(57)【要約】【課題】下位ネットワークへデータを送信可能な下位装置へ上位装置からデータを送信する構成において、データを蓄積するリソースの効率的な使用を実現する。【解決手段】複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置との通信を行うことが可能な上位装置であって、上位ネットワークから受信したデータを蓄積するバッファと、前記複数の下位装置にそれぞれ対応する複数の通信部と、前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得する取得部とを備え、前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、前記複数の通信部の一部または全部は、前記取得部によって取得された対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う。【選択図】図３
2019083391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置との通信を行うことが可能な上位装置であって、
上位ネットワークから受信したデータを蓄積するバッファと、
前記複数の下位装置にそれぞれ対応する複数の通信部と、
前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得する取得部とを備え、
前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、
前記複数の通信部の一部または全部は、前記取得部によって取得された対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う、上位装置。
【請求項２】
前記制限処理を行う各前記通信部は、前記バッファを共用する、請求項１に記載の上位装置。
【請求項３】
前記上位装置は、さらに、
前記制限処理における前記送信レートを前記通信速度に基づいて設定する設定部を備える、請求項１または請求項２に記載の上位装置。
【請求項４】
前記通信部は、制御フレームおよびデータフレームを対応の前記下位装置へ送信し、
前記上位装置は、さらに、
前記制限処理における前記送信レートを、前記通信速度に前記制御フレームのレートを加えた値に基づいて設定する設定部を備える、請求項１または請求項２に記載の上位装置。
【請求項５】
前記取得部は、前記通信部が対応の前記下位装置から受信した前記速度情報を取得する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の上位装置。
【請求項６】
前記上位装置は、さらに、
前記速度情報の設定を受け付ける受付部を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の上位装置。
【請求項７】
前記通信部は、前記制限処理を行っている状態において、対応の前記下位ネットワークから第１送信停止指示を受けた前記下位装置から第２送信停止指示を受信するとデータの送信を停止する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の上位装置。
【請求項８】
複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置と、
前記下位装置との通信を行うことが可能な上位装置とを備え、
前記上位装置は、
上位ネットワークから受信したデータを蓄積するバッファと、
前記複数の下位装置にそれぞれ対応する複数の通信部と、
前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得する取得部とを含み、
前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、
前記複数の通信部の一部または全部は、前記取得部によって取得された対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う、通信システム。
【請求項９】
複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置との通信を行うことが可能な上位装置における通信制御方法であって、
前記上位装置における前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、
前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得するステップと、
前記複数の通信部の一部または全部が、取得した対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行うステップとを含む、通信制御方法。
【請求項１０】
複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置との通信を行うことが可能な上位装置において用いられる通信制御プログラムであって、
コンピュータを、
前記複数の下位装置にそれぞれ対応する複数の通信部と、
前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得する取得部、
として機能させるためのプログラムであり、
前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、
前記複数の通信部の一部または全部は、前記取得部によって取得された対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う、通信制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上位装置、通信システム、通信制御方法および通信制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。これに伴って、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）およびＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）等のブロードバンドアクセスが可能な装置も急速に普及してきている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．３‐２０１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
伝送データの廃棄を防ぐ方法として、たとえばＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．３‐２０１５（非特許文献１）に開示されているフローコントロール（Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）がある。フローコントロールは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ネットワークにおいてデータ送信を一時的に停止させるメカニズムである。すなわち、通信装置内における受信データがバッファの閾値を超えた場合に、送信元に対して送信停止を指示することにより、データの廃棄を防ぐ。
【０００５】
フローコントロールでは、送信停止の指示が送信元へ到達してから、データ送信が停止されて受信側にデータが到達しなくなるまでに時間を要することにより、データの廃棄が生じる場合がある。このようなデータの廃棄を防ぐためには、下位側の通信装置のバッファにある程度の容量が必要となる。
【０００６】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、下位ネットワークへデータを送信可能な下位装置へ上位装置からデータを送信する構成において、データを蓄積するリソースの効率的な使用を実現することが可能な上位装置、通信システム、通信制御方法、および通信制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる上位装置は、複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置との通信を行うことが可能な上位装置であって、上位ネットワークから受信したデータを蓄積するバッファと、前記複数の下位装置にそれぞれ対応する複数の通信部と、前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得する取得部とを備え、前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、前記複数の通信部の一部または全部は、前記取得部によって取得された対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う。
【０００８】
（８）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信システムは、複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置と、前記下位装置との通信を行うことが可能な上位装置とを備え、前記上位装置は、上位ネットワークから受信したデータを蓄積するバッファと、前記複数の下位装置にそれぞれ対応する複数の通信部と、前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得する取得部とを含み、前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、前記複数の通信部の一部または全部は、前記取得部によって取得された対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う。
【０００９】
（９）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信システムは、複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置との通信を行うことが可能な上位装置における通信制御方法であって、前記上位装置における前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得するステップと、前記複数の通信部の一部または全部が、取得した対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行うステップとを含む。
【００１０】
（１０）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御プログラムは、複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置との通信を行うことが可能な上位装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、前記複数の下位装置にそれぞれ対応する複数の通信部と、前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得する取得部、として機能させるためのプログラムであり、前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、前記複数の通信部の一部または全部は、前記取得部によって取得された対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う。
【００１１】
本発明は、このような特徴的な処理部を備える上位装置として実現することができるだけでなく、上位装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。
【００１２】
本発明は、このような特徴的な処理部を備える通信システムとして実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする方法として実現することができる。また、本発明は、通信システムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、下位ネットワークへデータを送信可能な下位装置へ上位装置からデータを送信する構成において、データを蓄積するリソースの効率的な使用を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおけるデータの流れを示す図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置の構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムシステムにおける上位装置がデータの送信レートを制限する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置におけるリーキーバケットの手法による制限処理の手順を定めたフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置において、制限処理中にＰａｕｓｅフレームを受信した場合の動作の一例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置において、上位装置１５１が制限処理中にＰａｕｓｅフレームを受信した場合の動作の他の例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態に係る上位装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１６】
（１）本発明の実施の形態に係る上位装置は、複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置との通信を行うことが可能な上位装置であって、上位ネットワークから受信したデータを蓄積するバッファと、前記複数の下位装置にそれぞれ対応する複数の通信部と、前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得する取得部とを備え、前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、前記複数の通信部の一部または全部は、前記取得部によって取得された対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う。
【００１７】
このように、下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得し、速度情報に基づいて下位装置へのデータの送信レートを制限する構成により、下位ネットワークの速度情報の内容に応じてデータの送信レートを適切に制限することができる。これにより、下位装置のバッファに蓄積すべきデータが大量に発生することを抑制することができるので、下位装置が備えるバッファの容量を小さくすることができる。したがって、下位ネットワークへデータを送信可能な下位装置へ上位装置からデータを送信する構成において、データを蓄積するリソースの効率的な使用を実現することができる。
【００１８】
（２）好ましくは、前記制限処理を行う各前記通信部は、前記バッファを共用する。
【００１９】
このように、上位装置において共用可能なバッファを設ける構成により、各下位装置におけるバッファの容量を大きくする場合と比べて、通信システム全体としてコストの削減等、バッファの効率的な使用が可能になる。
【００２０】
（３）好ましくは、前記上位装置は、さらに、前記制限処理における前記送信レートを前記通信速度に基づいて設定する設定部を備える。
【００２１】
このように、データの送信レートを下位ネットワークの通信速度に設定する構成により、当該通信速度に応じてデータの送信レートを適切に制限することができるため、下位装置のバッファに蓄積すべきデータが大量に発生することをより確実に防ぐことができる。
【００２２】
（４）好ましくは、前記通信部は、制御フレームおよびデータフレームを前記下位装置へ送信し、前記上位装置は、さらに、前記制限処理における前記送信レートを、前記通信速度に前記制御フレームのレートを加えた値に基づいて設定する設定部を備える。
【００２３】
このように、下位装置から下位ネットワークへ送信されない制御フレームを上位装置から下位装置へ送信する構成において、制限処理におけるデータの送信レートを適切な値に設定し、下位装置のバッファに蓄積すべきデータが大量に発生することをより確実に防ぐとともに、伝送速度をより大きくすることができる。
【００２４】
（５）好ましくは、前記取得部は、前記通信部が対応の前記下位装置から受信した前記速度情報を取得する。
【００２５】
このような構成により、ユーザによる速度情報を設定する作業を要することなく、上位装置が自動的に下位ネットワークの速度情報を取得し、データの送信レートを適切に制限することができる。
【００２６】
（６）好ましくは、前記上位装置は、さらに、前記速度情報の設定を受け付ける受付部を備える。
【００２７】
このような構成により、下位ネットワークの速度情報の内容に応じたデータの送信レートを簡易な構成で設定することができる。
【００２８】
（７）好ましくは、前記通信部は、前記制限処理を行っている状態において、対応の前記下位ネットワークから第１送信停止指示を受けた前記下位装置から第２送信停止指示を受信するとデータの送信を停止する。
【００２９】
このような構成により、たとえば、制限処理では下位装置におけるデータの廃棄を防げない場合において、下位装置から送信停止指示を送信することにより、データが廃棄される可能性を低減することができる。
【００３０】
（８）本発明の実施の形態に係る通信システムは、複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置と、前記下位装置との通信を行うことが可能な上位装置とを備え、前記上位装置は、上位ネットワークから受信したデータを蓄積するバッファと、前記複数の下位装置にそれぞれ対応する複数の通信部と、前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得する取得部とを含み、前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、前記複数の通信部の一部または全部は、前記取得部によって取得された対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う。
【００３１】
このように、下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得し、速度情報に基づいて下位装置へのデータの送信レートを制限する構成により、下位ネットワークの速度情報の内容に応じてデータの送信レートを適切に制限することができる。これにより、下位装置のバッファに蓄積すべきデータが大量に発生することを抑制することができるので、下位装置が備えるバッファの容量を小さくすることができる。したがって、下位ネットワークへデータを送信可能な下位装置へ上位装置からデータを送信する構成において、データを蓄積するリソースの効率的な使用を実現することができる。
【００３２】
（９）本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置との通信を行うことが可能な上位装置における通信制御方法であって、前記上位装置における前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得するステップと、前記複数の通信部の一部または全部が、取得した対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行うステップとを含む。
【００３３】
このように、下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得し、速度情報に基づいて下位装置へのデータの送信レートを制限する構成により、下位ネットワークの速度情報の内容に応じてデータの送信レートを適切に制限することができる。これにより、下位装置のバッファに蓄積すべきデータが大量に発生することを抑制することができるので、下位装置が備えるバッファの容量を小さくすることができる。したがって、下位ネットワークへデータを送信可能な下位装置へ上位装置からデータを送信する構成において、データを蓄積するリソースの効率的な使用を実現することができる。
【００３４】
（１０）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置との通信を行うことが可能な上位装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、前記複数の下位装置にそれぞれ対応する複数の通信部と、前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得する取得部、として機能させるためのプログラムであり、前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、前記複数の通信部の一部または全部は、前記取得部によって取得された対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う。
【００３５】
このように、下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得し、速度情報に基づいて下位装置へのデータの送信レートを制限する構成により、下位ネットワークの速度情報の内容に応じてデータの送信レートを適切に制限することができる。これにより、下位装置のバッファに蓄積すべきデータが大量に発生することを抑制することができるので、下位装置が備えるバッファの容量を小さくすることができる。したがって、下位ネットワークへデータを送信可能な下位装置へ上位装置からデータを送信する構成において、データを蓄積するリソースの効率的な使用を実現することができる。
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００３７】
＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。
【００３８】
図１を参照して、通信システム３０１は、上位装置１５１と、複数の下位装置１６１とを備える。
【００３９】
なお、通信システム３０１は、複数の下位装置１６１を備える構成に限らず、１つの下位装置１６１を備える構成であってもよい。
【００４０】
以下、下位ネットワークから上位ネットワークへの方向を上り方向と称し、上位ネットワークから下位ネットワークへの方向を下り方向と称する。
【００４１】
上位装置１５１は、たとえば電話局舎に設置され、上位ネットワークにおけるエッジルータ等が接続される。
【００４２】
下位装置１６１は、たとえばエンドユーザの戸建住宅、集合住宅、または法人の各拠点等に設置され、下位ネットワークとして、たとえばホームネットワークに接続される。
【００４３】
上位装置１５１および下位装置１６１は、アクセスネットワークを介して互いに通信を行う。たとえば、上位ネットワークから伝送されたフレーム等のデータは、上位装置１５１、アクセスネットワークおよび下位装置１６１を経由して下位ネットワークへ伝送される。また、下位ネットワークから伝送されたフレーム等のデータは、下位装置１６１、アクセスネットワークおよび上位装置１５１を経由して上位ネットワークへ伝送される。なお、通信システム３０１は、バースト信号であるフレームを伝送する構成に限らず、連続する信号を伝送する構成であってもよい。
【００４４】
アクセスネットワークは、たとえば１または複数の光ファイバ等により構成される。具体的には、アクセスネットワークが受動的光ネットワーク（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）である場合、上位装置１５１は局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）であり、下位装置１６１は宅側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）である。あるいは、上位装置１５１および下位装置１６１はたとえばメディアコンバータである。
【００４５】
あるいは、アクセスネットワークは、ｘＤＳＬ（ｘ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｌｉｎｅ）であり、電話線等により構成される。
【００４６】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおけるデータの流れを示す図である。
【００４７】
図２を参照して、上位装置１５１は、上位ネットワークからフレーム等のデータを受信すると、受信したデータを自己のバッファ２２に保存し、その後、アクセスネットワークへ当該データを送信する。
【００４８】
下位装置１６１は、アクセスネットワークから受信したデータを自己のバッファ３２に保存し、その後、下位ネットワークへ当該データを送信する。
【００４９】
上位ネットワークは複数のアクセスネットワークを束ねることが多いことから、各ネットワークは、一般的に、上位ネットワークの通信速度が最も速く、次にアクセスネットワークの通信速度が速く、下位ネットワークの通信速度が最も遅い。たとえば、上位ネットワークの通信速度は１０Ｇｂｐｓであり、アクセスネットワークの通信速度は１Ｇｂｐｓであり、下位ネットワークの通信速度は１００Ｍｂｐｓである。
【００５０】
上記のように、上位装置１５１および下位装置１６１の各々にバッファを設ける構成により、上位ネットワークからバーストトラフィックが流れた場合でも、できるだけデータの廃棄を防ぐようにすることができる。
【００５１】
［課題］
通信装置では、たとえば、あるネットワークから受信ポートを介して受信したデータは、送信ポートを介して他のネットワークへ送信する構成において、受信速度の方が送信速度より速い場合、送信しきれなかったデータが廃棄される。
【００５２】
そこで、通信装置は、送信しきれなかったデータは、バッファを用いて一時的に保存し、データの廃棄を防いでいる。しかしながら、バッファの容量も有限であるため、バッファの容量を超過するデータが通信装置へ一度に送信されると、バッファの容量を超過した分のデータは、廃棄されてしまう。
【００５３】
このようなデータの廃棄を防ぐ方法として、フローコントロールがある。フローコントロールは、通信装置のバッファに対して閾値を設定し、バッファに保存しているデータの量が閾値を超えると、送信元へ送信停止指示を送信し、送信元のデータ送信を停止させる仕組みである。
【００５４】
たとえば、通信システム３０１において、下位装置１６１のバッファ３２に対して閾値が設定され、バッファ３２に保存しているデータの量が閾値を超えると、下位装置１６１は、上位装置１５１へ送信停止指示を送信する。
【００５５】
上位装置１５１は、下位装置１６１から送信停止指示を受信すると下位装置１６１へのデータの送信を停止する。
【００５６】
しかしながら、上位装置１５１および下位装置１６１間のアクセスネットワークにおいて、送信停止指示の伝搬遅延時間の問題が生じる。この伝搬遅延時間は、下位装置１６１が送信停止指示を送信してから、上位装置１５１が送信停止指示を受信するまでの時間に相当する。たとえば、アクセスネットワークが光ファイバで構成される場合、光ファイバにおける光の伝搬速度は約２０万ｋｍ／秒である。上位装置１５１および下位装置１６１間の距離が６０ｋｍである場合、伝搬遅延時間は約３００μ秒である。
【００５７】
さらに、上記の例においては、上位装置１５１が、送信停止指示を受信して下位装置１６１へのデータの送信を停止してから、実際に下位装置１６１においてデータを受信しなくなるまでに約３００μ秒を要する。このため、下位装置１６１においてデータの廃棄を防ぐためには、下位装置１６１のバッファ３２の容量を、バッファ３２に保存されているデータの容量が閾値を超えてから合計で約６００μ秒間に上位装置１５１から送信されてくるデータを保存できるように設定しなければならない。
【００５８】
そこで、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムでは、以下のような構成および動作により、このような課題を解決する。
【００５９】
［上位装置の構成］
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置の構成を示す図である。
【００６０】
図３を参照して、上位装置１５１は、下位装置１６１である下位装置Ａ，下位装置Ｂ，下位装置Ｃとアクセスネットワークを介して接続されている。
【００６１】
上位装置１５１は、受信部２１と、バッファ２２とを備え、また、下位装置１６１に対応して設けられた、通信部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃと、設定部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃと、取得部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃとを備える。以下、通信部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの各々を通信部２３と称し、設定部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃの各々を設定部２４と称し、取得部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの各々を取得部２５と称する場合がある。
【００６２】
バッファ２２は、上位ネットワークから受信したデータを蓄積する。
【００６３】
より詳細には、受信部２１は、上位ネットワークから受信したデータ列をイーサネットフレームとして処理し、バッファ２２に保存する。
【００６４】
通信部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃは、バッファ２２を共用する。たとえば、通信部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃは、バッファ２２において論理的に分割された複数の領域をそれぞれ使用する。
【００６５】
通信部２３は、バッファ２２に保存されたイーサネットフレームを取り出し、対応の下位装置１６１へ送信する。
【００６６】
取得部２５は、対応の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得する。
【００６７】
通信部２３は、取得部２５によって取得された速度情報に基づいて、対応の下位装置１６１へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う。
【００６８】
［動作の流れ］
通信システム３０１における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のシーケンス図またはフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。
【００６９】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムにおける上位装置がデータの送信レートを制限する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【００７０】
図３および図４を参照して、まず、上位装置１５１において、通信部２３は、下位ネットワークが接続されている下位装置１６１の出力ポートの通信速度を監視するために、上位装置１５１および下位装置１６１間の通信に用いる制御情報を含む制御フレームの１つである、当該通信速度に関する速度情報の取得を要求する要求フレームを下位装置１６１へ送信する（ステップＳ１０１）。
【００７１】
下位装置１６１は、上位装置１５１からの制御フレームを受信すると、たとえば自己の出力ポートの通信速度を取得し、取得した通信速度を示す速度情報を含めた応答フレームを上位装置１５１へ送信する。なお、速度情報は、下位ネットワークの通信速度そのものを示す情報に限らず、通信速度を認識可能な情報であればよく、たとえば通信速度をレベルで示す情報であってもよい。
【００７２】
次に、上位装置１５１において、通信部２３が下位装置１６１からの応答フレームを受信すると（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、取得部２５は、通信部２３が受信した応答フレームから速度情報を取得し、設定部２４へ出力する（ステップＳ１０３）。
【００７３】
次に、設定部２４は、取得部２５から受けた速度情報に基づいて、下位装置１６１へのデータの送信レートを設定する。
【００７４】
より詳細には、設定部２４は、たとえば、下位装置１６１へのデータの送信レートを、取得部２５が取得した速度情報の示す通信速度に制御フレームの送信レート、すなわち帯域を加算した値（以下、制限速度とも称する。）に基づいて設定する。
【００７５】
具体的には、たとえば、設定部２４は、制限速度を下位装置１６１へのデータの送信レートとして設定する。
【００７６】
ここで、制御フレームは、下位装置１６１から下位ネットワークへは送信されないため、下位ネットワークの通信速度に制御フレームの送信レートを加えた値を下位装置１６１へのデータの送信レートとして設定することができる。
【００７７】
たとえば、下位ネットワークの通信速度が１００Ｍｂｐｓであり、制御フレームの送信レートが１Ｍｂｐｓである場合、制限速度を１０１Ｍｂｐｓに設定することができる（ステップＳ１０４）。
【００７８】
なお、設定部２４は、下位装置１６１へのデータの送信レートを、下位ネットワークの通信速度に制御フレームの送信レートを加えた値より所定値小さい値に設定する構成であってもよい。
【００７９】
次に、通信部２３は、下位装置１６１へのデータの送信レートを、設定部２４によって設定された送信レートに制限する制限処理を行う（ステップＳ１０５）。
【００８０】
具体的には、たとえば、通信部２３は、リーキーバケット（Ｌｅａｋｙ  Ｂｕｃｋｅｔ）の手法を用いて制限処理を行う。
【００８１】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置におけるリーキーバケットの手法による制限処理の手順を定めたフローチャートである。
【００８２】
図５を参照して、まず、上位装置１５１における通信部２３は、自己の内部カウンタ値をゼロにリセットする（ステップＳ２０１）。
【００８３】
次に、通信部２３は、単位時間待機する（ステップＳ２０２）。なお、通信部２３は、待機中、アクセスネットワークへＮＵＬＬデータを含むフレームの送信またはアイドルパターンの送信を行ってもよい。
【００８４】
次に、通信部２３は、内部カウンタ値に（制限速度÷（１秒／単位時間））で算出される値を加算する（ステップＳ２０３）。
【００８５】
たとえば、下位ネットワークの制限速度が１０１Ｍｂｐｓであって、単位時間が１ミリ秒である場合、内部カウンタに加算される値は、１０１ｋｂｉｔと算出される。
【００８６】
次に、通信部２３は、内部カウンタ値とバッファ２２における先頭データのフレーム長とを比較する（ステップＳ２０４）。
【００８７】
次に、通信部２３は、内部カウンタ値が上記フレーム長より小さい場合（ステップＳ２０４でＮＯ）、再び単位時間待機する（ステップＳ２０２）。
【００８８】
一方、通信部２３は、内部カウンタ値がバッファ２２における先頭データのフレーム長以上である場合（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、バッファ２２における先頭データをアクセスネットワークへ送信する（ステップＳ２０５）。
【００８９】
次に、通信部２３は、内部カウンタ値から送信データのフレーム長に相当する値を減算し（ステップＳ２０６）、再び単位時間待機する（ステップＳ２０２）。
【００９０】
なお、設定部２４は、制御フレームの送信レートを加算する必要のない場合等においては、取得部２５が取得した速度情報の示す通信速度に基づいて、下位装置１６１へのデータの送信レートとして設定する（ステップＳ１０４）構成であってもよい。この場合、設定部２４は、たとえば、当該速度情報の示す通信速度、または当該通信速度より所定値小さい値を、下位装置１６１へのデータの送信レートとして設定する。
【００９１】
また、通信部２３は、要求フレームを定期的に下位装置１６１へ送信する構成であってもよい。この場合、設定部２４は、取得部２５が新たな速度情報を取得するごとに上述のような送信レートの設定を行う。そして、通信部２３は、下位装置１６１へのデータの送信レートを新たな制限速度に制限する。これにより、上位装置１５１は、下位ネットワークの通信速度の変化に柔軟に対応することができる。
【００９２】
［変形例］
通信部２３は、制限処理を行っている状態において、下位装置１６１から送信停止指示、たとえばＰａｕｓｅフレームを受信すると下位装置１６１へのデータの送信を停止する構成であってもよい。
【００９３】
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置において、制限処理中にＰａｕｓｅフレームを受信した場合の動作の一例を示す図である。
【００９４】
図６を参照して、下位装置１６１は、上位装置１５１が制限処理を行っている状態において、下位ネットワークからＰａｕｓｅフレームＦ１（第１送信停止指示）を受信することがある（状態ＳＴ１）。
【００９５】
次に、下位装置１６１は、ＰａｕｓｅフレームＦ１を受信すると、下位ネットワークへのデータの送信を停止する（状態ＳＴ２）。
【００９６】
このとき、上位装置１５１は、下位装置１６１が下位ネットワークへのデータの送信を停止しても、下位装置１６１へのデータの送信を継続する。
【００９７】
そして、下位装置１６１は、上位装置１５１から送信されたデータを、自己のバッファ３２に保存する。
【００９８】
次に、下位装置１６１は、バッファ３２に保存しているデータの量が閾値を超えると、上位装置１５１へＰａｕｓｅフレームＦ２（第２送信停止指示）を送信する（状態ＳＴ３）。
【００９９】
次に、上位装置１５１において、通信部２３は、ＰａｕｓｅフレームＦ２を受信すると、下位装置１６１へのデータの送信を停止する（状態ＳＴ４）。
【０１００】
このような動作により、バッファ３２に保存されているデータの量が閾値を超えるまでは、ＰａｕｓｅフレームＦ１に対して下位装置１６１が処理を行うことができるので、ＰａｕｓｅフレームＦ１に対する反応速度を向上させることができる。
【０１０１】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置において、上位装置１５１が制限処理中にＰａｕｓｅフレームを受信した場合の動作の他の例を示す図である。
【０１０２】
図７を参照して、上位装置１５１が制限処理を行っている状態において、下位装置１６１は、ＰａｕｓｅフレームＦ１を受信することがある（状態ＳＴ１１）。
【０１０３】
次に、下位装置１６１は、ＰａｕｓｅフレームＦ１を受信すると、ＰａｕｓｅフレームＦ２を送信する（状態ＳＴ１２）。
【０１０４】
次に、上位装置１５１において、通信部２３は、ＰａｕｓｅフレームＦ２を受信すると、下位装置１６１へのデータの送信を停止する（状態ＳＴ１３）。
【０１０５】
このような動作により、ＰａｕｓｅフレームＦ１に対して主に上位装置１５１のみで処理を実行させることができる。
【０１０６】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置は、設定部２４を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。設定部２４は、上位装置１５１の外部に設けられてもよい。この場合、設定部２４は、設定した送信レートを上位装置１５１における通信部２３に通知する。
【０１０７】
また、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置は、複数の通信部２３を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。上位装置１５１は、通信部２３を１つ備える構成であってもよい。この場合、通信部２３は、バッファ２２を共用しない。
【０１０８】
また、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置は、複数の通信部２３の全部が、バッファ２２を共用し、バッファ２２から取り出したデータを対応の下位装置１６１へ送信し、下位装置１６１へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。上位装置１５１において、バッファ２２を共用する複数の通信部２３のうち、一部の通信部２３が、対応の下位装置１６１へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う構成であってもよい。
【０１０９】
また、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置は、複数の通信部２３の全部が、バッファ２２を共用し、バッファ２２から取り出したデータを対応の下位装置１６１へ送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。上位装置１５１は、バッファ２２に加えて、さらに他のバッファを備え、他のバッファからデータを取り出して対応の下位装置１６１へ送信する他の通信部２３をさらに備える構成であってもよい。
【０１１０】
また、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置は、複数の通信部２３に対応した設定部２４を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。上位装置１５１は、たとえば、複数の通信部２３と１つの設定部２４とを備える構成であってもよい。この場合、設定部２４は、複数の通信部２３にそれぞれ対応する複数の下位装置１６１へのデータの送信レートを設定する。
【０１１１】
また、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置は、複数の通信部２３に対応した取得部２５を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。上位装置１５１は、たとえば、複数の通信部２３と１つの取得部２５とを備える構成であってもよい。この場合、取得部２５は、複数の通信部２３にそれぞれ対応する複数の下位ネットワークの通信速度に関する情報を取得する。
【０１１２】
ところで、フローコントロールでは、送信停止の指示が送信元へ到達してから、データ送信が停止されて受信側にデータが到達しなくなるまでに時間を要することにより、データの廃棄が生じる場合がある。このようなデータの廃棄を防ぐためには下位装置のバッファにある程度の容量が必要となる。
【０１１３】
これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置では、複数の通信部２３は、バッファ２２から取り出したデータを対応の下位装置１６１へ送信する。複数の通信部２３の一部または全部は、取得部２５によって取得された対応の下位ネットワークの速度情報に基づいて、対応の下位装置１６１へのデータの送信レートを制限する制限処理を行う。
【０１１４】
このように、下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得し、速度情報に基づいて下位装置１６１へのデータの送信レートを制限する構成により、下位ネットワークの速度情報の内容に応じてデータの送信レートを適切に制限することができる。これにより、下位装置１６１のバッファ３２に蓄積すべきデータが大量に発生することを抑制することができるので、下位装置１６１が備えるバッファの容量を小さくすることができる。
【０１１５】
したがって、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置では、下位ネットワークへデータを送信可能な下位装置１６１へ上位装置１５１からデータを送信する構成において、データを蓄積するリソースの効率的な使用を実現することができる。
【０１１６】
また、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置では、制限処理を行う各通信部２３は、バッファ２２を共用する。
【０１１７】
このように、上位装置１５１において共用可能なバッファ２２を設ける構成により、各下位装置１６１におけるバッファ３２の容量を大きくする場合と比べて、通信システム全体としてコストの削減等、バッファの効率的な使用が可能になる。
【０１１８】
また、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置では、設定部２４は、制限処理における送信レートを下位ネットワークの通信速度に基づいて設定する。
【０１１９】
このように、データの送信レートを下位ネットワークの通信速度に設定する構成により、当該通信速度に応じてデータの送信レートを適切に制限することができるため、下位装置１６１のバッファ３２に蓄積すべきデータが大量に発生することをより確実に防ぐことができる。
【０１２０】
また、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置では、通信部２３は、制御フレームおよびデータフレームを下位装置１６１へ送信する。設定部２４は、制限処理における送信レートを通信速度に制御フレームのレートを加えた値に基づいて設定する。
【０１２１】
このように、下位装置１６１から下位ネットワークへ送信されない制御フレームを上位装置１５１から下位装置１６１へ送信する構成において、制限処理におけるデータの送信レートを適切な値に設定し、下位装置１６１のバッファ３２に蓄積すべきデータが大量に発生することをより確実に防ぐとともに、伝送速度をより大きくすることができる。
【０１２２】
また、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置では、取得部２５は、通信部２３が対応の下位装置１６１から受信した速度情報を取得する。
【０１２３】
このような構成により、ユーザによる速度情報を設定する作業を要することなく、上位装置１５１が自動的に下位ネットワークの速度情報を取得し、データの送信レートを適切に制限することができる。
【０１２４】
また、本発明の第１の実施の形態に係る上位装置では、通信部２３は、制限処理を行っている状態において、対応の下位ネットワークからＰａｕｓｅフレームＦ１を受けた前記下位装置からＰａｕｓｅフレームＦ２を受信するとデータの送信を停止する。
【０１２５】
このような構成により、たとえば、制限処理では下位装置１６１におけるデータの廃棄を防げない場合において、下位装置１６１から送信停止指示を送信することにより、データが廃棄される可能性を低減することができる。
【０１２６】
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【０１２７】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る通信システムと比べて、上位装置における速度情報の取得方法が異なる通信システムに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る通信システムと同様である。
［上位装置の構成］
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る上位装置の構成を示す図である。
【０１２８】
図８を参照して、上位装置１５２は、受信部２１と、バッファ２２とを備え、また、下位装置１６１に対応して設けられた、通信部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃと、設定部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃと、取得部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃと、受付部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃとを備える。以下、通信部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの各々を通信部２３と称し、設定部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃの各々を設定部２４と称し、取得部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの各々を取得部２５と称し、受付部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの各々を受付部２６と称する場合がある。
【０１２９】
受付部２６は、たとえばユーザからの速度情報の設定を受け付け、受け付けた内容を設定パラメータとして保存する。
【０１３０】
取得部２５は、受付部２６に保存された設定パラメータから速度情報を取得し、設定部２４へ出力する。
【０１３１】
設定部２４は、取得部２５から受けた速度情報に基づいて、下位装置１６１へのデータの送信レートを設定し、通信部２３へ通知する。
【０１３２】
通信部２３は、下位装置１６１へのデータの送信レートを、設定部２４から通知された送信レートに制限する制限処理を行う。
【０１３３】
以上のように、本発明の第２の実施の形態に係る上位装置では、受付部２６は、速度情報の設定を受け付ける。
【０１３４】
このような構成により、下位ネットワークの速度情報の内容に応じたデータの送信レートを簡易な構成で設定することができる。
【０１３５】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る通信システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０１３６】
なお、本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る各装置の構成要素および動作のうち、一部または全部を適宜組み合わせることも可能である。
【０１３７】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１３８】
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
［付記１］
複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置との通信を行うことが可能な上位装置であって、
上位ネットワークから受信したデータを蓄積するバッファと、
前記複数の下位装置にそれぞれ対応する複数の通信部と、
前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得する取得部とを備え、
前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、
前記複数の通信部の一部または全部は、前記取得部によって取得された対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行い、
前記上位装置および下位装置は、アクセスネットワークを介して互いに通信を行い、
前記アクセスネットワークは、ＰＯＮであるか、または、前記上位装置および前記下位装置がメディアコンバータであるネットワークである、上位装置。
【０１３９】
［付記２］
複数の下位ネットワークへそれぞれデータを送信可能な複数の下位装置と、
前記下位装置との通信を行うことが可能な上位装置とを備え、
前記上位装置は、
上位ネットワークから受信したデータを蓄積するバッファと、
前記複数の下位装置にそれぞれ対応する複数の通信部と、
前記複数の下位ネットワークの通信速度に関する速度情報を取得する取得部とを含み、
前記複数の通信部は、前記バッファから取り出したデータを対応の前記下位装置へ送信し、
前記複数の通信部の一部または全部は、前記取得部によって取得された対応の前記下位ネットワークの前記速度情報に基づいて、対応の前記下位装置へのデータの送信レートを制限する制限処理を行い、
前記上位装置および下位装置は、アクセスネットワークを介して互いに通信を行い、
前記アクセスネットワークは、ＰＯＮであるか、または、前記上位装置および前記下位装置がメディアコンバータであるネットワークである、通信システム。
【符号の説明】
【０１４０】
２１  受信部
２２，３２  バッファ
２３  通信部
２４  設定部
２５  取得部
２６  受付部
１５１，１５２  上位装置
１６１  下位装置
３０１  通信システム
【図１】
2019083391.tif 000003
【図２】
2019083391.tif 000004
【図３】
2019083391.tif 000005
【図４】
2019083391.tif 000006
【図５】
2019083391.tif 000007
【図６】
2019083391.tif 000008
【図７】
2019083391.tif 000009
【図８】
2019083391.tif 000010