(57)【要約】【課題】  ネットワーク中にパケット処理能力が低い機器が存在しても、パケットロスを発生することなく、円滑な通信を実現可能なパケット転送システムを提供する。【解決手段】  ゲートウェイ装置２はパケット処理能力がＸｐｐｓのネットワーク１０１とパケット処理能力がＹｐｐｓ（Ｙ＝ｎＸ）のネットワーク１０２との間に設置され、ネットワーク１０１，１０２相互のパケット処理能力の差分を吸収する。ゲートウェイ装置２はネットワーク１０２のから入ってきたパケットをｎ個に分解し、その分解したパケットをネットワーク１０１に送出する。また、ゲートウェイ装置２はネットワーク１０１から入ってきたパケットをｎ個結合し、その結合したパケットをネットワーク１０２に送出する。【選択図】      図１                                                  
2006019777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々パケット処理能力が異なる複数のネットワーク間をゲートウェイ装置で接続するパケット転送システムであって、前記ネットワーク間でパケット転送を行う際にそれらネットワーク各々のパケット処理能力に応じてパケットの結合及び分解のいずれかを行う結合分解手段を前記ゲートウェイ装置に有することを特徴とするパケット転送システム。
【請求項２】
前記ゲートウェイ装置は、２つ以上のネットワークの相互接続を行うことを特徴とする請求項１記載のパケット転送システム。
【請求項３】
前記パケット処理能力の異なるネットワークを相互接続する際にそれぞれのネットワークのパケット処理能力に適応した速度で前記パケット転送を行わせるよう整合をとる整合手段を前記ゲートウェイ装置に含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載のパケット転送システム。
【請求項４】
前記整合手段は、前記結合分解手段による前記パケットの結合及び分解の数を前記パケット処理能力の違いに応じて可変することを特徴とする請求項３記載のパケット転送システム。
【請求項５】
各々パケット処理能力が異なる複数のネットワーク間を接続するゲートウェイ装置であって、前記ネットワーク間でパケット転送を行う際にそれらネットワーク各々のパケット処理能力に応じてパケットの結合及び分解のいずれかを行う結合分解手段を有することを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項６】
２つ以上のネットワークの相互接続を行うことを特徴とする請求項５記載のゲートウェイ装置。
【請求項７】
前記パケット処理能力の異なるネットワークを相互接続する際にそれぞれのネットワークのパケット処理能力に適応した速度で前記パケット転送を行わせるよう整合をとる整合手段を含むことを特徴とする請求項５または請求項６記載のゲートウェイ装置。
【請求項８】
前記整合手段は、前記結合分解手段による前記パケットの結合及び分解の数を前記パケット処理能力の違いに応じて可変することを特徴とする請求項７記載のゲートウェイ装置。
【請求項９】
各々パケット処理能力が異なる複数のネットワーク間をゲートウェイ装置で接続するパケット転送システムに用いるパケット転送方法であって、前記ゲートウェイ装置側に、前記ネットワーク間でパケット転送を行う際にそれらネットワーク各々のパケット処理能力に応じてパケットの結合及び分解のいずれかを行う処理を有することを特徴とするパケット転送方法。
【請求項１０】
前記ゲートウェイ装置が、２つ以上のネットワークの相互接続を行うことを特徴とする請求項９記載のパケット転送方法。
【請求項１１】
前記ゲートウェイ装置側に、前記パケット処理能力の異なるネットワークを相互接続する際にそれぞれのネットワークのパケット処理能力に適応した速度で前記パケット転送を行わせるよう整合をとる処理を含むことを特徴とする請求項９または請求項１０記載のパケット転送方法。
【請求項１２】
前記整合をとる処理は、前記パケットの結合及び分解の数を前記パケット処理能力の違いに応じて可変することを特徴とする請求項１１記載のパケット転送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパケット転送システム、ゲートウェイ装置及びそれらに用いるパケット転送方法に関し、特に各々パケットの転送速度が異なるネットワーク間におけるパケット転送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インタネット網の普及に伴って、ネットワーク間をインタネット網を用いて接続するシステムが普及してきている。また、ネットワーク間をゲートウェイ装置等のネットワーク機器を介して接続するシステムもある。
【０００３】
ネットワーク間をインタネット網を用いて接続するシステムに対しては、パケットの転送期間における伝送遅延や伝送揺らぎを回避する装置や方法等が提案されてきている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３６２０７号公報
【特許文献２】特開２００１−１６８９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のネットワーク間を接続するシステムでは、ネットワーク機器におけるアプリケーションが、一般的に、パケット処理能力の低いネットワークを想定して動作しているわけではない。
【０００６】
そのため、パケットが通過するネットワーク内にパケット処理能力の低いネットワークがある場合、端末から送信されてくるパケットを処理しきれなくなることがありうるので、パケット処理能力の異なるネットワークを相互接続した場合に、パケット処理能力の低いネットワークが存在していても、パケットロスが発生せずに、円滑な通信が実現できる方法が模索されている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、ネットワーク中にパケット処理能力が低い機器が存在しても、パケットロスを発生することなく、円滑な通信を実現することができるパケット転送システム、ゲートウェイ装置及びそれらに用いるパケット転送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるパケット転送システムは、各々パケット処理能力が異なる複数のネットワーク間をゲートウェイ装置で接続するパケット転送システムであって、前記ネットワーク間でパケット転送を行う際にそれらネットワーク各々のパケット処理能力に応じてパケットの結合及び分解のいずれかを行う結合分解手段を前記ゲートウェイ装置に備えている。
【０００９】
本発明によるゲートウェイ装置は、各々パケット処理能力が異なる複数のネットワーク間を接続するゲートウェイ装置であって、前記ネットワーク間でパケット転送を行う際にそれらネットワーク各々のパケット処理能力に応じてパケットの結合及び分解のいずれかを行う結合分解手段を備えている。
【００１０】
本発明によるパケット転送方法は、各々パケット処理能力が異なる複数のネットワーク間をゲートウェイ装置で接続するパケット転送システムに用いるパケット転送方法であって、前記ゲートウェイ装置側に、前記ネットワーク間でパケット転送を行う際にそれらネットワーク各々のパケット処理能力に応じてパケットの結合及び分解のいずれかを行う処理を備えている。
【００１１】
すなわち、本発明のパケット転送システムは、ネットワーク中にパケット処理能力の低い機器が含まれている場合でも、ＰＰＳ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｐｅｒ  Ｓｅｃｏｎｄ）値の大きな通信トラフィックを通すことを実現することを特徴とする。
【００１２】
一般的に、ネットワーク機器の性能においては、パケットサイズよりも、ＰＰＳの影響を受けることが多い。よって、ネットワーク中にパケット処理能力の低い機器がある場合には、そのネットワークを通す前に複数パケットを結合することでパケット数を減少させ、ＰＰＳを低く押さえている。これによって、本発明のパケット転送システムでは、ネットワーク機器への負荷を軽減することが可能となり、パケットのオーバフローを防ぐことが可能となる。
【００１３】
例えば、パケット処理能力の異なるネットワークをまたがった通信について考えるものとし、ここでは第１のネットワークでのパケット処理能力がＹｐｐｓと大きいが、第２のネットワーク３のパケット処理能力がＸｐｐｓと小さいものとする。
【００１４】
第１のネットワークに接続される第１の端末と第２のネットワークに接続される第２の端末とが通信する時、第２のネットワークはパケット処理能力が劣っているため、第１のネットワークのパケットを第２のネットワークにそのまま流すと、パケットのオーバフローが発生してしまう。
【００１５】
そこで、本発明のパケット転送システムでは、第２のネットワークから流入するパケットをゲートウェイ装置にて結合することでパケット数を減らしてから、第１のネットワークに送出する。これによって、第１のネットワークの中では少ないパケットしか流れないようになる。
【００１６】
同時に、本発明のパケット転送システムでは、第１のネットワークから流入するパケットをゲートウェイ装置にて分解することで第２のネットワークに対応させてから第２のネットワークに送出する。これによって、第２のネットワークの中ではパケットのオーバフローを防ぐことが可能となり、円滑な通信が実現可能となる。
【００１７】
ここでのゲートウェイ装置の動作は、各ネットワークの処理能力に応じてパケットを分割・合成することである。また、その分割・合成するパケットの数を調整することによって、どのようなパケット処理能力のネットワークの相互接続にも対応することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、ネットワーク中にパケット処理能力が低い機器が存在しても、パケットロスを発生することなく、円滑な通信を実現することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例によるパケット転送システムの構成を示すブロック図である。図１において、端末（＃１）１と、ネットワーク１０１と、ゲートウェイ装置２と、ネットワーク１０２と、端末（＃２）３とから構成されている。
【００２０】
ネットワーク１０１，１０２は互いにパケット処理能力が異なっており、ゲートウェイ装置によって相互接続されている。端末（＃１）１はネットワーク１０１に接続され、端末（＃２）３はネットワーク１０２に接続されている。
【００２１】
ネットワーク１０１はパケット処理能力がＸｐｐｓ（ｐａｃｋｅｔ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）（パケット処理能力が低い）のネットワークであり、ネットワーク１０２はパケット処理能力がＹｐｐｓ（パケット処理能力が高い）のネットワークである。
【００２２】
ゲートウェイ装置２はネットワーク１０１とネットワーク１０２との間に設置されており、パケットの結合や分解を行い、ネットワーク１０１とネットワーク１０２との相互のパケット転送速度の整合性をとる。
【００２３】
図２は図１のゲートウェイ装置２の構成を示すブロック図である。図２において、ゲートウェイ装置２はパケットの結合や分解を行うパケット結合分解回路２１と、パケット結合分解回路２１を制御してネットワーク１０１とネットワーク１０２との相互のパケット転送速度の整合性をとるパケット転送速度整合回路２２とから構成されている。
【００２４】
図３は本発明の一実施例によるパケット転送システムの動作を示すシーケンスチャートである。これら図１〜図３を参照して本発明の一実施例によるパケット転送システムの動作について説明する。
【００２５】
ここで、端末（＃１）１と端末（＃２）３とが通信するケースについて考えると、端末（＃１）１と端末（＃２）３とが通信する時には、ネットワーク１０１とネットワーク１０２とを使用する。
【００２６】
しかしながら、ネットワーク１０１のパケット処理能力はＸｐｐｓ、ネットワーク１０２のパケット処理能力はＹｐｐｓであり、それぞれのネットワーク１０１，１０２のパケット処理能力に差分がある（ここではＹ＝ｎＸの関係があるものとする。ｎは整数）。そこで、ネットワーク１０１とネットワーク１０２との間にゲートウェイ装置２を設置し、ゲートウェイ装置２にてネットワーク１０１，１０２相互のパケット処理能力の差分を吸収する。
【００２７】
具体的には、ゲートウェイ装置２において、ネットワーク１０２から入ってきたパケットをｎ個に分解し（図３のａ１，ａ２）、その分解したパケットをネットワーク１０１に送出する（図３のａ３）。
【００２８】
逆に、ネットワーク１０１から入ってきたパケットは、ゲートウェイ装置２において、ｎ個結合され（図３のａ１１，ａ１２）、その結合されたパケットをネットワーク１０２に送出する（図３のａ１３）。
【００２９】
上記の例では、パケット処理能力がＸｐｐｓのネットワーク１０１とパケット処理能力がＹｐｐｓのネットワーク１０２との接続について述べたが、他のパケット処理能力のネットワークでも対応可能である。その場合には、ゲートウェイ装置２にて結合や分割する数（上記のｎに相当）を変えることで、柔軟に対応することができる。
【００３０】
図４は本発明の他の実施例によるパケット転送システムの構成を示すブロック図である。図４においては、パケット処理能力の低いネットワークにＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のパケットデータを流し、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）電話の通話を可能にする例を示している。尚、図４において、ゲートウェイ装置１５の構成は上記の図２に示すゲートウェイ装置２の構成と同様となっている。
【００３１】
電話端末（＃１）１１はＭＧＷ（Ｍｅｄｉａ  ＧａｔｅＷａｙ）（＃１）１３を通して事業者網２０１に接続されている。ＭＧＷ（＃１）１３はアナログ音声データをディジタル化し、パケットとして送出する装置である。ＭＧＷ（＃１）１３は事業者網２０１の中に存在し、電話端末（＃１）１１への回線を収容している。
【００３２】
ＭＧＷ（＃１）１３では電話端末（＃１）１１からの音声データをＸｐｐｓの速度でパケット化し、事業者網２０１に送信する。事業者網２０１は電話端末（＃１）１１が契約している通信事業者のネットワークである。事業者網２０１はパケット処理能力が低い（Ｘｐｐｓ）。
【００３３】
ＩＰ網２０２はＩＰ電話網を構築しており、ＩＰ電話端末１６を含んでいる。ＩＰ網２０２はパケット処理能力が高い（Ｙｐｐｓ）（Ｙ＝ｎＸ）。ゲートウェイ装置１５は事業者網２０１とＩＰ網２０２との間のパケット転送速度の違いを吸収する装置である。ＩＰ電話端末１６はＩＰ網２０２に接続されている。
【００３４】
ＭＧＷ（＃２）１４はＩＰ網２０２からのパケットデータをＴＤＭ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）のディジタルデータに変換し、ＰＳＴＮ（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）２０３へ送信する。また同様に、ＭＧＷ（＃２）１４はＰＳＴＮ２０３からのＴＤＭのディジタルデータをＹｐｐｓのパケットデータに変換し、ＩＰ網２０２へ送信する。ＰＳＴＮ２０３は公衆電話網であり、電話端末（＃２）１２が接続されている。
【００３５】
図５及び図６は本発明の他の実施例によるパケット転送システムの動作を示すシーケンスチャートである。これら図２と図４〜図６とを参照して本発明の他の実施例によるパケット転送システムの動作について説明する。まず、図５を参照して電話端末（＃１）１１がＩＰ電話端末１６と通話する場合の動作について説明する。
【００３６】
電話端末（＃１）１１からＭＧＷ（＃１）１３に音声データがアナログ信号で送信されると（図５のｂ１）、ＭＧＷ（＃１）１３はアナログ音声データをディジタル化してパケット速度がＸｐｐｓになるようにパケット化し（図５のｂ２）、そのパケットを事業者網２０１に流す。
【００３７】
音声パケットデータは事業者網２０１の中をパケット速度Ｘｐｐｓで転送され、ゲートウェイ装置１５に到達する（図５のｂ３）。ゲートウェイ装置１５はＩＰ網２０２のパケット転送速度に適応させるために、受信したパケットをｎ個結合し、ＩＰ網２０２に対してパケット速度Ｙｐｐｓで送信する（Ｙ＝ｎＸ）（図５のｂ４）。
【００３８】
結合された音声パケットデータはＩＰ網２０２を経由してＩＰ電話端末１６に到達する（図５のｂ５）。ＩＰ電話端末１６はパケット速度Ｙｐｐｓで受信したパケットを合成・復号化し、復号化した音声をユーザに聞かせる（図５のｂ６）。
【００３９】
ＩＰ電話端末１６がパケット速度Ｙｐｐｓで音声パケットデータを送信すると、その音声パケットデータはＩＰ網２０２を経由してゲートウェイ装置１５に到達する（図５のｂ１１）。ゲートウェイ装置１５は事業者網２０１のパケット転送速度に適応させるために、ＩＰ網２０２から受信したパケットをｎ個に分解し（図５のｂ１２）、事業者網２０１に対してパケット速度Ｘｐｐｓで送信する（図５のｂ１３）。
【００４０】
ＭＧＷ（＃１）１３は事業者網２０１の中をパケット速度Ｘｐｐｓで転送されてきたディジタル音声データをアナログ化し（図５のｂ１４）、そのアナログ信号の音声データを電話端末（＃１）１１に送信する（図５のｂ１５）。
【００４１】
次に、図６を参照して電話端末（＃１）１１と、ＰＳＴＮ２０３に接続されている電話端末（＃１）１２とが通話する場合の動作について説明する。
【００４２】
電話端末（＃１）１１からＭＧＷ（＃１）１３に音声データがアナログ信号で送信されると（図６のｃ１）、ＭＧＷ（＃１）１３はアナログ音声データをディジタル化してパケット速度がＸｐｐｓになるようにパケット化し（図６のｃ２）、そのパケットを事業者網２０１に流す。
【００４３】
音声パケットデータは事業者網２０１の中をパケット速度Ｘｐｐｓで転送され、ゲートウェイ装置１５に到達する（図６のｃ３）。ゲートウェイ装置１５はＩＰ網２０２のパケット転送速度に適応させるために、受信したパケットをｎ個結合し、ＩＰ網２０２に対してパケット速度Ｙｐｐｓで送信する（Ｙ＝ｎＸ）（図６のｃ４）。
【００４４】
ＩＰ網２０２に送信されたパケットはＭＧＷ（＃１）１４に到達するので（図６のｃ５）、ＭＧＷ（＃１）１４はＩＰ網２０２からのパケットデータをＰＳＴＮ２０３に適した形式（ＴＤＭデータ）に変換し（図６のｃ６）、音声データとしてＰＳＴＮ２０３を介して電話端末（＃２）１２に到達する。
【００４５】
尚、電話端末（＃２）１２から電話端末（＃１）１１への通話は、上記のシーケンスとは逆の手順にて電話端末（＃１）１１に到達する。
【００４６】
ゲートウェイ装置１５では事業者網２０１からのパケットデータをｎ個結合することによって、パケット伝送速度をＸｐｐｓからＩＰ網２０２のパケット転送速度であるＹｐｐｓ（Ｙ＝ｎＸ：ｎは整数）に変換する。
【００４７】
また同様に、ゲートウェイ装置１５ではＩＰ網２０２からのパケットデータをｎ個に分解することによって、パケット速度をＹｐｐｓから事業者網２０１のパケット伝送速度であるＸｐｐｓに変換する。これによって、本実施例では事業者網２０１の中で処理能力不足によるパケットオーバフローを防止することができる。
【００４８】
図７は図４のゲートウェイ装置１５による変数決定処理を示すフローチャートである。これら図２と図４と図７とを参照してゲートウェイ装置１５による変数決定処理について説明する。尚、この変数決定処理はゲートウェイ装置１５のパケット転送速度整合回路２２にて行われる。
【００４９】
ゲートウェイ装置１５はパケット転送速度（ｐｐｓ）を示す変数であるＸ，Ｙとパケット結合・分解値ｎを設定する場合、まずＩＰ電話端末１６の採用しているパケット化周期（＝サンプリング周期）によって変数Ｙを決定する（図７ステップＳ１）。例えば、パケット化周期を５０ｍｓとすると、１ｓの間にパケットが２０個発生するので、パケット転送速度は２０ｐｐｓとなり、この場合の変数Ｙの値は２０となる。
【００５０】
次に、ゲートウェイ装置１５は事業者網２０１の中で最もパケット処理能力の低いネットワーク機器のパケット処理能力によって変数Ｘを決定する（図７ステップＳ２）。例えば、事業者網２０１の中のネットワーク機器のパケット処理能力が１秒間に５パケットであるとすると、Ｘ＝５となる。
【００５１】
最後に、ゲートウェイ装置１５は上記のようにして決定した変数Ｘ，Ｙから変数ｎを決定する（図７ステップＳ２）。この変数ｎはゲートウェイ装置１５がパケットを分解または結合するパケット数である。ここでは、２０ｐｐｓのパケットを５ｐｐｓに変換するので、ｎ＝４となる。
【００５２】
尚、電話端末（＃１）１１とＭＧＷ（＃１）１３とを一体化してユーザ端末とすることも考えられる。具体的には、ユーザがＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）やパーソナルコンピュータに、ヘッドセット（ヘッドホンとマイクとの一体型装置）を接続して通話するケースが考えられる。この場合、ＰＤＡやパーソナルコンピュータの内部では音声データをＸｐｐｓにパケット化するので、ＭＧＷ（＃１）１３が不要となる。
【００５３】
また、本実施例では、ゲートウェイ装置１５で２つのネットワーク（事業者網２０１及びＩＰ網２０２）を相互接続する例を示しているが、３つ以上の複数のネットワークの相互接続も可能である。
【００５４】
このように、本発明では、ネットワーク中にパケット処理能力が低いネットワーク機器が存在しても、パケットロスが発生することなく、円滑な通信を実現することができる。
【００５５】
また、本発明では、パケット処理能力の違うネットワーク同士を相互接続できる。さらに、本発明では、２つのネットワークの接続だけに限らず、３つ以上の複数のネットワークの相互接続も可能となる。
【００５６】
さらにまた、本発明では、結合や分解を行うパケットの数を可変とすることで、どのようなパケット処理能力の異なるネットワークの相互接続にも柔軟に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施例によるパケット転送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１のゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施例によるパケット転送システムの動作を示すシーケンスチャートである。
【図４】本発明の他の実施例によるパケット転送システムの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の他の実施例によるパケット転送システムの動作を示すシーケンスチャートである。
【図６】本発明の他の実施例によるパケット転送システムの動作を示すシーケンスチャートである。
【図７】図４のゲートウェイ装置による変数決定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１  端末（＃１）
２，１５  ゲートウェイ装置
３  端末（＃２）
１１  電話端末（＃１）
１２  電話端末（＃２）
１３  ＭＧＷ（＃１）
１４  ＭＧＷ（＃２）
１６  ＩＰ電話端末
２１  パケット結合分解回路
２２  パケット転送速度整合回路
１０１，１０２  ネットワーク
２０１  事業者網
２０２  ＩＰ網
２０３  ＰＳＴＮ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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