JP2018011132A - 衛星通信システム、トラフィック管理・課金処理装置およびファイル転送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 回線接続制御装置の負荷を削減しデータ転送の信頼性を高めた衛星通信システムを提供すること。
【解決手段】 実施形態によれば、衛星通信システムは、ＤＡＭＡを制御する回線接続制御装置と、衛星回線を用いたトラフィックを管理するトラフィック管理・課金処理装置とを具備する。回線接続制御装置は、対応付け処理部と、作成部と、通知部とを備える。対応付け処理部は、発呼元の衛星端末局と着呼先の衛星端末局とを対応づけてログレコードを作成する。作成部は、ログレコードを含むファイルを作成する。通知部は、作成部による前記ファイルの作成が完了すると作成完了メッセージをトラフィック管理・課金処理装置に通知する。トラフィック管理・課金処理装置は、回線接続制御装置から作成完了メッセージを通知されると、ファイル転送プロトコルによりファイルを回線接続制御装置から取得する取得部を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、衛星通信システムとそのトラフィック管理・課金処理装置、およびファイル転送方法に関する。

近年、衛星通信システムに注目が集まっている。衛星回線を従量課金で提供するサービスも提供されており、例えば自治体等の防災無線インフラとして利用されている。衛星通信システムを構成する主なインフラは、人工衛星とこの人工衛星を経由して相互通信する衛星端末局、および局間の通信をバックボーンで管制する管制局である。日本国内では４０００局にも及ぶ衛星端末局が登録されている。

管制局は、人工衛星と通信する大出力の通信装置に加えて回線接続制御装置、伝送予約処理装置、トラフィック管理・課金処理装置などを備える。回線接続制御装置は衛星端末局間の呼制御を担う装置であり、ＤＡＭＡ（Demand Assignment Multiple Access：接続要求割り当て）を処理する機能を有する。トラフィック管理・課金処理装置はシステムの利用状況を把握するために必要な情報や、課金情報などを管理する。

管制局の重要な機能に、発呼元の衛星端末局ＩＤ（識別子）と着呼先の衛星端末局ＩＤとを紐づけ（対応づけ）て、ログレコードを作成する処理がある。この処理はペアリングとも称され、コンピュータのリソースを消費する、比較的重い処理である。ログレコードは発側、着側端末局の各ＩＤだけでなく、局間に張られたチャネルの属性やサービス種別など、多様な情報を含むからである。

従来の衛星通信システムではこの処理をトラフィック管理・課金処理装置が担ってきたが、次世代のシステムではこの機能を回線接続制御装置に移行することが考えられている。本来、ペアリング処理に必要な情報の全てを回線接続制御装置が持っているからである。回線接続制御装置で作成されたログレコード（ログデータ）はファイルにアーカイブされてトラフィック管理・課金処理装置に転送される。

特表２０１２‐５２５７４７号公報

しかしながら、回線接続制御装置は回線接続を制御する装置であるので、もともと高い負荷のもとで稼働している。また基幹通信の一部は衛星回線であるので遅延を避けられず、データの量も膨大であることからデータ転送時に取りこぼしが生じ得る。回線接続制御装置の負荷を少しでも削減するための技術が求められている。

目的は、回線接続制御装置の負荷を削減しデータ転送の信頼性を高めた衛星通信システム、トラフィック管理・課金処理装置およびファイル転送方法を提供することにある。

実施形態によれば、衛星通信システムは、要求割当多元接続方式により複数の衛星端末局間に衛星回線を割り当てる回線接続制御装置と、衛星回線を用いたトラフィックを管理するトラフィック管理・課金処理装置とを具備する。回線接続制御装置は、対応付け処理部と、作成部と、通知部とを備える。対応付け処理部は、発呼元の衛星端末局と着呼先の衛星端末局とを対応づけてログレコードを作成する。作成部は、ログレコードを含むファイルを作成する。通知部は、作成部による前記ファイルの作成が完了すると作成完了メッセージをトラフィック管理・課金処理装置に通知する。トラフィック管理・課金処理装置は、取得部を備える。取得部は、回線接続制御装置から作成完了メッセージを通知されると、ファイル転送プロトコルによりファイルを回線接続制御装置から取得する。

図１は、実施形態に係わる衛星通信システムの一例を示すシステム図である。 図２は、図１に示される回線接続制御装置２４とトラフィック管理・課金処理装置１６の一例を示す機能ブロック図である。 図３は、ログレコードの作成に係わる紐付け処理について説明するための図である。 図４は、回線接続制御装置２４とトラフィック管理・課金処理装置１６との間でのファイル作成および取得に係わる手順の一例を示す図である。 図５は、回線接続制御装置２４とトラフィック管理・課金処理装置１６との間でのファイル作成および取得に係わる手順の他の例を示す図である。 図６は、回線接続制御装置２４とトラフィック管理・課金処理装置１６との間でのファイル作成および取得に係わる手順の他の例を示す図である。 図７は、ログファイルの転送時における処理手順の一例を示すシーケンス図である。 図８は、ログファイルの転送時における処理手順の他の例を示すシーケンス図である。 図９は、ログファイルの転送時における処理手順の他の例を示すシーケンス図である。 図１０は、回線接続制御装置２４の負荷が高い状態においてトラフィック管理・課金処理装置１６のＧＵＩ画面に表示されるウインドウの一例を示す図である。

図１は、実施形態に係わる衛星通信システムの一例を示すシステム図である。地球上に配置された複数の衛星端末局（地球局）Ｔ１〜Ｔｎは、衛星回線を経由して地上設備と通信する。地上設備は、現用系管制局１００、予備系管制局２００、中継局３００および本部局４００を備える。主に防災上の観点から、現用系管制局１００、予備系管制局２００、中継局３００ならびに本部局４００は地理的に離れた場所に設置される。例えば現用系管制局１００が中国地方に、予備系管制局２００が北海道地方に、中継局３００および本部局４００が関東地方に設けられるシステムが知られている。

現用系管制局１００は、回線接続制御装置１０、伝送予約処理装置１１、変復調装置１２、データ伝送アダプタ遠隔制御装置１３、局間データ転送装置１４、映像制御装置１５、トラフィック管理・課金処理装置１６、アンテナ１７、送受信装置１８、および局内設備監視制御装置１９を備える。

回線接続制御装置１０は、ＤＡＭＡ処理機能を備え、要求割当多元接続方式により衛星端末局Ｔ１〜Ｔｎ間に衛星回線を割り当てる。

伝送予約処理装置１１は、衛星端末局Ｔ１〜Ｔｎ間での伝送予約に関する処理を担う。変復調装置１２、送受信装置１８およびアンテナ１７は、無線回線を介して他局（他の地上設備および地球局）との通信を実現する。データ伝送アダプタ遠隔制御装置１３は、衛星端末局Ｔ１〜Ｔｎ間に備わるデータ伝送アダプタをリモートで制御する。局間データ転送装置１４は、他局との各種のデータ伝送に係わる機能を制御する。映像制御装置１５は、衛星回線を介して授受される映像データを制御する。

トラフィック管理・課金処理装置１６は、衛星回線を用いたトラフィックを管理するもので、またユーザへの課金情報を管理する機能も併せ持つ。またトラフィック管理・課金処理装置１６は、回線接続制御装置１０や伝送予約処理装置１１など、局内の他の装置からデータを収集し、表示・検索や、衛星通信サービスの利用者への請求書発行なども行う。

局内設備監視制御装置１９は、現用系管制局１００に備えられた各種の装置を統括的に制御する。

予備系管制局２００は、アンテナ２１、送受信装置２２、局内設備監視制御装置２３、回線接続制御装置２４、伝送予約処理装置２５、変復調装置２６、局間データ転送装置２７、および、トラフィック管理・課金処理装置２８を備える。アンテナ２１、送受信装置２２、局内設備監視制御装置２３、回線接続制御装置２４、伝送予約処理装置２５、変復調装置２６、局間データ転送装置２７、および、トラフィック管理・課金処理装置２８はいずれも、それぞれ現用系管制局１００のアンテナ１７、送受信装置１８、局内設備監視制御装置１９、回線接続制御装置１０、伝送予約処理装置１１、変復調装置１２、局間データ転送装置１４、および、トラフィック管理・課金処理装置１６と同様の機能を備える。すなわち予備系管制局２００は、現用系管制局１００の冗長切替に備えた待機系システムとしての位置づけにある。

中継局３００は、アンテナ３１、送受信装置３０、および変復調装置３３を備え、本部局４００への回線中継用の施設である。本部局４００は、伝送予約処理装置４１とトラフィック管理・課金処理装置４２を備え、中継局３００と例えば有線回線で接続されて各種の情報を取得する。

図１に示されるトラフィック管理・課金処理装置１６、２８、および４２は、回線接続制御装置１０または２４から衛星回線経由、またはローカルでログレコードを収集する。ログレコードは、衛星端末局（地球局）でどのように衛星通信ネットワークが利用されていたかを示す情報であり、そのデータ量は、地球局の数が多い（４０００局にも及ぶ）ことに応じて膨大である。

図２は、図１に示される回線接続制御装置２４とトラフィック管理・課金処理装置１６の一例を示す機能ブロック図である。回線接続制御装置２４とトラフィック管理・課金処理装置１６は、図示するように、通信衛星ＳＡＴ経由で通信することが可能である。

予備系管制局２００の回線接続制御装置２４は、対応付け処理部２４ａ、ファイル作成部２４ｂ、および通知部２４ｃを備える。対応付け処理部２４ａは、発呼元の衛星端末局と着呼先の衛星端末局とを対応づけて、ＤＡＭＡ方式に基づく回線設定に係わるログレコードを作成する。ファイル作成部２４ｂは、上記作成されたログレコードを含むログファイルを作成する。通知部２４ｃは、ログファイルの作成が完了すると、衛星回線を経由して現用系管制局１００に作成完了メッセージを通知する。回線接続制御装置２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを備えるコンピュータであり、メモリにロードされたプログラムの命令をＣＰＵが実行することで上記の機能を実現する。回線接続制御装置１０も同様である。

トラフィック管理・課金処理装置１６は、ファイル取得部１６ａ、課金処理部１６ｂ、ユーザインタフェース部１６ｃ、およびデータベース１６ｄを備える。ファイル取得部１６ａは、回線接続制御装置２４から作成完了メッセージを通知されると、回線接続制御装置２４にファイル取得要求を送出して衛星回線経由でログファイルを取得する。

すなわちファイル取得部１６ａは、予め実装するファイル転送プロトコルに基づいて、回線接続制御装置２４からログファイルを取得する。ファイル転送プロトコルとしてはＦＴＰ（File Transfer Frotocol）が著名であるがこれに限定されるものではない。取得されたログファイルはログレコードに展開され、データベース１６ｄに記録される。

課金処理部１６ｂは、取得されたログファイルに含まれるログレコードに基づいて、衛星端末局間の課金情報を管理する。ユーザインタフェース部１６ｃは、ログファイルを取得するためのコマンドを、ユーザの意思に基づいて回線接続制御装置２４に投入するためのユーザインタフェースを提供する。ユーザインタフェースとしてはＧＵＩ（Graphical User Interface）画面上のボタンアイコンが代表的である。トラフィック管理・課金処理装置１６もＣＰＵおよびメモリを備えるコンピュータであり、メモリにロードされたプログラムの命令をＣＰＵが実行することで上記の機能を実現する。トラフィック管理・課金処理装置２８および４２も同様である。

図３は、ログレコードの作成に係わる紐付け処理について説明するための図である。ＤＡＭＡに基づいて設定された衛星回線ごとに、発側、着側のデータ復旧信号が発生する。つまり、データ復旧信号（発側）は、発側の衛星端末局に関するＩＰ（Internet Protocol）サービスの利用終了を示す情報であり、データ復旧信号（着側）は、着側の衛星端末局に関するＩＰサービスの利用終了を示す情報である。この種の情報はトラフィック情報とも称される。

データ復旧信号（発側）は、発側の衛星端末局識別子（地球局ＩＤ）、サービスの識別番号、（サービスの）開始時刻、終了時刻、送信速度、受信速度、送信伝送量、受信伝送量、およびタイムスタンプを含む。データ復旧信号（着側）も同様に、着側の地球局ＩＤ、サービスの識別番号、（サービスの）開始時刻、終了時刻、送信速度、受信速度、送信伝送量、受信伝送量、およびタイムスタンプを含む。

例えば現用系管制局１００の回線接続制御装置１０は、断片的な情報であるトラフィック情報（発側、着側のデータ復旧信号）から対になるデータをサーチし、紐付け処理を行う。サーチに際しては例えばタイムスタンプがキーとして用いられる。紐付け用の情報には、このタイムスタンプと、発側および着側の地球局ＩＤ、サービスの識別番号が含まれる。

図４は、回線接続制御装置２４とトラフィック管理・課金処理装置１６との間でのファイル作成および取得に係わる手順の一例を示す図である。回線接続制御装置２４は、例えば定期的に（ｘ分ごとに）ログレコードを取りまとめ、ログファイルを作成する。ファイル作成が完了すると、回線接続制御装置２４はその旨をトラフィック管理・課金処理装置１６に通知する。

この通知を受けたトラフィック管理・課金処理装置１６はＦＴＰによるファイル転送を回線接続制御装置２４に要求し、回線接続制御装置２４はこれに応えるかたちでログファイルをトラフィック管理・課金処理装置１６宛てに送出する。このようにトラフィック管理・課金処理装置１６が、回線接続制御装置２４から与えられるトリガに応えるという手順にすることで、ファイル送信にかかる回線接続制御装置２４の処理負荷を低減することができる。

図５は、回線接続制御装置２４とトラフィック管理・課金処理装置１６との間でのファイル作成および取得に係わる手順の他の例を示す図である。通信を要求する衛星端末局の数が増えると回線接続制御装置２４の処理負荷が大きくなる。この状態を回線接続制御装置２４が判断すると、回線接続制御装置２４は、定期処理のタイミングではない期間においてもログファイルを継続的に作成する。これによりデータの損失を防止することができる。

図６は、回線接続制御装置２４とトラフィック管理・課金処理装置１６との間でのファイル作成および取得に係わる手順の他の例を示す図である。仮に、衛星回線の混雑などでトラフィック管理・課金処理装置１６がログファイルの取得に失敗したとする。このようなケースでは、次の取得タイミングでファイル転送要求を出し、データに抜けがないようにする。図４〜図６のいずれのシーケンスにおいても、トラフィック管理・課金処理装置１６は取得したファイルをデータベース１６ｄに展開する。

図７は、回線接続制御装置２４の負荷が低い状態でログファイルを転送するケースにおける処理手順の一例を示すシーケンス図である。トラフィック管理・課金処理装置１６（クライアント）に備えられたログファイルの取得ツール（アプリケーション）をユーザが操作すると（ステップＳ１）、トラフィック管理・課金処理装置１６からデータ取得のためのコマンドが回線接続制御装置２４（サーバ）に投入される（ステップＳ２）。ステップＳ１の直後から、トラフィック管理・課金処理装置１６の取得ツールの操作がロックされる。

回線接続制御装置２４は、これを受けてログファイルを作成し（ステップＳ３）、ファイルの更新通知をトラフィック管理・課金処理装置１６に返送する（ステップＳ４）。これを受けてトラフィック管理・課金処理装置１６はログファイルを回線接続制御装置２４から取得し（ステップＳ５）、データベース１６ｄに展開する（ステップＳ６）。ステップＳ６が完了すると、トラフィック管理・課金処理装置１６の取得ツールのロックが解除される。

このように、回線接続制御装置２４（サーバ）側の負荷が大きくないケースでは、取得ツールからの操作をトリガにログファイルの取得操作が始まる。その際、データの転送が完了するまでは取得ツールに操作制限を設けることで、複数の要求が回線接続制御装置２４に送られないようにする。これにより回線接続制御装置２４の処理負荷を削減することができる。

図８は、ログファイルの転送時における処理手順の他の例を示すシーケンス図である。ステップＳ１１及びステップ１２で、図５に示されるログファイルの定期取得処理が実施されているとする。このときトラフィック管理・課金処理装置１６のログファイル取得ツールが操作されると（ステップＳ１３）、データベース１６ｄへのデータ展開が完了（ステップＳ１４）するまで、ツールの操作はロックされる（ステップＳ１５）。このように、定期的なデータ取得処理がすでに実施されておりデータの更新が望めない場合には、回線接続制御装置２４に無用な処理をさせないように、ファイル取得操作が拒否される。これにより回線接続制御装置２４の処理負荷を削減することができる。

図９は、ログファイルの転送時における処理手順の他の例を示すシーケンス図である。ツールによるデータ取得操作が実行されると（ステップＳ２１）、トラフィック管理・課金処理装置１６は回線接続制御装置２４に取得要求を送出する（ステップＳ２２）このとき回線接続制御装置２４の負荷が大きく、ファイルの作成処理にリソースを回すことができない場合には、配信用ファイルの作成を拒否する通知を回線接続制御装置２４からトラフィック管理・課金処理装置１６に送信する（ステップＳ２３）。これを受けて、データ取得拒否が取得ツールに通知され（ステップＳ２４）、例えば図１０に示されるようなウインドウがトラフィック管理・課金処理装置１６のＧＵＩ画面に表示される。これによりユーザは回線接続制御装置２４の負荷が高いことを認識することができる。

以上説明したようにこの実施形態では、回線接続制御装置２４とトラフィック管理・課金処理装置１６との間のログファイルの転送をＦＴＰで行うようにし、定期的なファイル配信によりデータを転送するようにする。これにより、例えばＴＣＰ／ＩＰソケットを用いる手法に比べて回線接続制御装置２４の負荷を軽減することができる。再送制御が実施されることもなくなるので、回線接続制御装置２４の負荷をさらに軽減できる。回線接続制御装置２４の負荷の高い状態ではログファイルの転送を取りやめ、負荷が下がった時に、取りやめた期間中のログファイルを転送するようにする。つまりログファイルのデータの性質上、リアルタイムでのデータ転送は必要ない。この点に着目し、データを作成する主体である回線接続制御装置２４の処理負荷を軽減しつつも、必要なデータを確実に転送することが可能になる。これらのことから、回線接続制御装置の負荷を削減しデータ転送の信頼性を高めた衛星通信システム、トラフィック管理・課金処理装置およびファイル転送方法を提供することが可能となる。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…回線接続制御装置、１１…伝送予約処理装置、１２…変復調装置、１３…データ伝送アダプタ遠隔制御装置、１４…局間データ転送装置、１５…映像制御装置、１６…トラフィック管理・課金処理装置、１６ａ…ファイル取得部、１６ｂ…課金処理部、１６ｃ…ユーザインタフェース部、１６ｄ…データベース、１７…アンテナ、１８…送受信装置、１９…局内設備監視制御装置、２１…アンテナ、２２…送受信装置、２３…局内設備監視制御装置、２４…回線接続制御装置、２４ａ…対応付け処理部、２４ｂ…ファイル作成部、２４ｃ…通知部、２５…伝送予約処理装置、２６…変復調装置、２７…局間データ転送装置、２８…トラフィック管理・課金処理装置、３０…送受信装置、３１…アンテナ、３３…変復調装置、４１…伝送予約処理装置、４２…トラフィック管理・課金処理装置、１００…現用系管制局、２００…予備系管制局、３００…中継局、４００…本部局、Ｔ１〜Ｔｎ…衛星端末局。

Claims (9)

1. 要求割当多元接続方式により複数の衛星端末局間に衛星回線を割り当てる回線接続制御装置と、
   前記衛星回線を用いたトラフィックを管理するトラフィック管理・課金処理装置とを具備し、
   前記回線接続制御装置は、
   発呼元の衛星端末局と着呼先の衛星端末局とを対応づけてログレコードを作成する対応付け処理部と、
   前記ログレコードを含むファイルを作成する作成部と、
   前記作成部による前記ファイルの作成が完了すると作成完了メッセージを前記トラフィック管理・課金処理装置に通知する通知部とを備え、
   前記トラフィック管理・課金処理装置は、
   前記回線接続制御装置から前記作成完了メッセージを通知されると、ファイル転送プロトコルにより前記ファイルを前記回線接続制御装置から取得する取得部とを備える、衛星通信システム。
2. 前記トラフィック管理・課金処理装置は、前記取得されたファイルに含まれる前記ログレコードに基づいて衛星端末局間の課金情報を管理する課金処理部を備える、請求項１に記載の衛星通信システム。
3. 前記トラフィック管理・課金処理装置は、前記ファイルを前記回線接続制御装置から取得するコマンドを投入するためのユーザインタフェース部を備える、請求項１に記載の衛星通信システム。
4. 要求割当多元接続方式により複数の衛星端末局間に衛星回線を割り当てる回線接続制御装置と通信可能なトラフィック管理・課金処理装置において、
   発呼元の衛星端末局と着呼先の衛星端末局とを対応づけて作成されるログレコードを含むファイルの作成完了を通知する作成完了メッセージを前記回線接続制御装置から通知されると、ファイル転送プロトコルにより前記ファイルを前記回線接続制御装置から取得する取得部を備える、トラフィック管理・課金処理装置。
5. 前記取得されたファイルに含まれる前記ログレコードに基づいて衛星端末局間の課金情報を管理する課金処理部を備える、請求項４に記載のトラフィック管理・課金処理装置。
6. 前記ファイルを前記回線接続制御装置から取得するコマンドを投入するためのユーザインタフェース部を備える、請求項４に記載のトラフィック管理・課金処理装置。
7. 要求割当多元接続方式により複数の衛星端末局間に衛星回線を割り当てる回線接続制御装置と、前記衛星回線を用いたトラフィックを管理するトラフィック管理・課金処理装置とを具備する衛星通信システムにおけるファイル転送方法であって、
   前記回線接続制御装置が、発呼元の衛星端末局と着呼先の衛星端末局とを対応づけてログレコードを作成することと、
   前記回線接続制御装置が、前記ログレコードを含むファイルを作成することと、
   前記ファイルの作成が完了すると、前記回線接続制御装置が、作成完了メッセージを前記トラフィック管理・課金処理装置に通知することと、
   前記回線接続制御装置から前記作成完了メッセージを通知されると、前記トラフィック管理・課金処理装置が、ファイル転送プロトコルにより前記ファイルを前記回線接続制御装置から取得することとを含む、ファイル転送方法。
8. さらに、前記トラフィック管理・課金処理装置が、前記取得されたファイルに含まれる前記ログレコードに基づいて衛星端末局間の課金情報を管理することを含む、請求項７に記載のファイル転送方法。
9. 前記トラフィック管理・課金処理装置は、前記ファイルを前記回線接続制御装置から取得するコマンドを投入されると、前記ファイルを前記回線接続制御装置から取得する、請求項７に記載のファイル転送方法。