JP7147872B2

JP7147872B2 - シグナリングゲートウェイ装置、プロトコル変換方法、プログラム

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Publication number: JP7147872B2
Application number: JP2020562492A
Authority: JP
Inventors: 雅知椋毛; 郵政関谷
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2022-10-05
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Description

（関連出願についての記載）
本発明は、日本国特許出願：特願２０１８－２４６８８５号（２０１８年１２月２８日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、シグナリングゲートウェイ装置、プロトコル変換方法、プログラムに関する。

ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network(s）：公衆交換電話網）は、家庭や企業等からの加入者線を収容する群局（Group unit Center:ＧＣ）と、該群局から県内や県外への通信を中継する中継局を含む。群局には例えば加入者交換機が設置され中継局には中継交換機が設置される。加入者交換機であるＡＳＭ（Architectural STM(Synchronous Transfer Mode) Module）は回線交換系の接続処理とパケット情報の転送処理等を行い、旧来の交換機とＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）用加入者収容装置の両方の機能を１台で実現できる。

ＰＳＴＮからＩＰ（Internet Protocol）網への移行（「ＰＳＴＮマイグレーション」という）は、例えば固定電話（メタル線を利用している加入電話やＩＮＳ（Information Network System）ネット）で利用されている電話機（端末）に対して変更や工事を必要とすることなく、ひかり電話（光ファイバを利用した光ＩＰ（Internet Protocol）電話サービス）等が利用するＩＰ網上で従来どおりの通話サービスを実現するものである。図１（Ａ）、（Ｂ）は、ＰＳＴＮマイグレーション実施前（移行前）、ＩＰ移行後を説明する図であり、非特許文献１の「ＰＳＴＮからＩＰ網への移行」（参考）に基づく図である。

図１（Ｂ）に示すように、ＩＰ移行後は、図１（Ａ）の中継交換機および信号交換機は、ＩＰ化される。また、ＩＰ移行前のメタルケーブルは、ＩＰ移行後も継続して利用される（加入者交換機をメタル収容装置として利用）。さらに、ＩＰ移行前は、図１（Ａ）に示すように、他事業者とは、相互接続交換機を介しＰＳＴＮで接続されていたが、ＩＰ移行後は、図１（Ｂ）に示すように、ＩＰ網で接続される。なお、ＳＩＰサーバは、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）を利用したＩＰ電話サービスの管理・制御を行なうサーバである。

図２に示すように、ＰＳＴＮの加入者交換機であるＡＳＭ１０１と、ＩＰ網のＩＳＣ（Intermediate Session Control server:中継セッション制御サーバ）１０７間を接続するルートとして、ＭＳＴＰ（Multi-Protocol Signal Transfer Point：マルチプロトコル信号中継局）１０２を介した「準対応網接続」で接続されている。なお、共通線信号方式には、信号局（Signal Point: SP）間を直接接続して信号を転送する「対応モード（Associated Mode）」と、信号局間を直接接続せずに信号中継局（Signal Transfer Point:ＳＴＰ）を中継して信号を転送する「準対応モード（Quasi-Associated Mode）」がある。図２のように、マルチプロトコル信号中継局を介したＰＳＴＮのＡＳＭとＩＰ網のＳＧの接続を「準対応網接続」という。

図２において、ＳＳ７（Common Channel Signaling System No.7）プロトコルスタックのＭＴＰ１（Message Transfer Part level 1：メッセージ転送部レベル１）は信号データリンク部であり、ＯＳＩ（Open System Interconnection）参照モデルの１層（レイヤ１）と同様、物理層に対応している。

ＭＴＰ２（Message Transfer Part level 2:メッセージ転送部レベル２）（信号リンク機能部）は、ＯＳＩ参照モデルの２層（レイヤ２）（データリンク層）に対応し、信号ユニットの送受信とフロー制御、誤り検出と誤り訂正、信号リンクの監視と初期化を行う。信号リンクの監視では、信号ユニットのエラー受信頻度を監視し、エラーが一定以上の頻度で発生する場合、信号リンクの使用を中断し、エラー発生頻度が十分小さくなった場合、信号リンクを初期化して再開する。

ＭＴＰ３（Message Transfer Part level 3:メッセージ転送部レベル３）は、ＯＳＩ参照モデルの３層（レイヤ３）にほぼ対応し、信号網機能部と信号メッセージ処理部の２つの機能を有する。信号網機能部は、信号トラフィック管理（ＳＳ７信号網の輻輳やリンク障害に応じて信号トラフィックの迂回等）、信号リンク管理、信号ルート管理等を行う。信号メッセージ処理部は、メッセージのルーティング、識別、分配機能を有する。

図示されないＭＴＰ４（Message Transfer Part level 4）は、ＯＳＩ参照モデルの７層（レイヤ７）と同様であり、アプリケーション層に対応させることができる。共通線信号方式では、ＩＳＵＰ（ISDN（Integrated Services Digital Network） User Part）：ISDNユーザ部）が該当する。ＩＳＵＰは、共通線内を音声用の線を繋ぐために利用する信号を送受する。

ＩＧＳ（Interconnection Gateway Switch：相互接続関門交換機）は、例えばＮＴＴ（Nippon Telegraph and Telephone Corporation）網とＮＣＣ（New Common Carrier）網の間の呼を処理するための関門交換機である。

ＭＳＴＰ(Multi-Protocol Signal Transfer Point)１０２は回線が具備している通話と信号の機能を分離し、専用の回線で交換接続に必要な信号を送受する場合に使用する信号中継交換機である。ＳＧＣＮＶ（Signaling Converter）１０４は信号変換装置である。

ＳＧ（Signaling Gateway）１０５は、ＩＰ網のエッジに配置され、ＳＳ７用信号とＩＰ網用の信号を双方向変換する。

Ｍ３ＵＡ（MTP3 User Adaptation）は、ＭＴＰ３レイヤとのインタフェースを持つプロトコルＩＰベースアプリケーション（ＩＳＵＰおよびＳＣＣＰ（Signaling Connection Control Part）など）に対して、ＳＳ７ネットワークへのゲートウェイを提供するクライアント／サーバプロトコルである。

ＳＣＴＰ(Stream Control Transmission Protocol) は、ＳＳ７をＩＰ化するに際し、この転送用プロトコルとして開発されたトランスポート層プロトコルであり、多重ストリーム、データのバンドルとフラグメンテーション、輻輳制御とフロー制御、マルチホーミングによる信頼性の向上などの機能を提供する。ＩＰ／Ｅｔｈは、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ３（ネットワーク層）がＩＰ層、レイヤ２（データリンク層）とレイヤ１（物理層）がＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を表している。

ＩＳＣは、ＶｏＩＰ（Voice over IP）網と回線交換網との接続制御を行う。

なお、伝送路のＣＩＩ／ＳＤＨは、ＣＩＩ回線／ＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy：同期光ファイバーネットワーク）、ｅｔｈは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ伝送路を表している。

ＰＳＴＮにおいて、ＡＳＭの老朽化及び、製造中止等に伴い、順次、ＰＳＴＮからＩＰ網への移行が計画されている。

準対応網接続の場合、メッセージ相互接続機能として、ＰＳＴＮとＩＰ網のプロトコル差分を吸収し、プロトコル変換を行うシグナリングゲートウェイ（ＳＧ）１０５が存在する。ＳＧはＩＰ網のエッジに配置され、ＳＳ７（Common Channel Signaling System No.7:共通線信号No.7）用とＩＰ網用の信号を双方向変換する。

図２は、ＰＳＴＮとＩＰ網の準対応網接続を説明する図である。図２にプロトコルスタックとして例示するように、ＳＧ１０５では、指定された宛先までメッセージ転送を実施するために、局間で、信号内のＭＴＰ３まで確認をしてから、プロトコル変換を実施している。すなわち、ＳＧ１０５は、ＳＳ７リンクを終端しＭＴＰ３メッセージをＭ３ＵＡメッセージに変換し、該Ｍ３ＵＡメッセージを、トランスポート層ＳＣＴＰ、ネットワーク層（ＩＰプロトコル）、データリンク層（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）を介しＥｔｈｅｒｎｅｔフレームにカプセル化してＩＳＣ１０７に送信する。

通常、ＰＳＴＮ側またはＩＰ網側の各装置でプロトコルが異なる。１対１の通信としては、ＰＳＴＮでは、ＭＴＰ２（ＭＴＰレベル２）で通信を行い、ＩＰ網では、Ｍ２ＰＡ（MTP2-User Peer-to-Peer Adaptation）（図３参照）で通信を行っている。

2017年10月17日「固定電話のIP網への移行後のサービス及び移行スケジュールについて」P10（東日本電信電話株式会社(NTT東日本)、西日本電信電話株式会社(NTT西日本)）［検索：2018年12月7日］インターネットＵＲＬ(https://www.ntt-east.co.jp/release/detail/pdf/20171017_01_01.pdf)

準対応網接続でプロトコル変換を実施する場合、ＳＧ１０５において、一旦リンクを終端させた上で、ＭＴＰ３まで確認してからプロトコル変換を実施する必要がある。

ＰＳＴＮマイグレーションでは、処理の簡略化を意図して、加入者線を収容するＧＣ（Group unit Center：群局）（例えばＡＳＭ／ＳＢＭ（Subscriber Module）等）とＩＳＣ間を接続するルートに、ＭＳＴＰ（図２）を介さずに、直接、ＳＧと接続する「対応網接続」で接続を行う方針となっている。

図３は、ＰＳＴＮマイグレーションの対応網接続での接続ルートの一例を説明する図である。図３に例示されるように、ＳＳ７のＭＴＰ３についてみると、ＡＳＭ２０１のＭＴＰ３プロトコル層と、ＳＧ２０５のＭＴＰ３プロトコル層は直接接続され、ＭＴＰ３メッセージの信号の転送が行われる。このため、「対応網接続」という。ＰＳＴＮとＩＰ網の間に配置されているメディアゲートウェイ（Media Gateway：ＭＧ）２０３では、ＭＴＰ２（レイヤ２）にて、ＭＴＰ２からＭ２ＰＡ（MTP2-User Peer-to-Peer Adaptation）へのプロトコル変換（SIGCNV）を行う。

Ｍ２ＰＡは、ＳＳ７ＭＴＰ３メッセージの転送に適した適応（adaptation）モジュールであり、ＭＴＰ２と同様、ＭＴＰ３にインタフェースとサービスを提供する（Request for Comments: 4165）。ＭＴＰ２及び下位のＳＳ７プロトコルスタック（ＭＴＰ１）は、Ｍ２ＰＡ、ＳＣＴＰ、ＩＰ層で置き換えられる。

図３の「対応網接続」において、ＭＧ２０３では、「準対応網接続」のＳＧ（図２）のように、ＭＴＰ３（レイヤ３）まで確認をしてプロトコル変換を実施する必要はない。このため、各装置にて複雑なソフトウェアを搭載する必要がなくなる。

しかしながら、図３の対応接続構成の場合、ＡＳＭのＭＴＰ３の信号網管理部（信号トラフィック管理）において、信号リンク障害等に応じて信号トラフィックの迂回等を行うことができない、という問題が生じる。この問題について以下に説明する。

図４は、図２の準対応網接続における信号リンク切替を説明する図である。準対応網接続では、ＡＳＭ１０１－ＭＳＴＰ１０２－ＳＧ１０５間のＰＳＴＮ１０３については、通話回線（通話路）とは別の専用の信号回線（信号リンク）で接続されている。なお、ＳＳ７に準拠した共通線信号方式においては、対向局あるいはＳＴＰ（Signaling Transfer Point：信号中継局）との間に複数の信号リンクが予め設定され、これら信号リンクに負荷が分散された状態として信号ユニットが送受転送される。例えばＳＰ（Signaling Point：信号局）間に２本の信号リンクを用意しておき全信号負荷を半分分担させ、一方に障害が発生すると、他方に全負荷を担わせる。

ＭＴＰレベル２（ＭＴＰ２）では、例えば信号リンクに関連付けて受信信号ユニットの誤り頻度率を監視し、ある信号リンクでの誤り頻度率が一定以上である場合、その信号リンクを障害信号リンクと見做し、信号リンク切替手順を起動する。この場合、障害信号リンクの使用は停止された状態で、代替信号リンク（正常信号リンク）を介して切替指令（Changeover Order：ＣＯＯ）メッセージ（切替信号）が対向局側に送信され、これに対する応答として対向局側からの切替確認（Changeover Acknowledgement：ＣＯＡ）メッセージ（切替確認信号）が受信される。障害発生前後のメッセージ信号ユニット（Message Signal Unit：ＭＳＵ）の紛失や二重受信を避けるため、確実に受信し終わったメッセージのＦＳＮ（Forward Sequence Number：順方向シーケンス番号）をＣＯＯに含めて対向局に送信する。障害リンクの使用を停止し、再送バッファに蓄えられた未確認信号ユニットのＦＳＮを相手局から通知されたシーケンス番号に基づいて整理し、未確認の分だけを代替信号リンク（正常信号リンク）を介して転送する。順方向シーケンス番号（ＦＳＮ）、逆方向シーケンス番号（ＢＳＮ：Backward Sequence Number）は、送出される信号ユニットのシーケンス番号を示し、０から１２７の範囲（７ビット符号無し整数）を循環してとる２進符号で表わされる。

図４において、例えばＡＳＭ１０１、ＭＳＴＰ１０２－１間の信号リンクに障害が発生した場合、信号トラフィックを別の信号リンクに移すために、信号リンクの切替が行われる。この際、該当の２局間にて信号リンクを切り替えることを示す切替信号ＣＯＯとＣＯＯに対する応答を示す切替確認信号ＣＯＡのやりとりが双方のＭＴＰ３プロトコル間で実施され、信号リンクの切替が行われる。

図５は、切替メッセージのフォーマット（ＴＴＣ（Telecommunication Technology Committee）標準ＪＴ－Ｑ７０４）を示す図である。なお、ＪＴはＩＴＵ-Ｔ（Telecommunication Standardization Sector）勧告に準拠してＴＴＣが制定した標準である。図５において、切替メッセージの「最後に受信したＭＳＵのＦＳＮ」は７ビットである。ヘッディングコードＨ１の４ビット（ＤＣＢＡ）は、切替信号：“０００１”、切替確認信号：“００１０”である。ＤＰＣ（Destination Point Code）はメッセージの着信号局番号（１６ビット）、ＯＰＣ(Origin Point Code)はメッセージの発信号局番号（１６ビット）、ＳＬＳ(Signal Link Selection)は信号リンク選択番号（４ビット）、ＡＢは、リンクセット選択番号、ＳＬＣ（Signal Link Code）は信号リンクコードである。

図３において、ＡＳＭ２０１はＭＴＰ２を使用しており、シーケンス番号は７ビット（０～１２７）の範囲となっている。

図３の対応網構成にて信号リンクの切替を実施する場合、ＳＧ２０５では、Ｍ２ＰＡの拡張切替信号（Extended Changeover Order：ＸＣＯ）と、ＸＣＯに対する応答を示す拡張切替確認信号（Extended Changeover Acknowledgement：ＸＣＡ)を利用する。ＸＣＯ、ＸＣＡでは、２４ビットのＭ２ＰＡのシーケンス番号（M2PA sequence number）が用いられる。

図６は、拡張切替信号を含む切替メッセージのフォーマット（ＪＴ－Ｑ２２１０）を示す図である。最後に受信したメッセージのＦＳＮは、２４ビット（符号無し２４ビット整数）である。ヘッディングコードＨ１の４ビット（ＤＣＢＡ）は、拡張切替信号（ＸＣＯ）：“００１１”、拡張切替確認信号（ＸＣＡ）：“０１００”である。ＤＰＣ、ＯＰＣ、ＳＬＳの各情報要素は、ＣＯＯ、ＣＯＡの情報要素と同一である。

ＡＳＭは、Ｍ２ＰＡに対応していないので、そのままではリンク切替が実施できない。すなわち、ＡＳＭは、ＭＴＰ２（レイヤ２）を使用しており、Ｍ２ＰＡのシーケンス番号は２４ビット（０～１６，７７７，２１５の整数）となっている。

ＭＧ（Media Gateway）（図３の２０３）では、ＭＴＰ２とＭ２ＰＡとのプロトコル変換を行うが、シーケンス番号の付け替えは行わない。

この結果、ＰＳＴＮの信号局とＩＰ網の信号局（ＡＳＭ－ＳＧ間）をＭＴＰレベル３（レイヤ３）に関して、直接接続する「対応網接続」において、ＡＳＭのＭＴＰ３の信号網管理部等では、信号リンクの障害発生時、信号トラフィックの迂回等が行えない。

本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであって、その目的は、ＰＳＴＮの加入者線を収容する群局と、該群局と対応網接続（信号中継局を介さずに接続）するＩＰ網のシグナリングゲートウェイ（ＳＧ）間での切替信号、切替確認信号のやりとりを可能とし、該群局とＳＧ間の信号リンクの切替を可能とするシグナリングゲートウェイ（ＳＧ）装置、プロトコル変換方法、プログラムを提供することにある。

本発明の一形態によれば、ＩＰ（Internet Protocol）網に配置され、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network）の群局とＭＴＰ（Message Transport Part）レベル３のレイヤで対応網接続されるシグナリングゲートウェイ（Signaling Gateway）装置であって、拡張切替信号ＸＣＯ（Extended Changeover Order）又は前記ＸＣＯに対する応答である拡張切替確認信号ＸＣＡ（Extended Changeover Acknowledgement）を受信すると、前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡに含まれるＭ２ＰＡ（MTP2 User Peer-to-peer Adaptation Layer）の２４ビットのシーケンス番号を、０から７ビット符号無し整数の最大値である１２７の範囲に変換するシーケンス番号変換部と、前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が０乃至１２７の範囲内の値の前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡを、対向装置に送信する送信部と、を備えたシグナリングゲートウェイ装置が提供される。

本発明の一形態によれば、ＩＰ（Internet Protocol）網に配置され、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network）の群局とＭＴＰ（Message Transport Part）レベル３のレイヤで対応網接続されるシグナリングゲートウェイ（Signaling Gateway）によるプロトコル変換方法であって、
拡張切替信号ＸＣＯ（Extended Changeover Order）又は前記ＸＣＯに対する応答である拡張切替確認信号ＸＣＡ（Extended Changeover Acknowledgement）を受信し、
前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡに含まれるＭ２ＰＡ（MTP2 User Peer-to-peer Adaptation Layer）の２４ビットのシーケンス番号を、０から７ビット符号無し整数の最大値である１２７の範囲に変換し、
前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が０乃至１２７の範囲内の値の前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡを、対向装置に送信するプロトコル変換方法が提供される。

本発明の一形態によれば、ＩＰ（Internet Protocol）網に配置され、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network）の群局とＭＴＰ（Message Transport Part）レベル３のレイヤで信号中継局を介さずに接続（対応網接続）されるシグナリングゲートウェイ（Signaling Gateway）を構成するコンピュータに、
拡張切替信号ＸＣＯ（Extended Changeover Order）又は前記ＸＣＯに対する応答である拡張切替確認信号ＸＣＡ（Extended Changeover Acknowledgement）を受信する処理と、
前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡに含まれるＭ２ＰＡ（MTP2 User Peer-to-peer Adaptation Layer）の２４ビットのシーケンス番号を０から７ビット符号無し整数の最大値である１２７の範囲に変換する変換処理と、
前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が０乃至１２７の範囲内の値の前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡを、対向装置に送信する処理と、を実行させるプログラムが提供される。

本発明の一形態によれば、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み出し可能なプログラム記録媒体（例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、又は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM））等の半導体ストレージ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の非一時的記録媒体（non-transitory medium）が提供される。

本発明によれば、ＰＳＴＮの群局と信号中継局を介さずに接続（対応網接続）されるＩＰ網のＳＧ間での切替信号、切替確認信号のやりとりを可能とし、該群局とＳＧ間の信号リンクの切替を可能としている。

ＰＳＴＮマイグレーションを説明する図である（（Ａ）は移行前、（Ｂ）は移行後）。ＰＳＴＮとＩＰ網の準対応網接続を説明する図である。ＰＳＴＮマイグレーション後の接続ルート（対応網接続）を説明する図である。準対応接続での信号リンク切替（ＡＳＭ－ＭＳＴＰ間の信号リンク切替）を説明する図である。ＣＯＯ、ＣＯＡのメッセージフォーマットを説明する図である。ＸＣＯ、ＸＣＡのメッセージフォーマットを説明する図である。本発明の例示的な実施形態におけるシーケンス番号の変換処理を説明する図である。本発明の例示的な実施形態における信号リンクの切替シーケンスを説明する図である。本発明の例示的な実施形態における信号リンクの切替シーケンスを説明する図である。本発明の例示的な実施形態のＳＧを説明する図である。

本発明の例示的な実施形態について説明する。本発明の例示的な実施形態は、図３に示した対応網接続ルートのＳＧ（Signaling Gateway）２０５に適用することで、Ｍ２ＰＡがＭＴＰ２よりも大きなシーケンス番号を用いていることによる、上記課題（例えばＰＳＴＮの群局（ＡＳＭ）のＭＴＰ３では、信号リンク障害等に応じて信号トラフィックを迂回することができないという課題）を解決している。

図３のＳＧ（信号中継部）２０５ａは、切替信号ＣＯＯ⇔拡張切替信号ＸＣＯ、切替確認信号ＣＯＡ⇔拡張切替確認信号ＸＣＡ（図５の切替メッセージ⇔図６の切替メッセージ）間で相互変換を行い、Ｍ２ＰＡのシーケンス番号（２４ビット）を、ＭＴＰ２対応の０から７ビット符号無し整数の最大値である１２７の範囲に変換し、対向装置に送信する。

図７は、本実施形態におけるＳＧ（信号中継部）２０５ａの処理（シーケンス番号の変換処理）を説明する流れ図である。

ＳＧ（信号中継部）２０５ａ（受信処理）は、信号リンクの切替信号／切替確認信号（ＸＣＯ／ＸＣＡ）を受信する（Ｓ１１）。

ＳＧ（信号中継部）２０５ａ（シーケンス番号変換処理）は、受信した信号に含まれるＭ２ＰＡのシーケンス番号をチェックする（Ｓ１２）。上記したように、Ｍ２ＰＡのシーケンス番号（２４ビット）は、図６のフォーマットの切替メッセージにおける２４ビット（３オクテット）の「最後に受信したメッセージのＦＳＮ」である。

ＳＧ（信号中継部）２０５ａ（シーケンス番号変換処理）は、Ｍ２ＰＡのシーケンス番号が１２７以下の場合（Ｓ１３のＮｏ）、該シーケンス番号の変換は行わない（元の値のままとする）。

ＳＧ（信号中継部）２０５ａ（シーケンス番号変換処理）は、Ｍ２ＰＡのシーケンス番号が１２７を越える場合（Ｓ１３のＹｅｓ）、該シーケンス番号を０に設定する（Ｓ１４）。

ＳＧ（信号中継部）２０５ａ（送信処理）は、Ｍ２ＰＡのシーケンス番号（２４ビット）が０～１２７の値の切替信号／切替確認信号を対向装置に向けて送信する（Ｓ１５）。

図８は、ＡＳＭ２０１から信号リンク切替手順を開始する場合のシーケンスを説明する図である。

信号リンクの故障と判断したＡＳＭ２０１は、ＭＴＰ３（レイヤ３）の切替信号ＣＯＯをＳＧ（信号中継部）２０５ａに向けて送信する（Ｓ１０１）。

ＡＳＭ２０１のＭＴＰ３（レイヤ３）において、ＭＴＰ３メッセージである切替メッセージＣＯＯが発生した時、該メッセージを送出すべき特定信号リンクの選択は、ＡＳＭ２０１のＭＴＰ２（レイヤ２）のメッセージルーチング機能で行われる。

図３に示すように、ＭＴＰ３（レイヤ３）に関して、ＡＳＭ２０１とＳＧ２０５間に信号中継装置は存在しない。ステップＳ１０１のＭＴＰ３（レイヤ３）の切替信号ＣＯＯの送信に際して、レイヤ２（ＭＴＰ２、Ｍ２ＰＡ）では、ＭＧ２０３でのプロトコル変換において（ＭＧ（SIGCNV））、ＡＳＭ２０１からのＣＯＯ（図５）をＭ２ＰＡのＸＣＯのメッセージフォーマット（図６）に変換する。すなわち、ＣＯＯのヘッディングコードＨ１のＤＣＢＡ：“０００１”（図５）を、図６のＤＣＢＡ：“００１１”に変換し、７ビット符号無し整数のシーケンス番号（ＦＳＮ）をＭ２ＰＡのシーケンス番号（２４ビット）に変換する。そして、ＭＧ２０３では、Ｍ２ＰＡにプロトコル変換したＸＣＯをＩＰ層（ネットワーク層）でＩＰフレームにカプセル化し、さらにデータリンク層を介してＥｔｈｅｒｎｅｔフレームにカプセル化したＸＣＯを、ＳＧ（信号中継部）２０５ａに送信している。すなわち、ＡＳＭ２０１からのＣＯＯを、ＳＧ（信号中継部）２０５ａのＭ２ＰＡ（レイヤ２）では２４ビットのシーケンス番号のＸＣＯを受け取る。

ＡＳＭ２０１からのＣＯＯ（Ｍ２ＰＡのＸＣＯにフォーマット変換済み）を受信したＳＧ（信号中継部）２０５ａでは、Ｍ２ＰＡ（レイヤ２）の処理時、Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号（図６の「最後に受信したメッセージのＦＳＮ」）をチェックする（Ｓ１０２）。この場合、ＡＳＭ２０１からのＣＯＯのシーケンス番号に対応するＭ２ＰＡのシーケンス番号（２４ビット）は１２７以下であるため、ＳＧ（信号中継部）２０５ａは、受信したＸＣＯをそのままＳＧ（信号変換部）２０５ｂに送信する（Ｓ１０３）。

ＳＧ（信号変換部）２０５ｂは、ＸＣＯに対する応答として切替確認信号ＸＣＡをＳＧ（信号中継部）２０５ａに送信する（Ｓ１０４）。

ＳＧ（信号中継部）２０５ａは、Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号（図６の「最後に受信したメッセージのＦＳＮ」）をチェックし（Ｓ１０５）、該２４ビットのシーケンス番号が１２７以下の場合には、該シーケンス番号はそのままとし（値の変換は行わない）、２４ビットのシーケンス番号が１２７を超える場合、該シーケンス番号を０に設定する。

そして、ＳＧ（信号中継部）２０５ａは、Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が０乃至１２７に設定された切替確認信号ＸＣＡを、ＭＴＰ３（レイヤ３）のＣＯＡとしてＭＧ２０３を介してＡＳＭ２０１へ送信する（Ｓ１０６）。

その際、ＭＧ２０３では、ＳＧ（信号中継部）２０５ａからのＥｔｈｅｒｎｅｔフレームを受信すると、Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレーム、ＩＰフレームをデカプセル化し、レイヤ２のＭ２ＰＡからＭＴＰ２へのプロトコル変換において、ＸＣＡ（２４ビットのシーケンス番号は０～１２７の範囲に変換済み）のメッセージフォーマット（図６）を、ＭＴＰ２のＣＯＡのフォーマット（図５）に変換する（ＭＧ（SIGCNV））。例えば、ヘッディングコードＨ１のＤＣＢＡ：“０１００”（図６）を、図５のＤＣＢＡ：“００１０”に変換し、２４ビットのシーケンス番号（ＦＳＮ）を７ビットのシーケンス番号（ＦＳＮ）に変換する。そして、ＭＧ２０３は、Ｍ２ＰＡからＭＴＰ２にプロトコル変換したＣＯＡを、ＭＴＰ２、ＭＴＰ１から伝送路を介してＡＳＭ２０１に送信する。

これにより、ＡＳＭ２０１では、ＭＴＰ３（レイヤ３）の対向局であるＳＧ２０５との間の信号リンクの切替を行うことが可能とされ、ＡＳＭ２０１のＭＴＰ３の信号網管理部において、ＡＳＭ－ＳＧ間の信号リンクの障害等に応じて代替リンクへ信号トラフィックを迂回させることができる。

図９は、ＳＧより信号リンク切替手順を開始する場合のシーケンスを説明する図である。

信号リンクの故障と判断したＳＧ（信号変換部）２０５ｂはＸＣＯをＳＧ（信号中継部）２０５ａに送信する（Ｓ２０１）。ＳＧ（信号中継部）２０５ａは、Ｍ２ＰＡ（レイヤ２）を処理時に、該ＸＣＯにおけるＭ２ＰＡのシーケンス番号をチェックし（Ｓ２０２）、１２７を越える場合には、該シーケンス番号を０に設定する。

ＳＧ（信号中継部）２０５ａは、Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が０乃至１２７に設定された切替信号を、ＭＴＰ３（レイヤ３）のＣＯＯとしてＡＳＭ２０１に向けて送信する（Ｓ２０３）。

その際、レイヤ２では、ＭＧ２０３（ＭＧ（SIGCNV））において、ＳＧ（信号中継部）２０５ａからＥｔｈｅｒｎｅｔフレームを受信すると、Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレーム、ＩＰフレームをデカプセル化し、Ｍ２ＰＡからＭＴＰ２へのプロトコル変換において、Ｍ２ＰＡのシーケンス番号（２４ビット）が０～１２７に設定されたＸＣＯを、ＣＯＯのフォーマット（図５）に変換する。すなわち、図６のヘッディングコードＨ１のＤＣＢＡ：“００１１”を、図５のＤＣＢＡ：“０００１”に変換し、２４ビットのシーケンス番号（値は０～１２７）を７ビットに変換する。ＭＧ２０３では、プロトコル変換したＣＯＯをＭＴＰ２、ＭＴＰ１から伝送路を介してＡＳＭ２０１に送信する。

ＡＳＭ２０１は、ＭＴＰ３のＣＯＡをＳＧ（信号中継部）２０５ａに向けて送信する（Ｓ２０４）。その際、ＭＧ２０３では、ＡＳＭ２０１からのＣＯＡを受信すると、レイヤ２のＭＴＰ２からＭ２ＰＡへプロトコル変換において、ＣＯＡのメッセージフォーマット（図５）を、Ｍ２ＰＡのＸＣＡのフォーマット（図６）に変換する。すなわち、ヘッディングコードＨ１のＤＣＢＡ：“００１０”（図５）を、図６のＤＣＢＡ：“０１００”に変換、７ビットのシーケンス番号（ＦＳＮ）を、２４ビットのシーケンス番号に変換する。ＭＧ２０３は、ＭＴＰ２からＭ２ＰＡにプロトコル変換したＸＣＡを、ＩＰ層でＩＰフレームにカプセル化し、さらにデータリンク層を介してＥｔｈｅｒｎｅｔフレームにカプセル化したＸＣＡを、ＳＧ（信号中継部）２０５ａに送信する。

ＳＧ（信号中継部）２０５ａは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームにカプセル化したＸＣＡを受信すると、Ｍ２ＰＡのシーケンス番号をチェックし（Ｓ２０５）、Ｍ２ＰＡのシーケンス番号が１２７以下の場合、そのままとし、Ｍ２ＰＡのシーケンス番号が１２７を超える場合、０に設定したＸＣＡを、Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームにカプセル化してＳＧ（信号変換部）２０５ｂに送信する（Ｓ２０６）。

図１０は、本発明の実施形態において、ＳＧ（信号中継部）の機能を、プログラムをコンピュータ上で動作させることで実現する例を説明する図である。コンピュータ２１０は、プロセッサ２１１、メモリ２１２、ネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）２１３を備えている。ネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）２１３はイーサネットカードであってもよい。図３において、ＳＧ（信号中継部）は、ＳＧ（信号変換部）とイーサネット（登録商標）で接続され、ＩＰ網とイーサネット（登録商標）で接続され、ＮＩＣ２１３は例えば少なくとも２つのイーサネットポートを有する。メモリ２１２はＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＨＤＤ等であってもよい。メモリ２１２は、プロセッサ２１１で実行されるプログラム（命令群、データ）を保持する。プロセッサ２１１は、メモリ２１２に接続され、プログラムを読み出して実行することで、上記実施形態のＰＳＴＮとＩＰ網を中継するシグナリングゲートウェイ装置（ＳＧ）の処理、すなわち、ＸＣＯ又はＸＣＡを受信する処理（図７のＳ１１）と、ＸＣＯ又はＸＣＡに含まれるＭ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号をチェックし、シーケンス番号が１２７を超える場合、０に設定することで、該シーケンス番号を０から７ビット符号無し整数の最大値である１２７の範囲に変換するシーケンス番号変換処理（図７のＳ１２－Ｓ１４）と、Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が０乃至１２７の範囲内の値のＸＣＯ又はＸＣＡを、対向装置に送信する処理（図７のＳ１５）を実現する。

本実施形態によれば、ＰＳＴＮマイグレ－ションの途上の網において、Ｍ２ＰＡがＭＴＰ２よりも大きなシーケンス番号を用いていることによる、共通線方式での信号リンク切替処理におけるプロトコルの不整合を解消することができる。

以下に明細書、図面で用いられた略語をまとめておく。
・ASM(Architectural STM Module)：回線処理モジュール；
・Eth（eth）:Ethernet（登録商標）；
・CII：CII回線；
・COA（ChangeOver Acknowledgement）:COOに対する応答を示す切替確認信号；
・COO（ChangeOver Order）切替信号；
・GC（Group unit Center)：群局。単位区域（UA）により構成される群区域（GA）にあって、加入者線交換機を設置し中継局との間に基幹回線をもっている；
・IC（IC）：ディジタル中継交換機を設置する交換局；
・IGS（Interconnection Gateway Switch）：相互接続関門交換機（NTT（Nippon Telegraph and Telephone Corporation））網とNCC（New Common Carrier）網の間の呼を処理するための関門交換機；
・ISC(Intermediate Session Control server)：中継セッション制御サーバ；
・ISUP（ISDN（Integrated Services Digital Network） User Part）：ISDNユーザ部；
・MG(Media Gateway):PSTN網とIP網をつなげるためのゲートウェイ装置；
・MSTP（Multi-Protocol Signal Transfer Point)：信号中継交換機；
・MTP（Message Transfer Part）：メッセージ転送部；
・MTP1、MTP2、MTP3: SS7プロトコルスタックのレベル1からレベル3、信号データリンク部(レベル1)、信号リンク機能部(レベル2)、信号網機能部（レベル３）；
・M3UA（MTP3 User Adaptation）：MTP3レイヤとのインタフェースを持つプロトコルIPベースアプリケーションに対してSS7ネットワークへのゲートウェイを提供するクライアント/サーバプロトコル；
・PSTN (Public Switched Telephone Network): 既存電話網；
・SBM (Subscriber Module)：加入者収容処理モジュール；
・SDH（Synchronous Digital Hierarchy）：同期光ファイバーネットワーク；
・SG (Signaling Gateway)：PSTN網とIP網との間で呼制御信号の双方向変換するゲートウェイ装置；
・SG(信号変換部)：SG装置において呼制御信号を変換する機能部；
・SG(信号中継部)：SG装置において信号中継を行う機能部；
・SIPサーバ：SIP(Session Initiation Protocol)を利用したIP電話サービスの管理・制御を行なうサーバ；
・SS7：Common Channel Signaling System No.7）；
・SSC(Subscriber Session Control server)：加入者系呼制御サーバ；
・SCCP（Signaling Connection Control Part）：信号接続制御部；
・SCTP(Stream Control Transmission Protocol):SS7をIP化するための転送用プロトコル（RFC 4960等）として開発されたトランスポート層プロトコル；
・XCA（Extended Changeover Acknowledgement）:XCOに対する応答を示す拡張切替確認信号；
・XCO（Extended Changeover Order）：拡張切替信号。

なお、上記の非特許文献１の開示は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとし、必要に応じて本発明の基礎ないし一部として用いることが出来るものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ乃至選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。さらに、上記引用した文献の各開示事項は、必要に応じ、本発明の趣旨に則り、本発明の開示の一部として、その一部又は全部を、本書の記載事項と組み合わせて用いることも、本願の開示事項に含まれるものと、みなされる。

１０１、２０１ＡＳＭ
１０２ＭＳＴＰ
１０３、２０２ＰＳＴＮ
１０４ＳＩＧＣＮＶ
１０５ＳＧ
１０６、２０４、２０６ＩＰ網
１０７、２０７ＩＳＣ
２０３ＭＧ
２０５ＳＧ
２０５ａＳＧ（信号中継部）
２０５ｂＳＧ（信号変換部）
２１０コンピュータ
２１１プロセッサ
２１２メモリ
２１３ＮＩＣ

Claims

ＩＰ（Internet Protocol）網に配置され、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network）の群局とＭＴＰ（Message Transport Part）レベル３のレイヤで対応網接続されるシグナリングゲートウェイ（Signaling Gateway）装置であって、
Ｍ２ＰＡ（MTP2 User Peer-to-peer Adaptation Layer）の拡張切替信号ＸＣＯ（Extended Changeover Order）又は前記ＸＣＯに対する応答である拡張切替確認信号ＸＣＡ（Extended Changeover Acknowledgement）を受信すると、前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡに含まれるＭ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号を、０から７ビット符号無し整数の最大値である１２７の範囲に変換するシーケンス番号変換部と、
前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が０乃至１２７の範囲内の値の前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡを、対向装置に送信する送信部と、
を備えた、ことを特徴とするシグナリングゲートウェイ装置。
前記シーケンス番号変換部は、前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡに含まれる前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号をチェックし、前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が１２７を超える場合、前記シーケンス番号を０に設定し、
前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡに含まれる前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が、０乃至１２７の範囲内にある場合には、前記シーケンス番号は元の値のままとする、ことを特徴とする請求項１に記載のシグナリングゲートウェイ装置。
前記送信部は、前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が０乃至１２７の範囲の値の前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡを、ＭＴＰレベル３のレイヤで切替信号ＣＯＯ（Changeover Order）又は前記ＣＯＯに対する応答である切替確認信号ＣＯＡ（Changeover Acknowledgement）として、前記ＰＳＴＮの群局に送信する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシグナリングゲートウェイ装置。
前記シグナリングゲートウェイ装置は、ＭＴＰレベル２のレイヤでは、ＭＴＰ２とＭ２ＰＡ間のプロトコル変換を行うメディアゲートウェイ（Media Gateway）装置を介して、前記ＰＳＴＮの群局に接続され、
前記メディアゲートウェイ装置は、
Ｍ２ＰＡの前記ＸＣＯのフォーマットとＭＴＰ２の前記ＣＯＯのフォーマットとを相互に変換し、
Ｍ２ＰＡの前記ＸＣＡのフォーマットとＭＴＰ２の前記ＣＯＡのフォーマットとを相互に変換する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシグナリングゲートウェイ装置。
前記ＰＳＴＮの群局からのＭＴＰ２の前記ＣＯＯ又は前記ＣＯＡをＭ２ＰＡにプロトコル変換した前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡを前記メディアゲートウェイ装置から受信すると、前記シーケンス番号変換部では、前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡに含まれる前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号のチェックの結果、前記シーケンス番号を元の値のままとし、前記送信部は、前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡを対向装置に送信する、ことを特徴とする請求項４に記載のシグナリングゲートウェイ装置。
前記ＰＳＴＮの群局は、ＡＳＭ（Architectural STM(Synchronous Transfer Mode) Module）である、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシグナリングゲートウェイ装置。
ＩＰ（Internet Protocol）網に配置され、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network）の群局とＭＴＰ（Message Transport Part）レベル３のレイヤで対応網接続されるシグナリングゲートウェイ（Signaling Gateway）によるプロトコル変換方法であって、
拡張切替信号ＸＣＯ（Extended Changeover Order）又は前記ＸＣＯに対する応答である拡張切替確認信号ＸＣＡ（Extended Changeover Acknowledgement）を受信し、
前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡに含まれるＭ２ＰＡ（MTP2 User Peer-to-peer Adaptation Layer）の２４ビットのシーケンス番号を、０から７ビット符号無し整数の最大値である１２７の範囲に変換し、
前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が０乃至１２７の範囲内の値の前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡを、対向装置に送信する、ことを特徴とするプロトコル変換方法。
前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡに含まれる前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号をチェックし、
前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が１２７を超える場合、前記シーケンス番号を０に設定し、
前記ＸＣＯ又はＸＣＡに含まれる前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が、０乃至１２７の範囲内にある場合には、前記シーケンス番号は元の値のままとする、ことを特徴とする請求項７に記載のプロトコル変換方法。
前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が０乃至１２７の範囲の値の前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡを、ＭＴＰレベル３のレイヤで、切替信号ＣＯＯ（Changeover Order）又は前記ＣＯＯに対する応答である切替確認信号ＣＯＡ（Changeover Acknowledgement）として、前記ＰＳＴＮの群局に送信する、ことを特徴とする請求項７又は８に記載のプロトコル変換方法。
ＩＰ（Internet Protocol）網に配置され、ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network）の群局とＭＴＰ（Message Transport Part）レベル３のレイヤで対応網接続されるシグナリングゲートウェイ（Signaling Gateway）を構成するコンピュータに、
拡張切替信号ＸＣＯ（Extended Changeover Order）又は前記ＸＣＯに対する応答である拡張切替確認信号ＸＣＡ（Extended Changeover Acknowledgement）を受信する処理と、
前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡに含まれるＭ２ＰＡ（MTP2 User Peer-to-peer Adaptation Layer）の２４ビットのシーケンス番号を０から７ビット符号無し整数の最大値である１２７の範囲に変換する変換処理と、
前記Ｍ２ＰＡの２４ビットのシーケンス番号が０乃至１２７の範囲内の値の前記ＸＣＯ又は前記ＸＣＡを、対向装置に送信する処理と、
を実行させるプログラム。