(57)【要約】【課題】災害時にも混線を生じることなく安定した通信を行うことに適した通信装置と、当該通信装置を使用した、過疎地や限界集落であっても、平時にも災害時にも混線なく使用出来、双方向通信が可能であり、実質的な住民の負担が殆ど不要で、現実的に過疎地や限界集落にも導入可能な双方向通信システムを提供すること。【解決手段】少なくとも８以上、好ましくは１６以上のポート（特に１６又は２４のポート）を有し、アドレス検索部及び転送制御部と、フレームのデータを格納するバッファを備え、蓄積制御部は、データ蓄積量の監視に少なくとも１つの閾値を用い、データ蓄積量又は空き容量が閾値を超えた場合フロー制御を行い、総ポート数の半数以上のポートが閉じられ、半数以下のポートのみを使用可能なスイッチングハブを使用した衛生通信システムからなる。【選択図】図２
2015226191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも８以上のポートと、
アドレス検索部及び転送制御部と、
フレームのデータを格納するバッファと、
バッファ内に蓄積されるデータの蓄積量を監視して閾値を用いてフロー制御を行う蓄積制御部とを備えたストア及びフォワード方式のスイッチングハブからなり、
蓄積制御部は、データ蓄積量の監視に少なくとも１つの閾値を用い、データ蓄積量又は空き容量が閾値を超えた場合所定のフロー制御を行い、
総ポート数の半数以上のポートが閉じられ、半数以下のポートのみを使用可能としていることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
少なくとも１つの前記閾値が、全てのポートを使用した場合の各ポートの制限値と比して、ファームウェア上で３割以上高く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
ポートが１６以上設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置を備えた双方向通信システムであって、
衛生通信アンテナと、衛星通信アンテナと接続されたモデムと、モデムと接続された前記通信装置と、通信装置と接続されたWI-FIアクセスポイントと、WI-FIアクセスポイントと通信可能なWI-FIアンテナとからなることを特徴とする双方向通信システム。
【請求項５】
前記衛生通信アンテナ、前記モデム、前記通信装置、及び前記WI-FIアクセスポイントの少なくとも１つ以上に、無停電電源装置又は自己発電装置が接続されていることを特徴とする請求項４に記載の双方向通信システム。
【請求項６】
前記衛生通信アンテナ、前記モデム、前記通信装置、及び前記WI-FIアクセスポイントの少なくとも１つ以上に、自動車又は緊急給電装置からの給電の入力部を設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の双方向通信システム。
【請求項７】
Wi-Fi中継器をさらに備えていることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の双方向通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、災害時使用可能な通信装置、及び双方向通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
大地震発生時など大災害時においては、災害情報や安否確認のため、被災者との通信手段が必要となる。その際、通信手段としては、固定電話が使用される可能性が高い。しかしながら、災害発生時には同時に大量の通信が発生する結果、混線などが生じ繋がりにくく、十分な機能を果たし得ない場合が多い。さらには、災害により、有線設備自体が損傷を受け、そもそも使用できない状況に陥り得る。
【０００３】
特に、山間部の過疎地や限界集落などにおいては、ひとたび有線設備が損傷を受けると、回復には相当の時間が必要で、全く使用不能な状況に陥る可能性がある。このような場合、携帯電話などによる無線通信を使用することが考えられるが、このような地域では、そもそも携帯電話基地局やブロードバンド環境が全く整っておらず、携帯電話用の電波すら入らない地域も多い。また、これらの地域では、過疎化がさらに進むことが予想されることから、コスト的に見合わないために有線設備や携帯電話用基地局が導入される予定もない場合が殆どである。このような地域では拡声器や災害無線が備えられていることがあるが、これらは双方向通信が出来ないために、安否確認や情報収集を行い得ない。
【０００４】
したがって、このような地域で災害が発生し、既存の電話回線等の有線手段が断絶してしまえば、いとも簡単に地域全体が孤立状態となり、安否確認はおろか外界との接触も困難になる。
【０００５】
また、例え携帯電話を用いることができる地域であったとしても、上述の通り災害発生直後は通信の集中や発信規制により通信が不可になる場合があり、また、基地局が停電し機能が停止する場合もあり得る。
【０００６】
そこで、複数の伝送媒体を使用した例えば特許文献１などの技術は記載されているが、このような技術の本格的な導入には相当の費用を要する。それだけでなく、山間部の過疎地や限界集落においては、地域の住民の高齢化が進んでいる結果、当該地域住民に対し固定電話以外の通信手段として月額数千円の負担を要求することは事実上不可能である。さらには、このような住民は、個別に通信契約や端末の取り扱いに不慣れな場合が多く、双方向通信システムの現実の導入に耐えられないことが多い。
【特許文献１】特開2001-76276号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そのため、本発明は、災害時にも混線を生じることなく安定した通信を行うことに適した通信装置と、当該通信装置を使用した、過疎地や限界集落であっても、平時にも災害時にも混線なく使用出来、双方向通信が可能であり、実質的な住民の負担が殆ど不要で、現実的に過疎地や限界集落にも導入可能な双方向通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の通信装置は、
少なくとも８以上のポートと、
アドレス検索部及び転送制御部と、
フレームのデータを格納するバッファと、
バッファ内に蓄積されるデータの蓄積量を監視して閾値を用いてフロー制御を行う蓄積制御部とを備えたストア及びフォワード方式のスイッチングハブからなり、蓄積制御部は、データ蓄積量の監視に少なくとも１つの閾値を用い、データ蓄積量又は空き容量が閾値を超えた場合所定のフロー制御を行い、
総ポート数の半数以上のポートが閉じられ、半数以下のポートのみを使用可能としていることからなる。
また、少なくとも１つの閾値が、全てのポートを使用した場合の各ポートの制限値と比して、ファームウェア上で３割以上高く設定されていることからなる。
また、スイッチングハブのポートが１６以上設けられていることが好適である。
【０００９】
さらに、本発明の双方向通信システムは、衛生通信アンテナと、衛星通信アンテナと接続されたモデムと、モデムと接続された上述の通信装置と、通信装置と接続されたWI-FIアクセスポイントと、WI-FIアクセスポイントと通信可能なWI-FIアンテナとから構成されることからなる。
また、通信装置のポートが１６以上であり、使用ポートが８つであることが好適である。
また、衛生通信アンテナと、衛星通信アンテナと接続されたモデムと、モデムと接続された上述の通信装置と、通信装置と接続されたWI-FIアクセスポイントの少なくとも１つ以上に、無停電電源装置又は自己発電装置が接続されていることが好適である。
また、衛生通信アンテナと、衛星通信アンテナと接続されたモデムと、モデムと接続された上述の通信装置と、通信装置と接続されたWI-FIアクセスポイントの少なくとも１つ以上に、自動車又は緊急給電装置からの給電の入力部を設けられていることが好適である。
また、Wi-Fiの中継器をさらに備えていることが好適である。
【００１０】
すなわち、本発明の双方向通信システムは、広範囲のWI-FIを使用した無線通信を使用するものであるが、いかなる過疎地であっても、一定の地域の通信を確保すべく、衛星通信を使用するものである。
そして、非常時にも混線を避けつつ安定かつ高速の双方向通信を確保するために最適な通信装置であるスイッチングハブを提供するものである。当該スイッチングハブにおいては、安価である一方可能な限り高速なCPUを確保するため、少なくとも８以上、好ましくは１６以上のポート（特に１６又は２４のポート）を有し、アドレス検索部及び転送制御部と、フレームのデータを格納するバッファを備え、ストア及びフォワード方式のスイッチングハブであって、蓄積制御部は、データ蓄積量の監視に少なくとも１つの閾値を用い、データ蓄積量又は空き容量が閾値を超えた場合フロー制御を行うものを使用する。フロー制御としては、例えばPauseパケット情報を基に送出量を抑制する方式、架空の衝突信号を送出して送出量を抑制する方式、抑制ポートの優先順位を変更する形式など、様々なフロー制御方式が知られている。
【００１１】
そして、総ポート数の半数以上のポートがファームウェア上で閉じられ、半数以下のポートのみが使用可能として、かつ少なくとも１つの閾値が、全てのポートを使用した場合の各ポートの制限値と比して、ファームウェア上で３割以上高く設定する。例えば、スイッチングハブの購入時の初期設定の閾値に対し３割以上高く設定する。この構成により、使用する各ポートのデータ通信量（バッファの蓄積量）に相当の余裕が生まれ、災害時通信システムに最適な高速かつ安定的な通信装置として使用できるものである。ストア及びフォワード方式は、入力バッファに入ったフレームを転送バッファに取り込む方式である。データ部の破損したフレームを破棄するため、通信品質の向上に貢献する。カットアンドスルー方式（入力バッファに入ったフレームの宛先MACのみ読んで、出力ポートを判別し、出力側のバッファに転送する方式。）と比べ、通信速度そのものは落ちるが、本発明ではこの欠点を解決している。転送速度（100/10Mbps）が高く、転送モード（全二重／半二重）の自動認識が可能なものが望ましい。
【００１２】
スイッチングハブのスイッチング容量は、端的には1秒間で処理できるデータ量（スイッチ全体）を表すが、その理論値は基本的には下記の式
各ポートの転送速度 ×  ポート数  ×   2(全二重通信)
で求めることが可能である。すなわち、ギガビットポートを持つスイッチングハブで24ポートの場合は、
1000Mbps × 2 × 16 = 32,000Mbps = 32Gbps  となる。
したがって、スイッチングハブの容量が32Gbpsより大きければ100%の転送量を保証することができる。本発明では、例えば１６ポート又は２４ポートのスイッチングハブを使用しつつ半数以上のポートを閉じることにより、容量に相当な余裕を生じさせることが可能である。したがって、安定かつ高速のスイッチングが可能となり、本願の目的を達することが出来る。
【００１３】
より好ましくは、１６ポートを有するスイッチングハブを使用し、モデムからの出入力に１ポートに使用、他の７ポートをWI-FIアクセスポイントとの接続に使用する。アクセスポイントとは、ノートパソコン・スマートフォンなどの無線LANクライアントを、相互に接続し、他のネットワークに接続する無線機の一種である。そして、これら装置は、好ましくは全て無停電電源装置又は自己発電装置が接続され、さらには自動車又は緊急給電装置からの給電の入力部が設けられている。このような構成により、大災害による緊急事態下にあっても、システムに必要な電源を常時保持することが可能である。
【００１４】
WI-FIアンテナは、各WI-FIアクセスポイントにつき２つまで接続され、衛生通信アンテナから少なくとも半径２キロメートルの範囲をカバーできるように配置される。丘陵地などにあってカバー不能な地域が存在する場合には、自己発電設備を備えた中継器を使用する。このような構成により、丘陵地であっても安価にWI-FIエリアをカバーすることが可能である。
【００１５】
このようにしてカバーされたエリアにおいて、WI-FI通信端末を自由に使用することが出来る。上記の形態によれば、２００以上の端末の同時通信が可能で、非常時に十分な通信手段を提供することが可能である。したがって、WI-FI通信端末は、例えば安価な端末を戸別に配布したり、避難場所に常設するなど、様々に応用が可能である。この形態によれば、各端末の通信料として各月数千円の費用をかける必要がないため、システム側の維持費を除けば、各端末の通信料は実質的に無償化することも可能で、非常に安価な通信手段として平時使用することも可能である。
【００１６】
本発明の以上の構成により、既存の衛生インターネットシステムを使用しつつ、有線設備を必要とせず、いかなる地域でもピンポイントに導入可能で、高速かつ安全な通信を安価に提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の双方向通信システムの１例を示す図である
【図２】本発明のスイッチングハブの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の具体的な１例を示すが、本発明は下記の実施例のみに限定されるものではない。
【００１９】
図面に示されるように、双方向通信システム１は、衛生通信アンテナ２と、モデム３と、スイッチングハブ４と、WI-FIアクセスポイント５と、WI-FIアンテナ６と、中継器７と、無停電電源装置８とから構成されている。
【００２０】
衛生通信アンテナ２と、ルータ機能を兼ねたモデム３と、スイッチングハブ４と、WI-FIアクセスポイント５とは、有線又は無線で接続されており、インターネット接続可能なWI-FI通信を、WI-FI端末９との間で可能にしている。
【００２１】
衛星通信アンテナ２及びモデム３としては、例えばThaicom public company limited の提供しているIPSTAR及び専用モデムを使用できる。衛星内部にルータを搭載することによって移動体間での通信やインターネットに接続が可能となっている。IPSTARの８４/１２０ｃｍタイプの衛星通信用アンテナは、IPSTAR衛星からの信号の受信と、ユーザーから衛星への送信の両方を行うため、双方向通信が可能である。専用のモデム３は、高速インターネット、音声及びビデオ通信、メディアストリーミングなど、様々なバンド幅を必要とするアプリケーションに対し、最大4Mbpsのダウンロード、2Mbpsのアップロードを提供可能である。これらは、有線設備を各地に設置する場合と比して設置費用や維持費が安価で済むため、結果的に端末所有者には実質的に殆ど負担なく、双方向の高速通信手段を提供することが可能となる。
【００２２】
スイッチングハブ４は、アドレス検索部及び転送制御部と、フレームのデータを格納するバッファと、バッファ内に蓄積されるデータの蓄積量を監視して閾値を用いてフロー制御を行う蓄積制御部（いずれも図示せず）とを備えたストア及びフォワード方式のスイッチングハブであって、ファン等の冷却装置及び１６のポートを備える。このうち、１つのポートをモデム３からの出入力に使用し、残りの７つをWI-FIアクセスポイント５との接続に用いる。残りのポートをファームウェア上で閉じ、閾値として、全てのポートを使用した場合の制限値と比して、３割以上高く設定されている。このため、データ処理に相当な余裕が生じ、高速かつ安定した通信を常時維持することが可能である。各装置には、無停電電源装置（又は自己発電装置）８が備えられ、停電時であっても使用を確保することが出来る。なお、図２中の白抜きの矢印は送受信されるデータ通信を示している。
【００２３】
WI-FIアンテナ６は、各WI-FIアクセスポイント５につき２つ接続され、合計で１４個のアンテナとして備えられる。配置場所は、衛生通信アンテナ１から半径２キロをカバー可能な位置に適宜設けられる。丘陵地などカバーが難しい場合には、自己発電装置（図示せず）を備えた中継器７をさらに設ける。
【００２４】
端末９は、例えばスマートフォン、タブレット、WI-FI対応携帯電話、パソコン、防災通信機器などであり、これらを戸別に配布又はレンタル等により設置する。これにより、過疎地であっても、いかなる場所でも容易に双方向通信が可能であり、平時のみならず災害時に特に有用な通信手段を確保することが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１  双方向通信システム
２  衛生通信アンテナ
３  モデム
４  スイッチングハブ
５  WI-FIアクセスポイント
６  WI-FIアンテナ
７  中継器
８  無停電電源装置
９  端末
【図１】
2015226191.tif 000003
【図２】
2015226191.tif 000004