JP3822831B2

JP3822831B2 - Multicast processing system and multicast processing method

Info

Publication number: JP3822831B2
Application number: JP2002083154A
Authority: JP
Inventors: 清隆関
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2022-03-25
Also published as: JP2003283558A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチキャストパケットのアドレスを制御してマルチキャスト通信を行うマルチキャスト処理システム及びマルチキャスト処理方法に関する。特には、鉄道列車やバス、航空機などの移動体に設けられた通信機器へ送受信するマルチキャストパケットのアドレスを動的に制御して移動体上の通信機器のマルチキャスト通信を可能にするマルチキャスト処理システム及びマルチキャスト処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複数のコンピュータを通信回線などによって接続し、データやプログラムなどを複数のコンピュータ同士で蓄積交換したり、データなどを共有するコンピュータ・ネットワーク（以下、単に「ネットワーク」とも言う）が構築されている。
【０００３】
このようなネットワークの方式としては、所定の通信プロトコルなどに準拠すれば、原則として自由にコンピュータの接続ができるオープン型ネットワーク方式と、ネットワークをホスト・コンピュータなどで管理し、接続されるコンピュータなどの端末装置に一定のセキュリティなどの制限を設けて、管理外のコンピュータ・ノードをネットワークに接続させないようにするクローズ型ネットワーク方式がある。
【０００４】
上述のオープン型ネットワーク方式の代表的なものとして、インターネットがある。このインターネットにおいては、通信プロトコルにＴＣＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）が採用されており、原則としてこの通信プロトコルを遵守したコンピュータであればネットワークに接続することができる。また、特定のセキュリティなどの制限を受けるが、通信プロトコルはインターネットと同様のＴＣＰ／ＩＰを使用するイントラネットなども存在する。
【０００５】
近年において、インターネットのような自由なネットワーク環境を背景に、ＷＷＷ（ＷｏｒｌｄＷｉｄｅＷｅｂ）などのマルチメディア環境が整備されてきた。特に、最近では、このインターネットやイントラネットを利用して、情報の伝達を電子メールの通信で行ったり、ネットワーク上に接続されている複数のコンピュータで情報の分散処理を行うことが多くなってきている。
【０００６】
ここで、インターネットやイントラネットでは、ネットワークに接続されているコンピュータにＩＰアドレスという固有の識別子を割当てて管理している。このＩＰアドレスは、所定の桁数の数字を羅列したもので、人間には覚えにくい、負荷分散ができない等の理由により文字列（ドメインネーム）でコンピュータを指定できるようなシステムが提供されている（ＤＮＳ：ＤｏｍａｉｎＮａｍｅＳｙｓｔｅｍ）。
【０００７】
一方、鉄道の列車制御や防護システムなどにおいては、コンピュータ通信の制御方式を自律分散型の制御方式に移行しつつある。このような環境においては、列車、信号機や運動装置などの機器、沿線の作業員の持つ通信装置などは、自分の位置や移動速度などの状態情報を自律的に発信し、受信側のシステムでは、いろいろな発信源からの情報を処理する必要がある。この場合、送信側のデータは所定の範囲内の受信側装置に受信され、所定の範囲を超える位置にある装置などには受信されないような通信を行う必要がある。
【０００８】
これを実現する方法としては、無線電波を利用して無線電波の到達範囲にある機器でデータを受信する方法がある。また、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）を利用し、１のＬＡＮセグメントに接続された機器のみを通信可能にする方法がある。
【０００９】
さらに、インターネットのプロトコルであるＩＰのマルチキャスト機能を利用する方法もある。このＩＰマルチキャスト方法は、送信側から１つのマルチキャストパケットを送信し、途中のルータが受信側の方向へ必要に応じてパケットの複製を作りながら送信していく方式をとっている。この方式では、受信側の装置からは、マルチキャストグループへの参加をルータに送信すると、送信側から送信されたマルチキャストパケットが、ルータ間で処理され、同一グループ内の受信側装置に配信されるようになっている。
【００１０】
このように、送信側からは、１つのマルチキャストパケットを送信するだけで、同一マルチキャストグループに存在する複数の受信側装置にデータを送信することができる。これにより、受信側装置の数だけパケットを送信する必要がないため、ネットワークの負荷が軽減され、動画の配信なども可能となる。
【００１１】
即ち、１つのマルチキャストグループ毎に１つのマルチキャストアドレスが対応付けられており、送信側は、複数の受信側装置に対応する宛先を特定するためのマルチキャストアドレスを利用してデータの送信を行うようにすればよい。このように、ＩＰマルチキャストを利用すると、送信側と受信側の間の伝送媒体に限定されることなく複数の受信側装置に対して効率的にデータ（パケット）を配信することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の無線電波やＬＡＮを利用して通信する方法においては、各通信装置は全て同じ規格の伝送装置（無線機など）を備える必要があり、実際の通信機器を１つの規格に揃えるように設備を整えることは、既存設備の有効利用が図れずコストがかかるという問題がある。
【００１３】
また、ネットワークの構成が、一度構築された構成に拘束されるため、グループへの装置の追加や削除などを自由に行うことができず、ネットワーク負荷やセキュリティ、グループ変更などを考慮したネットワーク設計を行うことができないという問題があった。
【００１４】
また、ＩＰマルチキャストによる通信方法においては、グループへ新たに参加する場合、参加通知を各ルータに適用させる必要があるため、参加通知を行ってから実際にパケットの通信が可能になるまで時間がかかるという問題があった。
【００１５】
特に、移動体上のコンピュータの通信において、移動体の位置によってグループへの所属を行う場合、グループへの参加やグループからの脱退をその位置によって判断する必要があり、ＩＰマルチキャストを直ちに適用することができない。さらに、通信帯域が狭いため、移動体上の装置の接続や制御が困難であるという問題があった。
【００１６】
従って、本発明の目的は、鉄道列車やバス、航空機などの移動体に設けられた通信機器が送受信するマルチキャストパケットのアドレスを動的に制御して移動体上の通信機器のマルチキャスト通信を可能にするマルチキャスト処理システム及びマルチキャスト処理方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のマルチキャスト処理システムは、複数の通信機器間での通信を行う通信システムにおけるマルチキャストパケットのアドレスを制御するマルチキャスト処理システムであって、移動体上に設けられた移動体通信システムと、所定の移動体上の移動体通信システムと通信を行う地上通信サーバと、特定の地域に対応付けられたマルチキャストグループとマルチキャストアドレスの管理を行うマルチキャスト管理サーバと、移動体通信システム、地上通信サーバ、マルチキャスト管理サーバを接続するネットワークと、を備え、移動体通信システムは、地上通信サーバとの間でデータ通信を行う車上通信サーバを備え、地上通信サーバは、車上通信サーバとの間でデータの通信を行う、車上通信サーバに対応した移動体地上通信サーバを備え、地上通信サーバの移動体地上通信サーバは、移動体通信システムの車上通信サーバから受け取った状態情報に基づいて、マルチキャスト管理サーバにマルチキャストアドレスを問い合わせ、地上通信サーバの移動体地上通信サーバは、マルチキャスト管理サーバから通知されたマルチキャストアドレスに基づいて、マルチキャストパケットの宛先アドレスの変換を行う、ことを特徴とする。
【００１８】
ここで、移動体通信システムの車上通信サーバは、状態情報を処理する車上マルチキャスト処理手段と、状態情報を記憶する車上記憶手段と、地上通信サーバとの間でデータの通信を行う車上通信制御手段と、を備え、移動体地上通信サーバは、車上通信サーバからの状態情報やマルチキャスト管理サーバから送信されてきたマルチキャストアドレスを処理する地上マルチキャスト処理手段と、車上通信サーバからの状態情報やマルチキャスト管理サーバからのマルチキャストアドレスを記憶する地上記憶手段と、車上通信サーバとの間でデータの通信を行う地上通信制御手段と、を備え、マルチキャスト管理サーバは、特定の地域に対応付けられたグループとそのグループに対応するマルチキャストアドレスをグループ−マルチキャストアドレス対応テーブルとして記憶するグループ管理記憶手段と、地上通信サーバとの間でデータの通信を行うマルチキャスト通信制御手段と、地上通信サーバからの状態情報とグループ管理記憶手段に記憶されているグループ−マルチキャストアドレス対応テーブルの情報に基づいて、移動体システムのマルチキャストアドレスを特定するマルチキャスト管理制御手段と、を備える、ようにするとよい。
【００１９】
ここで、移動体は、鉄道列車であり、状態情報は、鉄道列車の位置情報である、ことができる。
【００２０】
また、ネットワークは、ＴＣＰ／ＩＰの通信プロトコルを利用する、ことができる。
【００２１】
また、上記課題を解決するため、本発明のマルチキャスト処理方法は、複数の通信機器間での通信を行う通信システムにおけるマルチキャストパケットのアドレスを制御するマルチキャスト処理方法であって、（Ａ）移動体のサーバとの間でデータの通信を行うための、当該移動体のサーバに対応する地上サーバを設け、（Ｂ）移動体のサーバが存在する場所を表す位置情報に基づいて、特定の地域に対応付けられたマルチキャストアドレスの中から移動体のサーバが存在する場所に対応するマルチキャストアドレスを決定し、（Ｃ）マルチキャストアドレスに基づいて、移動体のサーバと地上サーバとの間でデータの通信を行う、ことを特徴とする。
【００２２】
ここで、移動体は、鉄道列車であり、状態情報は、鉄道列車の位置情報である、ことができる。
【００２３】
特定の地域に応じて、グループ管理を行い、このグループ毎にマルチキャストアドレスを割当ててデータの通信を行うため、鉄道列車やバス、航空機などの移動体に設けられた通信機器の送信するパケットや受信すべきパケットの宛先アドレスを動的に制御して移動体上の通信機器のマルチキャスト通信を可能にする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明のマルチキャスト処理システム及びマルチキャスト処理方法の実施の形態を説明する。以下においては、一例として、列車内に設けられたコンピュータシステムのマルチキャストの処理について説明する。
【００２５】
図１は、本発明のマルチキャスト処理システムの一形態を示す図である。このマルチキャスト処理システムは、コンピュータネットワーク（以下、単に「ネットワーク」ともいう）４０と、ネットワーク４０に接続され、列車などの移動体上に構築された移動体通信システムであるコンピュータシステム（図１においては、Ａ列車システム３０ａ、Ｂ列車システム３０ｂ）と、所定の移動体上のコンピュータシステム（Ａ列車システム３０ａ、Ｂ列車システム３０ｂ）と通信を行う地上通信サーバ１０と、特定の地域に対応付けられたグループとマルチキャストアドレスの管理を行うマルチキャスト管理サーバ２０と、地上通信サーバ１０、マルチキャスト管理サーバ２０などが接続される地上ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）５０と、移動体上のコンピュータシステム（Ａ列車システム３０ａ、Ｂ列車システム３０ｂ）からのデータを処理する地上ホスト６０と、を備えている。
【００２６】
ここで、ネットワーク４０は、通信プロトコルにＴＣＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）が採用されている。この場合、インターネットの通信プロトコルに準拠した既存のアプリケーションやシステムを使用することができるので、低コストでマルチキャスト処理システムを実現することができる。
【００２７】
また、列車などの移動体上に構築されたコンピュータシステム（図１においては、Ａ列車システム３０ａ、Ｂ列車システム３０ｂ）には、車上の各コンピュータを接続する車上ＬＡＮ３６と、列車内のデータを処理する車上ホスト３１、列車の状態をモニタするモニタ装置３７と、地上通信サーバ１０との間でデータ通信を行う車上通信サーバ３２と、を備えている。ここで、車上通信サーバ３２は、モニタ装置３７からの位置情報を処理する車上マルチキャスト処理部３３と、モニタ装置３７からの位置情報や自列車に対応するマルチキャストアドレスを記憶する車上ＤＢ（ＤａｔａＢａｓｅ）３４と、地上通信サーバ１０との間でデータの通信を行う車上通信制御部３５と、を備えている。なお、図１では、Ａ列車システム３０ａのみにその構成を示す。
【００２８】
また、地上通信サーバ１０は、地上ＬＡＮ５０に接続され、車上通信サーバ３２との間でデータの通信を行うサーバ通信制御部１１と、各移動体通信システム（Ａ列車システム３０ａ、Ｂ列車システム３０ｂ）に対応する移動体地上通信サーバ（図１においては、Ａ列車地上通信サーバ１２ａ、Ｂ列車地上通信サーバ１２ｂ）と、を備えている。また、移動体地上通信サーバ（Ａ列車地上通信サーバ１２ａ、Ｂ列車地上通信サーバ１２ｂ）は、車上通信サーバ３２からの位置情報及びマルチキャストアドレスやマルチキャスト管理サーバ２０から送信されてきたマルチキャストアドレスを処理する地上マルチキャスト処理部１３と、車上通信サーバ３２からの位置情報及びマルチキャストアドレスやマルチキャスト管理サーバ２０からのマルチキャストアドレスを記憶する地上ＤＢ１４と、サーバ通信制御部１１を介して、車上通信サーバ３２との間でデータの通信を行う地上通信制御部１５と、を備えている。なお、図１では、Ａ列車地上通信サーバ１２ａのみにその構成を示す。
【００２９】
また、マルチキャスト管理サーバ２０は、特定の地域に対応付けられたグループとそのグループに対応するマルチキャストアドレス（グループ−マルチキャストアドレス対応テーブル）を記憶するグループ管理ＤＢ２３と、地上ＬＡＮ５０に接続され、地上通信サーバ１０との間でデータの通信を行うマルチキャスト通信制御部２１と、地上通信サーバ１０からの位置情報とグループ管理ＤＢ２３に記憶されているグループ−マルチキャストアドレス対応テーブルの情報に基づいて、位置情報に基づくグループとマルチキャストアドレスを特定するマルチキャスト管理制御部２２と、を備えている。
【００３０】
ここで、グループ管理ＤＢ２３に記憶されているグループとしては、固定的なもの（例えば、１つの駅構内など）や、一時的（臨時的）なもの（例えば、線路の工事区間など）が適用できる。マルチキャスト管理サーバ２０のグループ管理ＤＢ２３に記憶されているこれらのグループデータは、必要に応じて更新することができる。
【００３１】
以下、本発明のマルチキャスト処理方法について説明する。以下においては、図１のＡ列車システム３０ａ、地上通信サーバ１０、及びマルチキャスト管理サーバ２０におけるマルチキャスト処理方法を一例として説明する。
【００３２】
図２は、本発明のマルチキャスト処理方法を示すフローチャートである。先ず、マルチキャスト管理サーバ２０のグループ管理ＤＢ２３に、特定の地域に対応付けられたグループとそのグループに対応するマルチキャストアドレス（グループ−マルチキャストアドレス対応テーブル）を記憶して準備する（ステップ２０１）。
【００３３】
また、グループ管理ＤＢ２３に記憶されているこれらのグループデータは、必要に応じて更新される（ステップ２０２、ステップ２０３）。Ａ列車システム３０ａの車上通信サーバ３２において、車上マルチキャスト処理部３３は、自列車に対応するマルチキャストアドレスを車上ＤＢ３４に記憶するとともに周期的／又は所定のタイミング（例えばマルチキャストアドレスの更新時のタイミングなど）で地上通信サーバ１０に送信する。（ステップ２０４）。ここで、マルチキャストアドレスを地上通信サーバ１０に送信せずに地上通信サーバ１０で別途設定してもよい。送信した場合には、地上通信サーバ１０のサーバ通信制御部１１は、Ａ列車システム３０ａの車上通信サーバ３２からマルチキャストアドレスを受け取ると、Ａ列車システム３０ａに対応するＡ列車地上通信サーバ１２ａにこのマルチキャストアドレスを渡す。Ａ列車地上通信サーバ１２ａは、このマルチキャストアドレスを地上ＤＢ１４に記憶する。
【００３４】
Ａ列車システム３０ａの車上通信サーバ３２において、車上マルチキャスト処理部３３は、モニタ装置３７から位置情報を検出し、車上ＤＢ３４に記憶すると共に、周期的に及び／又は所定のタイミング（例えば、位置情報の更新時のタイミングなど）で地上通信サーバ１０に送信する（ステップ２０５）。
【００３５】
地上通信サーバ１０のサーバ通信制御部１１は、Ａ列車システム３０ａの車上通信サーバ３２から位置情報を受け取ると、Ａ列車システム３０ａに対応するＡ列車地上通信サーバ１２ａにこの位置情報を渡す。
【００３６】
Ａ列車地上通信サーバ１２ａの地上マルチキャスト処理部１３は、地上ＤＢ１４に記憶されている位置情報と、車上通信サーバ３５から送信されてきた位置情報を比較し、位置情報に変更があるかどうかを確認する（ステップ２０６）。
【００３７】
位置情報に変更があった場合（ステップ２０６）、マルチキャスト管理サーバ２０にこの位置情報を送信してマルチキャストアドレスの問い合わせを行う（ステップ２０７）。
【００３８】
マルチキャスト管理サーバ２０のマルチキャスト管理制御部２２は、受け取った位置情報に基づいて、グループ管理ＤＢ２３のグループ−マルチキャストアドレス対応テーブルを検索し、位置情報に対応するグループとマルチキャストアドレスを特定する（ステップ２０８）。
【００３９】
マルチキャスト管理サーバ２０は、特定されたグループとマルチキャストアドレスを地上通信サーバ１０に送信する。地上通信サーバ１０は、Ａ列車地上通信サーバ１２ａにこの送信されてきたグループとマルチキャストアドレスを通知する（ステップ２０９）。
【００４０】
Ａ列車地上通信サーバ１２ａは、このグループとマルチキャストアドレス、及び位置情報を地上ＤＢ１４に記憶する（ステップ２１０）と共に、マルチキャストグループへの参加をルータに送信する。
【００４１】
一方、ステップ２０６で位置情報の変更がなく、ステップ２１１で列車の運行が終了した場合には、このマルチキャスト処理は終了する。
【００４２】
以上のようにして、Ａ列車システム３０ａの車上通信サーバ３２と、地上通信サーバ１０内に構築されたＡ列車システム３０ａの車上通信サーバ３２に対応するＡ列車地上通信サーバ１２ａとで、同一のマルチキャストアドレスを有し、また、地上通信サーバ１０内に構築されたＡ列車システム３０ａの車上通信サーバ３２に対応するＡ列車地上サーバ１２ａは、Ａ列車の位置情報に対応するマルチキャストアドレスを有し、これらのマルチキャストアドレスを利用してデータの通信を行うことができる。
【００４３】
図３は、マルチキャストグループの概念を示す図である。図３において、Ａ列車が地上固定グループ３から地上固定グループ２の位置（範囲）へ移動してくると（ステップ２０６）、Ａ列車システム３０ａからの位置情報に基づいて、地上通信サーバ１０からマルチキャスト管理サーバ２０にマルチキャストアドレスの問い合わせが行われる（ステップ２０７）。これに対応して、マルチキャス管理サーバ２０から地上通信サーバ１０へ、固定グループ２及び３のマルチキャストアドレスが回答され（ステップ２０８及びステップ２０９）、Ａ列車地上通信サーバ１２ａは、この固定グループ２及び３のマルチキャストアドレスを記憶し（ステップ２１０）、固定グループ２及び３のグループに加入する。
【００４４】
以上のように、本発明のマルチキャスト処理システム及びマルチキャスト処理方法によれば、移動体の通信装置に対するマルチキャストアドレスを動的に割当てることができるため、移動体の通信をシームレスにマルチキャストすることができる。
【００４５】
以下、本発明のマルチキャスト処理システム及びマルチキャスト処理方法を利用したサーバ間の通信について説明する。
【００４６】
先ず、Ａ列車システムからマルチキャストパケットが送信される場合について説明する。Ａ列車システム３０ａの車上ホスト３１は、宛先ＩＰアドレスを自列車のマルチキャストアドレスにしてマルチキャストパケットを送信する。このとき、車上通信制御部３５は、このマルチキャストアドレスに応じて、地上通信サーバ１０のＡ列車地上通信サーバ１２ａにマルチキャストパケットを送信するように定義しておく。
【００４７】
Ａ列車地上通信サーバ１２ａの地上マルチキャスト処理部１３は、マルチキャストパケットを受け取ると、地上ＤＢ１４に記憶されているマルチキャストアドレスに基づいて、必要な分だけマルチキャストパケットをコピーし、それぞれのグループに送信する。例えば、図３においては、固定グループ２及び３宛の２つのマルチキャストパケットを作成し送信する。このマルチキャストパケットは、グループ内の地上ホスト６０が受信することになる。
【００４８】
次に、地上の装置からマルチキャストパケットが送信される場合について説明する。地上ホスト６０は、地上マルチキャストグループ宛にマルチキャストパケットを送信する。
【００４９】
地上マルチキャスト処理部１３は、加入しているマルチキャストグループ宛のマルチキャストパケットを受信すると、宛先を自列車（Ａ列車）に対応するマルチキャストアドレスに置き換える。車上ホスト３１は、このグループに加入しているため、このマルチキャストパケットは、Ａ列車システム３０ａに送られ、車上通信サーバ３２を介して、車上ホスト３１で受け取ることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明のマルチキャスト処理システム及びマルチキャスト処理方法によれば、特定の地域に対応して、グループ管理を行い、このグループ毎にマルチキャストアドレスを割当ててデータの通信を行うため、鉄道列車やバス、航空機などの移動体に設けられた通信機器（コンピュータなど）の状態（位置など）に応じてマルチキャストアドレスを動的に制御して移動体上の通信機器のマルチキャスト通信を可能にすることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマルチキャスト処理システムの一例を示す図である。
【図２】本発明のマルチキャスト処理方法を示すフローチャートである。
【図３】マルチキャストグループの概念を示す図である。
【符号の説明】
１０地上通信サーバ
１１サーバ通信制御部
１２ａＡ列車地上通信サーバ
１２ｂＢ列車地上通信サーバ
１３地上マルチキャスト処理部
１４地上ＤＢ
１５地上通信制御部
２０マルチキャスト管理サーバ
２１マルチキャスト通信制御部
２２マルチキャスト管理制御部
２３グループ管理ＤＢ
３０ａＡ列車システム
３０ｂＢ列車システム
３１車上ホスト
３２車上通信サーバ
３３車上マルチキャスト処理部
３４車上ＤＢ
３５車上通信制御部
３６車上ＬＡＮ
４０ネットワーク
５０地上ＬＡＮ
６０地上ホスト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multicast processing system and a multicast processing method for performing multicast communication by controlling an address of a multicast packet. In particular, a multicast processing system that dynamically controls the address of a multicast packet to be transmitted to and received from a communication device provided in a moving body such as a railroad train, bus, or aircraft, and enables multicast communication of the communication device on the moving body; The present invention relates to a multicast processing method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a computer network (hereinafter simply referred to as “network”) has been constructed in which a plurality of computers are connected by a communication line and the like, and data and programs are stored and exchanged among a plurality of computers and data is shared. ing.
[0003]
As such a network system, an open network system in which computers can be freely connected in principle if they comply with a predetermined communication protocol, etc., and a network managed by a host computer or the like and connected computers, etc. There is a closed network system in which a terminal device is restricted by a certain security or the like so that an unmanaged computer node is not connected to the network.
[0004]
A typical example of the above-described open network system is the Internet. In this Internet, TCP (Transmission Control Protocol) / IP (Internet Protocol) is adopted as a communication protocol. In principle, any computer that complies with this communication protocol can be connected to the network. In addition, there are intranets using TCP / IP similar to the Internet as a communication protocol, although there are restrictions on specific security and the like.
[0005]
In recent years, a multimedia environment such as WWW (World Wide Web) has been developed against a background of a free network environment such as the Internet. In particular, recently, using the Internet or an intranet, information is often transmitted by e-mail communication, or information is distributed among a plurality of computers connected to the network. .
[0006]
Here, in the Internet or an intranet, a unique identifier called an IP address is assigned to a computer connected to the network for management. This IP address is an enumeration of numbers with a predetermined number of digits, and a system is provided in which a computer can be specified by a character string (domain name) because it is difficult for humans to remember and load balancing is not possible. (DNS: Domain Name System).
[0007]
On the other hand, in railway train control and protection systems, computer communication control systems are shifting to autonomous distributed control systems. In such an environment, equipment such as trains, traffic lights and exercise equipment, and communication devices owned by workers along the line autonomously transmit status information such as their position and moving speed. It is necessary to process information from various sources. In this case, it is necessary to perform communication so that the data on the transmission side is received by the reception-side device within a predetermined range and is not received by a device or the like located beyond the predetermined range.
[0008]
As a method for realizing this, there is a method in which data is received by a device within the reach of the radio wave using the radio wave. In addition, there is a method in which only a device connected to one LAN segment can communicate using a LAN (Local Area Network).
[0009]
Further, there is a method of using an IP multicast function which is an Internet protocol. This IP multicast method uses a method in which one multicast packet is transmitted from the transmission side, and a router in the middle transmits the packet while making a copy of the packet in the direction of the reception side as necessary. In this method, when a device on the receiving side sends a participation to the multicast group to the router, the multicast packet transmitted from the transmitting side is processed between the routers and distributed to the receiving device in the same group. It has become.
[0010]
In this way, data can be transmitted from the transmitting side to a plurality of receiving side devices existing in the same multicast group by transmitting only one multicast packet. As a result, it is not necessary to transmit packets as many as the number of receiving side devices, so that the load on the network is reduced, and distribution of moving images and the like are possible.
[0011]
That is, one multicast address is associated with each multicast group, and the transmission side transmits data using multicast addresses for specifying destinations corresponding to a plurality of reception side devices. do it. As described above, when IP multicast is used, data (packets) can be efficiently distributed to a plurality of receiving side devices without being limited to a transmission medium between the sending side and the receiving side.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional communication method using wireless radio waves or LAN, each communication device needs to have a transmission device (such as a wireless device) of the same standard, and one actual communication device is used. Arranging the equipment to meet the standard has the problem that it is not possible to effectively use the existing equipment and costs are increased.
[0013]
In addition, since the network configuration is constrained to the configuration once constructed, it is not possible to freely add or delete devices to the group, and network design considering network load, security, group changes, etc. There was a problem that could not be done.
[0014]
In addition, in the IP multicast communication method, when newly joining a group, it is necessary to apply the participation notification to each router, so it takes time until the packet communication is actually possible after the participation notification is made. There was a problem.
[0015]
In particular, in computer communication on a mobile unit, when belonging to a group depending on the location of the mobile unit, it is necessary to determine whether to join or leave the group based on the location, and IP multicasting must be applied immediately. I can't. Furthermore, since the communication band is narrow, there is a problem that it is difficult to connect and control devices on the moving body.
[0016]
Therefore, an object of the present invention is to dynamically control the address of a multicast packet transmitted / received by a communication device provided in a moving body such as a railroad train, a bus, or an aircraft to enable multicast communication of the communication device on the moving body. A multicast processing system and a multicast processing method are provided.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a multicast processing system of the present invention is a multicast processing system that controls an address of a multicast packet in a communication system that performs communication between a plurality of communication devices, and is provided on a mobile body. Telecommunications system, terrestrial communication server that communicates with mobile communication system on predetermined mobile body, multicast management server that manages multicast group and multicast address associated with specific area, and mobile communication system A terrestrial communication server, a network connecting the multicast management server, the mobile communication system includes an on-board communication server that performs data communication with the terrestrial communication server, and the terrestrial communication server is an on-board communication server. Compatible with on-board communication server that performs data communication with The mobile ground communication server of the ground communication server inquires the multicast management server for the multicast address based on the status information received from the on-board communication server of the mobile communication system. The mobile terrestrial communication server converts the destination address of the multicast packet based on the multicast address notified from the multicast management server.
[0018]
Here, the on-board communication server of the mobile communication system is an on-vehicle multicast processing unit that processes state information, an on-board storage unit that stores state information, and a vehicle that performs data communication with the ground communication server. An upper communication control means, and the mobile ground communication server includes a ground multicast processing means for processing status information from the on-board communication server and a multicast address transmitted from the multicast management server, and an on-board communication server. Terrestrial storage means for storing status information and multicast address from the multicast management server, and terrestrial communication control means for communicating data with the on-board communication server, the multicast management server corresponds to a specific area A group and a multicast address corresponding to that group. Group management storage means for storing data as a correspondence table, multicast communication control means for data communication with the ground communication server, status information from the ground communication server, and group-multicast stored in the group management storage means Multicast management control means for specifying the multicast address of the mobile system based on the information in the address correspondence table may be provided.
[0019]
Here, the moving body can be a railroad train, and the state information can be position information of the railroad train.
[0020]
The network can use a TCP / IP communication protocol.
[0021]
In order to solve the above-described problem, a multicast processing method of the present invention is a multicast processing method for controlling the address of a multicast packet in a communication system that performs communication between a plurality of communication devices. A ground server corresponding to the mobile server for data communication with the server is provided, and (B) a specific area is supported based on location information indicating the location of the mobile server. A multicast address corresponding to a location where the mobile server exists is determined from the attached multicast addresses , and (C) data communication is performed between the mobile server and the ground server based on the multicast address. It is characterized by that.
[0022]
Here, the moving body can be a railroad train, and the state information can be position information of the railroad train.
[0023]
In order to perform group management according to a specific area and assign a multicast address to each group to perform data communication, packets and reception transmitted by communication devices provided on moving bodies such as railway trains, buses, and aircraft The destination address of the packet to be transmitted is dynamically controlled to enable multicast communication of the communication device on the mobile unit.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a multicast processing system and a multicast processing method of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following, multicast processing of a computer system provided in a train will be described as an example.
[0025]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a multicast processing system according to the present invention. This multicast processing system includes a computer network (hereinafter, also simply referred to as “network”) 40 and a computer system (in FIG. 1) that is a mobile communication system that is connected to the network 40 and constructed on a mobile body such as a train. , The A train system 30a, the B train system 30b), the ground communication server 10 that communicates with a computer system (A train system 30a, B train system 30b) on a predetermined moving body, and a specific area A multicast management server 20 that manages groups and multicast addresses, a terrestrial LAN (Local Area Network) 50 to which the terrestrial communication server 10 and the multicast management server 20 are connected, and a computer system (A train system 30a, B Terrestrial host 60 to process the data from the vehicle system 30b), and a.
[0026]
Here, the network 40 employs TCP (Transmission Control Protocol) / IP (Internet Protocol) as a communication protocol. In this case, since an existing application or system compliant with the Internet communication protocol can be used, a multicast processing system can be realized at low cost.
[0027]
In addition, the computer system (A train system 30a and B train system 30b in FIG. 1) constructed on a moving body such as a train has an on-board LAN 36 for connecting computers on the car and data in the train. A vehicle host 31 for processing the vehicle, a monitor device 37 for monitoring the state of the train, and a vehicle communication server 32 for performing data communication with the ground communication server 10. Here, the on-board communication server 32 has an on-board multicast processing unit 33 that processes position information from the monitor device 37, and an on-board DB that stores position information from the monitor device 37 and a multicast address corresponding to the own train ( Data Base) 34 and an on-vehicle communication control unit 35 that performs data communication with the ground communication server 10. In addition, in FIG. 1, the structure is shown only to A train system 30a.
[0028]
The ground communication server 10 is connected to the ground LAN 50 and communicates data with the on-board communication server 32, and each mobile communication system (A train system 30a, B train system 30b). ) Mobile ground communication servers (in FIG. 1, A train ground communication server 12a, B train ground communication server 12b). The mobile ground communication servers (A train ground communication server 12a, B train ground communication server 12b) process the location information from the on-board communication server 32, the multicast address, and the multicast address transmitted from the multicast management server 20. The terrestrial multicast processing unit 13, the terrestrial DB 14 that stores the position information and multicast address from the on-board communication server 32 and the multicast address from the multicast management server 20, and the on-board communication server 32 via the server communication control unit 11. And a ground communication control unit 15 that performs data communication with each other. In addition, in FIG. 1, the structure is shown only to A train ground communication server 12a.
[0029]
The multicast management server 20 is connected to a group management DB 23 that stores a group associated with a specific area and a multicast address (group-multicast address correspondence table) corresponding to the group, and the terrestrial LAN 50, and is connected to the terrestrial communication server. 10 based on the location information based on the multicast communication control unit 21 that performs data communication with the network 10, the location information from the ground communication server 10, and the information in the group-multicast address correspondence table stored in the group management DB 23. A multicast management control unit 22 for specifying a group and a multicast address.
[0030]
Here, as a group stored in the group management DB 23, a fixed one (for example, one station premises) or a temporary (temporary) one (for example, a track construction section) can be applied. . These group data stored in the group management DB 23 of the multicast management server 20 can be updated as necessary.
[0031]
The multicast processing method of the present invention will be described below. In the following, a multicast processing method in the A train system 30a, the ground communication server 10, and the multicast management server 20 of FIG. 1 will be described as an example.
[0032]
FIG. 2 is a flowchart showing the multicast processing method of the present invention. First, the group management DB 23 of the multicast management server 20 stores and prepares a group associated with a specific region and a multicast address (group-multicast address correspondence table) corresponding to the group (step 201).
[0033]
Further, these group data stored in the group management DB 23 are updated as necessary (step 202, step 203). In the on-board communication server 32 of the A train system 30a, the on-board multicast processing unit 33 stores the multicast address corresponding to the own train in the on-board DB 34 and periodically / or at a predetermined timing (for example, when the multicast address is updated). To the ground communication server 10 at the timing). (Step 204). Here, the multicast address may be separately set in the ground communication server 10 without being transmitted to the ground communication server 10. In the case of transmission, when the server communication control unit 11 of the ground communication server 10 receives the multicast address from the on-board communication server 32 of the A train system 30a, the server communication control unit 11 sends this to the A train ground communication server 12a corresponding to the A train system 30a. Pass the multicast address. The A train ground communication server 12a stores this multicast address in the ground DB.
[0034]
In the on-board communication server 32 of the A train system 30a, the on-board multicast processing unit 33 detects the position information from the monitor device 37 and stores it in the on-board DB 34, and periodically and / or at a predetermined timing (for example, It is transmitted to the ground communication server 10 at a timing when the position information is updated (step 205).
[0035]
When receiving the position information from the on-board communication server 32 of the A train system 30a, the server communication control unit 11 of the ground communication server 10 passes this position information to the A train ground communication server 12a corresponding to the A train system 30a.
[0036]
The ground multicast processing unit 13 of the A train ground communication server 12a compares the position information stored in the ground DB 14 with the position information transmitted from the on-board communication server 35, and determines whether the position information has changed. Confirm (step 206).
[0037]
When there is a change in the position information (step 206), the position information is transmitted to the multicast management server 20 to inquire the multicast address (step 207).
[0038]
The multicast management control unit 22 of the multicast management server 20 searches the group-multicast address correspondence table of the group management DB 23 based on the received position information, and identifies the group and multicast address corresponding to the position information (step 208). .
[0039]
The multicast management server 20 transmits the identified group and multicast address to the ground communication server 10. The ground communication server 10 notifies the A train ground communication server 12a of the transmitted group and multicast address (step 209).
[0040]
The A train ground communication server 12a stores this group, multicast address, and position information in the ground DB 14 (step 210), and transmits participation in the multicast group to the router.
[0041]
On the other hand, if there is no change in position information in step 206 and the train operation ends in step 211, the multicast process ends.
[0042]
As described above, the on-vehicle communication server 32 of the A train system 30a and the A train ground communication server 12a corresponding to the on-vehicle communication server 32 of the A train system 30a constructed in the ground communication server 10 are the same. The A train ground server 12a corresponding to the onboard communication server 32 of the A train system 30a constructed in the ground communication server 10 has a multicast address corresponding to the position information of the A train. In addition, data communication can be performed using these multicast addresses.
[0043]
FIG. 3 is a diagram illustrating the concept of a multicast group. In FIG. 3, when the A train moves from the ground fixed group 3 to the position (range) of the ground fixed group 2 (step 206), the multicast from the ground communication server 10 is performed based on the position information from the A train system 30a. A multicast address inquiry is made to the management server 20 (step 207). Correspondingly, the multicast addresses of the fixed groups 2 and 3 are answered from the multicast management server 20 to the ground communication server 10 (step 208 and step 209), and the A train ground communication server 12a 3 multicast addresses are stored (step 210) and join the groups of fixed groups 2 and 3.
[0044]
As described above, according to the multicast processing system and the multicast processing method of the present invention, since a multicast address can be dynamically assigned to a mobile communication device, mobile communication can be seamlessly multicast.
[0045]
Hereinafter, communication between servers using the multicast processing system and the multicast processing method of the present invention will be described.
[0046]
First, a case where a multicast packet is transmitted from the A train system will be described. The on-board host 31 of the A train system 30a transmits a multicast packet with the destination IP address as the multicast address of the own train. At this time, the on-vehicle communication control unit 35 is defined to transmit a multicast packet to the A train ground communication server 12a of the ground communication server 10 according to the multicast address.
[0047]
When receiving the multicast packet, the ground multicast processing unit 13 of the A train ground communication server 12a copies the multicast packet as much as necessary based on the multicast address stored in the ground DB 14, and transmits it to each group. For example, in FIG. 3, two multicast packets addressed to the fixed groups 2 and 3 are created and transmitted. This multicast packet is received by the ground host 60 in the group.
[0048]
Next, a case where a multicast packet is transmitted from a ground device will be described. The terrestrial host 60 transmits a multicast packet to the terrestrial multicast group.
[0049]
When the terrestrial multicast processing unit 13 receives a multicast packet addressed to the subscribed multicast group, the terrestrial multicast processing unit 13 replaces the destination with a multicast address corresponding to the own train (A train). Since the on-board host 31 joins this group, this multicast packet is sent to the A train system 30 a and can be received by the on-board host 31 via the on-board communication server 32.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the multicast processing system and the multicast processing method of the present invention, in order to perform group management corresponding to a specific area and to allocate data to each group by assigning a multicast address, the railway train The multicast address is dynamically controlled according to the state (position, etc.) of the communication device (computer, etc.) provided on the mobile body such as a bus, an aircraft, etc. to enable the multicast communication of the communication device on the mobile body Can now.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a multicast processing system of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a multicast processing method of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a concept of a multicast group.
[Explanation of symbols]
10 ground communication server 11 server communication control unit 12a A train ground communication server 12b B train ground communication server 13 ground multicast processing unit 14 ground DB
15 Ground communication control unit 20 Multicast management server 21 Multicast communication control unit 22 Multicast management control unit 23 Group management DB
30a A train system 30b B train system 31 On-board host 32 On-board communication server 33 On-board multicast processing unit 34 On-board DB
35 Onboard communication control unit 36 Onboard LAN
40 Network 50 Terrestrial LAN
60 ground host

Claims

A multicast processing system for controlling an address of a multicast packet in a communication system that performs communication between a plurality of communication devices,
A mobile communication system provided on the mobile;
A ground communication server that communicates with a mobile communication system on a predetermined mobile;
A multicast management server for managing a multicast group and a multicast address associated with a specific area;
A network connecting a mobile communication system, a ground communication server, a multicast management server, and
With
The mobile communication system includes an on-board communication server that performs data communication with the ground communication server,
The ground communication server includes a mobile ground communication server corresponding to the on-board communication server for performing data communication with the on-board communication server,
The mobile ground communication server of the ground communication server inquires of the multicast management server for a multicast address based on status information received from the on-board communication server of the mobile communication system,
The mobile terrestrial communication server of the terrestrial communication server converts a destination address of a multicast packet based on the multicast address notified from the multicast management server.
A multicast processing system.

The on-board communication server of the mobile communication system is
On-vehicle multicast processing means for processing the status information;
Vehicle storage means for storing the state information;
On-vehicle communication control means for communicating data with the ground communication server;
With
The mobile terrestrial communication server is
A terrestrial multicast processing means for processing the status information from the on-board communication server and a multicast address transmitted from the multicast management server;
Ground storage means for storing status information from the on-board communication server and a multicast address from the multicast management server;
Terrestrial communication control means for communicating data with the on-board communication server;
With
The multicast management server
Group management storage means for storing a group associated with the specific area and a multicast address corresponding to the group as a group-multicast address correspondence table;
Multicast communication control means for communicating data with the ground communication server;
Multicast management control means for specifying a multicast address of the mobile system based on the status information from the ground communication server and information in the group-multicast address correspondence table stored in the group management storage means;
Comprising
The multicast processing system according to claim 1, wherein:

The moving body is a railroad train,
The state information is position information of the railway train.
The multicast processing system according to claim 1 or 2, wherein

4. The multicast processing system according to claim 1, wherein the network uses a transmission protocol of TCP (Transmission Control Protocol) / IP (Internet Protocol).

A multicast processing method for controlling an address of a multicast packet in a communication system that performs communication between a plurality of communication devices,
(A) A ground server corresponding to the server of the mobile unit for data communication with the server of the mobile unit is provided,
(B) A multicast address corresponding to a location where the mobile server exists is determined from among multicast addresses associated with a specific area based on position information indicating a location where the mobile server exists. ,
(C) Based on the multicast address, data communication is performed between the mobile server and the ground server.
And a multicast processing method.

The moving body is a railroad train,
The state information is position information of the railway train.
The multicast processing method according to claim 5, wherein: