JP2560687B2

JP2560687B2 - 回線併用通信方法

Info

Publication number: JP2560687B2
Application number: JP61030822A
Authority: JP
Inventors: 浩介新内; 聡宮崎; 良一佐々木; 勤中村; 公一春名
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-02-17
Filing date: 1986-02-17
Publication date: 1996-12-04
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JPS62189823A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、通信方法に係り、特に、地上回線、衛星通
信回線を含んだ通信網において回線の状態や能力あるい
は通信データの形態などに応じ最適な回線を使用するこ
と、また、回線の修復や異常時には別の回線に切り替え
ることにより衛星を含んだ通信網の通信効率および信頼
性を最大にする通信方法に関する。

〔発明の背景〕

既存の通信プロトコルで高速のデータ伝送に最も適し
たものとして、ここでは詳細を省くが、HDLC（ハイレベ
ル・データリンク制御手順）がある。しかし、衛星通信
では伝送遅延、同報性、完全結合性など種々のフアクタ
によりHDLCのような既存の地上回線用の通信プロトコル
をそのまま適用することは難しい。

例えば、衛星通信回線の伝送遅延時間は約250msecと
地上のそれよりも非常に大きい。従つて、通常のHDLCプ
ロトコルを衛星通信回線に適用すると伝送遅延のため送
達確認待ちのデータを送信側で保持しておく必要がある
ために大容量の通信バツフアを必要とし、しかも、回線
利用効率が低下する。また回線の異常時における切り替
えの際にも既存の通信制御装置ではバツフアがあふれる
恐れがあるためオペレータの介入を必要としている。

従つて、地上回線と衛星通信回線が混在する通信網に
おいては前述のような問題点を解決して通信網を有効か
つ効率的に利用でき、その上信頼性の高い通信方法、通
信システムの実現が望まれている。

また、文献〔田中、市川、土橋、「通信衛星２号（CS
−２）とその通信システム」、電子通信学会誌、Vol.6
7,No.8,pp.835−856（1984）〕にあるように衛星通信回
線を地上回線のバツクアツプとして使用する実験が行わ
れている。また、昭和59年11月の世田谷ケーブル火災の
時には、地上回線の代替用として利用された。

しかし、これらは地上回線から衛星通信回線へ切り替
えることは可能であるが、通信をいつたん遮断してオペ
レータによる手操作、コマンド投入などにより切り替え
る方法であり、システムの再ジエネレーシヨン、プログ
ラムのローデイング等のため時間を要し、データを最初
から送り直すなど高効率性、高信頼性の維持には不利で
ある。

また通信回線の切り替えに際しては異常が発生して回
線がダウンするまでオペレータにはわからず通信がスト
ツプして初めて切り替えを行うことになる。従つて、通
信網の効率的利用という点でも不十分である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記背景の下に回線状態や回線能
力、送受信データの形態や長さなどに応じてデータを送
受信する回線を地上回線とするかあるいは衛星通信回線
とするかを決定して通信を行い高い通信効率を得ること
ができ、回線の異常時には正常な通信回線に機能停止す
ることなく即座に切り替えることのできる通信方法を提
供する事にある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために本発明では、通信回線を制
御する手段として多重回線制御機能を設け、回線状態や
回線能力、送受信データの形態や長さなどに応じて地上
回線、衛星通信回線いずれを使うかを決定して切り替え
使用、あるいは回線を併用することによつて高速かつ効
率の良い通信を行う。

また、回線の状態を監視し異常の有無を通信制御装置
に報告する手段として通信回線監視機能を通信制御装置
とは別途あるいは通信制御装置そのものに設ける。

地上回線の災害や輻輳によるダウンの際には通信回線
監視機能が通信制御装置にその発生の通知を行う。地上
回線から衛星通信回線に自動的かつ高速に切り替える。
また衛星回線の異常発生時にはやはり通信回線監視機能
が通信制御装置にそれを報告する。この場合および地上
回線の修復が終了すると通信制御装置は衛星通信回線か
ら地上回線に、自動的かつ高速に切り替える。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例により説明する。第１図は、本
発明による衛星通信回線・地上回線併用通信方法を実行
するシステムの第１の実施例のブロツク構成図である。

通信制御装置6,6′にはネツトワーク制御プログラム1
01,101′がそれぞれ格納されている。また、ホスト・コ
ンピユータ7,7′には仮想通信アクセス制御プログラム1
02,102′、ユーザ・プログラム103,103′が格納されて
いる。ホスト・コンピユータ７と７′の間には仮想通信
アクセス制御プログラム102,102′およびネツトワーク
制御プログラム101,101′によつて多重回線制御が行わ
れている。

いま、主局側のホスト・コンピユータ７から従局側の
ホスト・コンピユータ７′へユーザ・プログラム103,10
3′により通信を行つているとする。このとき通信制御
装置６は回線状態の情報を検出しながら、通信回線の能
力（例えば、回線速度）やホスト・コンピユータ７から
送るデータなどの内部情報（例えば、問い合わせ型、フ
アイル転送型などの通信形態や、データ長など）をもと
にして通信データに最適な回線を選択し切り替えてこれ
を使用する。さらに、いずれかの回線に異常が生じた時
には異常回線から正常回線へ切り替える機能を持つ。

衛星通信回線は衛星１が宇宙空間にあるため耐災害性
が強い。そこで、衛星通信を地上網のバツクアツプとし
て使う計画が立てられている。また、耐災害性以外にも
同報性、完全結合性、大容量性などの長所をもつてい
る。このため、衛星通信は大容量フアイルを送受信する
ことに適している。しかし、一方では伝送遅延時間が地
上回線に比べて非常に大きいためデータ長の短い通信文
の相互交換、いわゆる問い合わせ型の通信、あるいはパ
ケツト交換などに対しては適していない。以上のことか
ら既存の通信プロトコルを衛星に用いる限りその使用は
遅延時間の影響の少ない銀行などの大容量フアイル転送
等に限られているとされている。

地上網のバツクアツプとして衛星通信を使う場合、衛
星を災害に備えて待機させ遊ばせておくことは非常に不
経済である。従つて、衛星通信は災害時にはバツクアツ
プとしての機能を果たし、通常は地上網の補助あるい
は、同等の通信を行えることが望ましい。つまり本容量
フアイルの転送だけでなく遅延の影響を極力排除した衛
星通信方法が望まれている。

ここでは、まず第１図に示したシステムに備えるべき
多重回線制御機能の説明を行う。

従来の計算機間の通信では、ひとつひとつの論理ユニ
ツト（ユーザ・プログラム）同士の間には論理リンク
（通信回線）はひとつしか定義しない。従つて、その通
信制御機能（ネツトワーク制御プログラム101,101′、
仮想通信アクセス制御プログラム102,102′を含む）は
一組のデータ送受信に対しては回線の切り替え、選択な
どの機能は持たず、ただ単に回線の混雑に応じ送出する
データ量の調節（ペーシング）を行うのみである。ここ
で述べる多重回線制御機能は、この論理リンク（通信回
線）を複数本定義し、これを制御できる機能であり、い
わゆるデータリンク制御の上位レイヤに位置付けられる
もので、OSIでもマルチ・リンク制御手順として標準化
が進められている。

この多重回線制御機能を備えたホスト・コンピユータ
7,7′、通信制御装置6,6′などによつてユーザ・プログ
ラム同士の間で衛星回線10、地上回線８など複数の回線
を設定でき、通信が行える。

まず、通信回線の切り替えについて説明する。いま、
主局衛星通信地球局２から従局衛星通信地球局２′へ地
上回線網８を介して通信を行つているとする。該地球局
２及び２′はそれぞれアンテナ３及び３′、変復調装置
４及び４′、送受信装置５及び５′とを備える。通信制
御装置6,6′は通常、回線の信号が絶える時間の監視を
行つており、地上回線に災害やデータの輻輳が発生する
とそれを知ることができる。これら異常が発生すると多
重回線制御機能により自動的に地上回線８から衛星通信
回線10に切り替える。地上回線８が回復すればやはり自
動的に地上回線８に切り替える。

地上回線８から衛星通信回線10へ切り替える場合には
それ程問題はないが、衛星通信回線10から地上回線８へ
切り替える場合には不都合が生じ易い。すなわち、伝送
遅延時間の違いによる。衛星通信回線10から地上回線８
へ切り替えると衛星通信回線10の伝送遅延のため切り替
え直前に送られた衛星通信回線10のデータは切り替え直
後の地上回線８を通つたデータよりもかなり遅く相手に
到達する。従つて互いの受信確認のための通信バツフア
は送信側、受信側それぞれ通常の地上回線で使われてい
る通信制御装置のバツフアと比べると非常に容量の大き
なものが必要となる。その上、衛星通信回線10では回線
速度、データ長が大きいためバツフア量がより増える要
素もある。また、地上回線８経由のデータが衛星通信回
線10経由のデータよりもかなり早く相手側に届くため受
信側で受信データの並べかえを行う必要もある。

そこで、衛星通信回線10から地上回線８へ切り替える
際にはバツフアあふれによる機能停止を防ぐためと、デ
ータ順序の整合性を保つために切り替え直後には送信側
から地上回線にデータを暫く送らないよう静止期間を設
ける。すなわち、切り替えに要する時間をtx、伝送遅延
時間をtdとすると静止期間ＴはＴ＝td−tx ……（１）で表わせる。この式から判るように人為的に切り替えを
行えば切り替えに要する時間txが大なるため静止期間Ｔ
は設けてもよい。また、送信の再開始時には送信側から
送信開始のメツセージを送りその応答があつてから送信
開始するようにし、通信の信頼性を確保する。

このような機能を設けることによりバツフア容量に少
くしてメモリを節約でき、データの並べかえに伴う複雑
な操作、メモリの浪費を抑えることができ、効率やコス
トの面でメリツトのある衛星通信回線や地上回線など特
性の異つた回線の切り替え機能を持つた通信制御装置が
実現できる。

この切り替え機能は、回線異常時のバツクアツプのた
めだけでなく、次に述べるような回線と併用時にも重要
である。

次に、衛星通信回線10と地上回線８とを併用する場合
を説明する。

前述の様な通信システムを考える。この時、多重回線
制御機能により計算機間に複数の論理リンク（通信回
線）を張る。衛星通信回線10は大容量のフアイル転送に
適し、地上回線８はパケツト交換や応答型の比較的デー
タ長の短い、相互対話通信向きである。従つて、それぞ
れの回線に適した通信を並行して行い通信を効率良くす
ることができる。

いま、主局衛星通信地球局２から従局衛星通信地球局
２′へ衛星１を介して通信を行つているとする。通信は
問い合わせ型とフアイル転送型の混在したものを想定す
る。第２図は、その時のタイムチヤートである。図の上
側が主局PS（Primary Station）201、下側が従局SS（Se
condary Station）202である。横軸は経過時間である。
通信は理想的に行われる（否定応答などない）場合を考
える。

まず主局201から従局202へフアイルの送信を要求する
コマンドRQA203を出す。すると従局202は主局201へ要求
に対する肯定応答RR213を返す。この後、従局202は主局
201へフアイルの送信を行う。すなわちフアイル情報フ
レームI1 204〜I7 210を順次送信する。各情報フレーム
I1〜I7に対して肯定応答RR（214〜220）が返る。次に従
局202はフアイル送信終了コマンドRQB211を送り、肯定
応答RR221が返つてくる。次に、主局201はフアイル送信
終了確認コマンドANSA212を送り返す。これに対し従局2
02は肯定応答RR222を返す。以上の様な通信シーケンス
を考える。

衛星の遅延時間を250msecとし、情報フレームの送信
間隔を10msec、情報フレームの送信前処理時間を100mse
c、コマンドの送信前処理時間を30msecとする。

この時、第２図の様な通信を行うに要する時間は計算
によると1720msecとなる。

前述の様に衛星通信回線は大容量のフアイル転送に適
している。一方、地上網の様な回線速度が遅く、遅延の
少ない回線は問い合わせ型にも十分対応できる。従つ
て、問い合わせ型のコマンドは地上を、フアイル送信は
衛星を介するように変更する。第３図は、そのような通
信方法をとつた場合のタイムチヤートである。図の上側
が主局PS（Primary Station）201、下側が従局SS（Seco
ndary Station）202である。横軸は経過時間である。

まず主局201から従局202へフアイルの送信を要求する
コマンドRQA303を地上回線を用いて送信する。すると従
局202は主局201へ要求RQA303に対する肯定応答RR313を
地上回線で返す。この後、従局202は主局201へ衛星回線
を介してフアイルの送信を行う。すなわちフアイル情報
フレームI1 304〜I7 310を順次送信する。各情報フレー
ムI1〜I7に対して肯定応答RR（314〜320）が衛星回線で
返る。次に従局202はフアイル送信終了コマンドRQB311
を地上回線で送り、肯定応答RR321が同じ経路である。
次に、主局201はフアイル送信終了確認コマンドANSA312
を地上回線で送り返す。これに対し肯定応答RR322を返
す。第３図において傾きの大きい通信データが衛星通信
回線を、傾きの小さい通信データが地上回線を経由して
いることを示す。

以上の様なシーケンスで通信を行うのに要する時間は
地上網の遅延時間を5msecとし、他の条件を第２図の場
合と同一とすると740msecである。従つて、このように
送信するデータの種類によつて地上回線を使うか衛星通
信回線を使うかを判別して通信回線利用効率を良く（通
信にかかる時間を短く）することができる。

また通信においてデータ長の短いもの、受信確認など
通信の制御上重要かつ早く通知したいものなどは地上網
を用いると効率が良くなる。第４図はその様な通信方法
をとつた場合のタイムチヤート例である。第４図の上側
が主局PS（Primary Station）201、下側が従局SS（Seco
ndary Station）202である。図の横軸は経過時間を示
す。

まず主局201から従局202へフアイルの送信を要求する
コマンドRQA403を衛星通信回線を通して送信する。受信
確認などの制御データは遅延の少ない地上網を用いた方
がよい。従つて、従局202は主局201へ要求に対する肯定
応答RR413を地上回線で返す。この後、従局202は主局20
1へフアイルの送信を衛星回線を介して行う。すなわち
フアイル情報フレームI1 404〜I7 410を順次送信する。
各情報フレームI1〜I7に対して肯定応答RR（414〜420）
もやはり地上網を経由して返す。次に従局202はフアイ
ル送信終了コマンドRQB411を衛星通信回線で送り、肯定
応答RR421が同様に地上網を経由して返る。次に、主局2
01はフアイル送信終了確認コマンドANSA412を衛星通信
回線で送り返す。これに対し従局202は肯定応答RR422を
地上網を経由して返す。

以上の様なシーケンスで通信を行うのに要する時間は
地上網の遅延時間を5msecとし、他の条件を第２図の場
合と同一とすると985msecである。従つて、このように
送信するデータはそのまま衛星回線を使い、受信確認な
どの通信制御データは地上回線を使う様にすれば衛星通
信回線のみを使用するよりも通信回線利用効率を良く
（通信にかかる時間を短く）することができる。

さらに、第３図と第４図を組み合わせると問い合わせ
型は地上網、フアイル転送型の送信は衛星通信回線を使
い、その受信確認は地上網を使うという様な方法も取れ
る。この場合さらに通信時間が短くできる。

また、本実施例では送信データに着目して地上網、衛
星通信回線の選択、併用について記述したが、地上網や
衛星の混み具合などに応じてどちらを使うかを決定する
方法も考えられる。

以上述べてきた様に、送信データの形態やサイズ、回
線状態などに応じて地上回線、衛星通信回線のいずれを
使うかを決め、通信を行うことにより高速かつ高効率の
通信がおこなえる。

つぎに、第５図にもとづき、回線障害時に対応した本
発明の第２の実施例を説明する。

地上回線網８に何等かの障害、例えば災害による回線
切断やデータの輻輳などが生じて地上回線網８を使用で
きなくなつた場合、まずこれらの状態を通信回線監視装
置９が検出する。通信回線監視装置９は、検出した情報
を通信制御装置６へ報告する。通信は仮想通信アクセス
法／ネツトワーク制御プログラムにより多重回線制御を
行つている。この制御機能により通信制御装置６はそれ
まで地上回線網８を用いて通信をおこなつていたもの
を、衛星１を介するように送信経路をオペレータの手を
煩わすことなく自動的に、しかも高速に切り替えること
が可能である。

逆に、衛星通信回線に降雨減衰等の原因により障害が
起きた場合、あるいは地上回線のダウンの修復により元
の状態に復帰する場合などには、衛星通信回線から地上
回線に切り替える。

以上の様に地上回線網８に災害が生じた場合やデータ
輻輳による回線の能率低下時には地上網のバツクアツプ
として衛星１への通信路切り替えを行い、反対に降雨減
衰により能率低下や衛星の故障時には衛星通信回線から
地上回線へも自動的に切り替えを行い、通信回線の高効
率性、高信頼性を維持することが出来る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、通信回線を制御する手段として多重
回線制御機能を用い、回線状態や回線能力、送信データ
の形態やサイズなどに応じて地上回線、衛星通信回線の
何れを使うかを決めて回線を併用し、切り替えることに
より高速で効率の良い通信を行うことができる。

さらに、多重回線制御機能を用いているため常に衛星
通信回線、地上回線が使用可能状態にあるので、災害に
よる地上網のダウンや衛星の故障に対しても一方が一方
の代替回線として使えるため通信網の信頼性、ノンスト
ツプ性を確保できる。

以上のことから本回線併用通信方法は通信データを大
容量でしかも高速に送ることによる通信網の有効利用、
通信回線として衛星通信回線と地上回線を持ついわゆる
通信網の二重化による信頼性の向上に大きな効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回線切り替え制御方法を行う衛星
通信回線・地上回線切り替えシステムの第１の実施例の
ブロツク構成図、第２図は従来の衛星通信回線を用いた
通信方法のタイムチヤート、第３図は問い合わせ型の通
信に地上回線をフアイト転送型の通信に衛星通信回線を
用いた通信方法のタイムチヤート、第４図は従来の衛星
通信回線を用いた通信において受信確認などの制御情報
のデータを地上回線を用いて送り返す通信方法のタイム
チヤート、第５図は本発明による回線切り替えシステム
の第２の実施例のブロツク構成図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村勤川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者春名公一川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (56)参考文献特開昭59−135948（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−144245（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−16651（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−29083（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−64551（ＪＰ，Ａ) 電気通信学会誌、67［８］（1984）田中、市川、土橋、Ｐ．835−856

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１処理装置（７）と第２処理装置
（７′）との間を、それぞれの多重回線制御機能を備え
た通信制御装置（６、６′）を介して双方向で送信情報
の送信が可能な地上回線（８）で接続すると共に、上記
各通信制御装置（６、６′）に接続された衛星通信地球
局（２、２′）を介して双方向で送信情報の送信が可能
な衛星回線（10）で接続し、上記通信制御装置間に、上記地上回線を経由する第１論
理リンクと上記衛星回線を経由する第２論理リンクと設
定しておき、上記第１処理装置と第２処理装置との間のプログラム間
通信中に、上記各通信制御装置が送信情報の種類に応じ
て使用する論理リンクを切り替え、ファイル転送データ
は上記第２論理リンクに、ファイル転送データに対する
応答および問い合わせ型のコマンドは上記第１、第２論
理リンクの何れかに、上記問い合わせ型コマンドに対す
る応答は上記第１論理リンクに送出することを特徴とす
る回線併用通信方法。
【請求項２】前記各通信制御装置（６、６′）が、問い
合わせ型コマンドおよびそれに対する応答を前記第１論
理リンクに送信し、前記ファイル転送データとそれに対
する応答を前記第２論理リンクに送信することを特徴と
する第１項に記載の回線併用通信方法。
【請求項３】前記各通信制御装置（６、６′）が、前記
ファイル転送データを前記第２論理リンクに送信し、上
記ファイル転送データに対する対応、問い合わせ型コマ
ンド、およびそれに対する応答を前記第１論理リンクに
送信することを特徴とする第１項に記載の回線併用通信
方法。
【請求項４】前記各通信制御装置（６、６′）がそれぞ
れ回線監視機能を備え、前記プログラム間通信中に前記
地上回線または衛星回線の何れかに障害が発生中は、正
常な回線を経由する前記第１、第２論理リンクの何れか
を選択し、上記第２論理リンクから上記第１論理リンク
に切り換える場合には、上記衛星回線での伝送遅延時間
に応じて決まる所定の静止期間を経た後に上記論理リン
クの切り換えを行うことを特徴とする第１項記載の回線
併用通信方法。