JP5398509B2 - 通信制御システムおよび通信制御方法 - Google Patents
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Description
このフェムトセル基地局は、例えば、移動体通信システムを提供する通信会社による無線カバレッジを拡大するため、屋外の大型基地局に加え、ユーザの自宅やオフィスの内部に設置され、ユーザの近傍で使用される超小型の基地局である。
図12に示す通り、従来からある通信制御システムは、固定ブロードバンド網120、移動体通信システムのコアネットワーク130、およびインターネット140を含み、移動体端末111は、フェムトセル基地局112を介してインターネット140に含まれる第1のサーバー141あるいは第2のサーバー142と接続される。
ここで、移動体通信システムを管理する移動体通信会社により認定されているサイト(以降、公式サイトと呼ぶ)は、コアネットワーク130上で提供される課金処理やユーザ認証処理において認定された特定のユーザからのアクセスのみを受け付ける。この公式サイトには、URL(例えば、http://www.official.com/)、IPアドレス(例えば、20.2.0.1)が割り当てられているものとする。
フェムトセルゲートウェイ(以降、フェムトセルGWと呼ぶ)(移動体通信網―固定網間ゲートウェイ)131は、フェムトセルを用いて、固定ブロードバンド網120を移動体通信システムへのアクセスネットワークとして活用する場合に、移動体通信システムのコアネットワーク130と固定ブロードバンドネットワーク120に接続される装置であり、両ネットワークの相互接続を行う。
GGNS(外部IP網間ゲートウェイ)133は、移動体通信システムのコアネットワーク130とインターネット140に接続される装置であり、両ネットワークの相互接続を行う。
また、移動体通信システムのコアネットワーク130は、名前解決機能を有するDNSサーバー132を含む。
図13に示す通り、インターネットアクセスに必要な通信セッションの確立と設定情報の取得を要求するため、Activate PDP context requestのメッセージが、移動体端末111からGGSN133に送信されると、GGSN133により、移動体端末111のIPアドレス(例えば、10.1.0.1)が払い出され、移動体端末111に通知される。また、フェムトセル基地局112とフェムトセルGW131を介して移動体端末111とGGSN133との間に、移動体端末111の通信用に、通信セッションが確立される。
これにより、移動体端末111から送信されたメッセージは、移動体端末111に割当てられた通信セッションを利用して、フェムトセル基地局112を介して固定ブロードバンド網120に転送されるとともに、フェムトセルGW131を介してコアネットワーク130に転送される。さらに、このメッセージは、GGSN133を介してインターネット140上の公式サイトを提供するサーバーに転送される。これにより、移動体端末111は、公式サイトを提供するサーバーと接続され、公式サイトにアクセスすることができる。
これにより、移動体端末111から送信されたメッセージは、公式サイトの場合と同様にして、フェムトセル基地局112を介して、移動体端末111に割当てられた通信セッションを利用して、固定ブロードバンド網120に転送されるとともに、フェムトセルGW131を介してコアネットワーク130に転送される。さらに、このメッセージは、GGSN133を介してインターネット140上の勝手サイトを提供するサーバーに転送される。これにより、移動体端末111は、勝手サイトを提供するサーバーと接続され、勝手サイトにアクセスすることができる。
図1に示す通り、本実施形態に係る通信制御システムは、加入者網10と、固定ブロードバンド網20と、移動体通信システムにおけるコアネットワーク30と、インターネット40とを含む。
この移動体端末11は、自身が内部に備える記憶部にIPアドレスAを記憶する。
このフェムトセル基地局12は、ルーティングテーブルを備え、このルーティングテーブルを参照して、移動体端末11からのアクセスに基づき、インターネット40上にある公式サイトへアクセスするか、あるいは、インターネット40上にある非公式サイト(以下、勝手サイトという)へアクセスするかを判断する。この判断結果に基づき、フェムトセル基地局12は、コアネットワーク30を経由して加入者網終端装置13に公式サイトへのメッセージを転送し、あるいは、固定ブロードバンド網20を経由して加入者網終端装置13に勝手サイトへのメッセージを転送する。
この集約されたIPアドレスXAとは、インターネット40に含まれるサーバーに向けて送信されるメッセージの送信先を表わすIPアドレスが複数ある場合、この複数のIPアドレスの数よりも少ない数に、この複数のIPアドレスを集約するIPアドレスグループのことをいう。
この、NATテーブルは、コアネットワーク30において利用できる移動体端末11のIPアドレスA(10.1.0.1)に、固定ブロードバンド網20において利用できる移動体端末11のIPアドレスB(例えば、192.168.1.11)を対応付ける。
ここで、以下に説明する方式1の場合、DNSサーバー32は、インターネット40上において利用できる実際のIPアドレスD(例えば、20.2.0.1)とドメイン名(例えば、www.official.com)とを対応付けた情報を備え、この情報を参照することによって、IPアドレスDを移動体端末11に送信する。
一方、以下に説明する方式2の場合、DNSサーバー32は、コアネットワーク30上において利用できるIPアドレスC(例えば、10.2.0.1)とドメイン名(例えば、www.unofficial.com)とを対応付けた情報を備え、この情報を参照することによって、IPアドレスCを移動体端末11に送信する。
方式2において、外部IP網間ゲートウェイ33は、このNATテーブルを参照して、移動体端末11から受信したメッセージの送信先IPアドレスを、IPアドレスCからIPアドレスDに変換して、インターネット40上のサーバーに転送する。また、外部IP網間ゲートウェイ33は、インターネット40上のサーバーから受信したメッセージの送信元IPアドレスを、IPアドレスDからIPアドレスCに変換して、移動体端末11に転送する。
この外部IP網間ゲートウェイ33は、移動体端末11からメッセージを受信すると、このメッセージの送信元IPアドレスとして記述されているIPアドレスA(10.1.0.1)を自身が内部に備える記憶部に一次的に保存しておき、このコアネットワーク30上において利用できるIPアドレスAに、インターネット40上において利用できるIPアドレスEを対応づけるNATテーブルを作成する。
なお、移動体端末11に対して、コアネットワーク30およびインターネット40の双方において利用できるIPアドレスAが割り当てられている場合、外部IP網間ゲートウェイ33は、このNATテーブルを参照して変換することなく、IPアドレスAを用いてメッセージの転送をすることができる。
この公式サイトには、例えば、当該ウェブサイトのURL(例えば、http://www.official.com/)が予め決められており、このURLにはインターネット40上で利用可能なIPアドレス(例えば、20.2.0.1)が割り当てられているものとする。
この勝手サイトには、例えば、当該ウェブサイトのURL(例えば、http://www.unofficial.com/)が予め決められており、このURLにはインターネット40上で利用可能なIPアドレス(例えば、234.20.2.133)が割り当てられている。
図2に示す通り、フェムトセル基地局12は、無線部121と、一次記憶部122と、記憶部123と、制御部124と、通信モジュール125とを含む。
一次記憶部122は、例えば、移動体端末11から受信したメッセージを一次的に記憶する。
記憶部123は、ルーティングテーブルとNATテーブルとを記憶する。
図3に示す通り、方式1では、フェムトセル基地局12が、ルーティングテーブルを参照して、公式サイトに対してアクセスを要求する移動体端末11と第1のサーバー41と間の通信をコアネットワーク30を介して接続するとともに、勝手サイトに対してアクセスを要求する移動体端末11と第2のサーバー42と間の通信をコアネットワーク30を介さず固定ブロードバンド網20を介して接続するものである。
図4に示す通り、方式2では、方式1が備える構成に加えて、フェムトセル基地局12が備えるルーティングテーブルにおいて、第1のインターフェース131に対応付けられている第1のIPアドレスX1として、集約されているIPアドレスXA(20.2.0.0/16)を第1のインターフェース131に対応付けるものである。
具体的に説明すると、この外部IP網間ゲートウェイ33に搭載されるNATテーブルは、例えば、図5(b)に示す通り、NATされた公式サイトのIPアドレス(ここでは、IPアドレスC)と、NATされた公式サイトのport番号と、実際の公式サイトのIPアドレス(ここでは、IPアドレスD)と、実際の公式サイトのport番号とを、それぞれ対応付ける。
よって、サービス性(低遅延)と運用性(更新・設定変更)を確保しつつ、コアネットワーク30のトラヒックを低減することができる。
なお、このIPアドレスBは、フェムトセル基地局12が起動した際に、加入者網終端装置13が固定ブロードバンド網20を介して第2のサーバー42と通信することによりフェムトセル基地局12に払い出される。
図6に示す通り、移動体端末11からIP通信の開始を要求するメッセージがフェムトセル基地局12に送信されると、フェムトセル基地局12は、固定ブロードバンド網20を介してコアネットワーク30における装置とIP通信を開始する(ステップST1)。これにより、例えば、移動体端末11とコアネットワーク30における装置との間の無線通信による仮想的コネクション(無線ベアラ)が確立される。
このフェムトセル基地局12は、受信したメッセージに含まれる送信先のIPアドレスD(20.2.0.1)に基づき、記憶部123内のルーティングテーブルを参照して、第1のインターフェース131に対応付けられている第1のIPアドレスX1(例えば、20.2.0.1、20.2.0.2・・・)に、送信先のIPアドレスD(20.2.0.1)と一致するIPアドレスが含まれているか否かを判断する(ステップST3)。
これにより、移動体端末11は、IPアドレスD(20.2.0.1)で特定される公式サイトを提供する第1のサーバー41とIP通信を行う(ステップST5)。
なお、図6に示す処理と同様の処理については、同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
DNSサーバー32は、このメッセージを受信して、メッセージに含まれるURLの名前解決を行い、当該URLのサイトに対して割り当てられているコアネットワーク30上で利用できるIPアドレスC(例えば、10.2.0.1)を得て、固定網間ゲートウェイ31を介して移動体端末11に送信する。
次いで、外部IP網間ゲートウェイ33は、NATテーブルを参照して、移動体端末11から送信されたメッセージに含まれる送信先IPアドレスC(10.2.0.1)を、当該URLのサイトに対して割り当てられている実際のIPアドレスD(例えば、20.2.0.1)に変換する(ステップST9)。
従って、送信先IPアドレス(20.2.0.1)が、第1のIPアドレスX1に含まれるIPアドレスに一致するため、フェムトセル基地局12は、受信したメッセージに送信先IPアドレス(20.2.0.1)を記述して、加入者網終端装置13の第1のインターフェース131から、固定ブロードバンド網20を介して第1のサーバー41に送信させる(ステップST17)。
次いで、移動体端末11は、TCP[ACK]のメッセージを第1のサーバー41に送信するとともに(ステップST19)、GET/HTTP/1.1のメッセージを第1のサーバー41に送信する(ステップST20)。この第1のサーバー41は、TCPのメッセージを移動体端末11に送信するとともに(ステップST21)、HTTP 200 OKのメッセージを移動体端末11に送信する(ステップST22)。
つまり、送信先IPアドレス(234.20.2.133)は、第1のIPアドレスX1(20.2.0.1、20.2.0.2・・・)に含まれるIPアドレスと一致しないため、フェムトセル基地局12は、送信元IPアドレスA(10.1.0.1)(つまり、コアネットワーク30で利用可能なIPアドレス)を、送信元IPアドレスB(192.168.1.11)(つまり、固定ブロードバンド網20で利用可能なIPアドレス)に変換する(ステップST37)。このIPアドレスB(192.168.1.11)は、固定ブロードバンド網20に含まれる加入者網終端装置13の配下で利用可能なIPアドレスである。
また、移動体端末11は、GET/HTTP/1.1のメッセージをフェムトセル基地局12に送信する(ステップST43)。このフェムトセル基地局12は、固定ブロードバンド網20を介して、このGET/HTTP/1.1のメッセージを第2のサーバー42に転送する(ステップST44)。
また、この第1のサーバー41は、HTTP 200 OKのメッセージをフェムトセル基地局12に送信する(ステップST47)。このフェムトセル基地局12は、HTTP 200 OKのメッセージを移動体端末11に転送する(ステップST48)。
これにより、勝手サイトに対するアクセスにおいては、コアネットワーク30を介さずに、固定ブロードバンド網20を介した移動体端末11と第2のサーバー42との通信を確立することができ、勝手サイトに対するアクセスの分のコアネットワーク30におけるトラフィックを低減させることができる。よって、コアネットワーク30における通信負荷を低減させることができる。
これにより、ユーザ認証処理や課金処理のためにコアネットワーク30を経由した第1のサーバー41へのアクセスが必要な移動体端末11に対しては、コアネットワーク30を経由した通信を確立することができる。
これにより、フェムトセル基地局12のルーティングテーブルが保持する情報量を低減させることができる。
そして、ステップST54において、DNSサーバー32は、移動体端末11からDNS( Standard query A www.official.com )のメッセージを受信すると、名前解決機能を実行し、公式サイトのURL(http://www.official.com/)に対応付けられているIPアドレスC(10.2.0.1)を得る。
そして、DNSサーバー32は、DNS( Standard query responce A 10.2.0.1 )のメッセージを、移動体端末11に送信する(ステップST54)。
従って、送信先IPアドレスC(10.2.0.1)は、第1のIPアドレスX1(10.2.0.0/16)に含まれるIPアドレスに一致するため、フェムトセル基地局12は、送信先IPアドレスC(10.2.0.1)を含むTPC[SYN]のメッセージを加入者網終端装置13の第1のインターフェース131から、コアネットワーク30内の外部IP網間ゲートウェイ33に転送する(ステップST57)。
図11に示す通り、ここに示す処理は、図9に示す処理と同様であるため、同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
また、外部IP網間ゲートウェイ33に、この集約されているIPアドレスXA(20.2.0.0/16)に含まれるIPアドレスCに、インターネット40上で利用できるIPアドレスDを対応付けるNATテーブルを実装させるようにした。さらに、DNSサーバー32に設定されるマッピングにおいて、このIPアドレスCを、ドメイン名に対応づけ、名前解決によってIPアドレスCを得るようにした。
これにより、フェムトセル基地局12のルーティングテーブルが保持する情報量を低減させるとともに、サービス性(低遅延)と運用性(更新・設定変更)を確保しつつ、コアネットワーク30のトラヒックを低減することができる。
つまり、サービス性(低遅延)と運用性(更新・設定変更)を確保しつつ、コアネットワーク30のトラヒックを低減することができる。
これにより、フェムトセル基地局12のルーティングテーブルが保持する情報量を低減させることができる。
例えば、フェムトセル基地局12におけるルーティングテーブルは、デフォルトルートとして公式サイトに対応するIPアドレスを備える構成であってもよく、この場合、勝手サイトの実際のIPアドレスを第1のインターフェース131と対応付けるものであってもよい。
また、デフォルトルートとして公式サイトを対応付ける場合、ルーティングテーブルにおいて、複数の勝手サイトの複数のIPアドレスを集約したIPアドレスに、第1のインターフェース131を対応付けるものであってもよい。
そして、メッセージの送信先を表わすIPアドレスが第1のIPアドレスX1に含まれる場合、ルーティングテーブルに基づき、第1のインターフェース131に接続されているコアネットワーク30を介して、このメッセージを第1のサーバー41に転送する。
また、メッセージの送信先を表わすIPアドレスが第2のIPアドレスX2に含まれる場合、ルーティングテーブルに基づき、第2のインターフェース132に接続されている固定ブロードバンド網20を介して、このメッセージを第2のサーバー42に転送する。
Activate PDP context acceptでは、取得要求を承認し、携帯端末に対してIPアドレスやDNSサーバー情報を通知するために利用されるメッセージである。
Claims (4)
- 移動体端末と、通信エリアにある前記移動体端末に接続される基地局と、コアネットワークを含む第1のネットワークを介して前記基地局に接続される第1のサーバーと、前記第1のネットワークと異なり前記コアネットワークを含まない第2のネットワークを介して前記基地局に接続される第2のサーバーとを備える通信制御システムであって、
前記基地局は、
前記第1のネットワークに接続されている第1のインターフェースに対して前記第1のサーバーに向けて送信されるメッセージの送信先を表わす第1のIPアドレスを対応づけるとともに、前記第2のネットワークに接続されている第2のインターフェースに対して前記第2のサーバーに向けて送信されるメッセージの送信先を表わす第2のIPアドレスを対応づけるルーティングテーブルを備え、
前記移動体端末から受信したメッセージの送信先を表わすIPアドレスが前記第1のIPアドレスに含まれる場合、前記ルーティングテーブルに基づき、前記第1のインターフェースに接続されている前記第1のネットワークを介して、当該メッセージを前記第1のサーバーに転送するとともに、
前記移動体端末から受信したメッセージの送信先を表わすIPアドレスが前記第2のIPアドレスに含まれる場合、前記ルーティングテーブルに基づき、前記第2のインターフェースに接続されている前記第2のネットワークを介して、当該メッセージを前記第2のサーバーに転送することを特徴とする通信制御システム。 - 前記基地局は、
前記第2のIPアドレスとして、デフォルトルートを前記第2のインターフェースに対応付ける前記ルーティングテーブルを備え、
前記移動体端末から受信したメッセージの送信先を表わすIPアドレスが前記第1のIPアドレスに含まれない場合、前記ルーティングテーブルに基づき、前記第2のインターフェースに接続されている前記第2のネットワークを介して、前記メッセージを前記第2のサーバーに転送することを特徴とする請求項1に記載の通信制御システム。 - 前記ルーティングテーブルは、
前記第1のサーバーに向けて送信されるメッセージの送信先を表わすIPアドレスが複数ある場合、当該複数のIPアドレスの数よりも少ない数に前記複数のIPアドレスを集約するIPアドレスグループを前記第1のIPアドレスとして、前記第1のインターフェースに対応付けており、
前記IPアドレスグループに含まれる複数のIPアドレスに対して前記第1のサーバーが提供する第1のウェブサイトのドメイン名をそれぞれ対応付ける情報を参照して、前記第1のインターフェースを介して前記基地局から受信したメッセージに基づき、前記IPアドレスグループに含まれるIPアドレスを前記移動体端末に送信するDNSサーバーと、
前記IPアドレスグループに含まれる複数のIPアドレスに対して複数の前記第1のサーバーの個々を表わす複数の第3のIPアドレスをそれぞれ対応付ける情報を参照して、前記第1のインターフェースを介して前記基地局から受信したメッセージに含まれる送信先のIPアドレスを前記IPアドレスグループに含まれるIPアドレスから前記第3のIPアドレスに変換するとともに、前記第1のサーバーから受信したメッセージに含まれる送信元のIPアドレスを前記第3のIPアドレスから前記IPアドレスグループに含まれるIPアドレスに変換する第3のサーバーと
をさらに備えることを特徴とする請求項1あるいは2に記載の通信制御システム。 - 移動体端末と、通信エリアにある前記移動体端末と接続される基地局と、コアネットワークを含む第1のネットワークを介して前記基地局と接続される第1のサーバーと、前記第1のネットワークと異なり前記コアネットワークを含まない第2のネットワークを介して前記基地局と接続される第2のサーバーとを備える通信制御システムにおける通信制御方法であって、
前記基地局は、
前記移動体端末から受信したメッセージの送信先を表わすIPアドレスが前記第1のIPアドレスに含まれる場合、前記第1のネットワークに接続されている第1のインターフェースに対して前記第1のサーバーに向けて送信されるメッセージの送信先を表わす第1のIPアドレスを対応づけるとともに、前記第2のネットワークに接続されている第2のインターフェースに対して前記第2のサーバーに向けて送信されるメッセージの送信先を表わす第2のIPアドレスを対応づけるルーティングテーブルに基づき、前記第1のインターフェースに接続されている前記第1のネットワークを介して、当該メッセージを前記第1のサーバーに転送し、
前記移動体端末から受信したメッセージの送信先を表わすIPアドレスが前記第2のIPアドレスに含まれる場合、前記ルーティングテーブルに基づき、前記第2のインターフェースに接続されている前記第2のネットワークを介して、当該メッセージを前記第2のサーバーに転送することを特徴とする通信制御方法。
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