(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有線伝送路と接続し、前記有線伝送路を介して行う通信回線を終端する通信回線終端部と、
前記通信回線終端部との間でデータ転送を行い、通信回線の通信帯域の一部を有線アクセス用回線とし、残りの一部を無線アクセス用回線として多重分離する機能を持った有線／無線回線多重分離部と、
前記有線／無線回線多重分離部と接続し、前記有線アクセス用回線を終端して有線用装置内インタフェースとの変換を行う有線回線終端部と、
前記有線回線終端部と接続し、前記有線用装置内インタフェースとユーザインタフェースとの変換を行うユーザインタフェース終端部と、
前記有線／無線回線多重分離部に接続し、前記無線アクセス用回線を終端して無線用装置内インタフェースとの変換を行う無線回線終端部と、
前記無線回線終端部と接続し、前記無線用装置内インタフェースと無線伝送用信号との変換を行う無線信号変復調部と、
前記無線信号変復調部と接続し、前記無線伝送用信号を無線アンテナを介して電波として送出し、また無線アンテナで受信した電波信号を、前記無線伝送用信号として前記無線信号変復調部に転送する、無線信号送受信部と、
を有することを特徴とする、有線無線統合型終端装置。
【請求項２】
前記有線／無線回線多重分離部に、有線アクセス用回線と無線アクセス用回線のそれぞれに少なくとも１種類のサービスクラスが設定でき、それぞれのサービスクラスについて所望の伝送帯域制御および優先転送制御が可能な、有線／無線回線帯域制御部を付加したことを特徴とする、
請求項１記載の有線無線統合型終端装置。
【請求項３】
前記有線／無線回線多重分離部と前記無線回線終端部との間に、無線アクセス用回線を利用する複数の無線ユーザもしくは無線端末のそれぞれについて、あらかじめ登録した認証データと照合を行ないその結果に応じて回線接続の可否を設定出来る、無線ユーザ／端末認証部を付加したことを特徴とする、請求項１記載の有線無線統合型終端装置。
【請求項４】
前記有線伝送路が光ファイバ伝送路であり、前記通信回線が光通信回線であり、前記通信回線終端部が光通信回線終端部である、請求項１記載の有線無線統合型終端装置。
【請求項５】
有線伝送路を介して通信網に接続される基地局と、
該基地局と無線を介して接続される少なくともひとつの無線端末とを有し、
前記基地局は前記伝送路及び前記無線端末を終端する有線無線統合型終端装置と、該終端装置に有線手段により結合する少なくともひとつの基地局端末とを有し、
前記有線無線統合型終端装置は、有線伝送路と接続し、前記有線伝送路を介して行う通信回線を終端する通信回線終端部と、
前記通信回線終端部との間でデータ転送を行い、通信回線の通信帯域の一部を有線アクセス用回線とし、残りの一部を無線アクセス用回線として多重分離する機能を持った有線／無線回線多重分離部と、
前記有線／無線回線多重分離部と接続し、前記有線アクセス用回線を終端して有線用装置内インタフェースとの変換を行う有線回線終端部と、
前記有線回線終端部と接続し、前記有線用装置内インタフェースとユーザインタフェースとの変換を行うユーザインタフェース終端部と、
前記有線／無線回線多重分離部に接続し、前記無線アクセス用回線を終端して無線用装置内インタフェースとの変換を行う無線回線終端部と、
前記無線回線終端部と接続し、前記無線用装置内インタフェースと無線伝送用信号との変換を行う無線信号変復調部と、
前記無線信号変復調部と接続し、前記無線伝送用信号を無線アンテナを介して電波として送出し、また無線アンテナで受信した電波信号を、前記無線伝送用信号として前記無線信号変復調部に転送する、無線信号送受信部と、
を有することを特徴とする、有線無線統合型ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線端末局と無線回線により接続される基地局と、この基地局と有線回線により接続される収容局とを用いるワイヤレス通信システムに利用する。本発明は、無線ＬＡＮ、携帯電話システム、ＰＨＳ(Personal Handy Phone Systems)等の移動通信や無線を用いたノマディック通信システムと、これらをネットワーク接続する有線通信方式とを併せたアクセス方式及びユーザ認証方式に用いる有線無線統合型終端装置の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のワイヤレス通信システムには、主に携帯電話システムやＰＨＳのように、ユーザが通信事業者の設置した基地局に直接接続し、料金を支払って事業者のネットワークサービスを享受する方式と、無線ＬＡＮシステムのように、ユーザ自らが特定ユーザを対象にＬＡＮシステムを構築し、通信事業者のネットワークサービスには必要に応じて、有線接続等のアクセス手段を用いて接続する方式とがある。
【０００３】
携帯電話システムやＰＨＳ等では、基地局を数多く設置することにより、広エリアでのサービス提供が可能であるが、基地局の設備コストや設置場所を確保するための交渉、手続き等に要する通信事業者の負担が大きい。
【０００４】
また、無線ＬＡＮシステムなどは、一般に安価な市販機器を用いてユーザが希望する条件に合ったシステムを自由に構築でき、これに接続するユーザ間での通信料金は不要であるが、サービスエリアは地域内や建物内に限定され、インターネット等へのネットワーク接続は別途行う必要がある。加えて、一般に無線ＬＡＮについては他の無線ＬＡＮと通信エリアが重複することがあらかじめ想定されていないため、複数のエリアが重なりあった場合には競合が起きて、システムの利用効率が大きく劣化するという問題点がある。
【０００５】
一方、有線によるアクセス方式については、従来の電話線を用いた、アナログモデムによるアクセスやＩＳＤＮ、ＡＤＳＬ等のディジタルアクセス、ＣＡＴＶ同軸を用いたケーブルモデムによるアクセス、光ファイバを用いたアクセス方式等が挙げられる。
【０００６】
従来の電話線を用いた方式は、既存の線路設備をそのまま流用できるために初期導入コストは低く抑えられるが、伝送速度および伝送可能距離に線路性能上の制限があり、現状では数十Ｍｂｐｓ程度が高速化の限界である。
【０００７】
光ファイバや同軸ケーブルを用いたアクセス方式では、電話線に比べて遥かに高速、大容量な通信が可能であるが、各家庭や事業所に光ファイバ、同軸ケーブルを敷設するための工事費や通信装置のコスト等の初期投資額が非常に高く、大容量通信を行う企業などを除いた一般のユーザにとっては料金負担が大きいため、普及が困難である。また現状では、コンピュータ端末のインタフェース速度や処理速度、アプリケーションに必要な伝送容量等に比べて、光ファイバで伝送可能な速度が極めて大きいため、光ファイバ通信回線を一般家庭などで個別に使用する場合には、この光ファイバの潜在的な通信能力を有効に使い切ることが出来ず、無駄が多いことも、普及の障壁となっている。
【０００８】
無線アクセス方式は、最も設備投資の大きい収容局とユーザ宅間の線路敷設工事、宅内配線工事等の初期投資が不要である点で、光通信方式等に比べて安価に、移動可能な形でのアクセス手段を提供できるという利点があるが、無線の性質上通信の傍受が可能であり、有線のような１対１の接続が出来ないため、セキュリティやユーザ認証に対する配慮、対策が必要であるという問題点がある。また、伝送速度の点では、光通信方式が圧倒的に有利である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来のアクセス方式についてはその手段によって一長一短があり、無線アクセス方式については、事業者が基地局を設置する場合には、提供エリアが広い反面、基地局設備の初期投資が大きく、ユーザ自身がシステム構築する場合には、ユーザの利便性が高いシステムが安価にできる反面、システム提供エリアが限定されるという課題があった。
【００１０】
また、光通信によるアクセス方式は、極めて高速な通信が可能である反面、収容局とユーザ宅間の光ファイバ敷設等の初期投資が大きく通信料金が高額になってしまうという問題点があった。
【００１１】
本発明はこのような背景に行われたものであり、本発明の有線無線統合型終端装置を用いることにより、無線アクセス方式と光ファイバ通信等の高速な有線アクセス方式とを融合させ、それぞれの初期投資負担額が軽減されたアクセスシステムが実現され、ユーザの利便性が高いワイヤレス通信サービスと、高速な光通信サービスとの両者を、経済的に提供可能とすることを目的とする。
【００１２】
また本発明は、このような有線無線統合型アクセスシステムにおいて、本発明の有線無線統合型終端装置を用いることにより、特定のネットワークヘ接続する際のセキュリティを確保するための、適切なユーザ認証手段を提供可能とすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、通信事業者の収容局と、この収容局と通信回線により接続された基地局と、この基地局と無線通信手段により接続する無線端末からなる、有線無線統合型アクセスシステムに用いる有線無線統合型終端装置の構成方法に関するものであり、
本発明の有線無線統合型終端装置の特徴とするところは、
収容局との間で通信を行う有線通信回線を終端する通信回線終端部と、この回線により伝送されたデータを、有線通信に供する回線と、無線通信に供する回線とに多重分離する有線／無線回線多重分離部と、前記の有線通信に供する回線を終端し、ユーザインタフェースに変換して、基地局のユーザに提供する有線回線終端部及びユーザインタフェース終端部と、前記の無線通信に供する回線を終端し、無線伝送に使用する信号方式に合わせて変調あるいは復調する、無線回線終端部及び無線信号変復調部と、無線信号変復調部からの信号をアンテナを介して電波として送出し、またアンテナからの電波を受信し無線信号変復調部に送る無線信号送受信部とを備え、
収容局との通信回線の帯域の一部は、収容局と基地局のユーザとの間での有線通信に使用されるとともに、残りの帯域は複数無線端末と収容局との間での無線通信に使用され、両者の通信が同時に可能なところにある。
【００１４】
また上記に加え、前記有線／無線回線多重分離部に、前記有線アクセス回線と、複数の無線回線使用ユーザが共有する前記無線アクセス回線との間で、それぞれにあらかじめ設定されたサービスクラスに応じて、伝送容量や遅延量などの通信品質を制御する機能や、トラフィック量が前記通信回線の容量を越えたような場合にどちらかの回線を優先的に接続する優先制御機能を持った、有線／無線回線帯域制御部を付加したことを特徴とする。
【００１５】
また上記に加え、前記無線回線終端部と前記有線／無線回線多重分離部との間に、個々の無線端末との間の通信回線ごとに、あらかじめ登録された無線ユーザもしくは無線端末機器かどうか、を識別し、その結果に応じて前記収容局との間の通信を許可もしくは拒否する認証機能を持った無線ユーザ／端末認証部と、認証ＩＤやパスワードなどの認証データを蓄積した無線ユーザ／端末認証データベースとを備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の有線無線統合型終端装置を用いることにより、以上述べたような有線無線統合型アクセスシステムが構築可能となり、これにより有線回線として高速な光ファイバ通信回線を利用するユーザについては、自らのユーザ宅や事業所を基地局とすることと引き換えに、この基地局に接続する複数の無線アクセスユーザと光ファイバ通信回線の帯域を共用することが出来るため、光ファイバ敷設に伴う初期投資の一部を無線アクセスユーザの負担とすることで、有線通信回線のみの場合に比べて通信料を減額することができ、実際の使用トラフィック量に見合った低額の料金で提供することが可能となる。
【００１７】
一方、無線アクセスユーザにとっては、無線事業者専用の基地局施設などの大きな初期投資をユーザ自身が負担することなく、移動が可能な無線アクセスが可能であり、ユーザの必要性や地域事情に応じて基地局の無線方式を選択することにより、無線ＬＡＮ等の安価な装置による低料金での閉域アクセスサービスや、携帯電話やＰＨＳ等による広域エリア対応のアクセスサービスを、ニーズに合った形で受けることが出来る。
【００１８】
通信事業者にとっては、光ファイバ通信回線を従来より低料金で提供できるため、一般家庭ユーザ等への普及の促進が期待できる。また、線路設備への投資を有効に活用でき、大容量な光ファイバ通信回線を複数ユーザで有効に利用し、ネットワークの帯域利用効率を向上させることが可能である。また、ユーザ宅を基地局とすることで、基地局の設置に伴うコストや土地所有者との折衝等の手間を削減でき、容易にシステムの拡張やサービスエリアの拡張を行うことが出来る。加えて、例えば無線ユーザの登録数や使用頻度に応じて通信料金を減額するような課金機能を設けることで、新規ユーザの開拓が促進される効果が期待される。
【００１９】
また、本発明の有線無線統合型終端装置を用いることにより、有線アクセス回線と複数のユーザが共有する無線アクセス回線との間で、それぞれに設定されたサービスクラスに応じた優先制御や帯域制御を行うことにより、例えば有線アクセス回線使用ユーザの通信量が多い時にはこれを優先し、無線アクセス回線は最低保証容量に制限しておくが、有線アクセス回線使用ユーザが通信を行っていない時には、無線アクセス回線で使用可能な最大帯域を割当てるなどの、サービスクラス設定が可能となり、ユーザの使用形態に即した柔軟なサービスを提供することが出来る。
【００２０】
また前記の認証機能を利用することで、特定の無線ユーザグループ間のシステム利用に対して他者が不正に介入することを避けるサービスの提供や、あらかじめ登録したユーザに対してインターネット接続事業者や他の通信事業者のネットワークなどに接続するサービスを提供することも可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下の実施例では伝送路が光ファイバ伝送路の場合について説明する。しかし、本発明はこれに限定されることはなく伝送路は一般の有線伝送路であることが可能である。
【００２２】
本発明の光無線統合型終端装置の実施の一例を、図１を参照して説明する。図１は本発明の光無線統合型終端装置の内部の機能構成を示した図である。
【００２３】
図１に示す本発明の光無線統合型終端装置は、通信事業者の収容局と光ファイバ通信回線により接続されたユーザ宅内で用いられるものであり、光ファイバ通信回線を終端し宅内のユーザに有線インタフェースを介して通信回線を提供する機能と、複数無線端末からの信号を送受信し収容局に中継する無線基地局としての機能を、併せ持つものである。
【００２４】
図１の図中１−１に示す本発明の光無線統合型終端装置には、収容局とユーザ宅とを接続する図中１−２に示した光ファイバ伝送路が接続される。光無線統合型終端装置１−１は、この光ファイバ伝送路１−２からの光信号を終端する、図中１−３に示す光回線終端部と、光回線終端部１−３に接続し、収容局との間で通信に使用する帯域の一部を無線アクセス用回線として、また残りの帯域を有線アクセス用回線として、それぞれを分離多重する機能を持った図中１−４に示す有線／無線回線多重分離部と、有線／無線回線多重分離部１−４に接続し無線アクセス用回線を終端する、図中１−７に示す無線回線終端部と、無線回線終端部１−７に接続し、無線アクセス用回線の信号と無線伝送に適した信号方式との変換を行う、図中１−８に示した無線信号変復調部と、無線信号変復調部１−８に接続し、無線用電気信号を所定の電力に増幅し、図中１−１０に示す無線アンテナに送出すると共に、無線アンテナ１−１０が受信した電波を増幅し電気信号として取り出す機能を持った、図中１−９に示す無線信号送受信部と、有線／無線回線多重分離部１−４に接続し有線アクセス用回線を終端する、図中１−５に示す有線回線終端部と、有線回線終端部１−５に接続し、有線アクセス用回線の信号と図中１−１１に示すユーザインタフェースとの変換を行う、図中１−６に示すユーザインタフェース終端部とからなる。
【００２５】
図１の光回線終端部１−３は、収容局と光無線統合型終端装置１−１との間で、光ファイバ伝送路１−２を介して行われる光通信回線の終端を行う。
【００２６】
収容局から送信された光信号は、光回線終端部１−３で、フォトダイオードなどの受光素子を用いて光電気変換、増幅され、受信信号として使用される。一方、光無線統合型終端装置１−１から収容局へ送信する上り信号は、所定の強度に増幅され、レーザダイオードなどの発光素子を用いて電気光変換され、光ファイバ伝送路に送出される。
【００２７】
光回線終端部１−３は使用する光伝送方式やフレーム構成に応じた終端機能を持つが、例えばディジタルベースバンド伝送を行った場合、伝送路クロックの抽出や伝送フレーム同期、伝送誤りの検出や誤り訂正、伝送フレームのオーバーヘッド部分の終端による伝送路監視機能や警報転送機能等の保守監視や制御などが行われる。
【００２８】
図１の有線／無線回線多重分離部１−４は、光回線終端部１−３から転送された、収容局からの下りデータ信号のうち、あらかじめ指定された一部の帯域を無線アクセス用回線として取り出して無線回線終端部１−７に転送すると共に、残りの帯域を有線アクセス用回線として取り出して有線回線終端部１−５に転送する。一方、上り方向については逆に、無線回線終端部１−７から転送された無線アクセス用回線と、有線回線終端部１−５から転送された有線アクセス用回線とを多重し、光回線終端部１−３に転送する。
【００２９】
無線アクセス用回線と有線アクセス用回線との多重分離の方法は、あらかじめ収容局との間で決められた伝送方式やフレーム構成に応じた方式を用いるが、例えば時間多重方式を使用した場合には、有線、無線それぞれのアクセス回線用に、あらかじめ固定的に割当てておいたタイムスロットに対して、それぞれのデータを書き込み、もしくは読みだすことにより、それらの多重分離が可能である。また、例えばパケット伝送方式を使用した場合には、パケットのヘッダ部分に、有線、無線それぞれのアクセス回線のどちらのデータかを識別するインデックスを書き込んでおくことにより、両者の多重分離が可能である。
【００３０】
図１の有線回線終端部１−５は、有線／無線回線多重分離部１−４との間で送受信する有線アクセス用回線を終端し、ユーザインタフェース終端部１−６との間の装置内インタフェース方式に変換する機能を持つ。この装置内インタフェースを介して、ユーザインタフェース終端部１−６が光無線統合型終端装置１−１から取り外しできる構造にしておくと、ユーザに提供するユーザインタフェースの種別を変更したい場合に、ユーザインタフェース終端部１−６をその変更するユーザインタフェースに対応したものに入れ替えるだけで、光無線統合型終端装置１−１本体を変えることなく、ユーザインタフェースの変更が可能となる。また、この装置内インタフェースとして、例えばパソコンなどに汎用に使用されているＰＣＩバスインタフェースやＰＣＭＣＩＡインタフェースなどを用いることで、ユーザインタフェース終端部１−６として安価な市販インタフェースカードを流用することが出来る。
【００３１】
図１のユーザインタフェース終端部１−６は、前記の装置内インタフェースと、ユーザに提供するユーザインタフェースとの間を変換する機能を持つ。このユーザインタフェース終端部１−６にいくつかの種別を用意することで、ユーザの利用形態に合ったユーザインタフェースを選択し、利用することが出来る。ユーザインタフェースとしては、例えばデータ通信に汎用的に用いられるイーサネットインタフェースや、ＡＴＭインタフェース、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース、ＵＳＢインタフェース、ＩＳＤＮのＵ点／Ｔ点インタフェース、また従来の電話や、ＦＡＸ等のインタフェースなどが挙げられる。
【００３２】
図１の無線回線終端部１−７においては、有線／無線回線多重分離部１−４との間で送受信する無線アクセス用回線を終端し、無線信号変復調部１−８との間の装置内インタフェース方式に変換する機能を持つ。光無線統合型終端装置１−１は複数の無線端末との間で通信を行うため、無線アクセス用回線には、各無線端末と収容局とを接続する複数の無線チャネルが多重されているが、無線回線終端部１−７ではこれら複数の無線チャネルを分離、識別し、無線信号変復調部１−８との間での信号の受け渡しを行う。
【００３３】
図１の無線信号変復調部１−８は、無線回線終端部１−７から転送された、各無線端末との無線チャネル単位に識別された信号を、各チャネル毎に変調し、無線伝送に使用する信号方式に変換して、無線信号送受信部１−９に転送する。また逆に、無線信号送受信部１−９から転送された無線信号を、各無線チャネル毎に復調し、無線回線終端部１−７に転送する。
【００３４】
無線伝送方式としては、携帯電話で用いられるＰＤＣ(Personal Digital Cellular)方式やＤＳ−ＣＤＭＡ(Direct Spread−Code Division Multiple Access)方式、無線ＬＡＮで用いられるＩＥＥＥ８０２.１１方式やBluetooth、ＩｒＤＡなど、様々な方式があり、それらはＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)やＦＤＭＡ(Frequency Division Multiple Access)、ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)等の多重技術を用いている。
【００３５】
無線信号変復調部１−８は、各無線チャネルの信号を変復調する機能と、複数チャネルの多重分離を行う機能、使用する無線周波数帯への周波数変換機能、また必要に応じてＷＥＰ(Wired Equivalent Privacy)等の無線レイヤでの暗号化方式により、各無線チャネルを暗号化／解読を行う機能を備え、使用する無線方式に応じた信号の変換を行う。
【００３６】
図１の無線信号送受信部１−９では、無線信号変復調部１−８からの電気信号を所定の電力に増幅し、図中１−１０に示す無線アンテナ１−１０に送出して電波として無線送信する機能や、不要な輻射を防ぐための周波数フィルタ機能を備える。また、無線アンテナ１−１０が受信した電波の所要の周波数帯域内の信号を増幅し、電気信号として取り出す機能を備える。また、無線アンテナ１−１０を複数使用したダイバーシティ方式を採用する場合には、無線信号送受信部１−９は最適な受信状態の無線アンテナを選択するダイバーシティ機能を備える。
【００３７】
以上の機能を各構成部が有することにより、光無線統合型終端装置１−１は収容局との間の光ファイバ通信回線を、装置の置かれたユーザ宅での有線アクセスと、ユーザ宅から電波の届く範囲内での複数の無線端末との間の無線アクセスとに、同時に使用することが出来る。
【００３８】
次に、本発明の光無線統合型終端装置の実施の別の一例を、図２を参照して説明する。図２は本発明の光無線統合型終端装置の内部の機能構成を示した図である。
【００３９】
図２の図中２−１に示す本発明の光無線統合型終端装置は、前述の図１の光無線統合型終端装置１−１の有線／無線回線多重分離部１−４に、図中２−５に示す有線／無線回線帯域制御部を付加した構成であり、その他の機能部については、その機能、動作は図１の場合と同等である。
【００４０】
有線／無線回線帯域制御部２−５は、ユーザもしくは通信事業者の設定によって、前記の有線アクセス回線と無線アクセス回線との間での、帯域制御及び優先制御を行う機能を備える。
【００４１】
図１の場合、有線アクセス回線と無線アクセス回線の帯域はそれぞれあらかじめ固定的に割当てられているが、有線／無線回線帯域制御部２−５により、これらの帯域をその使用状況に応じた形で動的に割当てることが出来、より効率的な帯域利用が可能となる。また、優先制御機能を設けることにより、トラフィックが光ファイバ通信回線の容量を越えた場合に、優先度の低いデータから廃棄する優先処理を行ったり、リアルタイム性の高いデータは優先的に転送し、遅延量を抑える優先処理を行うことが可能となる。
【００４２】
この帯域制御機能や優先制御機能は、例えば、有線アクセス回線と無線アクセス回線にそれぞれいくつかのサービスクラスを設定し、それらのサービスクラス毎にデータを蓄積するバッファメモリを設け、これらのバッファメモリからデータを読み出す順序や一回に読み出すデータ量をサービスクラスに応じて変えることにより、実現できる。
【００４３】
上記の様に、有線／無線回線帯域制御部２−５を用いることにより、光ファイバ通信回線の利用効率が向上し、ユーザの使用形態に即した柔軟なサービスを提供することが出来る。
【００４４】
また、本発明の光無線統合型終端装置の実施の別の一例を、図３を参照して説明する。図３は本発明の光無線統合型終端装置の内部の機能構成を示した図である。
【００４５】
図３の図中３−１に示す本発明の光無線統合型終端装置は、前述の図１の光無線統合型終端装置１−１の有線／無線回線多重分離部１−４と無線回線終端部１−７との間に、図中３−７に示す無線ユーザ／端末認証部と、それに付随する図中３−８に示す無線ユーザ／端末認証データベースを付加した構成であり、その他の機能部については、その機能、動作は図１の場合と同等である。
【００４６】
無線ユーザ／端末認証部３−７は、無線回線終端部３−９から転送される各無線チャネルごとに、当該無線チャネルの端末認証もしくはユーザ認証を行ない、その認証結果に従って無線チャネルの接続を許可するか、拒否するかを決定する機能を備える。認証により接続が許可された無線チャネルのみが、有線／無線回線多重分離部３−４を介して、収容局と通信を行うことが可能となる。
【００４７】
端末認証もしくはユーザ認証に使用するユーザＩＤやパスワードは、無線ユーザ／端末認証データベース３−８に蓄積しておき、無線ユーザ／端末認証部３−７はこのデータベースを参照して認証を実施する。無線ユーザ／端末認証データベース３−８は有線アクセス回線を利用するユーザが入力、管理するか、通信事業者がオペレーション用回線を通して入力、管理するか、どちらかのやり方で管理、更新される。
【００４８】
このように、無線ユーザ／端末認証部３−７および無線ユーザ／端末認証データベース３−８を用いることにより、あらかじめ登録した無線端末や無線ユーザに対してのみ、上位ネットワークヘの接続を許可し、他者の不正なネットワークヘの侵入を避けることが出来、よりセキュリティの高いアクセスシステムが実現できる。
【００４９】
次に、本発明の光無線統合型終端装置を用いた、光無線統合型アクセスシステムについて、図４を用いて説明する。
【００５０】
図４に示した、本発明の光無線統合型終端装置を用いた光無線統合型アクセスシステムは、基地局４−１と、複数の基地局を光ファイバ伝送路４−３によって収容する収容局４−２より構成される。基地局４−１は光ファイバ伝送路４−３を終端する光無線統合型終端装置４−４を備え、この光無線統合型終端装置４−４は光ファイバ伝送路４−３の伝送帯域の一部を有線アクセス回線として基地局内での有線通信に提供する機能を持つと共に、残りの伝送帯域を無線アクセス回線として複数の無線端末４−１１との無線通信に使用する機能を持ち、収容局４−２には前記光ファイバ伝送路４−３の終端を行う伝送装置４−７と認証機能４−８を備える。
【００５１】
無線端末４−１１は、ユーザ宅に固定的に置かれた無線局でも、持ち運び可能なモバイル端末でも良いが、あらかじめユーザ登録した通信事業者の基地局４−１に無線で接続する。この無線伝送方式としては、携帯電話システムやＰＨＳ、ＩＥＥＥ８０２.１１規格やBluetooth方式などに準拠した無線ＬＡＮ等、さまざまの方式があり、提供するアクセスサービスの性格に合わせて選択可能である。
【００５２】
基地局４−１は、通信事業者が提供する光ファイバ通信サービスを利用するユーザの、自宅や事業所等に設置される。基地局４−１内ではこの光ファイバ通信回線を光無線統合型終端装置４−４で終端し、基地局内のユーザはユーザインタフェースを介して、光ファイバ通信回線の帯域の一部を自らのアクセス回線として使用する。一方、光無線統合型終端装置４−４はその残りの帯域を、無線アンテナ４−６を介して無線で送受信し、前記の無線端末４−１１との無線伝送に使用することが出来る。
【００５３】
光無線統合型終端装置４−４には、必要に応じて、前記有線アクセスと前記無線アクセスのそれぞれについて優先度や伝送帯域の設定を行い、サービスクラスを設定する機能を設けることが出来る。これにより、例えば有線アクセスを最優先とし、無線アクセスは基地局４−１の有線アクセスユーザが帯域を使用していないときにのみ余った帯域を使用できるように設定したり、無線端末４−１１が音声通信、電話などのサービスに使用する帯域を最低限度保証し、これらを他のデータパケットに対して優先的に転送することで、遅延や連続性に対して一定の通信品質を保つなど、ユーザニーズに合わせたサービスクラス設定を行うことが出来る。
【００５４】
収容局４−２は、本発明のシステムを用いてサービス提供を行う事業者の局舎等に設置し、伝送装置４−７により光ファイバ通信回線を終端すると共に、他の無線基地局や収容局との接続を行う。伝送装置４−７は、この事業者の有する転送ネットワーク４−９との接続や、別事業者に開放したアクセスポイントを介した別事業者ネットワーク４−１０もしくはインターネット４−１０との相互接続を行うことが出来る。また、前記無線方式として携帯電話システムやＰＨＳを使用する場合には、従来のモバイルネットワークと同様に、収容局４−２もしくは事業者の転送ネットワーク４−９内に、携帯端末の位置情報やユーザ情報を登録、検索するサーバやデータベースを設置することがある。
【００５５】
以下、図５〜図７を参照して、本発明の光無線統合型終端装置を用いたユーザ認証方式について説明する。図５〜図７はそれぞれ例として、ユーザ認証方式の機能構成と手順の概略を示したものである。
【００５６】
図５は、本発明の光無線統合型終端装置を用いたユーザ認証手続きの実施の一例を示したものである。本実施例は、無線ユーザ端末５−１を使用するユーザが、基地局５−２もしくは収容局５−４に置かれた接続認証機能により、あらかじめ登録された特定のユーザグループに属することが確認された時点で、無線ユーザ端末５−１と特定のネットワーク
事業者転送網５−７との通信を可能とする認証方法である。
【００５７】
図５の手順(ａ)に示したユーザ認証方式では、無線ユーザ端末５−１は、基地局５−３との間で、例えばＩＥＥＥ８０２.１１に規定されたプロトコルを用いた無線通信が可能であるが、接続当初は収容局５−４やその上位のネットワーク事業者転送網５−７との通信は許されない。通信を開始しようとした時点で、無線ユーザ端末５−１と基地局内の光無線統合型終端装置５−３内の無線ユーザ／端末認証部で、接続ＩＤやパスワードなどによるユーザ認証を行うことにより、あらかじめこの基地局５−２に登録されたグループのユーザと確認された時点で、収容局５−４やその上位のネットワーク事業者転送網５−７、あるいはこれと接続するインターネット網などとの通信が可能となる。
【００５８】
図５の手順（ｂ）に示したユーザ認証方式は、光無線統合型終端装置５−３を接続受付機能として利用し、収容局内認証機能及びデータベースサーバ５−６を認証データベースとして使用する実施例である。この場合、前記接続受付機能は、最初の認証段階において無線ユーザ端末５−１と収容局内認証機能５−６との間を接続し、次の段階で、収容局内認証機能５−６がデータベースサーバ５−６の認証情報を基にユーザ認証を行い、その結果を光無線統合型終端装置５−３に通知する。この通知結果に基づき、光無線統合型終端装置５−３は当該ユーザをネットワーク事業者転送網５−７に接続させるかどうかを決定する。認証パラメータが一致せず、接続が許可されなかった場合には、光無線統合型終端装置５−３はこのユーザからの接続を拒否し、収容局５−４や、より上位のネットワークとの通信が不可能となるため、手順（ａ）と同等の認証機能が実現できる。
【００５９】
図５の手順（ａ）、手順（ｂ）の認証機能により、例えば企業などの敷地内に基地局５−２を設け、この基地局内で有線の高速な通信を行うと同時に、この企業に属するユーザにアクセス権を与えて無線端末５−１によるアクセスを可能とすることができる。この場合、無線ＬＡＮのような移動が可能で使い勝手の良い方法でユーザのアクセスが可能であり、ユーザグループ認証により企業内で閉じたセキュリティの高いＬＡＮ(Local Area Network)を構築できるとともに、有線通信帯域の有効利用が可能である。
【００６０】
次に、図６により、本発明の光無線統合型終端装置を用いたユーザ認証手続きの実施の別の一例を説明する。本実施例は、無線ユーザ端末６−１を使用するユーザが、基地局６−２もしくは収容局６−４に置かれた接続認証機能により、あらかじめ登録された特定のユーザグループに属することが確認された時点で、無線ユーザ端末６−１と収容局６−４との間での通信が可能となり、これに加えて収容局６−４で、前記ユーザが通信事業者網６−７、もしくは別の事業者網やインターネット接続サービス提供事業者網６−８と、あらかじめ契約したユーザであるかどうかを認証し、それが確認された場合にのみ当該上位ネットワーク６−７、６−８に接続し通信可能とする認証方法である。
【００６１】
図６の手順（ａ）に示したユーザ認証方式の実施例をさらに詳細に説明する。ユーザの無線端末６−１は、基地局６−２との間で無線通信し、光無線統合型終端装置６−３でユーザ認証を行った結果として、あらかじめ登録されたユーザグループのメンバと確認された時点で、収容局６−４との通信が可能となる。この手続き終了後、無線ユーザ端末６−１は収容局６−４に置かれた収容局内認証機能及びデータベースサーバ６−６に、ユーザが接続を希望する上位ネットワークの情報を伝え、収容局内認証機能６−５がその認証を行う。上位ネットワークの種別としては、本接続サービスを提供する通信事業者の転送網６−７のほかに、別の事業者の通信網やインターネット網６−８などが、アクセスポイントを介して相互接続する場合がある。認証機能６−６は、上位ネットワーク６−７、６−８に関する登録ユーザ情報のデータベースを有し、これを基に無線ユーザ端末６−１が当該上位ネットワークとあらかじめ契約したユーザ／端末か否かを認証する。認証が確認された時点で、このユーザの上位ネットワークヘの接続を許可する。
【００６２】
図６の手順（ｂ）に示したユーザ認証方式は、光無線統合型終端装置６−３を接続受付機能として利用し、収容局内認証機能及びデータベースサーバ６−６を認証データベースとして使用する実施例である。この場合、光無線統合型終端装置６−３は最初の認証段階において無線ユーザ端末６−１と収容局内認証機能６−６との間を接続し、次の段階で、収容局内認証機能光及びデータベースサーバ６−６が、あらかじめ基地局６−２に登録し接続を許可されたユーザかどうかのユーザグループ認証と、事前の契約により特定の上位ネットワーク６−７、６−８との接続を許可されたユーザかどうかの接続認証の両方を行い、その結果を光無線統合型終端装置６−３に通知する。この通知結果に基づき、光無線統合型終端装置６−３は当該の無線ユーザ端末６−１の収容局６−４やその上位ネットワークとの通信を許可、もしくは拒否し、手順(ａ)と同等の認証機能が実現できる。
【００６３】
図６の手順（ａ）、手順（ｂ）の認証機能により、例えば一般家庭ユーザ宅を基地局６−２として、近所の特定ユーザなどに本発明の光無線統合型終端装置を用いた無線アクセスを提供する場合、無線ユーザのアクセス権を基地局６−２のユーザが簡単に設定／解除できるため、迅速なサービスが開始でき、無線ユーザも気軽にこれを利用できるようになる。また、ユーザの要望するサービス内容や料金に応じ、インターネット接続事業者などの上位ネットワークヘの接続が可能となるため、柔軟で付加価値の高い接続サービスが提供可能である。
【００６４】
次に、図７により、本発明の光無線統合型終端装置を用いたユーザ認証手続きの実施の別の一例を説明する。本実施例は、無線ユーザ端末７−１を使用するユーザが、任意の基地局７−２から収容局７−４に接続でき、収容局７−２に置かれた光無線統合型終端装置７−３での接続認証により、事前に契約した通信事業者網７−７、もしくは別の事業者網やインターネット接続サービス提供事業者網７−８への接続、通信を可能とする認証方法である。
【００６５】
図７に示したユーザ認証方式の実施例をさらに詳細に説明する。無線ユーザ端末７−１は、基地局７−２との間で無線通信し、収容局７−４内の認証機能７−６に有線回線を介して接続する。次に、収容局認証機能及びデータベースサーバ７−６において、無線ユーザ端末７−１のユーザが接続を希望する特定の上位ネットワークについて、あらかじめ契約、登録したユーザであるかどうかの接続認証を行う。認証が許可された場合、無線端末７−１は当該上位ネットワークに接続され、通信可能となる。
【００６６】
なお、図７に示したユーザ認証方式においては、基地局７−２の提供する無線通信方式に適合した無線ユーザ端末７−１であれば、任意の端末が収容局４−４に接続可能であり、無線端末間の通信等を行うことが可能である。
【００６７】
図７に示した認証機能により、例えば駅や公園、高速道路のサービスエリア、公衆電話などの公共施設を基地局７−２としこれらを収容する収容局７−４同士を通信網により接続することで、地域が限定されないユニバーサルな無線アクセスサービスを提供することが出来、またこれらの施設に置いたサーバなどにアクセスすることにより、例えば駅の電車の時刻表や運行情報、道路の渋滞情報等、様々な有用情報をユーザが利用でき、利便性、公共性の高いサービスが提供可能となる。
【００６８】
また、図５〜図７におけるそれぞれの収容局内認証機能及びデータベースサーバに、サービスクラスなどの契約形態や実際のデータ通信量等に応じた課金を行う機能を設けることが出来る。この課金機能によって、あらかじめ設定された特定のユーザグループや、ユーザの契約した上位ネットワークの種別のそれぞれに、きめ細かな条件での課金を行うことが出来、幅広いサービス提供形態や料金設定が可能となる。
【００６９】
次に、本発明の光無線統合型終端装置を用いた、光無線統合型アクセスシステムの実施の一例について、図８を用いて説明する。図８は図中８−１３に示す無線中継局を用いることにより、図４のシステム構成、図５〜７のユーザ認証方式により実現されるサービス提供機能に加え、無線アクセス提供可能エリアの拡大や、基地局への収容可能ユーザ数の拡大を可能とするものである。
【００７０】
図８において、無線ユーザ端末８−１１は基地局８−１と直接無線通信を行わず、無線中継局８−１３を中継して基地局８−１と通信する。無線中継局８−１３は、基地局８−１との無線回線を一旦終端しその回線内に多重化された複数の回線を多重分離する機能をもつことにより、複数の無線ユーザ端末８−１１と基地局８−１との間での中継を行うことが出来る。無線ユーザ端末８−１１と無線中継局８−１３との間の無線通信方式や周波数帯は、無線中継局８−１３と基地局８−１との間の無線通信方式や周波数帯とは、それらの回線同士が干渉し合わない限り、同じ方式でも良いし、違う方式でも良い。両者に同じ方式を用いる場合には、例えば、無線ユーザ端末８−１１と無線中継局８−１３との間の回線と、無線中継局８−１３と基地局８−１との間の回線とを、別のキャリア周波数を用いて伝送したり、別の拡散符号を用いて分離することにより、相互の干渉を防ぐことが出来る。また、無線中継局８−１３同士の干渉も、同様の方法で避けることが出来る。
【００７１】
一般に無線通信に使用可能な電波の周波数帯域は法規上の制限があり、また無線方式上の限界もあるため、同一エリア内で通信可能な無線回線数には上限がある。しかしながら、上記のように本発明の光無線統合型終端装置を用い、無線中継局８−１３を使用したシステムを構成することにより、１つの基地局で収容可能な無線回線数を増大することが出来、加えて基地局からの無線伝送距離も伸ばせるため、１つの基地局からサービスを提供可能なエリアを拡大することが出来る。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ユーザの利便性の高いワイヤレス通信サービスを、光ファイバ通信等の高速な有線アクセス方式と組み合わせることによって経済的に提供でき、適切なユーザ認証手段により、特定のネットワークヘ接続する際のセキュリティを確保するとともに、必要な課金機能を実現することができる。また、有線アクセス方式についても、余った帯域を無線アクセスに使用することで、実質的な初期投資額が軽減され、通信帯域使用の実情に合わせた形に通信料金を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の光無線統合型終端装置の構成図。
【図２】本発明実施例の帯域制御機能を備えた光無線統合型終端装置の構成図。
【図３】本発明実施例の無線端末／ユーザ認証機能を備えた光無線統合型終端装置の構成図。
【図４】本発明の光無線統合型終端装置を用いた光無線統合型通信システムの実施例を示した構成図。
【図５】本発明の光無線統合型終端装置を用いた光無線統合型通信システムの認証手続きの実施例を説明するための図。
【図６】本発明の光無線統合型終端装置を用いた光無線統合型通信システムの認証手続きの実施例を説明するための図。
【図７】本発明の光無線統合型終端装置を用いた光無線統合型通信システムの認証手続きの実施例を説明するための図。
【図８】本発明の光無線統合型終端装置を用いた光無線統合型通信システムの無線中継局を用いた実施例を示した構成図。
【符号の説明】
1-1、2-1、3-1、4-4、5-3、6-3、7-3、8-4  光無線統合型終端装置
1-2、2-2、3-2、4-3、8-3  光ファイバ伝送路
1-3、2-3、3-3  光回線終端部
1-4、2-4、3-4  有線／無線回線多重分離部
1-5、2-6、3-5  有線回線終端部
1-6、2-7、3-6  ユーザインタフェース終端部
1-7、2-8、3-9  無線回線終端部
1-8、2-9、3-10  無線信号変復調部
1-9、2-10、3-11  無線信号送受信部
1-10、2-11、3-12、4-6、8-6  無線アンテナ
1-11、2-12、3-13  ユーザインタフェース
1-12、2-13、3-14、4-5、8-5  ユーザ端末
2-5  有線／無線回線帯域制御部
3-7  無線ユーザ／端末認証部
3-8  無線ユーザ／端末認証データベース
4-1、5-2、6-2、7-2、8-1  基地局
4-2、5-4、6-4、7-4、8-2  収容局
4-7、5-5、6-5、7-5、8-7  伝送装置
4-8、5-6、6-6、7-6、8-8  収容局内認証機能及びデータベースサーバ
4-9、5-7、6-7、7-7、8-9  事業者転送網
4-10、6-8、7-8、8-10  別事業者網／インターネット網
4-11、5-1、6-1、7-1、8-11  無線ユーザ端末
4-12、8-12  無線アクセスエリア
8-13  無線中継局
【図１】
0003797182.tif 000002
【図２】
0003797182.tif 000003
【図３】
0003797182.tif 000004
【図４】
0003797182.tif 000005
【図５】
0003797182.tif 000006
【図６】
0003797182.tif 000007
【図７】
0003797182.tif 000008
【図８】
0003797182.tif 000009