JP5973049B1 - ＩｏＴデバイスを用いた通信システム及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】第三者から不正アクセスのリスクを低減しつつも、ネットワークリソースの浪費を抑制することが可能なＩｏＴデバイスを用いた通信システム等を提供する。【解決手段】クライアントである携帯端末１００とＩｏＴデバイス６００とのデータ通信が必要な場合にのみ、ＣＳ回線経由でＩｏＴデバイス６００側でのグローバルＩＰアドレスの取得を認める一方、上記データ通信の必要がなくなると、ＣＳ回線経由でＩｏＴデバイス６００によって取得されたグローバルＩＰアドレスの開放を行う。グローバルＩＰアドレスの取得／開放プロセスは、クライアントである携帯端末１００からのリクエストのみ受け付け、クライアント以外の端末等からのリクエストは拒絶される。【選択図】図１

Description

本発明は、通信システム等に関し、より詳細には、ＩｏＴ（Internet of Things）デバイスを用いた通信システム等に関する。

近年、移動通信ネットワークの急速な普及に伴い、これまでの携帯電話機に代表される携帯端末に加え、自動車やスマートメータなど様々なＩｏＴデバイスをネットワークにつなげて、新しいビジネスや社会課題の解決に役立てることが期待されている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２０１３−１４０５２９号公報

ところで、現在の移動通信ネットワークは、携帯端末の通信接続状態や位置を管理するための制御信号を頻繁に授受している。このため、通信の開始・停止を定期的に繰り返すＩｏＴデバイスが急増すると、移動通信ネットワークで不要な制御信号が大量に発生し、通信トラヒックの妨げになる、という問題がある。

さらに、どこからでもＩｏＴデバイスへのアクセスを可能とするためには、インターネットに接続された機器に一意に割り当てられるグローバルＩＰアドレスの付与が不可欠となるが、その反面、グローバルＩＰアドレスは誰からでもアクセスできるため、不正侵入やウイルス等の攻撃を受けやすくなり、セキュリティ対策が必須となる。しかしながら、ＩｏＴデバイスに高度なセキュリティ対策を施せばコストが甚大となり、現実的でない。

加えて、今後、爆発的な増加が見込まれるＩｏＴデバイスに対し、グローバルＩＰアドレスを割り当てて保持し続けることは、通信事業者の観点ではネットワークリソースを徒に浪費し、効率的な通信トラヒックの障害になることが懸念される。

本発明は以上説明した事情を鑑みてなされたものであり、ＩｏＴデバイスの利用に際して、第三者から不正アクセスのリスクを低減しつつも、ネットワークリソースの浪費を抑制することが可能なＩｏＴデバイスを用いた通信システム等を提供することを目的の一つとする。

本発明の一実施形態に係るＩｏＴデバイスを用いた通信システムは、ＩｏＴデバイスの通信を制御する通信システムであって、移動通信網に収容された回線交換型のデータ通信を制御するＣＳ回線制御装置を備え、ＣＳ回線制御装置は、ＩｏＴデバイスに対するグローバルＩＰアドレスの取得要求または開放要求を、クライアント端末からインターネット経由で受信する第１受信手段と、グローバルＩＰアドレスの取得要求または開放要求を、回線交換型のデータ通信（ＣＳ回線）に向けてデータ変換する第１変換手段と、データ変換後のグローバルＩＰアドレスの取得要求または開放要求を、ＣＳ回線を通じてＩｏＴデバイスに送信する第１送信手段と、ＩｏＴデバイスから、グローバルＩＰアドレスの取得通知または開放通知を受信する第２受信手段と、受信した前記グローバルＩＰアドレスの取得通知または開放通知を、インターネット経由でクライアント端末が受信可能な形式にデータ変換を行う第２変換手段と、データ変換後のグローバルＩＰアドレスの取得通知または開放通知を、インターネット経由でクライアント端末に送信する第２送信手段とを具備することを特徴とする。

ここで、上記構成にあっては、移動通信網に収容されたパケット交換型のデータ通信を制御するＰＳ回線制御装置をさらに備え、ＰＳ回線制御装置は、ＩｏＴデバイスからのグローバルＩＰアドレスの取得または開放要求を、パケット交換型のデータ通信（ＰＳ回線）を通じて受信する受信手段と、グローバルＩＰアドレスの取得または開放要求に応じて、グローバルＩＰアドレスの払い出しまたは開放を、ＰＳ回線を通じてＩｏＴデバイスに対して行うアドレス制御手段とを具備する態様が好ましい。

また、インターネットに接続されたＷｅｂサーバをさらに備え、Ｗｅｂサーバは、クライアント端末からのアクセス要求に対し、ユーザ認証を行う認証手段と、ユーザ認証に成功した場合に、クライアント端末による、ＩｏＴデバイスに対するグローバルＩＰアドレスの取得要求または開放要求を受け付ける受付制御手段と、受け付けた前記ＩｏＴデバイスに対するグローバルＩＰアドレスの取得要求または開放要求を、ＣＳ回線制御装置に送信する送信手段とを具備する態様も好ましい。

なお、ＩｏＴデバイスは、当該デバイスに固有の電話番号を記憶する記憶媒体と、通信モジュールとを備えることが好ましいが、これに限る趣旨ではない。

本発明によれば、ＩｏＴデバイスの利用に際して、第三者から不正アクセスのリスクを低減しつつも、ネットワークリソースの浪費を抑制することが可能となる。

本実施形態に係るＩｏＴデバイスを用いた通信システムの概略構成を示す図である。 グローバルＩＰアドレスの取得処理を示すシーケンスを示す図である。 グローバルＩＰアドレスの開放処理を示すシーケンスを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（各実施例を組み合わせる等）して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。

Ａ．本実施形態
図１は、本実施形態に係るＩｏＴデバイスを用いた通信システム１０００の概略構成を示す図である。
通信システム１０００は、インターネット網Ｎ１に接続された携帯端末１００及びＷｅｂサーバ２００と、インターネット網Ｎ１と移動通信網Ｎ２とを中継するゲートウェイ装置３００と、回線交換（Circuit Switching：ＣＳ）型のデータ通信を制御するプッシュサーバ４００及びＣＳコアノード４５０と、パケット交換型（Packet Switching：ＰＳ）のデータ通信を制御するパケット・コアノード５００と、各種電化製品などに装着されるＩｏＴデバイス６００と、を備えて構成される。

携帯端末（クライアント端末）１００は、例えばスマートフォンによって構成されている。携帯端末１００を所持するユーザは、接続を希望するＩｏＴデバイス６００の電話番号を指定して、グローバルＩＰアドレスの取得要求を行う一方、ＩｏＴデバイス６００との接続を切断する際には、ＩｏＴデバイス６００の電話番号を指定して、取得したグローバルＩＰアドレスの開放要求を行う役割を担っている。なお、携帯端末１００は、スマートフォンに限る趣旨ではなく、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やノートＰＣ、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ウェアラブル端末など、インターネット等に接続可能なあらゆる端末を利用することができる。

Ｗｅｂサーバ２００は、例えばサーバコンピュータにより構成され、携帯端末１００からインターネット網Ｎ１経由で送信されるグローバルＩＰアドレスの取得／開放に関する要求などを、プッシュサーバ４００に送る一方、ＩｏＴデバイス６００からグローバルＩＰアドレスの取得／開放に関する通知などを、移動通信網Ｎ２経由で携帯端末１００に送る機能を備えている。

プッシュサーバ（ＣＳ回線制御装置）４００は、Ｗｅｂサーバ２００から送信される要求を、回線交換型のデータ通信（ＣＳ回線）向けにデータ変換する一方、ＩｏＴデバイス６００から受信するデータをＷｅｂサーバ２００向けにデータ変換する機能を備えている。プッシュサーバ４００によってＣＳ回線向けにデータ変換されたＷｅｂサーバ２００からの要求は、ＣＳコアノード（ＣＳ回線制御装置）４５０、基地局５５０を介してＩｏＴデバイス６００に送信される。

パケット・コアノード（ＰＳ回線制御装置）５００は、パケット通信を制御するほか、ＩｏＴデバイス６００からのグローバルＩＰアドレスの取得要求に応じて、当該デバイスにユニークなグローバルＩＰアドレスを払い出す一方、ＩｏＴデバイス６００からのＩＰアドレスの開放要求に応じて、当該デバイスに割り当てたユニークなグローバルＩＰアドレスを開放する機能を備えている。

ＩｏＴデバイス６００は、ＳＩＭカード（Subscriber Identity Module Card）や無線通信モジュール等を備えている。ＳＩＭカード（記憶媒体）には、電話番号などの識別情報が記憶されている。なお、本実施形態では、ＩｏＴデバイス６００として、様々な“モノ”に装着可能な各種センサを想定するが、これに限定する趣旨でないのはもちろんである。

以下、ＩｏＴデバイス６００によってグローバルＩＰアドレスが取得されるまでの処理の流れ、及びＩｏＴデバイス６００によって取得されたグローバルＩＰアドレスが開放されるまでの処理の流れのそれぞれについて、図面を参照しながら説明する。

＜グローバルＩＰアドレスの取得処理シーケンス＞
図２は、グローバルＩＰアドレスの取得処理を示すシーケンスを示す図である。
ユーザは、まず、携帯端末１００を利用して、Ｗｅｂサーバ２００へアクセス要求を行う（ステップＳ１）。Ｗｅｂサーバ（認証手段）２００は、アクセス要求に応じてユーザ認証を行うべく、携帯端末１００の識別番号（例えば電話番号）の入力を要求する（ステップＳ２）。ユーザ認証に失敗すると、Ｗｅｂサーバ２００は、不正なアクセス要求とみなして、アクセス要求を拒絶する。一方、ユーザ認証に成功すると、Ｗｅｂサーバ（受付制御手段）２００は、アクセス要求を許可する（ステップＳ３）。

アクセス要求が許可されると、ユーザは、携帯端末１００を操作することで、ＩｏＴデバイス６００によるグローバルＩＰアドレスの取得及び通知要求を行う（ステップＳ４）。具体的には、携帯端末１００のアプリケーションやブラウザを利用することで、接続を試みるＩｏＴデバイス６００の電話番号を指定し、グローバルＩＰアドレスの取得及び通知要求を行う。

Ｗｅｂサーバ（送信手段）２００は、グローバルＩＰアドレスの取得及び通知要求を受信すると、ゲートウェイ装置３００を介してプッシュサーバ４００に送る（ステップＳ５）。プッシュサーバ（第１受信手段、第１変換手段）４００は、Ｗｅｂサーバ２００からグローバルＩＰアドレスの取得及び通知要求を受信すると、ＣＳ回線向けにデータ変換する（ステップＳ６）。そして、プッシュサーバ（第１送信手段）４００は、ＣＳ通信により、ＳＭＳ（Short Message Service）を利用してＩｏＴデバイス６００にグローバルＩＰアドレスの取得及び通知要求を行う（ステップＳ７）。

ＩｏＴデバイス６００は、プッシュサーバ４００から、ＣＳコアノード４５０、基地局５５０を介してグローバルＩＰアドレスの取得及び通知要求を受信すると、パケット回線を通じてパケット・コアノード５００に対してグローバルＩＰアドレスの取得要求を行う（ステップＳ８）。パケット・コアノード（受信手段、アドレス制御手段）５００は、かかる要求を受け、パケット回線を通じてＩｏＴデバイス６００に固有のグローバＩＰアドレスを払い出す（ステップＳ９）。ＩｏＴデバイス６００は、パケット・コアノード５００からグローバルＩＰアドレスを取得することで（ステップＳ１０）、インターネット等を通じたパケット通信による外部からのアクセスが可能な状態となる。ＩｏＴデバイス６００は、取得したグローバルＩＰアドレスを、接続の要求元（すなわちクライアント）である携帯端末１００宛てに送信（通知）する（ステップＳ１１）。

ＩｏＴデバイス６００から送信されたグローバルＩＰアドレスは、基地局５５０、ＣＳコアノード４５０を介してプッシュサーバ（第２受信手段）４００に受信される。プッシュサーバ（第２変換手段、第２送信手段）４００は、ＩｏＴデバイス６００から送信されたグローバルＩＰアドレスを、Ｗｅｂサーバ２００向けにデータ変換し（ステップＳ１２）、Ｗｅｂサーバ２００に送信する（ステップＳ１３）。

Ｗｅｂサーバ２００は、受信したグローバルＩＰアドレスを携帯端末１００宛てに送信する（ステップＳ１４）。携帯端末１００は、Ｗｅｂサーバ２００を経由してＩｏＴデバイス６００のグローバルＩＰアドレスの通知を受け取る。これにより、携帯端末１００は、ＩｏＴデバイス６００との間でインターネット網Ｎ１を介したパケット通信が可能となる（ステップＳ１５）。すなわち、携帯端末１００は、ＩｏＴデバイス６００に対して各種リクエスト等を送信するとともに、リクエストに応じたデータ（例えば、計測データなど）等を受信することが可能となる。

＜グローバルＩＰアドレスの開放処理シーケンス＞
図３は、グローバルＩＰアドレスの開放処理を示すシーケンスを示す図である。
ユーザは、例えばＩｏＴデバイス６００から必要十分な計測データが取得できたため、携帯端末１００とＩｏＴデバイス６００との間の通信は不要になったと判断すると、ＩｏＴデバイス６００に割り当てられたグローバルＩＰアドレスの開放要求を行うべく、携帯端末１００を操作して、Ｗｅｂサーバ２００へアクセス要求を行う（ステップＳａ１）。Ｗｅｂサーバ２００は、アクセス要求に応じてユーザ認証を行うべく、携帯端末１００の識別番号（例えば電話番号）の入力を要求する（ステップＳａ２）。

ユーザ認証に失敗すると、Ｗｅｂサーバ２００は、不正なアクセス要求とみなして、アクセス要求を拒絶する。一方、ユーザ認証に成功すると、Ｗｅｂサーバ２００は、アクセス要求を許可する（ステップＳａ３）。アクセス要求が許可されると、ユーザは、携帯端末１００を操作することで、ＩｏＴデバイス６００によるグローバルＩＰアドレスの開放及び通知要求を行う（ステップＳａ４）。具体的には、携帯端末１００のアプリケーションやブラウザを利用することで、グローバルＩＰアドレスが割り当てられているＩｏＴデバイス６００の電話番号を指定し、グローバルＩＰアドレスの開放及び通知要求を行う。

Ｗｅｂサーバ２００は、グローバルＩＰアドレスの開放及び通知要求を受信すると、ゲートウェイ装置３００を介してプッシュサーバ４００に送る（ステップＳａ５）。プッシュサーバ４００は、Ｗｅｂサーバ２００から送信されるグローバルＩＰアドレスの開放及び通知要求を、ＣＳ回線向けにデータ変換する（ステップＳａ６）。そして、プッシュサーバ４００は、ＣＳ通信により、ＳＭＳ（Short Message Service）を利用してＩｏＴデバイス６００にグローバルＩＰアドレスの開放及び通知要求を行う（ステップＳａ７）。

ＩｏＴデバイス６００は、プッシュサーバ４００から、ＣＳコアノード４５０、基地局５５０を介してグローバルＩＰアドレスの開放及び通知要求を受信すると、パケット回線を通じてパケット・コアノード５００に対してグローバルＩＰアドレスの開放要求を行う（ステップＳａ８）。パケット・コアノード５００は、かかる要求を受け、パケット回線を通じてＩｏＴデバイス６００に割り当てたグローバルＩＰアドレスを開放し、グローバルＩＰアドレスを開放した旨の通知を行う（ステップＳａ９）。ＩｏＴデバイス６００は、パケット・コアノード５００からのグローバルＩＰアドレスの開放通知を受け取ることで（ステップＳａ１０）、インターネット等を通じたパケット通信による外部からのアクセスが不可能な状態となる。ＩｏＴデバイス６００は、グローバルＩＰアドレスが開放されたことを、接続の要求元である携帯端末１００に知らせるべく、グローバルＩＰアドレスの開放完了通知を携帯端末１００宛てに送信（通知）する（ステップＳａ１１）。

ＩｏＴデバイス６００から送信されたグローバルＩＰアドレスの開放完了通知は、基地局５５０、ＣＳコアノード４５０を介してプッシュサーバ４００に受信される。プッシュサーバ４００は、ＩｏＴデバイス６００から送信されたグローバルＩＰアドレスの開放完了通知を、Ｗｅｂサーバ２００向けにデータ変換を行い（ステップＳａ１２）、Ｗｅｂサーバ２００に送信する（ステップＳａ１３）。

Ｗｅｂサーバ２００は、受信したグローバルＩＰアドレスの開放完了通知を携帯端末１００宛てに送信する（ステップＳａ１４）。携帯端末１００は、Ｗｅｂサーバ２００を経由してＩｏＴデバイス６００のグローバルＩＰアドレスの開放完了通知を受け取る。これにより、携帯端末１００は、ＩｏＴデバイス６００との間のパケット通信が切断されたことを把握する（ステップＳａ１５）。

以上説明したように、本実施形態によれば、クライアントである携帯端末１００とＩｏＴデバイス６００とのデータ通信が必要な場合にのみ、ＣＳ回線経由でＩｏＴデバイス６００側でのグローバルＩＰアドレスの取得を認める一方、上記データ通信の必要がなくなると、ＣＳ回線経由でＩｏＴデバイス６００によって取得されたグローバルＩＰアドレスの開放を行う。グローバルＩＰアドレスの取得／開放プロセスは、クライアントである携帯端末１００からのリクエストのみ受け付け、クライアント以外の端末等からのリクエストは拒絶される。このため、不正アクセスのリスクとともに、ネットワークリソースの浪費を低減することが可能となる。

Ｂ．その他
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、他の様々な形で実施することができる。このため、上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。例えば、上述した各処理ステップは処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更し、または並列に実行することができる。

上述した本実施形態では、グローバルＩＰアドレスが開放された後の動作については、特に言及しなかったが、例えば携帯端末１００とＩｏＴデバイス６００が再接続される場合には、前回とは異なるグローバルＩＰアドレスを払い出す（取得する）ようにすればよい。

また、上述した本実施形態では、ＩｏＴデバイス６００としてＳＩＭカード（Subscriber Identity Module Card）を搭載したデバイスを想定したが、これに限る趣旨ではなく、電話番号などの識別情報が付与され、かつ、移動通信網Ｎ２のＣＳ回線及びＰＳ回線を通じて通信可能なあらゆるデバイスに適用可能である。

１０００…通信システム、１００…携帯端末、２００…Ｗｅｂサーバ、３００…ゲートウェイ装置、４００…プッシュサーバ、４５０…ＣＳコアノード、５００…パケット・コアノード、５５０…基地局、６００…ＩｏＴデバイス、Ｎ１…インターネット網、Ｎ２…移動通信網。

Claims (5)

1. ＩｏＴデバイスの通信を制御する通信システムであって、
   移動通信網に収容された回線交換型のデータ通信を制御するＣＳ回線制御装置を備え、
   前記ＣＳ回線制御装置は、
   前記ＩｏＴデバイスに対するグローバルＩＰアドレスの取得要求または開放要求を、クライアント端末からインターネット経由で受信する第１受信手段と、
   前記グローバルＩＰアドレスの取得要求または開放要求を、前記回線交換型のデータ通信（ＣＳ回線）に向けてデータ変換する第１変換手段と、
   前記データ変換後の前記グローバルＩＰアドレスの取得要求または開放要求を、前記ＣＳ回線を通じて前記ＩｏＴデバイスに送信する第１送信手段と、
   前記ＩｏＴデバイスから、グローバルＩＰアドレスの取得通知または開放通知を受信する第２受信手段と、
   受信した前記グローバルＩＰアドレスの取得通知または開放通知を、前記インターネット経由で前記クライアント端末が受信可能な形式にデータ変換を行う第２変換手段と、
   データ変換後の前記グローバルＩＰアドレスの取得通知または開放通知を、前記インターネット経由で前記クライアント端末に送信する第２送信手段と
   を具備する、ＩｏＴデバイスを用いた通信システム。
2. 前記移動通信網に収容されたパケット交換型のデータ通信を制御するＰＳ回線制御装置をさらに備え、
   前記ＰＳ回線制御装置は、
   前記ＩｏＴデバイスからの前記グローバルＩＰアドレスの取得または開放要求を、前記パケット交換型のデータ通信（ＰＳ回線）を通じて受信する受信手段と、
   前記グローバルＩＰアドレスの取得または開放要求に応じて、前記グローバルＩＰアドレスの払い出しまたは開放を、前記ＰＳ回線を通じて前記ＩｏＴデバイスに対して行うアドレス制御手段とを具備する、請求項１に記載のＩｏＴデバイスを用いた通信システム。
3. 前記インターネットに接続されたＷｅｂサーバをさらに備え、
   前記Ｗｅｂサーバは、
   前記クライアント端末からのアクセス要求に対し、ユーザ認証を行う認証手段と、
   前記ユーザ認証に成功した場合に、前記クライアント端末による、前記ＩｏＴデバイスに対するグローバルＩＰアドレスの取得要求または開放要求を受け付ける受付制御手段と、
   受け付けた前記ＩｏＴデバイスに対するグローバルＩＰアドレスの取得要求または開放要求を、前記ＣＳ回線制御装置に送信する送信手段と
   を具備する、請求項１または２に記載のＩｏＴデバイスを用いた通信システム。
4. 前記ＩｏＴデバイスは、当該デバイスに固有の電話番号を記憶する記憶媒体と、通信モジュールとを備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１に記載のＩｏＴデバイスを用いた通信システム。
5. ＩｏＴデバイスの通信を制御する通信システムにおいて用いられるＣＳ回線制御装置を制御するためのプログラムであって、
   前記ＣＳ回線制御装置は、移動通信網に収容された回線交換型のデータ通信を制御し、
   前記ＣＳ回線制御装置を、
   前記ＩｏＴデバイスに対するグローバルＩＰアドレスの取得要求または開放要求を、クライアント端末からインターネット経由で受信する第１受信手段と、
   前記グローバルＩＰアドレスの取得要求または開放要求を、前記回線交換型のデータ通信（ＣＳ回線）に向けてデータ変換する第１変換手段と、
   前記データ変換後の前記グローバルＩＰアドレスの取得要求または開放要求を、前記ＣＳ回線を通じて前記ＩｏＴデバイスに送信する第１送信手段と、
   前記ＩｏＴデバイスから、グローバルＩＰアドレスの取得通知または開放通知を受信する第２受信手段と、
   受信した前記グローバルＩＰアドレスの取得通知または開放通知を、前記インターネット経由で前記クライアント端末が受信可能な形式にデータ変換を行う第２変換手段と、
   データ変換後の前記グローバルＩＰアドレスの取得通知または開放通知を、前記インターネット経由で前記クライアント端末に送信する第２送信手段と
   して機能させるためのプログラム。

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