JP5511334B2 - 衛星通信システム及び同報通話システム - Google Patents

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この発明は、複数の衛星地上局(子局)がDAMA(Demand Assignment Multiple Access:要求割当多元接続)方式により、CSC(Common SignallingChannel)回線(制御用回線)を介して、衛星地上局(親局)より割り当てられた通信回線を用いて衛星を介したデータ通信を行う衛星通信システム及び子局に設けられたVoIP(Voice over Internet Protocol)端末が同報通話を行う同報通話システムに関するものである。
従来、同報通信を行う方式として、例えば特許文献1には、地上回線を用いてFAX同報通信を行う方式について記載されている。当該方式では、発信側のFAX端末が同報装置に1:1通信でデータを送付するが、同報装置から宛先の複数のFAX端末間では、独自の方式により、1:Nの双方向通信を行うことにより、FAX同報通信を実現している。
このような方式では、発信側のFAX端末には、同報通信を行うための処置は不要であるが、宛先のFAX端末には、1:Nの独自通信のためのハードウェア、ソフトウェアを追加する必要があった。
特開2003−8820号公報
1人の発信者から複数の受信者へ同報通話を行う場合、発信者から全ての受信者に、音声・制御情報を送信するための1:Nの通信手段が1組と、各受信者から発信者に、制御情報を返送するための1:1通信手段がN組必要となる。
衛星通信においては、1つの局が設定可能な衛星回線数に制約があるため、発信者から受信者への1:N回線は確保できるが、受信者から発信者への1:1回線は、発信者側の局の容量分しか確保することができない。従って、回線が確保できない場合は受信者から発信者への情報が送られないことになる。受信者から発信者への情報がないと、最悪の場合は、発信者が1人も受信者が応答できないことを知らずに、情報を発信してしまう可能性があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、設定できる回線に制約があり、1:1回線がN組用意できない場合であっても同報通話が可能となる衛星通信システム及び同報通話システムを得ることを目的とする。
この発明に係る衛星通信システムは、複数の子局および親局が通信回線とCSC回線とによって接続され、複数の子局が、要求割当多元接続方式により、親局よりCSC回線を介して割り当てられた通信回線を用いて通信を行う衛星通信システムにおいて、複数の子局のうち、発信側の子局から、他の受信側の複数の子局と同報通話を行う場合、発信側の子局から全ての受信側の子局への1:N音声・制御データの送信を、1:N片方向通信回線を利用し、各受信側の子局から発信側の子局への制御データの返信をCSC回線を介して行うようにしたものである。
この発明の衛星通信システムは、発信側の子局から全ての受信側の子局への1:N音声・制御データの送信を、1:N片方向通信回線を利用し、各受信側の子局から発信側の子局への制御データの返信をCSC回線を介して行うようにしたので、設定できる回線に制約があり、1:1回線がN組用意できない場合であっても同報通話を可能とすることができる。
この発明の実施の形態1による衛星通信システムを示す構成図である。 この発明の実施の形態1による衛星通信システムにおけるVoIP端末の変形例を示す構成図である。 この発明の実施の形態1による衛星通信システムの動作を示すシーケンス図である。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による衛星通信システムを示す構成図である。
図1に示す衛星通信システムは、複数の子局100−1,100−2,100−3・・・と、親局200と、衛星回線300からなる。尚、図1では、子局100−1と子局100−2(100−3)のみ示しているが、その設置数に特に限定はない。
複数の子局100−1,100−2,100−3・・・と親局200は地球局であり、親局200は子局100−1,100−2,100−3・・・の基地局としての機能を有している。子局100−1,100−2,100−3・・・は、それぞれ、VoIP端末101、音声変換装置102、衛星GW(ゲートウェイ)103、CSC子モデム106、通信モデム107、RF設備108を備えており、衛星GW103はSIPサーバ104と通信制御部105を有している。
VoIP端末101は、インターネットプロトコルに従って、音声データの送受信を行う端末である。また、このVoIP端末101は、図2に示すように、電話網とIPネットワークとの中継を行うVoIPGWにアナログ電話機を接続したものと等価である。音声変換装置102は、VoIP端末101が送受信する1:1のRTP(Real−time Transport Protocol)と、1:Nの独自通信のRTPを相互に変換する装置である。衛星GW103は、CSC子モデム106や通信モデム107を用いて衛星回線300を使用した通信制御を行う装置である。SIPサーバ104は、SIP(Session Initiation Protocol:セッション確立プロトコル)に従って、VoIP端末101や他のSIPサーバ104とのデータのやり取りを行う装置である。本発明では、発信側の子局100−1,100−2,100−3…のSIPサーバ104は、VoIP端末101からのSIPメッセージをマルチキャストで送出し、受信側の子局100−1,100−2,100−3・・・のSIPサーバ104は、発信側のSIPサーバ104からのSIPメッセージをユニキャストに変換して受信側のVoIP端末101に転送するよう構成されている。
通信制御部105は、CSC子モデム106や通信モデム107及びRF設備108を用いて、回線制御や衛星通信を行う機能を有している。また、CSC子モデム106は、CSC回線を介して送受信されるCSC信号の変復調を行う装置、通信モデム107は、通信回線を介して送受信される信号の変復調を行うための装置である。尚、これらCSC回線及び通信回線については公知であるため、図1においてそれぞれの図示は省略している。更に、RF設備108は、CSC子モデム106や通信モデム107によって制御され、実際に衛星に対して指定の周波数の搬送波に信号を載せて送受信するための設備である。また、衛星GW103における通信制御部105及びCSC子モデム106〜RF設備108で子局設備が構成されている。
親局200は、DAMA回線制御装置201、同報設定管理装置202、同報通話管理装置203、CSC親モデム204、RF設備205を備えている。DAMA回線制御装置201は、DAMA方式の回線制御を行う機能を有している。同報設定管理装置202は、同報特番に対応した登録局の情報を有し、同報特番を受け取った場合、その同報特番に基づいて同報通知を行うための回線数を判定し、この回線数を1:N回線として設定するようDAMA回線制御装置201に通知する装置である。同報通話管理装置203は、所定の条件を記憶しており、この条件に一致したか否かにより同報通話の開始と終了とを判断する装置である。CSC親モデム204は、DAMA回線制御装置201がCSC回線を介して通信を行うCSC信号の変復調を行う装置である。RF設備205は、RF設備108と同様の機能を有する設備である。尚、同報設定管理装置202及び同報通話管理装置203は、それぞれの機能に対応したソフトウェアを用いてDAMA回線制御装置201内に設けてもよい。
また、衛星回線300は、宇宙空間に打ち上げられた通信衛星を介して接続されるネットワークであり、CSC回線と通信回線とを含んでいる。
次に、実施の形態1の衛星通信システムの動作について説明する。
DAMA方式においては、CSC回線を用いて回線の割当・解放・子局管理を行っている。ここで、DAMA方式とは、複数の地球局が設置された通信ネットワークにおいて、通信の際に使用する回線を要求に応じて割り当てる方式である。そのため、CSC回線と通信回線の2種類の回線を設定し、CSC回線によって通信回線の回線割当要求及び空き回線割当制御を行い、割当によって接続された通信回線を用いて実際の通信を行う。
また、本発明では、CSC回線を利用することで、受信側から発信側への情報を伝達する。即ち、CSC回線は時分割多重による回線であり、基地局と各地球局との間に設定される1:N回線である。このため、同報の受信側の局(N局)からの信号は、一旦、基地局に送られ、基地局から発信側の局に送られる。
同報通話の開始、即ち、同報に割り当てられた特番を含むINVITEメッセージを受信した際、発信側のSIPサーバ104は、1:N回線(1:N片方向通信回線)を親局200のDAMA回線制御装置201に要求し、当該1:N回線を利用して、マルチキャストでINVITEメッセージを転送する。受信側の子局のSIPサーバ104は、子局設備に対して、同報通話が開始されたことを通知すると共に、受信したINVITEメッセージを、ユニキャストに変換してVoIP端末101に転送する。
VoIP端末101は、通常の1:1着信としてINVITEメッセージを処理し、VoIP端末101がオフフックした際に、200OKメッセージを返して通話を開始、オンフックしたときにBYEメッセージを送信して、通話を終了する。
受信側の子局のSIPサーバ104は、200OK,BYEの受信を子局設備に通知し、子局設備は、CSC回線を利用して、VoIP端末101の応答・切断情報をDAMA回線制御装置201に通知し、DAMA回線制御装置201は、発信側の子局に応答・切断情報を転送する。
VoIP端末101の応答・切断情報は、発信側の子局設備からSIPサーバ104に伝えられ、SIPサーバ104で受信者の応答状況を管理する。発信側の子局のSIPサーバ104は、VoIP端末101の応答情報により、同報通話の通話開始条件に達したら、発信側のVoIP端末101に200OKを通知する。また、発信側の子局のSIPサーバ104は、VoIP端末101の切断情報により同報通話の通話終了条件に達したら、発信側のVoIP端末101にBYEメッセージを通知して通話を終了させるか、音声によって通話終了条件になったことを通知する。
図3は、同報通話を行う処理を示すシーケンス図である。
ここで、子局100−1を同報通話を行う発信側の局、子局100−2,100−3を受信側の局として以下の説明を行う。
・発呼(衛星回線接続)
子局100−1(発信側)のVoIP端末101が衛星GW103のSIPサーバ104に対して、同報特番を含むINVITEを送信する(S1)。図中、9925における“99”が同報特番であり、“25”は、同報する相手局を指定するための同報グループ番号である。これにより、発信側のSIPサーバ104は、衛星GW103の通信制御部105に対して同報特番を含む回線要求を送信する(S2)。通信制御部105は、CSC子モデム106及びRF設備108を介して親局200に対し、同報特番を含む回線要求を送信する(S3)。親局200のDAMA回線制御装置201は、同報設定管理装置202に対して同報特番を転送し、同報設定管理装置202はこの同報特番に基づいて適切な回線数を割り当てる。即ち、同報グループ番号“25”に対して登録されている子局を抽出し、この子局数を1:Nの片方向衛星回線の回線数としてDAMA回線制御装置201に通知する。これによりDAMA回線制御装置201は、子局100−1,100−2,100−3・・・に対して適切な回線指定を送信する(S4)。即ち、同報要求されているN台の子局100−2,100−3に対応した回線指定を行う。
・発呼(INVITE送信)
発信側の子局100−1の通信制御部105は、親局200からの回線指定を受けて、SIPサーバ104に回線接続完了を通知する(S5)。これにより、SIPサーバ104は、1:N回線によりINVITEをマルチキャストで送信する(S6)。これにより、受信側の子局100−2,100−3のSIPサーバ104が、マルチキャストのINVITEを受信し(S7)、それぞれの子局のVoIP端末101に対して、INVITEをユニキャストに変換して送信する(S8)。また、SIPサーバ104は、VoIP端末101に対して、暫定的に180Ringingを送信し、VoIP端末101でRBT(Ringing Back Tone)鳴動が行われる(S9)。即ち、呼制御において、SIPサーバ104はVoIP端末101に対しては、1:1の呼制御を行っているかのような動作をしつつ、SIPサーバ104間では1:Nの呼制御を実施している。尚、図中の“1201”や“1301”は、それぞれ子局100−2,100−3のVoIP端末101の電話番号の一例を示している。
また、その際、SIPサーバ104は、発信元のSDP(Session Description Protocol)を受信局の音声変換装置102に書き換えて送信する。尚、SDPとは、SIPメッセージに添付されるものであり、次のような機能を有している。即ち、SIPより確立した通話で、各VoIP端末101はRTPにより音声をやり取りする。このときに、RTPの送信元のアドレス、ポート番号、符号化方法を示した情報をSDPといい、上述した発信側からのINVITEを受信側に転送する場合と、後述するように、受信側から送信される200OKとにおいてSIPメッセージに添付される。このような処理を行うことにより、VoIP端末101がSIPサーバ104からの指示により、あたかも音声変換装置102との1:1通話を行っているかのように動作させることができる。
・発呼(端末応答)
受信側の子局100−2,100−3のVoIP端末101は、INVITEの受信によりベル等の鳴動を行うと共に、SDPにより自局内の音声変換装置102との1:1通話として認識する(S10)。また、VoIP端末101の鳴動により受信側の操作者が受話器をオフフックする(S11)。VoIP端末101でオフフックされると、200OKをSIPサーバ104に送信する(S12)。これにより、SIPサーバ104は、通信制御部105に対して応答情報を送信する(S13)。これを受けて、それぞれの子局100−2,100−3の通信制御部105は、CSC回線を介して、親局200のDAMA回線制御装置201に対して、応答情報を送信する(S14)。
・発呼(通話開始)
親局200のDAMA回線制御装置201は応答情報を受信すると、この応答情報を同報通話管理装置203に送信する(S15)。これにより、同報通話管理装置203は、該当の同報通信に設定された通話開始条件を確認する(S16)。尚、図3では同報通話管理装置203の図示は省略している。
即ち、同報通話の場合、受信側はN個のVoIP端末101があり、これらの受信状況の一例としては次のようなパターンが考えられる。
(A)全てのVoIP端末101がオフフックしていない。
(B)一つ以上のVoIP端末101がオフフックしているが、まだ応答していないものもある。
(C)全てのVoIP端末101がオフフックしている。
(D)全VoIP端末101のうち、一部はオフフック、残りは呼び出しタイムアウトである。
通常、発信側のVoIP端末101は、(C)または(D)の状態で通話を開始することができるため、同報通話管理装置203は、受信側の応答状況を判断して同報通話開始を通知する。但し、用途によっては、必ずしも(C)(D)の条件ではなく、(B)であっても一定数以上のVoIP端末101がオフフックしていれば同報通話開始と判断する、といったように、様々な判定条件を適宜選択してもよい。
同報通話管理装置203は、開始条件が成立したら、これをDAMA回線制御装置201に通知し、DAMA回線制御装置201は、発信側の子局100−1に対して通話開始通知を送信する(S17)。
・発呼(通話確立)
発信側の通信制御部105は、DAMA回線制御装置201からの通話開始通知を受信し(S18)、この通話開始通知をSIPサーバ104に転送する(S19)。SIPサーバ104は、SDPのあて先を音声変換装置102に設定した200OKをVoIP端末101に送信する(S20)。これにより、VoIP端末101はRBT鳴動を停止し、音声変換装置102との1:1通話を開始する(S21)。
・発呼(通話中)
子局100−1のVoIP端末101は、音声変換装置102に音声データをRTPで送信する(S22)。これを受けて、音声変換装置102は1:N回線で音声データをマルチキャストする(S23)。受信側の子局100−2,100−3の音声変換装置102がこの音声データを受信する(S24)と、各音声変換装置102は、VoIP端末101に対して音声データをユニキャストで送信する(S25)。
その後、受信側の子局100−2,100−3から通話終了BYEが通知されると(S26)、衛星GW103では、上述したS13〜S14と同様の応答処理を行い、応答情報としてDisconnectを送信する(S27,S28)。また、同報通話管理装置203は、通話開始条件の判定と同様に、応答状況が所定の通話終了条件に一致すると、発信側の子局100−1に対して通話終了を通知する(S29〜S31)。尚、このS29〜S31の処理は上述したS15〜S17に相当する処理である。そして、発信側の通信制御部105は、DAMA回線制御装置201からの通話終了通知を受信し(S32)、この通話終了通知をSIPサーバ104に転送する(S33)。SIPサーバ104は、SDPのあて先を音声変換装置102に設定したBYEをVoIP端末101に送信する(S34)。
尚、以上の例では衛星通信システムに適用した場合を説明したが、衛星通信以外のシステムであっても同様に適用可能である。例えば、一般的なLANを介したVoIP通信システムについても適用可能である。
以上のように、実施の形態1の衛星通信システムによれば、複数の子局および親局が通信回線とCSC回線とによって接続され、複数の子局が、要求割当多元接続方式により、親局よりCSC回線を介して割り当てられた通信回線を用いて通信を行う衛星通信システムにおいて、複数の子局のうち、発信側の子局から、他の受信側の複数の子局と同報通話を行う場合、発信側の子局から全ての受信側の子局への1:N(Nは全ての受信側の子局数)音声・制御データの送信を、1:N片方向通信回線を利用し、各受信側の子局から発信側の子局への制御データの返信をCSC回線を介して行うようにしたので、設定できる回線に制約があり、1:1回線がN組用意できない場合であっても同報通話を可能とすることができる。
また、実施の形態1の衛星通信システムによれば、複数の子局はVoIP端末とSIPサーバとを有し、発信側の子局のSIPサーバは、発信側の子局のVoIP端末からのSIPメッセージをマルチキャストに変換し、複数の受信側の子局のSIPサーバは、それぞれ発信側の子局から送信されたSIPメッセージをユニキャストに変換して、受信側の子局のVoIP端末にそれぞれ送信するようにしたので、VoIP端末間のSIPによる同報通話を可能とすることができる。
また、実施の形態1の衛星通信システムによれば、親局は、発信側の子局から同報特番を受けた場合、同報特番に対応した回線数を1:N片方向通信回線として割り当てる同報設定管理装置を有するようにしたので、特別な装置を必要とせずに同報通話を行うことができる。
また、実施の形態1の衛星通信システムによれば、親局は、受信側の子局からの応答状態が所定の条件を満足した場合に、発信側の子局に対して、同報通話の開始または終了を通知する同報通話管理装置を有するようにしたので、受信側の応答状況に応じた同報通話の設定を行うことができる。
また、実施の形態1の同報通話システムによれば、VoIP端末がSIPサーバを介して他の複数のVoIP端末と同報通話を行う同報通話システムであって、SIPサーバにおける発信側のSIPサーバは、発信側のVoIP端末からのSIPメッセージをマルチキャストで送出し、受信側のSIPサーバは、発信側のSIPサーバからのSIPメッセージをユニキャストに変換して受信側のVoIP端末に転送するようにしたので、既存のVoIP端末に改修を加えることなく同報通話を可能とすることができる。
また、実施の形態1の同報通話システムによれば、VoIP端末が送受信する1:1のRTPと1:NのRTPとを相互に変換する音声変換装置を備え、受信側のSIPサーバが、SIPメッセージをVoIP端末に送信する際と、送信側のSIPサーバが、200OKをVoIP端末に送信する際に、メッセージの送信元を自局内の音声変換装置のアドレスとするようにしたので、既存のVoIP端末に改修を加えることなく同報通話を行うことができる。
100−1〜100−3 子局、101 VoIP端末、102 音声変換装置、103 衛星GW、104 SIPサーバ、105 通信制御部、106 CSC子モデム、107 通信モデム、108,205 RF設備、200 親局、201 DAMA回線制御装置、202 同報設定管理装置、203 同報通話管理装置、204 CSC親モデム、300 衛星回線。

Claims (4)

  1. 複数の子局および親局が通信回線とCSC回線とによって接続され、前記複数の子局が、要求割当多元接続方式により、前記親局より前記CSC回線を介して割り当てられた通信回線を用いて通信を行う衛星通信システムにおいて、
    前記複数の子局のうち、発信側の子局から、他の受信側の複数の子局と同報通話を行う場合、前記発信側の子局から全ての受信側の子局への1:N(Nは全ての受信側の子局数)音声・制御データの送信を、1:N片方向通信回線を利用し、前記各受信側の子局から前記発信側の子局への制御データの返信を前記CSC回線を介して行うことを特徴とする衛星通信システム。
  2. 複数の子局はVoIP端末とSIPサーバとを有し、
    発信側の子局のSIPサーバは、当該発信側の子局のVoIP端末からのSIPメッセージをマルチキャストに変換し、
    複数の受信側の子局のSIPサーバは、それぞれ前記発信側の子局から送信されたSIPメッセージをユニキャストに変換して、当該受信側の子局のVoIP端末にそれぞれ送信することを特徴とする請求項1記載の衛星通信システム。
  3. 親局は、発信側の子局から同報特番を受けた場合、当該同報特番に対応した回線数を1:N片方向通信回線として割り当てる同報設定管理装置を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の衛星通信システム。
  4. 親局は、受信側の子局からの応答状態が所定の条件を満足した場合に、発信側の子局に対して、同報通話の開始または終了を通知する同報通話管理装置を有することを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の衛星通信システム。
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