JP4393410B2 - 通信システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば回線交換網とＩＰ（Internet Protocol）網とを相互に接続して形成される通信システムに関する。この種のシステムを形成するためには、例えばゲートウェイ装置やＦＥＰ（Front End Processor）などの通信装置が用いられる。

近年になり情報通信ニーズの増大や通信の自由化が進展するにつれ、音声およびデータ通信を含む情報通信サービスが多様化してきている。このような背景から通信サービス分野に新たに参入する事業者（キャリア）も増えてきており、キャリア間のサービス競争が盛んになってきている。新規のキャリアはＮＣＣ（New common carrier）と称され、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）などの技術を用いて様々なサービスを提供している。ＶｏＩＰ（ヴォイプ）とはディジタルの音声データをパケット化して伝送することにより、音声系ネットワークとデータ系ネットワークとを統合する技術である。

ＮＣＣは、加入者回線を既に持つ特定のキャリアから、交換機などの設備を既定の料金で借り受けることが多い。またＮＣＣの多くは、自らの資金で例えばＩＰ網などの自前の交換ネットワークを構築する。これに、特定キャリアの回線交換網（ＰＳＴＮ：Public Switched Telephone Network）も加えて通信システムが形成され、一般ユーザへのサービスの提供にあたってはこれらの設備が複合的に利用される。

ＰＳＴＮとＩＰ網とのように互いに異なる通信ネットワークを相互接続するために、ゲートウェイ装置やＦＥＰなどの、ネットワーク接続装置が用いられる。これらの装置をシステム内に複数設け、装置障害時に迂回ルートを設定できるようにすることで耐障害性能を高めることができる。

旧来のシステムでは複数のポートごとに接続相手先が固定的に決められており、また冗長経路も１つ程度が確保されているに過ぎなかった。これに対して近年では、複数のネットワーク接続装置を発側装置と着側装置とに位置付けして互いの通信を必ず発側装置から開始させるようにし、さらに各ネットワーク接続装置に相互にｍ対ｎ通信を行わせるようにしている。このようにすることでｍ個の発側装置に対してｎ−１個の迂回先が常に確保され、信頼性を高めることが可能になる。

また、システムに冗長系を形成することに加え、通信負荷を分散させることも通信システムの信頼性を高めるために有効である。例えば下記特許文献１に、通信システムにおける負荷分散技術の一例が開示される。この文献には、通信フレームごとに負荷分散テーブルを参照（ルックアップ）する必要を無くして処理速度の向上を図った中継装置が開示される。
特開平１１−１２２２４６号公報

ところで、複数の発側装置と着側装置とにｍ対ｎ通信を行わせることで冗長化を実現するシステムでは、着側装置に障害が生じた場合に他の着側装置に障害が伝搬してシステムダウンに至ることがある。すなわち、いずれかの着側装置と通信できなくなると、発側装置は他の着側装置を迂回先として選択する。その際、単に次の着側装置を選択するというロジックが採用されていると、同じ着側装置が複数の発側装置から選択されることになる。よって、障害状態の着側装置に収容されていた負荷に更に上乗せした分の負荷が次の着側装置に集中し、次の着側装置もダウンすることになる。

既存のシステムではこのような現象が連鎖的に生じることがあり、特に、発側のポート数が着側よりも多い場合にはその可能性が非常に高い。このような事態を生じると全ての着側装置がなだれ式に障害となり、システムダウンが避けられないことから何らかの対処が望まれている。

本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、負荷の集中により障害が連鎖的に伝搬することを防止できるようにし、これにより信頼性の向上を図った通信システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本願発明の一態様によれば、通信ネットワークとこの通信ネットワークを介して多対多の通信を実施する複数の通信装置とを具備し、前記複数の通信装置は、区別可能な数値によりそれぞれ定義し得るアドレス情報をそれぞれ固有に持つ複数の着側装置と、前記アドレス情報に基づいて１つの着側装置に接続して前記通信を能動的に開始する複数の発側装置とのいずれかに位置付けされる通信システムにおいて、前記発側装置である複数の通信装置のそれぞれは、前記複数の着側装置のそれぞれのアドレス情報に、当該着側装置の状態をそれぞれ対応付けてテーブル化したアドレスリストと、接続すべき着側装置を前記アドレスリストの内容に基づいて選択する選択手段と、この選択手段により選択された着側装置に接続して前記通信を開始する通信手段と、この通信手段により開始された通信の状態から当該通信に係わる着側装置の状態を判定する判定手段とを具備し、前記選択手段は、前記接続すべき着側装置を前記アドレス情報に対応する数値の若番順に選択する処理と、前記接続すべき着側装置を前記アドレス情報に対応する数値の老番順に選択する処理とを、前記判定手段により正常でないと判定された着側装置が生じる毎に交互に実施することを特徴とする通信システムが提供される。

このような手段を講じることにより、通信の開始時には、まずそれぞれの発側装置において自装置に接続すべき着側装置がアドレスリストＡＬに従って選択され、この選択された着側装置に対する通信が開始される。通信が継続されている状態からいずれかの着側装置に障害が生じるとその旨が発側装置において判定され、次の接続先を選択するための処理が選択手段により再開される。選択手段は接続先の再設定にあたり、例えばまずアドレス情報の若番順に各着側装置をそれぞれの発側装置に順次割り当てる。そして、次に障害が生じた場合にはアドレス情報の老番順に各着側装置をそれぞれの発側装置に順次割り当てる。このように、若番順の選択処理、および老番順の選択処理が交互に実施される。これにより、発側装置からの接続先が複数の正常な着側装置に均等に振り分けられる。従って１台の着側装置に負荷が集中することを防止でき、障害が連鎖的に伝搬することを防止して信頼性を向上させることが可能になる。

本発明によれば、負荷の集中により障害が連鎖的に伝搬することを防止できるようになり、これにより信頼性の向上を図った通信システムを提供することができる。

図１は、本発明に係わるゲートウェイ装置が用いられる通信システムの実施の形態を示すシステム図である。図１において加入者網ＳＮの複数の加入者回線１１４は、まずゲートウェイ装置１に収容される。ゲートウェイ装置１はＩＰ網ＤＮに接続される。ＩＰ網ＤＮはパケット通信網であり、ＮＣＣの独自網などとして形成される。加入者網ＳＮには、加入者端末５や移動電話システムの基地局ＣＳ１および無線端末ＰＳ１などが属する。加入者端末５および基地局ＣＳ１は加入者回線を介してゲートウェイ装置１に接続される。加入者回線１１４は複数の加入者端末５や無線端末ＰＳ１ごとに割り当てられるアクセス回線である。

ＩＰ網ＤＮはＦＥＰサーバ８を備え、このＦＥＰサーバ８はルータ９を介してインターネットに接続される。なおルータ９は、回線交換網などに接続されるアクセスサーバ（ＡＳ）が接続されることもある。さらに、ＩＰ網ＤＮには、ネットワーク管理装置ＭＥが設けられる。ネットワーク管理装置ＭＥはＩＰ網ＤＮを介してゲートウェイ装置１と情報を授受し、主にゲートウェイ装置１の運用状態を管理する。

加入者網ＳＮには、加入者端末５、移動電話システムの基地局ＣＳ１、およびＰＨＳ（Personal Handy-phone System）などの無線端末ＰＳ１などが属する。加入者端末５および基地局ＣＳ１は加入者回線１１４を介してゲートウェイ装置１に接続される。加入者回線１１４は複数の加入者端末５や無線端末ＰＳ１ごとに割り当てられるアクセス回線である。

ゲートウェイ装置１は、加入者網ＳＮから発せられた信号（音声データや映像、画像データなどのディジタルデータ信号）をＩＰ網ＤＮに送出する。またゲートウェイ装置１は、ＩＰ網ＤＮからの加入者網ＳＮ内の端末に宛てた信号を加入者網ＳＮ内に送出し、当該端末に着信させる。これにより、ＩＰ網ＤＮに属する加入者端末７と、加入者端末５および無線端末ＰＳ１との間に双方向の通信経路を任意に設定することができる。

図２は、既存の音声通信システムを示すシステム図である。図２において加入者網ＳＮの加入者端末５は、回線交換網ＸＮの交換機３に加入者回線１１４を介して収容される。交換機３は回線交換網ＸＮに属する設備である。

なお、図１および図２のシステムを組み合わせることも可能である。この場合、ゲートウェイ装置１は交換機３よりも加入者端末側に設けられる。よって加入者網ＳＮと回線交換網ＸＮとの網間接続点は、ゲートウェイ装置１と交換機３との間の接続箇所となる。すなわちゲートウェイ装置１は、加入者網ＳＮと回線交換網ＸＮとの網間接続点よりも加入者網ＳＮ側に配置される。また加入者網ＳＮと、回線交換網ＸＮとＩＰ網ＤＮとの通信プロトコルは互いに異なる。

このようなシステム構成では、ゲートウェイ装置１は、加入者網ＳＮから発せられた信号（音声データや映像、画像データなどのディジタルデータ信号）を、交換機３またはＩＰ網ＤＮの何れかに振り分けて送出する。またゲートウェイ装置１は、交換機３およびＩＰ網ＤＮからの加入者網ＳＮ内の端末に宛てた信号を加入者網ＳＮ内に送出し、当該端末に着信させる。これにより、回線交換網ＸＮに属する加入者端末６と、ＩＰ網ＤＮに属する加入者端末７と、加入者端末５および無線端末ＰＳ１との間に双方向の通信経路を任意に設定することができる。なお加入者端末７を収容するゲートウェイ装置１を設けても良い。この場合においても、ゲートウェイ装置１は回線交換網ＸＮの交換機３に接続される。次に、本発明のより詳細な実施形態を２つのケースに分けて説明する。

［第１の実施形態］
この実施形態においては、複数の発側装置間において複数の着側装置を適切に割り振ることのできる手法につき説明する。

図３は、本発明の第１の実施形態に係わる通信システムを示す概念図である。図１において通信網ＮＥＴは図１の回線交換網ＸＮおよびＩＰ網ＤＮを含む。この通信網ＮＥＴに、複数の発側装置Ｔ１〜Ｔｍと、複数の着側装置Ｒ１〜Ｒｎとが接続される。発側装置Ｔ１〜Ｔｍは例えば図１のゲートウェイ装置１であり、着側装置Ｒ１〜Ｒｎは例えば図１のＦＥＰ８である。なお発側装置Ｔ１〜Ｔｍおよび着側装置Ｒ１〜Ｒｎは必ずしも単独の装置筐体である必要はなく、例えば一つの装置に備わる複数のポートであっても良いし、互いに通信を実施するソフトウェアオブジェクトであっても良い。また図３において、発側装置Ｔ１〜Ｔｍの数（ｍ）よりも、着側装置Ｒ１〜Ｒｎの数（ｎ）を多くするのがシステム設計上好ましい。

図３において、発側装置Ｔ１〜Ｔｍおよび着側装置Ｒ１〜Ｒｎは通信網ＮＥＴを介してｍ対ｎ、すなわち多対多の通信を実施する。着側装置Ｒ１〜Ｒｎはそれぞれ区別可能な数値によりそれぞれ定義し得るアドレス（例えばＩＰアドレスなど）をそれぞれ固有に持つ。発側装置Ｔ１〜Ｔｍはアドレス情報に基づいて1つの着側装置に接続し、接続先の着側装置との間で能動的に通信を開始する。すなわち、通信は必ず発側装置Ｔ１〜Ｔｍから開始される。

図４は、図３における発側装置Ｔ１〜Ｔｍの要部構成を示す機能ブロック図である。すなわち図４においては、発側装置Ｔ１〜Ｔｍとしてゲートウェイ装置１を適用した場合のゲートウェイ装置１の構成が示される。

図４に示すゲートウェイ装置１において、制御部１６は送信ポート１４ａを介して通信網ＮＥＴに接続される。送信ポート１４ａは例えば後述の図９のＩＰ回線制御部２０８，２０９である。またゲートウェイ装置１は、半導体メモリなどの記憶部Ｍに、アドレスリストＡＬを記憶する。アドレスリストＡＬは、着側装置Ｒ１〜Ｒｎのそれぞれのアドレスに、各着側装置の状態をそれぞれ対応付けてテーブル化したデータベースである。

さらに制御部１６は、本実施形態に係わる処理機能として選択処理部１６ａと、通信処理部１６ｂと、判定処理部１６ｃとを備える。選択処理部１６ａは、図３のシステムにおいて接続すべき着側装置をアドレスリストＡＬの内容に基づいて選択する。通信処理部１６ｂは、選択処理部１６ａにより選択された着側装置に接続し、この接続した着側装置との通信を開始する。判定処理部１６ｃは、通信処理部１６ｂにより開始された通信の状態をモニタし、当該通信に係わる着側装置の状態を判定する。

特に選択処理部１６ａは、判定処理部１６ｃにより正常でないと判定された着側装置が生じ、この着側装置に送信ポート１４ａが接続されていた場合に、通信経路を再設定するための着側装置を新たに選択する。例えば選択処理部１６ａは、通信の開始に先立ち、着側装置Ｒ１〜Ｒｎのいずれかを送信ポート１４ａの接続先として選択する。そして通信が開始されたのち接続先の着側装置に障害が生じると、選択処理部１６ａは次に接続すべき着側装置を、そのアドレス（またはアドレスに対応する数値）の若番順に選択する。そして通信が再開され、その状態から次に障害が生じると、選択処理部１６ａは次に接続すべき着側装置を、そのアドレス（またはアドレスに対応する数値）の老番順に選択する。このように選択処理部１６ａは、アドレスの若番順の選択処理と、老番順の選択処理とを交互に実行する。

図５は、図４のアドレスリストＡＬの内容を示す模式図である。図５においては便宜上、各着側装置Ｒ１〜Ｒｎのアドレスを数値１〜ｎで示す。図５に示されるように、各着側装置Ｒ１〜Ｒｎごとにその装置状態が管理される。装置状態には、例えば正常（０）、異常（１）、閉塞（２）、その他（３）、…などの項目がある。なおアドレスリストＡＬは、図３の発側装置Ｔ１〜Ｔｍ間で共通のデータベースである。

次に、上記構成における動作を説明する。まず、通信開始時には、それぞれの発側装置Ｔ１〜Ｔｍにおいて、自装置が接続すべき着側装置がアドレスリストＡＬに従って選択され、次いで通信処理部１６ｂにより通信が開始される。判定処理部１６ｃは通信の状態を常時監視し、通信障害、または接続先のリソース不足、あるいは接続先からビジーメッセージを受けた場合などには、当該接続先の状態を異常状態とし、その旨をアドレスリストＡＬに記載する。

次に、通信処理部１６ｂは選択処理部１６ａに要求し、次に接続すべき着側装置を選択させる。選択処理部１６ａは、これを受けて次の接続先を選択する。この障害が、通信が開始されてから最初に生じた障害である場合には、選択処理部１６ａはアドレスリストＡＬに記される着側装置のうち未選択の装置から、障害状態中のアドレスを除き、候補となるアドレスを若番順に選択する。そして、選択処理が完了すると、通信処理部１６ｂは選択された着側装置に対して通信経路を再接続する。

なおいずれかの着側装置Ｒ１〜Ｒｎに障害が検出されると、ゲートウェイ装置１は障害状態の着側装置に定期的にアクセスを試み、障害の復旧を検出する。障害復旧を検出すると、ゲートウェイ装置１はアドレスリストＡＬにおける該当装置の状態を正常に戻し、次の接続先選択プロセス時の対象にする。

さて、この状態から次の障害が生じた場合には、選択処理部１６ａはアドレスリストＡＬに記される着側装置のうち未選択の装置から、障害状態中のアドレスを除き、候補となるアドレスを老番順に選択する。これにより新たな再接続先が設定される。

このように本実施形態では、発側装置Ｔ１〜Ｔｍと着側装置Ｒ１〜Ｒｎとがｍ対ｎ通信を行い、通信は必ず発側装置Ｔ１〜Ｔｍから開始される通信システムにおいて、着側装置に障害が生じた場合に、次の接続先をアドレスリストＡＬの例えば若番順に順次割り当てることにより迂回経路を設定する。次に障害が生じた場合には、次の接続先をアドレスリストＡＬの老番順に順次割り当てることにより迂回経路を設定する。そして、若番順による選択処理、および老番順による選択処理を、障害の発生の度に交互に繰り返すようにしている。

このようにすることで、障害の発生のたび毎に、各発側装置Ｔ１〜Ｔｍの接続先が正常な着側装置Ｒ１〜Ｒｎに均等に振り分られる。従って１台の着側装置に負荷が集中することを防止することが可能になり、１台の装置の障害発生による、システム全体がダウンに至ることを防止できる。さらに本実施形態では、各発側装置Ｔ１〜Ｔｍに共通に記憶されるアドレスリストＡＬに基づいて、各発側装置Ｔ１〜Ｔｍにより着側装置が自律的に決定される。これにより例えば通信網ＮＥＴの通信トラヒックを最小限に抑えられるなどの効果も得られる。

これらのことから、障害の発生に際して着側装置にかかる負荷を分散しつつ新たな通信経路を再設定することが可能になり、負荷の集中により障害が連鎖的に伝搬することを防止して信頼性の向上を図った通信システムを提供することが可能になる。

［第２の実施形態］
この実施形態においては、ゲートウェイ装置１に備わる複数の発側装置の接続先を、ゲートウェイ装置１間だけでなく、ゲートウェイ装置１の内部においても適切に割り振ることのできる手法につき説明する。

図６は、本発明の第２の実施形態に係わる通信システムを示す概念図である。なお図６において図３および図４と共通する部分には同一の符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。図６において複数のゲートウェイ装置１および複数のＦＥＰ８が通信網ＮＥＴに接続される。ゲートウェイ装置１はそれぞれ複数の送信ポート１４ａ〜１４ｐを備え、ＦＥＰ８はそれぞれ複数の受信ポート２０ａ〜２０ｑを備える。送信ポート１４ａ〜１４ｐは、ＩＰ変換部１４の機能が実装される複数の基板をゲートウェイ装置１が備える場合に、それぞれの基板に対応する。なお図６において、送信ポート１４ａ〜１４ｐの総数よりも、受信ポート２０ａ〜２０ｑの総数を多くするのがシステム設計上好ましい。

図６において、互いにｍ対ｎ通信を行う主体は、送信ポート１４ａ〜１４ｐおよび受信ポート２０ａ〜２０ｑとなる。すなわち送信ポート１４ａ〜１４ｐがそれぞれ図３の発側装置Ｔ１〜Ｔｍに対応し、受信ポート２０ａ〜２０ｑがそれぞれ着側装置Ｒ１〜Ｒｎに対応する。よって受信ポート２０ａ〜２０ｑは、それぞれ固有のアドレスを有する。

図６において、各ゲートウェイ装置１は記憶部Ｍに管理テーブルＭＴを記憶する。管理テーブルＭＴは、受信ポート２０ａ〜２０ｑのそれぞれのアドレスに、当該受信ポート２０ａ〜２０ｑの状態に加え、当該受信ポート２０ａ〜２０ｑに接続されている送信通信ポートの数を対応付けてテーブル化したデータベースである。

図７は、図６の管理テーブルＭＴの内容を示す模式図である。管理テーブルＭＴは図５のアドレスリストＡＬに、接続される発側装置の数を記載するための項目を増やしたデータベースである。図７に示される例では、例えばアドレス１を持つ受信ポートには５個の送信ポートが接続されている。

さて、図６においてゲートウェイ装置１は、図４と同様に制御部１６に選択処理部１６ａと、通信処理部１６ｂと、判定処理部１６ｃとを備える。ただし本実施形態においては、選択処理部１６ａと、通信処理部１６ｂと、判定処理部１６ｃとは第１の実施形態と異なる機能を持つ。

すなわち本実施形態において、選択処理部１６ａは、管理テーブルＭＴの内容に基づいて各送信ポート１４ａ〜１４ｐごとに、接続すべき受信ポートを選択する。通信処理部１６ｂは、選択処理部１６ａにより選択された受信ポートに接続し、この接続した受信ポートとの通信を開始する。判定処理部１６ｃは、通信処理部１６ｂにより開始された通信の状態をモニタし、当該通信に係わる受信ポートの状態を判定する。

特に選択処理部１６ａは、判定処理部１６ｃにより正常でないと判定された受信ポートが生じ、この受信ポートに送信ポート１４ａ〜送信ポート１４ｐのいずれかが接続されていた場合に、通信経路を再設定するための受信ポートを新たに選択する。例えば選択処理部１６ａは、通信の開始に先立ち、送信ポート１４ａ〜送信ポート１４ｐごとにその接続先を受信ポート２０ａ〜２０ｑから選択する。そして通信が開始されたのち接続先の受信ポートに障害が生じると、選択処理部１６ａは管理テーブルＭＴを参照し、着側の受信ポートの負荷を均一化すべく次に接続すべき受信ポートを選択する。

そして通信が再開され、その状態から次に障害が生じると、選択処理部１６ａは再び管理テーブルＭＴを参照し、着側の受信ポートの負荷を均一化すべく次に接続すべき受信ポートを選択する。

次に、上記構成における動作を説明する。まず、通信開始時にはそれぞれのゲートウェイ装置１において、管理テーブルＭＴに記載される受信ポート２０ａ〜２０ｑのアドレスに基づき、送信ポート１４ａ〜１４ｐ毎にその接続先が選択され、次いで通信処理部１６ｂにより通信が開始される。判定処理部１６ｃは通信の状態を常時監視し、通信障害、または接続先のリソース不足、あるいは接続先からビジーメッセージを受けた場合などには、当該接続先の状態を異常状態とし、その旨を管理テーブルＭＴに記載する。

次に、通信処理部１６ｂは選択処理部１６ａに要求し、障害の生じた受信ポートに接続していた送信ポートが次に接続すべき受信ポートを選択させる。選択処理部１６ａは、これを受けて管理テーブルＭＴを参照し、接続数の少ない受信ポートを候補として優先的に選択する。すなわち選択処理部１６ａは、各受信ポート２０ａ〜２０ｑの負荷を均一化すべく、送信ポートが次に接続すべき受信ポートを選択する。この選択処理が完了すると、通信処理部１６ｂは選択された受信ポートに対して通信経路を再接続する。

なおいずれかの受信ポート２０ａ〜２０ｑに障害が検出されると、ゲートウェイ装置１は障害状態の受信ポートに定期的にアクセスを試み、障害の復旧を検出する。障害復旧を検出すると、ゲートウェイ装置１は管理テーブルＭＴにおける該当ポートの状態を正常に戻し、次の接続先選択プロセス時の対象にする。

さて、この状態から次の障害が生じた場合には、選択処理部１６ａは管理テーブルＭＴに記される受信ポートのうち未選択のポートから、障害状態中のアドレスを除き、候補となるアドレスを選択する。これにより新たな再接続先が設定される。

このように本実施形態では、それぞれ複数の送信ポート１４ａ〜１４ｐを備えるゲートウェイ装置１と、複数の受信ポート２０ａ〜２０ｑを有するＦＥＰとを備え、送信ポート１４ａ〜１４ｐと受信ポート２０ａ〜２０ｑとがｍ対ｎ通信を行い、通信は必ず送信ポート１４ａ〜１４ｐから開始される通信システムにおいて、各受信ポート２０ａ〜２０ｑにおける接続数を管理するための管理テーブルＭＴをゲートウェイ装置１のそれぞれに記憶させる。そして、管理テーブルＭＴの内容に基づいて、各送信ポート１４ａ〜１４ｐの接続先を統合的に管理することにより受信ポート２０ａ〜２０ｑにかかる負荷を均一化するようにしている。

すなわち本実施形態では、ゲートウェイ装置１に管理テーブルＭＴを記憶させることにより、各送信ポート１４ａ〜１４ｐごとの接続先を統括的に管理できる機能を持たせるようにしている。これにより通信網ＮＥＴ内に通信経路を設定するにあたり、受信ポート２０ａ〜２０ｑのそれぞれの負荷を均一化できる。従って本実施形態においても負荷の集中により障害が連鎖的に伝搬することを防止でき、信頼性の向上を図った通信システムを提供することが可能になる。

［第３の実施形態］
図８は、この発明の第３の実施形態に係わるシステム図である。図８において図１と共通する部分には同じ符号を付して示す。図８において、複数の基地局ＣＳＡ〜ＣＳＣはゲートウェイ装置１に収容される。ゲートウェイ装置１はＩＰ網ＤＮに接続される。なおゲートウェイ装置１は回線交換網ＸＮに接続されることもある。ゲートウェイ装置１からの通信はＩＰ網ＤＮ内の複数のルータ９１〜９３を介してインターネットＩＴＮに接続される。

図９は、図８のゲートウェイ装置１の機能ブロック図である。図９のゲートウェイ装置１は、基地局ＣＳＡ〜ＣＳＣに加入者回線１１４を介して接続される加入者回線インタフェース１１と、加入者回線１１５を収容する加入者回線インタフェース１２と、交換部１００とを備える。交換部１００は、回線交換スイッチ１３と、制御部２０４と、ＩＰ回線制御部２０８，２０９と、集線部１８とを備える。

図９において、加入者回線インタフェース１１は加入者回線１１４を介して加入者端末や無線基地局を収容し、ＩＳＤＮ（Integrated Service Digital Network）の交換局側インタフェースを提供する。加入者回線インタフェース１２は回線交換網ＸＮの交換機３と加入者回線１１５を介して接続され、ＩＳＤＮの端末側インタフェースを提供する。すなわち加入者回線インタフェース１２は、加入者回線１１５を介して回線交換スイッチ１３を回線交換網ＸＮに接続する。なお加入者回線１１５の通信容量はトラヒックの需要予測に基づいて予め設計される。

回線交換スイッチ１３は加入者回線インタフェース１２、ＩＰ網ＤＮ、および加入者網ＳＮとの間で形成される複数の通信経路を交換接続し、各網に属する端末装置間に通信リンクを形成する。すなわち回線交換スイッチ１３は時分割多重バス１１０を介して伝送される時分割多重信号フレームのタイムスロットを入れ換えることにより、回線交換を実施する。制御部２０４は回線交換スイッチ１３および、ゲートウェイ装置１に係わる各種動作制御を実行する。

ＩＰ回線制御部２０８，２０９は回線交換スイッチ１３とＩＰ網ＤＮとの間に設けられ、回線交換スイッチ１３とＩＰ網ＤＮとの間でのプロトコルを変換する。すなわちＩＰ回線制御部２０８，２０９は回線交換スイッチ１３から時分割多重バス１１０を介して与えられた時分割多重信号をＩＰパケットに変換する。このＩＰパケットはパケットスイッチなどにより宛先ＩＰアドレスに従ってルーティングされたのちＩＰ網ＤＮに送出される。またＩＰ回線制御部２０８，２０９は、ＩＰ網ＤＮから入力されるＩＰパケットを、回線交換スイッチ１３とのインタフェースに適した時分割多重信号に変換する。
特にＩＰ回線制御部２０８，２０９は、図９のゲートウェイ装置１に着脱可能に設けられるハードウェア基板上に、その機能が実装される。その基板の有無は制御部２０４により検出され、基板装着の検出に応じてＩＰ回線制御部２０８，２０９の制御に係わるソフトウェアがロードされる。

集線部１８は、加入者回線インタフェース１１，１２、回線交換スイッチ１３、ＩＰ回線制御部２０８，２０９から延伸される内部バス１９を集線し、回線交換スイッチ１３の制御部２０４と各部との間での各種の制御信号（呼制御信号など）の授受を仲立ちする。

なお、図９において加入者回線インタフェース１１に収容される加入者回線１１４の回線収容数と、加入者回線インタフェース１２に収容される加入者回線１１５の回線収容数すなわち通信容量とは、同数とする。または、加入者回線インタフェース１１に収容される加入者回線１１４の回線収容数を、加入者回線インタフェース１２に収容される加入者回線１１５の回線収容数よりも多くする。このようにするとシステムの設計上、有利である。

図９において、ゲートウェイ装置１は集線部１８を介して制御部２０４内の内部制御通信処理部２０７で呼制御信号を受け取る。そうすると、回線交換接続処理部２０５により、この呼制御信号がＩＰ網ＤＮへの接続要求であるか否かが判断される。ＩＰ網ＤＮへの接続要求であれば、接続先判定処理部２０６により、どのＩＰ回線制御部（２０８，２０９）を使用し、どのルータ９１〜９３と接続するかが判定される。

接続先判定処理部２０６によりどのＩＰ回線制御部を使用するかが決定されると、その決定したＩＰ回線制御部（ここではＩＰ回線制御部２０８とする）に内部制御通信処理部２０７を介して接続要求が与えられる。この接続要求にあたり、接続先のルータが認識可能な識別子も、併せて接続要求の情報としてＩＰ回線制御部２０８に与えられる。接続要求を受けたＩＰ回線制御部２０８は、内部制御処理部２１２で接続要求を受信し、パケット検出部２１０により伝送パケットを検出する。そして、内部制御処理部２１２で受信した接続要求において指示されたルータと、ＩＰ網通信処理部２１１により通信が開始される。

上記構成において、ＩＰ回線制御部２０８，２０９はいずれも次に示すテーブルを記憶する。ＩＰ回線制御部２０８，２０９はこのテーブルに基づいて、使用チャネル数を管理する。なおこのテーブルにおいて（ ）内は図９における参照符号に対応する。

さらに、ルータ９１〜９３は、いずれも次に示すテーブルを記憶する。ルータ９１〜９３はこのテーブルに基づいて、接続されるＩＰ回線制御部を管理する。なおこのテーブルにおいて（ ）内は図９における参照符号に対応する。

図１０は、図９のゲートウェイ装置１における処理手順を示すフローチャートである。図１０においてゲートウェイ装置１は、まず使用接続チャネル数が最小であるＩＰ回線制御部を選択する（ステップＳ１）。次にゲートウェイ装置１は、接続されるＩＰ回線制御部の数が最小のルータを選択する（ステップＳ２）。そうしてゲートウェイ装置１は、ステップＳ１およびＳ２において選択されたＩＰ回線制御部およびルータの組み合わせで接続相手先を決定し（ステップＳ３）、ＩＰ網ＤＮを介した通信を開始する。

図１１は、比較のため既存の通信システムにおいて通信相手先を決定する際の処理手順を示すフローチャートである。図１１においては、図１０と同様に通信可能なチャネルが複数存在しているとする。図１１において、まず番号順に最も若番のＩＰ回線制御部が選択される（ステップＳ１１）。この選択されたＩＰ回線制御部につき、空きチャネルの有無が判定され（ステップＳ１２）、空きチャネルがなければ次のＩＰ回線制御部が選択されて（ステップＳ１３）、空きチャネルのあるＩＰ回線制御部が見つかるまでこの処理が繰り返される。

空きチャネルのあるＩＰ回線制御部が見つかると（ステップＳ１２でＹｅｓ）、番号順に最も若番のルータが選択される（ステップＳ１４）。そして、正常なルータが見つかるまで、番号順に使用可能なルータが検索される（ステップＳ１５、Ｓ１６）。このような一連の処理により、ＩＰ回線制御部およびルータの組み合わせが見つかると、接続相手先が決定される（ステップＳ１７）。しかしながらこのような処理であるから負荷が１台のルータに集中しやすく、ボトルネックを生じて通信が滞りやすく、またネットワーク障害を招く要因ともなっていた。

これに対し本実施形態では、使用接続チャネル数が最小のＩＰ回線制御部と、接続されるＩＰ回線制御部の数が最小のルータとの組み合わせて通信経路を決定するようにしているので、負荷の集中により障害が連鎖的に伝搬することを防止でき、信頼性の向上を図った通信システムを提供することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではない。例えば第１の実施形態では、アドレスの若番順または老番順に接続先を割り振るようにした。これに似た手法として、アドレスを示す数値を発側装置Ｔ１〜Ｔｍの個数で割り、その余り（モジュロ：ｍｏｄ）に基づいて接続先を割り振るようにしても良い。また、余りの数値に障害の発生回数を加算した結果なども、接続先の割り振りに利用できる。

さらに本発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良く、各実施形態において説明した方法を組み合わせても良い。

本発明に係わる通信システムの実施の形態を示すシステム図。 既存の音声通信システムを示すシステム図。 本発明の第１の実施形態に係わる通信システムを示す概念図。 図３における発側装置Ｔ１〜Ｔｍの要部構成を示す機能ブロック図。 図４のアドレスリストＡＬの内容を示す模式図。 本発明の第２の実施形態に係わる通信システムを示す概念図。 図６の管理テーブルＭＴの内容を示す模式図。 この発明の第３の実施形態に係わるシステム図。 図８のゲートウェイ装置１の機能ブロック図。 図９のゲートウェイ装置１における処理手順を示すフローチャート。 既存の通信システムにおいて通信相手先を決定する際の処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

ＡＬ…アドレスリスト、ＳＮ…加入者網、ＤＮ…ＩＰ網、ＸＮ…回線交換網、ＩＮ…インターネット、ＭＥ…ネットワーク管理装置、ＮＥＴ…通信網、Ｔ１〜Ｔｍ…発側装置、Ｒ１〜Ｒｎ…着側装置、Ｍ…記憶部、ＭＴ…管理テーブル、１…ゲートウェイ装置、ＣＳ１…基地局、ＰＳ１…無線端末、３…交換機、５〜７…加入者端末、８…ＦＥＰサーバ、９…ルータ、１１，１２…加入者回線インタフェース、１３…回線交換スイッチ、１４…ＩＰ変換部、１４ａ〜１４ｐ…送信ポート、１５…パケットスイッチ、１６…制御部、１６ａ…選択処理部、１６ｂ…通信処理部、１６ｃ…判定処理部、１８…集線部、１９…内部バス、２０ａ〜２０ｑ…受信ポート、１００…交換部、１１０…時分割多重バス、１１４…加入者回線、１１５…加入者回線、ＣＳＡ〜ＣＳＣ…基地局、９１〜９３…ルータ、２０４…制御部、２０５…回線交換接続処理部、２０６…接続先判定処理部、２０７…内部制御通信処理部、２０８，２０９…ＩＰ回線制御部、２１０…パケット検出部、２１１…ＩＰ網通信処理部、２１２…内部制御通信処理部

Claims (5)

1. 通信ネットワークとこの通信ネットワークを介して多対多の通信を実施する複数の通信装置とを具備し、前記複数の通信装置は、区別可能な数値によりそれぞれ定義し得るアドレス情報をそれぞれ固有に持つ複数の着側装置と、前記アドレス情報に基づいて１つの着側装置に接続して前記通信を能動的に開始する複数の発側装置とのいずれかに位置付けされる通信システムにおいて、
   前記発側装置である複数の通信装置のそれぞれは、
   前記複数の着側装置のそれぞれのアドレス情報に、当該着側装置の状態をそれぞれ対応付けてテーブル化したアドレスリストと、
   接続すべき着側装置を前記アドレスリストの内容に基づいて選択する選択手段と、
   この選択手段により選択された着側装置に接続して前記通信を開始する通信手段と、
   この通信手段により開始された通信の状態から当該通信に係わる着側装置の状態を判定する判定手段とを具備し、
   前記選択手段は、前記接続すべき着側装置を前記アドレス情報に対応する数値の若番順に選択する処理と、前記接続すべき着側装置を前記アドレス情報に対応する数値の老番順に選択する処理とを、前記判定手段により正常でないと判定された着側装置が生じる毎に交互に実施することを特徴とする通信システム。
2. 前記選択手段は、前記接続すべき着側装置を選択する処理を、前記判定手段により正常でないと判定された着側装置が生じる毎に実施することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記発側装置の数よりも前記着側装置の数を多くしたことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
4. 通信ネットワークとこの通信ネットワークを介して多対多の通信を実施する複数の通信装置とを具備し、前記複数の通信装置は、区別可能な数値によりそれぞれ定義し得るアドレス情報をそれぞれ固有に持つ複数の着側装置と、前記アドレス情報に基づいて１つの着側装置に接続して前記通信を能動的に開始する複数の発側装置とのいずれかに位置付けされる通信システムにおいて、
   前記発側装置である複数の通信装置のそれぞれは、
   前記複数の着側装置のそれぞれのアドレス情報に、当該着側装置の状態をそれぞれ対応付けてテーブル化したアドレスリストと、
   複数の通信ポートと、
   前記複数の通信ポートに接続すべき着側装置を前記アドレスリストの内容に基づいて選択する選択手段と、
   この選択手段により選択された着側装置に前記複数の通信ポートをそれぞれ接続して前記通信を開始する通信手段と、
   この通信手段により開始された通信の状態から当該通信に係わる着側装置の状態を判定する判定手段とを具備し、
   前記選択手段は、前記複数の通信ポートのそれぞれに接続すべき着側装置を前記アドレス情報に対応する数値の若番順に選択する処理と、前記複数の通信ポートのそれぞれに接続すべき着側装置を前記アドレス情報に対応する数値の老番順に選択する処理とを、前記判定手段により正常でないと判定された着側装置が生じる毎に交互に実施することを特徴とする通信システム。
5. 前記複数の通信ポートの数よりも前記着側装置の数を多くしたことを特徴とする請求項４に記載の通信システム。

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