JP4351268B2 - Packet transfer device, network management unit and mobile terminal - Google Patents
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Description
本発明は、移動体通信に関し、特に移動体通信ネットワークにおける移動端末とISP(インターネット・サービス・プロバイダ)を接続する移動体通信用アクセスネットワークのパケット転送装置、ネットワーク管理ユニット並びにかかるアクセスネットワークに接続される移動端末に関する。 The present invention relates to mobile communication, and more particularly to a packet transfer device for a mobile communication access network for connecting a mobile terminal and an ISP (Internet Service Provider) in a mobile communication network, a network management unit, and such an access network. Related to mobile terminals.
固定IP(インターネット・プロトコル)通信と同じように無線LANなどにおいても高速IP通信の普及が見込まれ、また将来的に音声通信もIPサポートによる通信になると考えられている。またホットスポットなどの公衆における無線IPネットワーク通信が普及の兆しを見せているが、このような無線IPネットワークにおける移動通信では、端末の移動による基地局の切り替えを高速に行うことが必須となっている。このような端末のモビリティ制御の1つとして、IPレベルでの標準化を行う組織であるIETF(Internet Engineering Task Force)で、標準化に向けてMobile IP (モバイルIP)の検討が進んでいる(下記の非特許文献1参照)。
図20はモバイルIPを用いた移動端末に対するモビリティ制御方式を簡単に示している。移動端末10は、あるISP#2が提供するホットスポットの1つである基地局21に接続して通信を行っているものとする。ホットスポットのネットワークは、複数の基地局ノード20〜2n(図では20から22のみを示す)と中継局30〜33で構成され、他のネットワークとの接続ポイントに置かれる接続局40を通じてインターネットへ接続されているものとする。本例では、移動端末10は基地局21、接続局40を通って、インターネット中のノード(CN)と通信を行っている。移動端末10のIPアドレスを(A)、のCNのIPアドレスを(B)とし、モバイルIPにおけるホームエージェント(以下HA)は基地局21とする。移動端末10が基地局21の配下にある場合は、通常のIP通信を行っているものとする。
FIG. 20 simply shows a mobility control method for a mobile terminal using mobile IP. It is assumed that the
移動端末10が移動する場合の処理について、図20(b)を用いて示す。基地局21の配下から基地局22の配下へ通信が切り替わったときに、移動端末10は基地局22よりIPアドレス(Care of Address)を取得する。さらに、基地局22は基地局21に、移動端末10が基地局22配下に移動したことを通知する。通知を受信した基地局21は基地局22との間にIPトンネルを生成する。
A process when the
移動後の通信は、以下のようになる。CNから移動端末10宛てに送信されたパケットは、これまでどおりの経路を通って、移動端末10のHAである基地局21まで転送される。基地局21は、移動端末10が移動時に生成したIPトンネルを用いて、基地局22を経由した移動端末10へパケットを転送する。移動端末10は、基地局22を通して、CNにパケットを転送する。このときにCNに対して、移動端末が現在基地局22の配下にいることを通知する。
Communication after moving is as follows. The packet transmitted from the CN to the
次の契機にはCNは、移動端末10の位置が基地局22配下にあると認識し、基地局21を通さずに基地局22を通して、携帯端末10への通信を行う。
At the next opportunity, the CN recognizes that the position of the
しかしながら、モバイルIPによるIPサポート方式は、上記のような複雑なシグナリング手順を踏む必要がある。またCNとHAと移動端末の間での三角経路が発生したり、この間でIPトンネルによるオーバーヘッドが生じるといった問題がある。また、通信相手に自分の位置を通知することで、直接移動先にパケットを送信するようにできるが、これは通信の相手に、自分の現在のCoAを知らせる必要があり、位置情報が通信相手に知られる可能性があるといった問題がある。また、IPアドレスを取得したり、IPトンネルを構成するなど、レイヤ3レベルでの処理が発生し、手順が複雑なため、車で移動するなどの高速移動通信に必須となる高速なモビリティ制御が難しいという課題がある。具体的には、位置登録の変更時に数秒単位の瞬断が生じる場合がある。このため、小さなエリアを頻繁に移動するようなマイクロモビリティへの適用は難しい。
However, the IP support system based on mobile IP needs to follow the complicated signaling procedure as described above. In addition, there is a problem that a triangular path is generated between the CN, the HA, and the mobile terminal, and overhead due to the IP tunnel occurs between them. In addition, it is possible to send a packet directly to the destination by notifying the communication partner of his / her position, but this is necessary to inform the communication partner of his / her current CoA, and the position information is the communication partner. There is a problem that may be known. In addition, processing at the
また、このホットスポットを提供するオペレータがISPとして直接ユーザを収容する形態をとらず、移動通信オペレータとしてISPにネットワークを貸し出すトランスポート型の形態をとった場合を考える。このネットワークを有する移動通信オペレータは、無線基地局を有し、加入者を収容するとともに、ISPに対して加入者との間のトランスポートサービスを提供する。ISPから見ると、このモバイルネットワークはアクセスネットワークとして機能することになる。このようなアクセスネットワークは複数の外部ネットワーク(例えば、ISP#1、ISP#2など)によって共有されることになる。ISP#nのユーザの移動端末との間のパケット転送は、宛先アドレスによらずISP#n経由としなければならない。
Also, consider a case where the operator providing this hot spot does not take the form of directly accommodating the user as an ISP, but takes the transport form of lending a network to the ISP as a mobile communication operator. A mobile communication operator having this network has a radio base station, accommodates subscribers, and provides transport services to and from ISPs. From the perspective of the ISP, this mobile network functions as an access network. Such an access network is shared by a plurality of external networks (for example,
このようなネットワークにおいて、モバイルIPを適用した場合に、移動端末が使用するアドレスはモバイルネットワークから与えられた気付けアドレスであり、パケットの宛先アドレスや送信元アドレスからパケットの属するISPを識別して制御することはできない。このため、マルチキャストの転送をアクセスネットワーク内で効率よく提供し、モビリティをサポートしたマルチキャストサービスを行うことは難しい。また、モバイルIPはIP層での制御であるため、IPのバージョンにも依存することになり、ネットワークを構成する場合に、IPv4とIPv6に対応する必要がある。 In such a network, when mobile IP is applied, the address used by the mobile terminal is a care-of address given from the mobile network, and the ISP to which the packet belongs is identified and controlled from the destination address or source address of the packet. I can't do it. For this reason, it is difficult to efficiently provide multicast forwarding within the access network and provide a multicast service that supports mobility. In addition, since mobile IP is control in the IP layer, it also depends on the IP version. When configuring a network, it is necessary to support IPv4 and IPv6.
したがって本発明は、移動端末のIPアドレスに全く影響を与えることなく、同じIPアドレスを使用したままネットワーク内を移動しながら通信することが可能であり、小さなエリアを頻繁に移動するようなマイクロモビリティへの適用が可能な移動体通信用アクセスネットワークのパケット転送装置、ネットワーク管理ユニット並びにかかるアクセスネットワークに接続される移動端末を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can communicate while moving in the network while using the same IP address without affecting the IP address of the mobile terminal at all, and the micro mobility that frequently moves in a small area. It is an object of the present invention to provide a mobile communication access network packet transfer apparatus, a network management unit, and a mobile terminal connected to the access network.
また本発明は、中継装置に非常に安価なイーサネット(登録商標)スイッチを用いることも可能となり、低コストでモビリティをサポートすることが可能な移動体通信用アクセスネットワークのパケット転送装置、ネットワーク管理ユニット並びにかかるアクセスネットワークに接続される移動端末を提供することを目的とする。 In addition, the present invention makes it possible to use a very inexpensive Ethernet (registered trademark) switch as a relay device, and to support a mobile communication access network packet transfer device and network management unit that can support mobility at low cost. It is another object of the present invention to provide a mobile terminal connected to such an access network.
また本発明は、移動端末の位置を通信相手に知られるという問題を解消可能な移動体通信用アクセスネットワークのパケット転送装置、ネットワーク管理ユニット並びにかかるアクセスネットワークに接続される移動端末を提供することを目的とする。 The present invention also provides a packet transfer device for a mobile communication access network, a network management unit, and a mobile terminal connected to the access network, which can solve the problem that the location of the mobile terminal is known to a communication partner. Objective.
また本発明は、ISPからのマルチキャストパケットを効率よく配送することが可能であり、移動しながらマルチキャストサービスを受けることが可能な移動体通信用アクセスネットワークのパケット転送装置、ネットワーク管理ユニット並びにかかるアクセスネットワークに接続される移動端末を提供することを目的とする。 The present invention also provides a packet transfer apparatus, a network management unit, and such an access network for a mobile communication access network capable of efficiently delivering multicast packets from an ISP and receiving a multicast service while moving. It aims at providing the mobile terminal connected to.
また本発明は、移動端末からの無駄なマルチキャストの配送をなくし、セキュリティーも確保したままISPからのマルチキャストに対応することができる移動体通信用アクセスネットワークのパケット転送装置、ネットワーク管理ユニット並びにかかるアクセスネットワークに接続される移動端末を提供することを目的とする。 The present invention also provides a packet transfer device for a mobile communication access network, a network management unit, and such an access network, which can eliminate useless multicast delivery from a mobile terminal and can support multicast from an ISP while ensuring security. It aims at providing the mobile terminal connected to.
上記目的を達成するために、本発明によれば、移動端末と、前記移動端末のユーザが属する外部IPネットワークの間をトンネルにより中継するアクセスネットワークのパケット転送装置において、
前記IPネットワークとの接続点の装置として用いられ、前記外部IPネットワーク側から受信するパケットのユーザIDよりユーザ別に設定されたトンネル識別子と出力ポートを検索するトンネル識別子出力ポート検索手段と、前記トンネル識別子をパケットに付加して前記出力ポートに転送する識別子付加手段と、さらにアクセスネットワーク側から受信したパケットのトンネル識別子より出力ポートを検索する外部ネットワーク出力ポート検索手段とを有することを特徴とするパケット転送装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in a packet transfer apparatus for an access network that relays a tunnel between a mobile terminal and an external IP network to which a user of the mobile terminal belongs,
A tunnel identifier output port search means for searching for a tunnel identifier set for each user and an output port based on a user ID of a packet received from the external IP network side, which is used as a connection point device with the IP network; and the tunnel identifier Packet transfer means comprising: identifier adding means for adding a packet to the output port and transferring the output port to the output port; and external network output port search means for searching for the output port from the tunnel identifier of the packet received from the access network side. An apparatus is provided.
また本発明によれば、前記トンネル識別子出力ポート検索手段が、パケットのユーザIDとして受信パケットの宛先MACアドレスを使用することを特徴とするパケット転送装置が提供される。 Further, according to the present invention, there is provided a packet transfer apparatus characterized in that the tunnel identifier output port search means uses a destination MAC address of a received packet as a user ID of the packet.
また本発明によれば、前記トンネル識別子出力ポート検索手段が、前記外部IPネットワークから受信したパケットがマルチキャストもしくはブロードキャストパケットの場合に、装置に接続される外部IPネットワーク別に設定されたマルチキャスト用トンネル識別子と出力ポートを検索するマルチキャスト用トンネル識別子検索手段を有することを特徴とするパケット転送装置が提供される。 Further, according to the present invention, the tunnel identifier output port search means, when the packet received from the external IP network is a multicast or broadcast packet, a multicast tunnel identifier set for each external IP network connected to the device, There is provided a packet forwarding apparatus comprising multicast tunnel identifier searching means for searching for an output port.
また本発明によれば、移動端末と、前記移動端末のユーザが属する外部IPネットワークの間を中継するために、前記ユーザが属する外部IPネットワークと接続する接続局と、前記移動端末が接続しえる複数の無線基地局と、前記接続局と前記複数の無線基地局とを結ぶ複数の中継局と、前記無線基地局と前記移動端末を管理するネットワーク管理ユニットで構成されるアクセスネットワークのトンネルにより中継するアクセスネットワークパケットの転送装置において、
前記移動端末を収容する装置として用いられ、前記移動端末から受信するパケットが移動制御用パケットIDを有する場合に、これを受信し処理する移動制御パケット処理手段と、それ以外のパケットを処理するユーザパケット処理手段とを有することを特徴とするパケット転送装置が提供される。
According to the present invention, in order to relay between a mobile terminal and an external IP network to which a user of the mobile terminal belongs, a connection station connected to the external IP network to which the user belongs can be connected to the mobile terminal. Relay through a tunnel of an access network composed of a plurality of radio base stations, a plurality of relay stations connecting the connection station and the plurality of radio base stations, and a network management unit that manages the radio base stations and the mobile terminals In an access network packet transfer device to
When a packet received from the mobile terminal is used as a device for accommodating the mobile terminal and has a mobility control packet ID, a mobile control packet processing means for receiving and processing the packet and a user for processing other packets There is provided a packet transfer apparatus characterized by comprising a packet processing means.
また本発明によれば、前記ユーザパケット処理手段は、前記移動端末から受信するパケットのユーザIDよりユーザ別に設定されたトンネル識別子を検索するトンネル識別子検索手段と、前記トンネル識別子を前記パケットに付加してネットワーク側ポートに転送する識別子付加手段と、前記アクセスネットワーク側から受信したパケットのトンネル識別子を削除して前記移動端末側に転送する識別子削除手段とを有することを特徴とするパケット転送装置が提供される。 According to the present invention, the user packet processing means adds a tunnel identifier searching means for searching for a tunnel identifier set for each user based on a user ID of a packet received from the mobile terminal, and adds the tunnel identifier to the packet. A packet transfer apparatus comprising: identifier adding means for transferring to a network side port; and identifier deleting means for deleting a tunnel identifier of a packet received from the access network side and transferring the packet to the mobile terminal side Is done.
また本発明によれば、前記トンネル識別子検索手段において、受信パケットのユーザIDとして受信パケットの送信元MACアドレスを使用することを特徴とするパケット転送装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a packet transfer apparatus characterized in that the tunnel identifier search means uses a source MAC address of a received packet as a user ID of the received packet.
また本発明によれば、前記移動制御パケット処理手段は、新たに自装置と通信を行おうとする移動端末からの位置登録要求により、前記ネットワーク管理ユニットに対し前記移動端末のユーザIDにマッピングするトンネル識別子を要求し、前記ネットワーク管理ユニットからのマッピング応答により前記移動端末のユーザIDにトンネル識別子を設定するユーザIDマッピング設定手段を有することを特徴とするパケット転送装置が提供される。 Further, according to the present invention, the mobility control packet processing means is a tunnel that maps to the network management unit to the user ID of the mobile terminal in response to a location registration request from the mobile terminal that is newly communicating with the own device. There is provided a packet transfer apparatus comprising user ID mapping setting means for requesting an identifier and setting a tunnel identifier in a user ID of the mobile terminal by a mapping response from the network management unit.
また本発明によれば、前記ユーザパケット処理手段は、前記アクセスネットワーク側から受信したパケットのトンネル識別子のうちポイントツーマルチポイントのマルチキャスト用トンネル識別子を区別したテーブルを有し、前記ネットワーク管理ユニットにより廃棄と設定されたマルチキャスト用トンネル識別子をもつパケットを廃棄することを特徴とするパケット転送装置が提供される。 Further, according to the present invention, the user packet processing means has a table that distinguishes point-to-multipoint multicast tunnel identifiers from tunnel identifiers of packets received from the access network side, and discards them by the network management unit. A packet transfer apparatus is provided that discards a packet having a multicast tunnel identifier set as follows.
また本発明によれば、移動端末と、前記移動端末のユーザが属する外部IPネットワークの間を中継するために、前記ユーザが属する外部IPネットワークと接続する接続局と、前記移動端末が接続しえる複数の無線基地局と、前記接続局と前記複数の無線基地局とを結ぶ複数の中継局と、前記無線基地局と前記移動端末を管理するネットワーク管理ユニットで構成されるアクセスネットワークのトンネルにより中継するアクセスネットワークのネットワーク管理ユニットにおいて、
複数の無線基地局のいずれかの基地局からの前記移動端末に対するトンネル識別子の要求に対して、前記ユーザが属する外部IPネットワークと該基地局を結ぶトンネル識別子を検索し、前記接続局と前記基地局に対し、前記移動端末のユーザIDに検索したトンネル識別子を設定するトンネル識別子設定手段を有することを特徴とするネットワーク管理ユニットが提供される。
According to the present invention, in order to relay between a mobile terminal and an external IP network to which a user of the mobile terminal belongs, a connection station connected to the external IP network to which the user belongs can be connected to the mobile terminal. Relay through a tunnel of an access network composed of a plurality of radio base stations, a plurality of relay stations connecting the connection station and the plurality of radio base stations, and a network management unit that manages the radio base stations and the mobile terminals In the network management unit of the access network
In response to a request for a tunnel identifier for the mobile terminal from any one of a plurality of radio base stations, a search is made for a tunnel identifier that connects the base station to the external IP network to which the user belongs, and the connection station and the base There is provided a network management unit characterized by having a tunnel identifier setting means for setting a searched tunnel identifier in a user ID of the mobile terminal for a station.
また本発明によれば、移動端末と、前記移動端末のユーザが属する外部IPネットワークの間を中継するために、前記ユーザが属する外部IPネットワークと接続する接続局と、前記移動端末が接続しえる複数の無線基地局と、前記接続局と前記複数の無線基地局とを結ぶ複数の中継局と、前記無線基地局と前記移動端末を管理するネットワーク管理ユニットで構成されるアクセスネットワークを介して前記外部IPネットワークと通信するよう構成された前記移動端末において、
前記基地局が送信するエリア情報広告を常に受信し、現在通信中の基地局とある基地局の受信強度の差があらかじめ設定された閾値を上回った場合に、位置登録要求を送信する位置登録要求手段を有することを特徴とする移動端末が提供される。
According to the present invention, in order to relay between a mobile terminal and an external IP network to which a user of the mobile terminal belongs, a connection station connected to the external IP network to which the user belongs can be connected to the mobile terminal. Via an access network comprising a plurality of radio base stations, a plurality of relay stations connecting the connection station and the plurality of radio base stations, and a network management unit for managing the radio base station and the mobile terminal In the mobile terminal configured to communicate with an external IP network,
A location registration request that always receives an area information advertisement transmitted by the base station and transmits a location registration request when a difference in reception strength between a currently communicating base station and a base station exceeds a preset threshold value There is provided a mobile terminal characterized by comprising means.
また本発明によれば、前記位置登録要求手段は送信する位置登録要求パケットの宛先アドレスをブロードキャストもしくはマルチキャストアドレスとすることを特徴とする移動端末が提供される。 According to the present invention, there is provided a mobile terminal characterized in that the location registration request means uses a broadcast or multicast address as a destination address of a location registration request packet to be transmitted.
本発明によれば、端末の移動をサポートするネットワークにおいて、ラベルを用いたトンネルを構成し、この中を移動端末のパケットをトンネルで転送し、端末がエリアを移動すると、このトンネルを前記エリアに対するトンネルに変更することで移動端末のIPアドレスに全く影響を与えることなく、同じIPアドレスを使用したままネットワーク内を移動しながら通信することが可能となる。 According to the present invention, in a network that supports the movement of a terminal, a tunnel using a label is formed, the packet of the mobile terminal is transferred through the tunnel, and when the terminal moves in an area, the tunnel is connected to the area. By changing to a tunnel, it is possible to communicate while moving in the network while using the same IP address without affecting the IP address of the mobile terminal.
また、トンネルをVLANを用いて構成することで、中継装置に非常に安価なイーサネット(登録商標)スイッチを用いることも可能となり、低コストでモビリティをサポートするアクセスネットワークを構築することが可能となる。 In addition, by configuring the tunnel using VLAN, it is possible to use a very inexpensive Ethernet (registered trademark) switch for the relay device, and it is possible to construct an access network that supports mobility at low cost. .
また本発明では、移動を通知するのはアクセスネットワーク内のネットワーク管理ユニットであるので、移動端末の位置を通信相手に知られるという問題も解消することができる。 In the present invention, since it is the network management unit in the access network that notifies the movement, the problem that the position of the mobile terminal is known to the communication partner can also be solved.
さらに本発明の第2の形態によれば、接続局から全ての基地局をツリー上に結ぶマルチキャストツリーのVLANセグメントを構成することで、ISPからのマルチキャストパケットを効率よく配送することが可能であり、移動しながらマルチキャストサービスを受けることが可能となる。また移動端末からのパケット全てと、ISPからのユニキャストパケットはマルチキャスト用VLANと異なり各基地局個別のVLANによりトンネルされるため移動端末からの無駄なマルチキャストの配送をなくし、セキュリティーも確保したままISPからのマルチキャストに対応することができる。 Furthermore, according to the second aspect of the present invention, it is possible to efficiently deliver multicast packets from the ISP by configuring the VLAN segment of the multicast tree that connects all base stations from the connected station on the tree. It is possible to receive a multicast service while moving. Also, all packets from the mobile terminal and unicast packets from the ISP are tunneled by the VLAN of each base station, unlike the multicast VLAN, so the useless multicast delivery from the mobile terminal is eliminated and the ISP is secured while maintaining security. Multicast from can be supported.
本発明の実施の形態の一例として用いるアクセスネットワークの概要を図1に示す。本アクセスネットワークは、加入者の無線移動端末(単に移動端末とも言う)10を収容する基地局20〜22とパケットを中継する中継局30〜33、さらに、加入者にインターネット接続サービスを提供するISPネットワークが接続される接続局40から構成される。本実施の形態ではこのようなISPネットワークと、そのISPの加入者である移動端末10との間での移動通信について説明する。
An outline of an access network used as an example of an embodiment of the present invention is shown in FIG. The access network includes
<第1の実施の形態>
本アクセスネットワークは加入者とそのISPを接続するネットワークで、加入者はそれぞれ個別に好きなISPに接続することが可能である。加入者のIPはISPより配布されるため、アクセスネットワーク内はそれぞれのISPによってIPアドレスが配布された各加入者のパケットを適切に前記するISPを経由するように転送する。このため、アクセスネットワークはレイヤ2のトンネルを構成する。本アクセスネットワークは詳しくは、論理的に2つのプレーンにより構成される。
<First Embodiment>
This access network is a network that connects a subscriber and its ISP, and each subscriber can connect to a favorite ISP individually. Since the subscriber's IP is distributed by the ISP, the packet of each subscriber whose IP address is distributed by each ISP is appropriately transferred through the ISP described above in the access network. For this reason, the access network forms a
1つは加入者端末からのデータパケットをISPまで転送する転送プレーン図1(b)であり、2つ目はネットワークの監視・管理を実行する制御プレーン図1(a)である。以下、2つのプレーンについて説明を行う。転送プレーンはOSIモデルにおけるレイヤ2(データリンク層)ネットワークを透過的に伝送するために、トンネルの技術を利用したネットワークで構成されている。加入者とISPの接続するインタフェースとしてはイーサネット(登録商標)を提供する。一方、制御プレーンはOSIモデルにおけるレイヤ3(ネットワーク層)で構成されており、アクセスネットワーク内部に閉じたIPネットワークを構成し、通常のIPルーティングにより各装置間の制御情報の伝達を実行する。またいずれかの無線基地局には、ネットワーク全体の管理を行う、ネットワーク管理ユニット50が接続される。 One is a transfer plane in FIG. 1B for transferring data packets from a subscriber terminal to the ISP, and the second is a control plane in FIG. 1A for executing network monitoring and management. Hereinafter, two planes will be described. The transfer plane is composed of a network using a tunnel technology for transparently transmitting a layer 2 (data link layer) network in the OSI model. Ethernet (registered trademark) is provided as an interface for connecting the subscriber and the ISP. On the other hand, the control plane is composed of layer 3 (network layer) in the OSI model, constitutes a closed IP network inside the access network, and executes transmission of control information between devices by normal IP routing. A network management unit 50 that manages the entire network is connected to one of the radio base stations.
次に図2を用いて本発明のモビリティ制御の概念を示す。本実施の形態ではトンネルの構成手法としてVLANを用いる。この場合トンネル識別子であるラベルとしてVLANタグ中のVIDを用いる。移動端末10は、基地局21配下でISP#1との間で通信を行っているものとする。このときアクセスネットワークでは基地局21から中継局33、30を経由して接続局40のISP#2が接続されるポートまでを1つの経路とするVLAN(VID=10)を使用して、移動端末10が送信、受信するパケットを、このVLANを通じてレイヤ2によりISPとの間で転送している。このときVLANの識別子としてIEEE802.1qで規定されるVLANタグが基地局21から接続局40の間で付加されることになる。
Next, the concept of mobility control according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, VLAN is used as a tunnel configuration method. In this case, the VID in the VLAN tag is used as a label that is a tunnel identifier. It is assumed that the
アクセスネットワーク内部には、このような各ISPと基地局を接続するようなVLANがあらかじめネットワーク管理ユニットにより制御プレーンを通じて設定されている。移動端末10が新たな基地局22に移動した場合、この基地局22から中継局32、31を経由して接続局40のISP#2が接続されるポートまでを1つの経路とするVLAN(VID=20)を通じてレイヤ2によりISPまで転送される。このように移動端末10は新たなエリアに移動するたびにアクセスネットワーク内に設定されている適切なVLANトンネルを使用して通信を継続する。
In the access network, a VLAN that connects each ISP and the base station is set in advance by the network management unit through the control plane. When the
VLANによるトンネルではレイヤ3の処理が全く発生しないため、ユーザはモバイルIPを使用した場合のように、新しいネットワークの気付けアドレスをもらう必要もなく、同じIPアドレスをそのまま使用して通信を継続することが可能である。ただし、この動作はアクセスネットワーク内での移動に限られ、アクセスネットワーク自体を移動する場合は、モバイルIPを用いて移動の制御を行う。このため加入者にIPアドレスを配布するISPにHAを置き、アクセスネットワークを移動するようなマクロモビリィに関してはISPがモバイルIPにより制御を行う。
Since
移動時のラベルの変更方法に関して図3を用いて詳細に説明する。本アクセスネットワークにおいては、各基地局はエリアIDを含むエリア情報を定期的に広告している。移動端末は常にこのエリア情報を受信しており、受信するエリアIDに基づいて現在のエリアを把握している。移動により新しいエリアIDを受信した上で、通信する基地局を変更する場合、新基地局に対して自分を登録するために加入者位置登録要求パケットを送出する。このパケットはイーサネット(登録商標)のパケットであるが、アクセスネットワークでのモビリティを制御するための特殊パケットであり、IPパケットではなく、レイヤ2におけるプロトコルパケットとなる。このためパケット中に、これを示すための移動制御用パケットIDを有する。
A method for changing the label during movement will be described in detail with reference to FIG. In this access network, each base station periodically advertises area information including an area ID. The mobile terminal always receives this area information, and grasps the current area based on the received area ID. When a base station for communication is changed after receiving a new area ID by moving, a subscriber location registration request packet is transmitted to register the new base station with itself. Although this packet is an Ethernet (registered trademark) packet, it is a special packet for controlling mobility in the access network, and is not an IP packet but a protocol packet in
またこのイーサネット(登録商標)パケットの宛先アドレスは、基地局を特定しないブロードキャストもしくはマルチキャストアドレスとする。このため、移動端末は基地局のアドレスを個別に識別してパケットを出力する必要はない。加入者位置登録要求を受信した新基地局では、移動制御用パケットID及びユーザIDより、加入者の位置登録要求を認識し、ネットワーク管理ユニットに対し、制御プレーンを使用して加入者経路指示要求を送信する。加入者経路指示要求にはユーザを示すユーザIDとして受信した加入者のイーサネット(登録商標)パケットの送信元MACアドレスと自装置のエリアIDを送付する。ネットワーク管理ユニットは加入者経路指示要求を受信すると、図5に示すテーブルのユーザIDより前記するISPを検索し、ISPとエリアIDよりすでに設定済みのVLANテーブルより前記するVIDを抽出する。 The destination address of this Ethernet (registered trademark) packet is a broadcast or multicast address that does not specify a base station. For this reason, the mobile terminal does not need to individually identify the address of the base station and output the packet. The new base station that has received the subscriber location registration request recognizes the subscriber location registration request from the mobile control packet ID and the user ID, and uses the control plane to request the subscriber route indication to the network management unit. Send. In the subscriber route instruction request, the transmission source MAC address of the received Ethernet (registered trademark) packet of the subscriber and the area ID of the own apparatus are sent as the user ID indicating the user. When receiving the subscriber route instruction request, the network management unit searches the ISP described above from the user ID in the table shown in FIG. 5, and extracts the VID described above from the already set VLAN table from the ISP and the area ID.
ユーザに新規に割り当てるVIDが決定すると、ネットワーク管理ユニットは制御プレーンを使用して、新基地局に加入者経路指示応答としてユーザIDに対して割り当てたVIDを通知する。またISPとの接続点である接続局に関しても加入者経路指示としてユーザIDと変更するVIDを通知する。加入者経路指示応答を受信した新基地局は図6に示すテーブルに新たに前記ユーザIDとマッピングするVIDのテーブルを付加して、それ以降前記ユーザからのパケットを受信した場合、指定されたVIDを持つVLANタグをパケットに挿入して、転送プレーンに送出するようになる。またアクセスネットワーク内からのパケットに関しては、VLANタグを削除して加入者に送信する。 When the VID newly assigned to the user is determined, the network management unit notifies the new base station of the VID assigned to the user ID as a subscriber route instruction response using the control plane. In addition, a user ID and a VID to be changed are notified as a subscriber route instruction for a connection station that is a connection point with the ISP. When the new base station that has received the subscriber route indication response adds a new VID table that maps to the user ID to the table shown in FIG. 6, and subsequently receives a packet from the user, the specified VID Is inserted into the packet and sent to the transfer plane. For packets from within the access network, the VLAN tag is deleted and transmitted to the subscriber.
一方、加入者経路指示を受信した接続局は図7に示すテーブルの前記ユーザIDにマッピングされているVIDを加入者経路指示で指定されたVIDに変更する。これ以降ISP側から受信するパケットに関しては、イーサネット(登録商標)パケットの宛先MACアドレスより、前記ユーザのテーブルを検索し、新しく変更したVIDを持つVLANタグをパケットに挿入して、転送プレーンに送出するようになる。またアクセスネットワーク内からのパケットに関しては、VLANタグを削除してISPに送信する。 On the other hand, the connecting station that has received the subscriber route instruction changes the VID mapped to the user ID in the table shown in FIG. 7 to the VID specified by the subscriber route instruction. From now on, for packets received from the ISP side, the user table is searched from the destination MAC address of the Ethernet (registered trademark) packet, and a VLAN tag having a newly changed VID is inserted into the packet and sent to the transfer plane. To come. For packets from within the access network, the VLAN tag is deleted and transmitted to the ISP.
次に図8を利用して移動端末における、エリア情報広告受信処理を詳細に示す。移動端末は常に電波の状態を把握するために各基地局をスキャンして各基地局が出力するエリア情報広告を受信している。あるエリア情報広告を受信すると(ステップS81)、まず受信したエリアIDが自端末で登録済みかどうかのチェックを行う(ステップS82)。エリアIDが登録済みでない場合、このエリアIDを自端末に登録する(ステップS83)。次に受信強度に関しても新たに登録する(ステップS84)。すでに登録済みのエリアIDのエリア情報広告を受信した場合、受信強度の更新のみを行う(ステップS82からステップS84へ)。更新したエリアIDの受信強度が現在通信に使用しているエリアIDの受信強度よりも、設定された閾値α以上大きい場合(ステップS85でYES)、移動端末は加入者位置登録要求を新たなエリアIDを持つ基地局に対して送信する(ステップS86)。そうでない場合は処理を終了する(ステップS85からエンドへ)。 Next, the area information advertisement receiving process in the mobile terminal will be described in detail with reference to FIG. The mobile terminal always scans each base station to grasp the state of the radio wave and receives an area information advertisement output from each base station. When a certain area information advertisement is received (step S81), it is first checked whether or not the received area ID has been registered in the own terminal (step S82). If the area ID has not been registered, the area ID is registered in the own terminal (step S83). Next, the reception intensity is newly registered (step S84). When the area information advertisement of the already registered area ID is received, only the reception strength is updated (from step S82 to step S84). If the reception strength of the updated area ID is greater than the reception strength of the area ID currently used for communication by a set threshold value α or more (YES in step S85), the mobile terminal sends a subscriber location registration request to a new area. Transmit to the base station having the ID (step S86). Otherwise, the process ends (from step S85 to end).
このエリア情報広告はイーサネット(登録商標)パケットのようなレイヤ2のパケットである必要はなく、無線部で通信可能な形態をしていてもよい。このときの移動端末内に保持される基地局管理テーブルの例を図4に示す。基地局管理テーブルは受信しているエリアIDとその受信強度さらに各エリアID別のフラグより構成される。フラグの意味は0:エリア広告は受信しているが受信強度が低く、通信に使用していない状態。1:現在通信に使用している状態、2:現在前記エリアIDの受信強度が閾値を上回り、加入者位置登録要求を行っている途中の状態を示している。このテーブルにより移動端末は自身が通信する基地局を管理している。
This area information advertisement does not have to be a
次に基地局における加入者側無線装置からのパケット受信時の処理について図9を利用して詳細に示す。基地局は加入者側無線装置からパケットを受信すると(ステップS91)、まずパケットが移動制御用パケットIDを有しているかをチェックする(ステップS92)、移動制御用パケットIDを持っていない場合、図6に示すテーブルを送信元MACアドレスをユーザIDとして検索し(ステップS93)、テーブルに登録されていない場合パケットを廃棄する(ステップS97)。またテーブルに登録されている場合、テーブルよりVIDを得て(ステップS94)、このVIDを持つVLANタグを作成し、パケットに挿入してアクセスネットワーク側の転送プレーンに送信する(ステップS95)。移動制御用パケットIDを持っている場合(ステップS92でYES)、加入者位置登録要求処理を実行する(ステップS96)。 Next, processing at the time of packet reception from the subscriber-side radio apparatus in the base station will be described in detail with reference to FIG. When the base station receives a packet from the subscriber-side wireless device (step S91), it first checks whether the packet has a mobility control packet ID (step S92). If it does not have a mobility control packet ID, The table shown in FIG. 6 is searched using the source MAC address as the user ID (step S93), and if not registered in the table, the packet is discarded (step S97). If it is registered in the table, a VID is obtained from the table (step S94), a VLAN tag having this VID is created, inserted into a packet, and transmitted to the transfer plane on the access network side (step S95). If it has a movement control packet ID (YES in step S92), a subscriber location registration request process is executed (step S96).
次に図10を用いて加入者位置登録要求処理を説明する。加入者位置登録を移動端末より受信したら(ステップS101)、図6のテーブルを用いて送信元MACアドレスをユーザIDとして、登録済みのユーザIDかどうかのチェックを行う(ステップS102)、ユーザIDが登録済みの場合、移動端末に対して、加入者位置登録応答を送信する(ステップS105)。ユーザIDが未登録の場合、ユーザIDを仮登録して(ステップS103)、ユーザIDとエリアIDを含む加入者経路指示要求を制御プレーンを用いてネットワーク管理ユニットに送信する(ステップS104)。 Next, subscriber location registration request processing will be described with reference to FIG. When the subscriber location registration is received from the mobile terminal (step S101), it is checked whether the user ID is a registered user ID using the transmission source MAC address as the user ID using the table of FIG. 6 (step S102). If registered, a subscriber location registration response is transmitted to the mobile terminal (step S105). If the user ID is not registered, the user ID is provisionally registered (step S103), and a subscriber route instruction request including the user ID and area ID is transmitted to the network management unit using the control plane (step S104).
次にネットワーク管理ユニットにおける処理を図11を用いて詳細に説明する。ネットワーク管理ユニットは加入者経路指示要求を受信すると(ステップS111)、パケット中よりユーザIDを抽出し、ネットワーク管理用のデータベースよりユーザIDをキーとして検索を行う(ステップS112)。ユーザIDは、例えば該無線IPネットワークサービスに対して加入者が申し込みをしたときにネットワーク管理用データベースに登録されるなど、このネットワークにアクセス可能なユーザがあらかじめ登録されているものとする。ユーザIDが未登録の場合、サービス登録のないユーザであるので、エラー処理を行う(ステップS118)。 Next, processing in the network management unit will be described in detail with reference to FIG. When receiving the subscriber route instruction request (step S111), the network management unit extracts the user ID from the packet, and searches the network management database using the user ID as a key (step S112). It is assumed that a user who can access this network is registered in advance, for example, when the subscriber applies for the wireless IP network service, the user ID is registered in the network management database. If the user ID is not registered, an error process is performed because the user is not registered (step S118).
ユーザIDが登録済みの場合、前記ユーザに対してVIDが割り当てられていない場合、新しくユーザが、このアクセスネットワークに接続してきた場合であるので、図5のテーブルを用いて登録ユーザの接続先ISPと受信した加入者経路指示要求のエリアIDをキーとして、アクセスネットワーク中の転送プレーンに設定しているVLANパスを検索し、前記のVIDをユーザに割り当てる(ステップS113でNO→ステップS115)。内部のテーブルに設定後、エリアIDに示される新基地局に対してユーザIDとVIDを含む加入者経路指示応答を送信する(ステップS116)。 If the user ID has already been registered, no VID has been assigned to the user, and a new user has connected to this access network, the registered user's connection destination ISP using the table of FIG. The VLAN path set in the transfer plane in the access network is searched using the area ID of the received subscriber route instruction request as a key, and the VID is assigned to the user (NO in step S113 → step S115). After setting in the internal table, a subscriber route instruction response including the user ID and VID is transmitted to the new base station indicated by the area ID (step S116).
また、接続局に対してもユーザIDとVIDを含む加入者経路指示を送信する(ステップS117)。またVIDがすでに割り当て済みの場合(ステップS113でYES)、図5のテーブルより登録ユーザが現在設定されているエリアIDと、加入者経路指示要求に含まれるエリアIDを比較し、エリアを移動したかどうかをチェックする(ステップS114)、エリアIDが同じ場合、エリアを移動していないにもかかわらず基地局が加入者経路指示要求を送信してきたことになるため、エラー処理を行う(ステップS118)、エリアIDが異なる場合(ステップS114でYES)、図5のテーブルを用いて前記ユーザに割り当てるVIDを導出し(ステップS115)、加入者経路指示要求応答及び加入者経路指示を送信する(ステップS116,ステップS117)。 Also, a subscriber route instruction including the user ID and VID is transmitted to the connecting station (step S117). If the VID has already been assigned (YES in step S113), the registered user is compared with the area ID currently set from the table in FIG. 5 and the area ID included in the subscriber route instruction request is moved. If the area IDs are the same, the base station has transmitted a subscriber route instruction request even though the area has not been moved, so error processing is performed (step S118). ) If the area IDs are different (YES in step S114), a VID assigned to the user is derived using the table of FIG. 5 (step S115), and a subscriber route instruction request response and a subscriber route instruction are transmitted (step S115). S116, step S117).
次に接続局でのパケット受信動作を図12、13を用いて説明する。図12はアクセスネットワーク側からパケットを受信したときの動作である。接続局はアクセスネットワーク側からパケットを受信すると(ステップS121)、転送プレーンのパケットかどうかをチェックする(ステップS122)、これは、制御プレーンと転送プレーンの、受信ポート(物理ポート番号、もしくは論理ポート番号)を分離することで簡単に実現できる。転送プレーンのパケットの場合、図7のテーブルを用いて、VIDの値に従って、VID設定テーブルより出力先のISPポートを検索し(ステップS126)、VLANタグを削除してパケットを転送する(ステップS127)。 Next, the packet reception operation at the connecting station will be described with reference to FIGS. FIG. 12 shows the operation when a packet is received from the access network side. When the connecting station receives a packet from the access network side (step S121), it checks whether the packet is a transfer plane packet (step S122). This is the reception port (physical port number or logical port) of the control plane and transfer plane. It can be easily realized by separating the number). In the case of a transfer plane packet, the ISP port of the output destination is searched from the VID setting table according to the VID value using the table of FIG. 7 (step S126), the VLAN tag is deleted, and the packet is transferred (step S127). ).
制御プレーンのパケットの場合、宛先MACアドレスにより、自装置宛のパケットかどうかを判断する(ステップS123)。自装置宛のパケットでない場合、パケットを廃棄する(ステップS128)。自装置宛のパケットの場合、加入者経路指示かどうかを判断する(ステップS124)、加入者経路指示の場合、加入者経路指示受信処理を実行する(ステップS125)、加入者経路指示でない場合、その他の受信パケットに従った処理を行う(ステップS129)。この部分は本発明に関係しないため処理の説明は行わない。 In the case of a control plane packet, it is determined from the destination MAC address whether the packet is addressed to the own device (step S123). If the packet is not addressed to the own device, the packet is discarded (step S128). In the case of a packet addressed to its own device, it is determined whether or not it is a subscriber route instruction (step S124). In the case of a subscriber route instruction, a subscriber route instruction reception process is executed (step S125). Processing according to other received packets is performed (step S129). Since this part is not related to the present invention, the processing will not be described.
次に図13を用いて加入者経路指示受信処理を説明する。加入者経路指示パケットを受信すると(ステップS131)、パケットに含まれるユーザIDをキーとして図7のユーザID登録テーブルを検索する(ステップS132)、ユーザIDが新規IDの場合、ユーザIDとVIDを新規に登録する(ステップS133)。ユーザIDが登録されている場合、テーブルにかかれているVIDを受信した加入者経路指示に含まれるVIDに変更して更新する(ステップS134)。 Next, the subscriber route instruction receiving process will be described with reference to FIG. When the subscriber route instruction packet is received (step S131), the user ID registration table of FIG. 7 is searched using the user ID included in the packet as a key (step S132). If the user ID is a new ID, the user ID and VID are New registration is performed (step S133). When the user ID is registered, the VID written in the table is changed to the VID included in the received subscriber route instruction and updated (step S134).
図14は接続局がISP側からパケットを受信したときの動作である。接続局はISP側からのパケットを受信すると(S141)、その宛先MACアドレスをユーザIDとして図7のユーザID登録テーブルを検索する(S142)。検索の結果ユーザIDがない場合、パケットを廃棄する(S145)。ユーザIDよりVIDを得ると、VID設定テーブルより出力ポートを得て(S143)、VIDを含むVLANタグをパケットに挿入して前記出力ポートへパケットを出力する(S144)。以上の各種装置の動作によって、アクセスネットワーク中に設定されたトンネル識別子を用いたトンネルをユーザの移動したエリアに対応して変更する処理により、移動端末は自身のIPアドレスを全く変更することなく、アクセスネットワーク内のエリアを移動しながら通信を継続することが可能である。 FIG. 14 shows the operation when the connecting station receives a packet from the ISP side. Upon receiving the packet from the ISP side (S141), the connecting station searches the user ID registration table of FIG. 7 using the destination MAC address as the user ID (S142). If there is no user ID as a result of the search, the packet is discarded (S145). When the VID is obtained from the user ID, an output port is obtained from the VID setting table (S143), a VLAN tag including the VID is inserted into the packet, and the packet is output to the output port (S144). Through the operation of the various devices described above, the mobile terminal does not change its own IP address at all by the process of changing the tunnel using the tunnel identifier set in the access network corresponding to the area where the user has moved. Communication can be continued while moving in an area within the access network.
<第2の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態の概要を図15を用いて示す。第2の実施の形態では、ISPからのマルチキャストパケットに対してアクセスネットワーク内で効率的なパケット配送を行うために、ISP毎にアクセスネットワーク内にマルチキャストツリーを構成する。 図15(a) マルチキャストツリーはISPとの接続点となる接続局の外部接続ポートを頂点として、ツリー状に全ての基地局が接続されるよう構成される。このようなマルチキャストツリーはあらかじめネットワーク管理ユニットにより構成され、1つのVLANセグメントとして各ノードに設定されている。また、ユニキャストパケット及び、移動端末からのマルチキャストパケットに関しては、第1の実施の形態と同様にISPと基地局をセットしたポイントツーポイントのVLANで構成されたトンネルにマッピングされる。
<Second Embodiment>
The outline of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, a multicast tree is configured in the access network for each ISP in order to perform efficient packet delivery in the access network for multicast packets from the ISP. FIG. 15 (a) The multicast tree is configured such that all base stations are connected in a tree shape with the external connection port of the connection station serving as a connection point with the ISP as a vertex. Such a multicast tree is configured in advance by a network management unit, and is set in each node as one VLAN segment. Further, the unicast packet and the multicast packet from the mobile terminal are mapped to a tunnel configured by a point-to-point VLAN in which an ISP and a base station are set as in the first embodiment.
次に接続局が持つ転送テーブルについて図16を用いて説明する。ユーザID登録テーブル及びVLAN設定テーブルは第1の実施の形態と同様である、第2の実施の形態ではマルチキャスト用に新たにマルチキャストテーブルが追加される。このテーブルは各ISPにマッピングされるVIDとアクセスネットワーク側のポート番号で構成される。接続点を頂点として全ての基地局を接続するツリーを構成するのであるが、ISP毎のツリー構成に関しては、ネットワーク管理ユニットにより集中管理されるため、ISP毎に異なるツリー構成とすることも可能である。このためこのテーブルに設定されるアクセスネットワーク側のポート番号も全て同じになるとは限らない。 Next, the transfer table possessed by the connecting station will be described with reference to FIG. The user ID registration table and the VLAN setting table are the same as in the first embodiment. In the second embodiment, a multicast table is newly added for multicast. This table is composed of the VID mapped to each ISP and the port number on the access network side. A tree that connects all base stations with the connection point as the apex is constructed, but the tree configuration for each ISP is centrally managed by the network management unit, so it is possible to have a different tree configuration for each ISP. is there. For this reason, the port numbers on the access network side set in this table are not necessarily the same.
次に図17を用いて接続局でISP側からのパケットを受信したときの処理を示す。まずISP側からパケットを受信すると(ステップS171)、パケットの宛先アドレスがマルチキャストもしくはブロードキャストであるかどうかをチェックする(ステップS172)、マルチキャストもしくはブロードキャストであった場合、受信ポートよりISPを特定し(ステップS173)、マルチキャストテーブルよりVIDと出力すべきポートを特定し(ステップS174)、VIDを持つVLANタグをパケットに挿入して前記ポートに出力する(ステップS177)。このとき出力ポートが複数であれば、パケットを複製して送信する。 Next, processing when a packet from the ISP side is received by the connecting station will be described with reference to FIG. First, when a packet is received from the ISP side (step S171), it is checked whether the destination address of the packet is multicast or broadcast (step S172). If it is multicast or broadcast, the ISP is specified from the receiving port (step S172). In step S173, a VID and a port to be output are specified from the multicast table (step S174), and a VLAN tag having the VID is inserted into the packet and output to the port (step S177). If there are a plurality of output ports at this time, the packet is duplicated and transmitted.
宛先がユニキャストの場合、宛先MACアドレスがユーザIDに登録されているかどうかをチェックし(ステップS175)登録されている場合、VIDと出力ポートを特定し(ステップS176)VLANタグを挿入して送信する(ステップS177)。宛先がユニキャストでユーザIDが未登録の場合パケットを廃棄する(ステップS178)。このような処理により、ユニキャストとマルチキャストでは異なるVLANを用いてパケットを転送する。各中継局では通常のイーサネット(登録商標)スイッチでの転送と同様にマルチキャスト、ブロードキャストパケットは同一VLANの中でブロードキャスト転送されていく。このため全ての基地局が同一パケットを受信することが可能になる。 If the destination is unicast, it is checked whether or not the destination MAC address is registered in the user ID (step S175). If registered, the VID and output port are specified (step S176) and the VLAN tag is inserted and transmitted. (Step S177). If the destination is unicast and the user ID is not registered, the packet is discarded (step S178). Through such processing, packets are transferred using different VLANs for unicast and multicast. In each relay station, multicast and broadcast packets are broadcast and transferred in the same VLAN, in the same way as in transfer in a normal Ethernet (registered trademark) switch. Therefore, all base stations can receive the same packet.
次に基地局での処理を説明する。まず図18を用いて基地局のテーブルの説明をする。移動端末からのパケット転送テーブルは第1の実施の形態と同様である。第2の実施の形態ではこれに、アクセスネットワークからのマルチキャストパケット転送テーブルが追加される。これは各ISPからのマルチキャストツリーを示すVIDとフラグから構成される。フラグは前記VIDを持つパケットを移動端末側に転送可(フラグ1)か廃棄(フラグ2)かを示している。各ISPからのマルチキャストツリーはあらかじめネットワーク管理ユニットにより設定されるので、VIDの要素はどの基地局も同様にアクセスネットワークに接続されるISPの数だけ保持している。最初の設定時のフラグのデフォルト値は2の廃棄である。 Next, processing at the base station will be described. First, the base station table will be described with reference to FIG. The packet forwarding table from the mobile terminal is the same as in the first embodiment. In the second embodiment, a multicast packet forwarding table from the access network is added to this. This consists of a VID indicating a multicast tree from each ISP and a flag. The flag indicates whether the packet having the VID can be transferred to the mobile terminal side (flag 1) or discarded (flag 2). Since the multicast tree from each ISP is set in advance by the network management unit, the VID elements are held by the number of ISPs connected to the access network in any base station. The default value of the flag at the first setting is discard of 2.
第2の実施の形態では、移動端末の加入者位置登録要求の処理のときに、図3のシーケンス中のネットワーク管理ユニットからの加入者経路指示応答中に、ユーザID、移動端末からISPへのパケット及びISPからのユニキャストパケット用を示すポイントツーポイントのトンネルを示すVIDと共に、ISPからのマルチキャスト用のポイントツーマルチポイントのトンネルを示すVIDが設定される。これを受信した基地局は移動端末からのパケット転送テーブルにVIDを設定するとともに、マルチキャストパケット転送テーブルの前記するVIDのフラグを1(転送可)に設定する。つまりこのマルチキャスト転送テーブルが1になっている場合、配下に前記マルチキャストのISPの移動端末が存在することを示している。また配下にまったく前記するISPの移動端末が存在しなくなった場合、ネットワーク管理ユニットにより、フラグを2にする指示が出される。 In the second embodiment, at the time of processing of the subscriber location registration request of the mobile terminal, during the subscriber route instruction response from the network management unit in the sequence of FIG. A VID indicating a point-to-point tunnel for multicast from the ISP is set together with a VID indicating a point-to-point tunnel indicating a packet and a unicast packet from the ISP. Upon receiving this, the base station sets the VID in the packet transfer table from the mobile terminal and sets the above-mentioned VID flag in the multicast packet transfer table to 1 (transfer possible). That is, when this multicast forwarding table is 1, it indicates that there is a mobile terminal of the multicast ISP under the control. When there is no ISP mobile terminal as described above, the network management unit issues an instruction to set the flag to 2.
このテーブルを使用したパケットの転送処理について図19を用いて説明する。中継局側からパケットを受信した(ステップS191)基地局は、まず、パケットの宛先アドレスがマルチキャストもしくはブロードキャストであるかどうかをチェックする(ステップS192)、マルチキャストもしくはブロードキャストであった場合、マルチキャストパケット転送テーブルより受信パケットが転送可であるかチェックする(ステップS193)、転送可である場合、VLANタグを削除してパケットを転送(送信)する(ステップS194)、受信したパケットのVIDのフラグが廃棄である場合、パケットを廃棄する(ステップS195)、また受信パケットがユニキャストの場合、(ステップS192でNOの場合)そのままVLANタグを削除してパケットを転送(送信)する(ステップS194)。 The packet transfer process using this table will be described with reference to FIG. The base station that has received the packet from the relay station side (step S191) first checks whether the destination address of the packet is multicast or broadcast (step S192). Then, it is checked whether the received packet can be transferred (step S193). If the packet can be transferred, the VLAN tag is deleted and the packet is transferred (transmitted) (step S194), and the VID flag of the received packet is discarded. If there is, the packet is discarded (step S195). If the received packet is unicast (NO in step S192), the VLAN tag is deleted and the packet is transferred (transmitted) (step S194).
この様にISP側からのマルチキャストのみ特別なポイントツーマルチポイントのVLANセグメントをツリー状に構成したトンネルを用いて転送することで、ISPがサービスするマルチキャストサービスをアクセスネットワークを移動しながら受信することが可能になる。また、各基地局でのフィルタリングによって、基地局配下に前記移動端末が1台も存在しないISPのマルチキャストパケットは基地局単位で廃棄され、無駄なトラフィックを減らすことも可能である。したがって、本発明は移動体通信ネットワークにおける移動端末とISP(インターネット・サービス・プロバイダ)を接続する移動体通信用アクセスネットワークのパケット転送装置、ネットワーク管理ユニット並びにかかるアクセスネットワークに接続される移動端末の分野で有用である。 In this way, only a multicast from the ISP side is transferred using a tunnel in which a special point-to-multipoint VLAN segment is configured in a tree shape, so that a multicast service served by the ISP can be received while moving through the access network. It becomes possible. Also, by filtering at each base station, an ISP multicast packet in which no mobile terminal exists under the base station is discarded for each base station, and it is possible to reduce useless traffic. Accordingly, the present invention relates to a packet transfer device for a mobile communication access network for connecting a mobile terminal and an ISP (Internet Service Provider) in a mobile communication network, a network management unit, and a mobile terminal connected to the access network. It is useful in.
10〜11 移動端末
20〜22 基地局
30〜33 中継局
40 接続局
50 ネットワーク管理ユニット
10 to 11
Claims (11)
前記IPネットワークとの接続点の装置として用いられ、前記外部IPネットワーク側から受信するパケットのユーザIDよりユーザ別に設定されたトンネル識別子と出力ポートを検索するトンネル識別子出力ポート検索手段と、前記トンネル識別子をパケットに付加して前記出力ポートに転送する識別子付加手段と、さらにアクセスネットワーク側から受信したパケットのトンネル識別子より出力ポートを検索する外部ネットワーク出力ポート検索手段とを有することを特徴とするパケット転送装置。 In an access network packet transfer apparatus that relays a tunnel between a mobile terminal and an external IP network to which a user of the mobile terminal belongs,
A tunnel identifier output port search means for searching for a tunnel identifier set for each user and an output port based on a user ID of a packet received from the external IP network side, which is used as a connection point device with the IP network; and the tunnel identifier Packet transfer means comprising: identifier adding means for adding a packet to the output port and transferring the output port to the output port; and external network output port search means for searching for the output port from the tunnel identifier of the packet received from the access network side. apparatus.
前記移動端末を収容する装置として用いられ、前記移動端末から受信するパケットが移動制御用パケットIDを有する場合に、これを受信し処理する移動制御パケット処理手段と、それ以外のパケットを処理するユーザパケット処理手段とを有することを特徴とするパケット転送装置。 In order to relay between a mobile terminal and an external IP network to which the user of the mobile terminal belongs, a connection station connected to the external IP network to which the user belongs, and a plurality of radio base stations to which the mobile terminal can be connected; An access network packet transfer device relaying through an access network tunnel comprising a plurality of relay stations connecting the connection station and the plurality of radio base stations, and a network management unit for managing the radio base station and the mobile terminal In
When a packet received from the mobile terminal is used as a device for accommodating the mobile terminal and has a mobility control packet ID, a mobile control packet processing means for receiving and processing the packet and a user for processing other packets And a packet transfer device.
複数の無線基地局のいずれかの基地局からの前記移動端末に対するトンネル識別子の要求に対して、前記ユーザが属する外部IPネットワークと前記基地局を結ぶトンネル識別子を検索し、前記接続局と前記基地局に対し、前記移動端末のユーザIDに検索したトンネル識別子を設定するトンネル識別子設定手段を有することを特徴とするネットワーク管理ユニット。 In order to relay between a mobile terminal and an external IP network to which the user of the mobile terminal belongs, a connection station connected to the external IP network to which the user belongs, and a plurality of radio base stations to which the mobile terminal can be connected; A network management unit of an access network that relays through a tunnel of an access network that includes a plurality of relay stations that connect the connection station and the plurality of radio base stations, and a network management unit that manages the radio base station and the mobile terminal In
In response to a tunnel identifier request for the mobile terminal from any one of a plurality of radio base stations, a search is made for a tunnel identifier connecting the external IP network to which the user belongs and the base station, and the connecting station and the base A network management unit comprising tunnel identifier setting means for setting a searched tunnel identifier in a user ID of the mobile terminal for a station.
前記外部IPネットワークと通信するよう構成された前記移動端末において、
前記基地局が送信するエリア情報広告を常に受信し、現在通信中の基地局とある基地局の受信強度の差があらかじめ設定された閾値を上回った場合に、位置登録要求を送信する位置登録要求手段を有することを特徴とする移動端末。 In order to relay between a mobile terminal and an external IP network to which the user of the mobile terminal belongs, a connection station connected to the external IP network to which the user belongs, and a plurality of radio base stations to which the mobile terminal can be connected; It communicates with the external IP network via an access network comprising a plurality of relay stations connecting the connection station and the plurality of radio base stations, and a network management unit that manages the radio base station and the mobile terminal. In the configured mobile terminal,
A location registration request that always receives an area information advertisement transmitted by the base station and transmits a location registration request when a difference in reception strength between a currently communicating base station and a base station exceeds a preset threshold value A mobile terminal characterized by comprising means.
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