JP5427147B2

JP5427147B2 - ＶｏＩＰゲートウェイ装置

Info

Publication number: JP5427147B2
Application number: JP2010205639A
Authority: JP
Inventors: 惠亮金野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: JP2012065022A

Description

本発明は、カスケード接続可能であるＶｏＩＰ(Voice over Internet Protocol)ゲートウェイに関するものであり、特に、ゲートウェイの子機の省電力運転に関する。

従来より、大規模拠点において、ＶｏＩＰゲートウェイ装置を複数台用いてカスケード接続し、収容する内線数を容易に増やす事は可能であった。その場合、カスケード接続されているＶｏＩＰゲートウェイは全ての電源をＯＮ状態にして使用していた（特許文献１）。

特開２００８−２８９１８４号公報

しかし、ＶｏＩＰゲートウェイ装置を複数台使用し回線数を増やす構成であれば、親機側の回線数に余裕がある場合、子機側は使用される事はないため、子機側は余計な電力を消費していた。例えばＶｏＩＰゲートウェイ装置を企業が用いる場合、営業時間外は発信、着信共にチャネル数は減少するため、空き回線数が増え、無駄に電力を消費していた。

本発明の目的は、ＶｏＩＰゲートウェイ装置がカスケード接続により複数台接続されている場合、子機の電源を制御することで、省電力化を実現するものである。

本発明のＶｏＩＰゲートウェイ装置は、ＶｏＩＰゲートウェイのカスケード接続の接続形態を利用し、また、ＶｏＩＰゲートウェイ自身が現在の使用している回線数を認識することで、親機自身が収容できる回線数に余裕が無い場合に子機の電源をＯＮ状態にし、収容できる回線数を増やし、逆に、親機の収容できる回線数に余裕がある場合は子機を待機状態に遷移させる制御を行う。そのために、本発明のＶｏＩＰゲートウェイ装置は、カスケード接続機能を備え、ＬＡＮポート、ＷＡＮポート、入力用電源制御ポート、出力用電源制御ポートとを持ち、ＬＡＮポートに、カスケード接続用のＶｏＩＰゲートウェイが接続されたことが認識できるよう、ＭＡＣアドレスにて、子機ＶｏＩＰゲートウェイを認識する機能とを備える。

本発明によれば、子機を使用しない場合、待機状態にしておくことができるため、無駄な電力を省くことができる。また、子機については待機状態の時間が長くなるため、装置寿命が長くなる。

本発明によるシステム構成例である。図１の接続拡大図である。本発明のＶＯＩＰゲートウェイ装置の内部ブロック図である。カスケード接続のためのＭＡＣアドレス認識のシーケンスである。装置内部電源制御回路２１４における信号ａの出力判定のフローチャートである。子機と親機における入力電源制御用信号ｂの決定の比較を示す。装置内部電源制御回路２１４における出力電源制御用信号ｃの決定のフローチャートである。入力信号と出力信号との対応関係および電源状態をまとめた図である。

図１に、本発明である親機による電源管理機能を有するＶｏＩＰゲートウェイ装置（以下ではＶｏＩＰゲートウェイ又はゲートウェイと略記する）のカスケード接続構成例を示す。網１１に接続されている親機であるＶｏＩＰゲートウェイ装置１２と子機である各ＶｏＩＰゲートウェイ装置１３−１５，１Ｎとの間には、各子機１３−１５，１Ｎが親機１２を介して網１１との間で音声信号の授受を行うための通信線Ｗ１−Ｗ３，ＷＮが接続されている。親機１２から各子機１３−１５，１Ｎへは、電源制御用の通信線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，ＰＮがカスケード接続されている。さらに、親機１２及び各子機１３−１５，１Ｎのそれぞれには、交換機１６を介して各電話１７との間で音声信号の授受を行うための通信線Ｖ１−Ｖ４，ＶＮが接続されている。

以下では、カスケード接続において、親機１２に近い子機を上位の子機又は上位のゲートウェイ装置と呼び、親機１２から遠い子機を下位の子機又は上位のゲートウェイ装置と呼ぶ。例えば、子機１４にとって、上位の子機は子機１３であり、下位の子機は子機１５である。

本構成のようにＶｏＩＰゲートウェイ装置１２−１５，１Ｎを複数台カスケード接続することで収容チャネル数を増加するための制御を行うことができる。網１１の契約チャネル数に対し、ＶｏＩＰゲートウェイの収容できる回線数が少ない場合、本構成のようにカスケード接続し収容できる回線数を増やす場合がある。

本構成では、網１１との接続を契約した顧客に対応して親機であるＶｏＩＰゲートウェイ装置１２が設けられており、親機が、自身および動作可能な子機に対してラウンドロビンで網１１からの回線接続を決定している。そのため、本実施例では、親機では回線接続のための負荷が増える可能性があるが、ラウンドロビンの制御の容易さを優先して図１に示す構成としている。

図２に、図１のカスケード接続の詳細図を示す。ＶｏＩＰゲートウェイ装置１２は親機であり、あらかじめ親機１２に子機のＭＡＣアドレスを設定しておく事で、ＶｏＩＰゲートウェイ装置１３、１４を子機として認識している（後述）。ＶｏＩＰゲートウェイ装置１２のＷＡＮポートは網１１と接続されている。ＶｏＩＰゲートウェイ装置１２のＬＡＮポートは子機ＶｏＩＰゲートウェイ装置１３と１４のＷＡＮポートと通信線Ｗ１、Ｗ２を介してそれぞれ接続されている。ＶｏＩＰゲートウェイ装置１２の音声インターフェースは交換機１６と通信線Ｖ１を介して接続されている。ＶｏＩＰゲートウェイ装置１２の出力電源制御ポートはＶｏＩＰゲートウェイ装置１３の入力用電源制御ポートと電源制御用の通信線Ｐ１を介して接続される。

さらに、ＶｏＩＰゲートウェイ装置１３の音声インターフェースは交換機１６と通信線Ｖ２を介して接続され、ＶｏＩＰゲートウェイ装置１４の音声インターフェースは交換機１６と通信線Ｖ３を介して接続されている。ＶｏＩＰゲートウェイ装置１３の出力用電源制御ポートはＶｏＩＰゲートウェイ装置１４の入力用電源制御ポートと電源制御用の通信線Ｐ２を介して接続される。交換機１６は配下に電話機１７を収容する。親機のＶｏＩＰゲートウェイ装置１２は子機側の電源制御をするため、また、普段の回線処理を行なうため、常に内部の電源ＯＮ状態とする。子機のＶｏＩＰゲートウェイ装置１３と１４は入力用電源制御ポートの信号により、装置内部の電源をＯＮ状態にするかどうかの判断を自装置内部で行なう。

図３に、本発明である電源管理機能を有するＶｏＩＰゲートウェイ装置の内部ブロック図を示す。図１に示したＶｏＩＰゲートウェイ装置の親機１２と子機１３−１５，１Ｎは、いずれも図３に示す構成を有する。本機は、電源ＯＮ用スイッチ２１１、入力電源制御用ポート２２２、出力電源制御用ポート２２３、交換機とのインターフェース用に音声通信用ポート２１９、網１１側とのインターフェースであるにＷＡＮポート２２１（子機では、親機のＬＡＮポートを介して網１１と接続されている）、ＬＡＮ端末、またはカスケード接続によって子機ＶｏＩＰゲートウェイを接続するＬＡＮポート２２０とを備える。

ＶｏＩＰゲートウェイは、手動で電源スイッチ２１１をＯＮ状態にすることで、装置に電源が給電され、回路２１３の専用電源２１２が装置内部電源制御回路２１３等に電力を供給する。装置内部電源制御回路２１３は、信号ａによって電源生成回路２１４が電源を生成するか否かを制御する。装置内部のＶｏＩＰゲートウェイ装置としてのメイン回路は電源生成回路２１４による電源で動作する。電源生成回路２１４が電源を生成すると、ＶｏＩＰゲートウェイ装置としてのメイン回路である、音声／ＩＰ変換部２１５、使用回線数を把握し回路２１３に伝達する中央処理装置２１６、パケット交換を行なうレイヤ２スイッチ２１７、及びログの保存、装置設定、ＭＡＣアドレスの記憶などをする記憶部２１８が動作し、ＶｏＩＰゲートウェイとして機能する。

図４に、ＭＡＣアドレスを用いて子機を認識するためのシーケンス図を示す。子機の内部電源がＯＮ（３１）されると、親機にＩＰアドレスを要求する（ＤＨＣＰ）（３２）。親機は子機から受信した情報に含まれるＭＡＣアドレスが、あらかじめ設定してあるＭＡＣアドレスであるかを判定し（３３）、該当ＭＡＣアドレスであればＩＰアドレスに加え、ＶｏＩＰゲートウェイ装置子機として使用するための番号情報を子機に返信する（３４）。ここで、カスケード接続させる子機のＭＡＣアドレスは、ＰＣからＶｏＩＰゲートウェイ装置の親機にログインし、設定を変更することができる。また、子機から受信した情報は図３の記憶部２１８に保存される。
（実施例１）
信号ａが”Ｈｉ”であるとき、装置内部の電源が生成されることとする。装置内部電源制御回路２１３が自身のＶｏＩＰゲートウェイ装置の電源をＯＮとすると判断した時、電源生成回路２１４が電源を生成するための信号ａとして”Ｈｉ”を出力し、その後ＶｏＩＰゲートウェイ装置として機能をはじめる。

信号ａの”Ｈｉ”／ ”Ｌｏｗ”は入力用電源制御信号ｂと、自装置で処理している回線数により決定される。図５に信号ａの出力を決定するための論理判定をフローチャートで示す（Ｓ１）。入力用電源制御信号ｂが”Ｈｉ”である場合（Ｓ２）、信号ａは”Ｈｉ”（電源生成信号）となる（Ｓ３）。入力用電源制御信号ｂが”Ｌｏｗ”である場合（Ｓ２）は、自装置で処理している回線数により信号ａを決定する。自装置で１チャネル以上回線を処理している場合（Ｓ４）、信号ａを”Ｈｉ”(電源生成信号)とし（Ｓ５）、自装置で回線を未処理の場合は信号ａを”Ｌｏｗ”(電源断信号)とする（Ｓ６）。上記判定により、電源を生成するための信号ａが決定される（Ｓ７）。

入力用電源制御信号ｂを図６を用いて説明する。入力用電源制御信号ｂは、当該ゲートウェイが子機の場合、親機（又は上位の子機）の出力用電源制御ポート２２３と接続されるため、親機（又は上位の子機）の出力用電源制御信号ｃと同じとなる。同様に、出力用電源制御信号ｃは、下位の子機への入力用電源制御信号ｂと同じになる。親機の場合、未接続によりゲートウェイ内部の回路により入力用電源制御信号ｂは”Ｈｉ”に固定される。したがって、親機の信号ａはＳ２により、常に”Ｈｉ”となり、ＶｏＩＰゲートウェイとして機能する。

図７に、出力用電源制御信号ｃを決定するための論理判定をフローチャートで示す（Ｓ８）。出力用電源制御信号ｃは下位の子機である接続先のＶｏＩＰゲートウェイ装置の電源を制御するための信号であり、自装置の処理している回線数により決定される。処理する回線数により、上下２つのしきい値を設け、上のしきい値を第一の閾値、下のしきい値を第二の閾値と表現することとする。第一の閾値以上の回線を処理している場合、回線数に余裕無しと判断し、第二の閾値未満の回線しか処理していない場合、回線数に余裕有りと判断する。

自装置が第一の閾値以上の回線を処理している場合（Ｓ９）、信号ｃを”Ｈｉ”にする（Ｓ１０）。信号ｃが”Ｈｉ”であれば、接続先のＶｏＩＰゲートウェイ装置の信号ｂも”Ｈｉ”であるため、信号ａが”Ｈｉ”となり電源生成回路２１４の電源がＯＮとなる。

自装置が第一の閾値未満の回線処理数であり（Ｓ９）、さらに第二の閾値未満の回線処理数である場合（Ｓ１１）、信号ｃを”Ｌｏｗ”にする（Ｓ１２）。しかし、信号ｃが”Ｌｏｗ”であっても、接続先のＶｏＩＰゲートウェイ装置は必ずしも電源生成回路２１４の電源が落ちる訳ではない。図５に示すように、接続先のＶｏＩＰゲートウェイ装置は入力用電源制御信号ｂが”Ｌｏｗ”であるが、接続先で処理している回線が有る場合（Ｓ４）、ａが”Ｈｉ”となる（Ｓ５）。これは、親機側の使用回線数に余裕がなく、子機側の電源をＯＮにし、子機で処理している回線が終了する前に親機の回線数に余裕ができた場合でも、子機側の通話を維持するために必要な論理である。

しかし、図５のステップＳ４で、自装置で処理している回線がなく、通話を維持する必要がない場合、信号ａが”Ｌｏｗ”となって、電源生成回路２１４の電源がＯＦＦとなり（Ｓ６）、自装置は待機状態になる。

自装置が第一の閾値未満の回線を処理しており（Ｓ９）、さらに第二の閾値より多くの回線を処理をしている場合（Ｓ１１）、信号ｃはその時の状態を保つ。余裕無しと、余裕有りの間にしきい値の違いを設けることで、親機の使用回線数の変動で子機が電源ＯＮと待機状態を頻繁に繰り返してしまうリスクを軽減することができる。

ステップＳ１２では、接続先のＶｏＩＰゲートウェイ装置の入力用電源制御信号ｂが”Ｌｏｗ”であって、かつ、処理中の回線の数が少ない場合に、新たな回線の処理を抑止するようにしないと、電源をＯＦＦにできる待機状態が実現しにくくなることが考えられる。本実施例のステップＳ１２では、入力用電源制御信号ｂが”Ｌｏｗ”であって、かつ、処理中の回線の数が第二の閾値未満である場合に、装置内部電源制御回路２１３は、網１１あるいは交換機１６からの新たな回線の接続要求の受付を制限する制御を行い、処理中の回線の数が０になったら電源をＯＦＦにできる待機状態を実現するための準備を行う。入力用電源制御信号ｂが”Ｌｏｗ”であることは、上位のゲートウェイ装置も処理中の回線の数が少ないことを示している。

以上に示した図５および図７の処理に基づいて、入力信号と出力信号との対応関係および電源状態をまとめたものを図８に示す。左の表は図５の処理に基づいて、入力信号ｂと電源のＯＮ／ＯＦＦの動作の対応を示しており、右の図は、処理中の回線の数と出力信号ｃとの対応関係を示している。２つの表を結ぶ破線の矢印は、入力信号と出力信号との対応関係を示している。特に、右の表で、処理中の回線の数が第二の閾値未満であって、かつ、入力信号ｂが”Ｌｏｗ”である場合、さらに、新たな回線の接続要求の受付を制限する制御が行われる。
（実施例２）
第一の閾値と第二の閾値は、ＭＡＣアドレスの設定方法と同様に、ＰＣにて各ＶｏＩＰゲートウェイ装置にログインし、任意に設定できる。例えば、大規模拠点等で、親機の使用回線数がすぐに余裕が無くなる場合、第一の閾値を低めに設定しておくことで、子機を早めに立ち上げておく事が有効と考えられる。これは、子機に電源ＯＮさせる信号を送出してから、実際に子機がＶｏＩＰゲートウェイとして動作するまでのセットアップ時間があるためである。逆に、小規模拠点等で、使用回線数の増減があまりない場合、第一の閾値は比較的高めに設定することで、省電力化を実現できる。ここで、第一の閾値は第二の閾値より高い値を設定しなければならない。
（実施例３）
本発明において、子機を複数台用いた場合の動作について図１を用いて説明する。図１のように親機１２に対し、子機１３、１４、１５、・・・１Ｎで構成を組む場合、親機１２は子機全てのマックアドレスを記憶部２１８に設定し、複数のＶｏＩＰゲートウェイ装置のカスケード接続であると認識させる。この構成の場合、親機ＶｏＩＰゲートウェイ装置１２のＬＡＮポートは子機ＶｏＩＰゲートウェイ装置１３〜１ＮのＷＡＮポートとカスケード接続される。親機のＶｏＩＰゲートウェイ装置１２に内蔵されるＬＡＮポートが子機ＶｏＩＰゲートウェイ装置１３〜１Ｎに対して足りない場合はスイッチングハブを用いる事で解決できる。一般的にカスケード接続はこのように回線数を増やす。

電源制御について説明を行なう。親機１２が電源を制御する子機は１台（子機１３）のみである。子機１４は上位の子機１３からの電源制御信号を受ける。この構成によれば、子機を複数台接続する場合でも、子機同士でチェーンを組むため、配線が容易である。

また、電源制御に関して、実施例１での信号ａ、ｂ、ｃの出力決定方法で問題は無い。例えば、子機１４の回線数に余裕が無く下位の子機１５の電源が立ち上がり、この後、親機１２の使用回線数に余裕が生じ、子機１３は、処理している回線が０となり自動的に待機状態に遷移したとする。子機１３は待機状態であるため、信号ｃは”Ｌｏｗ”を出力するが、子機１４は使用回線数が０ではないため、使用回線数が０になるまで待機状態に遷移することはない。このように、親機１２から直接制御されない子機でも回線使用中であれば、確実に動作を維持する。網側からのみの着信の場合、電源制御の関係で親機１２からチェーンが組まれた順番に回線が使用されるが、交換機１６配下の電話１７からの発信の場合で交換機で制御等が無い場合、音声インターフェースのリンクが確立しているＶｏＩＰゲートウェイ装置をランダムに選択し、網側との通信を始めるため、上記のようなケースも頻繁に起こり得る。

１１：網
１２、１３，１４、１５、１Ｎ：ＶｏＩＰゲートウェイ装置
１６：交換機
１７：電話機
２１３：装置内部電源制御回路
２１４：電源生成回路
２２２：入力用電源制御ポート
２２３：出力用電源制御ポート

Claims

配下に複数の電話機を収容する交換機とネットワークとの間にあって、それぞれが専用線を介してカスケード接続されたＶｏＩＰゲートウェイ装置は、
前記交換機と前記ネットワークとの間の通信を制御する通信制御手段と、
前記専用線からの信号に基づいて、前記通信制御手段の電源回路のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う電源制御手段を有し、
前記電源制御手段は、第１の条件に応じて、前記通信制御手段の電源回路を所定の状態に設定し、さらに、第２の条件に応じて、前記専用線を介して下位の前記ゲートウェイ装置に対して所定の信号を出力することを特徴とするＶｏＩＰゲートウェイ装置。
前記第１の条件において、前記専用線を介して上位の前記ゲートウェイ装置から入力された信号がＨｉである場合、あるいは、前記専用線を介して上位の前記ゲートウェイ装置から入力された信号がＬｏｗであって処理中の回線がある場合では前記電源回路をＯＮ状態に設定し、前記専用線を介して上位の前記ゲートウェイ装置から入力された信号がＬｏｗであって処理中の回線がない場合では前記電源回路をＯＦＦ状態に設定することを特徴とする請求項１記載のＶｏＩＰゲートウェイ装置。
前記第２の条件において、処理中の回線の数が第１の閾値以上であれば、前記専用線を介して下位の前記ゲートウェイ装置に対してＨｉの信号を出力し、処理中の回線の数が第２の閾値以下、あるいは０であれば、前記専用線を介して下位の前記ゲートウェイ装置に対してＬｏｗの信号を出力することを特徴とする請求項１記載のＶｏＩＰゲートウェイ装置。
処理中の回線の数が前記第１の閾値よりも小さく、かつ、前記第２の閾値よりも大きい場合、前記専用線を介して下位の前記ゲートウェイ装置に対出力する信号を変更しないことを特徴とする請求項３記載のＶｏＩＰゲートウェイ装置。
処理中の回線の数が前記第２の閾値よりも小さく、かつ、前記専用線を介して上位の前記ゲートウェイ装置から入力された信号がＬｏｗである場合、前記ネットワーク、あるいは前記交換機からの新規の回線接続の要求を制限することを特徴とする請求項３記載のＶｏＩＰゲートウェイ装置。
複数台を用いたカスケード接続ができるＶｏＩＰゲートウェイ装置において、ＶｏＩＰゲートウェイ自身が処理できる回線数を自ら監視する手段、当該装置が自身で処理できる回線数に余裕がなくなってきたと判断した場合、待機状態である前記当該装置よりも下位に接続された子機の電源をＯＮする信号を出力する手段を有することを特徴とするＶｏＩＰゲートウェイ装置。
前記当該装置は、前記子機が前記当該装置の制御によって電源がＯＮされた後、前記当該装置の処理できる回線数に余裕ができた場合、前記子機を待機状態へ遷移させる信号を出力する手段を有し、前記子機は、前記信号を検知し、さらに自身で処理している回線が無い場合、待機状態へ遷移する手段を有することを特徴とする請求項６記載のＶｏＩＰゲートウェイ装置。