図面を参照して、データ伝送装置、及びデータ伝送方法が適用されたデータ伝送アダプタの実施形態を説明する。
図1は、一実施形態にかかるデータ伝送アダプタを用いて構築される、衛星回線と接続するIP通信システム(地球局)の一例を示した図である。本実施形態にかかるIP通信システム(地球局)は、複数の系統で送受信装置151を共有する併設局構成とする。
図1に示すように、衛星通信の地球局は、運用形態や設備設置の都合から、1つの送受信装置設備(アンテナ161および送受信装置151)を、複数の端局で共有する“併設局”構成をとることがある。“併設局”構成では、送受信装置151やチャネル制御回線用衛星通信モデム130_0を有する“併設親局”と、これら設備を有さない“併設子局”と、で構成されている。そして、“併設親局”、及び“併設子局”毎に通信回線が割り当てられる。
本実施形態にかかるIP通信システム(地球局)は、通信衛星171を介して、管制局162と、相手局163と、通信可能とする。本実施形態にかかるIP通信システムでは、DAMA(要求時割付多元接続:Demand Assignment Multiple Access)方式を用いる。
DAMA方式を用いた場合、管制局162は、ある地球局から、通信回線の割当の要求があった場合、管制局162が、通信衛星171を介して、一定の周波数をその地球局及び相手局163に割り当てる。そして、地球局と相手局163は、割り当てられた周波数を用いて、通信を行う。地球局と相手局163との間の通信の終了した後、管制局162は、割り当てた周波数を開放する。
IP通信システム(地球局)は、衛星通信ネットワークで通信衛星171と通信する、地上に設置された無線基地局を表す。一方、通信衛星171は、宇宙局と呼ばれる。つまり、地球局は、宇宙局と呼ばれる通信衛星171の対語として用いられている。
地球局は、アンテナ161、送受信装置151、及び屋内システム100等で構成されている。屋内システム100には、複数の併設局を含んでおり、変復調を行う衛星通信モデム130_0〜130_4や制御用のデータ伝送アダプタ120等で構成されている。
地球局の主な形式は、VSAT(Very Small Aperture Terminal)と呼ばれる超小型の基地局である。地球局は、通信や放送一般に用いられており、すでに企業の商用利用だけでなく家庭の衛星放送受信アンテナとしても普及している。
本実施形態にかかるIP通信システム(地球局)は、当該管制局162に対して、通信回線の割当の要求を行うことで、相手局163との間の、衛星回線を経由したIP通信を実現する。
図1に示すIP通信システムは、併設親局101と、第1の併設子局102と、第2の併設子局103と、を備えている。そして、IP通信システムは、併設局毎に、ネットワークが構築されている。また、IP通信システムは、併設局毎に1つ又は複数の衛星通信モデムを備えている。
併設親局101は、併設親局LAN110_1と、データ伝送アダプタ120と、チャネル制御回線用衛星通信モデム130_0と、データ回線用第1衛星通信モデム130_1と、データ回線用第2衛星通信モデム130_2と、IF合成分配部141と、送受信装置151と、アンテナ161と、を備えている。
併設親局LAN(Local Area Network)110_1は、ホスト(PC)を含んだ、有線又は無線によるネットワークとする。そして、併設親局LAN111内のホストが、相手局163のPC等と通話又は通信する際に、管制局162が、当該併設親局101と相手局163との間に通信回線を割り当てる。
チャネル制御回線用衛星通信モデム130_0は、管制局162と通信を行うための衛星通信モデムとする。チャネル制御回線用衛星通信モデム130_0は、管制局162に対して送信する制御信号をIF無線信号に変調し、変調したIF無線信号をIF合成分配部141に出力する。チャネル制御回線用衛星通信モデム130_0は、併設親局のみならず、併設子局の分も、管制局162と通信を行う。
データ回線用第1衛星通信モデム130_1、及びデータ回線用第2衛星通信モデム130_2は、IF合成分配部141を介して、送受信装置151と接続されている。データ回線用第1衛星通信モデム130_1、及びデータ回線用第2衛星通信モデム130_2は、併設親局101内のデータを復変調するためのモデムとする。そして、データ回線用第1衛星通信モデム130_1、及びデータ回線用第2衛星通信モデム130_2は、データ伝送アダプタ120を介して、併設親局LAN110_0から入力されたIPパケットを、IF無線信号に変調する。そして、データ回線用第1衛星通信モデム130_1、及びデータ回線用第2衛星通信モデム130_2は、変調されたIF無線信号を、IF合成分配部141に出力する。
また、データ回線用第1衛星通信モデム130_1、及びデータ回線用第2衛星通信モデム130_2は、IF合成分配部141から入力されたIF無線信号を、IPパケットに復調する。そして、データ回線用第1衛星通信モデム130_1、及びデータ回線用第2衛星通信モデム130_2は、復調したIPパケットを、データ伝送アダプタ120を介して、併設親局LAN110_0のホストに送信する。
第1の併設子局102は、第1の併設子局LAN110_1と、データ回線用第3衛星通信モデム130_3と、を備えている。第1の併設子局LAN110_1は、ホスト(PC)を含んだ、有線又は無線によるネットワークとする。そして、第1の併設子局LAN110_1内のホストが、相手局のPC等と通話又は通信する際に、管制局162が、第1の併設子局102と相手局163との間に通信回線を割り当てる。
データ回線用第3衛星通信モデム130_3は、第1の併設子局102内のデータを復変調するためのモデムとする。データ回線用第3衛星通信モデム130_3が行う処理は、データ回線用第1衛星通信モデム130_1、又はデータ回線用第2衛星通信モデム130_2と同様として、説明を省略する。
第2の併設子局103は、第2の併設子局LAN110_2と、データ回線用第4衛星通信モデム130_4と、を備えている。第2の併設子局LAN110_2は、ホスト(PC)を含んだ、有線又は無線によるネットワークとする。そして、第2の併設子局LAN110_2内のホストが、相手局のPC等と通話又は通信する際に、管制局162が、第2の併設子局103と相手局163との間に通信回線を割り当てる。
データ回線用第4衛星通信モデム130_4は、第2の併設子局103内のデータを復変調するためのモデムとする。データ回線用第4衛星通信モデム130_4が行う処理は、データ回線用第1衛星通信モデム130_1、又はデータ回線用第2衛星通信モデム130_2と同様として、説明を省略する。
IF合成分配部141は、チャネル制御回線用衛星通信モデム130_0、データ回線用第1衛星通信モデム130_1、データ回線用第2衛星通信モデム130_2、データ回線用第3衛星通信モデム130_3、及びデータ回線用第4衛星通信モデム130_4から出力されたIF無線信号を合成する。チャネル制御回線用衛星通信モデム130_0、データ回線用第1衛星通信モデム130_1、データ回線用第2衛星通信モデム130_2、データ回線用第3衛星通信モデム130_3、及びデータ回線用第4衛星通信モデム130_4から出力されたIF無線信号の周波数帯域が異なるため、IF合成分配部141は、入力されたIF無線信号を合成して、送受信装置151に送信できる。
送受信装置151は、アンテナ161と接続されている。そして、送受信装置151は、IF合成分配部141から入力されたIF無線信号を、RF無線信号にアップコンバートした後、RF無線信号をアンテナ161に出力する。
また、送受信装置151は、アンテナ161から入力されたRF無線信号を、IF無線信号にダウンコンバートした後、IF合成分配部141に出力する。
そして、IF合成分配部141は、入力されたIF無線信号を、衛星通信モデム130_0〜130_4に分配する。
アンテナ161は、通信衛星171を介して、管制局162や相手局163とRF無線信号を用いて、無線通信を行う。
データ伝送アダプタ120は、複数の衛星通信モデム130_0〜130_n(nは2以上の自然数)と接続し、IPパケットの伝送を制御する。データ伝送アダプタ120は、併設局毎に構築されたLANと接続し、併設局のLANから受信したデータを、当該併設局に対応付けられた衛星通信モデム130_0〜130_nに対して転送する。
このように、本実施形態に係るIP通信システムでは、併設局毎に設けられたn個の経路のIPパケットの伝送を、データ伝送アダプタ120が一括して制御する。
本実施形態は、複数の併設局(例えば、併設親局101,第1の併設子局102、及び第2の併設子局103等)が1つのデータ伝送アダプタ120を共有して利用する例である。ところで、従来は、併設局毎にデータ伝送アダプタを設けていた。図11は、従来のIP通信システムの一例を示した図である。図11に示す従来のIP通信システムでは、IPデータ通信を行う際、併設親局および全ての併設子局について、データ伝送アダプタが1台ずつ必要であった。なお、図11に示す従来例では、データ伝送アダプタ801〜803が、併設局毎に設けられていること以外、第1の実施形態と同様の構成とする。
従来の方式では、併設局構成の全ての局でIPデータ通信を行う場合、併設親局及び全併設子局の数だけデータ伝送アダプタが必要であった。このため、併設子局を1局増加する毎に、データ伝送アダプタ1台を増設する必要があった。このように、併設子局が増加する度に管理負担が増大していた。
さらに、併設局毎にデータ伝送アダプタ等が別々に設けられているため、ある併設局(例えば併設親局)は、他の併設局(例えば併設子局)がどの程度データを通信衛星171に伝送しているのか把握することはできない。しかしながら、送受信装置151からアンテナ161を介してデータを送信する際の最大データ転送速度には上限がある。
ところで、併設局構成の場合、併設親局並びに全ての併設子局毎に設けられたデータ伝送アダプタ801〜803は、他のデータ伝送アダプタと連携する仕組みを備えていない。
このため、従来の併設局構成では、送受信装置151の送信能力(電力)を超えた回線帯域で送信しないよう、併設親局および全ての併設子局のそれぞれに対して、送受信装置151の送信能力(電力)値を予め固定値として割り当てていた。そして、従来のデータ伝送アダプタ801〜803は、割り当てられた固定値の範囲内で、個別に回線速度を管理する。これにより、各併設局の回線速度の和が、最大データ転送速度を超えないよう制御することが可能であった。
このように、従来のIP通信システムでは、1つの併設局がデータ伝送する際、他の併設局のデータ伝送の有無に拘わらず、割り当てられた送信能力値(回線速度)を上回ることはできなかった。例えば、ある併設子局が速い回線速度で送信しようする際、他の併設子局が全く送信しておらず、送受信装置151からアンテナ161を介した通信衛星171へのデータ伝送に余裕がある場合でも、併設局は、割り当てられた送信能力値(回線速度)以上出力することができなかった。このため、併設局では、接続された併設局LANの各ホストからの要求に応えられないという問題が生じることもあった。
そこで、本実施形態にかかるIP通信システムは、複数の併設局(併設親局及び複数の併設子局)が1つのデータ伝送アダプタを共有することで、管理負担を軽減するだけでなく、併設局毎のデータ伝送状況に応じた、回線速度の割当を可能とした。
次に、本実施形態にかかるIP通信システムのネットワークについて説明する。図2は、本実施形態にかかるIP通信システムのネットワーク構成を示した図である。なお、図1では、説明を容易にするために併設子局の数を“2”としたが、併設子局の数を“2”個に制限するものではなく、“2”より大きい整数個、あるいは“1”個であってもよい。図2に示す例では、n個(nは2以上の整数)の併設子局が設けられている。また、図1では、併設親局がデータ回線用の衛星通信モデムを複数台備えていたが、併設親局が備えるデータ回線用の衛星通信モデムの数を制限するものではなく、例えば1個であってもよい。
併設親局LAN110_0、及び併設子局LAN110_1〜110_nは、ハブ等により、データ伝送アダプタ120に接続されている。
そして、データ伝送アダプタ120は、併設親局LAN110_0、及び併設子局LAN110_1〜110_nと接続するため、併設局のLAN毎に異なるIPアドレス(地上側IPアドレスと称す)を保持している。また、本実施形態においては、データ伝送アダプタ120は、併設局のLAN毎に異なるサブネットマスクも設定されている。これにより、IPパケットに設定された転送先又は転送元のIPアドレスから、どのLANに属しているのか特定できる。
また、データ伝送アダプタ120と、衛星通信モデム130_0〜130_nと、の間には、Ethernet(登録商標)によるLANが構築されている。そして、データ伝送アダプタ120は、衛星通信モデム130_0〜130_nが接続されたLANと通信を行うためのIPアドレス(モデム側IPアドレスと称す)を保持している。
そして、データ伝送アダプタ120が併設局のLAN毎の備えるIPアドレスは、デフォルトゲートウェイとして使用される。これにより、各併設局のホストから送信されたIPパケットは、データ伝送アダプタ120に伝送される。そして、当該ホストから送信されたIPパケットは、データ伝送アダプタ120を経由した後、併設局に対応する衛星通信モデム130_0〜130nのいずれかに送信される。なお、当該IPパケットは、カプセル化されてイーサネットフレーム(Ethernet(登録商標)のLAN上で流れるパケット)として送受信される。
そして、図2に示す接続されたネットワークデータの経路に従って、データが処理される。つまり、データ伝送アダプタ120は、受信したデータを、衛星通信モデム130_0〜130nのために、専用カプセル化し、イーサネットフレームを生成する。そして、生成したイーサネットフレームは、実際に送信を担う衛星通信モデム130_0〜130nに転送される。
図3は、データ伝送アダプタ120に送信されるイーサネットフレームを示した図である。図3に示す例では、ホスト450は、ルーティングテーブルを参照し、デフォルトゲートウェイである、データ伝送アダプタ120の地上側第0IPアドレスを宛先として特定する。そして、ホスト450は、送信するIPパケットに対して、地上側第0IPアドレスを宛先としたヘッダを付与し、イーサネットフレーム401を生成する。そして、ホスト450は、当該イーサネットフレーム401を、併設局のLAN(例えばEthernet(登録商標))に送信する。これにより、データ伝送アダプタ120は、当該イーサネットフレーム401を受信する。なお、IPパケット内の送信先411には、相手局163に設置された送信先を示したIPアドレス(CC.CC.CC.CC)が設定されている。本実施の形態では、IPパケットを受け取る、相手局163内に設置されたホストを送信先とする。そして、受信したイーサネットフレームを転送する中継地点を転送先とする。
そして、データ伝送アダプタ120は、イーサネットフレーム401を受信した場合、IPパケットの送信先IPアドレスから、使用する衛星通信モデムを特定し、当該衛星通信モデムを示すIPアドレスを宛先とする専用ヘッダを付与することで、イーサネットフレーム401のうちのIPパケット部分をデータ内容とする“カプセル化”を行う。さらに、カプセル化されたIPパケットにイーサネットヘッダを付与し、イーサネットフレーム402を生成する。そして、データ伝送アダプタ120は、LAN(例えばEthernet(登録商標))に、イーサネットフレーム402を送信する。これにより、データ回線用第1衛星通信モデム130_1は、イーサネットフレーム402を受信する。
そして、衛星通信モデム130_0〜130_nが、カプセル化されたIPパケット(イーサネットフレーム)を受信した場合、イーサネットフレームからIPパケットを取り出し、衛星区間の伝送用に当該IPパケットを、HDLCデータ列に変換する。その後、衛星通信モデム130_0〜130_nが、QPSK変調およびIF帯へのアップコンバートを行う。そして、衛星通信モデム130_0〜130_nは、アップコンバートした後のIF無線信号を、IF合成分配部141を経由して、送受信装置151に送信する。
そして、送受信装置151は、IF帯信号を所定の周波数帯にアップコンバートおよび増幅を行う。その後、送受信装置151は、増幅されたRF無線信号を、アンテナ161から電波として送信する。その電波は、通信衛星171を経由して、相手(地球)局163に届く。
次に、本実施形態にかかるデータ伝送アダプタについて説明する。図4は、データ伝送アダプタの構成を示したブロック図である。図4に示すようにデータ伝送アダプタ120は、地上側通信インターフェイス部302と、地上側IPアドレス記憶部303と、転送先IPアドレス記憶部304と、パケットカプセル化部305と、最大通信速度記憶部306と、回線速度記憶部307と、回線速度管理部308と、モデム制御信号生成部309と、衛星側通信インターフェイス部310と、モデム応答信号受信部311と、パケットカプセル解除部312と、ARPテーブル313と、相手地球局番号記憶部314と、を備える。地上側IPアドレス記憶部303、転送先IPアドレス記憶部304、最大通信速度記憶部306、回線速度記憶部307、ARPテーブル313、及び相手地球局番号記憶部314は、それぞれ物理的に異なる記憶装置に格納される、なお、何れか複数の記憶部が、物理的に同一の記憶装置に記憶される、又は物理的に1つの記憶装置の各記憶領域へ記録される等、何れの形態であってもよい。
データ伝送アダプタ120は、併設親局および全ての併設子局のデータ伝送アダプタとして機能する。ところで、本実施形態にかかる通信方式では、1つの地球局(併設親局又は併設子局)毎に、それぞれ異なる地球局番号が割り当てられている。このため、データ伝送アダプタ120は、併設親局及び併設子局毎に割り当てられた全ての地球局番号を保持する。地球局番号は、地球局を識別する番号とする。
地上側通信インターフェイス部302は、LANポート301を備える。LANポート301は、物理ポートであり、通信衛星と通信するために地上に設置された併設局(無線基地局)毎のLAN110_0〜110_nからLANケーブル等を介して、IPパケットがカプセル化されたイーサネットフレームを受信する。本実施形態にかかる地上側通信インターフェイス部302は、上述したように、LAN110_0〜110_n毎にIPアドレス及びサブネットマスクが割り当てられている。なお、本実施形態では、LAN110_0〜110_n毎に割り当てられたIPアドレスを、地上側第0IPアドレス〜地上側第nIPアドレスとする。
地上側通信インターフェイス部302は、複数のIPアドレスが設定されている。そして、地上側通信インターフェイス部302は、IPパケットに設定されているIPアドレスを用いて、受信したイーサネットフレームの転送先となるネットワーク(例えば、併設親局のネットワーク等)を特定する。このように、地上側通信インターフェイス部302は、L3スイッチと同様の機能を備えている。つまり、そのまま地上(併設局のネットワーク)側のLANに接続すると、異なるサブネットのIPパケット輻輳が懸念されていたが、本実施形態にかかるデータ伝送アダプタ120は、地上側通信インターフェイス部302を備えることで、輻輳を防止できる。そして、地上側通信インターフェイス部302が受信したイーサネットフレームは、パケットカプセル化部305に出力される。
ARPテーブル313は、データ伝送アダプタ120がARP応答で取得したIPアドレスと、MACアドレスとの対応付けを記憶する。図5は、ARPテーブルのテーブル構造を示した図である。図5に示すようにARPテーブルは、IPアドレスと、MACアドレスと、を対応付けて記憶する。これにより、データ伝送アダプタ120が、イーサネットフレームを受信した場合に、パケットカプセル化部305は、ARPテーブル313を参照することで、イーサネットフレーム内の送信元(ホスト)のMACアドレスから、転送元(ホスト)のIPアドレスを特定できる。なお、図5に示していないが、ARPテーブルは、IPアドレスが静的アドレスであるか否かを示すフラグ等を保持しても良い。
ところで、本実施形態では、地球局毎にそれぞれ異なる衛星通信モデムが設けられている。そして、地上側通信インターフェイス部302が受信したイーサネットフレームは、処理する地球局がすでに定められている。そこで、本実施形態にかかるデータ伝送アダプタ120は、受信したIPパケットを処理する地球局を特定するための情報を記憶することとした。
地上側IPアドレス記憶部303は、地上側通信インターフェイス部302に割り当てられた地上側IPアドレス毎に、併設局を識別する地球局番号を対応付けて記憶する。図6は、地上側IPアドレス記憶部303のテーブル構造を示した図である。図6に示すように、地上側IPアドレス記憶部303は、地上側IPアドレスと、自地球局番号と、を対応付けて記憶している。自地球局番号は、データ伝送アダプタ120側で管理する地球局番号とする。地上側IPアドレスは、地上側通信インターフェイス部302に割り当てられたIPアドレスとする。つまり、データ伝送アダプタ120は、イーサネットフレームの転送元を示すIPアドレスが特定された場合、パケットカプセル化部305は、地上側IPアドレス記憶部303に記憶されている複数の地上側IPアドレスから、転送元のIPアドレスと同一のサブネットに属する地上側IPアドレスを特定できる。これにより、データ伝送アダプタ120は、受信したイーサネットフレームに格納されているIPパケットを処理する地上側IPアドレス、すなわち、地球局(自地球局番号)を特定できる。
相手地球局番号記憶部314は、送信先IPアドレスと、相手地球局番号と、を対応付けて記憶する。相手地球局番号は、相手局163を示す地球局番号とする。これにより、パケットカプセル化部305は、IPパケットに格納されている送信先IPアドレスから、相手地球局番号を特定できる。
ところで、本実施形態では、地球局毎にそれぞれ異なる衛星通信モデムが設けられている。そこで、本実施形態にかかるデータ伝送アダプタ120の転送先IPアドレス記憶部304は、地球局番号と、衛星通信モデムを識別するIPアドレスと、の対応関係を保持している。
図7は、転送先IPアドレス記憶部304のテーブル構造を示した図である。図7に示すように、転送先IPアドレス記憶部304は、自地球局番号と、相手地球局番号と、転送先IPアドレスと、を対応付けて記憶している。転送先IPアドレスは、地球局番号で識別される併設局で処理するIPパケットをIF無線信号に変調する衛星通信モデムを識別するIPアドレスとする。転送先IPアドレス記憶部304の相手地球局番号は、相手局163との回線の接続状況に応じて更新される。例えば、相手局163と通信が確立した際、通信が確立した衛星通信モデムのIPアドレス(転送先IPアドレス)と対応付けられた相手地球局番号に、当該相手局163を示した地球局番号が書き込まれる。
本実施形態にかかるパケットカプセル化部305は、転送先IPアドレス記憶部304を参照し、自地球局番号及び相手地球局番号と対応付けられている転送先IPアドレスから、IPパケットを処理する衛星通信モデムのIPアドレスを特定できる。さらに、併設局に複数の衛星通信モデムが設置されている場合、パケットカプセル化部305は、衛星通信モデムを示す転送先IPアドレスと相手地球局番号との対応付けに従って、データの転送先である転送先IPアドレスを特定できる。このように、転送先IPアドレス記憶部304を参照することで、併設局と衛星通信モデムとの関係を対応付けすることができる。
ところで、本実施形態にかかるLAN110_0〜110_n内のいずれかのホストから転送されたIPパケットは、地上側通信インターフェイス部302に入力される。そして、地上側通信インターフェイス部302は、複数の地球局のそれぞれに対応した複数の地上側IPアドレスが割り当てられている。この地上側IPアドレスは、LAN110_0〜110_nのデフォルトゲートウェイとなる。このため、LAN110_0〜110_nからのIPパケットは、これら地上側IPアドレスに届けられる。
パケットカプセル化部305は、地上側通信インターフェイス部302から入力されたIPパケットをカプセル化する。本実施形態にかかるパケットカプセル化部305は、データ伝送アダプタ120から衛星通信モデムにIPパケットを転送するためにカプセル化する。
本実施形態にかかるパケットカプセル化部305は、IPパケットの先頭に、衛星通信モデム〜データ伝送アダプタ間の専用ヘッダを付加する。専用ヘッダについては、後述する。
図8は、データ伝送アダプタ120によるパケットの転送処理を示した図である。図8に示すように、地上側通信インターフェイス部302が受信したイーサネットフレームが、パケットカプセル化部305に出力されている。イーサネットフレームのヘッダには、転送先としてデータ伝送アダプタ120の地上側MACアドレスと、転送元としてホストのMACアドレスと、が含まれている。
パケットカプセル化部305は、ARPテーブル313を参照し、地上側通信インターフェイス部302が受信したイーサネットフレームの転送元のMACアドレスから、転送元のIPアドレスを特定する。そして、パケットカプセル化部305は、地上側IPアドレス記憶部303に基づいて、転送元IPアドレスと同一サブネットに属する地上側IPアドレスを特定する。
さらに、パケットカプセル化部305は、特定された地上側IPアドレスと地上側IPアドレス記憶部303で対応付けられている自地球局番号を、イーサネットフレームに格納されているIPパケットを処理する地球局を識別する地球局番号として特定する。
また、パケットカプセル化部305は、イーサネットフレームに格納されているIPパケット内の送信先のIPアドレス411に、相手地球局番号記憶部314で対応付けられている相手地球局番号を特定する。
そして、パケットカプセル化部305は、特定された地球局番号と、特定された相手地球局番号と、転送先IPアドレス記憶部304と、に基づいて、IPパケットを処理する衛星通信モデムのIPアドレス(転送先IPアドレス)を特定する。
そして、パケットカプセル化部305は、特定された衛星通信モデムを表す転送先IPアドレスが設定されている専用ヘッダを、IPパケットの先頭に付与する。また、パケットカプセル化部305は、カプセル化する際に、当該IPパケットを制御するための情報等を付与しても良い。専用ヘッダには、転送先801として特定されたデータ回線用第1衛星通信モデム130_1のIPアドレスと、転送元802として特定された地上側IPアドレス802と、が含まれている。
さらに、パケットカプセル化部305は、ARPテーブル313を参照し、転送先IPアドレスから、衛星通信モデムを表す転送先MACアドレスを特定する。
衛星側通信インターフェイス部310は、併設局毎に異なる衛星通信モデム130_0〜130_nとLANを介して、接続されている。また、衛星側通信インターフェイス部310は、衛星通信モデム130_0〜130_nが設置されたLANと接続するために、上述した地上側IPアドレスと異なる、対モデムIPアドレスが割り当てられている。
そして、衛星側通信インターフェイス部310は、専用ヘッダが付与されたIPパケットに対して、イーサネットヘッダを付与し、イーサネットフレームを生成する。付与されたイーサネットヘッダには、パケットカプセル化部305により特定された転送先MACアドレスが、転送先803として設定されている。さらに、イーサネットヘッダには、衛星側通信インターフェイス部310に割り当てられたMACアドレスが転送元804として設定されている。なお、本実施形態は、衛星側通信インターフェイス部310により付与されるヘッダを、イーサネットフレームのヘッダの形式を制限するものではない。そして、衛星側通信インターフェイス部310は、生成されたイーサネットフレームを、転送先MACアドレス宛に送信する。
データ伝送アダプタ120では、既に地球局毎に通信回線が割り当てられている場合、上述した構成により、カプセル化IPパケットを、衛星通信モデム130_0〜130_nに対して送信している。
このように、本実施形態にかかるデータ伝送アダプタ120は、複数の併設局のIPパケットの伝送を行う。また、本実施形態にかかるデータ伝送アダプタ120は、IPパケットの転送とともに、回線速度(帯域=送信能力)管理を行う。
さらに、データ伝送アダプタ120は、通信衛星モデムに対して通信回線を割り当てる際、送受信装置151の利用状況に応じて、割り当てる回線速度(周波数帯域=送信能力)を異ならせることができる。そこで、データ伝送アダプタ120が、通信衛星モデムに通信回線を割り当てるための処理を行う構成について説明する。
最大通信速度記憶部306は、データ伝送アダプタ120から接続可能な全併設局(併設親局及び全併設子局)から、送受信装置151を介して通信衛星171にデータを転送する転送速度の合計値の上限を示した最大データ伝送速度情報を記憶する。
回線速度記憶部307は、通信衛星モデム毎に割り当てられた回線速度を記憶する。図9は、回線速度記憶部307のテーブル構造を示した図である。図9に示すように、回線速度記憶部307は、通信衛星モデムの識別情報(通信衛星モデムの識別名又は通信衛星モデムのIPアドレス)と、当該通信衛星モデムに割り当てられた回線速度と、を対応付けて記憶する。
回線速度管理部308は、回線速度設定部321を備え、各併設親局の回線速度を管理する。回線速度管理部308による回線速度(周波数帯域=送信能力)管理は、併設親局/併設子局ごとに分割せずに、併設局全体で一括して管理する。このように、回線速度管理部308は、管理対象の地球局の全ての衛星通信モデムの回線速度の総和が、局の送信能力値を超えないよう、回線速度の設定を行う。
また、本実施形態では、管制局162が通信衛星モデム130_0〜130_nのいずれかに周波数帯が割り当てられる毎に、回線速度管理部308が、当該周波数帯に対応する回線速度を、通信衛星モデムと対応付けて、回線速度記憶部307に更新する。また、任意の通信衛星モデムの周波数帯が開放されると、回線速度管理部308は、回線速度記憶部307に対して、当該通信衛星モデムと対応付けられた回線速度を‘0’に更新する。
回線速度設定部321は、任意の通信衛星モデムに、通信衛星171と通信するための通信回線を割り当てる際、データ伝送アダプタ120と接続している全通信衛星モデム130_0〜130_nのうち既に通信回線が割り当てられた通信衛星モデムが転送するデータの転送速度との合計が、最大通信速度記憶部306に記憶された最大データ転送速度情報で示された転送速度を超えないように、任意の通信衛星モデムに割り当てる通信回線の転送速度を設定する。
モデム制御信号生成部309は、設定された転送速度の通信回線を管制局162が通信衛星モデムに割り当てを要求するための制御用シーケンスを生成する。
本実施形態にかかるデータ伝送アダプタ120が、従来方式と異なる点としては、併設構成される併設親局および全ての併設子局で個別に行っていた回線速度(帯域)管理を、1地球局であるかのごとく一括管理する点である。管理の核となるアルゴリズムは、従来と同様の手法を用いても良いし、併設局毎に設定された優先度に基づいたアルゴリズム等を用いても良い。
そして、衛星側通信インターフェイス部310は、モデム制御信号生成部309により生成された制御用シーケンスを、チャネル制御回線用衛星通信モデム130_0に送信する。そして、チャネル制御回線用衛星通信モデム130_0は、管制局162との間で、新たに通信衛星モデムに、回線速度設定部321に設定された回線速度で通信を行うための周波数帯が割り当てるための処理を行う。
当該処理により、通信衛星モデムに回線速度が割り当てられる。そして、モデム応答信号受信部311は、チャネル制御回線用衛星通信モデムから、通信衛星モデムに通信を行うための回線速度(周波数帯域=送信能力)が割り当てられたことを示した応答信号を、衛星側通信インターフェイス部310を介して受信する。当該応答信号を受信した場合、モデム応答信号受信部311は、割り当てられたことを、回線速度管理部308に通知する。これにより、回線速度管理部308は、割り当てられた回線速度に従って、データが伝送されるよう管理する。なお、当該通知を受け取った際に、回線速度管理部308は、回線速度記憶部307の更新も行う。
本実施形態にかかるデータ伝送アダプタ120では、上述した構成により、衛星通信モデムに対して回線速度を割り当てることができる。また、データ伝送アダプタ120は、衛星通信モデムから受信したカプセル化IPパケットを処理し、併設局毎のネットワークにIPパケットとして送信する。このための構成について説明する。
衛星側通信インターフェイス部310は、衛星通信モデム130_0〜130_nから、カプセル化IPパケット(イーサネットフレーム)を受信する。
パケットカプセル解除部312は、各カプセル化IPパケット(イーサネットフレーム)の先頭に付与されていたデータ伝送アダプタ間専用ヘッダを取り外し、カプセル化を解除する。
カプセル化が解除されたIPパケットは、地上側通信インターフェイス部302を介して、併設局毎のネットワークの設置された、送信先のホストに対して送信される。
次に、本実施の形態にかかるデータ伝送アダプタ120における、IPパケットの伝送処理について説明する。図10は、本実施の形態にかかるデータ伝送アダプタ120における上述した処理の手順を示すフローチャートである。
まず、地上側通信インターフェイス部302が、併設局(無線基地局)毎のLAN110_0〜110_nからLANケーブル等を介して、イーサネットフレームを受信する(ステップS701)。当該イーサネットフレームには、IPパケット等が含まれている。
パケットカプセル化部305が、ARPテーブル313を参照し、受信したイーサネットフレームの転送元のMACアドレスから、転送元のIPアドレスを特定する(ステップS702)。その後、パケットカプセル化部305は、地上側IPアドレス記憶部303に記憶されている複数の地上側IPアドレスから、転送元のIPアドレスと同一のサブネットに属する地上側IPアドレスを特定すると共に、当該地上側IPアドレスと対応付けられた自地球局番号を特定する(ステップS703)。さらに、パケットカプセル化部305は、イーサネットフレームに格納されているIPパケット内の送信先のIPアドレス411に、相手地球局番号記憶部314で対応付けられている相手地球局番号を特定する。
さらに、パケットカプセル化部305は、特定した自地球局番号と、前述の方法で特定された相手地球局番号と、転送先IPアドレス記憶部304と、に基づいて、通信衛星モデムのIPアドレスを、転送先として特定する(ステップS704)。
そして、パケットカプセル化部305が、特定された転送先IPアドレスを専用ヘッダとして、IPパケットに付与する(ステップS705)。また、パケットカプセル化部305は、ARPテーブル313を参照し、転送先IPアドレスから、転送先MACアドレスを特定する(ステップS706)。
そして、衛星側通信インターフェイス部310が、特定された転送先MACアドレスが転送先として設定されたイーサネットヘッダを付与して、イーサネットフレームを生成する(ステップS707)。
その後、衛星側通信インターフェイス部310が、イーサネットフレームを送信する(ステップS708)。
上述した処理手順により、データ伝送アダプタ120が、ホストから受信したデータを、適切な通信衛星モデムに対して送信できる。
本実施形態にかかるデータ伝送アダプタ120は、1台で複数の地上側IPアドレス及びサブネットマスクを備えることで、複数の併設局のLANから送信されてきたデータを処理できる。その上で、データ伝送アダプタ120は、自地球局番号及び相手地球局番号と対応付けて、通信衛星モデムのIPアドレスを備えることで、通信衛星モデムに対してデータの伝送を可能としている。これにより、データ伝送アダプタ120は、複数の併設局のIPパケットの処理を1台でできるので、ユーザの管理負担を軽減できる。
さらに、データ伝送アダプタ120は、併設局全体で最大データ伝送速度を超えないよう、データ併設局毎の通信回線の割当を動的に変更することで、ホストの要求に応じた動的な回線速度(帯域)管理ができる。
例えば、併設子局が速い回線速度の割当を要求した際、従来は送受信装置151の送信能力に十分余裕がある場合でも回線速度が制限されるという状況も生じていた。これに対し、本実施形態にかかるデータ伝送アダプタ120は、上述した構成を備えることで、送受信装置151の送信能力に応じた回線速度の割当が可能であるため、かかる状況で併設子局の要求に応じた回線速度の割当を行うことができる。
なお、本実施形態のデータ伝送アダプタ120で実行されるデータ伝送プログラムは、ROM等に予め組み込まれて提供してもよい。
本実施形態のデータ伝送アダプタ120で実行されるデータ伝送プログラムは、上述した各部(パケットカプセル化部、回線速度管理部、モデム制御信号生成部、モデム応答信号受信部、パケットカプセル解除部)を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはCPU(プロセッサ)が上記ROMからデータ伝送プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、パケットカプセル化部、回線速度管理部、モデム制御信号生成部、モデム応答信号受信部、パケットカプセル解除部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。