JP4666503B2 - 通信システム及び中継方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のデータ経路が存在するネットワークにおいてデータ経路を切り替える技術に関し、例えば、地上通信回線と衛星通信回線とを中継するゲートウェイ局装置が複数存在するネットワークにおいて、ゲートウェイ局装置を切り替えて地上通信回線と衛星通信回線におけるデータ経路を切り替える技術に関する。

例えば、移動端末およびゲートウェイ局装置（以下、ゲートウェイ局、ゲートウェイ、ＧＷ局又はＧＷともいう）間を無線通信（衛星通信）で接続するスター型衛星ネットワークにおいては、障害対策としてゲートウェイを地理的に離れた二重化構成とするため、有線通信網のルート制御（ＧＷ局交替）が重要になる。
ＧＷ局交替は、サービス拠点（データの送信元）が交替前の運用ＧＷ局から交替通知（ＬＳＡ（Ｌｉｎｋ−Ｓｔａｔｅ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）通知）を受け、ルーティングアドレス切り替えを実施し、サービス拠点とＧＷ局間のルート変更を行うことにより達成される。

また、衛星通信における通信ルートの切り替えを行う他の技術として、特許文献１に開示の技術がある。
特開２００４−０８０４６６号公報

ここで、前述のスター型衛星ネットワークにおいて、二重化構成のゲートウェイを切り替えるときの問題点を説明する。
前述したように、ＧＷ局交替は、サービス拠点が交替前の運用ＧＷ局から交替通知（ＬＳＡ通知）を受け、ルーティングアドレス切り替えを実施し、サービス拠点とＧＷ局間のルート変更により達成される。このとき、サービス拠点からＧＷ局・衛星を介した受信端末までの経路において、１秒程度の間、通信が伝送されない時間帯（伝送遅延変動）が発生する。
交替前後のサービス拠点から端末までの信号に不連続性が発生することにより、時間連続性が必要なコンテンツ伝送、例として画像伝送では、画像がフリーズする問題がある。
この問題を図１及び図１１を用いて説明する。

図１では、複数のサービス拠点２０が、地上の有線通信網３０によりゲートウェイ局Ａ１０ａとゲートウェイ局Ｂ１０ｂに接続されている。サービス拠点２０は、例えば、画像データを送信するサーバ装置である。
図１では、ゲートウェイ局Ａ１０ａが運用ゲートウェイ局であり、ゲートウェイ局Ｂ１０ｂがバックアップのためのゲートウェイ局である。また、各ゲートウェイ局１０は、例えば、ＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）プロトコルに対応しているものとする。
また、ゲートウェイ局Ａ１０ａとゲートウェイ局Ｂ１０ｂは、それぞれ衛星５０と衛星通信を行うことができ、サービス拠点２０からのデータを衛星５０に送信する。
衛星５０は、ゲートウェイ局Ａ１０ａ又はゲートウェイ局Ｂ１０ｂからのデータを複数の端末４０にブロードキャスト送信することができる。

ＧＷ局切替事由（例えば、回線ダウン等の障害やメンテナンスのためのＧＷ局の稼動停止等）が発生するまでは、各サービス拠点２０は、ゲートウェイ局Ａ１０ａに対してデータを送信する。ＧＷ局切替事由が発生した場合、例えば、回線がダウンした場合は、ゲートウェイ局Ａ１０ａから各サービス拠点２０に対してＬＳＡを送信し、ゲートウェイ局Ａ１０ａ及び各サービス拠点２０においてＬＳＤＢ（Ｌｉｎｋ−Ｓｔａｔｅ Ｄａｔａ Ｂａｓｅ）の再構築を行った後に、ゲートウェイ局Ａ１０ａからゲートウェイ局Ｂ１０ｂへの切り替えが行われる。
有線回線に使用するプロセッサの能力（パワー）と経路数によるが、ＧＷ局切替事由が発生してから、ＬＳＤＢの再構築によりゲートウェイの交替が完了するまでにサービス拠点からＧＷ局・衛星を介した受信端末までの経路において、１秒程度の間、通信が伝送されない時間帯（伝送遅延変動）が発生する。

図１１に、時間連続性が必要なコンテンツ伝送（パケット伝送）と局交替による端末受信までの信号の流れについて示す。
（１）サービス拠点側では、同じ時間間隔でデータが発生、ルータからゲートウェイ局宛に送信される。
（２）局交替前のゲートウェイ局Ａ（Ａ局）のルータは同じ時間間隔で受信し、Ａ局から、ＲＦ回線で衛星へ同じ時間間隔で送信（フレームの位置が同じ）される（パケット１−３）。
（３）端末は、衛星からパケット１−３を同じ時間間隔Ａで受信する。
（４）局交替によりゲートウェイ局Ｂ（Ｂ局）のルータが受信するまでの間に遅延変動（切替遅延）が発生する。
（５）Ｂ局におけるＲＦ回線の当該信号の最初の送信信号タイミングは、Ａ局からの送信信号の時間延長のタイミングとならず、切替時間の伝送遅延分が遅れる（パケット４）。（６）端末では、切替時に同じ時間間隔での受信とならない。つまり、時間間隔Ａよりも長い時間間隔Ｂにてパケット４を受信する。

このように、交替前後のサービス拠点から端末までの信号に不連続性が発生することにより、時間連続性が必要なコンテンツ伝送、例として画像伝送では、画像がフリーズする問題があった。
一方、端末側でこの問題に対応する場合は、全ての端末に長い遅延時間変動を補償するバッファー（大容量のメモリ）を備えることとなり、端末のコストを上げ、全体として、高コストのシステムとなる問題があった。

この発明は、例えば、上記のような問題点を解決するためになされたもので、データ経路切替時における伝送遅延変動を補償することを主な目的とする。

本発明に係る通信システムは、
第一のバッファーを有し、送信元から一定の間隔で送信されてきたデータを受信し前記第一のバッファーに蓄積した後一定の送信間隔で送信先に対して送信する第一の中継装置と、
第二のバッファーを有し、前記第一の中継装置をバックアップする第二の中継装置とを備え、
所定の場合に、データ経路を前記第一の中継装置から前記第二の中継装置へ切り替える通信システムであって、
前記第一の中継装置は、
前記第一のバッファーへのデータの書き込みタイミングと前記第一のバッファーからの当該データの読み出しタイミングとのタイミング差を、データ経路を前記第一の中継装置から前記第二の中継装置へ切り替える際に生じる切替遅延時間よりも長い時間とし、
前記第二の中継装置は、
前記第二のバッファーへのデータの書き込みタイミングと前記第二のバッファーからの当該データの読み出しタイミングとのタイミング差を、前記第一のバッファーにおける書き込みタイミングと読み出しタイミングとのタイミング差から前記切替遅延時間を差し引いた時間とし、データ経路の切り替え後に、前記送信元から一定の間隔で送信されてきたデータを受信し、前記タイミング差にて前記第二のバッファーに対するデータの書き込みとデータの読み出しを行い、前記第一の中継装置の送信間隔と同じ送信間隔で前記送信先に対して読み出したデータを送信することを特徴とする。

本発明によれば、データ経路の切替に要する切替遅延時間を吸収できるバッファー構成としているため、中継装置の切替後も、切替前の送信間隔と同じ送信間隔でデータを送信することができ、時間連続性が必要なデータを伝送する場合でも、データ送信における不連続性が発生しない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る通信システムの構成例を示す図である。
図１では、移動端末およびゲートウェイ局装置（以下、ゲートウェイ局、ゲートウェイ、ＧＷ局又はＧＷともいう）間を無線通信（衛星通信）で接続するスター型衛星ネットワークを示している。

図１では、複数のサービス拠点２０が、地上の有線通信網３０によりゲートウェイ局Ａ１０ａとゲートウェイ局Ｂ１０ｂに接続されている。サービス拠点２０は、例えば、画像データを送信するサーバ装置である。また、サービス拠点２０は、端末４０へのデータを送信する送信元である。
ゲートウェイ局Ａ１０ａとゲートウェイ局Ｂ１０ｂは、それぞれ衛星５０と衛星通信を行うことができ、サービス拠点２０からのデータを衛星５０に送信する。
ゲートウェイ局Ａ１０ａ及びゲートウェイ局Ｂ１０ｂは、地上の有線通信網３０と衛星回線とを中継する中継装置である。
図１では、ゲートウェイ局Ａ１０ａが運用ゲートウェイ局であり、ゲートウェイ局Ｂ１０ｂがバックアップのためのゲートウェイ局である。このため、ゲートウェイ局Ａ１０ａが第一の中継装置の例であり、ゲートウェイ局Ｂ１０ｂが第二の中継装置の例である。
また、各ゲートウェイ局１０は、例えば、ＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）プロトコルに対応しているものとする。
衛星５０は、ゲートウェイ局Ａ１０ａ又はゲートウェイ局Ｂ１０ｂからのデータを複数の端末４０にブロードキャスト送信することができる。
端末４０は、衛星５０からのブロードキャスト送信されるデータを受信する。端末４０は、データの送信先である。

図１に示す通信全系のうち、信号の流れに特化したゲートウェイ局１０の構成例を図２に示す。なお、図１のゲートウェイ局Ａ１０ａ、ゲートウェイ局Ｂ１０ｂとも図２に示す構成例を有する。
ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークインタフェース１００は、地上ネットワーク（有線通信網３０）とのインタフェースとなる。
衛星パケット生成／多重部１０１は、ＩＰネットワークインタフェース１００で受信したパケットを多重して衛星５０に送信するためのデータを生成する。
データコピーバッファー１０２は、循環バッファー１０３に対して書き込みクロックを供給するとともに、衛星パケット生成／多重部１０１からのデータを循環バッファー１０３に書き込む。
循環バッファー１０３は、Ｍビット長×Ｎ列の循環バッファーである。循環バッファー１０３は、データコピーバッファー１０２からの書き込みクロックに則してデータコピーバッファー１０２からのデータの書き込みを行うとともに、変調器１０４からの読み出しクロックに則して蓄積したデータを変調器１０４に対して読み出す。ゲートウェイ局Ａ１０ａの循環バッファーは第一のバッファーの例であり、ゲートウェイ局Ｂ１０ｂの循環バッファーは第二のバッファーの例である。なお、ゲートウェイ局Ａ１０ａの循環バッファーは循環バッファー１０３ａと表記し、ゲートウェイ局Ｂ１０ｂの循環バッファーは循環バッファー１０３ｂと表記する。
変調器１０４は、循環バッファー１０３に読み出しクロックを供給するとともに、循環バッファー１０３から読み出されたデータから衛星５０に送信するためのフレームを生成し、衛星５０に対して送信する。
切替制御部１０５は、ゲートウェイ局１０の切替を行う際の切替制御を行う。
なお、図２の構成において、従来のゲートウェイ局と異なるのは循環バッファー１０３のみであり、以下、循環バッファー１０３以外の構成については、詳細な説明を省略する。

図３は、本実施の形態に係るゲートウェイ局装置のハードウェア構成例を示す図である。
図３において、ゲートウェイ局装置１０は、プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１３７を備えている。ＣＰＵ１３７は、バス１３８を介してＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１３９、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１４０、通信ボード１４４、ＣＲＴ表示装置１４１、Ｋ／Ｂ（キーボード）１４２、マウス１４３、ＦＤＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１４５、磁気ディスク装置１４６、ＣＤＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）１８６、プリンタ装置１８７、スキャナ装置１８８と接続されていてもよい。
ＲＡＭは、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ、ＦＤＤ、ＣＤＤ、磁気ディスク装置は、不揮発性メモリの一例である。これらの記憶装置により、循環バッファー１０３、データコピーバッファー１０２が構成される。
通信ボード１４４は、地上の有線通信網３０及び衛星５０との衛星回線と接続されている。
磁気ディスク装置１４６には、オペレーティングシステム（ＯＳ）１４７、ウィンドウシステム１４８、プログラム群１４９、ファイル群１５０が記憶されている。プログラム群は、ＣＰＵ１３７、ＯＳ１４７、ウィンドウシステム１４８により実行される。

上記プログラム群１４９には、実施の形態の説明において「〜部」又は「〜器」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵにより読み出され実行される。
また、以下に述べる実施の形態の説明において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータの入出力を示し、そのデータの入出力のためにデータは、磁気ディスク装置、ＦＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄｉｓｋ）、光ディスク、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のその他の記録媒体に記録される。あるいは、信号線やその他の伝送媒体により伝送される。

また、実施の形態の説明において「〜部」又は「〜器」として説明するものは、ＲＯＭ１３９に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、ハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。

次に、循環バッファー１０３の詳細を説明する。
循環バッファー１０３において、従来の方式と異なる点は、（１）循環バッファー（メモリ）の容量は、局交替に伴う約１秒の伝送遅延変動量を若干上回る容量を装備する。（２）時間連続性が必要なコンテンツをゲートウェイ局から送信開始する場合、切替に伴う遅延時間を考慮してメモリへの書込みから１秒程度の時間差で読み出して送信する。（３）交替において交替後のゲートウェイ局では、メモリへの書込みから読み出し・送信までの時間差を短くして、タイミングを調整する。（４）前記の（２）と（３）の制御は、伝送するコンテンツ毎に実施する点である。

コンテンツをゲートウェイ局から送信開始するゲートウェイ局Ａ１０ａ（交替前）のバッファー（循環バッファー１０３ａ）のアドレス位置（ポインタ）設定の例を図４に示す。
循環バッファー１０３は、メモリ最終ポインタの次がメモリの先頭になるように制御される。書込み方向と読出し方向は同一方向である。書込みの速度は地上ネットワークの速度に従い、読出しの速度はゲートウェイ局が送信する速度に従い、その速度（書き込みクロック周波数及び読み出しクロック周波数）は独立である。ただし、平均的には同速度となるように設計される。つまり、書き込みクロック周波数及び読み出しクロック周波数は、完全に一致しているわけではなく、書き込みクロック周波数と読み出しクロック周波数との間には差異が存在し、また、その差異は変動する。しかし、平均的には、書き込みクロック周波数と読み出しクロック周波数が一致していると考えることができる。このため、短時間では、書込みポインタの位置と読出しポインタの位置関係（長さ）は僅かながら変動するが、ここでは主要な事象ではなく、その変動は無視できるとする。

図４における、書込みと読出しの方向とポインタの位置関係の場合、書込みから長い時間差の後に読出しが行われる。つまり、このバッファーの入出力の信号間は、長い遅延量となる。
書込みポインタの位置は、あるデータに対する循環バッファー１０３ａへの書き込みのタイミングを示しており、読み出しポインタ（Ａ）の位置は、同じデータに対する循環バッファー１０３ａからの読み出しのタイミングを示している。つまり、図４の例では、データの書込みがあった後、時間差（Ａ）の時間が経過した後、データの読み出しが行われることが示されている。

図５は、交替後のゲートウェイ局Ｂ１０ｂの循環バッファー１０３ｂのポインタ設定例を示す。図５においては、書込みから短い時間差（Ｂ）の後に読出しが行われる。このバッファーの入出力の信号間は、短い遅延量となる。

図６は、図４と図５を重ね合わせた図であり、図４に示す時間差（Ａ）と図５に示す時間差（Ｂ）の差分は、局交替に伴う地上ネットワークの切替遅延時間（最大約１秒）に相当する。
ここで、時間差（Ｂ）は、循環バッファー１０３ｂへのデータの書き込みクロック周波数と循環バッファー１０３ｂからのデータの読み出しクロック周波数との差異の変動量に対応させた時間である。前述したように、平均的には、書き込みクロック周波数とデータの読み出しクロック周波数は一致すると考えられるが、瞬間的には、書き込みクロック周波数とデータの読み出しクロック周波数との間には差異があり、またこの差異は変動することから、瞬間的なクロック周波数の差異を吸収するため、クロック周波数の差異の最大変動幅より大きな時間差（Ｂ）を設定する。
このため、たとえば、循環バッファー１０３ｂへのデータの書き込みクロック周波数と循環バッファー１０３ｂからのデータの読み出しクロック周波数との差異の変動量に対応させた時間（時間差（Ｂ））と切替遅延時間とを加えた時間を時間差（Ａ）とする。

図４、図５に示す設定が実施された結果の本実施の形態におけるパケット伝送と局交替による信号の流れを図７に示す。
局交替に伴い、地上ネットワークにおいて、切替遅延が生じても、端末受信ではほぼ等時間間隔Ａのパケットが受信される。
つまり、ゲートウェイ局Ｂ１０ｂでは、切替後の最初のデータであるパケット４をバッファー時間Ａ（図４の時間差（Ａ）に対応）から切替遅延時間を差し引いたバッファー時間Ｂ（図５の時間差（Ｂ）に対応）にてバッファリングして送信するため、切替遅延時間を吸収することができる。このため、ゲートウェイ局Ａ１０ａからゲートウェイ局Ｂ１０ｂにデータ経路を切り替えた際にも、衛星５０に送信する送信間隔は切替前の送信間隔と同じであり、この結果、端末における受信間隔も切替前と切替後で同じに維持することができる。
このように、ゲートウェイ局の切替後も、切替前の送信間隔と同じ送信間隔でデータを送信することができ、時間連続性が必要なデータを伝送する場合でも、ゲートウェイ局からのデータ送信及び端末でのデータ受信における不連続性が発生しない。
なお、切替前のゲートウェイ局Ａ１０ａは、ゲートウェイ局Ｂ１０ｂへの切替処理中又は切替処理が完了した後でも、循環バッファー１０３ａに蓄積されているデータを衛星５０へ送信可能である（図７の例では、パケット２、パケット３は切替処理中、切替処理完了後でも衛星５０に送信可能）。

このように、本実施の形態により、時間連続性が必要なコンテンツ伝送、例として画像伝送において、交替前後のサービス拠点からゲートウェイ局まで地上ネットワークにおける信号に不連続性が発生しても、画像がフリーズする問題が生じないメリットがある。
また、スター型のネットワークにおいて、根元のゲートウェイ局に対策を施す処置のために、対策個所が少数（２重化の場合に２箇所）となり、このため、全体として、低コストのシステムを実現することができるというメリットがある。ゲートウェイ局に対策を施すため、端末にてバッファー処理する必要がなく、端末のバッファー容量（メモリ容量）を抑えることができる。

以上、本実施の形態では、データ経路を第一の中継装置たるゲートウェイ局Ａ１０ａから第二の中継装置たるゲートウェイ局Ｂ１０ｂへ切り替える際の動作を説明した。
つまり、ゲートウェイ局Ａ１０ａにおいて、循環バッファー１０３ａ（第一のバッファー）へのデータの書き込みタイミングと循環バッファー（第一のバッファー）からの当該データの読み出しタイミングとのタイミング差を、データ経路をゲートウェイ局Ａ１０ａ（第一の中継装置）からゲートウェイ局Ｂ１０ｂ（第二の中継装置）へ切り替える際に生じる切替遅延時間（最大約１秒）よりも長い時間とし、また、ゲートウェイ局Ｂ１０ｂにおいて、循環バッファー１０３ｂ（第二のバッファー）へのデータの書き込みタイミングと循環バッファー１０３ｂ（第二のバッファー）からの当該データの読み出しタイミングとのタイミング差を、循環バッファー１０３ａ（第一のバッファー）における書き込みタイミングと読み出しタイミングとのタイミング差から切替遅延時間（最大約１秒）を差し引いた時間とし、そして、ゲートウェイ局Ｂ１０ｂは、データ経路の切り替え後に、サービス拠点２０（送信元）から一定の間隔で送信されてきたデータを受信し、前記タイミング差にて循環バッファー１０３ｂ（第二のバッファー）に対するデータの書き込みとデータの読み出しを行い、ゲートウェイ局Ａ１０ａの送信間隔と同じ送信間隔で端末４０（送信先）に対して読み出したデータを送信する旨を説明した。

また、本実施の形態では、ゲートウェイ局Ｂ１０ｂは、ゲートウェイ局Ａ１０ａに対して送信されたデータ経路の切り替え前の最後のデータの次に一定の間隔でサービス拠点２０（送信元）から送信されてきたデータ経路の切り替え後の最初のデータを受信し、前記最後のデータの送信後、ゲートウェイ局Ａ１０ａの送信間隔と同じ送信間隔で前記最初のデータを端末４０（送信先）に対して送信する旨を説明した。

また、本実施の形態では、ゲートウェイ局Ａ１０ａは、ゲートウェイ局Ｂ１０ｂにおける循環バッファー１０３ｂ（第二のバッファー）へのデータの書き込みクロック周波数と循環バッファー１０３ｂ（第二のバッファー）からのデータの読み出しクロック周波数との差異の変動量に対応させた時間と切替遅延時間とを加えた時間を、循環バッファー１０３ａ（第一のバッファー）へのデータの書き込みタイミングと循環バッファー１０３ａ（第一のバッファー）からのデータの読み出しタイミングとのタイミング差とする旨を説明した。

実施の形態２．
実施の形態１では、循環バッファー（メモリ）の容量は、局交替に伴う約１秒の伝送遅延変動量を若干上回る容量を装備することしたが、本実施の形態においては、循環バッファー（メモリ）の容量を２秒以上の容量とする。
なお、本実施の形態では、ゲートウェイ局１０の切替を２回行う場合を想定している。

図８に本実施の形態におけるコンテンツをゲートウェイ局から送信開始するゲートウェイ局１０（交替前）の循環バッファー１０３のポインタ設定の例を示す。
図９に１回目の交替後のゲートウェイ局１０の循環バッファー１０３のポインタ設定の例を示す。
図１０に２回目の交替後のゲートウェイ局１０の循環バッファー１０３のポインタ設定の例を示す。
１回目の交替後のゲートウェイ局１０では、循環バッファー容量と遅延変動量の関係から、時間差（Ｂ）を循環バッファーの約１／２の遅延量に設定することになる。
つまり、時間差（Ａ）＝２×切替遅延時間（約１秒）＋時間差（Ｃ）とすることで、２回目のゲートウェイ局の切替があった場合にも、２回の切替遅延時間を吸収することができ、２回目のゲートウェイ局の切替後もゲートウェイ局からのデータ送信間隔及び端末における受信間隔を一定を保つことができる。なお、時間差（Ｃ）は、実施の形態１で説明した時間差（Ｂ）と同様の考え方で設定する。つまり、時間差（Ｃ）は、２回目の切替後のゲートウェイ局１０の循環バッファーにおける書き込みクロック周波数と読み出しクロック周波数との瞬間的な差異を吸収できる時間である。

実施の形態１においては、時間連続性が必要なコンテンツ伝送が終了する前に、再度の局交替の事象が発生する場合に対応できない問題がある。本実施の形態によれば、ゲートウェイ局を２局構成とする場合、コンテンツ伝送を開始した元のゲートウェイ局に交替することができる。このように、本実施の形態の技術では、２回までの局交替に対応できるメリットがある。

実施の形態３．
実施の形態１では、循環バッファー（メモリ）の容量は、局交替に伴う約１秒の伝送遅延変動量を若干上回る容量を装備することした。本実施の形態においては、実施の形態２の方式を一般化して、循環バッファー（メモリ）の容量をＮ秒（切替遅延時間のＮ倍の時間）以上の容量とする。なお、Ｎは２以上の整数である。

これにより、本実施の形態によれば、Ｎ回までの局交替に対応できるメリットがある。

このように、実施の形態２及び３では、切替遅延時間のＮ倍（Ｎは２以上の整数）の時間以上の時間を循環バッファーへのデータの書き込みタイミングと循環バッファーからのデータの読み出しタイミングとのタイミング差とする旨を説明した。

なお、以上の実施の形態では、移動端末およびゲートウェイ局間を無線通信で接続するスター型衛星ネットワークを例にして説明したが、これに限るものではなく、２以上の中継装置があり、中継装置の切替を行ってデータ経路の切替を行うような通信システムであれば、以上の実施の形態で説明した方式が適用可能である。

実施の形態１−３に係る通信システムの構成例を示す図。 実施の形態１−３に係るゲートウェイ局の構成例を示す図。 実施の形態１−３に係るゲートウェイ局のハードウェア構成例を示す図。 実施の形態１に係る切替前のゲートウェイ局の循環バッファーのアドレス位置（ポインタ）設定の例を示す図。 実施の形態１に係る切替後のゲートウェイ局の循環バッファーのアドレス位置（ポインタ）設定の例を示す図。 実施の形態１に係る切替前及び切替後のゲートウェイ局の循環バッファーのアドレス位置（ポインタ）設定の例を示す図。 実施の形態１に係るゲートウェイ局の切替の際のデータの流れを示す図。 実施の形態２に係る切替前のゲートウェイ局の循環バッファーのアドレス位置（ポインタ）設定の例を示す図。 実施の形態２に係る１回目の切替後のゲートウェイ局の循環バッファーのアドレス位置（ポインタ）設定の例を示す図。 実施の形態２に係る２回目の切替後のゲートウェイ局の循環バッファーのアドレス位置（ポインタ）設定の例を示す図。 従来のゲートウェイ局の切替の際のデータの流れを示す図。

符号の説明

１０ ゲートウェイ局、２０ サービス拠点、３０ 有線通信網、４０ 端末、５０ 衛星、１００ ＩＰネットワークインタフェース、１０１ 衛星パケット生成／多重部、１０２ データコピーバッファー、１０３ 循環バッファー、１０４ 変調器、１０５ 切替制御部。

Claims (6)

1. 第一のバッファーを有し、送信元から一定の間隔で送信されてきたデータを受信し前記第一のバッファーに蓄積した後一定の送信間隔で送信先に対して送信する第一の中継装置と、
   第二のバッファーを有し、前記第一の中継装置をバックアップする第二の中継装置とを備え、
   所定の場合に、データ経路を前記第一の中継装置から前記第二の中継装置へ切り替える通信システムであって、
   前記第一の中継装置は、
   前記第一のバッファーへのデータの書き込みタイミングと前記第一のバッファーからの当該データの読み出しタイミングとのタイミング差を、データ経路を前記第一の中継装置から前記第二の中継装置へ切り替える際に生じる切替遅延時間よりも長い時間とし、
   前記第二の中継装置は、
   前記第二のバッファーへのデータの書き込みタイミングと前記第二のバッファーからの当該データの読み出しタイミングとのタイミング差を、前記第一のバッファーにおける書き込みタイミングと読み出しタイミングとのタイミング差から前記切替遅延時間を差し引いた時間とし、データ経路の切り替え後に、前記送信元から一定の間隔で送信されてきたデータを受信し、前記タイミング差にて前記第二のバッファーに対するデータの書き込みとデータの読み出しを行い、前記第一の中継装置の送信間隔と同じ送信間隔で前記送信先に対して読み出したデータを送信することを特徴とする通信システム。
2. 前記第二の中継装置は、
   前記第一の中継装置に対して送信されたデータ経路の切り替え前の最後のデータの次に一定の間隔で前記送信元から送信されてきたデータ経路の切り替え後の最初のデータを受信し、前記最後のデータの送信後、前記第一の中継装置の送信間隔と同じ送信間隔で前記最初のデータを前記送信先に対して送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記第二の中継装置において、
   前記第二のバッファーへのデータの書き込みクロック周波数と前記第二のバッファーからのデータの読み出しクロック周波数との間に差異が存在し、前記第二のバッファーへのデータの書き込みクロック周波数と前記第二のバッファーからのデータの読み出しクロック周波数との間の差異は変動し、
   前記第二の中継装置は、
   前記第二のバッファーへのデータの書き込みタイミングと前記第二のバッファーからのデータの読み出しタイミングとのタイミング差を、前記第二のバッファーへのデータの書き込みクロック周波数と前記第二のバッファーからのデータの読み出しクロック周波数との差異の最大変動幅よりも長い所定の時間とし、
   前記第一の中継装置は、
   前記第一のバッファーへのデータの書き込みタイミングと前記第一のバッファーからのデータの読み出しタイミングとのタイミング差を、前記第二の中継装置における前記第二のバッファーへのデータの書き込みタイミングと前記第二のバッファーからのデータの読み出しタイミングとのタイミング差に、前記切替遅延時間を加えた時間とすることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
4. 前記第二の中継装置において、
   前記第二のバッファーへのデータの書き込みクロック周波数と前記第二のバッファーからのデータの読み出しクロック周波数との間に差異が存在し、前記第二のバッファーへのデータの書き込みクロック周波数と前記第二のバッファーからのデータの読み出しクロック周波数との間の差異は変動し、
   前記第一の中継装置は、
   前記第一のバッファーへのデータの書き込みタイミングと前記第一のバッファーからのデータの読み出しタイミングとのタイミング差を、前記第二の中継装置における前記第二のバッファーへのデータの書き込みクロック周波数と前記第二のバッファーからのデータの読み出しクロック周波数との差異の最大変動幅よりも長い所定の時間に、前記切替遅延時間のＮ倍（Ｎは２以上の整数）の時間を加えた時間とすることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
5. 前記第一の中継装置及び前記第二の中継装置は、それぞれ、
   衛星回線を介して複数の通信装置にデータをブロードキャスト送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
6. 送信元から一定の間隔で送信されてきたデータを受信し第一のバッファーに蓄積した後一定の送信間隔で送信先に対して送信する第一の中継処理と、
   第二のバッファーを用いて、前記第一の中継処理をバックアップする第二の中継処理とを備え、
   所定の場合に、前記第一の中継処理から前記第二の中継処理へ切り替える中継方法であって、
   前記第一の中継処理は、
   前記第一のバッファーへのデータの書き込みタイミングと前記第一のバッファーからの当該データの読み出しタイミングとのタイミング差を、前記第一の中継処理から前記第二の中継処理へ切り替える際に生じる切替遅延時間よりも長い時間とし、
   前記第二の中継処理は、
   前記第二のバッファーへのデータの書き込みタイミングと前記第二のバッファーからの当該データの読み出しタイミングとのタイミング差を、前記第一のバッファーにおける書き込みタイミングと読み出しタイミングとのタイミング差から前記切替遅延時間を差し引いた時間とし、前記第一の中継処理からの切り替え後に、前記送信元から一定の間隔で送信されてきたデータを受信し、前記タイミング差にて前記第二のバッファーに対するデータの書き込みとデータの読み出しを行い、前記第一の中継処理の送信間隔と同じ送信間隔で前記送信先に対して読み出したデータを送信することを特徴とする中継方法。

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