにおいて、無線フレーム2がユーザパケットに変換される。以上のようにして、トンネルTLを利用した通信処理が実現される。
上述したように、トンネルTLを利用した通信処理を実現するためには、eNB11aに対してイーサネットフレーム変換テーブルT2及び転送判定テーブルT7が、ERP−SW151cに対してカプセル化テーブルT3及びOTNフレーム変換テーブルT4が、OADM152cに対して送信波長設定テーブルT5及び光送信設定情報T9が、OADM152dに対して送信波長設定テーブルT5及び光受信設定情報T10が、ERP−SW151dに対してカプセル化テーブルT3、OTNフレーム変換テーブルT4及び転送判定テーブルT8が、eNB11cに対してイーサネットフレーム変換テーブルT6が、それぞれ、SDN−C12により設定されていることが必要となる。すなわち、SDN−C12のトンネルTL設定に関する機能とは、eNB11a,11c及びCN15c,15dに対して、上述した各テーブルを設定することに関する機能である。以下、当該SDN−C12の機能の詳細について説明する。
図3に戻り、記憶部121は、上述した各テーブルを、eNB11a,11c及びCN15c,15dに設定するための情報を記憶する記憶手段である。当該設定するための情報とは、各装置の識別子テーブル及び各装置相互の接続関係(トポロジ)テーブルである。なお、記憶部121は、これらのテーブルに加えて、後述する設定部123がeNB11a,11c及びCN15c,15dに対して設定する各テーブルの複製を記憶していてもよい。記憶部121が記憶する情報の詳細について、図8を参照しながら説明する。
図8に示されるように、記憶部121は、各装置の識別子テーブルとして、eNB識別子テーブル41と、ERP−SW識別子テーブル42と、OADM識別子テーブル43とを有している。eNB識別子テーブル41では、「eNB名」と、「Port名」と、eNB識別子である「IP」及び「MAC」とが対応付けられている。「eNB名」はeNBを特定する情報(例えば「eNB1」)であり、「Port名」はeNBのポートを特定する情報(例えば「#1」)であり、「IP」は当該ポートのIPアドレス(例えば「IP_eNB#1」)であり、「MAC」は当該ポートのイーサネットアドレス(例えば「MAC_eNB3#1」である。ERP−SW識別子テーブル42では、「ERP−SW名」と、「Port名」と、ERP−SW識別子である「カプセル化MAC」とが対応付けられている。「ERP−SW名」はERP−SWを特定する情報(例えば「ERP-SW3」)であり、「Port名」はERP−SWのポートを特定する情報(例えば「#2」)であり、「カプセル化MAC」は当該ポートのイーサネットアドレス(例えば「MAC_CN3#1」)である。OADM識別子テーブル43では、「OADM名」と、「Port名」とが対応付けられている。「OADM名」はOADMを特定する情報(例えば「OADM3」)であり、「Port名」はOADMのポートを特定する情報(例えば「#1」)である。
また、記憶部121は、各装置相互の接続関係テーブルとして、eNB・ERP−SW物理接続関係テーブル44と、OADM・ERP−SW物理接続関係テーブル45と、OADM間物理接続関係テーブル46とを有している。当該eNB・ERP−SW物理接続関係テーブル44、OADM・ERP−SW物理接続関係テーブル45、及びOADM間物理接続関係テーブル46の各テーブルの情報を組み合わせることによって、複数のeNB相互の接続関係が一意に特定される。このように、記憶部121は、複数のeNB相互の接続関係を記憶している。
eNB・ERP−SW物理接続関係テーブル44では、eNB及びERP−SW間において互いに接続されたポート名が対応付けられている。すなわち、eNB・ERP−SW物理接続関係テーブル44では、「eNB名」(例えば「eNB1」)及び当該eNBの「Port名」(例えば「#1」)と、eNBに接続された「ERP−SW名」(例えば「ERP-SW3」)及び当該ERP−SWの「Port名」(例えば「#1」)とが対応付けられている。OADM・ERP−SW物理接続関係テーブル45では、OADM及びERP−SW間において互いに接続されたポート名が対応付けられている。すなわち、OADM・ERP−SW物理接続関係テーブル45では、「OADM名」(例えば「OADM3」)及び当該OADMの「Port名」(例えば「#3」)と、OADMに接続された「ERP−SW名」(例えば「ERP-SW3」)及び当該ERP−SWの「Port名」(例えば「#2」)とが対応付けられている。OADM間物理接続関係テーブル46では、OADM間において互いに接続されたポート名が対応付けられている。すなわち、OADM間物理接続関係テーブル46では、「OADM名」(例えば「OADM3」)及び当該OADMの「Port名」(例えば「#1」)と、このOADMに接続された「OADM名」(例えば「OADM4」)及び当該OADMの「Port名」(例えば「#1」)とが対応付けられている。
図3に戻り、取得部122は、複数のUE10a,10dそれぞれが利用するeNB11a,11c(利用無線基地局)を示す情報を取得する取得手段である。ここで、UEが利用するeNBとは、宛先(パケット等の送信先)にかかわらずUEが通信を行うeNBである。取得部122は、トンネル設定を行うeNB11a,11cを示す情報を含んだトンネル設定要求をMME13から受けることにより、eNB11a,11cを示す情報を取得する。当該MME13からのトンネル設定要求は、例えば、UE10a(一の通信端末)による、UE10d(一の通信端末と通信を行う対向の通信端末)に対する接続要求をトリガとして行われる。すなわち、取得部122は、UE10aからUE10dに対して接続要求があった場合に、eNB11a,11cを示す情報を取得する。なお、eNBを示す情報とは例えばeNB名である。取得部122は、取得した情報(eNB11a,11cを示す情報)を設定部123に出力する。
設定部123は、記憶部121が記憶する、各装置の識別子テーブル及び各装置相互の接続関係(トポロジ)テーブルと、取得部122が取得したeNB11a,11c(利用無線基地局)を示す情報とに基づいて、eNB11a,11c間を結ぶトンネルTLを設定する設定手段である。eNB11a,11c間を結ぶトンネルTLを設定するとはすなわち、eNB11a,11c、及び、eNB11a,11c間の接続を中継するCN15c,15dに対して、eNB11a,11c間の通信における経路を示す情報である各種テーブルを設定することをいう。
設定部123における処理について詳細に説明する。設定部123はトンネルTLを設定するための処理(トンネル設定処理)として、テーブル設定装置特定処理と、テーブル作成処理と、テーブル出力処理とを行う。テーブル設定装置特定処理では、設定部123は、取得部122から出力されたeNB11a,11cを示す情報(eNB11a,11cのeNB名)と、記憶部121から取得する各装置相互の接続関係テーブル(eNB・ERP−SW物理接続関係テーブル44、OADM・ERP−SW物理接続関係テーブル45、及びOADM間物理接続関係テーブル46)とに基づき、トンネルTL設定区間の各装置を特定し、テーブルを設定する装置を特定する。設定部123は、具体的には、eNB11a,11cと、CN15cのERP−SW151c及びOADM152cと、CN15dのERP−SW151d及びOADM152dとを、トンネルTL設定区間の装置として特定する。
また、テーブル作成処理では、設定部123は、各装置の識別子テーブル(eNB識別子テーブル41、ERP−SW識別子テーブル42、及びOADM識別子テーブル43)と、各装置相互の接続関係テーブル(eNB・ERP−SW物理接続関係テーブル44、OADM・ERP−SW物理接続関係テーブル45、及びOADM間物理接続関係テーブル46)とに基づき、トンネルTL設定区間の各装置に設定するテーブルを作成する。具体的には、設定部123は、上述したように、eNB11aに対して設定するイーサネットフレーム変換テーブルT2及び転送判定テーブルT7と、ERP−SW151cに対して設定するカプセル化テーブルT3及びOTNフレーム変換テーブルT4と、OADM152cに対して設定する送信波長設定テーブルT5及び光送信設定情報T9と、OADM152dに対して設定する送信波長設定テーブルT5及び光受信設定情報T10と、ERP−SW151dに対して設定するカプセル化テーブルT3、OTNフレーム変換テーブルT4及び転送判定テーブルT8と、eNB11cに対して設定するイーサネットフレーム変換テーブルT6とを作成する(各テーブルについては図7参照)。
なお、イーサネットフレーム変換テーブルT2は、UE10aからeNB11aに向かって送信される無線フレーム1の無線チャネル(詳細には無線チャネルに対応付いた識別子である無線リンク識別子)と、eNB11aの対向の無線基地局であるeNB11dを示す情報(宛先eNB識別子)とを対応付けたマッピング情報である。設定部123は、当該マッピング情報を作成しeNB11aに設定する。当該マッピング情報を作成するためには、図8に示される各テーブルに加えて、無線リンク識別子毎の宛先eNBの情報が必要となる。このような情報については図示していないが、SDN−C12において記憶されているものとする。
テーブル出力処理では、設定部123は、テーブル作成処理において作成した各テーブルを、テーブル設定装置特定処理において特定した各装置に出力する。すなわち、設定部123は、イーサネットフレーム変換テーブルT2及び転送判定テーブルT7をeNB11aに出力し、カプセル化テーブルT3及びOTNフレーム変換テーブルT4をCN15cのERP−SW151cに出力し、送信波長設定テーブルT5及び光送信設定情報T9をCN15cのOADM152cに出力し、送信波長設定テーブルT5及び光受信設定情報T10をCN15dのOADM152dに出力し、カプセル化テーブルT3、OTNフレーム変換テーブルT4及び転送判定テーブルT8をCN15dのERP−SW151dに出力し、イーサネットフレーム変換テーブルT6をeNB11cに出力する。そして、トンネルTL設定区間の各装置において、上述した各テーブルが保持されるとともに必要に応じて適切な設定がされることにより、トンネルTLを利用した通信処理が実現する。
次に、図9を参照して、制御システム1におけるトンネル設定処理の一例を説明する。図9は、アタッチ時のトンネル設定処理を示すシーケンス図である。なお、トンネル設定処理は、必ずしもアタッチ時に行われる処理でなくてもよいが、本実施形態では、アタッチ時にトンネル設定処理が行われるとして説明する。
最初に、UE10dからMME13に対して、アタッチ要求が送信される(ステップS51)。当該アタッチ要求には、例えば、UE10dのIMSIと、UE10dのIPアドレス(「IP_UE4」)と、eNB11cのeNB名(「eNB3」)とが含まれている。当該アタッチ要求に含まれたIMSI及びIPアドレスは、UE10dを一意に特定するIDとしての役割を果たしている。IPアドレスをUEのIDとして用いるためには、例えばUEにIpv6アドレスを固定割付けする。
そして、MME13の認証管理機能によって、UE10dの端末認証が行われる(ステップS52)。UE10dの認証情報は、MME13からHSS14に送信される。そして、MME13からHSS14に対して位置登録情報が送信される(ステップS53)。当該位置登録情報には、例えば、UE10dのIPアドレス(「IP_UE4」)と、トラッキングエリア(TA:Tracking Area)と、eNB11cのeNB名(「eNB3」)とが含まれている。
同様に、UE10aからMME13に対して、アタッチ要求が送信される(ステップS54)。当該アタッチ要求には、例えば、UE10aのIMSIと、UE10aのIPアドレス(「IP_UE1」)と、eNB11aのeNB名(「eNB1」)とが含まれている。そして、MME13の認証管理機能によって、UE10aの端末認証が行われる(ステップS55)。UE10aの認証情報は、MME13からHSS14に送信される。そして、MME13からHSS14に対して位置登録情報が送信される(ステップS56)。当該位置登録情報には、例えば、UE10aのIPアドレス(「IP_UE1」)と、トラッキングエリア(TA:Tracking Area)と、eNB11aのeNB名(「eNB1」)とが含まれている。
つづいて、UE10aからMME13に対して、接続要求が送信される(ステップS57)。当該接続要求には、例えば、接続を要求する相手先のUE10dのIPアドレス(「IP_UE4」)が含まれている。そして、MME13からHSS14に対して、相手先のUE10dが在圏するノードを問い合わせる在圏ノードアドレス問合せが送信される(ステップS58)。当該在圏ノードアドレス問合せには、例えば、接続を要求する相手先のUE10dのIPアドレス(「IP_UE4」)が含まれている。当該在圏ノードアドレス問合せに応じて、HSS14からMME13に対して、UE10dが在圏するノードを通知する在圏ノードアドレス応答が送信される(ステップS59)。当該在圏ノードアドレス応答には、例えば、接続を要求する相手先のUE10dのIPアドレス(「IP_UE4」)と、UE10dが在圏するeNB11cのeNB名(「eNB3」)とが含まれている。
つづいて、MME13からSDN−C12に対してトンネル設定要求が送信される(ステップS60)。当該トンネル設定要求には、トンネルTLを設定する区間のeNBであるeNB11a,11cを示すeNB名(「eNB1」「eNB3」)が含まれている。そして、SDN−C12の設定部123によりトンネル設定処理が行われる(ステップS61)。具体的には、設定部123により、上述したテーブル設定装置特定処理と、テーブル作成処理と、テーブル出力処理とが行われる。すなわち、テーブル設定装置特定処理において、取得部122が取得した情報、及び、記憶部121が記憶するテーブルに基づき、eNB11a,11cと、CN15cのERP−SW151c及びOADM152cと、CN15dのERP−SW151d及びOADM152dとが、トンネルTL設定区間の装置として特定される。また、テーブル作成処理において、上述したトンネルTL設定区間の装置に設定されるテーブルが作成される。更に、テーブル出力処理において、上述したトンネルTL設定区間の装置に対して、テーブル作成処理にて作成した各テーブルが設定される。
S61のトンネル設定処理が行われることにより、eNB11a〜CN15c〜CN15d〜eNB11d間のトンネルTLが確立される(ステップS62)。その後、SDN−C12からMME13に対してトンネル設定応答が送信される(ステップS63)。当該トンネル設定応答には、トンネルTLを一意に特定する識別子であるトンネルIDが含まれている。
つづいて、MME13から、トンネルTLに係るeNBであるeNB11a,11cに対して無線ベアラ設定要求が送信される(ステップS64)。当該無線ベアラ設定要求には、上述したトンネルIDが含まれている。そして、eNB11aからUE10aに対して無線ベアラ設定要求が送信されるとともに、eNB11cからUE10dに対して無線ベアラ設定要求が送信される(ステップS65)。当該無線ベアラ設定要求に応じて、UE10aからeNB11aに対して無線ベアラ設定応答が送信されるとともに、UE10dからeNB11cに対して無線ベアラ設定応答が送信される(ステップS66)。当該無線ベアラ設定応答により、無線ベアラとトンネルTLとの対応が設定され(ステップS67)、UE10a〜UE10dで通信が行われる際の伝送経路が確立される(ステップS68)。
次に、図10を参照して、トンネルTLを利用した通信処理の一例を説明する。図10は、トンネルTLを利用した通信処理を示すシーケンス図である。図10では、トンネルTLを利用し、UE10aからUE10dに対してパケットが送信される例を示している。
最初に、UE10aにおいて、送信するユーザパケット(図6(a)参照)が無線フレーム1(図6(b)参照)に変換される(ステップS1)。当該無線フレーム1への変換は、予めUE10aが記憶している無線フレーム変換テーブルT1(図7(a)参照)に基づき行われる。つづいて、UE10aからeNB11aに対して無線フレーム1が送信される(ステップS2)。
つづいて、eNB11aにおいて、無線フレーム1がイーサネットフレーム(図6(c)参照)に変換される(ステップS3)。当該イーサネットフレームへの変換は、SDN−C12により設定されたイーサネットフレーム変換テーブルT2(図7(b)参照)が参照されることにより行われる。そして、eNB11aからCN15cのERP−SW151cに対してパケットが転送される(ステップS4)。当該パケットは、SDN−C12により設定された転送判定テーブルT7(図7(g)参照)が参照されることにより特定された所定のポートから転送される。
つづいて、イーサネットフレームを受信したERP−SW151cにおいて、イーサネットフレームのカプセル化処理が行われ、カプセル化イーサネットフレーム(図6(d)参照)が生成される(ステップS5)。当該カプセル化処理は、SDN−C12により設定されたカプセル化テーブルT3(図7(c)参照)が参照されることにより行われる。更に、ERP−SW151cにおいて、カプセル化イーサネットフレームがOTNフレーム(図6(e)参照)に変換される(ステップS6)。当該OTNフレームへの変換は、SDN−C12により設定されたOTNフレーム変換テーブルT4(図7(d)参照)が参照されることにより行われる。そして、ERP−SW151cからOADM152cに対してOTNフレームが出力される(ステップS7)。
つづいて、OTNフレームを受信したOADM152cにおいて、光信号波長設定処理が行われ(ステップS8)、CN15dのOADM152dに送信される光信号の波長が設定される。当該光信号は、OTNフレームを含むとともに、所定の送信波長(「λ1」)が設定された信号である(図6(f)参照)。光信号波長設定処理は、SDN−C12により設定された送信波長設定テーブルT5(図7(e)参照)が参照されることにより行われる。そして、OADM152cからOADM152dに対して、所定の送信波長(「λ1」)の光信号が送信される(ステップS9)。OADM152cでは、SDN−C12により設定された光送信設定情報T9(図7(i)参照)に基づき、所定のポートに入力された電気信号が、所定の送信波長の光信号に変換され、所定のポートから出力される。
つづいて、上記光信号を受信したOADM152dでは、分波処理が行われ(ステップS10)、OTNフレームがERP−SW151dに送信される(ステップS11)。すなわち、OADM152dでは、SDN−C12により設定された光受信設定情報T10(図7(j)参照)に基づき、所定のポートに入力された所定の受信波長の光信号が、電気信号に戻され所定のポートから出力される。なお光信号からOTNフレームへの変換処理(逆変換処理)では、上述した光信号波長設定処理と同様、送信波長設定テーブルT5(図7(e)参照)が用いられる。
そして、ERP−SW151dにおいて、OTNフレームがカプセル化イーサネットフレームに変換される(ステップS12)。OTNフレームからカプセル化イーサネットフレームへの変換処理(逆変換処理)では、カプセル化イーサネットフレームからOTNフレームへの変換処理と同様、OTNフレーム変換テーブルT4(図7(d)参照)が用いられる。更に、ERP−SW151dにおいて、カプセル化イーサネットフレームがイーサネットフレームに変換される、デカプセル化処理が行われる(ステップS13)。デカプセル化処理では、カプセル化処理と同様、カプセル化テーブルT3(図7(c)参照)が用いられる。そして、当該デカプセル化処理後のイーサネットフレームが、ERP−SW151dからeNB11cに対して送信される(ステップS14)。ERP−SW151dは、SDN−C12により設定された転送判定テーブルT8(図7(h)参照)を参照することにより、所定のポートからeNB11cに対してデカプセル化処理後のイーサネットフレームを出力する。
つづいて、eNB11cにおいて、イーサネットフレームが無線フレーム2に変換される(ステップS15)。イーサネットフレームから無線フレーム2への変換はSDN−C12により設定されたイーサネットフレーム変換テーブルT6(図7(f)参照)が参照されることにより行われる。そして、変換後の無線フレーム2が、eNB11cからUE10dに対して送信される(ステップS16)。UE10dでは、当該無線フレーム2が受信され(ステップS17)、無線フレーム2がユーザパケットに変換される。以上のようにして、トンネルTLを利用した通信処理が実現される。
次に、図11及び図12も参照しながら、制御システム1におけるトンネルを利用した通信処理に関して、ハンドオーバ時の処理を説明する。
図11に示されるように、eNB11a〜CN15c〜CN15d〜eNB11c間のトンネルTLが確立されていたとする。そして、UE10dが移動し、UE10dが、eNB11dのLTE在圏エリアに在圏することとなった(ハンドオーバが発生した)とする。この場合、新たに、eNB11a〜CN15c〜CN15d〜CN15e〜eNB11d間にトンネルTLXを確立し、通信に利用するトンネルを切り替える必要がある。以下では、ハンドオーバ(HO:Hand Over)時のトンネル設定処理の一例について、図12を用いて説明する。
処理の前提として、UE10aがeNB11aのLTE在圏エリアに在圏し、UE10dがeNB11cのLTE在圏エリアに在圏し、eNB11a〜CN15c〜CN15d〜eNB11c間にトンネルTLが確立されているとする(ステップS101)。また、UE10a〜eNB11a間において無線ベアラが確立されており(ステップS102)、UE10d〜eNB11c間において無線ベアラが確立されているとする(ステップS103)。
そして、UE10dからの無線品質報告に基づき、eNB11cにおいて無線切替えの実施判断(HO判断)が行われる(ステップS104)。S104において、UE10dがeNB11dにハンドオーバすることが必要であると判断された場合には、eNB11cからeNB11dに対してハンドオーバ要求(HO要求)が送信される(ステップS105)。
つづいて、eNB11dからMME13に対してトンネル設定要求が送信され(ステップS106)、更にMME13からSDN−C12に対してトンネル設定要求が送信される(ステップS107)。当該トンネル設定要求には、新たなトンネルTLXを設定する区間のeNBであるeNB11a,11dを示す情報(変更後の利用無線基地局を示す情報)と、現時点で確立されているトンネルTLが設定された区間のeNBであるeNB11a,11cを示す情報(変更前の利用無線基地局を示す情報)とが含まれている。そして、SDN−C12の取得部122により、上記変更前後の利用無線基地局を示す情報が取得され、SDN−C12の設定部123により転送用トンネル設定処理が行われる(ステップS108)。なお、トンネル設定要求には、新たなトンネルTLXを設定する区間のeNBを示す情報のみが含まれ、現時点で確立されているトンネルTLが設定された区間のeNBを示す情報が含まれていなくてもよい。この場合、取得部122は、現時点で確立されているトンネルTLが設定された区間のeNBを示す情報を予め特定(取得)しておくことにより、変更前後の利用無線基地局を示す情報を取得する。
上述した転送用トンネル設定処理では、設定部123により、変更前後の利用無線基地局間を結ぶ転送用トンネルTLTが設定される。すなわち、設定部123により、ハンドオーバ前(変更前)にUE10dが在圏するeNB11c、ハンドオーバ後(変更後)にUE10dが在圏するeNB11d、及びeNB11c,11dに接続されたCN15eに対して、eNB11cが受信するパケットがeNB11dに転送されるように転送用のテーブルが設定される。これにより、eNB11c〜CN15e〜eNB11d間に転送用トンネルTLTが確立される(ステップS109)。
つづいて、SDN−C12の設定部123により新トンネル設定処理が行われる(ステップS110)。新トンネル設定処理では、設定部123により、変更後の利用無線基地局間を結ぶトンネルTLXが設定される。すなわち、設定部123により、ハンドオーバ後(変更後)の利用無線基地局であるeNB11a,11d、及び、eNB11a,11d間において接続されたCN15c,15d,15eに対して、テーブル作成処理にて作成した各テーブルが設定される。S110の新トンネル設定処理が行われることにより、eNB11a〜CN15c〜CN15d〜CN15e〜eNB11d間にトンネルTLXが確立される(ステップS111)。
つづいて、eNB11dからeNB11cに対してハンドオーバ応答(HO応答)が送信される(ステップS112)。当該HO応答に応じて、eNB11cからUE10dに対して無線接続再構成指示が送信される(ステップS113)。そして、eNB11cからeNB11dに対して、UE10dとの無線通信に関するデータが転送され(ステップS114)、当該データがeNB11dにおいて記憶される(ステップS115)。その後、UE10d〜eNB11d間において新無線ベアラが確立される(ステップS116)。
つづいて、eNB11dからMME13に対してトンネル切替要求が送信され(ステップS117)、更に、MME13からSDN−C12に対してトンネル切替要求が送信され(ステップS118)、SDN−C12からeNB11aに対してトンネル切替要求が送信される(ステップS119)。そして、SDN−C12からMME13に対してトンネル切替応答が送信され(ステップS120)、更にMME13からeNB11dに対してトンネル切替応答が送信される(ステップS121)。最後に、eNB11dからeNB11cに対して、UE10dの情報開放要求が送信され(ステップS122)、ハンドオーバ処理が完了する。
次に、制御システム1におけるSDN−C12の作用効果について説明する。
従来、UE間の通信は、インターネット等の外部のネットワークに接続するための交換機を経由して行われている。例えば、図13に示す比較例に係る制御システムでは、UE10a及びUE10d間の通信において、UE10aから送信されたパケットは、UE10aが在圏するeNB11a及びCN15c,15aを介して、SPGW200に送信される。そして、SPGW200で折り返されたパケットが、CN15a,15d、及び、UE10dが在圏するeNB11cを介して、UE10dに到達する。このように、UE10a及びUE10d間の通信は、必ず、インターネット等の外部のネットワークに接続するための交換機(SPGW200)を経由して行われることとなる。このことにより、経路が冗長となり、UE10a及びUE10d間における低遅延通信を十分に実現することができない。
この点、本実施形態の制御システム1におけるSDN−C12では、記憶部121が記憶する、各装置の識別子テーブル及び各装置相互の接続関係テーブルと、取得部122が取得する、UE10a,10dそれぞれが利用するeNB11a,11cを示す情報とに基づき、設定部123が、eNB11a,11c間を結ぶトンネルTLを設定する。eNB11a,11c間にトンネルTLが設定されることにより、当該トンネルTLを利用して、UE10a,10d間の通信を行うことが可能となる。トンネルTLを利用した通信においては、インターネット等の外部のネットワークに接続するための交換機を経由しないため、UE10a,10d間の通信経路を短縮化することができる。このことで、UE10a,10d間の通信を低遅延で実現することができる。すなわち、P2P通信に適した通信を実現することができるとともに、触覚を伝達する触覚通信や、車両の衝突を回避するマシン制御通信等に適した低遅延通信を実現することができる。
また、SDN−C12の設定部123は、eNB11a,11c、及び、eNB11a,11c間の接続を中継するCN15c,15dに対して、eNB11a,11c間の通信における経路を示す各種テーブルを設定している。このことにより、eNB11a,11c間を結ぶトンネルTLを簡易且つ確実に設定することができる。
また、SDN−C12の設定部123は、UE10aからeNB11aに向かって送信される無線フレーム1の無線チャネル(詳細には無線チャネルに対応付いた識別子である無線リンク識別子)と、eNB11aの対向の無線基地局であるeNB11dを示す情報(宛先eNB識別子)とを対応付けたイーサネットフレーム変換テーブルT2(マッピング情報)を作成し、当該イーサネットフレーム変換テーブルT2をeNB11aに設定している。これにより、UE10aから送信される無線フレームの無線チャネルに応じてトンネルTLが設定されるので、トンネルTLを利用したUE10a,10dの通信を確実に実現することができる。また、マッピング情報が設定されることにより、同一のeNBを利用するUE間で通信が行われる場合には、当該eNBで折り返すようにしてUE間の通信を行うことが可能となる。このことにより、UE間の通信をより低遅延で実現することができる。
また、SDN−C12の取得部122は、UE10aからUE10dに対して接続要求があった場合に、eNB11a,11cを示す情報を取得し、設定部123は、eNB11a,11cを結ぶトンネルTLを設定している。これにより、複数のUE間で通信が開始される際にトンネルTLが設定されることとなる。このことで、複数のUE間の通信において、確実にトンネルTLを利用することができる。
また、ハンドオーバ要求があった場合に、SDN−C12の取得部122が、ハンドオーバ前後のeNB(利用無線基地局)を示す情報を取得し、設定部123が、ハンドオーバ前後のeNB11c,11d間を結ぶ転送用トンネルTLTを設定した後に、ハンドオーバ後のeNB11a,11d間を結ぶトンネルTLXを設定してもよい。これにより、ハンドオーバが発生した場合において、ハンドオーバ前のeNB11cからハンドオーバ後のeNB11dへデータを転送する転送用トンネルTLTが設定された後に、ハンドオーバ後のeNB11a,11d間に新たなトンネルTLXが設定されることとなる。これにより、ハンドオーバが発生した場合においても、適切に新たなトンネルTLXを設定することができる。また、転送用トンネルTLTが設定されることにより、ハンドオーバに伴ってトンネルが切り替わる場合においても、UE間のデータ通信を確実に行うことができる。なお、転送用トンネルTLTは必ずしも設定されなくてもよい。この場合、取得部122は、最低限、ハンドオーバ後のeNB11a,11dを示す情報を取得すればよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが本発明は上記実施形態に限定されない。
例えば、トンネルTL区間には複数のCNが含まれているとして説明したがこれに限定されず、トンネルには複数のeNBのみが含まれていてもよい。すなわち、SDN−C12は、トンネルの設定において、eNBにのみ、経路を示す情報を設定するものであってもよい。
また、接続要求には、接続を要求する相手先のUEのIPアドレスが含まれるとして説明したが、IPアドレス以外の情報要素として、接続形態を示す情報が含まれていてもよい。接続形態を示す情報とは、例えば、無線基地局間を結ぶトンネルにより接続を行うか、或いは、図13に示す比較例に係る制御システムのようにインターネット等の外部のネットワークに接続するための交換機を経由するルートにより接続を行うか、を示す情報である。この場合、MME13において、接続要求に含まれる、接続形態を示す情報に基づき、無線基地局間を結ぶトンネルにより接続を行うか、或いは、インターネット等の外部のネットワークに接続するための交換機を経由するルートにより接続を行うかを判定してもよい。
1…制御システム、12…SDN−C、121…記憶部、122…取得部、123…設定部、T1…無線フレーム変換テーブル、T2…イーサネットフレーム変換テーブル、T3…カプセル化テーブル、T4…OTNフレーム変換テーブル、T5…送信波長設定テーブル、T6…イーサネットフレーム変換テーブル、T7,T8…転送判定テーブル、T9…光送信設定情報、T10…光受信設定情報、TL,TLX…トンネル。
Claims (10)
- 互いに通信を行う複数の通信端末間の通信を制御する制御装置であって、
複数の無線基地局相互の接続関係を記憶する記憶手段と、
前記複数の通信端末それぞれが利用する無線基地局である利用無線基地局を示す情報を取得する取得手段と、
前記記憶手段が記憶する前記接続関係と、前記取得手段が取得した前記利用無線基地局を示す情報とに基づいて、前記利用無線基地局間を結ぶ仮想回線をセットする設定手段と、を備える制御装置。 - 前記設定手段は、前記利用無線基地局間の通信における経路を示す情報を、前記利用無線基地局に設定することにより、仮想回線をセットする、請求項1記載の制御装置。
- 前記設定手段は、通信端末から一の利用無線基地局に向かって送信される無線フレームの無線チャネルと、当該一の利用無線基地局の対向の利用無線基地局を示す情報とを対応付けたマッピング情報を、当該一の利用無線基地局に設定する、請求項2記載の制御装置。
- 前記設定手段は、前記利用無線基地局間の通信における経路を示す情報を、前記利用無線基地局間を中継する装置である中継装置に設定することにより、仮想回線をセットする、請求項2又は3記載の制御装置。
- 前記取得手段は、一の通信端末から該一の通信端末と通信を行う対向の通信端末に対して接続要求があった場合に、該一の通信端末及び該対向の通信端末の利用無線基地局を示す情報を取得し、
前記設定手段は、前記一の通信端末の利用無線基地局と前記対向の通信端末の利用無線基地局とを結ぶ仮想回線をセットする、請求項1〜4のいずれか一項記載の制御装置。 - 前記取得手段は、通信端末が利用する前記利用無線基地局の変更要求があった場合に、変更後の利用無線基地局を示す情報を取得し、
前記設定手段は、変更後の利用無線基地局間を結ぶ仮想回線をセットする、請求項1〜5のいずれか一項記載の制御装置。 - 前記取得手段は、通信端末が利用する前記利用無線基地局の変更要求があった場合に、変更前後の利用無線基地局を示す情報を取得し、
前記設定手段は、前記変更前後の利用無線基地局間を結ぶ転送用の仮想回線をセットした後に、変更後の利用無線基地局間を結ぶ仮想回線をセットする、請求項6記載の制御装置。 - 互いに通信を行う複数の通信端末間の通信を制御する制御方法であって、
複数の無線基地局相互の接続関係に関する情報と、
前記複数の通信端末それぞれが利用する無線基地局である利用無線基地局を示す情報とに基づいて、前記利用無線基地局間を結ぶ仮想回線をセットする制御方法。 - 前記利用無線基地局間の通信における経路を示す情報を、前記利用無線基地局に設定することにより、仮想回線をセットする、請求項8記載の制御方法。
- 通信端末から一の利用無線基地局に向かって送信される無線フレームの無線チャネルと、当該一の利用無線基地局の対向の利用無線基地局を示す情報とを対応付けたマッピング情報を、当該一の利用無線基地局に設定する、請求項9記載の制御方法。
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