JP2018093492A - 通信方法および中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】端末同士が通信する際の到達性（Reachability）を個別に管理し得る通信技術を提供する。
【解決手段】複数の端末間の通信を中継する中継装置が行う通信方法であって、複数の端末が予め定められた一のグループに所属しているか否かを判定し、複数の端末が一のグループに所属していると判定した場合は、通信を許可し、複数の端末が一のグループに所属していないと判定した場合は、通信を停止する。
【選択図】図９

Description

本発明は、通信方法および中継装置に関する。

昨今、電子機器、チップ、センサーなどあらゆるモノをインターネットなどの通信網に接続し、情報交換を促すことによりモノを相互に制御する「モノのインターネット」、いわゆるＩｏＴ（Internet of Things）実現に向けての動きが活発化している。ＩｏＴにおいては、膨大な量のデータのやり取りがなされる一方で、秘匿性の高い情報も含まれると考えられる。よって、秘匿性を確保しつつ、手軽かつ安価に利用可能な通信システムの実現が求められている。

例えば特許文献１は、アンライセンスな（免許が不要な）Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）アクセスポイントをＬＴＥ（Long Term Evolution）基地局のように動作させる、いわゆる「ＬＴＥ ｏｖｅｒ Ｗｉ−Ｆｉ」の技術を開示している。本技術によれば、Ｗｉ−Ｆｉに代表される無線ＬＡＮ（Local Area Network；ローカルエリアネットワーク）の如き無線通信の上で、ＬＴＥのプロトコルによる通信を仮想的に動作させることが可能である。ＬＴＥの利用により通信の秘匿性を確保しつつ、無線ＬＡＮの利用によりアンライセンスで手軽かつ安価な通信システムを実現することができる。

特表２０１６−５０７９９３号公報

特許文献１に開示された様な、ＩｏＴの実現に適した技術を応用することにより、あらゆる産業分野において様々なモノからのデータを取得し、有効活用することが期待される。例えばこのような膨大なデータの収集により実現されるビッグデータは、その活用があらゆる産業分野において期待されている。

また、このような実情に鑑みネットワークに接続するあらゆる種類の端末の数が飛躍的に増加している。そして、端末同士が通信する到達性を個別に管理することが求められつつある。

本発明は、端末同士が通信する際の到達性を個別に管理し得る通信技術を提供する。更に本発明は、既に実現されているＬＴＥの長所を活用しつつ、送信元から送信されたデータを、送信元の識別情報に対応した所望の宛先に、手軽かつ安価に送信可能な通信技術を提供する。

本発明の通信方法は、複数の端末間の通信を中継する中継装置が行う通信方法であって、複数の端末が予め定められた一のグループに所属しているか否かを判定し、前記複数の端末が前記一のグループに所属していると判定した場合は、通信を許可し、前記複数の端末が前記一のグループに所属していないと判定した場合は、通信を停止する。

本発明の中継装置は、複数の端末間の通信を中継する中継装置であって、複数の端末が予め定められた一のグループに所属しているか否かを判定し、前記複数の端末が前記一のグループに所属していると判定した場合は、通信を許可し、前記複数の端末が前記一のグループに所属していないと判定した場合は、通信を停止する。

本発明の通信方法は、第１の通信システムおよび当該第１の通信システムとは異なる第２の通信システムを利用した通信方法であって、前記第１の通信システムがＬＴＥプロトコルのデータを通信対象としたＬＴＥ通信システムであり、第１のノードのエージェントアプリケーションおよび第２のノードのエージェントアプリケーションが協働して認証を行い、ＬＴＥプロトコルのデータの送信を可能にする前記第２の通信システムの通信経路を確立し、前記第１のノードが、前記第１のノードの識別情報を含む前記ＬＴＥプロトコルのデータを、前記第２の通信システムの前記通信経路を通じて、前記第２のノードに送信し、前記第２のノードが、前記第１の通信システムにおいて、外部ネットワークとの接続を確保するコアネットワークに前記ＬＴＥプロトコルのデータを送信し、前記コアネットワークと前記外部ネットワークとを中継する中継装置が、前記ＬＴＥプロトコルのデータ中の前記識別情報に基づき、前記外部ネットワーク中の当該識別情報に対応した特定のネットワーク経路に前記ＬＴＥプロトコルのデータを転送する。

また、本発明の通信方法は、第１の通信システムのコアネットワークと外部ネットワークとを中継する中継装置が実施する通信方法であって、前記第１の通信システムがＬＴＥプロトコルのデータを通信対象としたＬＴＥ通信システムであり、前記ＬＴＥ通信システムにおけるデータを送信する第１のノードと、第２のノードとが、前記第１の通信システムとは異なる第２の通信システムを利用した通信経路により接続され、前記中継装置は、 前記第１のノードから前記第２の通信システムを利用した通信経路上を前記第２のノードを経て伝送されてきた前記ＬＴＥプロトコルのデータを受信し、前記ＬＴＥプロトコルのデータ中の前記第１のノードを識別する識別情報に基づき、前記外部ネットワーク中の当該識別情報に対応した特定のネットワーク経路に前記ＬＴＥプロトコルのデータを転送する。

また、本発明の中継装置は、第１の通信システムのコアネットワークと外部ネットワークとを中継する中継装置であって、前記第１の通信システムがＬＴＥプロトコルのデータを通信対象としたＬＴＥ通信システムであり、前記ＬＴＥ通信システムにおけるデータを送信する第１のノードと、第２のノードとが、前記第１の通信システムとは異なる第２の通信システムを利用した通信経路により接続され、前記中継装置は、前記第１のノードから前記第２の通信システムを利用した通信経路上を前記第２のノードを経て伝送されてきた前記ＬＴＥプロトコルのデータを受信し、前記ＬＴＥプロトコルのデータ中の前記第１のノードを識別する識別情報に基づき、前記外部ネットワーク中の当該識別情報に対応した特定のネットワーク経路に前記ＬＴＥプロトコルのデータを転送する。

本発明によれば、既に実現されているＬＴＥの長所を活用しつつ、端末等、あらゆるモノからの情報を円滑に外部ネットワークへ送信することが可能となる。膨大な量のデータを安価に取得することが可能となり、あらゆる産業分野においてより有効なデータの活用が期待される。

図１は、本発明の通信方法の一実施形態を実施するネットワークシステムの概要図である。 図２は、第２の通信システムが端末およびアクセスポイントの間の通信経路を確立する状況を示す概念図であり、図２（ａ１）、（ａ２）は、制御平面プロトコルスタックを示した論理的ソフトウェア図を示し、図２（ｂ１）、（ｂ２）は、ユーザ平面プロトコルスタックを示した論理的ソフトウェア図を示す。 図３は、ＥＰＣネットワークの概要を示すブロック図である。 図４は、端末のアタッチからデタッチまでの工程の概略を示す概念図である。 図５は、端末のアタッチおよびベアラ設定処理のシーケンス図である。 図６は、中継ユニットの概要を示すブロック図である。 図７は、中継ユニットの中継装置がパケットデータを転送する状況を示す概念図である。 図８は、中継ユニットの他の実施形態の概要を示すブロック図である。 図９（ａ）は、三つの端末間の到達性を示す概念図であり、図９（ｂ）は、各グループに付与されたグループ番号と、当該グループに所属する端末（端末の識別情報）の関係を示すテーブルであり、図９（ｃ）は、各端末に付与された識別情報と、当該識別情報に対応するＩＰアドレスを示すテーブルである。 図１０は、他の実施形態の中継装置を用いた通信方法の手順を示すシーケンス図である。 図１１は、他の実施形態の中継装置が、特定のグループに所属する端末間の通信においてパケットデータを転送する状況を示す概念図である。 図１２（ａ）は、二つの端末及び一つの下位概念のグループ間の到達性を示す概念図であり、図１２（ｂ）は、各グループに付与されたグループ番号と、当該グループに所属する端末またはグループ（端末またはグループの識別情報）の関係を示すテーブルであり、図１２（ｃ）は、各端末に付与された識別情報と、当該識別情報に対応するＩＰアドレスを示すテーブルである。 図１３は、更に他の実施形態の中継装置を用いた通信方法の手順を示すシーケンス図である。

以下、図面を用いて、本発明に係る通信方法の具体的な実施の形態について詳述する。

図１は、本発明の通信方法が適用されるネットワークシステム５００の概要図である。図示したネットワークシステム５００はあくまで一実施形態であり、本発明が適用されるネットワークシステムはこのような形態に限定されるものではない。

ネットワークシステム５００に適用される実施形態の通信方法は、第１の通信システム１００と、第１の通信システム１００とは異なる第２の通信システム２００を利用するものである。ここで、第１の通信システム１００は、通信プロトコルとしてＬＴＥプロトコルのデータ（具体的にはパケットデータ）を通信対象としたＬＴＥ通信システムである。ＬＴＥは、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）により制定された、第３世代移動体通信規格（３Ｇ）を更に高速化させたものであり、３．９Ｇまたは４Ｇと呼ばれる。

ネットワークシステム５００は、第１の通信システム１００、第２の通信システム２００に加えて、第１の通信システム１００に接続される外部ネットワーク３００をも含む。本実施形態では、第１の通信システム１００と外部ネットワーク３００は、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）ネットワーク２０と、中継装置（スイッチング装置）３０を介して接続されている。ＥＰＣネットワーク２０は、第１の通信システム１００の一部であって、第１の通信システム１００であるＬＴＥ通信システムのコアネットワークである。中継装置３０は、パケットデータを送信するネットワーク経路を切り替える役割を果たす。ＥＰＣネットワーク２０、中継装置３０の詳細は後述する。

尚、本実施形態において、物理的、機械的には、ＥＰＣネットワーク２０と中継装置３０が一体の中継ユニット４０として形成されており、具体的には中継装置３０を中心のハブとしてＥＰＣネットワーク２０の諸要素が中継装置３０に接続されている（後述する図６参照）。例えば特定の事業者が、中継ユニット４０を提供する場合があり得る。ＥＰＣネットワーク２０の諸要素の間でデータのやり取りが行われる場合、中継装置３０は単なる経路としての役割を果たすだけであり、実質的な処理は行わない。

第２の通信システム２００は、第１のノードである端末（ＬＴＥの場合はＵＥ；User Equipment）１０および第２のノードであるアクセスポイント（ＡＰ；Access Point）１５の間の通信経路を確立する役割を果たす。第２の通信システム２００が無線通信システムの場合、例えば、ＬＴＥ通信システムのような免許帯域（ライセンスバンド）を用いる通信システムではなく、免許不要の周波数帯域（アンライセンスバンド）を用いるアンライセンスバンド通信システムを用いることが考えられる。アンライセンスバンド通信システムは、比較的誰もが自由に構築することが可能である。アンライセンスバンド通信システムとしては、Ｗｉ−Ｆｉのような無線ローカルエリアネットワークが採用され得るが、その種類は特に限定されない。

また、第２の通信システム２００は、無線通信には限定されず、有線ローカルエリアネットワークのように、有線通信により実現してもよい。例えば、工場等の閉じた空間に配置された設備、機械等のごとき第１のノードを所定の有線ケーブルにより、同じく工場等に配置された第２のノードに接続した態様である。有線ローカルエリアネットワークの例としてはイーサネット（Ethernet）（登録商標）等が採用され得るが、その種類は特に限定されない。

本実施形態においては、第１のノードはスマートフォンの如き端末１０であり、第２のノードがＷｉ−Ｆｉルータの如きアクセスポイント１５であるが、第１のノード、第２のノードはこのような例には限定されない。第２の通信システム２００が無線通信システムである場合、第１のノードとしては端末１０のみならず、他の据え置き型の電子機器（家電等）であってもよいし、屋外、屋内に配置されたチップ、センサー等であってもよい。例えば、水道設備や高速道路などのインフラに配置されたセンサーは、インフラの状態を反映したデータを送信することができる。第２のノードも第１のノードから送信されるデータを反映した電波を受信可能な無線通信部を有する機器（ルーター、スイッチなど）であれば特にその種類は限定されない。

第２の通信システム２００が有線通信システムである場合、第１のノードとしては、上述したように、設備、機械等やこれらの機器に設置されたチップ、センサー等であってもよい。第２のノードも第１のノードに接続された有線ケーブルを介してデータを受信可能な機器（ルーター、スイッチなど）であれば特にその種類は限定されない。

尚、端末１０は専らユーザが使用するものであるが、アクセスポイント１５は中継ユニット４０を提供する事業者が用意する場合もあれば、端末１０のユーザが用意する場合もある。ユーザが端末１０とアクセスポイント１５を用意することにより、ユーザ独自のローカルな通信網を構築することができる。

中継装置３０には、外部ネットワーク３００が接続されており、外部ネットワーク３００はＰＤＮ（Packet Data Network）と呼ばれ、第１の通信システム１００、第２の通信システム２００から見て外部に存在するネットワークであり、種々のネットワーク経路を含む。本実施形態では、一般的なインターネットであるネットワーク経路３０１、クラウドサービスネットワークであるネットワーク経路３０２、プライベートネットワークであるネットワーク経路３０３を含む。ネットワーク経路３０１はインターネット上のサーバーやパーソナルコンピュータ等のコンピュータ装置４０１、ネットワーク経路３０２はクラウドコンピューティングサービスを行うクラウドサーバー４０２、ネットワーク経路３０３は、企業内サーバーの様なプライベートサーバー４０３にそれぞれ接続されている。

図２は、第２の通信システム２００が第１のノードである端末（ＵＥ）１０および第２のノードであるアクセスポイント１５の間の通信経路を確立する状況を示す概念図である。この図は、特許文献１が開示しているＷｉ−Ｆｉアクセスポイントの如きアクセスポイント１５をＬＴＥ基地局のように動作させる、いわゆる「ＬＴＥ ｏｖｅｒ Ｗｉ−Ｆｉ」の技術を示し、その具体的内容は、特許文献１の特表２０１６−５０７９９３号公報に説明されている。本技術は、Ｗｉ−Ｆｉの如きアンライセンスバンド通信システム、無線ＬＡＮによる物理的な無線通信経路の上に、ＬＴＥのプロトコルによる通信を仮想的に動作させることが可能であり、手軽かつセキュアな通信環境を実現することができる。

図２（ａ１）は、一般的なＬＴＥ通信システムにおける端末（ＵＥ）およびＬＴＥ基地局（ｅＮｏｄｅＢと呼ばれる）の間で動作する制御平面（Ｃプレーン；Control Plane）プロトコルスタックを示した論理的ソフトウェア図を示す。図中の「リレー」は中継する概念を示している。

そして、第２の通信システム２００がＷｉ−Ｆｉである本実施形態では、図２（ａ２）に示すように、第２の通信システム２００はＲＬＣ副層の下で動作する。そして、本例では、端末１０およびアクセスポイント１５の各々に、Ｗｉ−Ｆｉの通信経路を認証および確立するとともに、ＬＴＥ通信システムの通信経路を認証および確立するための「エージェントアプリケーション」（エージェント）が予めインストールされている。

「エージェントアプリケーション」は、例えば中継装置３０を運営する事業者や、アクセスポイント１５を設置する事業者、端末１０のユーザ等が、端末１０およびアクセスポイント１５にインストールするアプリケーションソフトウェアである。本実施形態では、エージェントアプリケーションが端末１０およびアクセスポイント１５の各々にインストールされることにより、Ｗｉ−ＦｉおよびＬＴＥ通信システムという互いに異なる通信システムの通信経路の認証および確立が可能となる。

図２（ａ２）に示すようにプロトコルスタックの観点からは、第２の通信システム（Ｗｉ−Ｆｉ）２００は、第１の通信システムであるＬＴＥ通信システムにおけるＭＡＣ副層およびＬ１層（ＰＨＹ層）を、バッファおよびＭＵＸ／ＤｅＭＵＸアセンブリ１００２、１００４、Ｗｉ−Ｆｉパイプ（Ｗｉ−Ｆｉ ＰＩＰＥ）１００６、ＶＰＨＹ（仮想化ＰＨＹ）１００８、端末側のＭＡＣ副層として仮想的に動作するＵＥ−ＭＡＣ１０１０、アクセスポイント側のＭＡＣ副層として仮想的に動作するＡＰ−ＭＡＣ１０１２で置換する。

すなわち、端末１０のエージェントアプリケーションと、アクセスポイント１５のエージェントアプリケーションが協働して、第１の通信システム１００であるＬＴＥ通信システムとは別に、端末１０およびアクセスポイント１５の間の、Ｗｉ−Ｆｉの無線通信経路を認証し、確立する。さらに端末１０のエージェントアプリケーションと、アクセスポイント１５のエージェントアプリケーションが協働してＬＴＥ通信システム（第１の通信システム１００）を認証し、確立する。

このＷｉ−Ｆｉの無線通信経路の認証、確立により、Ｗｉ−Ｆｉの無線通信経路上で、ＬＴＥプロトコルのデータの制御信号の通信経路が仮想的に確立されることになる。認証が確立されると、後述する図２（ｂ２）の手順にて、端末１０が、後述する端末１０の識別情報（例えば電話番号など）を含むＬＴＥプロトコルのデータ（パケットデータ）を、第２の通信システム２００の通信経路を通じて、アクセスポイント１５に送信開始する。

図２（ｂ１）は、一般的なＬＴＥ通信システムにおける端末（ＵＥ）およびＬＴＥ基地局（ｅＮｏｄｅＢ）の間で動作するユーザ平面（Ｕプレーン； User Plane）プロトコルスタックを示した論理的ソフトウェア図を示す。

本実施形態では、図２（ａ２）の無線通信経路を確立した後、端末１０のエージェントアプリケーションが、アクセスポイント１５に接続を試み、この接続に対応してアクセスポイント１５のエージェントアプリケーションが認証情報を端末１０のエージェントアプリケーションに対して送信し、このような認証情報のやり取り後、図２（ｂ２）に示すように、ＬＴＥプロトコルのデータの送受信が開始する。

図２（ａ２）、（ｂ２）に示す構成に従い、第２の通信システム（本例ではＷｉ−Ｆｉ）２００が、端末１０およびアクセスポイント１５の間の通信経路を確立しても、上位層（例えばＲＬＣ副層、ＰＤＣＰ副層、ＲＲＣ層など）は既存の手順に従いつつ、仮想的なＬＴＥ通信システムの実現で処理される。すなわち、物理的なＷｉ−Ｆｉ（第２の通信システム２００）の通信経路の上に、仮想的なＬＴＥ通信システム（第１の通信システム１００）の通信経路が確立され、通過するデータはあくまでＬＴＥプロトコルのデータ（パケットデータ）であるため、秘匿性を確保したデータの送信を実現することができる。

上述した技術によれば、Ｗｉ−Ｆｉの如き無線ＬＡＮによる無線通信経路上において、ＬＴＥプロトコルによる秘匿性を確保したデータ送信を実現することができる。もちろん上述の方法は特許文献１の技術を応用した一実施形態であり、無線通信経路はＷｉ−Ｆｉによるものには限定されない。有線通信を利用する場合は、無線通信経路を確立するのではなく、有線の通信経路を利用してＬＴＥプロトコルによる秘匿性を確保したデータ送信を行うこととなる。

図３は、コアネットワークであるＥＰＣネットワーク２０の概要を示すブロック図である。ＥＰＣネットワーク２０は、３ＧＰＰのRelease8で標準化されたコアネットワークであり、ＬＴＥと同時期に制定され多様な無線アクセスを収容することができる。図１、図２および図３の矢印Ａで示すように、アクセスポイント１５（ここでは仮想的なＬＴＥ基地局）が端末（ここでは仮想的なＵＥ）１０から送信されたパケットデータを受信し、ＥＰＣネットワーク２０に送信する。ＥＰＣネットワーク２０は、端末１０と中継装置３０、さらには外部ネットワーク３００との接続を確保する機能を果たす。この接続が確立されると、矢印Ｂで示すように、端末１０からアクセスポイント１５を経由して送信されたパケットデータが、中継装置３０、さらには外部ネットワーク３００に送信可能となる。

本実施形態では、ＥＰＣネットワーク２０は、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）２１と、ＨＳＳ（Home Subscriber Server）２２と、ＰＣＲＦ（Policy and Charging Rules Function）２６と、ＡＡＡサーバー（トリプルエーサーバー）２７と、を含んでいる。ただし、ＥＰＣネットワーク２０はこのような構成には限定されず、他の付随的な要素を含むことができる。

ＭＭＥ２１はアクセスポイント１５を収容し、移動制御などを提供する論理ノードであって、位置登録、ページング、ハンドオーバー等の移動制御を行う。ＨＳＳ２２は、ＬＴＥにおける加入者管理データベースあって、加入者の契約情報、認証情報、位置情報等の管理を行う。ＭＭＥ２１は、ＨＳＳ２２から通知される認証情報に基づき、ユーザ認証を実施する。Ｓ−ＧＷ２３は３ＧＰＰアクセスシステムを収容し、データを伝送するパケットゲートウェイである。Ｐ−ＧＷ２４は外部ネットワーク（ＰＤＮ）との接続点でＩＰアドレスの割り当てや、パケット転送等を行うゲートウェイである。ＰＣＲＦ２６は、ユーザデータ転送のＱｏＳ（Quality of Service；パケットの優先転送等、通信の品質の制御）及び課金の為の制御を行う論理ノードである。ＰＣＲＦ２６が決定したＱｏＳ値はＰ−ＧＷ２４、Ｓ−ＧＷ２３、アクセスポイント１５に通知され、各ノードは通知されたＱｏＳ値に従って、ユーザデータパケットに対してＱｏＳ制御を実施する。ＡＡＡ２７は、専らベアラ（データの伝送経路）の確立を行う。

尚、先述した通り、本実施形態において、物理的、機械的には、ＥＰＣネットワーク２０と中継装置３０が一体の中継ユニット４０として形成されており、具体的には中継装置３０を中心のハブとして、ＭＭＥ２１と、ＨＳＳ２２と、ＰＣＲＦ２６とが接続されている。ただし、本図では中継装置３０が省略されており、矢印Ｂの先に中継装置があり、データが送られる。

図４は、第１のノードである端末（ＵＥ）１０のアタッチからデタッチまでの工程の概略を示す概念図である。アタッチとは、端末１０の電源オン時に実施される端末１０をネットワークに登録する処理であり、デタッチとは、端末１０の電源オフ時に実施される端末１０をネットワークから分離する処理である。まず、端末１０の電源オンと同時にベアラ設定および端末１０へのＩＰアドレスの付与が実施され、通信が開始可能な状態となる（アタッチ）。ここでアクセスポイントからＥＰＣネットワーク２０内のＳ−ＧＷ２３及びＳ−ＧＷ２３とＰ−ＧＷ２４との間の常時ベアラは、電源オン時は常に設定されている。その後、端末１０の電源オフと同時にベアラが切断される（デタッチ）。尚、上述した通りこの例では、端末１０がＬＴＥ通信システムにおける仮想的なＵＥに相当し、アクセスポイント１５がＬＴＥ通信システムにおける仮想的なＬＴＥ基地局（仮想的なｅＮｏｄｅＢ）に相当する。

図５は、第１のノードである端末（ＵＥ）１０のアタッチおよびベアラ設定処理のシーケンス図である。第１のノードである端末１０は、第２のノードであるアクセスポイント１５を介してアタッチ要求をＭＭＥ２１へ送信する（ステップ１）。ＭＭＥ２１は、ＨＳＳ２２から取得した認証情報を基にユーザ認証を行い、ＡＡＡ２７が、ＨＳＳ２２からベアラ設定に必要な契約情報を取得し管理する（ステップ２〜４）。

ＭＭＥ２１は、端末１０が通知したＡＰＮ（Access Point Name）を基に、ＤＮＳ（Domain Name System）によりベアラ設定の先のＳ−ＧＷ２３、Ｐ−ＧＷ２４を選択し、選択したＳ−ＧＷ２３に対してベアラ設定要求信号を送信する（ステップ５）。Ｓ−ＧＷ２３は、ベアラ設定要求信号に設定されたＰ−ＧＷ２４に対して、ベアラ設定処理を実施する（ステップ６）。Ｐ−ＧＷ２４はＰＣＲＦ２６と連携し、適用すべき課金情報を取得し、さらに中継装置３０、外部ネットワーク（ＰＤＮ）３００への接続処理を実施する。Ｓ−ＧＷ２３とＰ−ＧＷ２４の間のベアラ設定が完了すると、Ｓ−ＧＷ２３は、アクセスポイント１５向けの伝達情報をＭＭＥ２１へ通知する（ステップ７）。

ＭＭＥ２１は、Ｓ−ＧＷ２３から受信した伝達情報をアクセスポイント１５へ無線ベアラ設定要求として通知する。本設定要求には、端末１０へのアタッチ受入れ信号も含まれる。アクセスポイント１５は、端末１０との間で無線ベアラを確立すると同時に、アタッチ受入れ信号を端末１０へ送信する（ステップ８）。また、端末１０より無線ベアラ設定応答信号を受信し、Ｓ−ＧＷ２３向けの伝達情報をＭＭＥ２１へ通知する（ステップ９）。

ＭＭＥ２１は、端末１０よりアタッチ完了信号を受信すると（ステップ１０）、アクセスポイント１５から受信したベアラ更新要求をＳ−ＧＷ２３へ通知する（ステップ１１）。Ｓ−ＧＷ２３は、受信した情報を基に、アクセスポイント１５とＳ−ＧＷ２３との間のベアラ更新を完了する（ステップ１２）。Ｓ−ＧＷ２３は、ベアラ更新応答をＭＭＥ２１に送信する（ステップ１３）。以上の手順により、端末１０〜アクセスポイント１５〜Ｓ−ＧＷ２３〜Ｐ−ＧＷ２４間のベアラ設定が完了する。尚、本実施形態では、端末１０からのデータは、Ｗｉ−Ｆｉの如き第２の通信システムの通信経路を介して送られてくるが、端末１０はＬＴＥ通信システムにおける仮想的なＵＥとして機能し、アクセスポイント１５はＬＴＥ通信システムにおける仮想的なＬＴＥ基地局（仮想的なｅＮｏｄｅＢ）として機能している。そして、送信対象はＬＴＥプロトコルのデータ（パケットデータ）であるため、図４、図５の処理は、通常のＬＴＥ通信システムの処理と同じである。

図６は、ＥＰＣネットワーク２０および中継装置３０を含む中継ユニット４０の概要を示すブロック図である。先述した通り、本実施形態においては、物理的、機械的に、ＥＰＣネットワーク２０と中継装置３０が一体の中継ユニット４０として形成されており、具体的には中継装置３０を中心のハブとして、ＭＭＥ２１と、ＨＳＳ２２と、Ｓ−ＧＷ２３と、Ｐ−ＧＷ２４と、ＰＣＲＦ２６と、ＡＡＡ２７が接続されている。ＥＰＣネットワーク２０の諸要素の間（例えばＭＭＥ２１とＳ−ＧＷ２３の間）でデータのやり取りが行われる場合、中継装置３０は単なる経路としての役割を果たすだけであり、実質的な処理は行わない。尚、図６において、実線の接続は制御信号およびユーザデータの経路、破線の接続は制御信号の経路を意味する。

中継装置３０（中継ユニット４０）は、第２のノードであるアクセスポイント１５に接続ノード（ゲートウェイ）３１Ａ、３１Ｂを介して接続されるとともに、図示せぬ接続ノートを介して、外部ネットワーク３００に接続されている。

本実施形態では、中継装置３０として２台の第１の中継装置３０Ａ、第２の中継装置３０Ｂが用意され、ＭＭＥ２１、ＨＳＳ２２、Ｓ−ＧＷ２３、Ｐ−ＧＷ２４、ＰＣＲＦ２６、ＡＡＡ２７それぞれについても２台の第１のＭＭＥ２１Ａ、第２のＭＭＥ２１Ｂ、第１のＨＳＳ２２Ａ、第２のＨＳＳ２２Ｂ、第１のＳ−ＧＷ２３Ａ、第２のＳ−ＧＷ２３Ｂ、第１のＰ−ＧＷ２４Ａ、第２のＰ−ＧＷ２４Ｂ、第１のＰＣＲＦ２６Ａ、第２のＰＣＲＦ２６Ｂ、第１のＡＡＡ２７Ａ、第２のＡＡＡ２７Ｂが用意されている。中継装置３０およびＥＰＣネットワーク２０の各要素が２台ずつ設けられており（デュアル形式）、各要素にて並列した処理が可能であり、処理能力が向上している。尚、中継装置３０の「１」、「２」の数字は、それぞれ「第１の・・・（ＭＭＥ２１Ｂ等）」、「第２の・・・（ＭＭＥ２１Ａ等）」との接続のための接続ポートである。

図７は、ＥＰＣネットワーク２０と外部ネットワーク３００とを中継する中継装置３０がパケットデータ（ＬＴＥプロトコルのデータ）Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を転送する状況を示す概念図である。中継装置３０は、パケットデータＰ１、Ｐ２、Ｐ３中の識別情報に基づき、外部ネットワーク３００中の識別情報に対応した特定のネットワーク経路３０１〜３０３に当該パケットデータを転送する。

識別情報は、第１のノードを個別に識別し特定するための情報であり、種々のものが適用可能である。識別情報は、例えば第１のノードである端末１０に着脱可能に搭載されるメモリカード、例えばＳＩＭ（Subscriber Identity Module）カード、ＵＳＩＭ（Universal Subscriber Identity Module）カードや、端末１０内部に固定されたメモリに記憶されることで実現される仮想ＳＩＭ等に記憶される。また、第１のノードがセンサーやチップである場合は、識別情報はその内部メモリに記憶される。

図６に示す中継ユニット４０の場合、端末１０のパケットデータＰ１、Ｐ２、Ｐ３を第２のノードであるアクセスポイント１５が受信し、このパケットデータがＥＰＣネットワーク２０の接続ノード３１Ａ、３１Ｂを通過し、Ｐ−ＧＷ２４が受信する。ここで、Ｐ−ＧＷ２４は、ベアラの確立時にＡＡＡ２７に対し、パケットデータに関する問い合わせを行い、ＡＡＡ２７が、Ｐ−ＧＷ２４が受信した各パケットデータ中の識別情報を確認する。

ＡＡＡ２７は、下記表１に示したような各端末１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの電話番号と、転送先のＩＰアドレスが対応付けられた対応表を予め有している。例えば、パケットデータＰ１を送信する端末１０Ａの電話番号「ａａａ−ｂｂｂ−ｃｃｃｃ」に対し、「ＸＸＸ．ＸＸＸ．ＸＸＸ．ＸＸＸ」のＩＰアドレスが対応付けられている。また、パケットデータＰ２を送信する端末１０Ｂの電話番号「ｄｄｄ−ｅｅｅ−ｆｆｆｆ」に対し、「ＹＹＹ．ＹＹＹ．ＹＹＹ．ＹＹＹ」のＩＰアドレスが対応付けられている。また、パケットデータＰ３を送信する端末１０Ｃ電話番号「ｇｇｇ−ｈｈｈ−ｉｉｉｉ」に対し、「ＺＺＺ．ＺＺＺ．ＺＺＺ．ＺＺＺ」のＩＰアドレスが対応付けられている。各端末の電話番号は、端末を識別する識別情報であるが、電話番号に対応付けられるＩＰアドレスも端末を識別する識別情報の役割を果たしている。

この対応表に従って、ＡＡＡ２７は、各端末１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃから受信したパケットデータＰ１、Ｐ２、Ｐ３中の識別情報に対応したＩＰアドレスをＰ−ＧＷ２４に通知し、Ｐ−ＧＷ２４がこのＩＰアドレスを中継装置３０に通知する。

中継装置３０は、予め識別情報であるＩＰアドレスに対応して、予め転送先として許可した各ネットワーク経路３０１〜３０３の宛先ＩＰアドレスを有している。中継装置３０はＰ−ＧＷ２４から受信したＩＰアドレスを参照して、このＩＰアドレスに対して、予め許可した宛先ＩＰアドレスを有するネットワーク経路３０１〜３０３にパケットデータを転送する。すなわち、ベアラの確立後は、Ｐ−ＧＷ２４が、各端末１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの電話番号とＩＰアドレスの紐付けを行い、中継装置３０が、端末１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの識別情報（電話番号およびＩＰアドレス）に対して予め許可した宛先ＩＰアドレスを有するネットワーク経路３０１、３０２、３０３へデータを転送する役割を果たす。

パケットデータＰ１中のＩＰアドレスは「ＸＸＸ．ＸＸＸ．ＸＸＸ．ＸＸＸ」であり、中継装置３０は、パケットデータＰ１を予め許可したネットワーク経路３０１に転送する。パケットデータＰ２中のＩＰアドレスが「ＹＹＹ．ＹＹＹ．ＹＹＹ．ＹＹＹ」の場合、中継装置３０は、パケットデータＰ２を予め許可したネットワーク経路３０２に転送する。パケットデータＰ３中のＩＰアドレスが「ＹＹＹ．ＹＹＹ．ＹＹＹ．ＹＹＹ」の場合、中継装置３０は、パケットデータＰ２を予め許可したネットワーク経路３０２に転送する。

すなわち、中継装置３０は、第１のノードである端末１０と第２のノードであるアクセスポイント１５とが、第２の通信システムを利用した通信経路により接続されていることを前提として、端末１０から第２の通信システムを利用した通信経路上を伝送され、アクセスポイント１５を経て伝送されてきた第１の通信システムのパケットデータ（ＬＴＥプロトコルのデータ）を受信し、パケットデータ中の端末１０を識別する識別情報に基づき、外部ネットワーク３００中の当該識別情報に対応した特定の、予め許可したネットワーク経路３０１〜３０３にパケットデータを転送する通信方法（中継方法）を実施する。

ネットワーク経路３０１はインターネット上の一般的なサーバーやパーソナルコンピュータ等のコンピュータ装置４０１に接続されている。すなわち、パケットデータＰ１のＩＰアドレス「ＸＸＸ．ＸＸＸ．ＸＸＸ．ＸＸＸ」は、公に解放されたインターネットを介してコンピュータ装置４０１に送られることが許可されたデータを示している。ネットワーク経路３０２はクラウドサーバー４０２に接続されている。すなわち、パケットデータＰ２のＩＰアドレス「ＹＹＹ．ＹＹＹ．ＹＹＹ．ＹＹＹ」は、クラウドサービスを提供するために構築されたクラウドサービスネットワークを介してクラウドサーバー４０２に送られることが許可されたデータを示している。また、ネットワーク経路３０３は、企業内サーバーの様なプライベートサーバー４０３に接続されている。すなわち、パケットデータＰ３のＩＰアドレス「ＺＺＺ．ＺＺＺ．ＺＺＺ．ＺＺＺ．」は、閉じた環境を提供するために構築されたプライベートネットワークを介してクラウドサーバー４０２に送られることが許可されたデータを示している。

このように中継装置３０は、パケットデータが示す識別情報ひいてはＩＰアドレスにより、パケットデータの種類を判定して、適切な転送先、すなわち予め許可した転送先（宛先ＩＰアドレスを有する転送先）に送ることができる。

尚、ユーザは、管理ポータルサイト５０から端末１０の識別情報が管理可能である。管理ポータルサイト５０が、端末１０を利用する複数の顧客（テナント）に対応可能なマルチテナント型システムである場合、顧客毎の情報管理、顧客毎の任意ポリシーの設定を容易に行うことが可能となる。情報管理には、各端末１０の識別情報（ＳＩＭ情報等）の管理、通信量のモニタ、通信帯域の設定等が含まれ、その種類は等に限定されない。任意ポリシーには、端末１０の識別情報に対応した通信権限（接続ポリシー）等が含まれ、その種類は等に限定されない。

また、中継装置３０は、複数のクラウドサービスネットワーク（ネットワーク経路３０２）を接続する。この場合、接続経路は、別途ＥＰＣネットワークを含むデータセンタ構内配線とこれに接続される回線やネットワーク、ＶＰＮ（Virtual Private Network）、回線引き込み等により構築し、経路途中のＬ３機器を介して、経路制御を行うことが考えられる。尚、中継装置３０は、クラウドサービスネットワークのみならず、本システムを利用する顧客企業のデータセンタなど、その他特定の宛先（ネットワーク経路３０３）も互いに接続することが可能である。

図８は、中継ユニット４０の他の実施形態の概要を示すブロック図である。上述の実施形態では、アクセスポイント１５が、第１のノードと協働して第２の通信システムを利用した通信経路を確立する第２のノードの役割を果たしている。しかしながら、第２のノードは、アクセスポイント１５には限定されず、他の任意の機器にエージェントアプリケーションをインストールすることにより構築することが可能である。

図８の例では、図６における接続ノード（ゲートウェイ）３１Ａ、３１Ｂの代わりに、仮想的に設定される仮想基地局６０がアクセスポイント１５と接続している。仮想基地局６０は、例えば通常のゲートウェイにエージェントアプリケーションをインストールして構築されており、第２のノードの役割を果たす。このように、中継ユニット４０の一部が第２のノードとして機能するような場合もあるのであって、第２のノードは、物理的に特定の位置、機器に限定されることはない。すなわち、第２のノードである仮想基地局６０は、そのエージェントアプリケーションが、第１のノードのエージェントアプリケーションと協働して第２の通信システムの通信経路および仮想的なＬＴＥ通信システムの通信経路を確立可能な、いわば仮想的なＬＴＥ基地局であって、図１〜図７におけるアクセスポイント１５と同じ機能を奏する。そして、図８の場合、アクセスポイント１５は単に電波を送受信する経路ポイントとして作用し、第２のノードの役割を果たさないため、既存のアクセスポイントをそのまま利用することも可能であるし、安価な送受信機を利用することもできる。尚、この例では、第２の通信システムは、Ｗｉ−Ｆｉと有線ＬＡＮ等、複数の通信システムを含む構成の通信経路が採用されることになる。本例のアクセスポイント１５には既存のＷｉ−Ｆｉアクセスポイント等が利用可能であるが、そのままではセキュリティが確保されていないことが多いため、アクセスポイント１５から第２のノード（本例では仮想基地局６０）のゲートウェイ間はＶＰＮ等のセキュアな通信経路を用意することが望ましい。

本発明によれば、既に実現されているＬＴＥの長所を活用しつつ、端末、センサー等、あらゆるモノからの情報を円滑に外部ネットワークへ送信することが可能となる。膨大な量のデータを安価に取得することが可能となり、あらゆる産業分野においてより有効なデータの活用が期待される。特にＩｏＴにおいては、膨大な量のデータを高い秘匿性をもってやり取りする必要があり、本発明による通信方法は有用性が高いと考えられる。

また、第２の通信システムにＷｉ−Ｆｉの如き安価で取り扱いの容易な通信システムの通信経路を使用しつつ、ＬＴＥプロトコルのデータを送るため、秘匿性を保持しつつも手軽かつ安価なデータの送信を実現することができる。

また、本実施形態の通信システムに倣った通信サービスを提供する事業者（例えば中継ユニット４０を提供する事業者）は、ＬＴＥのモバイル通信を行うためのライセンスを受けたキャリアとは関係なく、独自に各端末の識別情報を持つＳＩＭ又は仮想ＳＩＭ等を発行し、ユーザに付与する。ユーザの端末が本通信システムに接続を試みると、識別情報を取得して各端末を認証し、認証された端末からのデータを、端末の識別情報に対応したネットワーク経路に転送し、ユーザや端末に応じて設定された送信先に送信する。このような構成によれば、プライベートのＬＴＥシステムを容易に構築することが可能であるため、各ユーザの端末の識別情報は、ユーザごとの概要の設定、端末の種別に応じた設定、端末個別の設定など、識別情報の変更や拡張、識別情報に対応する各種設定の変更や拡張などを自由に行える。また、ネットワーク構成の自由度も大きい。

予め事業者が、複数の送信先のネットワーク経路を用意しておき、端末側と外部ネットワーク側をそれぞれ接続するだけで、プライベートのＬＴＥ通信が可能になる。

尚、端末は、事業者が用意したアクセスポイントに接続するか、或いは、ユーザが自ら構築した通信網のアクセスポイントに接続することとなる。

外部ネットワーク側においては、事業者がインターネット、クラウドネットワーク、プライベートネットワークなどにそれぞれ対応して接続ノードを設け、それぞれの外部ネットワークと接続可能にする。

そして、アンライセンスドの通信システム（無線ＬＡＮなど）を利用して端末とコアネットワークとを接続してＬＴＥ通信を実現し、プライベートのＬＴＥ通信システムを構築することが可能となる。この結果、秘匿性、ＱｏＳなどが確立されたＬＴＥ通信を、ユーザのニーズに合わせた種々のネットワーク形態において実現することできる。

また、中継装置が、ＬＴＥプロトコルのデータ中の識別情報に基づき、この識別情報に対応した特定のネットワーク経路にＬＴＥプロトコルのデータを転送するため、データを確実に意図した送信先に送信することができる。端末から宛先のネットワーク経路のサーバーなどの間（エンドトゥエンド）のセキュリティを強化することも可能である。

続いて、本発明の他の実施形態を説明する。ＬＴＥ通信システムを含む従来の通信システムにおいては、ネットワーク中における中継装置が、当該装置に接続する端末間の通信をまとめて制御するのが一般的である。各端末は、物理的ネットワークの観点からは基地局等によりグルーピングされた状態で中継装置にぶら下がっているが、通信規約上重要な論理ネットワークの観点からは、中継装置に並列にぶら下がった形になっている。すなわち中継装置は、ネットワークに属する各端末を特定の属性により判別することはできないため、中継装置は、複数の端末間の通信を一括で禁止したり、一括で許可したりするのが一般的である。

最近のＩｏＴ技術の進展やその他の要因に伴い、ネットワークに接続する端末の数は飛躍的に増大しており、通信の秘匿性確保、通信量の増大への対応等の観点から、例えば中継装置に対し、端末同士が通信する到達性（Reachability）を個別に管理することが求められつつある。そこで、次に述べる実施形態では、中継装置がネットワークにおいて、自己に接続（有線、無線の双方を含む）する端末を特定の属性の観点からグループ毎にまとめて管理し、グループの内部でのみ通信を許可、すなわち到達性を認めることにする。本実施形態の中継装置は、所定のグループに所属する複数の端末間の通信を中継することとなる。尚、「到達性」とは「疎通性」と呼ばれることもある。

図９（ａ）は、例えば三つの端末間の到達性を示す概念図であり、第１の端末（端末１）と第２の端末（端末２）は、予め通信が許可されており（到達性あり）、第１の端末と第３の端末（端末３）も、予め通信が許可されている（到達性あり）。例えば第１の端末と第２の端末は特定の企業が保有する端末のグループに属し、第１の端末と第３の端末は特定のＩｏＴサービスを享受する端末のグループに属している。すなわち、到達性がある複数の端末は、何らかの属性により分類されて予め生成された特定のグループに所属している。

図９（ｂ）は、各グループに付与されたグループ番号（グループＩＤ）と、当該グループに所属する端末（端末の識別情報）の関係を示すテーブルである。図９（ａ）に示す通り、予め定められたグループ番号１のグループ１には、第１の端末（ＩＤ１）、第２の端末（ＩＤ２）が所属している。予め定められたグループ番号２のグループ２には、第１の端末（ＩＤ１）、第３の端末（ＩＤ３）が所属している。もちろんグループの数は３以上であってもよく、限定はされない。また、各グループに所属する端末の数も特に限定はされない。

図９（ｃ）は、各端末に付与された識別情報と、当該識別情報に対応するＩＰアドレスを示すテーブルである。ここでの識別情報には、例えば、ＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）、電話番号、他の独自情報（特定の通信システム用に独自に付与された独自ＩＤ等）があり、例えば通信会社が顧客毎に提供する回線ＩＤ（顧客ＩＤ）を含む。第１の端末（ＩＤ１）には192.168.1.1のＩＰアドレスが付与され、第２の端末（ＩＤ２）には192.168.1.2のＩＰアドレスが付与され、第３の端末（ＩＤ３）には192.168.1.3のＩＰアドレスが付与されている。

図９（ｂ）に示す各グループと所属する端末との関係と、図９（ｃ）に示す各端末と（その識別情報に従って）それに付与されるＩＰアドレスとの関係は、予め構築されている。中継装置は、例えば自身が保有する記憶装置やネットワークの他のサーバーの記憶装置に保持した図９（ｂ）、図９（ｃ）の如きテーブルを参照することができる。

中継装置は、送信元の端末から別の送信先の端末に送信されるパケットデータを受信し、送信元の端末のＩＰアドレスと、送信先の端末のＩＰアドレスを識別する。更に中継装置は、図９（ｂ）、図９（ｃ）のテーブルを参照することにより、これら識別されたＩＰアドレスに基づき、送信元の端末の識別情報及び送信先の端末の識別情報を特定する。これにより、中継装置は、送信元の端末及び送信先の端末各々が所属するグループの有無及びそのグループ番号を判定する。この判定の結果、中継装置は、送信元の端末及び送信先の端末のように、複数の端末が予め定められた一のグループに所属しているか否かを判定することができる。

中継装置は、複数の端末が一のグループに所属していると判定した場合（各端末のグループ番号が同じ場合）は、通信を許可する。具体的には中継装置は、送信元の端末から直接または間接に受信したパケットデータを送信先の端末に対して転送する。一方、中継装置は、複数の端末が一のグループに所属していないと判定する場合（各端末のグループ番号が異なる場合）は、通信を停止する。具体的には中継装置は、受信したパケットデータを破棄する。これにより、中継装置は、特定の一のグループに所属する端末間の通信だけを許可し、きめ細かな通信サービスを提供することができる。また、例えば機密性等を確保した安全な通信を確保することができる。さらには通信量の増大も抑えることができる。

尚、図９の第１の端末の様に、一の端末が複数のグループに所属することも認められる。例えば、第１の端末が特定の企業が保有する端末であり（グループ１に所属）、かつ特定のＩｏＴサービスを享受する端末である（グループ２に所属）場合である。このような場合、中継装置は、一の端末の複数のグループへの帰属により、端末の共有や兼務といった、より複雑な関係性に即した動作を実現できる。

すなわち、本実施形態は、中継装置が、端末間の到達性をグループとして管理する方式である。また、一の端末が複数のグループに所属することも認めるものである。

なお、中継装置の機能は、ＥＰＣのＰ−ＧＷの一部として実現することも可能である。すなわち、コアネットワークに本実施形態の中継装置を盛り込むことが可能である。

図１０は本実施形態の中継装置３０Ａを用いた通信方法の手順を示すシーケンス図である。前提として、第１の端末１１と、アクセスポイント１５と、ＥＰＣネットワーク２０のベアラは予め確立している（ステップ２１）。第２の端末１２と、アクセスポイント１５と、ＥＰＣネットワーク２０のベアラも予め確立している（ステップ２２）。第３の端末１３と、アクセスポイント１５と、ＥＰＣネットワーク２０のベアラも予め確立している（ステップ２３）。このようなベアラの確立は、通常の手順に従って行われる。

まず、第１の端末１１が、第２の端末１２宛にパケットデータを送信する（ステップ２４）。本実施形態の中継装置３０Ａは、第１の端末１１及び第２の端末１２が同一のグループに所属しているか否かを確認する（ステップ２５）。この確認は、第１の端末１１のＩＰアドレス及び第２の端末１２のＩＰアドレス並びに図９（ｂ）、図９（ｃ）のテーブルを参照することにより行うことができる。中継装置３０Ａは、第１の端末１１及び第２の端末１２が同一のグループに所属していると判定し、通信を許可し、パケットデータを第２の端末１２に転送する（ステップ２６）。

次に、他の例として、第２の端末１２が、第３の端末１３宛にパケットデータを送信する（ステップ２７）。中継装置３０Ａは、第２の端末１２及び第３の端末１３が、同一のグループに所属しているか否かを確認する（ステップ２８）。この確認は、第２の端末１２のＩＰアドレス及び第３の端末１３のＩＰアドレス並びに図９（ｂ）、図９（ｃ）のテーブルを参照することにより行うことができる。中継装置３０Ａは、第２の端末１２及び第３の端末１３が同一のグループに所属していないと判定し、通信を停止し、パケットデータを破棄する。

図１１は、本実施形態の中継装置が、特定のグループに所属する端末間の通信においてパケットデータを転送する状況を示す概念図である。本図が示すネットワークは、図７で示したものと類似しているが、図９で説明した考え方に従い、各端末が特定のグループに所属している。例えば、複数のアクセスポイント１５Ｄ１、１５Ｄ２に接続し得る複数の端末１０Ｄ１、１０Ｄ２がグループＧ１に所属している。中継装置３０Ａは、グループＧ１に所属する一の端末１０Ｄ１から送信されたパケットデータＰ１を、同じグループＧ１に所属する他の端末１０Ｄ２に送信（転送）する。

例えば、一つのアクセスポイント１５Ｅに接続し得る複数の端末１０Ｅ１、１０Ｅ２がグループＧ２に所属している。中継装置３０Ａは、グループＧ２に所属する一の端末１０Ｅ１から送信されたパケットデータＰ２を、同じグループＧ２に所属する他の端末１０Ｅ２に送信（転送）する。

グループＧ２は、距離的に近接し、物理的なネットワークの観点から同じグループに所属する端末が、（偶然にも）論理的なネットワークの観点からも同じグループに所属する例である。一方、グループＧ３は、物理的なネットワークの観点からではなく、論理的なネットワークの観点から複数の端末１０Ｆが所属し得るグループの例である。

すなわち、一の端末１０Ｆ１は、中継装置３０Ａ（中継ユニット４０）に対し、先の実施形態で説明した第１の通信システム（ＬＴＥ通信システム）１００を介して通信し得る第２の通信システムに属する端末である。一方、他の端末１０Ｆ２は、プライベートサーバー４０３の管理下にあり、中継装置３０Ａから見て外側の外部ネットワーク３００におけるネットワーク経路３０３上に存在する端末である。二つの端末１０Ｆ１、１０Ｆ２は距離的には遠く離れ、物理的なネットワークの観点からは同じグループに所属し得ないが、論理的なネットワークの観点からは、同一のグループに所属する。中継装置３０Ａは、グループＧ３に所属する一の端末１０Ｆ１から送信されたパケットデータＰ３を、同じグループＧ３に所属する他の端末１０Ｆ２に送信（転送）する。

図１２は、本発明の更に他の実施形態を示す。先に述べた実施形態では、到達性がある複数の端末が、何らかの属性により分類されて予め生成された特定のグループに所属している。一方、次に述べる実施形態では、例えば上位概念のグループの中に下位概念のグループが所属しており、当該下位概念のグループの中に端末が所属している。すなわち、概念レベルの異なるグループが階層を構成しており、このような場合であっても本発明は適用可能である。

図１２（ａ）は、例えば二つの端末及び一つのグループ間の到達性を示す概念図であり、第１の端末（端末１）と第２の端末（端末２）は、予め通信が許可されており（到達性あり）、第１の端末と、グループ３に所属する第３の端末（端末３）及び第４の端末（端末４）も、予め通信が許可されている（到達性あり）。例えば第１の端末と第２の端末は特定の企業が保有する端末のグループに属し、第１の端末と、第３の端末及び第４の端末は特定のＩｏＴサービスを享受する端末のグループに属している。すなわち、到達性がある複数の端末は、何らかの属性により分類されて予め生成された特定のグループに所属している。

更に本実施形態では、例えば、第３の端末と第４の端末が、前記ＩｏＴサービスにおける特別メニューを享受する端末のグループ（グループ３）に属している。すなわち、第１の端末と、第３の端末及び第４の端末が所属する上位概念のグループの中に、第３の端末及び第４の端末が所属する下位概念のグループが所属する階層構造が形成されている。

図１２（ｂ）は、各グループに付与されたグループ番号（グループＩＤ）と、当該グループに所属する端末（端末の識別情報）の関係を示すテーブルである。図１２（ａ）に示す通り、予め定められたグループ番号１のグループ１には、第１の端末（ＵＥ−ＩＤ１）、第２の端末（ＵＥ−ＩＤ２）が所属している。予め定められたグループ番号２のグループ２には、第１の端末（端末−ＩＤ１）、グループ番号３のグループ３（ＧＲ−ＩＤ３）が所属している。そして、このグループ番号３のグループ３には、第３の端末（ＵＥ−ＩＤ３）、第４の端末（ＵＥ−ＩＤ４）が所属している。もちろんグループの数は３以上であってもよく、限定はされない。また、各グループに所属する端末の数も特に限定はされない。

図１２（ｃ）は、各端末に付与された識別情報と、当該識別情報に対応するＩＰアドレスを示すテーブルである。ここでの識別情報は先に述べた実施形態のものと同種類である。第１の端末（ＩＤ１）には192.168.1.1のＩＰアドレスが付与され、第２の端末（ＩＤ２）には192.168.1.2のＩＰアドレスが付与され、第３の端末（ＩＤ３）には192.168.1.3のＩＰアドレスが付与され、第４の端末（ＩＤ４）には192.168.1.4のＩＰアドレスが付与されている。

図１２（ｂ）に示す各グループと所属する端末との関係と、図１２（ｃ）に示す各端末と（その識別情報に従って）それに付与されるＩＰアドレスとの関係は、予め構築されている。中継装置は、例えば自身が保有する記憶装置やネットワークの他のサーバーの記憶装置に保持した図１２（ｂ）、図１２（ｃ）の如きテーブルを参照することができる。

中継装置は、送信元の端末から別の送信先の端末に送信されるパケットデータを受信し、送信元の端末のＩＰアドレスと、送信先の端末のＩＰアドレスを識別する。更に中継装置は、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）のテーブルを参照することにより、これら識別されたＩＰアドレスに基づき、送信元の端末の識別情報及び送信先の端末の識別情報を特定する。これにより、中継装置は、送信元の端末及び送信先の端末各々が所属するグループの有無及びそのグループ番号を判定する。この判定の結果、中継装置は、送信元の端末及び送信先の端末のように、複数の端末が予め定められた一のグループに所属しているか否かを判定することができる。

中継装置は、複数の端末が一のグループに所属していると判定した場合（各端末のグループ番号が同じ場合）は、通信を許可する。具体的には中継装置は、送信元の端末から直接または間接に受信したパケットデータを送信先の端末に対して転送する。一方、中継装置は、複数の端末が一のグループに所属していないと判定する場合（各端末のグループ番号が異なる場合）は、通信を停止する。具体的には中継装置は、受信したパケットデータを破棄する。これにより、中継装置は、特定の一のグループに所属する端末間の通信だけを許可し、きめ細かな通信サービスを提供することができる。また、例えば機密性等を確保した安全な通信を確保することができる。さらには通信量の増大も抑えることができる。

そして本実施形態では、図１２（ｂ）に示す様に、上位概念のグループ２の中に、下位概念のグループ３が所属する階層構造が形成されている。この場合中継装置は、下位概念のグループ２に所属する全ての端末のＩＤ、ＵＥ−ＩＤ３、ＵＥ−ＩＤ４を、上位概念のグループ２に所属する複数の端末に含ませることにする。

これにより、送信先の端末が階層構造の下位概念のグループに所属している場合も、予め当該下位概念のグループに所属する端末を明確にして登録しておき、中継装置が上位概念のグループに所属する端末と同格にすることにより、受信したパケットデータを適切に転送することができる。

図１３は本実施形態の中継装置３０Ａを用いた通信方法の手順を示すシーケンス図である。ステップ２１〜ステップ２３は先の実施形態と同じである。

まず、第１の端末１１が、第３の端末１３宛にパケットデータを送信する（ステップ３０）。本実施形態の中継装置３０Ａは、第１の端末１１が所属するグループと同一のグループに所属するグループ番号（グループＩＤ）の全件を取得する（ステップ３１）。この処理は、第１の端末１１のＩＰアドレスおよび図１２（ｂ）、図１２（ｃ）のテーブルを参照することにより行うことができる。ここでは、中継装置３０Ａは、第１の端末１１が所属するグループ１の第２の端末のＵＥ−ＩＤ２と、同じく第１の端末１１が所属するグループ２のグループ３のＧＲ−ＩＤ３を取得する。

次に中継装置３０Ａは、取得した全てのＩＤの中に、グループＩＤ（グループ番号）が含まれているか否かを判定する（ステップ３２）。ここでは、上述した通り、取得したＩＤの中にグループ３のＩＤが含まれるため、中継装置３０Ａはグループ３から端末のＩＤ、すなわち、第３の端末のＵＥ−ＩＤ４及び第４の端末のＵＥ−ＩＤ４を抽出する（ステップ３３）。この抽出処理を行うことにより、中継装置３０Ａは、再びステップ３１、ステップ３２の処理を行う。ステップ３３の処理を行った結果、もはやグループＩＤは存在しないので、次に中継装置３０Ａは、対象端末のＩＤ、すなわちパケットデータを送信する送信先の端末ＩＤが取得した全ての端末ＩＤの中に含まれているか否かを判定する（ステップ３４）。ここでは送信先の端末ＩＤであるＵＥ−ＩＤ２が含まれているため、中継装置３０Ａは、パケットデータを第３の端末１３に転送する（ステップ３５）。

ステップ３４で、もし対象端末のＩＤ、すなわち送信先の端末ＩＤが取得した全ての端末ＩＤの中に含まれていない場合、中継装置３０Ａは通信を停止する。具体的には中継装置３０Ａは、受信したパケットデータを破棄する。

尚、図１から図８の実施形態は、第１の通信システム１００がＬＴＥ通信システムであり、二つのノードのエージェントアプリケーションの作用により、例えばアンライセンスバンドの通信の下で、ＬＴＥプロトコルのデータを通信可能とするものである。しかしながら、図９〜図１３の実施形態によってもたらされる発明は、必ずしもＬＴＥ通信システムをその要素として有する必要はなく、通信対象とするデータはＬＴＥプロトコルのデータには限定されない。図１１の例では、第１の通信システム１００は、必ずしもＬＴＥ通信システムでなくても、各端末をいずれかのグループに所属させることは可能であり、通信の到達性を確保することが可能である。

また、表１、図９（ｂ）、図９（ｃ）、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）はテーブル形式のデータを示したが、グラフ形式等他の形式により、各グループと所属する端末との関係や、各端末とＩＰアドレスとの関係等を保存してもよい。また、ここでの端末のＩＰアドレスは特にその種類は限定されず、図９（ｃ）、図１２（ｃ）に示す個別の端末それぞれに付与されるＩＰアドレスのみならず、一のグループに対して付与されるＩＰアドレスであってもよい。後者の場合、中継装置は例えばグループ同士の通信を実現する。

実施形態における端末１０（端末１１、１２、１３等も含む）に対応する第１のノードは特に限定はされないが、その具体例には、監視カメラ、データ測定器（センサデバイス）、人が自らの意志で使用する各種の携帯端末等が含まれる。携帯端末には、携帯電話、スマートフォン、タブレット、ゲーム機、ＶＲ（Virtual Reality）端末、ＡＲ（Augmented Reality）端末等が含まれる。尚、第１のノードから送信されるデータには、当然ながら音声データ（音声パケットデータ）も含まれる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本発明の通信方法は、端末、センサー等、あらゆるモノからの膨大な量のデータを安価に取得する必要のある分野に適用可能であり、特にＩｏＴの実現に向けての寄与が期待される。

１０ 端末（第１のノード、ＵＥ）
１５ アクセスポイント（第２のノード）
２０ ＥＰＣネットワーク（コアネットワーク）
３０、３０Ａ 中継装置
４０ 中継ユニット
５０ 管理ポータルサイト
１００ 第１の通信システム（ＬＴＥ通信システム）
２００ 第２の通信システム
３００ 外部ネットワーク
３０１、３０２、３０３ ネットワーク経路
４０１ コンピュータ装置
４０２ クラウドサーバー
４０３ プライベートサーバー
５００ ネットワークシステム

Claims (20)

1. 複数の端末間の通信を中継する中継装置が行う通信方法であって、
   複数の端末が予め定められた一のグループに所属しているか否かを判定し、
   前記複数の端末が前記一のグループに所属していると判定した場合は、通信を許可し、
   前記複数の端末が前記一のグループに所属していないと判定した場合は、通信を停止する、
   通信方法。
2. 請求項１に記載の通信方法であって、
   送信元の端末から送信されたパケットデータから、前記送信元の端末のＩＰアドレスと、送信先の端末のＩＰアドレスを識別し、
   前記送信元の端末のＩＰアドレス及び前記送信先の端末のＩＰアドレスに基づき、前記送信元の端末の識別情報及び前記送信先の端末の識別情報を特定し、
   特定された前記送信元の端末の識別情報及び前記送信先の端末の識別情報の双方が所属する前記グループの有無を判定する、
   通信方法。
3. 請求項２に記載の通信方法であって、
   前記グループが存在する場合、前記パケットデータを前記送信先の端末に転送し、
   前記グループが存在しない場合、前記パケットデータを破棄する、
   通信方法。
4. 請求項１に記載の通信方法であって、
   前記一のグループが上位概念のグループであり、当該上位概念のグループに下位概念のグループが所属する場合、当該下位概念のグループに所属する全ての端末を、前記上位概念のグループに所属する前記複数の端末に含ませる、
   通信方法。
5. 複数の端末間の通信を中継する中継装置であって、
   複数の端末が予め定められた一のグループに所属しているか否かを判定し、
   前記複数の端末が前記一のグループに所属していると判定した場合は、通信を許可し、
   前記複数の端末が前記一のグループに所属していないと判定した場合は、通信を停止する、
   中継装置。
6. 請求項５に記載の中継装置であって、
   送信元の端末から送信されたパケットデータから、前記送信元の端末のＩＰアドレスと、送信先の端末のＩＰアドレスを識別し、
   前記送信元の端末のＩＰアドレス及び前記送信先の端末のＩＰアドレスに基づき、前記送信元の端末の識別情報及び前記送信先の端末の識別情報を特定し、
   特定された前記送信元の端末の識別情報及び前記送信先の端末の識別情報の双方が所属するグループの有無を判定する、
   中継装置。
7. 請求項６に記載の中継装置であって、
   前記グループが存在する場合、前記パケットデータを前記送信先の端末に転送し、
   前記グループが存在しない場合、前記パケットデータを破棄する、
   中継装置。
8. 請求項５に記載の中継装置であって、
   前記一のグループが上位概念のグループであり、当該上位概念のグループに下位概念のグループが所属する場合、当該下位概念のグループに所属する全ての端末を、前記上位概念のグループに所属する前記複数の端末に含ませる、
   中継装置。
9. 請求項５から８のいずれか１項に記載の中継装置を含むコアネットワーク。
10. 第１の通信システムおよび当該第１の通信システムとは異なる第２の通信システムを利用した通信方法であって、前記第１の通信システムがＬＴＥプロトコルのデータを通信対象としたＬＴＥ通信システムであり、
    第１のノードのエージェントアプリケーションおよび第２のノードのエージェントアプリケーションが協働して認証を行い、ＬＴＥプロトコルのデータの送信を可能にする前記第２の通信システムの通信経路を確立し、
    前記第１のノードが、前記第１のノードの識別情報を含む前記ＬＴＥプロトコルのデータを、前記第２の通信システムの前記通信経路を通じて、前記第２のノードに送信し、
    前記第２のノードが、前記第１の通信システムにおいて、外部ネットワークとの接続を確保するコアネットワークに前記ＬＴＥプロトコルのデータを送信し、
    前記コアネットワークと前記外部ネットワークとを中継する中継装置が、前記ＬＴＥプロトコルのデータ中の前記識別情報に基づき、前記外部ネットワーク中の当該識別情報に対応した特定のネットワーク経路に前記ＬＴＥプロトコルのデータを転送する、通信方法。
11. 請求項１０に記載の通信方法であって、
    前記中継装置は、前記コアネットワークにおいて前記識別情報と対応付けられたＩＰアドレスを参照し、前記ＬＴＥプロトコルのデータを前記特定のネットワーク経路に転送する、通信方法。
12. 請求項１０に記載の通信方法であって、
    前記第２の通信システムはアンライセンスバンド通信システムである、通信方法。
13. 請求項１２に記載の通信方法であって、
    前記アンライセンスバンド通信システムは無線ローカルエリアネットワークである、通信方法。
14. 請求項１０に記載の通信方法であって、
    前記第２の通信システムは有線ローカルエリアネットワークである、通信方法。
15. 請求項１０に記載の通信方法であって、
    前記識別情報が前記第１のノードに着脱可能に搭載されるメモリカードまたは前記第１のノード内のメモリに記憶される、通信方法。
16. 請求項１０に記載の通信方法であって、
    管理ポータルサイトから前記第１のノードの識別情報を管理可能な、通信方法。
17. 請求項１０に記載の通信方法であって、
    前記ネットワーク経路は、インターネット、クラウドサービスネットワーク、プライベートネットワークの少なくともいずれか一つを含む、通信方法。
18. 請求項１７に記載の通信方法であって、
    前記中継装置が、複数のクラウドサービスネットワークを接続する、通信方法。
19. 第１の通信システムのコアネットワークと外部ネットワークとを中継する中継装置が実施する通信方法であって、
    前記第１の通信システムがＬＴＥプロトコルのデータを通信対象としたＬＴＥ通信システムであり、
    前記ＬＴＥ通信システムにおけるデータを送信する第１のノードと、第２のノードとが、前記第１の通信システムとは異なる第２の通信システムを利用した通信経路により接続され、
    前記中継装置は、
    前記第１のノードから前記第２の通信システムを利用した通信経路上を前記第２のノードを経て伝送されてきた前記ＬＴＥプロトコルのデータを受信し、
    前記ＬＴＥプロトコルのデータ中の前記第１のノードを識別する識別情報に基づき、前記外部ネットワーク中の当該識別情報に対応した特定のネットワーク経路に前記ＬＴＥプロトコルのデータを転送する、通信方法。
20. 第１の通信システムのコアネットワークと外部ネットワークとを中継する中継装置であって、
    前記第１の通信システムがＬＴＥプロトコルのデータを通信対象としたＬＴＥ通信システムであり、
    前記ＬＴＥ通信システムにおけるデータを送信する第１のノードと、第２のノードとが、前記第１の通信システムとは異なる第２の通信システムを利用した通信経路により接続され、
    前記中継装置は、
    前記第１のノードから前記第２の通信システムを利用した通信経路上を前記第２のノードを経て伝送されてきた前記ＬＴＥプロトコルのデータを受信し、
    前記ＬＴＥプロトコルのデータ中の前記第１のノードを識別する識別情報に基づき、前記外部ネットワーク中の当該識別情報に対応した特定のネットワーク経路に前記ＬＴＥプロトコルのデータを転送する、中継装置。
    
    

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