JPS62189823A

JPS62189823A - 回線併用通信方法

Info

Publication number: JPS62189823A
Application number: JP3082286A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Shinnai; 新内　浩介; Satoshi Miyazaki; 聡宮崎; Ryoichi Sasaki; 良一佐々木; Tsutomu Nakamura; 勤中村; Koichi Haruna; 春名　公一
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-02-17
Filing date: 1986-02-17
Publication date: 1987-08-19
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JP2560687B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、通信方式に係シ、特に、地上回線、衛星通信
回線を含んだ通信網において回線の状態や能力あるいは
通信データの形態などに応じ最適な回線を使用すること
、また、回線の修復や異常時には別の回線に切シ替える
ことにより衛星を含んだ通信網の通信効率および信頼性
を最大にする通信方式に関する。

〔発明の背景〕

既存の通信プロトコルで高速のデータ伝送に最も適した
ものとして、ここでは詳細を省くが、ＨＤＬＣ（ハイレ
ベル・データリンク制岬手１１）がある。しかし、衛星
通信では伝送遅延、回報性、完全結合性など種々のファ
クタによりＨＤＬＣのような既存の地上回線用の通信プ
ロトコルをそのまま適用することは難しい。

例えば、衛星通信回線の伝送遅延時間は約２５０ｍ８１
３ｃと地上のそれよシも非常に太きい。従って、通常の
１（ＤＬＣプロトコルを衛星通信回線に適用すると伝送
遅延のため送達確認待ちのデータを送信側で保持してお
く必要があるために大容量の通信バッファを必要とし、
しかも、回線利用効率が低下する。また回線の異常時に
おける切シ替えの際にも既存の通信制御装置ではバッフ
ァがあふれる恐れがあるためオペレータの介入を必要と
している。

従って、地上（ロ）紛と衛星通信回線が混在する通信網
においては前述のような問題点を解決して通信網を有効
かつ効率的に利用でき、その上信頼性の高、い通信方式
、通信システムの実現が望まれている。

また、文献〔日中、市川、土橋、「通信偉Ｔ星２号（Ｃ
８−２）とその通信システム」、電子通信学会誌、Ｖｏ
ｌ、６７　、　Ａ８　、　ｐｐ、　８３５−８５６（１
９８４））にるるように衛星通信回線を地上回線のバッ
クアップとして使用する実験が行われている。また、昭
和５９年１１月の世田谷ケーブル火切シ替えることは可
能であるが、通信をいったん遮断してオペレータによる
手操作、コマンド投入などにより切り替える方法であり
、システムの再ジェネレーション、フログラムのロープ
インク等のため時間を要し、データｆ、最初から送シ直
すなど高効率性、高信頼性の維持には不オリである。

また辿信回耐の切り替えに際しては異常が発生して回線
がダウンするまでオペレータにはわからず通信がストッ
プして初めて切シ替えを行うことになる。従って、通信
網の効率的利用という点でも不十分である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記背景の下に回線状態や回縁能力、
送受信データの形態や長さなどに応じてデータを送受信
する回線を地上回線とするかあるいは衛星通信回線とす
るかを決定して通信を行い高い通信効率を得ることがで
き、同線の異常時には正常な通信回線に機能停止するこ
となく即座に上記目的を達成するために本発明では、通
信回線を制＠ｊする手段として多重回線側８Ｍ能を設け
、回線状態や回線能力、送受信データの形態や長さなど
に応じて地上［！ｌ！１線、衛星１…信回線いずれを使
うかを決定して切り替え使用、あるいは回線を併用する
ことによって高速かつ効率の良い通信を行う。

また、回線の状態を監視し異常の有無を通信制御装置に
報告する手段として通信回線監視機能を通信制カ１１装
置とは別途あるいは通信制御１１１装置そのものに設け
る。

地上回線の災害や輻晴によるダウンの際には通信ＩＰｌ
線監線機視機能信制御装置にその発生の通知を行う。地
上回線から衛星通信回線に自動的かつ高速に切シ替える
。！ｆた術星回−の異常発生時にはやはシ通信回線監視
機能が通信制御装置にそれを報告する。この場合および
地上回線の修復が終了すると通信制御装置は衛星通信回
線から地上回線に、自動的かつ興速に切シ替える。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例によシ説明する。第１図は、本発
明による衛星通信回線・地上回線併用通信方式を実行す
るシステムの第１の実施例のブロック構成図である。

通信制御装置６．６′にはネットワーク制御プログラム
１０１，１０１’がそれぞれ格納されている。また、ホ
スト・コンピュータ７．７′には仮想通信アクセス制御
プログラム１０２，１０２’、ユーザ・プログラム１０
３，１０３’が格納されている。ホスト・コンピュータ
７と７′の間には仮想通信アクセス制御プログラム１０
２，１０２’およびネットワーク制御プログラム１０１
，１０１’によって多重回線制御が行われている。

いま、主局側のホスト・コンピュータ７かう従局側のホ
スト・コンピュータ７′へユーザ・プロゲラ、ム１０３
，１０３’によシ通信を行っているとする。このとき通
信制御装置６は回線状態の情報を検出しながら、通信回
線の能力（例えば、回線速度）やホスト・コンピュータ
７から送るデータなどの内部情報（例えば、問い合わせ
型、ファイル転送型などの通信形態や、データ長など）
をもとにして通信データに最適な回ｉｉ選択し切り替え
てこれを使用する。さらに、いずれかの回線に異常が生
じた時には異常回線から正常回線へ切り替える機能を持
つ。

衛星通信沖」醒は衛星１が宇宙空間にあるため耐災害性
が強い。そこで、衛星通信を地上網のバックアップとし
て使う計画が立てられている。また、耐災害性以外にも
回報性、完全結合性、大容量性などの長所をもっている
。このため、衛星通信は大容量ファイルを送受信するこ
とに適している。

しかし、一方では伝送遅延時間が地上回線に比べて非常
に太きいためデータ長の短い通信文の相互交換、いわゆ
る問い合わせ型の通信、あるいはパケット交換などに対
しては適していない。以上のことから既存の通信プロト
コルを衛星に用いる限シその使用は遅延時間の影響の少
ない銀行などの大容量ファイル転送等に限られていると
されている。

地上網のバックアップとして衛星】ｌ１１信を使う場合
、衛星を災害に備えて待機させ遊ばせておくことは非常
に不経済である。従って、衛星通信は災害時にはバック
アップとしての機能を果たし、通常は地上網の補助ある
いは、同等の通信を行えることが望ましい。つまり本容
量ファイルの転送だけでなく遅延の影響を極力排除した
衝星通信方式％式％ここでは、まず第１図に示したシステムに備えるべき多
重回線制御機能の説明を行う。

従来の計算機間の通信では、ひとつひとつの論理ユニッ
ト（ユーザ・プログラム）同士の間には論理リンク（Ａ
信回線）はひとつしが定義しない。

従って、その通信制御機能（ネットワーク制御プログラ
ム１０１，１０１’、仮病通信アクセス制御プログラム
１０２，１０２’を含む）は−組のデータ送受信に対し
ては回線の切シ替え、選択などの機能は持たず、ただ単
に回線の混雑に応じ送出するデータ量の調節（ベーシン
グ）を行うのみである。ここで述べる多重回線制御機能
は、この論理リンク（通信回線）を複数本定義し、これ
を制御できる機能であシ、いわゆるデータリンク制御の
上位レイヤに位置付けられるもので、Ｏ８Ｉでもマルチ
・リンク制御子１１として標準化が進められている。

この多重回線制御機能を備えたホスト・コンピュータ７
．７’、通信制御架Ｗ６，６’などによってユーザ・プ
ログラム同士の間で衛星回線１０、地上回線８など検数
の回線を設定でき、通信が行える。

まず、通信回線の切り替えについて説明する。

いま、主局衛星通信地球局２から従局衛星通信地球局２
′へ地上回線網８を介して通信を行っているとする。該
地球局２及び２１はそれぞれアンテナ３及び３′、変復
調装置４及び４′、送受信装置５及び５′とを備える。

通信制御架！６．６’は通常、回線の信号が絶える時間
の監視を行っており、地上回線に災害やデータの輻睦が
発生するとそれを知ることができる。これら異常が発生
すると多重回線制御機能によシ自動的に地上回線８から
衛星通信回線１０に切り替える。地上回線８が回復すれ
ばやはり自動的に地上回線８に切り替える。

地上回線８から衛星通信回線１０へ切り替える場合には
それ程間粗はないが、衛星通信回線１０から地上回線８
へ切シ替える場合には不都合が生じ易い。すなわち、伝
送遅延時間の違いによる。

衛星通信回線１０から地上回線８へ切ｂｙえると衛星通
信回線１０の伝送遅延のため切り替え直前に送られた衛
星通信回線１０のデータは切り替え直後の地上回線８を
通ったデータよりもかなり遅く相手に到達する。従って
互いの受信確認のための通信バッファは送信側、受信側
それぞれ通常の地上回線で使われている通信制御装置の
バッファと比べると非常に容量の大きなものが必要とな
る。

その上、衛星通信回線１０では回線速度、データ長が大
きいためバッファ量がより増える要素もある。また、地
上回線８経由のデータが衛星通信回＆１１０経由のデー
タよりもかなり早く相手側に届くため受信側で受信デー
タの並べかえを行う必要もある。

そこで、衛星通信回線１０から地上回線８へ切り替える
際にはバッファあふれによる機能停止を防ぐためと、デ
ータ１１１序の整合性を保つために切り替え直後には送
信側から地上回線にデータを暫く送らないよう静止期間
を設ける。すなわち、切り替えに要する時間をｔｘ、伝
送遅延時間をｔｄとすると静止期間ＴはＴ　＝　ｔ　ｄ−ｔ　ｘ　　　　　−・・−・・・・（
１）で表わせる。この式から判るように人為的に切り替
えを行えば切り替えに喪する時間ｔｘが大なるため静止
期間Ｔは設けなくてもよい。また、送信の再開始時には
送信側から送信開始のメツセージを送りその応答があっ
てから送信開始するようにし、通信の信頼性を確保する
。

このような機能を設けることによりバッファ容量を少く
してメモリを節約でき、データの並べかえに伴う複雑な
操作、メモリの浪費を抑えることができ、効率やコスト
の面でメリットのある衛星通信回線や地上回線など特性
の異った回線の切り替え機能を持った通信制御装置が実
現できる。

この切り替え機能は、回疎異常時のバックアップのため
だけでなく、次に述べるような回線の併用時にも重装で
ある。

次に、偉ｒ星通信回純１０と地上回線８とを併用する場
合を駅、明する。

前述の様な通信システムを考える。この時、多重回線制
御機能により計算機間に複数の論理リンク（通信回線）
を張る。衛星通信回Ｉｖｉ１１０は大容量のファイル転
送に適し、地上回線８はパケット交換や応答型の比較的
データ長の短い、相互対話通信向きである。従って、そ
れぞれの回線に適した通信を並行して行い通信を効率良
くすることができる。

いま、主局衛星通信地球局２から従局衛星通信地球局２
′へ衛星１を介して通信を行っているとする。通信は問
い合わせ型とファイル転送型の混在したものを想定する
。第２図は、その時のタイムチャートである。図の上側
が主局ｐ　ｆ３　（ｐｒｉｍａｒｙＳｔａｔｉｏｎ）　
２０１、下側が従局Ｓ　Ｓ　（Ｓ　ｅｃｏｎｄａｒｙＳ
ｔａｔｉｏｎ　）　２０２である。横軸は経過時間であ
る。

通信は理想的に行われる（否定応答などかい）場合を考
える。

まず主局２０１から従局２０２ヘフアイルの送信を要求
するコマンドＲＱＡ２０３を出す。すると従局２０２は
主局２０１へ要求に対する肯定応答ＲＲ２１３−ｉ返す
。この後、従局２０２は主局２０１ヘフアイルの送信を
行う。すなわちファイル’ｒ−？を報ｙレーム１１２０
４〜ＩＴ　　２１０を順次送信する。各情報フレームエ
１〜エフに対して肯定応答ＲＦＬ（２１４〜２２０）が
返る。次に従局２０２はファイル送信終了コマンドＲＱ
Ｂ　２１１を送り、肯定応答ＲＲ２２１が返ってくる。

次に、主局２０１はファイル送信終了確認コマンドＡＮ
ＳＡ２１２を送り返す。これに対し従局２０２は肯定応
答ＲＲ２２２を返す。以上の様な通信シーケンスを考え
る。

衛星の遅延時間を２５９ｍ１ｌｅｏとし、情報フレーム
の送信間隔をｌ　Ｑ　ｍ１ｌｅＯ１情報フレームの送信
前処理時間を１００ｍ５ｅｃ、コマンドの送信前処理時
間を３Ｑｍ＠！とする。

この時、第２図の様な通信を行うに要する時間は計算に
よると１７２０ｍ８ｅＯとなる。

前述の様に衛星通信回線は大容量のファイル転送に適し
ている。一方、地上網の様な回線速度が遅く、遅延の少
ない回線は問い合わせ型にも十分対応できる。従って、
問い合わせ型のコマンドは地上を、ファイル送信は衛星
を介するように変更する。第３図は、そのような通信方
式をとった場合のタイムチャートである。図の上側が主
局ＰＳ（ｐｒｉｍａｒｙ　５ｔａｔｉｏｎ　）　２０１
、下側が従局５Ｓ（３ｅｃｏｎｄａｒｙ　５ｔａｔｉｏ
ｎ　）　２０２である。横軸は経過時間である。

まず主局２０１から従局２０２ヘフアイルの送信を要求
するコマンド几ＱＡ３０３を地上回線を用いて送信する
。すると従局２０２は主局２０１へ要求ＲＱＡ３０３に
対する肯定応答ＲＲ３１３を地上回線で返す。この後、
従局２０２は主局２０１へ衛星回線を介してファイルの
送信を行う。すなワチファイル情報フレームＩＩ　　３
０４〜Ｉ７　３１０ｅ　１ｌａｉ１次送信する。各情報
フレームエ１〜エフに対して肯定応答Ｒ几（３１４〜３
２０）が衛星回線で返る。次に従局２０２はファイル送
信終了コマンドＲＱＢ３１１を地上回線で送シ、前足応
答Ｒ几３２１が同じ経路で返る。次に１主局２０１はフ
ァイル送信終了確館コマンドＡＮ８Ａ３１２を地上回線
で送り返す。これに対し肯定応答ＲＲ，３２２を返す。

第３図において傾きの大きい通信データが衛星通信回線
を、傾きの小さい通信データが地上回線全経由している
ことを示す。

以上の様なシーケンスで通信を行うのに要する時間は地
上網の遅延時間を５ｍ５ｅｃとし、他の条件を第２図の
場合と同一とすると７４０ｍ９ｅＣである。

従って、このように送信するデータの種類によって地上
回＃ｌ１ｊＩを使うか衛星通信回線を使うかを判別して
通信回線利用効率を良く（通信にかかる時間を短く）す
ることができる。

また通信においてデータ長の短いもの、受信確認など通
信の制御上重要かつ早く通知したいものなどは地上網を
用いると効率が良くなる。第４図はその様な通信方式を
とった場合のタイムチャート例である。第４図の上側が
主局Ｐ　Ｓ　（Ｐｒｉｍａｒｙｓｔａｔｉｏｎ　）　２
０１、下側が従局Ｓ　Ｓ　（Ｓ　ｅｃｏｎｄａｒｙＳｔ
ａｔｉｏｎ　）　２０２である。図の横軸は経過時間を
示す。

まず主局２０１から従局２０２へファイルの送信を値求
するコマンドＲＱＡ４０３を衛星通信回線を通して送信
する。受信確認などの制御データは遅延の少ない地上網
を用いた方がよい。従って、従局２０２は主局２０１へ
要求に対する肯定応答）（、Ｒ４１３を地上回線で返す
。この後、従局２０２は主局２０１ヘフアイルの送信を
衛星回線を介して行う。す力わちファイル情報フレーム
エ１４０４〜Ｉ７　４１０　をＪＬ次送信する。各情報
フレーム１１〜Ｉ７に対して肯定応答ＲＲ（４１４〜４
２０　）もやはり地上網を経由して返す。次に従局２０
２はファイル送信終了コマンドＲＱＢ４１１を偉ｆ星通
信回線で送シ、肯定応答ＲＲ４２１が同様に地上網を経
由して返る。次に、主局２０１はファイル送信終了確認
コマンドＡＮ８Ａ４１２を衛星通信回線で送り返す。こ
れに対し従局２０２は肯定応答ＲＲ４２２を地上網を経
由して返す。

以上の様なシーケンスで通信を行うのに要する時間は地
上網の遅延時間を５ｍ５ｅｃとし、他の条件を第２図の
場合と同一とすると９８５ｍ９！１０である。

従って、このように送信するデータはそのｔま衛星回線
を使い、受信確認などの通信制御データは地上回線を使
う様にすれば衛星通信回線のみを使用するよシも通信回
線利用効率を良く（通信にかかる時間を短く）すること
ができる。

さらに、第３図と第４図を組み合わせると問い合わせ型
は地上網、ファイル転送型の送信は衛星通信回線を使い
、その受信確認は地上網を使うという様な方法も取れる
。この場合さらに通信時間が短くできる。

また、本実施例では送信データに着目して地上網、衛星
通信回線の選択、併用について記述したが、地上網や衛
星の混み具合などに応じてどちらを使うかを決足する方
法も考えられる。

以上述べてきた様に、送信データの形態やサイズ、回線
状態などに応じて地上回線、衛星通信回線のいずれを使
うかを決め、通信を行うことにより高速かつ高効率の通
信がおこなえる。

つぎに、第５図にもとづき、回線障害時に対応した本発
明の第２の実施例を説明する。

地上回線網８に何等かの障害、例えば災害による回線切
断やデータの輻鱗などが生じて地上回線網８を使用でき
なくなった場合、まずこれらの状態を通信回線（視装散
９が検出する。通信回線監視装置ｉ１１″９は、検出し
た情報を通信制御装置６へ報告する。通信は仮想通信ア
クセス法／ネットワーク制御プログラムにより多重回耐
制御を行っている。この制御機能により通信制御装置６
はそれまで地上回線網８を用いて通信をおこなっていた
ものを、衛星１を介するように送信経路をオペレータの
手を煩わすことなく自動的に、しかも高速に切り替える
ことが可能である。

逆に、衛星ｉｍ信回線に降雨減衰等の原因により障害が
起きた場合、あるいは地上回線のダウンの修復により元
の状態に復帰する場合などには、術Ｍ通信回線から地上
回線に切り替える。

以上の様に地上回線網８に災害が生じた場合やデータ軸
輪による回線の能率低下時には地上網のバックアップと
して衛星１への通信路切シ替えを行い、反対に降雨減衰
による能率低下や衛星の故障時には衛星通信回線から地
上回線へも自動的に切シ替えを行い、通信回線の高効率
性、高信頼性を維持することが出来る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、通信回線を制御する手段として多重回
線制御機能を用い、回線状態や回線能力、送信データの
形態やサイズなどに応じて地上回耐、衛星通信回線の倒
れを使うかを決めて回線を併用し、切シ替えることによ
り高速で動車の良い通信を行うことができる。

さらに、多重回線制御機能を用いているため常に衛星通
信回線、地上回線が使用可能状態にあるので、災害によ
る地上網のダウンや衛星の故障に対しても一方が一方の
代替回線として使えるため通信網の信頼性、ノンストッ
プ性を確保できる。

以上のことから本回線併用通信方式は通信データを大容
量でしかも高遅に送ることによる通信網の有効利用、通
信回線として衛星通信回線と地上回ＩｖｊＩを持ついわ
ゆる通信網の二重化による信頼性の向上に大きな効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回綜切シ替え制御方式を行う衛星
通信回線・地上回線切り替えシステムの第１の実施例の
ブロック構成図、第２図は従来の衛星通信回線を用いた
通信方式のタイムチャート、第３図は問い合わせ型の通
信に地上回ａｔファイル転送型の通信に衛星通信回線を
用いた通信方式のタイムチャート、Ｍ４図は従来の衛星
通信回線を用いた通信において受信確認力どの制御情報
のデータを地上回線を用いて送り返す通信方式のタイム
チャート、第５図は本発明による回線切シ替えシステム
の第２の実施例のブロック構成図である０１−６

Claims

【特許請求の範囲】１、複数の衛星通信地球局群から成る衛星通信回線と、
地上回線と、通信制御装置とで構成される通信網におい
て、上記通信制御装置に多重回線制御機能を設け、回線
の状態や能力、送信データの形態や長さに応じ地上回線
と、衛星通信回線を切り替えて通信を行い、複数回線を
併用して使用することを特徴とする回線併用通信方式。２、上記地上回線、衛星通信回線のうちいずれかに異常
が生じた場合、正常な回線のみを使用するように回線切
り替えを行い、また、修復完了後は正常の状態に復帰せ
しめることを特徴とする第１項の回線併用通信方式。３、上記通信制御装置に回線異常の有無を監視する通信
回線監視機能を設けたことを特徴とする第１項の回線併
用通信方式。