(57)【要約】ワイヤレスバーチャルローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）と、無線ＶＬＡＮに選択的に、この無線ＶＬＡＮから独立した第２の無線ネットワークを介して接続するデバイス。このデバイスは、少なくとも１つの無線ＶＬＡＮと第２の無線ネットワークに接続することができる。無線ＶＬＡＮアクセスポイントがイーサネット集合交換機に接続されており、このイーサネット集合交換機はＶＬＡＮを認識し、接続されたアクセスポイントからのクライアントトラフィックをアクセスＶＬＡＮにマッチングする。無線ＶＬＡＮ交換機がアクセスＶＬＡＮとコアＶＬＡＮとの間の関連テーブルを保守する。第２の無線ネットワークはインターネットまたは私的ネットワークを介してリモートでトンネル端末点に接続される。トンネル端末点はＶＬＡＮ交換機に接続されており、このＶＬＡＮ交換機は関連テーブルを使用して、接続されたデバイスと他の移動局との間の自由形式クライアントトラフィックを、アクセスＶＬＡＮおよび適切なコアＶＬＡＮにおいて管理する。
2005538585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線アクセス能力を備えるネットワークであって、
複数の無線アクセスポイントと、少なくとも１つのイーサネット集合交換機と、自由形式のバーチャルネットワーク交換機と、少なくとも１つのトンネル端末点とを有し、
前記複数の無線アクセスポイントの１つはそれぞれ前記少なくとも１つのイーサネット集合交換機に接続されており、
前記イーサネット集合交換機はバーチャルＬＡＮ（ＶＬＡＮ）を認識し、接続されたアクセスポイントからのクライアントトラフィックをアクセスＶＬＡＮとマッチングし、
前記自由形式のバーチャルネットワーク交換機は前記各接続されたイーサネット集合交換機において、前記アクセスＶＬＡＮと適切なコアＶＬＡＮとの間でクライアントトラフィックを交換し、
前記少なくとも１つのトンネル端末点は、前記自由形式のバーチャルネットワーク交換機への別の無線ネットワークに接続されている、
ことを特徴とするネットワーク。
【請求項２】
請求項１記載のネットワークにおいて、前記自由形式のバーチャルネットワーク交換機は、前記アクセスＶＬＡＮと前記コアＶＬＡＮとの間の関連テーブルを保守する。
【請求項３】
請求項１記載のネットワークにおいて、少なくとも１つの移動局を有し、
該移動局は前記複数のアクセスポイントと前記別の無線ネットワークに無線で接続可能であり、
該移動局は前記ネットワークと前記複数のアクセスポイントのうちの使用可能な１つを通して通信し、前記複数のアクセスポイントのいずれもが使用不能である場合、前記別の無線ネットワークに自動的に切り換えられる。
【請求項４】
請求項３記載のネットワークにおいて、
前記少なくとも１つの移動局が前記別の無線ネットワークに切り換えられる場合、前記少なくとも１つの移動局は、当該移動局に対して定められたネットワークパケットを、前記別の無線ネットワークを介して前記少なくとも１つのトンネル端末点に伝送する。
【請求項５】
請求項３記載のネットワークにおいて、
前記少なくとも１つの移動局が前記別の無線ネットワークに切り換えられる場合、前記少なくとも１つの移動局はレイヤ２のトンネルを維持し、イーサネットパケットを前記別の無線ネットワークを介して前記少なくとも１つのトンネル端末点に伝送し、
前記イーサネットパケットは、前記少なくとも１つの移動局にあるＷＬＡＮインタフェースのＭＡＣアドレスおよびＩＰアドレスを含んでおり、これによりネットワークへの接続がシームレスに維持される。
【請求項６】
請求項５記載のネットワークにおいて、前記少なくとも１つのトンネル端末点は前記レイヤ２のトンネルを終端し、前記MACアドレスに対するプロクシである。
【請求項７】
請求項１記載のネットワークにおいて、
前記移動局が受信エリア間を移動し、前記アクセスポイントと前記別の無線ネットワークとの間で切り替わるとき、前記自由形式のバーチャルネットワーク交換機は各切り替えを識別し、各切り替えに対して関連テーブルを更新する。
【請求項８】
請求項１記載のネットワークにおいて、さらにルータと、ＤＨＣＰサーバと、ゲートウエイとを有し、
前記ルータは、前記コアＶＬＡＮ上で前記バーチャルネットワーク交換機と公衆ネットワークとの間でトラフィックをルーティングし、
前記ＤＨＣＰサーバは、前記自由形式のバーチャルネットワーク交換機と前記公衆ネットワークとの間の接続を管理し、
前記ゲートウエイは、アクセスコントロール、ネットワークアドレス変換およびファイヤウォールを提供する。
【請求項９】
請求項１記載のネットワークにおいて、前記アクセスポイントの少なくとも２つは１つのハブに接続されて、アクセスポイントグループを形成し、
前記ハブは前記アクセスポイントグループを前記イーサネット集合交換機に接続する。
【請求項１０】
請求項１記載のネットワークにおいて、前記別の無線ネットワークは携帯電話ネットワークである。
【請求項１１】
請求項３記載のネットワークにおいて、前記少なくとも１つの移動局は無線LANインタフェースと、携帯電話を有し、
前記無線ＬＡＮインタフェースは複数のアクセスポイントの使用可能な１つと無線で通信し、
前記携帯電話は前記別の無線ネットワークと選択的に通信する。
【請求項１２】
請求項１１記載のネットワークにおいて、前記無線ＬＡＮインタフェースはアクセスポイントキャリア信号をモニタし、前記アクセポイント信号の存在／非存在を指示する。
【請求項１３】
請求項１１記載のネットワークにおいて、前記ネットワークは構内交換ネットワーク（ＰＢＸ）であり、前記無線ＬＡＮインタフェースはボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）インタフェースである。
【請求項１４】
請求項１記載のネットワークにおいて、前記別の無線ネットワークは前記ネットワークにトンネル端末点を通して接続された複数の別の無線ネットワークの１つである。
【請求項１５】
無線アクセス能力を備えるネットワークであって、
複数の無線アクセスポイントと、複数の移動局と、イーサネット集合交換手段と、自由形式のバーチャルネットワーク交換手段と、トンネル端末手段とを有し、
前記複数の移動局は前記複数のアクセスポイントに無線で接続可能であり、少なくとも１つの移動局は少なくとも１つの別の無線ネットワークに接続可能であり、
前記イーサネット集合交換手段は、前記複数のアクセスポイントの１つを前記ネットワークに接続し、
該イーサネット集合交換手段はバーチャルＬＡＮ（ＶＬＡＮ）を認識し、前記複数のアクセスポイントからのクライアントトラフィックをアクセスＶＬＡＮにマッチングし、
前記自由形式のバーチャルネットワーク交換手段はクライアントトラフィックをイーサネット集合交換手段において適切なコアＶＬＡＮに交換し、
トンネル端末手段はイーサネットパケットを終端し、別の無線ネットワークを介して伝送し、終端された前記イーサネットパケットをクライアントトラフィックとして前記自由形式のバーチャルネットワーク交換手段に供給し、
前記トンネル終端手段はＭＡＣアドレスプロクシを接続された前記少なくとも１つの移動局に対して供給し、
前記自由形式のバーチャルネットワーク交換手段は、前記トンネル終端手段からのクライアントトラフィックを適切なコアＶＬＡＮに交換する、
ことを特徴とするネットワーク。
【請求項１６】
請求項１５記載のネットワークにおいて、
前記少なくとも１つの移動局は、前記複数のアクセスポイントのうちの使用可能な１つを介して前記ネットワークと無線で通信するための手段と、前記複数のアクセスポイントもいずれもが使用不能な売、前記別の無線ネットワークの１つに自動的に切り換えるための手段とを有する。
【請求項１７】
請求項１５記載のネットワークにおいて、自由形式のバーチャルネットワーク交換手段は、前記アクセスＶＬＡＮと前記コアＶＬＡＮとの関連テーブルを保守する手段を有する。
【請求項１８】
請求項１５記載のネットワークにおいて、
少なくとも１つの移動局は、当該移動局に対して定められたネットワークパケットを前記別の無線ネットワークの１つを介してトンネル端末点に伝送するためのトンネル伝送手段を有する。
【請求項１９】
請求項１５記載のネットワークにおいて、
少なくとも１つの移動局はレイヤ２のトンネルを維持するための手段を有し、
該トンネルはイーサネットパケットを、前記別の無線ネットワークを介して前記トンネル端末点と前記少なくとも１つの移動局との間で伝送し、
前記イーサネットパケットは、前記少なくとも１つの移動局にあるＷＬＡＮインタフェースのＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを含み、
前記移動局はＦＬＡＮ接続をシームレスに維持する。
【請求項２０】
請求項１５記載のネットワークにおいて、
前記自由形式のバーチャルネットワーク交換手段は、受信エリア間の各切り替えを識別し、前記アクセスポイントと前記別の無線ネットワークとを切り換えるための手段と、前記各切り替えに応答して関連テーブルを更新するための手段とを有する。
【請求項２１】
請求項１５記載のネットワークにおいて、
コアＶＬＡＮトラフィックを前記バーチャルネットワーク交換機と公衆ネットワークとの間でルーティングするためのトラフィックルーティング手段と、
前記自由形式のバーチャルネットワーク交換機と前記公衆ネットワークとの間の接続を管理するためのＤＨＣＰサーバと、
前記公衆ネットワークにおいてアクセスコントロール、ネットワークアドレス変換およびファイヤウォールセキュリティを提供する手段とをさらに有する。
【請求項２２】
請求項１５記載のネットワークにおいて、前記アクセスポイントの少なくとも２つを１つのアクセスポイントグループにグループ化し、該アクセスポイントグループを前記イーサネット集合交換手段と接続するためのグループ化手段をさらに有する。
【請求項２３】
請求項１５記載のネットワークにおいて、前記少なくとも１つの移動局は、携帯電話ネットワークと通信するための携帯電話通信手段を有する。
【請求項２４】
請求項２３記載のネットワークにおいて、前記ネットワークは構内交換ネットワークである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレスローカルネットワーク（ＷＬＡＮ）に関するものであり、より詳細には接続された無線通信デバイスを備えるＷＬＡＮに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥワイヤレスプロトコルデザイン８０２．１１ｂはイーサネットローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）の変形である。イーサネット技術は新しい必要性に対して驚くべき適応能力を示しており、単純な１０ＭｂｐｓバスからＧバイト・フルデュプレックス交換ネットワークおよび無線ＬＡＮまで発展した。イーサネットは良く知られており、コスト低減やイーサネットデバイスの集積の点で豊富な経験がある。現在のイーサネットカード（１０ＢａｓｅＴ）は＄１０以下で市販されている。８０２．１１ｂワイヤレスＬＡＮ（ＷＬＡＮ）カード技術は同じ経済的なスケール効果を受け、価格は最近では当初の値段よりも３０％以上安くなっている。トラック記録を前提にすれば、イーサネットのリスクは低く、ワイドエリアの移動性に挑戦するのに適した拡張可能な技術である。
【０００３】
結論として、ＷＬＡＮ技術は分裂可能な技術である。言い替えると、ＷＬＡＮ技術はパラダイムを変化することができ、予想もできない市場を開発するかもしれない。分裂的技術の過去の例は、電話機、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、およびインターネットである。現在、ＷＬＡＮは家庭内ネットワークおよびオフィスネットワークの両方に対して安価なソリューションを広範に提供するようになっている。しかし現在では３つの大きな制限がＷＬＡＮ技術にある。速度、レンジ、そしてセキュリティである。
【０００４】
８０２．１１ｂ規格は１１Ｍバイト／ｓまでの速度をサポートする。しかし８０２．１１ａと８０２．１１ｇはさらに高速を提供する。レンジは制限されているが（典型的には戸外で約５０ｍ）、デモンストレーションでは双方向アンテナを使用して２０マイルまでの到達能力を示した。ワイヤレス基地局のサービスエリアを拡張する研究が続けられている。ワイヤレスネットワーク用のＷＥＰ（Wired Equivalent Privacy）は意図したよりも保安性に関しては劣っていることが検証された。ＷＥＰの保安性制限は良く知られており、ワイヤレスインタフェースの保安性を改善するためにプロトコルの強化が研究されている。
【０００５】
ＩＥＥＥ８０２．１ＱバーチャルＬＡＮ（ＶＬＡＮ）プロトコルはＶＬＡＮブリッジの相互運用性動作を定義する。８０２．１ＱはブリッジＬＡＮインフラストラクチャでのＶＬＡＮトポロジーの定義、動作および管理を提供する。ここではすべてのタイプのＬＡＮを共にメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）ブリッジにより接続することができる。
【０００６】
従来、これらのイーサネットＬＡＮバリアントは比較的硬直的に構成されていた。いったん接続されると、デバイスは自由に他の接続デバイスと通信することができる。しかしリクエストを送信した後、応答を受信する前に接続が失われると、この応答が失われてしまう。同じポートまたは別のポートに再接続されると、応答が以前に到着していても、この応答は失われており、リクエストを再度送信しなければならない。このことは依然としてＶＬＡＮ形式に対して当てはまり、このようなＶＬＡＮに無線で接続されたデバイスにも当てはまる。従ってＶＬＡＮにアクセスポイントを介して接続されたワイヤレスデバイスがこのアクセスポイントの受信エリアを去ると、このデバイスは通信を再度確立しなければならない。このことはこのワイヤレスデバイスがＬＡＮ受信エリア全体、すなわち接続されたアクセスポイントすべてによりカバーされるエリアを去るわけではなく、接続された他のアクセスポイントの受信エリアに留まる場合であっても当てはまる。
【０００７】
ワイヤレスＬＡＮカバレージエリアを越えると、ワイヤレスデバイスは有線（例えばモデムにより）または無線での他の接続を見つけなければならない。他の無線技術、とりわけ無線セル方式電話技術は、アクセスポイントを容易に使用できない場合、ある程度適切な接続を提供する（高価な接続ではあるが）。無線通信技術が次世代のより高速な通信に向かって進化しているので、この形式の代替接続の性能は許容できるまでになるであろう。しかしコストが専用的に使用することへの障壁であると予想される。従ってワイヤレスLAN接続が好まれるであろう。
【０００８】
さらにセルラー方式（または他の無線通信技術）と低コストの無線ＬＡＮ接続とを手動で切り換えることも混乱を生じさせる。無線ＬＡＮ接続を使用できるエリアと使用できないエリアとの間を移動しようとする人は、接続遮断を受け入れるか、または一定の接続を維持するためには他の無線サービスへの接続に割増金を支払わなければならない。
【０００９】
従って無線で接続されたデバイスが自由にローミングすることができ、かつワイヤレスネットワークへの接続を維持することができるワイヤレスＬＡＮが必要であり、このワイヤレスＬＡＮはそのレンジの外であっても第２のネットワークを使用して接続を維持できるようにすべきである。
【００１０】
発明の要約
本発明の課題は、ワイヤレスネットワークでのユーザ移動性を改善することである。
【００１１】
本発明の別の課題は、無線デバイスネットワークの接続可能性を拡張することである。
【００１２】
本発明の別の課題は、ネットワークに無線で接続されたネットワーククライアントが現在の接続アクセスポイントのレンジを越えて自由にローミングすることができ、しかもネットワーク接続を第２のネットワークを介して維持できるように構成することである。
【００１３】
本発明は、無線バーチャルローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）と、無線ＶＬＡＮに直接または間接的に第２の無線ネットワークを介して選択的に接続するデバイスに関するものである。ここでこの第２の無線ネットワークは無線ＶＬＡＮから独立している。このデバイスは少なくとも２つの無線ネットワーク接続能力を有し、１つはＶＬＡＮへの接続に対するものであり、１つは第２の無線ネットワークへの接続に対するものである。無線ＶＬＡＮは多重無線アクセスポイントを含み、それらはイーサネット集合交換機にそれぞれ接続されている。各イーサネット集合交換機はＶＬＡＮを認識し、アクセスＶＬＡＮに接続されたアクセスポイントからのクライアントトラフィックをマッチングする。無線ＶＬＡＮ交換機はアクセスＶＬＡＮとコアＶＬＡＮとの間の関連テーブルを保守する。第２の無線ネットワークはインターネットまたは私的ネットワークを介してトンネル端末点にリモートで接続することができる。トンネル端末点はＶＬＡＮ交換機に接続されており、ＶＬＡＮ交換機は関連テーブルを使用して、接続されたデバイスとＶＬＡＮおよび適切なコアＶＬＡＮにアクセスする他の移動局との間の自由形式のクライアントトラフィックを管理する。
【００１４】
図面の簡単な説明
図１は、自由形式のバーチャルローカルエリアネットワーク（ＦＬＡＮ）の例を示す。
図２Ａは、拡張ＦＬＡＮと移動局（ＭＳ）の有利な実施例を示し、移動局は個別のＡＰカバレージエリアにより記述されたカバレージエリアを越える接続を維持することができる。
図２Ｂは、ＭＳが第２の無線ネットワークを介してＦＬＡＮとの接続を維持するトンネリングを示す。
図３Ａ−Ｂは、ＦＬＡＮ交換機のパケット操作を、アクセスポイントへのダウンストリームパケットとコアポートへのアップストリームパケットの例で示すフローチャートである。
図４は、イーサネット集合交換機のＶＬＡＮ構築の例を示す図である。
図５は、有利なＦＬＡＮ交換機がＶＬＡＮ／ポートに関連するデフォルト関係によりどのようにプログラムされているかを示す図である。
図６は、コアＶＬＡＮが論理インタフェースにどのようにマッピングされるかを示す図である。
【００１５】
有利な実施例の説明
図１は、自由形式のバーチャルローカルエリアネットワークＦＬＡＮ１００を示す。このバーチャルローカルエリアネットワークＦＬＡＮは米国特許明細書１０／１４０６２９号に記載の無線アクセス能力を備える。無線クライアント／移動局はＦＬＡＮ１００に接続し、いったん接続されると、無線カバレージエリア内を自由に１つのアクセスポイントから別のアクセスポイントへ途切れなしにローミングする。本発明は、無線クライアントのローミング能力を拡張し、適切に装備された無線クライアントデバイスがＦＡＬＮ無線カバレージエリアを越えることができるようにする。
【００１６】
通常、無線クライアントデバイスまたは移動局（ＭＳ）１０２，１０４は無線データリンクによって多数のアクセスポイント（ＡＰ）１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６の１つに接続されている。このような移動局１０２，１０４または無線クライアントデバイスの例はパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話（とりわけインターネット能力のある携帯電話）、ノートブックコンピュータ／無線タブレット、または無線通信能力を備えるオンボードネットワークを装備した列車を含むことができる。ＭＳ１０２，１０４がＡＰ１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６の少なくとも１つのレンジ内に存在すると仮定すれば、ＦＬＡＮ１００への接続はこのＡＰ１０６，１０８，１０，１１２，１１４，１１６によって行われる。各ＡＰ１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６はイーサネット集合交換機１１８に接続されている。各集合交換機１１８は、接続されたＡＰ１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６からのすべてのクライアントトラフィックを統合する。クライアントトラフィックはこれを通過して、有利には自由形式のバーチャルネットワーク交換機またはＦＬＡＮ交換機１２０にアップストリームに到達する。オプションとして有利な実施例のネットワークは、集合交換機１１８および／またはＦＬＡＮ交換機１２０のレイヤを１つ以上含むことができる。
【００１７】
この実施例には示されていないが、本発明の有利な実施例によれば、少なくとも１つのＭＳ（例えばＰＤＡ，携帯電話、ノートブックコンピュータまたは無線タブレット）はＷＬＡＮ接続能力に加えて少なくとも１つの別の無線通信能力（例えば携帯電話能力）を備えており、他の無線ネットワークに接続することができる。従ってＭＳが無線カバレージエリアＭＳを逸脱するか、またはＷＬＡＮ接続を失っても、この別の第２の無線能力により、この別の無線ネットワークによってＦＬＡＮ１００へのバーチャル接続を継続することができる。これによりサービスの分断が回避される。このような別の無線通信能力の例は、移動通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ），一般パケットラジオサービス（ＧＰＲＳ）、第３世代の無線技術（３Ｇ），符号分割多重アクセス２０００（ＣＤＭＡ２０００）技術、または他の適切な無線通信技術に基づく通信能力を含むことができる。例えばＭＳ１０２，１０４はＣＤＭＡ２０００トランシーバと８０２．１１ｂイーサネットアダプタを含むことができる。
【００１８】
ＦＬＡＮ交換機１２０は典型的にはルータ１２２を介して典型的にはＤＨＣＰサーバ１２４と、公衆ネットワーク、例えばインターネット１２６に接続することができる。オプションとしての保安性のために、ルータ１２２は外部へ典型的にはゲートウエイ１２８により接続され、このゲートウエイ１２８はアクセスコントロール、ネットワークアドレス変換（ＮＡＴ）およびファイヤウォールを提供する。各ＦＬＡＮ交換機１２０は多重ＶＬＡＮトランクインタフェース１３０，１３２を有する。集合交換機１１８に接続されたＦＬＡＮ交換機インタフェース１３０は有利にはここではアクセスポートであり、このアクセスポートに到来するパケットはダウンストリームパケットである。ルータ１２２に接続されたＦＬＡＮ交換機インタフェース１３２はここではコアポートであり、このコアポート１３２に到来するパケットはアップストリームパケットである。
【００１９】
ＶＬＡＮ認識交換機はイーサネット交換機を参照する。このイーサネット交換機は各フレームをシングルＶＬＡＮ，例えばイーサネット集合交換機１１８に関連付ける。典型的なＶＬＡＮ認識交換機は関連テーブルを有し、このテーブルの各行はMACアドレス、VLAN ＩＤおよびポートを含む。従ってＶＬＡＮ認識交換機は各フレームをMACアドレスに、このシングル関連ＶＬＡＮに基づいて転送する。反対に有利なＦＬＡＮ交換機１２０は各フレームを２つのＶＬＡＮに関連付ける。１つはアクセスポート１３０であり、脳１つはコアポート１３２である。最後にＦＬＡＮ交換機１２０はポート関連テーブルを保守する。このポート関連テーブルの各行は、MACアドレス、アクセスポート／VLANペア、およびコアポート／ＶＬＡＮペアを含む。さらに集合交換機１１８は、各アクセスポートを種々異なるＶＬＡＮにそのトランクポート上で静的にマッピングするよう構成されている。オプションとして各集合交換機１１８はＶＬＡＮを、それぞれ異なるポートに接続された多重ＡＰ１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６と共有することができる。しかし１つの集合交換機１１８上のポートよりも多くのＶＬＡＮ ＩＤ（４０９４）を使用することができるから、通常、ＦＬＡＮ交換機１２０はＶＬＡＮ ＩＤを種々異なる集合交換機１１８で再使用することができ、ＶＬＡＮ ＩＤを共有する必要はない。
【００２０】
ＦＬＡＮ１００に対して各ＡＰ１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６の伝送／受信レンジは、それぞれに対するカバレージエリアが隣接するアクセスポイントのカバレージエリアとオーバラップし、意図するカバレージエリアに対して切れ目のないサービスを提供するように選択されている。接続された移動局１０２，１０４はアクセスポイント受信エリア間を通過することができ、それでもなおＦＬＡＮ１００との一定の通信接続が維持される。ただし、移動局がＡＰ１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６の少なくとも１つとのコンタクトを維持することが前提である。集合交換機１１８はデータをＡＰ１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６とＦＬＡＮ交換機１２０との間で交換する。ＦＬＡＮ交換機１２０は、移動局１０２，１０４と例えば選択されたインターネットアドレス１２６との間でデータをシームレスにルーティングする。移動局１０２，１０４が１つのアクセスポイント（例えば１１０）から別のアクセスポイント（例えば１１６）に移動するとき、所定の移動局１０２，１０へのデータ伝送およびそれからのデータ伝送はＦＬＡＮ１００の残りの部分を介して自動的に正しく行われ、手動での関与は行われない。従ってＭＳ１０２，１０４はこれがカバレージエリアから去るまでは、すなわちＡＰ１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６のいずれかとコンタクトできなるまでは接続を維持することができる。本発明によれば移動局には少なくとも１つの別の無線ネットワークと接続する能力が装備されており、移動局がＦＬＡＮ１００にカバレージエリア内にいなくてもこの接続を維持することができる。
【００２１】
図２Ａには本発明による拡張ＦＬＡＮ３００の有利な実施例が示されている。同じエレメントには図１のＦＬＡＮ１００と同じ参照符号が付してある。ＭＳ３０２に対する接続領域は個別のＡＰカバレージエリアにより記述されるカバレージエリアを越える。各ＭＳ３０２は少なくとも２つの独立した無線通信能力を有し、有利にはＡＰ１０８，１１０，１１２，１１４，１１６への通信に対するＷＬＡＮ能力３０４（例えばオンボードＷＬＡＮカードまたはインタフェースによる）と、代替接続無線ネットワーク３０８への代替通信プロトコル接続３０６（例えば携帯電話モジュールによる）である。この第２の代替接続無線ネットワーク３０８自体は他のＷＬＡＮインタフェースとすることができ、インターネットまたは他の私的ネットワーク３１０を介して適切なトンネル端末点３１２に接続する。トンネル端末点３１２は所定の第２の無線ネットワーク３０８を介するイーサネットブリッジを提供する。トンネル端末点３１２はＦＬＡＮ交換機１２０にＶＬＡＮトランクインタフェース３１４を介して接続されている。このＶＬＡＮトランクインタフェースは実質的にアクセスポイント１３０に等しい。
【００２２】
この実施例でＭＳ３０２はＷＬＡＮ接続能力（例えば８０２．１１ｂ無線イーサネット）と少なくとも１つの代替または第２の無線通信能力（例えばＣＤＭＡ２０００，ＧＳＭ，３Ｇ）を有する。図１のＭＳ１０２，１０４のような無線クライアントデバイスはＡＰ１０８，１１０，１１２，１１４，１１６へ接続するためただ１つの無線通信能力を有しており、（本発明の拡張ＦＬＡＮ３３０も含めて）第２のネットワークへ接続するための能力は備えていない。これらの移動局は通常は、ＡＰ１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６により提供されるカバレージエリアの外でＦＬＡＮ３００にアクセスできない。またＭＳ３０２はこれがレンジ内にいる場合は、ＭＳ１０２，１０４と同じようにＡＰ１０８，１１０，１１２，１１４，１１６を介してＦＬＡＮ３００と通信する。
【００２３】
図２Ｂに示すように、クライアント（ＭＳ３０２）がＡＰカバレージエリアを逸脱するか、または何らかの理由でＡＰ１０８，１１０，１１２，１１４，１１６へ接続できない場合でも、例えばアクセスポイントキャリア信号が選択されたレベルを下回り使用可能なＡＰ１０８，１１０，１１２，１１４，１１６が存在しないことを指示すると、ＭＳ３０２は自動的に第２のネットワーク３０８によるその代替接続に切り替わる。信号強度をモニタリングすることは良く知られており、ほとんどの市販携帯電話で指示される。ＭＳ３０２が接続を切り換えると、ＭＳ３０２はパケットをレイヤ２のトンネル３２０を通して送信する。このトンネル３２０はＦＬＡＮ３００にはクライアントのＷＬＡＮインタフェースとして映る。イーサネットフレームまたはパケットはクライアントのＷＬＡＮインタフェース（例えばＷＬＡＮカード）のＭＡＣまたはＩＰアドレスを含んでおり、第２のネットワークを介してトンネル端末点３１２に達する。トンネル端末点３１２はレイヤ２のトンネル３２０を終端し、イーサネットフレームをクライアント（例えばＭＳ３０２）からＶＬＡＮトランクインタフェース３１４を介してＦＬＡＮ交換機１２０に通過させる。このように接続された各ＭＳ３０２はこのレイヤ２のトンネル３２０を維持する。このトンネルはイーサネットパケットを、第２のネットワーク３０８を介してトンネル端末点３１２に伝送し、次にＦＬＡＮ交換機１２０に伝送する。これによりＦＬＡＮ３００への接続がシームレスに維持される。
【００２４】
接続が第２のネットワーク３０８に切り替わると、ＦＬＡＮ交換機１２０にはクライアントに対する他のポート変化として映る。すなわち通常のＦＬＡＮモビリティイベントを見る。従って第２のネットワーク３０８への切り替えはＦＬＡＮ３００には不可視である。クライアントが接続エリアに戻ると、クライアント（ＭＳ３０２）は自動的にレイヤ２のトンネル３２０を終了し、接続を第２のネットワーク３０８から図２Ａの３０４に切り換える。この切り替えはＷＬＡＮインタフェース３０４上でイーサネットフレーム伝送をレジュームすることにより簡単に行われ、これも通常のＦＬＡＮモビリティイベントである。ネットワークがＷＡＬＮから第２のネットワークへの非常に高速のハンドオフを必要とする場合、クライアントがＷＬＡＮに接続されている間、レイヤ２のトンネルは維持されるが使用されない。
【００２５】
図３Ａはアクセスポイントでのダウンストリームパケットに対するＦＬＡＮ交換機パケットハンドリングのフローチャートであり、図３Ｂはコアポートでのアップストリームに対するＦＬＡＮ交換機パケットハンドリングのフローチャートである。図３Ａで、ダウンストリームパケットはアクセスポイントにステップ１４２で到着する。ダウンストリームパケットがＤＨＣＰリクエストであれば、ルータ（図１および図２Ａ，Ｂの１２２）はＤＨＣＰリレーエージェントとして動作し、このパケットをＤＨＣＰサーバ１２４に伝送する。通常のＤＨＣＰサーバとして動作するこのＤＨＣＰサーバ１２４はアドレスをクライアントに返信し、これによりこれによりクライアント（例えばＭＳ１０２、１０４，３０２）を構築し、トラフィックを通過させる。ＤＨＣＰサーバ１２４はクライアント１０２，１０４，３０２を、ＦＬＡＮ交換機１２０によりデフォルトで割り当てられたＶＬＡＮにマッチングしないサブネットに再割り当てすることができる。ＭＳ１０２，１０４，３０２がデフォルト以外のサブネットに割り当てられる場合、ＤＨＣＰ応答は適切なＤＨＣＰリレーエージェントと正しいＶＬＡＮに向けられる。
【００２６】
続いてステップ１４４ではポート割り当てテーブルが検査され、フレームが現在接続されているＭＳ１０２，１０４，３０２のＭＡＣアドレスを含んでいるか否かが検出される。パケットが現在の接続から発生するものでなければ、ソースＭＡＣアドレス、アクセスポート／ＶＬＡＮおよびデフォルトのコアポート／ＶＬＡＮ情報をポート割り当てテーブルに入力することによって新たな接続が構築される。デフォルトのコアポート／ＶＬＡＮは到来するアクセスポイント／ＶＬＡＮに関連する。ステップ１４８で適切なＶＬＡＮタグがダウンストリームパケットに対して新たなデフォルトコアＶＬＡＮを反映するために変化される。次にステップ１５０でこのパケットはデフォルトのコアポートに切り換えられる。しかしステップ１４４でＭＡＣアドレスが現在接続されているＭＳ１０２，１０４，３０２に所属するものと識別されると、ステップ１５２でポート割り当てテーブルが検査され、アクセスポート／ＶＬＡＮが変化したか否かが検出される。アクセスポート／ＶＬＡＮが変化するのは、移動局（例えばＭＳ３０２）がＡＰ受信エリア間をローミングする場合、またはカバレージエリアを出入りする場合、すなわち図１の第１の無線アクセスポイント１１０のカバレージエリアから出て、他の無線アクセスポイント１１６のカバレージエリアに戻る場合である。アクセスポート／ＶＬＡＮが変化しなければ、ステップ１４８に進み、パッケージが適切なＶＬＡＮタグにより更新され、ステップ１５０で適切に識別されたコアポートに切り換えられる。それ以外の場合、アクセスポート／ＶＬＡＮがステップ１５２で変化すれば、ステップ１５４ポート割り当てテーブルが更新され、ステップ１４８でＶＬＡＮタグが変更される。次にステップ１５０でパケットは適切に識別されたコアポートに切り換えられる。
【００２７】
図３Ｂのステップ１６２でも同様に、パケットがコアポートに到着するとステップ１６４でパケットフレームが既知の宛先に対して検査される。アップストリームパケットが既知の宛先に向けられていなければ、このパケットは現在接続されているＭＳ（１０２，１０４または３０２）に対するものではなく、ステップ１６６でこのパケットは破棄される。しかしこのフレームが接続されたＭＳ１０２，１０４，または３０２に対する宛先ＭＡＣを含んでいれば、このパケットは既知の宛先に対するものである。次にステップ１６８で関連テーブルが検査され、クライアントの関連がこのクライアントとのもっとも最近の通信から変化しているか否かが検出される。関連テーブルが変化しているのは、識別されたコアＶＬＡＮがＤＨＣＰ応答で変化しているか、またはＭＳ１０２，１０４，３０２がその到来ポートに対するデフォルト以外のＶＬＡＮに割り当てられているからである。またＶＬＡＮとポートの両方はバックアップルータについてのエラーが存在する場合に変化する。クライアントの関連が変化していなければ、ステップ１７０でＶＬＡＮタグが変化され、パケットに対する正しいアクセスＶＬＡＮを反映する。ポートの関連が変化していれば、ステップ１７２でポート関連テーブルがアップデートされ、それからステップ１７０でＶＬＡＮタグが変化される。次にステップ１７４でパケットはそのアクセスポートに切り換えられる。
【００２８】
ＦＬＡＮ交換機１２０のアクセス側にあるアクセスネットワークのレイヤ２上の移動局１０２，１０４からのパケット、またはＭＳ３０２からのパケットが第２の通信ネットワークを介して伝送される場合に対しては、このパケットは移動局のネットワークにおける物理的位置に基づいてＶＬＡＮに割り当てられる。すなわちその接続されたアクセスポイント１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６に対するポートまたはトンネル端末点３１２に基づいて割り当てられる。ＦＬＡＮ交換機１２０のコアサイドにあるパケットは移動局に伝送されるが、このパケットはＶＬＡＮに移動局のネットワークにおける倫理的位置または等価的に移動局ＩＰサブネットに基づいて割り当てられる。
【００２９】
図４は、本発明の有利な実施例によるイーサネット集合交換機１１８のＶＬＡＮ構成を例として示す。有利にはＦＬＡＮ交換機１２０はＶＬＡＮトランクインタフェース１３０を通して、イーサネット集合交換機１１８のＶＬＡＮ構成、ルータ１２２およびトンネル端末点３１２と網状になっている。この例ではＡＰ１８０がグループ化されており、各グループ１８２，１８４，１８６はハブ１８２ｈ、１８ｈを通して接続されている。ハブ１８２ｈ、１８４ｈと個々のＡＰ（シングルＡＰグループ１８６）はイーサネット集合交換機のポート１８８，１９０，１９２に接続されている。このイーサネット集合交換機の各ポート１８８，１９０，１９２はＦＬＡＮアクセスポートに接続されたＶＬＡＮトランク２００上の個別のＶＬＡＮ１９４，１９６，１９８にマッピングされる。各ＡＰグループ１８２，１８４，１８６は個別にマッピングされる。イーサネット集合交換機１１８内にはＡＰグループ１８２，１８４，１８６間でのレイヤ２の接続は存在しない。
【００３０】
図５は、ＦＬＡＮ交換機１２０がどのように有利にプログラムされているかを、ＦＬＡＮ交換機１２０のアクセスポート２１２とコアポート２１４のＶＬＡＮ１９４，１９８，２０２，２０４，２０６，２０８，２１０に関するデフォルトの関係で示す。デフォルト関連テーブル２１６はデフォルトのＶＬＡＮペアと、ＦＬＡＮ交換機１２０に対する固定コアＶＬＡＮ割り当てを提供する。特別のネットワークにアクセスするデバイスまたは固定のＩＰアドレスを要求するデバイスはＭＡＣアドレスにより関連テーブル２１８に割り当てられる。これらの関係は平文構成ファイルに格納され、適切なテキストエディタを使用して変形される。
【００３１】
この例では、ＦＬＡＮ交換機１２０はＭＡＣアドレスＡＢＣ，ＸＹＺ，４５６を有する３つの移動局をすべてポート６で認識する。これが関連テーブル２１８に示されている。ＶＬＡＮ ＩＤ番号（１，２，３，４，２１，２２，２３，２４）はユニークなものであるがポート／ＶＬＡＮ組はパケットのソースと宛先を同定する。従ってＶＬＡＮ ＩＤ番号はすべてのインタフェースに対して自由に再使用することができる。この例でデバイスＡＢＣと４５６は、デフォルトの関連テーブル２１６に示されるようにそのデフォルトのＶＬＡＮ関係にある。反対にデバイスＸＹＺはポート６に対してデフォルトのＶＬＡＮ関係にない。その代わりに、その関連はこれをＶＬＡＮ２０４に接続する。従って例えばデバイスＸＹＺは第２の無線ネットワークからアクセスポイントのレンジに戻っている。
【００３２】
図６はコアＶＬＡＮ（図５の２０４，２０６，２０８，２１０）とルータ１２２上の論理インタフェース２２０，２２２，２２４，２２６とのマッピングの例を示す。この例では、各論理インタフェース２２０，２２２，２２４，２２６はＤＨＣＰリレーを提供するように構成されている。ＤＨＣＰサーバ１２４はリレーエージェントＩＰアドレス（すなわちＤＨＣＰメッセージ本体のgiaddrフィールド）を使用して、適切なＩＰサブネットを検出する。ルータ１２２内の種々のサブインタフェース２２０，２２２，２２３，２２６（それぞれ到来する種々のＶＬＡＮに相応する）は、例えばインターネットアクセスのために異なるルールにより構築することができる。管理ユーザは別個の管理ＶＬＡＮに割り当てることができる。この管理ＶＬＡＮは一般ユーザが使用することのできないサーバにもアクセスする。ＤＨＣＰサーバは種々のＶＬＡＮに応答するよう変形することができ、これによりＤＨＣＰサーバはＦＬＡＮ交換機のコア側でのＶＬＡＮ割り当てをコントロールすることができる。
【００３３】
例えばトンネル端末点をインターネットと企業ＦＬＡＮとの間に含めることにより、適切に装備された無線クライアントは企業ＦＬＡＮとの接続を構内でも構外でも維持することができる。８０２．１１ｂインタフェースと、ＧＰＲＳインタフェースの両方を備えるノートブックコンピュータは構内で企業８０２．１１ｂネットワークに接続することができ、構外に出てもその接続をＧＰＲＳデバイスにより維持することができる。反対にノートブックコンピュータは構外でそのＧＰＲＳデバイスによりネットワークと接続し、構内で公衆ネットワークから８０２．１１ｂ接続にシームレスに切り替わることができる。
【００３４】
同様に構内交換機（ＰＢＸ）に基づく企業インターネット（ＩＰ）を本発明の適用により無線局に、例えばＷＬＡＮおよび３Ｇ，ＧＰＲＳまたはＣＤＭＡ能力を備える無線電話に拡張することができる。呼び出しはＰＢＸネットワーク内でこのような無線電話において開始され、ＷＬＡＮ受信エリアの外でも第２のネットワークを介して継続される。ＷＬＡＮ受信エリアの外でも、見かけ上のＰＢＸ呼び出しが第２のネットワークを介して開始され、発呼者がＷＬＡＮ受信エリアに戻っても、ＰＢＸネットワーク内の通話として完全にＷＬＡＮを介して継続される。とりわけＮＧＮ（Net Gen Networks）に対するワイヤレスモビリティとして知られた、より詳細にはＮＧＮボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）ネットワークを使用することにより、ＮＧＮコアはトンネル端末点を含む。したがってこのようなＮＧＮコアは第２のネットワークからのＭＳの接続をサポートすることができる。
【００３５】
同様にＶｏＩＰゲートウエイとインターネット接続を１つの装置に設けることにより、本発明の利点をほとんどどこにおいても、例えば家庭でも実現することができる。とりわけホームユーザは適切に装備された１つの携帯電話により家庭内と家庭外で可能であれば比較的に安価なインターネットを介して接続し、それ以外では必要な場合に貴重な携帯電話通話時間を使用して接続することができる。
【００３６】
有利には本発明は、無線データネットワークで大きな自由形式を達成するために拡張される。例えばＦＬＡＮは米国特許第１０／１４０６２９号明細書に記載のようなエンドユーザモビリティを実現する。Ｅｇｌｉｎ ＦＬＡＮを備えるトンネル端末点の形態の状態を含有することにより、クライアントは例えば空港、コーヒーショップ、人口密集地、および列車やバスに設置されたＦＬＡＮに接続することができ、その際に接続レベルを失うことはなく、元の接続地に戻る必要もない。さらに本発明は、工業規格の無線通信技術、例えばＧＳＭ，ＧＰＲＳ，３Ｇ、８０２．１１ｂおよび８０２．１１ａを使用する自由形式の無線アクセスを拡張する。使用可能な無線アクセス技術を組み合わせることにより、例えばラップトップコンピュータに携帯電話機能または無線モデムと８０２．１１ｂカードを組み合わせることにより、クライアントはインターネットプロトコル（ＩＰ）を使用してＦＬＡＮに接続することができる。これはオフィにいても家庭にいても、または列車による旅行中であっても可能である。従って本発明はＦＬＡＮを拡張し、簡単かつ容易にネットワークを管理し、クライアントのデバイスはＦＬＡＮ ＡＰ受信エリアを越えて自由に移動することができる。さらに所望であれば、認証と課金を他の無線セキュリティフューチャと同じように実行することができる。
【００３７】
本発明はこれらの利点を、イーサネットネットワークを無線アクセスポイントおよび代替ネットワークに相互接続することにより獲得する。従ってこのようなネットワークの通常のスケーラビリティ問題は、ＩＥＥＥ８０２．１ＱバーチャルＬＡＮ（ＶＬＡＮ）を有利に適用することにより回避される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、自由形式のバーチャルローカルエリアネットワーク（ＦＬＡＮ）の例を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、拡張ＦＬＡＮと移動局（ＭＳ）の有利な実施例を示し、移動局は個別のＡＰカバレージエリアにより記述されたカバレージエリアを越える接続を維持することができる。
【図２Ｂ】図２Ｂは、ＭＳが第２の無線ネットワークを介してＦＬＡＮとの接続を維持するトンネリングを示す。
【図３Ａ】図３Ａは、ＦＬＡＮ交換機のパケット操作を、アクセスポイントへのダウンストリームパケットの例で示すフローチャートである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ＦＬＡＮ交換機のパケット操作を、コアポートへのアップストリームパケットの例で示すフローチャートである。
【図４】図４は、イーサネット集合交換機のＶＬＡＮ構築の例を示す図である。
【図５】図５は、有利なＦＬＡＮ交換機がＶＬＡＮ／ポートに関連するデフォルト関係によりどのようにプログラムされているかを示す図である。
【図６】図６は、コアＶＬＡＮが論理インタフェースにどのようにマッピングされるかを示す図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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