JP3844811B2 - データ通信システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチプロトコルを用いてデータ通信を行うのに好適なデータ通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
情報化社会の進展を背景に、移動体通信の分野においてもデータ通信が急速に普及しつつある。このデータ通信においては、データ端末と接続されるネットワーク(通信網)が、相互に接続され、複数のネットワークを介して、データ通信が行われることがある。この場合のプロトコルとしては、階層分けして設計されたOSI(Open System Interconnection:開放型システム間相互接続)が代表的である。OSIにあっては、異なるデータ端末間のデータ転送を効率的に行えるように通信機能を7つの階層(レイヤ)に分割している。これらの階層としては、下位の階層より順に、物理層、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層、セッション層、プレゼンテーション層、およびアプリケーション層がある。
【0003】
ここで、物理層は、電気的、機械的および物理的条件を管理し、ビット列の電送を保証する。例えば、電気信号の波形やコネクタのピンの配列が物理層で管理される。また、データリンク層は、相互に通信を行うシステム間の伝送路上で発生するビット誤りを検出して回復することにより、データを確実に転送することを保証する。また、ネットワーク層は、データ通信網等の各種のネットワークを使用し、相手方となる最終端のデータ端末との通信経路を確立するための中継、ルーティング機能を管理し、データ伝送を保証する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複数のネットワークを介して行うデータ通信においては、各ネットワーク内でデータリンク層とネットワーク層が終端されていた。
しかし、ネットワーク層はデータの経路情報を管理するため、ネットワーク内でネットワーク層を終端すると、そのネットワーク内で経路情報を管理する必要があった。この場合に、ネットワーク層をマルチプロトコルに対応したものにすると、当該ネットワークにおいて、ネットワーク層でいずれのプロトコルが使用されているかを管理し、さらに使用されている経路情報をプロトコル毎に管理する必要があった。
【0005】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、データ通信においてネットワークの負担を軽減し、かつマルチプロトコルに柔軟に対応できるデータ通信システムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項1に記載の発明にあっては、プロトコルの上位の階層より順に、ネットワーク層プロトコルに相当する第3層のプロトコル、データリンク層プロトコルに相当する第2層のプロトコル、及び、所定の第1層のプロトコルを処理する機能を有する複数の通信網であって、前記第3層のプロトコルおよび前記第2層のプロトコルがそれぞれ異なる前記複数の通信網に対応して設けられるプロトコル終端装置と、移動通信網に接続され、前記複数の通信網に接続される各々の加入者との間でデータ通信を行うデータ端末であって、通信相手となる加入者との間のネゴシエーションに基づいて設定した前記第3層のプロトコルを用い、その第3層のプロトコルを示す情報を含めることにより生成した当該第3層のプロトコルに基づくデータに対して、前記第2層のプロトコルを示す情報を付加することにより、当該第2層のプロトコルに基づくデータを生成して送信するデータ端末と、このデータ端末からの前記第2層のプロトコルに基づくデータを受信して、そのデータを前記第1層のプロトコルを用いて変換し、かつ、自らの識別番号を付加して送信データを生成し、複数のこれら送信データを多重化して伝送する第一の通信ノードと、前記送信データを受信して前記所定の第1層のプロトコルに基づく処理を行い、かつ当該送信データから前記第一の通信ノードの識別番号を取り除くことにより、前記第2層のプロトコルに基づくデータを生成し、生成したデータを前記プロトコル終端装置に与える第二の通信ノードとを含み、前記プロトコル終端装置は、生成された前記第2層のプロトコルに基づくデータを受信して当該第2層のプロトコルを示す情報を取り除くことにより前記第3層のプロトコルに基づくデータを得て、当該第3層のプロトコルに基づくデータに対し、前記通信相手となる加入者が接続された通信網において用いられる前記第2層のプロトコルを示す情報を付加することにより、当該第2層のプロトコルに基づくデータを生成し、生成した当該第2層のプロトコルに基づくデータを前記通信相手となる加入者が接続された通信網に出力することを特徴とする。
【0007】
また、請求項2に記載の発明にあっては、前記プロトコル終端装置は前記複数の通信網に対応してそれぞれ設けられることを特徴とする。
【0008】
また、請求項3に記載の発明にあっては、前記複数の通信網はインターネット網と ISDN 網を含むことを特徴とする。
【0009】
また、請求項4に記載の発明にあっては、前記第一の通信ノードは移動局であり、第二の通信ノードは中継局であることを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明にあっては、前記第1層のプロトコルは誤り制御機能とデータ伝送順序制御機能を含むパケット多重通信方式であることを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明にあっては、前記データ端末と前記プロトコル終端装置との間のデータ通信において、前記第2層のプロトコルをシリアルリンクの性質を有するものを使用することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
A.第1実施形態
1:第1実施形態の構成
まず、第1実施形態の構成について図面を参照しつつ説明する。図1は本発明のデータ通信システムに係わる第1実施形態のブロック図である。
図において、1はデータ端末であり、パーソナルコンピュータ等で構成され、そこでは、画像データや音声データ等の各種データが生成され、通信データとして出力される。また、N1,N2,N3はネットワークであり、相互に接続されている。ネットワークN1,N2,N3の種類はどのようなものであってもよいが、本実施形態では、ネットワークN1の一例として移動体通信網を取りあげる。また、ネットワークN2,N3としては、例えば、インターネットやISDN等の通信網が利用できる。ネットワークN1の主要部は以下の部分から構成される。
【0012】
まず、2はデータ端末1と接続される移動局であり、携帯電話機等で構成される。なお、移動局は図示したものの他にも多数存在し、これらを識別するために識別番号が各移動局毎に付与されている。また、3は基地局であり、移動局2が所定地域にある場合に、当該移動局との間で無線インターフェースIFを介してデータ通信を行う。また、4は中継局であり、基地局3との間でデータ通信を有線で行う。また、5,6は中継局4と有線で接続されるプロトコル終端装置であって、データリンク層のプロトコルを終端し、他のネットワークN2,N3との間でデータ通信を行う。
【0013】
データ端末1からプロトコル終端装置5,6の間で行われる通信方式としては、物理層において周知のパケット多重通信方式が用いられる。これにより、効率的にデータ伝送が行われる。また、この例におけるパケット多重通信では、伝送データに誤り訂正データを付加しデータの伝送順序を制御して、フレームが構成される。したがって、データリンク層およびネットワーク層等の上位の階層で用いられるプロトコルによって生成された伝送データに一切変更を加えることなく誤り訂正処理を行うことができる。これにより、データ端末1からプロトコル終端装置5,6の間で誤りが発生し伝送データが欠落した場合であっても、誤り訂正処理を施して、誤りのないデータを得ることができる。
【0014】
2:第1実施形態の動作
データ通信システムの動作の一例として、データ端末1がプロトコル終端装置5を介してネットワークN2との間でデータ通信を行う場合を説明する。図2は、この例におけるプロトコルスタックを示したものである。図2に示すデータ端末1は、ネットワーク層およびデータリンク層に対してプロトコル終端点として作用し、そこから、所定のデータが出力される。このデータが移動局2を介してプロトコル終端装置5に供給されると、プロトコル終端装置1は、データリンク層のプロトコルを終端するとともに、ネットワークN2とのデータ通信において、データリンク層のプロトコルを新たに適用するが、ネットワーク層のプロトコルについては終端しない。なお、データ端末1がプロトコル終端装置6を介してネットワークN3との間でデータ通信を行う場合も、同様のプロトコルスタックが適用される。
【0015】
したがって、ネットワークN1内において、ネットワーク層で使用されるプロトコルの管理が不要となる。この結果、ネットワーク層をマルチプロトコルにした場合、ネットワーク層でどのプロトコルが使用されているかを管理する必要がなく、また、データの経路情報をプロトコル毎に管理する必要もない。これにより、ネットワークN1は、複雑なハードを設けることなく、複数のプロトコルをネットワーク層で用いることが許容できる。
【0016】
B.第2実施形態
第2実施形態は、一つのプロトコル終端装置を用いる点、このプロトコル終端装置をネットワークN2内に配置した点を除き、第1実施形態と同様である。図3は、第2実施形態に係わるデータ通信システムのブロック図である。図3において、各部分の構成は、図1に示すものとそれぞれ同一である。このため、ここでは各構成の説明を省略し、データ通信システム全体の動作を図3を参照しつつ説明する。
【0017】
この例のデータ通信にあっては、データリンク層でaプロトコルを用い、ネットワーク層でXプロトコルとYプロトコルを用い、また、ネットワークN1内では、独自のプロトコルを用いるものとする。
データ端末1は、通信相手とのネゴシエーションによって、ネットワーク層でどのプロトコルを用いるかを設定し、そのプロトコルに従ってデータを生成する。例えば、ネットワーク層でXプロトコルを用いるならば、データDNXが生成され、Yプロトコルを用いるならば、データDNYが生成される。この後、データ端末1は、生成されたデータDNX,DNYに対し、データリンク層のaプロトコルを用いてデータDRXa,DRYaを生成し、これらを移動局2に出力する。
【0018】
移動局2では、データDRXa,DRYaに対して、移動局2と基地局3との間で用いられる独自のプロトコルを用いてデータDX,DYを生成する。ところで、基地局3には移動局2の他に多数の移動局が接続される。このため、移動局2からのデータであることを基地局3が認識できるように、生成されたデータDX,DYには移動局2を識別番号を指示する識別子ID1が含まれている。
【0019】
こうして生成されたデータDX,DYが、基地局3を介して中継局4に供給される。移動局2から中継局4までのデータ伝送には、例えば、周知のパケット多重通信方式が用いられる。データDX,DYが中継局4に供給されると、中継局4は独自のプロトコルを終端してデータDRXa,DRYaを生成し、これらを通信回線を介して他のネットワークN2に出力する。そして、データDRXa,DRYaがプロトコル終端装置5に供給されると、プロトコル終端装置5はデータリンク層のaプロトコルを終端する。この場合、プロトコル終端装置5はネットワーク層で用いられるXプロトコルおよびYプロトコルの終端を行うことなく、データDNX,データDNYを生成する。
【0020】
このように本実施形態によれば、データ端末1とプロトコル終端装置5は、データリンク層を終端するが、それより上位の階層については終端を行わない。このため、ネットワーク内でネットワーク層に用いられるXプロトコルやYプロトコルといったプロトコルの種類やプロトコル毎の経路情報を管理する必要がなくなる。この結果、データリンク層より上位のネットワーク層等について、マルチプロトコルを適用することができる。プロトコル終端装置5は他のネットワークN2に配置されるので、ネットワークN1ではデータリンク層についてもプロトコルの終端を行う必要がなくなり、その構成をより簡易にできる。
【0021】
C.第3実施形態
第3実施形態は、プロトコル終端装置5,6の替わりにプロトコル終端装置5’,6’を用いる点を除き、第1実施形態と同様である。図4は、第3実施形態に係わるデータ通信システムのブロック図である。この例のデータ通信にあっては、データリンク層でaプロトコルとbプロトコルを用い、ネットワーク層でXプロトコルとYプロトコルを用い、また、ネットワークN1内では、独自のプロトコルを用いるものとする。
図4が図1と相違するのはプロトコル終端装置5’とプロトコル終端装置6’であるので、この点について説明する。プロトコル終端装置5’,6’は、いずれもネットワーク層のプロトコルを終端しないが、プロトコル終端装置5’はデータリンク層のaプロトコルを終端し、プロトコル終端装置6’はデータリンク層のbプロトコルを終端する。
【0022】
次に、第3実施形態に係わるデータ通信システムの動作を図4を参照しつつ説明する。データ端末1は、通信相手とのネゴシエーションによって、ネットワーク層でどのプロトコルを用いるかを設定し、そのプロトコルに従ってデータを生成する。例えば、ネットワーク層でXプロトコルを用いるならば、データDNXが生成され、Yプロトコルを用いるならば、データDNYが生成される。ここで、データDNX,DNYに対してデータリンク層でaプロトコル,bプロトコルを各々適用するならば、データ端末1は、データDNXに対しaプロトコルを用いてデータDRXaを生成し、データDRYに対しbプロトコルを用いてデータDRYbを生成し、これらを移動局2に出力する。ただし、データ端末1は、データリンク層でどのプロトコルを使用するかをネットワークN1に予め登録している。この例にあっては、aプロトコルとbプロトコルがネットワークN1に登録されている。また、データ端末1は、データリンク層でどのプロトコルを終端するかを選択でき、この指示により、プロトコル終端装置5’,6’のいずれか一方でデータリンク層のプロトコルが終端される。
【0023】
移動局2では、データDRXa,DRYbに対して、移動局2と基地局3との間で用いられる独自のプロトコルを用いてデータDX,DYを生成する。なお、生成されたデータDX,DYには移動局2を識別番号を指示する識別子ID1が含まれている。データDX,DYが、基地局3を介して中継局4に供給されると、中継局4は独自のプロトコルを終端してデータDRXa,DRYbを生成し、これらを通信回線を介して他のネットワークN2,N3に出力する。そして、データDRXa,DRYbがプロトコル終端装置5’,6’にそれぞれ供給されると、プロトコル終端装置5’はデータリンク層のaプロトコルを終端し、プロトコル終端装置6’はデータリンク層のbプロトコルを終端する。
【0024】
このように本実施形態によれば、プロトコル終端装置5’,6’は他のネットワークN2,N3に配置されるので、ネットワークN1ではデータリンク層についてもプロトコルの終端を行う必要がなくなり、その構成をより簡易にできる。また、プロトコル終端装置5’,6’はデータリンク層のプロトコルについて異なるプロトコルを終端することができるから、必要なプロトコルのみを終端するプロトコル終端装置を用いることが可能となる。
【0025】
D.変形例
本発明は上述した各実施例に限定されることなく、例えば、以下のような種々の変形が可能である。
▲1▼上記各実施形態において、データリンク層で使用するプロトコルとして、PPP(Point-to-Point Protocol)のようなシリアルリンクの性質を有するプロトコルを用いてもよい。PPPは、汎用のプロトコルであって、上位の階層のプロトコルに従って生成されたデータをカプセル化して伝送するので、上位の階層をマルチプロトコルに対応したものにすることができる。
また、パケット多重通信方式を物理層で用いれば、データリンク層でシリアルリンクの性質を有するプロトコルを使用した場合でも、データをパケットで多重して転送できるから、伝送効率の良いデータ通信システムを提供することができる。さらに、このパケット多重通信方式において、PPPによってカプセル化した伝送データに誤り訂正データを付加しそのデータの伝送順序を制御してフレームを構成すれば、誤り訂正処理を施すことができ、確実にデータを伝送することができる。
【0026】
▲2▼上記第3実施形態において、プロトコル終端装置5’,6’は、aプロトコルとbプロトコルの両方を終端するものであってもよく、この場合は、第1実施形態におけるプロトコル終端装置5,6が他のネットワークN2,N3に各々配置されたことになる。また、プロトコル終端装置5’,6’に共通して終端されるプロトコルがあってもよい。例えば、ネットワークN2のデータリンク層でaプロトコルとcプロトコルが使用され、ネットワークN3のデータリンク層でbプロトコルとcプロトコルが使用される場合にあっては、プロトコル終端装置5’でaプロトコルとcプロトコルを、プロトコル終端装置6’でbプロトコルとcプロトコルを終端すればよい。
【0027】
▲3▼上記第1,3実施形態では、2つのプロトコル終端装置を用いたが、本発明はこれに限定されることなく3以上のパケット終端装置を用いてもよいことは勿論である。
▲4▼上記各実施形態においては、OSI参照モデルをプロトコルの階層の一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも3層に階層化されたプロトコルを用いるのであれば、どのように階層化されていてもよいことは勿論である。この場合、下位の階層より順に第1層、第2層および第3層があるとすれば、第1層は物理層に相当する層であり、第2層はデータリンク層に相当する層であり、第3層はネットワーク層に相当する層である。
【0028】
【発明の効果】
上述したように本発明に係わる発明特定事項によれば、データ端末とプロトコル終端装置で、データーリンク層のプロトコルを終端するが、ネットワーク層のプロトコルは終端しないので、マルチプロトコルに柔軟に対応できるデータ通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のデータ通信システムに係わる第1実施形態のブロック図である。
【図2】 同実施形態におけるプロトコルスタックの一例を示した概念図である。
【図3】 第2実施形態に係わるデータ通信システムのブロック図である。
【図4】 第3実施形態に係わるデータ通信システムのブロック図である。
【符号の説明】
N1…ネットワーク(通信網、移動体通信網)、1…データ端末、2…移動局、3…基地局、4…中継局、5,5’,6,6’…プロトコル終端装置、N1…ネットワーク(通信網、移動体通信網)、N2,N3…ネットワーク。
Claims (6)
- プロトコルの上位の階層より順に、ネットワーク層プロトコルに相当する第3層のプロトコル、データリンク層プロトコルに相当する第2層のプロトコル、及び、所定の第1層のプロトコルを処理する機能を有する複数の通信網であって、前記第3層のプロトコルおよび前記第2層のプロトコルがそれぞれ異なる前記複数の通信網に対応して設けられるプロトコル終端装置と、
移動通信網に接続され、前記複数の通信網に接続される各々の加入者との間でデータ通信を行うデータ端末であって、通信相手となる加入者との間のネゴシエーションに基づいて設定した前記第3層のプロトコルを用い、その第3層のプロトコルを示す情報を含めることにより生成した当該第3層のプロトコルに基づくデータに対して、前記第2層のプロトコルを示す情報を付加することにより、当該第2層のプロトコルに基づくデータを生成して送信するデータ端末と、
このデータ端末からの前記第2層のプロトコルに基づくデータを受信して、そのデータを前記第1層のプロトコルを用いて変換し、かつ、自らの識別番号を付加して送信データを生成し、複数のこれら送信データを多重化して伝送する第一の通信ノードと、
前記送信データを受信して前記所定の第1層のプロトコルに基づく処理を行い、かつ当該送信データから前記第一の通信ノードの識別番号を取り除くことにより、前記第2層のプロトコルに基づくデータを生成し、生成したデータを前記プロトコル終端装置に与える第二の通信ノードとを含み、
前記プロトコル終端装置は、生成された前記第2層のプロトコルに基づくデータを受信して当該第2層のプロトコルを示す情報を取り除くことにより前記第3層のプロトコルに基づくデータを得て、当該第3層のプロトコルに基づくデータに対し、前記通信相手となる加入者が接続された通信網において用いられる前記第2層のプロトコルを示す情報を付加することにより、当該第2層のプロトコルに基づくデータを生成し、生成した当該第2層のプロトコルに基づくデータを前記通信相手となる加入者が接続された通信網に出力することを特徴とする移動データ通信システム。 - 前記プロトコル終端装置は前記複数の通信網に対応してそれぞれ設けられることを特徴とする請求項1記載の移動データ通信システム。
- 前記複数の通信網はインターネット網とISDN網を含むことを特徴とする請求項2記載の移動データ通信システム。
- 前記第一の通信ノードは移動局であり、第二の通信ノードは中継局であることを特徴とする請求項1記載の移動データ通信システム。
- 前記第1層のプロトコルは誤り制御機能とデータ伝送順序制御機能を含むパケット多重通信方式であることを特徴とする請求項1記載の移動データ通信システム。
- 前記データ端末と前記プロトコル終端装置との間のデータ通信において、前記第2層のプロトコルをシリアルリンクの性質を有するものを使用することを特徴とする請求項1に記載の移動データ通信システム。
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- 1996-06-18 JP JP15717696A patent/JP3844811B2/ja not_active Expired - Lifetime
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