JP7040030B2 - 通信システム及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信システム及び通信方法に関する。

Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を使用した鉄道車両用ネットワークの国際規格としてＩＥＣ６１３７５が知られている。ＩＥＣ６１３７５では、編成又は列車編成（列車に用いられる１両以上の車両を組成した車両群）の内部のネットワークである「編成内ネットワーク」と、編成内ネットワーク同士を接続する「基幹ネットワーク」とがＩＥＣ６１３７５－３－４とＩＥＣ６１３７５－２－５とにそれぞれ規定されている。

これらの規格では、基幹ネットワークを介して或る編成内ネットワーク上の機器から別の編成内ネットワーク上の機器へデータを送信することを想定したＩＰ（Internet Protocol）アドレスの割り当てや経路探索等が規定されている。

ところで、例えば、地域や国境等を跨ぐ鉄道では、異なる鉄道会社の編成で１つの列車が構成される場合がある。このような場合、或る編成内ネットワーク上の機器は、他の編成内ネットワーク上の機器のＩＰアドレスを得ることができないことがある。

これに対して、他の編成内ネットワーク上の全ての機器（又は一部の機器）に対してマルチキャストを行うことで、他の編成内ネットワーク上の機器と通信することも考えられる。

特開２０１２－９０３６９号公報 国際公開第２０１３／０２７２８６号

しかしながら、編成内ネットワーク上の機器ではマルチキャストをサポートしていないものが多い。これは、鉄道車両内に設置される機器は、一般的に、利用可能な記憶領域や計算資源等が限られているためである。

そこで、本発明の実施の形態は、異なる編成内ネットワークの機器間での通信を実現することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の実施の形態は、鉄道車両の編成間で通信を行うための基幹ネットワークと前記鉄道車両の編成内で通信を行うための編成内ネットワークとの間の通信を中継する通信装置と、前記編成内ネットワーク上の機器とが含まれる通信システムであって、前記機器は、前記基幹ネットワーク上の通信装置に対するディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスと、所定のポート番号とを設定したデータを送信する送信部を有し、前記通信装置は、受信した前記データに前記所定のポート番号が設定されているか否かを判定する判定部と、前記判定部より前記所定のポート番号が設定されていると判定された場合、前記ディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスを、前記通信装置が通信を中継する編成内ネットワーク上の機器に対するディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換する変換部と、を有することを特徴とする。

異なる編成内ネットワークの機器間での通信を実現することができる。

本実施形態に係る鉄道車両用ネットワークシステムの全体構成の一例を示す図である。 本実施形態に係るルータのハードウェア構成例を示す図である。 本実施形態に係る機器のハードウェア構成例を示す図である。 本実施形態に係るルータの機能構成例を示す図である。 本実施形態に係る機器の機能構成例を示す図である。 送信元の機器の動作例を示すフローチャート（実施例１）である。 送信元の機器と同一編成内にあるルータの動作例を示すフローチャート（実施例１）である。 送信元の機器と異なる編成内にあるルータの動作例を示すフローチャート（実施例１）である。 送信元の機器の動作例を示すフローチャート（実施例２）である。 送信元の機器と同一編成内にあるルータの動作例を示すフローチャート（実施例２）である。 送信元の機器の動作例を示すフローチャート（実施例３）である。 送信元の機器と同一編成内にあるルータの動作例を示すフローチャート（実施例３）である。

以下、本発明の実施の形態（本実施形態）について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、ディレクテッド・ブロードキャストと、ポートフォワーディングとを用いることで、異なる編成内ネットワークの機器間での通信を実現する場合について説明する。

＜全体構成例＞
まず、本実施形態に係る鉄道車両用ネットワークシステム１の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る鉄道車両用ネットワークシステム１の全体構成の一例を示す図である。

図１は、一例として、第一編成と第二編成と第三編成との３つの編成で列車が構成されている場合における鉄道車両用ネットワークシステム１を示している。図１に示す鉄道車両用ネットワークシステム１は、編成毎の基幹ネットワークと、編成毎の編成内ネットワークとで構成されている。すなわち、図１に示す鉄道車両用ネットワークシステム１は、第一編成の基幹ネットワーク及び編成内ネットワークと、第二編成の基幹ネットワーク及び編成内ネットワークと、第三編成の基幹ネットワーク及び編成内ネットワークとで構成されている。

また、図１に示す鉄道車両用ネットワークシステム１では、各編成の基幹ネットワークのネットワークアドレスが「１０．１２８．０．０」、各編成の編成内ネットワークのネットワークアドレスが「１９２．１６８．０．０」であるものとする。なお、編成内ネットワークのネットワークアドレスは、各編成で異なっていても良い。

各編成には、ルータ１０と、機器２０と、ＨＵＢ３０と、ＨＵＢ４０と、連結器５０とが含まれる。

ルータ１０は、基幹ネットワークと編成内ネットワークとの間のデータ（以降では、「通信データ」と表す。）を中継する通信装置である。ルータ１０には、基幹ネットワーク側のＩＰアドレスと、編成内ネットワーク側のＩＰアドレスとが割り当てられている。

例えば、図１に示す鉄道車両用ネットワークシステム１の第一編成に含まれるルータ１０には、基幹ネットワーク側のＩＰアドレス「１０．１２８．０．１０１」と、編成内ネットワーク側のＩＰアドレス「１９２．１６８．０．１」とが割り当てられている。

同様に、例えば、図１に示す鉄道車両用ネットワークシステム１の第二編成に含まれるルータ１０には、基幹ネットワーク側のＩＰアドレス「１０．１２８．０．１０２」と、編成内ネットワーク側のＩＰアドレス「１９２．１６８．０．１」とが割り当てられている。

同様に、例えば、図１に示す鉄道車両用ネットワークシステム１の第三編成に含まれるルータ１０には、基幹ネットワーク側のＩＰアドレス「１０．１２８．０．１０３」と、編成内ネットワーク側のＩＰアドレス「１９２．１６８．０．１」とが割り当てられている。

これらのルータ１０は、当該ルータ１０が含まれる編成の編成内ネットワークにおいてデフォルトゲートウェイに設定されているものとする。

なお、図１に示す鉄道車両用ネットワークシステム１では、各編成に１台のルータ１０が含まれているが、これに限られない。各編成には、２台以上のルータ１０が含まれていても良い。ただし、例えば、或る編成に２台以上のルータ１０が含まれる場合であっても、デフォルトゲートウェイとして設定されるルータ１０は、これら２台以上のルータ１０のうちの１台のルータ１０となる。

機器２０は、車両の各種機能を実現する種々の機器又は装置である。機器２０としては、例えば、ブレーキを制御する制御機器、車両の速度を制御する制御機器、エアコンを制御する制御機器、ドアの開閉を制御する制御機器、液晶パネルの表示を制御する制御機器、補助電源装置、放送装置、行先表示器、制御中央装置等の種々の制御機器が挙げられる。

各機器２０には、編成内ネットワークにおけるＩＰアドレスが割り当てられている。例えば、第一編成の編成内ネットワークには、ＩＰアドレス「１０．１２８．０．１１」が割り当てられた機器２０と、ＩＰアドレス「１９２．１２８．０．１２」が割り当てられた機器２０と、ＩＰアドレス「１９２．１２８．０．２１」が割り当てられた機器２０と、ＩＰアドレス「１９２．１２８．０．２２」が割り当てられた機器２０とが含まれている。

同様に、例えば、第二編成の編成内ネットワークには、ＩＰアドレス「１０．１２８．０．３１」が割り当てられた機器２０と、ＩＰアドレス「１９２．１２８．０．３２」が割り当てられた機器２０と、ＩＰアドレス「１９２．１２８．０．４１」が割り当てられた機器２０と、ＩＰアドレス「１９２．１２８．０．４２」が割り当てられた機器２０とが含まれている。

同様に、例えば、第三編成の編成内ネットワークには、ＩＰアドレス「１０．１２８．０．５１」が割り当てられた機器２０と、ＩＰアドレス「１９２．１２８．０．５２」が割り当てられた機器２０と、ＩＰアドレス「１９２．１２８．０．６１」が割り当てられた機器２０と、ＩＰアドレス「１９２．１２８．０．６２」が割り当てられた機器２０とが含まれている。

なお、図１に示す例では、編成内ネットワーク間で同一のＩＰアドレスが割り当てられている機器２０が存在しない場合を示しているが、これに限られず、編成内ネットワーク間で同一のＩＰアドレスが割り当てられている機器２０が存在しても良い。すなわち、少なくとも同一の編成内ネットワーク上に同一のＩＰアドレスが割り当てられている機器２０が存在しなければ良い。

ＨＵＢ３０は、各編成の編成内ネットワーク内で、機器２０からの通信データ又は機器２０への通信データを中継する装置である。なお、図１に示す鉄道車両用ネットワークシステム１では、各編成内ネットワークに１台のＨＵＢ３０が含まれているが、これに限られない。各編成内ネットワークには、２台以上のＨＵＢ３０が含まれていても良いし、ＨＵＢ３０が含まれていなくても良い。

ＨＵＢ４０は、各編成の基幹ネットワーク内で、ルータ１０からの通信データ又はルータ１０への通信データを中継する装置である。なお、図１に示す鉄道車両用ネットワークシステム１では、各基幹ネットワークに１台のＨＵＢ４０が含まれているが、これに限られない。各基幹ネットワークには、２台以上のＨＵＢ４０が含まれていても良いし、ＨＵＢ４０が含まれていなくても良い。連結器５０は、各編成の基幹ネットワーク間を接続する装置である。

なお、図１に示す鉄道車両用ネットワークシステム１の構成は一例であって、他の構成であっても良い。例えば、鉄道車両用ネットワークシステム１は、第一編成と第二編成とで構成されていても良いし、４以上の複数の編成で構成されていても良い。

以降では、第一編成に含まれるルータ１０と、第二編成に含まれるルータ１０と、第三編成に含まれるルータ１０とを区別する場合は、それぞれ「ルータ１０－１」、「ルータ１０－２」、「ルータ１０－３」と表すものとする。また、第一編成に含まれる機器２０と、第二編成に含まれる機器２０と、第三編成に含まれる機器２０とを区別する場合は、それぞれ「機器２０－１」、「機器２０－２」、「機器２０－３」と表すものとする。

＜ハードウェア構成例＞
次に、本実施形態に係るルータ１０及び機器２０のハードウェア構成について説明する。

≪ルータ１０≫
まず、本実施形態に係るルータ１０のハードウェア構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係るルータ１０のハードウェア構成例を示す図である。

図２に示すように、本実施形態に係るルータ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３と、外部Ｉ／Ｆ１４と、通信Ｉ／Ｆ１５と、補助記憶装置１６とを有する。これらの各ハードウェアは、バス１７により通信可能に接続されている。

ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３や補助記憶装置１６等からプログラムやデータをＲＡＭ１２上に読み出し、処理を実行することで、ルータ１０全体の制御や機能を実現する演算装置である。

ＲＡＭ１２は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ１３は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリである。

外部Ｉ／Ｆ１４は、外部装置とのインタフェースである。外部装置には、記録媒体１４ａ等がある。ルータ１０は、外部Ｉ／Ｆ１４を介して、記録媒体１４ａの読み取りや書き込みを行うことができる。記録媒体１４ａには、例えば、ＳＤメモリカードやＵＳＢメモリ等がある。

通信Ｉ／Ｆ１５は、他のルータ１０や機器２０等と通信を行うためのインタフェースである。なお、通信Ｉ／Ｆ１５には、基幹ネットワーク側の通信インタフェースと、編成内ネットワーク側の通信インタフェースとが含まれる。

補助記憶装置１６は、プログラムやデータを格納している不揮発性のメモリであり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等である。補助記憶装置１６に格納されるプログラムやデータには、ルータ１０全体を制御する基本ソフトウェアであるＯＳ（Operating System）、及びＯＳ上において各種機能を提供するアプリケーションソフトウェア等がある。

本実施形態に係るルータ１０は、上記のハードウェア構成を有することにより、後述する各種処理を実現することができる。ただし、ルータ１０のハードウェア構成は、図２に示す例に限られない。ルータ１０は、例えば、ＬＳＩ（Large-Scale Integrated Circuit）等により実現されていても良い。

≪機器２０≫
次に、本実施形態に係る機器２０のハードウェア構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る機器２０のハードウェア構成例を示す図である。

図３に示すように、本実施形態に係る機器２０は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）２１と、ＲＡＭ２２と、ＲＯＭ２３と、通信Ｉ／Ｆ２４とを有する。これらの各ハードウェアは、バス２５により通信可能に接続されている。

ＭＰＵ２１は、ＲＯＭ２３等からプログラムやデータをＲＡＭ２２上に読み出し、処理を実行することで、機器２０全体の制御や機能を実現する演算装置である。

ＲＡＭ２２は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ２３は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリである。

通信Ｉ／Ｆ２４は、ルータ１０や他の機器２０等と通信を行うためのインタフェースである。

本実施形態に係る機器２０は、上記のハードウェア構成を有することにより、後述する各種処理を実現することができる。

＜機能構成例＞
次に、本実施形態に係るルータ１０及び機器２０の機能構成について説明する。

≪ルータ１０≫
まず、本実施形態に係るルータ１０の機能構成について、図４を参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係るルータ１０の機能構成例を示す図である。

図４に示すように、本実施形態に係るルータ１０は、第１の通信部１０１と、ポートフォワーディング部１０２と、第２の通信部１０３とを有する。これら各部は、ルータ１０にインストールされた１以上のプログラムがＣＰＵ１１に実行させる処理により実現される。

第１の通信部１０１は、編成内ネットワーク側からの通信データを受信すると共に、編成内ネットワーク側へ通信データを送信する。

ポートフォワーディング部１０２は、第１の通信部１０１又は第２の通信部１０３が受信した通信データに対してポートフォワーディングを行う。すなわち、ポートフォワーディング部１０２は、第１の通信部１０１又は第２の通信部１０３が受信した通信データに設定されているポート番号が、予め決められた所定のポート番号であるか否かを判定する。そして、ポートフォワーディング部１０２は、第１の通信部１０１又は第２の通信部１０３が受信した通信データに設定されているポート番号が所定のポート番号であると判定した場合、当該通信データに設定されている宛先ＩＰアドレス（送信先ＩＰアドレス）を、ディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換する。以降では、所定のポート番号を「ポート番号Ａ」とも表す。

第２の通信部１０３は、基幹ネットワーク側からの通信データを受信すると共に、基幹ネットワーク側へ通信データを送信する。

≪機器２０≫
次に、本実施形態に係る機器２０の機能構成について、図５を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係る機器２０の機能構成例を示す図である。

図５に示すように、本実施形態に係る機器２０は、通信データ作成部２０１と、通信部２０２とを有する。これら各部は、機器２０にインストールされた１以上のプログラムがＭＰＵ２１に実行させる処理により実現される。

通信データ作成部２０１は、他の編成内ネットワークの機器２０に送信される通信データを作成する。

通信部２０２は、通信データ作成部２０１により作成された通信データを送信すると共に、同一の編成内ネットワークのルータ１０から送信された通信データを受信する。

＜動作例＞
以降では、本実施形態に係る鉄道車両用ネットワークシステム１に含まれるルータ１０及び機器２０の動作について説明する。以降で説明する各実施例では、一例として、送信元の機器２０は第一編成の編成内ネットワーク上の或る機器２０－１であり、送信先の機器２０は第二編成の編成内ネットワーク上の全ての機器２０－２及び第三編成の編成内ネットワーク上の全ての機器２０－３であるものとする。

（実施例１）
実施例１では、基幹ネットワークから編成内ネットワークに中継される通信データに対してポートフォワーディングを行うことで、第一編成の編成内ネットワーク上の機器２０が、第二編成及び第三編成の編成内ネットワーク上の機器２０と通信する場合について説明する。

まず、送信元の機器２０－１の動作例について、図６を参照しながら説明する。図６は、送信元の機器２０－１の動作例を示すフローチャート（実施例１）である。

通信データ作成部２０１は、ポート番号Ａと、基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスとを宛先ポート番号と宛先ＩＰアドレスとにそれぞれ設定した通信データを作成する（ステップＳ１０１）。

より具体的には、通信データ作成部２０１は、基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスを、ＩＰヘッダの宛先ＩＰアドレスに設定すると共に、ポート番号Ａを、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）ヘッダの宛先ポート番号に設定した通信データを作成する。ここで、例えば、基幹ネットワークのネットワークアドレスが「１０．１２８．０．０」である場合、この基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスは、「１０．１２８．２５５．２５５」である。

なお、上記のステップＳ１０１は、例えば、機器２０－１と、他の編成内ネットワーク上の機器２０との間での通信が必要となった場合に実行される。このような場合とは、機器２０の種類等によって異なるが、例えば、エアコンの制御が必要となった場合、ドアの開閉が必要となった場合、他の編成と連結したことにより種々の制御が必要となった場合等が挙げられる。

また、上記のステップＳ１０１で作成される通信データには、例えば、送信先の機器２０に対するデータ等が含まれる。このようなデータの内容は、送信先の機器２０の種類や当該機器２０に対する制御命令の内容等によって異なるが、例えば、エアコンの制御の場合はエアコンを稼働又は終了させるための命令等が挙げられる。

次に、通信部２０２は、通信データ作成部２０１により作成された通信データを送信する（ステップＳ１０２）。

ここで、上記のステップＳ１０１で作成された通信データの宛先ＩＰアドレスには、基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレス「１０．１２８．２５５．２５５」が設定されている。このため、通信部２０２は、上記のステップＳ１０１で作成された通信データを、同一編成内にあるルータ１０－１（すなわち、第一編成の編成内ネットワークのデフォルトゲートウェイ）に送信する。

次に、上記のステップＳ１０２で機器２０－１により送信された通信データを受信するルータ１０（すなわち、送信元の機器２０－１と同一編成内にあるルータ１０－１）の動作例について、図７を参照しながら説明する。図７は、送信元の機器２０－１と同一編成内にあるルータ１０－１の動作例を示すフローチャート（実施例１）である。

まず、第１の通信部１０１は、同一編成内ネットワーク上の機器２０からの通信データを受信する（ステップＳ２０１）。すなわち、第１の通信部１０１は、図６のステップＳ１０２で機器２０－１から送信された通信データを受信する。

次に、第２の通信部１０３は、基幹ネットワーク上の他の全てのルータ１０に対して、第１の通信部１０１が受信した通信データを送信する（ステップＳ２０２）。すなわち、上記のステップＳ２０１で第１の通信部１０１が受信した通信データに設定されている宛先ＩＰアドレスは、基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレス「１０．１２８．２５５．２５５」である。このため、第２の通信部１０３は、基幹ネットワークの他の全てのルータ１０（ルータ１０－２及びルータ１０－３）に対して、当該通信データを送信する。なお、このとき、第２の通信部１０３は、ディレクテッド・ブロードキャストにより、基幹ネットワークの他の全てのルータ１０に対して一斉に当該通信データを送信する。

続いて、上記のステップＳ２０２で送信された通信データを受信するルータ１０（すなわち、他の編成内にあるルータ１０－２及びルータ１０－３）の動作例について、図８を参照しながら説明する。図８は、送信元の機器２０－１と異なる編成内にあるルータ１０－２及びルータ１０－３の動作例を示すフローチャート（実施例１）である。

まず、第２の通信部１０３は、基幹ネットワーク上の他のルータ１０からの通信データを受信する（ステップＳ３０１）。すなわち、第２の通信部１０３は、図７のステップＳ２０２でルータ１０－１から送信された通信データを受信する。

次に、ポートフォワーディング部１０２は、第２の通信部１０３が受信した通信データの宛先ポート番号に設定されているポート番号が、ポート番号Ａであるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。

ステップＳ３０２において、当該通信データの宛先ポート番号に設定されているポート番号がポート番号Ａであると判定された場合、ポートフォワーディング部１０２は、当該通信データの宛先ＩＰアドレスに設定されているＩＰアドレスを、編成内ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換する（ステップＳ３０３）。

例えば、ルータ１０－２のポートフォワーディング部１０２は、当該通信データの宛先ＩＰアドレスに設定されているＩＰアドレスを、第二編成の編成内ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレス「１９２．１６８．０．２５５」に変換する。

同様に、例えば、ルータ１０－３のポートフォワーディング部１０２は、当該通信データの宛先ＩＰアドレスに設定されているＩＰアドレスを、第三編成の編成内ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレス「１９２．１６８．０．２５５」に変換する。

次に、第１の通信部１０１は、編成内ネットワーク上の全ての機器２０に対して、第２の通信部１０３が受信した通信データを送信する（ステップＳ３０４）。

例えば、ルータ１０－２の第１の通信部１０１は、第二編成の編成内ネットワーク上の全ての機器２０に対して、第２の通信部１０３が受信した通信データを送信する。

同様に、例えば、ルータ１０－３の第１の通信部１０１は、第三編成の編成内ネットワーク上の全ての機器２０に対して、第２の通信部１０３が受信した通信データを送信する。

これにより、第一編成の編成内ネットワーク上の機器２０は、他の編成の編成内ネットワーク上の機器２０と通信を行うことができる。なお、第一編成の編成内ネットワーク上の機器２０が送信した通信データは、他の編成の編成内ネットワーク上の全ての機器２０により受信される。

なお、例えば、他の編成の編成内ネットワーク上の機器２０のうち、或る特定の種類の機器２０のみと通信を行いたい場合は、送信元の機器２０は、当該種類を識別する識別情報等が含まれる通信データを生成及び送信すれば良い。そして、当該通信データを受信した機器２０は、当該通信データに含まれる識別情報により識別される種類が、自身の種類と異なる場合には、当該通信データを破棄するようにすれば良い。

一方、ステップＳ３０２において、当該通信データの宛先ポート番号に設定されているポート番号がポート番号Ａであると判定されなかった場合、第１の通信部１０１は、当該通信データの宛先ＩＰアドレスに設定されているＩＰアドレスが示す機器２０に対して、当該通信データを送信する（ステップＳ３０５）。

以上のように、実施例１では、機器２０（送信元の機器２０）は、所定のポート番号Ａと、基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスとをそれぞれ宛先ポート番号と宛先ＩＰアドレスとに設定した通信データを生成及び送信する。そして、基幹ネットワーク上の各ルータ１０は、受信した通信データの宛先ＩＰアドレスを、同一編成の編成内ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換する。

これにより、送信元の機器２０は、他の編成の編成内ネットワーク上の機器２０に対して通信データを送信することができるようになる。このため、送信元の機器２０は、他の編成の編成内ネットワーク上の機器２０のＩＰアドレス等を得ることができない場合であっても、当該他の編成の編成内ネットワーク上の機器２０との間で通信を行うことができるようになる。

なお、上述したように、例えば、機器２０の種類を識別する識別情報が通信データに含まれる場合、当該通信データを受信した機器２０は、自身の種類と異なる種別の識別情報が含まれる通信データは破棄すれば良い。

（実施例２）
実施例１では、基幹ネットワークから編成内ネットワークに中継される通信データに対してポートフォワーディングを行う場合（図８のステップＳ３０２及びステップＳ３０３）について説明した。実施例２では、更に、編成内ネットワークから基幹ネットワークに中継される通信データに対してもポートフォワーディングを行う場合について説明する。

まず、送信元の機器２０－１の動作例について、図９を参照しながら説明する。図９は、送信元の機器の動作例を示すフローチャート（実施例２）である。

通信データ作成部２０１は、ポート番号Ａと、同一編成の編成内ネットワーク上のルータ１０のＩＰアドレス（編成内ネットワーク側のＩＰアドレス）とを宛先ポート番号と宛先ＩＰアドレスとにそれぞれ設定した通信データを作成する（ステップＳ４０１）。

より具体的には、通信データ作成部２０１は、第一編成に含まれるルータ１０－１の編成内ネットワーク側のＩＰアドレス「１９２．１６８．０．１」を、ＩＰヘッダの宛先ＩＰアドレスに設定すると共に、ポート番号Ａを、ＵＤＰヘッダの宛先ポート番号に設定した通信データを作成する。

次に、通信部２０２は、通信データ作成部２０１により作成された通信データを送信する（ステップＳ４０２）。

ここで、上記のステップＳ４０１で作成された通信データの宛先ＩＰアドレスには、送信元の機器２０－１と同一編成に含まれるルータ１０－１の編成内ネットワーク側のＩＰアドレス「１９２．１６８．０．１」が設定されている。このため、通信部２０２は、上記のステップＳ４０１で作成された通信データを、同一編成内にあるルータ１０－１に送信する。

次に、上記のステップＳ４０２で機器２０－１により送信された通信データを受信するルータ１０（すなわち、送信元の機器２０－１と同一編成内にあるルータ１０－１）の動作例について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、送信元の機器２０－１と同一編成内にあるルータ１０－１の動作例を示すフローチャート（実施例２）である。

まず、第１の通信部１０１は、同一編成内ネットワーク上の機器２０からの通信データを受信する（ステップＳ５０１）。すなわち、第１の通信部１０１は、図９のステップＳ４０２で機器２０－１から送信された通信データを受信する。

次に、ポートフォワーディング部１０２は、第１の通信部１０１が受信した通信データの宛先ポート番号に設定されているポート番号が、ポート番号Ａであるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。

ステップＳ５０２において、当該通信データの宛先ポート番号に設定されているポート番号がポート番号Ａであると判定された場合、ポートフォワーディング部１０２は、当該通信データの宛先ＩＰアドレスに設定されているＩＰアドレスを、基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換する（ステップＳ５０３）。

次に、第２の通信部１０３は、基幹ネットワーク上の他の全てのルータ１０に対して、第１の通信部１０１が受信した通信データを送信する（ステップＳ５０４）。例えば、ルータ１０－１の第２の通信部１０３は、第二編成に含まれるルータ１０－２及び第三編成に含まれるルータ１０－３に対して、第１の通信部１０１が受信した通信データを送信する。

その後、第二編成に含まれるルータ１０－２及び第三編成に含まれるルータ１０－３は、図８で説明した動作を行う。これにより、第一編成の編成内ネットワーク上の機器２０－１は、第二編成の編成内ネットワーク上の機器２０及び第三編成の編成内ネットワーク上の機器２０と通信を行うことができる。

一方、ステップＳ５０２において、当該通信データの宛先ポート番号に設定されているポート番号がポート番号Ａであると判定されなかった場合、ルータ１０－１は、処理を終了する。この場合、ルータ１０－１は、第１の通信部１０１が受信した通信データを破棄すれば良い。

以上のように、実施例２では、機器２０（送信元の機器２０）は、所定のポート番号Ａと、同一編成内のルータ１０のＩＰアドレスとをそれぞれ宛先ポート番号と宛先ＩＰアドレスとに設定した通信データを生成及び送信する。そして、送信元の機器２０と同一編成内のルータ１０は、宛先ＩＰアドレスに設定されているＩＰアドレスを、基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換する。これにより、実施例１と同様に、送信元の機器２０は、他の編成の編成内ネットワーク上の機器２０に対して通信データを送信することができるようになる。

（実施例３）
実施例１及び実施例２では、送信元の機器２０が含まれる編成とは異なる他の全ての編成の機器２０に対して通信データを送信する場合に説明した。実施例３では、送信元の機器２０が含まれる編成とは異なる他の全ての編成のうち、或る特定の編成に含まれる機器２０に対して通信データを送信する場合について説明する。以降では、或る特定の編成の一例として第三編成の機器２０に対して通信データを送信する場合について説明する。

まず、送信元の機器２０－１の動作例について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、送信元の機器２０－１の動作例を示すフローチャート（実施例３）である。

通信データ作成部２０１は、ポート番号Ａと、或る特定の編成に含まれるルータ１０の基幹ネットワーク側のＩＰアドレスとを宛先ポート番号と宛先ＩＰアドレスとにそれぞれ設定した通信データを作成する（ステップＳ６０１）。

より具体的には、通信データ作成部２０１は、第三編成に含まれるルータ１０－３の基幹ネットワーク側のＩＰアドレス「１０．１６８．０．１０３」を、ＩＰヘッダの宛先ＩＰアドレスに設定すると共に、ポート番号Ａを、ＵＤＰヘッダの宛先ポート番号に設定した通信データを作成する。

なお、実施例３では、送信元の機器２０は、或る特定の編成に含まれるルータ１０の基幹ネットワーク側のＩＰアドレスを予め取得している必要がある。このようなＩＰアドレスは、例えば、同一編成に含まれるルータ１０から取得すれば良い。ただし、例えば、特定の編成に含まれるルータ１０の基幹ネットワーク側のＩＰアドレスに代えて、当該特定の編成を識別する識別情報（例えば、編成番号等）が用いられても良い。

次に、通信部２０２は、通信データ作成部２０１により作成された通信データを送信する（ステップＳ６０２）。

ここで、上記のステップＳ６０１で作成された通信データの宛先ＩＰアドレスには、送信元の機器２０－１と異なる編成に含まれるルータ１０－３の基幹ネットワーク側のＩＰアドレス「１０．１６８．０．１０３」が設定されている。このため、通信部２０２は、上記のステップＳ６０１で作成された通信データを、同一編成内にあるルータ１０－１に送信する。

次に、上記のステップＳ６０２で機器２０－１により送信された通信データを受信するルータ１０（すなわち、送信元の機器２０－１と同一編成内にあるルータ１０－１）の動作例について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、送信元の機器と同一編成内にあるルータの動作例を示すフローチャート（実施例３）である。

まず、第１の通信部１０１は、同一編成内ネットワーク上の機器２０からの通信データを受信する（ステップＳ７０１）。すなわち、第１の通信部１０１は、図１１のステップＳ６０２で機器２０－１から送信された通信データを受信する。

次に、第２の通信部１０３は、第１の通信部１０１が受信した通信データの宛先ＩＰアドレスに設定されているＩＰアドレスが示すルータ１０に対して、当該通信データを送信する（ステップＳ７０２）。すなわち、第２の通信部１０３は、第三編成に含まれるルータ１０－３に対して当該通信データを送信する。

その後、第三編成に含まれるルータ１０－３は、図８で説明した動作を行う。これにより、第一編成の編成内ネットワーク上の機器２０は、第三編成の編成内ネットワーク上の機器２０と通信を行うことができる。

以上のように、実施例３では、機器２０（送信元の機器２０）は、所定のポート番号Ａと、特定の編成に含まれるルータ１０のＩＰアドレスとをそれぞれ宛先ポート番号と宛先ＩＰアドレスとに設定した通信データを生成及び送信する。そして、同一編成内のルータ１０は、当該通信データを、当該特定の編成に含まれるルータ１０に送信する。これにより、当該特定の編成に含まれるルータ１０では、当該通信データの宛先ＩＰアドレスが、当該特定の編成の編成内ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換される。このため、送信元の機器２０は、他の特定の編成の編成内ネットワーク上の機器２０に対して通信データを送信することができるようになる。

本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１ 鉄道車両用ネットワークシステム
１０ ルータ
２０ 機器
３０、４０ ＨＵＢ
５０ 連結器
１０１ 第１の通信部
１０２ ポートフォワーディング部
１０３ 第２の通信部
２０１ 通信データ作成部
２０２ 通信部

Claims (6)

1. 鉄道車両の編成間で通信を行うための基幹ネットワークと前記鉄道車両の編成内で通信を行うための編成内ネットワークとの間の通信を中継する通信装置と、前記編成内ネットワーク上の機器とが含まれる通信システムであって、
   前記機器は、
   前記基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスと、所定のポート番号とを設定したデータを送信する送信部を有し、
   前記通信装置は、
   受信した前記データに前記所定のポート番号が設定されているか否かを判定する判定部と、
   前記判定部より前記所定のポート番号が設定されていると判定された場合、前記基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスを、前記通信装置が通信を中継する編成内ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換する変換部と、
   を有することを特徴とする通信システム。
2. 鉄道車両の編成間で通信を行うための基幹ネットワークと前記鉄道車両の編成内で通信を行うための編成内ネットワークとの間の通信を中継する通信装置と、前記編成内ネットワーク上の機器とが含まれる通信システムであって、
   前記機器は、
   該機器が含まれる編成内ネットワークと前記基幹ネットワークとの間の通信を中継する通信装置を示すアドレスと、所定のポート番号とを設定した第１のデータを送信する送信部を有し、
   前記通信装置は、
   前記第１のデータを受信した場合、該第１のデータに前記所定のポート番号が設定されているか否かを判定する判定部と、
   前記判定部より前記所定のポート番号が設定されていると判定された場合、前記通信装置を示すアドレスを、前記基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換した第２のデータを生成する変換部と、
   を有し、
   前記判定部は、
   前記第２のデータを受信した場合、該第２のデータに前記所定のポート番号が設定されているか否かを判定し、
   前記変換部は、
   前記判定部より前記所定のポート番号が設定されていると判定された場合、前記基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスを、前記通信装置が通信を中継する編成内ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換する、
   ことを特徴とする通信システム。
3. 鉄道車両の編成間で通信を行うための基幹ネットワークと前記鉄道車両の編成内で通信を行うための編成内ネットワークとの間の通信を中継する通信装置と、前記編成内ネットワーク上の機器とが含まれる通信システムであって、
   前記機器は、
   該機器が含まれる編成内ネットワークと前記基幹ネットワークとの間の通信を中継する通信装置とは異なる特定の通信装置を示すアドレスと、所定のポート番号とを設定したデータを送信する送信部を有し、
   前記特定の通信装置は、
   受信した前記データに前記所定のポート番号が設定されているか否かを判定する判定部と、
   前記判定部より前記所定のポート番号が設定されていると判定された場合、前記特定の通信装置を示すアドレスを、前記特定の通信装置が通信を中継する編成内ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換する変換部と、
   を有することを特徴とする通信システム。
4. 鉄道車両の編成間で通信を行うための基幹ネットワークと前記鉄道車両の編成内で通信を行うための編成内ネットワークとの間の通信を中継する通信装置と、前記編成内ネットワーク上の機器とが含まれる通信システムにおける通信方法であって、
   前記機器は、
   前記基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスと、所定のポート番号とを設定したデータを送信する送信手順を実行し、
   前記通信装置は、
   受信した前記データに前記所定のポート番号が設定されているか否かを判定する判定手順と、
   前記判定手順より前記所定のポート番号が設定されていると判定された場合、前記基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスを、前記通信装置が通信を中継する編成内ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換する変換手順と、
   を実行することを特徴とする通信方法。
5. 鉄道車両の編成間で通信を行うための基幹ネットワークと前記鉄道車両の編成内で通信を行うための編成内ネットワークとの間の通信を中継する通信装置と、前記編成内ネットワーク上の機器とが含まれる通信システムにおける通信方法であって、
   前記機器は、
   該機器が含まれる編成内ネットワークと前記基幹ネットワークとの間の通信を中継する通信装置を示すアドレスと、所定のポート番号とを設定した第１のデータを送信する送信手順を実行し、
   前記通信装置は、
   前記第１のデータを受信した場合、該第１のデータに前記所定のポート番号が設定されているか否かを判定する判定手順と、
   前記判定手順より前記所定のポート番号が設定されていると判定された場合、前記通信装置を示すアドレスを、前記基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換した第２のデータを生成する変換手順と、
   を実行し、
   前記判定手順は、
   前記第２のデータを受信した場合、該第２のデータに前記所定のポート番号が設定されているか否かを判定し、
   前記変換手順は、
   前記判定手順より前記所定のポート番号が設定されていると判定された場合、前記基幹ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスを、前記通信装置が通信を中継する編成内ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換する、
   ことを特徴とする通信方法。
6. 鉄道車両の編成間で通信を行うための基幹ネットワークと前記鉄道車両の編成内で通信を行うための編成内ネットワークとの間の通信を中継する通信装置と、前記編成内ネットワーク上の機器とが含まれる通信システムにおける通信方法であって、
   前記機器は、
   該機器が含まれる編成内ネットワークと前記基幹ネットワークとの間の通信を中継する通信装置とは異なる特定の通信装置を示すアドレスと、所定のポート番号とを設定したデータを送信する送信手順を実行し、
   前記特定の通信装置は、
   受信した前記データに前記所定のポート番号が設定されているか否かを判定する判定手順と、
   前記判定手順より前記所定のポート番号が設定されていると判定された場合、前記特定の通信装置を示すアドレスを、前記特定の通信装置が通信を中継する編成内ネットワークのディレクテッド・ブロードキャストを示すアドレスに変換する変換手順と、
   を実行することを特徴とする通信方法。

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