JP5626900B2

JP5626900B2 - 無線通信システムおよびアクセスポイント

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Publication number: JP5626900B2
Application number: JP2011131262A
Authority: JP
Inventors: 後藤　弘明; 弘明後藤; 守秋元; 正孝飯塚
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2011-06-13
Filing date: 2011-06-13
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2031-06-13
Also published as: JP2013005027A

Description

本発明は、不特定多数の無線端末を収容し、各無線端末を特定のＩＳＰ（Internet Service Provider ）網に接続する無線通信システムおよびアクセスポイントに関する。

ＰＰＰｏＥ（Point to Point Protocol over Ethernet ）とは、イーサネット（登録商標）上でＰＰＰ（Point to Point Protocol ）を利用するためにホストとＡＣ（Access Concentrator ）間のＰＰＰセッションの確立・設定・開放を行うプロトコルであり、インターネットアクセスに広く利用されている。

図１６は、従来の無線通信システムの構成例を示す。
図１６において、無線端末Ａ４が無線ＬＡＮを通じて外部ネットワーク３へアクセスを行う場合、利用する無線ＬＡＮのアクセスポイントＡ１（または、その上位の装置）がＰＰＰｏＥのホスト機能部２４を有し、ネットワーク上のＡＣ２へＩＤとＰＷを通知してＰＰＰｏＥセッションＡの確立を要求する。なお、ここでのＩＤ、ＰＷはＩＳＰに接続するためのものであるが、一般的にＩＤにはＩＳＰの識別子が含まれる。よって以降、ＩＤとは、ＩＳＰの識別子を含むものとする。ＡＣ２は、ＰＰＰｏＥセッションＡの確立に用いられるＩＤに含まれるＩＳＰ識別子を基に、対応するＩＳＰ網Ａ８の認証サーバへＩＤとＰＷによる認証問合せを行う。認証を通過した場合、ＡＣ２は当該ＰＰＰｏＥセッションＡを確立し、当該ＰＰＰｏＥセッションＡとＩＳＰ網Ａ８間の通信を可能とする。無線端末Ａ４は、アクセスポイントＡ１とＩＰｏＥ（IP over Ethernet）接続を行い、外部ネットワーク３に向けた全ての端末のトラフィックを、ＰＰＰｏＥセッションＡ上で伝送することになる。本手法は、主に一般家庭や一部の公衆無線ＬＡＮシステムで使用されている。

一方、無線ＬＡＮを通じたインターネットアクセスには、無線ＬＡＮアクセスポイントと接続する無線端末自身がＰＰＰｏＥのホスト機能を有し、ネットワーク上のＡＣとＰＰＰｏＥ接続を行う手法も可能である。この手法の場合は、無線端末にＰＰＰｏＥ機能が実装されていることが前提となるが、各無線端末が個別にＡＣとＰＰＰｏＥセッションを確立し、各ＩＳＰへと接続するため、無線端末毎にＰＰＰｏＥセッション確立先のＩＳＰが異なってもよいことになる。本手法は、主に一部の公衆無線ＬＡＮシステムで使用されている。

ＦＯＮサービス（www.fon.com/jp）として知られているような、不特定多数の無線端末が、第三者の一般家庭のアクセスポイントを利用してインターネットに接続する無線通信システムの場合、前者の手法（無線ＬＡＮのアクセスポイント、または、その上位の装置がホスト機能を備える手法）にてＰＰＰｏＥセッションを確立し、アクセスポイントに接続する不特定多数の端末のトラフィック全てが、そのＰＰＰｏＥセッション上を伝送している。

東日本電信電話株式会社技術情報開示資料, "ＩＰ通信網サービスのインターフェース ―フレッツシリーズ― 第三分冊第12版"

ＦＯＮサービスとして知られているような、不特定多数の無線ＬＡＮ端末が、第三者の一般家庭のアクセスポイントを利用してインターネットに接続する無線通信システムの場合、単独のＰＰＰｏＥセッションを複数の端末からのトラフィックが通過する。このとき、ＰＰＰｏＥのセッション確立先であるＩＳＰとのサービス契約はアクセスポイントの所有者が行っている。したがって、ＩＳＰとのサービス契約者でない端末所有者のトラフィックが、ＰＰＰｏＥを通じてサービス契約していないＩＳＰ網を通過するという問題が生じている。この問題を解決するためには、端末所有者の契約しているＩＳＰ網へ適切に伝送するために、接続する端末毎にＰＰＰｏＥセッションを確立させることが必要である。なお、無線端末自身がＰＰＰｏＥのホスト機能を有してネットワーク上のＡＣとＰＰＰｏＥセッション確立を行う手法によって、上記の問題を解決することは可能であるが、無線端末がＰＰＰｏＥのホスト機能を実装していることが要求される。しかし、ＰＰＰｏＥのホスト機能を実装していない無線端末は多く存在するため、無線端末側の変更を行うことなく、課題を解決することが重要である。

また、アクセスポイントが代理ホストとなってＰＰＰｏＥセッションを確立することにより上記の課題を解決する場合、無線端末が接続するアクセスポイントを切り替える際には、再度ＩＤ／ＰＷによる認証を受ける必要が生じる。そのため、切り替えに要する時間が大きいという問題が発生する。ＩＤ／ＰＷによる認証時間を軽減するために、ＩＤ／ＰＷと紐付けられたＭＡＣアドレスを事前に登録し、そのＭＡＣアドレスによる認証を代替手段として用いることも可能であると考えられる。しかし、使用しているＭＡＣアドレスは無線ＬＡＮのＭＡＣフレーム上で確認することができ、容易に偽装することが可能であるため、事前に登録されたＭＡＣアドレスが漏洩した場合に、セキュリティリスクが高くなる。

本発明は、ＰＰＰｏＥのホスト機能を実装していない無線端末であっても、高度なセキュリティを確保したまま、無線端末からの任意のＰＰＰｏＥセッションを介したＩＳＰ網へのデータ伝送と、無線端末が無線接続するアクセスポイントの高速な切り替えが可能な無線通信システムおよびアクセスポイントを提供することを目的とする。

第１の発明は、複数の無線端末を、アクセスポイントとアクセスコンセントレータ間のＰＰＰｏＥセッションを介して外部ネットワークに接続する無線通信システムであって、アクセスポイントは、無線端末から当該無線端末が利用するアクセスコンセントレータに接続するための認証情報であるユーザ識別子、パスワード、アクセスネットワーク事業者の識別子を取得して当該無線端末の識別子と関連付けて記憶部に記録する認証情報管理手段と、認証情報管理手段が記録した認証情報を用いて、アクセスコンセントレータとの間でそれぞれの無線端末ごとのＰＰＰｏＥセッションを確立するＰＰＰｏＥホスト機能手段と、各無線端末から受信したパケットから無線端末の識別子を抽出して、当該無線端末に対応するＰＰＰｏＥセッションにパケットを転送する転送手段と、無線端末からパケットを受信したときに、認証情報管理手段が記憶部を参照して当該無線端末の識別子が記録されているか否かを判定し、記録されている場合には、当該パケットを転送手段に出力し、記録されていない場合には、認証情報管理手段に当該無線端末の認証情報を取得することを指示する制御手段とを備え、認証情報管理手段は、無線端末から認証情報を取得したときに、アクセスポイントに接続された他のアクセスポイントに対して当該認証情報を当該無線端末の識別子と関連付けて通知し、他のアクセスポイントから認証情報を通知された場合は、関連付けられた無線端末の識別子および通知したアクセスポイントの識別子とともに記憶部に記録する手段を含み、制御手段は、無線端末から接続要求を受信したときに、記憶部を参照して、当該無線端末の識別子が記録されているか否かを判定し、記録されている場合には、ＰＰＰｏＥホスト機能手段に対して、当該無線端末のためのＰＰＰｏＥセッションを確立することを指示する手段を含む。

第１の発明の無線通信システムにおいて、ＰＰＰｏＥホスト機能手段は、アクセスポイントが備える構成に代えて、アクセスポイントが接続されるネットワーク上のＰＰＰｏＥホスト装置が備える構成である。

第２の発明は、複数の無線端末を、アクセスポイントとアクセスコンセントレータ間のＰＰＰｏＥセッションを介して外部ネットワークに接続する無線通信システムのアクセスポイントにおいて、無線端末から当該無線端末が利用するアクセスコンセントレータに接続するための認証情報を取得して当該無線端末の識別子と関連付けて記憶部に記録する認証情報管理手段と、認証情報管理手段が記録した認証情報を用いて、アクセスコンセントレータとの間でそれぞれの無線端末ごとのＰＰＰｏＥセッションを確立するＰＰＰｏＥホスト機能手段と、各無線端末から受信したパケットから無線端末の識別子を抽出して、当該無線端末に対応するＰＰＰｏＥセッションにパケットを転送する転送手段と、無線端末からパケットを受信したときに、認証情報管理手段が記憶部を参照して当該無線端末の識別子が記録されているか否かを判定し、記録されている場合には、当該パケットを転送手段に出力し、記録されていない場合には、認証情報管理手段に当該無線端末の認証情報を取得することを指示する制御手段とを備え、認証情報管理手段は、無線端末から認証情報を取得したときに、アクセスポイントに接続された他のアクセスポイントに対して当該認証情報を当該無線端末の識別子と関連付けて通知し、他のアクセスポイントから認証情報を通知された場合は、関連付けられた無線端末の識別子および通知したアクセスポイントの識別子とともに記憶部に記録する手段を含み、制御手段は、無線端末から接続要求を受信したときに、記憶部を参照して、当該無線端末の識別子が記録されているか否かを判定し、記録されている場合には、ＰＰＰｏＥホスト機能手段に対して、当該無線端末のためのＰＰＰｏＥセッションを確立することを指示する手段を含む。

第２の発明のアクセスポイントにおいて、ＰＰＰｏＥホスト機能手段は、当該アクセスポイントが接続されるネットワーク上のＰＰＰｏＥホスト装置が備える機能を用いる構成である。

本発明は、アクセスポイントが、無線端末からＩＳＰに接続するための認証情報を取得し、これを用いてＰＰＰｏＥセッションを無線端末と関連付けて確立し、パケットバイパケットで転送処理を行う。これにより、１つのアクセスポイントを介して複数のＩＳＰに接続することが可能となる。また、取得した認証情報を自らに接続する他のアクセスポイントに通知して共有し、無線端末との接続処理が始まると、共有した認証情報の有無を確認し、接続処理の開始をトリガとしてＰＰＰｏＥセッションの確立を開始する。これにより、認証情報を共有し、無線接続の開始をトリガとしてＰＰＰｏＥセッションの確立を並行して行うことにより、シームレスハンドオーバーを実現することができる。

したがって、他者の無線アクセスポイントを不特定多数の無線端末が利用してインターネットに接続する無線システムにおいて、ＩＳＰとのサービス契約者でない無線端末所有者のトラフィックが、ＰＰＰｏＥを通じてサービス契約していないＩＳＰ網へ伝送されてしまう問題と、無線端末が接続する無線アクセスポイントの切り替えに時間を要する問題を、セキュリティリスクを高めることなく解決することができる。

本発明の実施例１における無線通信システムの構成例を示す図である。実施例１における接続シーケンスの一例を示す図である。実施例１のテーブル２０の一例を示す図である。実施例１の認証制御部２３における端末認証時の処理手順を示すフローチャートである。本発明の実施例２における無線通信システムの構成例を示す図である。実施例２の認証制御部２３における端末認証時の処理手順を示すフローチャートである。実施例２のアクセスポイントＡ１のテーブル２０の一例を示す図である。実施例２のアクセスポイントＢ６のテーブル３０の一例を示す図である。実施例２における接続シーケンスの一例を示す図である。実施例２の認証制御部２３における端末接続時の処理手順を示すフローチャートである。本発明の実施例３における無線通信システムの構成例を示す図である。実施例３の認証制御部２３における端末認証時の処理手順を示すフローチャートである。実施例３のデータベース７のテーブル４０の一例を示す図である。実施例３の認証制御部２３における端末接続時の処理手順を示すフローチャートである。本発明の実施例４における無線通信システムの構成例を示す図である。従来の無線通信システムの構成例を示す図である。

図１は、本発明の実施例１における無線ＬＡＮシステムの構成例を示す。
図１において、アクセスポイントＡ１は、テーブル２０、無線ＬＡＮ通信処理部２１、Ｗｅｂサーバ機能部２２、認証制御部２３、ＰＰＰｏＥホスト機能部２４、および有線通信処理部２５を備える。アクセスポイントＡ１が有線ネットワークを介してＡＣ２との間にＰＰＰｏＥセッションＡおよびＰＰＰｏＥセッションＢを確立し、外部ネットワーク３と通信を行う。アクセスポイントＡ１には無線端末Ａ４および無線端末Ｂ５が接続される。無線端末Ａ４と外部ネットワーク３との通信にはＰＰＰｏＥセッションＡを介してＩＳＰ網Ａ８を利用し、無線端末Ｂ５と外部ネットワーク３との通信にはＰＰＰｏＥセッションＢを介してＩＳＰ網Ｂ９を利用している。すなわち、アクセスポイントＡ１は、端末毎に個別のＰＰＰｏＥセッションをＡＣ２と確立している。以下、無線端末Ａ４がアクセスポイントＡ１と接続する場合について説明するが、無線端末Ｂ５がアクセスポイントＡ１と接続する場合も同様に実施する。

図２は、実施例１における接続シーケンスの一例を示す。ここでは、無線端末Ａ４がアクセスポイントＡ１を介して外部ネットワーク３に接続するまでのシーケンス例を示す。無線端末Ａ４とアクセスポイントＡ１が無線ＬＡＮで接続し、アクセスポイントＡ１とＡＣ２がＰＰＰｏＥセッションＡを確立する。その際、アクセスポイントＡ１は、ＰＰＰｏＥのホスト機能を果たしている。

アクセスポイントＡ１からBeacon信号を受信した無線端末Ａ４は、AuthenticationおよびAssociation フェーズによって、アクセスポイントＡ１と無線ＬＡＮ接続を行う。その後、アプリケーション層プロトコルであるＤＨＣＰによってＩＰアドレスを割り振られ、無線端末Ａ４はアクセスポイントＡ１とＩＰ通信が可能となる。アクセスポイントＡ１と接続した無線端末Ａ４は、自身の利用するアプリケーションによって外部ネットワークにアクセスしようとするが、アクセスポイントＡ１の機能によってＷｅｂブラウザによるＩＤおよびＰＷ入力を求められる。

アクセスポイントＡ１は、無線端末Ａ４からＩＤおよびＰＷ入力を受け付けた後、ＡＣ２とＰＰＰｏＥセッションＡの確立を行う。そのＰＰＰｏＥセッションＡの確立における認証には、無線端末Ａ４から入力したＩＤおよびＰＷを利用する。また、ＩＤおよびＰＷに関する情報はテーブル２０に記録される。

テーブル２０には、無線端末Ａ４が接続しているアクセスポイントＡ１のＭＡＣアドレスと、接続している無線端末Ａ４自身のＭＡＣアドレスと、その端末のＰＰＰｏＥ認証に用いるＩＤおよびＰＷと、そのＰＰＰｏＥセッションＡを識別する番号が登録される。テーブル２０の一例を図３に示す。テーブル２０内のデータにおいて、無線端末Ａ４がアクセスポイントＡ１から切断された際には、ＳＴＡ＿ＭＡＣアドレス列が無線端末Ａ４のＭＡＣアドレスと合致する行のＡＰ＿ＭＡＣアドレス列がＮＵＬＬに書き換えられ、当該行全体が一定時間後に削除される。

以下、図１を参照して説明する。アクセスポイントＡ１の無線ＬＡＮ通信処理部２１は、無線ＬＡＮ機能により、接続配下の無線端末Ａ４との通信を行う。無線端末Ａ４からアクセスポイントＡ１へ伝送するフレームはＷｅｂサーバ機能部２２へ渡し、無線端末Ａ４から外部ネットワーク３へ伝送するフレームは認証制御部２３へ渡す。また、無線端末Ａ４へ伝送するフレームを受け取った場合、無線端末Ａ４に送信する。

Ｗｅｂサーバ機能部２２は、ＩＤおよびＰＷの入力を求めるＷｅｂページを、無線ＬＡＮ通信処理部２１を介して無線端末Ａ４に提供する。また、無線端末Ａ４から入力されたＩＤおよびＰＷと、アクセスした無線端末Ａ４のＭＡＣアドレスを認証制御部２３へ転送する。

ＰＰＰｏＥホスト機能部２４は、認証制御部２３からＰＰＰｏＥセッション確立依頼通知を受けた場合に、有線通信処理部２５を介して有線接続されたＡＣ２との間でＰＰＰｏＥセッションの確立を行う。ＰＰＰｏＥホスト機能部２４は、ＰＰＰｏＥセッション確立依頼通知を受け付けると、テーブル２０を参照し、ＳＴＡ＿ＭＡＣアドレス列が無線端末Ａ４のＭＡＣアドレスと合致する行のＩＤ列とＰＷ列に記載されているＩＤおよびＰＷを利用し、ＡＣ２とＰＰＰｏＥセッションの確立を新規に行う。ＰＰＰｏＥセッションが確立すると、そのセッションを識別することができるＰＰＰｏＥ番号（ＰＰＰｏＥセッションＡ）を、テーブル２０内の対応する行に記録する。

認証制御部２３から外部ネットワーク３へ伝送するフレームが到達した際には、ＰＰＰｏＥホスト機能部２４は、テーブル２０を参照し、ＳＴＡ＿ＭＡＣアドレス列が伝送フレームの送信ＭＡＣアドレスと合致する行のＰＰＰｏＥ番号列に記載されているセッションへ当該フレームを伝送する。ＰＰＰｏＥホスト機能部２４は、ＰＰＰｏＥ接続を介した外部ネットワーク３へ伝送するフレームを有線通信処理部２５へ渡し、無線端末Ａ４へ伝送するフレームを認証制御部２３へ渡す。また、無線端末Ａ４がアクセスポイントＡ１から切断された際に、該当するＰＰＰｏＥセッションＡを開放する。

有線通信処理部２５は、ＡＣ２との通信処理を行う。有線通信処理部２５は、ＰＰＰｏＥホスト機能部２４からＰＰＰｏＥセッションＡを介して外部ネットワーク３へ伝送するフレームをＡＣ２へ渡し、ＡＣ２からＰＰＰｏＥセッションＡを介して無線端末Ａ４へ伝送するフレームをＰＰＰｏＥホスト機能部２４へ渡す。

認証制御部２３は、Ｗｅｂサーバ機能部２２より転送されたＩＤ、ＰＷ、および無線端末Ａ４のＭＡＣアドレスをテーブル２０に保存すると共に、テーブル２０に保存されたＩＤ、ＰＷ、およびＳＴＡ＿ＭＡＣアドレスを参照する。認証制御部２３は、外部ネットワーク３へ伝送するフレームをＰＰＰｏＥホスト機能部２４へ渡し、アクセスポイントＡ１へ伝送するフレームをＷｅｂサーバ機能部２２へ渡し、無線端末Ａ４へ伝送するフレームを無線ＬＡＮ通信処理部２１へ渡す。また、認証制御部２３は、ＰＰＰｏＥホスト機能部２４に対し、ＰＰＰｏＥセッション確立を要求するＰＰＰｏＥセッション確立依頼通知を送信する。

図４は、実施例１の認証制御部２３における端末認証時の処理手順を示す。ここでは、アクセスポイントＡ１がＩＤおよびＰＷを受け付け、ＰＰＰｏＥセッションＡの確立にＩＤおよびＰＷを利用する際の認証制御部２３の処理手順を示す。無線端末Ａ４から外部ネットワーク３へ伝送するフレームがアクセスポイントＡ１に到達し、その伝送フレームが無線ＬＡＮ通信部２１より認証制御部２３へ到達したことをトリガとして、認証制御部２３が動作を開始する（Ｓ０）。

認証制御部２３は、無線ＬＡＮ通信部２１から転送されたフレームの送信ＭＡＣアドレス部を参照する。そして、記載されているＭＡＣアドレスがＳＴＡ＿ＭＡＣアドレス列に存在し、かつ、同行のＡＰ＿ＭＡＣアドレス列が自アクセスポイントＡ１のＭＡＣアドレスと一致しているかテーブル２０へ問合せを行う（Ｓ１）。すなわち、上述した通り、ＭＡＣアドレスとＩＤ、ＰＷはセットで登録されるため、当該端末のＩＤ、ＰＷを取得済が否かの判定は、ＭＡＣアドレスが存在しているか否かにより判定できる。両条件を満たした場合、そのフレームをＰＰＰｏＥホスト機能部２４へと渡す（Ｓ１→Ｓ６）。伝送フレームを受け取ったＰＰＰｏＥホスト機能部２４は、対応するＰＰＰｏＥセッションＡを介して外部ネットワーク３へ伝送させる（Ｓ６）。

無線ＬＡＮ通信部２１から転送されたフレームの送信ＭＡＣアドレス部を参照し、記載されているＭＡＣアドレスと一致するデータがテーブル２０のＳＴＡ＿ＭＡＣアドレス列に存在しない場合、または、ＳＴＡ＿ＭＡＣアドレス列に存在しても同行のＡＰ＿ＭＡＣアドレス列が自アクセスポイントＡ１のＭＡＣアドレスと一致していない場合、ＩＤおよびＰＷの入力を求めるＷｅｂページの端末への提供を、Ｗｅｂサーバ機能部２２に対して要求する（Ｓ２）。ＭＡＣアドレスが登録されていないことは、ＩＤ、ＰＷが登録されていないことになり、ＰＰＰｏＥセッションを確立できない。

端末からＩＤおよびＰＷを入手したＷｅｂサーバ機能部２２は、ＩＤおよびＰＷを認証制御部２３に通知するが、無線端末Ａ４からＩＤおよびＰＷを入手できない場合は通知を行わない。認証制御部２３は、Ｗｅｂサーバ機能部２２からのＩＤおよびＰＷの通知を受け付ける（Ｓ３）が、一定期間が経過しても通知がない場合には、当該フレームを破棄して処理を終了する（Ｓ７）。ＩＤ、ＰＷがないとＰＰＰｏＥセッションを確立できず、よって、フレームの転送先がなくなるためである。

Ｗｅｂサーバ機能部２２からのＩＤおよびＰＷの通知を受けた場合には、そのＩＤ、ＰＷ、無線端末Ａ４のＭＡＣアドレスをテーブル２０内に登録する（Ｓ４）。同時に、ＡＰ＿ＭＡＣアドレス列に、自アクセスポイントＡ１のＭＡＣアドレスを登録する。テーブル２０への登録完了後、ＰＰＰｏＥホスト機能部２４へＰＰＰｏＥセッション確立依頼通知を送付する（Ｓ５）。通知の完了後、ステップＳ６の処理を行う。

図５は、本発明の実施例２における無線通信システムの構成例を示す。
本実施例の無線通信システムは、複数のアクセスポイントを備え、それぞれ備えるテーブル内の情報を複数のアクセスポイントで交換する構成である。これにより、無線端末が接続するアクセスポイントを切り替える際の処理を高速に実行することができる。

図５において、アクセスポイントＡ１およびアクセスポイントＢ６が有線ネットワークを介して相互に接続される。ネットワーク上には、全アクセスポイントからアクセス可能なＡＣ２が存在する。アクセスポイントＡ１には無線端末Ａ４が接続される。無線端末Ｂ５は移動端末であり、遠方からの接近によってアクセスポイントＢ６に接続し、さらに移動することによってアクセスポイントＡ１に接続切替えを行う。アクセスポイントＡ１は、テーブル２０、無線ＬＡＮ通信処理部２１、Ｗｅｂサーバ機能部２２、認証制御部２３、ＰＰＰｏＥホスト機能部２４、および有線通信処理部２５を備える。アクセスポイントＢ６は、テーブル３０、無線ＬＡＮ通信処理部３１、Ｗｅｂサーバ機能部３２、認証制御部３３、ＰＰＰｏＥホスト機能部３４、および有線通信処理部３５を備える。

図６は、実施例２のアクセスポイントＡ１の認証制御部２３における端末認証時の処理手順を示す。なお、アクセスポイントＢ６の認証制御部３３における端末認証時の処理手順も同様である。
実施例１では、ステップＳ４で、ＳＴＡ＿ＭＡＣアドレスとＡＰ＿ＭＡＣアドレスとＩＤとＰＷをテーブル２０に登録している。実施例２では、同処理に加えて、隣接するアクセスポイントＢ６に対してＳＴＡ＿ＭＡＣアドレスとＡＰ＿ＭＡＣアドレスとＩＤとＰＷを、有線接続を介して通知する（Ｓ８）。相互に情報を共有したテーブル２０の一例を図７に、テーブル３０の一例を図８に示す。

アクセスポイントＡ１から通知を受けたアクセスポイントＢ６は、具備するテーブル３０に、そのＳＴＡ＿ＭＡＣアドレスとＡＰ＿ＭＡＣアドレスとＩＤとＰＷを登録することで、アクセスポイントＡ１のテーブル２０に記載されている情報の共有化を図る。テーブル３０には、図８に示すように、無線端末Ａ４が接続しているアクセスポイントＡ１のＭＡＣアドレスと、接続している無線端末Ａ４自身のＭＡＣアドレスと、その端末のＰＰＰｏＥ認証に用いるＩＤおよびＰＷがそれぞれ登録され、ＰＰＰｏＥ番号列にはＮＵＬＬが登録される。アクセスポイントＢ６に接続される無線端末Ｂ５についても同様にアクセスポイントＢ６からアクセスポイントＡ１に通知され、そのテーブル２０には、図７に示すように、無線端末Ｂ５が接続しているアクセスポイントＢ６のＭＡＣアドレスと、接続している無線端末Ｂ５自身のＭＡＣアドレスと、その端末のＰＰＰｏＥ認証に用いるＩＤおよびＰＷがそれぞれ登録され、ＰＰＰｏＥ番号列にはＮＵＬＬが登録される。

図９は、実施例２における接続シーケンスの一例を示す。ここでは、無線端末Ｂ５がアクセスポイントＡ１を介して外部ネットワーク３に接続するまでのシーケンス例を示す。無線端末Ｂ５とアクセスポイントＡ１が無線ＬＡＮで接続し、アクセスポイントＡ１とＡＣ２がＰＰＰｏＥセッションを確立する。その際、アクセスポイントＡ１は、ＰＰＰｏＥのホスト機能を果たしている。

アクセスポイントＡ１からBeacon信号を受信した無線端末Ｂ５は、アクセスポイントＡ１と無線ＬＡＮ接続を行うために、まずAuthentication信号を送信する。最初のAuthentication信号を受信したアクセスポイントＡ１は、無線端末Ｂ５と無線ＬＡＮの接続シーケンスを進める一方、ＡＣ２とのＰＰＰｏＥセッション確立シーケンスを開始する。ここで、ＰＰＰｏＥセッション確立の認証で用いるＩＤおよびＰＷは、最初のAuthentication信号内に記載されている送信ＭＡＣアドレスを基に、テーブル２０で管理しているデータから導かれるため、無線端末Ｂ５によるＩＤおよびＰＷ入力を必要としない。

アクセスポイントＢ６のテーブル３０内のデータは、無線端末Ｂ５がアクセスポイントＢ６から切断された際に、ＳＴＡ＿ＭＡＣアドレス列が無線端末Ｂ５のＭＡＣアドレスに合致する行のＡＰ＿ＭＡＣアドレス列をＮＵＬＬに書き換える。また、一定時間後にＡＰ＿ＭＡＣアドレス列がＮＵＬＬのままであれば、当該行全体を削除する。無線端末Ｂ５の切断と同時に、認証制御部３３は、有線通信処理部３５を通じてアクセスポイントＡ１に対し、無線端末Ｂ５の切断を伝える端末切断通知パケットを送出する。端末切断通知パケットには、切断した無線端末Ｂ５のＭＡＣアドレスを情報として含んでおり、通知を受けたアクセスポイントＡ１は、通知を受けた時点でＳＴＡ＿ＭＡＣアドレス列が無線端末Ｂ５のＭＡＣアドレスに合致する行のＡＰ＿ＭＡＣアドレス列をＮＵＬＬに書き換える。また、一定時間後にＡＰ＿ＭＡＣアドレス列がＮＵＬＬのままであれば、当該行全体を削除する。

実施例２におけるアクセスポイントＡ１の各構成品は、実施例１で示した機能を実装している。加えて、無線ＬＡＮ通信処理部２１では、無線ＬＡＮの接続シーケンスにおける最初のAuthenticationフレームを無線端末Ｂ５から受信した場合に、無線ＬＡＮ接続シーケンスを進める一方、そのAuthenticationフレームを認証制御部２３に転送する機能を有する。Authenticationフレームは、端末が当該アクセスポイントに接続を開始したことを意味することから、このフレームが認証制御部に認識されることにより、無線接続の処理と並行してＩＰ、ＰＷの関連付けのための処理やＰＰＰｏＥセッションの速やかな確立等ができることになる。

図１０は、実施例２のアクセスポイントＡ１の認証制御部２３における端末接続時の処理手順を示す。ここでは、アクセスポイントＡ１が無線ＬＡＮの接続シーケンスにおける最初のAuthenticationフレームを無線端末Ｂ５から受信した際の、認証制御部２３の処理手順を示す。無線端末Ｂ５からアクセスポイントＡＰに最初のAuthenticationフレームが到達し、無線ＬＡＮ通信処理部２１から認証制御部２３へそのフレームが転送されたことをトリガとして、認証制御部２３が動作を開始する（Ｓ９）。

認証制御部２３は、無線ＬＡＮ通信部２１から転送されたAuthenticationフレームの送信ＭＡＣアドレス部を参照し、記載されているＭＡＣアドレスと一致するデータがテーブル２０のＳＴＡ＿ＭＡＣアドレス列に存在するか問合せを行う（Ｓ10）。存在しない場合、新規接続と判断し、図６で示した処理手順が実行されるまで待機状態をとる（Ｓ14）。

無線ＬＡＮ通信部２１から転送されたAuthenticationフレームの送信ＭＡＣアドレス部を参照し、記載されているＭＡＣアドレスと一致するデータがデータベース２０のＳＴＡ＿ＭＡＣアドレス列に存在する場合、テーブル２０に対して、該当する行のＡＰ＿ＭＡＣアドレス列がＮＵＬＬとなっているか問合せを行う（Ｓ11）。

ＡＰ＿ＭＡＣアドレス列がＮＵＬＬとなっていない場合、ＮＵＬＬとなるまで、ＰＰＰｏＥホスト機能部２４に対し、ＰＰＰｏＥ接続を要求するＰＰＰｏＥセッション確立依頼通知を送信せず、一定時間に渡って周期的に問合せを繰り返す。すなわち、ＡＰ＿ＭＡＣアドレス列がＮＵＬＬではなく、他のアクセスポイントのアドレスとなっている場合に、当該アクセスポイントのアドレスを書き込むと、端末が二重登録になるため、これを回避する。ＡＰ＿ＭＡＣアドレス列がＮＵＬＬとなっている場合、ＡＰ＿ＭＡＣアドレス列に自アクセスポイントＡ１のＭＡＣアドレスを書き込む（Ｓ12）。さらに、ＰＰＰｏＥホスト機能部２４に対し、ＰＰＰｏＥセッション確立を要求するＰＰＰｏＥセッション確立依頼通知を送信すると共に、無線端末Ｂ５に向けて認証完了を通知する（Ｓ13）。なお、ＰＰＰｏＥセッション確立に使用するＩＤおよびＰＷはテーブル２０に保存されている情報を用い、接続先のＩＳＰはＩＤ内に含まれるＩＳＰ識別子により判断される。これにより、異なるアクセスポイントで、同時刻に同一のＭＡＣアドレス、ＩＤ、ＰＷでＰＰＰｏＥセッション確立を行うことができず、ＭＡＣアドレス偽装をして、他のアクセスポイント配下で異なる端末が接続することはできない。

図１１は、本発明の実施例３における無線通信システムの構成例を示す。
本実施例の無線通信システムは、実施例２において、アクセスポイントＡ１で管理していたテーブル２０内の情報およびアクセスポイントＢ６で管理していたテーブル３０内の情報をネットワーク上のデータベース７で管理し、複数のアクセスポイントが管理する情報をデータベース７で一元管理する構成である。

図１１において、アクセスポイントＡ１およびアクセスポイントＢ６が有線ネットワークを介して相互に接続される。ネットワーク上には、全アクセスポイントからアクセス可能なＡＣ２およびデータベース７が存在する。アクセスポイントＡ１には無線端末Ａ４が接続される。無線端末Ｂ５は移動端末であり、遠方からの接近によってアクセスポイントＢ６に接続し、さらに移動することによってアクセスポイントＡ１に接続切替えを行う。アクセスポイントＡ１は、無線ＬＡＮ通信処理部２１、Ｗｅｂサーバ機能部２２、認証制御部２３、ＰＰＰｏＥホスト機能部２４、および有線通信処理部２５を備える。アクセスポイントＢ６は、無線ＬＡＮ通信処理部３１、Ｗｅｂサーバ機能部３２、認証制御部３３、ＰＰＰｏＥホスト機能部３４、および有線通信処理部３５を備える。データベース７は、テーブル４０を備える。

図１２は、実施例３の認証制御部２３における端末接続時の処理手順を示す。
実施例１では、ステップＳ４で、ＳＴＡ＿ＭＡＣアドレスとＡＰ＿ＭＡＣアドレスとＩＤとＰＷをテーブル２０に登録している。実施例３では、ステップ４の代わりに、ＳＴＡ＿ＭＡＣアドレスとＡＰ＿ＭＡＣアドレスとＩＤとＰＷとＰＰＰｏＥ番号を、有線接続を介してデータベース７に通知する（Ｓ１５）。

通知を受けたデータベース７は、具備するテーブル４０に、無線端末Ａ４が接続しているアクセスポイントＡ１のＭＡＣアドレスと、接続している無線端末Ａ４自身のＭＡＣアドレスと、その端末のＰＰＰｏＥ認証に用いるＩＤおよびＰＷと、ＰＰＰｏＥセッションを管理するＰＰＰｏＥ番号がそれぞれ登録する。アクセスポイントＢ６においても同様の処理が行われ、テーブル４０に対して、無線端末Ｂ５が接続しているアクセスポイントＢ６のＭＡＣアドレスと、接続している無線端末Ｂ５自身のＭＡＣアドレスと、その端末のＰＰＰｏＥ認証に用いるＩＤおよびＰＷと、ＰＰＰｏＥセッションを管理するＰＰＰｏＥ番号がそれぞれ登録する。テーブル４０の一例を図１３に示す。

無線端末Ｂ５がアクセスポイントＡ１を介して外部ネットワーク３に接続するまでのシーケンス例は、図９と同様である。無線端末Ｂ５とアクセスポイントＡ１が無線ＬＡＮで接続し、アクセスポイントＡ１とＡＣ２がＰＰＰｏＥセッションを確立する。その際、アクセスポイントＡ１は、ＰＰＰｏＥのホスト機能を果たしている。

アクセスポイントＡ１からBeacon信号を受信した無線端末Ｂ５は、アクセスポイントＡ１と無線ＬＡＮ接続を行うために、まずAuthentication信号を送信する。最初のAuthentication信号を受信したアクセスポイントＡ１は、無線端末Ｂ５と無線ＬＡＮの接続シーケンスを進める一方、ＡＣ２とのＰＰＰｏＥセッション確立シーケンスを開始する。ここで、ＰＰＰｏＥセッション確立の認証で用いるＩＤおよびＰＷは、最初のAuthentication信号内に記載されている送信ＭＡＣアドレスを基にしたデータベース７内のテーブル４０に対する問合せから導かれるため、無線端末Ｂ５によるＩＤおよびＰＷ入力を必要としない。

テーブル４０内のデータにおいて、無線端末Ｂ５がアクセスポイントＡ１から切断された際に、ＳＴＡ＿ＭＡＣアドレス列が無線端末Ｂ５のＭＡＣアドレスに合致する行のＡＰ＿ＭＡＣアドレス列をＮＵＬＬに書き換えるようにデータベース７に通知する。また、一定時間後にＡＰ＿ＭＡＣアドレス列がＮＵＬＬのままであれば、当該行全体を削除するようにデータベース７に通知する。

実施例３におけるアクセスポイントＡ１の各構成品は、実施例１で示した機能を実装している。加えて、無線ＬＡＮ通信処理部２１では、無線ＬＡＮの接続シーケンスにおける最初のAuthenticationフレームを無線端末Ｂ５から受信した場合に、無線ＬＡＮ接続シーケンスを進める一方、そのAuthenticationフレームを認証制御部２３に転送する機能を有する。

図１４は、実施例３の認証制御部２３における端末接続時の処理手順を示す。ここでは、アクセスポイントＡ１が無線ＬＡＮの接続シーケンスにおける最初のAuthenticationフレームを無線端末Ｂ５から受信した際の、認証制御部２３の処理手順を示す。実施例３の処理手順では、実施例２で示した手順における問合せおよび登録先が、データベース７内のテーブル４０へとなっている。

図１５は、本発明の実施例４における無線通信システムの構成例を示す。
本実施例の無線通信システムは、実施例３において、アクセスポイントＡ１で管理していたＰＰＰｏＥホスト機能部２４およびアクセスポイントＢ６で管理していたＰＰＰｏＥホスト機能部３４をネットワーク上のＰＰＰｏＥホスト装置で管理し、複数のアクセスポイントが保持するＰＰＰｏＥホスト機能をネットワーク上で一元管理する構成である。

図１５において、アクセスポイントＡ１およびアクセスポイントＢ６が有線ネットワークを介して相互に接続される。ネットワーク上には、全アクセスポイントからアクセス可能なＡＣ２およびデータベース７が存在する。アクセスポイントＡ１には無線端末Ａ４が接続される。無線端末Ｂ５は移動端末であり、遠方からの接近によってアクセスポイントＢ６に接続し、さらに移動することによってアクセスポイントＡ１に接続切替えを行う。アクセスポイントＡ１は、無線ＬＡＮ通信処理部２１、Ｗｅｂサーバ機能部２２、認証制御部２３、および有線通信処理部２５を備える。アクセスポイントＢ６は、無線ＬＡＮ通信処理部３１、Ｗｅｂサーバ機能部３２、認証制御部３３、および有線通信処理部３５を備える。ＰＰＰｏＥホスト装置は、ＰＰＰｏＥホスト機能部２４を備える。

実施例４の認証制御部２３における端末接続時の処理手順は図１２に示す実施例３と同様である。また、端末接続時の処理手順は図１４に示す実施例３と同様である。

実施例４のＰＰＰｏＥホスト機能部２４は、アクセスポイントＢ６と無線端末Ｂ５が無線切断した場合においても、一定時間ＰＰＰｏＥセッションを切断せず保持する。保持している状態で、図１４に示す処理手順に従いＰＰＰｏＥセッション依頼通知が到達した場合には、そのＰＰＰｏＥセッション確立状態を維持する。一定時間が経過し、ＰＰＰｏＥセッションを切断した状態で、図１４に示す処理手順に従いＰＰＰｏＥセッション依頼通知が到達した場合には、図９に示すシーケンス例と同様に動作する。

１アクセスポイントＡ
２ＡＣ
３外部ネットワーク
４無線端末Ａ
５無線端末Ｂ
６アクセスポイントＢ
７データベース
８ＩＳＰ網Ａ
９ＩＳＰ網Ｂ
２０、３０、４０テーブル
２１、３１無線ＬＡＮ通信処理部
２２、３２Ｗｅｂサーバ機能部
２３、３３認証制御部
２４、３４ＰＰＰｏＥホスト機能部
２５、３５有線通信処理部

Claims

複数の無線端末を、アクセスポイントとアクセスコンセントレータ間のＰＰＰｏＥセッションを介して外部ネットワークに接続する無線通信システムであって、
前記アクセスポイントは、
前記無線端末から当該無線端末が利用するアクセスコンセントレータに接続するための認証情報であるユーザ識別子、パスワード、アクセスネットワーク事業者の識別子を取得して当該無線端末の識別子と関連付けて記憶部に記録する認証情報管理手段と、
前記認証情報管理手段が記録した前記認証情報を用いて、前記アクセスコンセントレータとの間でそれぞれの無線端末ごとのＰＰＰｏＥセッションを確立するＰＰＰｏＥホスト機能手段と、
前記各無線端末から受信したパケットから前記無線端末の識別子を抽出して、当該無線端末に対応するＰＰＰｏＥセッションにパケットを転送する転送手段と、
前記無線端末からパケットを受信したときに、前記認証情報管理手段が前記記憶部を参照して当該無線端末の識別子が記録されているか否かを判定し、記録されている場合には、当該パケットを前記転送手段に出力し、記録されていない場合には、前記認証情報管理手段に当該無線端末の認証情報を取得することを指示する制御手段と
を備え、
前記認証情報管理手段は、前記無線端末から認証情報を取得したときに、前記アクセスポイントに接続された他のアクセスポイントに対して当該認証情報を当該無線端末の識別子と関連付けて通知し、他のアクセスポイントから認証情報を通知された場合は、関連付けられた無線端末の識別子および通知したアクセスポイントの識別子とともに前記記憶部に記録する手段を含み、
前記制御手段は、前記無線端末から接続要求を受信したときに、前記記憶部を参照して、当該無線端末の識別子が記録されているか否かを判定し、記録されている場合には、前記ＰＰＰｏＥホスト機能手段に対して、当該無線端末のためのＰＰＰｏＥセッションを確立することを指示する手段を含む
ことを特徴とする無線通信システム。
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記ＰＰＰｏＥホスト機能手段は、前記アクセスポイントが備える構成に代えて、前記アクセスポイントが接続されるネットワーク上のＰＰＰｏＥホスト装置が備える構成である
ことを特徴とする無線通信システム。
複数の無線端末を、アクセスポイントとアクセスコンセントレータ間のＰＰＰｏＥセッションを介して外部ネットワークに接続する無線通信システムのアクセスポイントにおいて、
前記無線端末から当該無線端末が利用するアクセスコンセントレータに接続するための認証情報を取得して当該無線端末の識別子と関連付けて記憶部に記録する認証情報管理手段と、
前記認証情報管理手段が記録した前記認証情報を用いて、前記アクセスコンセントレータとの間でそれぞれの無線端末ごとのＰＰＰｏＥセッションを確立するＰＰＰｏＥホスト機能手段と、
前記各無線端末から受信したパケットから前記無線端末の識別子を抽出して、当該無線端末に対応するＰＰＰｏＥセッションにパケットを転送する転送手段と、
前記無線端末からパケットを受信したときに、前記認証情報管理手段が前記記憶部を参照して当該無線端末の識別子が記録されているか否かを判定し、記録されている場合には、当該パケットを前記転送手段に出力し、記録されていない場合には、前記認証情報管理手段に当該無線端末の認証情報を取得することを指示する制御手段と
を備え、
前記認証情報管理手段は、前記無線端末から認証情報を取得したときに、前記アクセスポイントに接続された他のアクセスポイントに対して当該認証情報を当該無線端末の識別子と関連付けて通知し、他のアクセスポイントから認証情報を通知された場合は、関連付けられた無線端末の識別子および通知したアクセスポイントの識別子とともに前記記憶部に記録する手段を含み、
前記制御手段は、前記無線端末から接続要求を受信したときに、前記記憶部を参照して、当該無線端末の識別子が記録されているか否かを判定し、記録されている場合には、前記ＰＰＰｏＥホスト機能手段に対して、当該無線端末のためのＰＰＰｏＥセッションを確立することを指示する手段を含む
ことを特徴とするアクセスポイント。
請求項３に記載のアクセスポイントにおいて、
前記ＰＰＰｏＥホスト機能手段は、当該アクセスポイントが接続されるネットワーク上のＰＰＰｏＥホスト装置が備える機能を用いる構成である
ことを特徴とするアクセスポイント。