(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ひとつ又は複数の測定端末と、前記測定端末とローカルネットワークを介して通信するネットワーク相互接続装置と、前記ネットワーク相互接続装置と広域ネットワークを介して通信する監視センタを備える遠隔監視システムにおける前記ネットワーク相互接続装置であって、
前記測定端末が測定した測定データを受信する受信部と、
受信した測定データを、他のデータよりも優先して送信する第１データと、他のデータよりも優先して送信しなくてもよい第２データとに分類する判定部と、
前記第１データを蓄積する第１データ蓄積部と、
前記第２データを蓄積する第２データ蓄積部と、
前記第１データ蓄積部に蓄積された前記第１データと、前記第２データ蓄積部に蓄積された前記第２データを、格納する送信バッファと、
前記送信バッファに格納された第１データ及び第２データを順に読み出して広域ネットワークに送信する送信部と、
送信バッファの使用量と、前記第１データが前記監視センタへ到達するまでの通信遅延時間の上限値と広域ネットワークの通信速度との積により算出される送信バッファの許容使用量と、前記広域ネットワークの通信速度とに基づいて、前記第１データ蓄積部と前記第２データ蓄積部から前記送信バッファへ流入するデータの流入速度を決定する送信バッファ使用量制御部と、
前記送信バッファ使用量制御部により決定された流入速度にて、前記第１データ蓄積部に蓄積された前記第１データと、前記第２データ蓄積部に蓄積された前記第２データを、前記送信バッファへ流入させる送信制御部とを備え、
前記送信バッファ使用量制御部は、
前記送信バッファの使用量が、前記送信バッファの許容使用量を超えないように、データの流入速度を決定し、
前記広域ネットワークの通信速度が低下するにつれて、前記流入速度を小さくし、
前記送信制御部は、
該第２データの後に前記送信バッファに格納される第１データの遅延を短くするために、第１データを優先して前記第１データ蓄積部から前記送信バッファへ流入させて、前記広域ネットワークの通信速度の低下に伴い第２データが前記送信バッファに溜まる量を減らす
ことを特徴とするネットワーク相互接続装置。
【請求項２】
前記広域ネットワークの通信速度に基づいて、前記送信バッファの使用量最大値を示す許容使用量を動的に変更する許容使用量決定部をさらに備える請求項１に記載のネットワーク相互接続装置。
【請求項３】
前記許容使用量決定部は、前記広域ネットワークの通信速度と、第１データが前記監視センタに到達するまでの要求通信遅延時間に基づいて、前記送信バッファの使用量最大値を示す許容使用量を求める請求項２に記載のネットワーク相互接続装置。
【請求項４】
前記送信バッファの使用量を監視する送信バッファ使用量監視部
をさらに備える請求項１に記載のネットワーク相互接続装置。
【請求項５】
前記送信バッファ使用量制御部は、前記送信バッファの使用量が前記送信バッファの許容使用量を上回っている場合には、データの流入速度を０にし、前記送信バッファの使用量が前記送信バッファの許容使用量を下回っている場合には、データの流入速度を広域ネットワークの通信速度と等しい値又は広域ネットワークの通信速度に基づく値にする請求項１に記載のネットワーク相互接続装置。
【請求項６】
前記広域ネットワークを介して受信する、前記広域ネットワークの通信速度と相関をもつ情報から、前記広域ネットワークの通信速度を推定する通信速度推定部をさらに備える請求項１に記載のネットワーク相互接続装置。
【請求項７】
前記広域ネットワークは、セルラネットワークであり、
前記通信速度推定部は、該セルラネットワークの基地局から通知される変調方式を示す情報に基づき、対応する広域ネットワークの通信速度を推定する請求項６に記載のネットワーク相互接続装置。
【請求項８】
前記通信速度推定部は、
前記広域ネットワークを介して前記監視センタへ送信したデータに従い該監視センタが測定した通信遅延時間を、該監視センタから前記広域ネットワークを介して受信し、
受信した通信遅延時間に基づき、前記広域ネットワークの通信速度を推定する請求項６に記載のネットワーク相互接続装置。
【請求項９】
前記通信速度推定部は、前記送信バッファの使用量の時間変化と、前記送信バッファへ流入するデータの速度に基づいて、前記広域ネットワークの通信速度を推定する請求項１に記載のネットワーク相互接続装置。
【請求項１０】
前記判定部は、前記測定データを第１乃至第Ｎ（Ｎは３以上の整数）データに分類し、
分類された第１乃至第Ｎデータを第１乃至第Ｎデータ蓄積部に蓄積する請求項１に記載のネットワーク相互接続装置。
【請求項１１】
前記ネットワーク相互接続装置は、２以上の物理的な装置で実装されることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク相互接続装置。
【請求項１２】
ひとつ又は複数の測定端末と、
前記測定端末とローカルネットワークを介して通信するネットワーク相互接続装置と、
前記ネットワーク相互接続装置と広域ネットワークを介して通信する監視センタとを備え、
前記測定端末は、測定した測定データを前記ネットワーク相互接続装置に送信し、
前記ネットワーク相互接続装置は、
受信した測定データを、他のデータよりも優先して送信する第１データと、他のデータよりも優先して送信しなくてもよい第２データとに分類する判定部と、
前記第１データを蓄積する第１データ蓄積部と、
前記第２データを蓄積する第２データ蓄積部と、
前記第１データ蓄積部に蓄積された前記第１データと、前記第２データ蓄積部に蓄積された前記第２データを、格納する送信バッファと、
前記送信バッファに格納された第１データ及び第２データを順に読み出して広域ネットワークに送信する送信部と、
送信バッファの使用量と、前記第１データが前記監視センタへ到達するまでの通信遅延時間の上限値と広域ネットワークの通信速度との積により算出される送信バッファの許容使用量と、前記広域ネットワークの通信速度とに基づいて、前記第１データ蓄積部と前記第２データ蓄積部から前記送信バッファへ流入するデータの流入速度を決定する送信バッファ使用量制御部と、
前記送信バッファ使用量制御部により決定された流入速度にて、前記第１データ蓄積部に蓄積された前記第１データと、前記第２データ蓄積部に蓄積された前記第２データを、前記送信バッファへ流入させる送信制御部とを備え、
前記送信バッファ使用量制御部は、
前記送信バッファの使用量が、前記送信バッファの許容使用量を超えないように、データの流入速度を決定し、
前記広域ネットワークの通信速度が低下するにつれて、前記流入速度を小さくし、
前記送信制御部は、
該第２データの後に前記送信バッファに格納される第１データの遅延を短くするために、第１データを優先して前記第１データ蓄積部から前記送信バッファへ流入させて、前記広域ネットワークの通信速度の低下に伴い第２データが前記送信バッファに溜まる量を減らす
ことを特徴とする遠隔監視システム。
【請求項１３】
ひとつ又は複数の測定端末と、前記測定端末とローカルネットワークを介して通信するネットワーク相互接続装置と、前記ネットワーク相互接続装置と広域ネットワークを介して通信する監視センタを備える遠隔監視システムにおける通信制御方法であって、
ネットワーク相互接続装置は、
測定端末が測定した測定データを受信し、
受信した測定データを、他のデータよりも優先して送信する第１データと、他のデータよりも優先して送信しなくてもよい第２データとに分類し、
前記第１データと前記第２データを蓄積し、
蓄積された前記第１データと前記蓄積された第２データを、送信バッファに格納し、
送信バッファに格納された第１データ及び第２データを順に読み出して広域ネットワークに送信し、
送信バッファの使用量と、前記第１データが前記監視センタへ到達するまでの通信遅延時間の上限値と広域ネットワークの通信速度との積により算出される送信バッファの許容使用量と、前記広域ネットワークの通信速度とに基づいて、前記第１データ蓄積部と前記第２データ蓄積部から前記送信バッファへ流入するデータの流入速度を、前記送信バッファの使用量が前記送信バッファの許容使用量を超えないように決定し、
決定された流入速度にて、蓄積された前記第１データと前記第２データを、前記送信バッファへ流入させ、
前記広域ネットワークの通信速度が低下するにつれて、前記流入速度を小さくし、
該第２データの後に前記送信バッファに格納される第１データの遅延を短くするために、第１データを優先して前記第１データ蓄積部から前記送信バッファへ流入させ、
前記広域ネットワークの通信速度の低下に伴い第２データが前記送信バッファに溜まる量を減らすことを特徴とする通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔監視システム、ネットワーク相互接続装置及び通信制御方法に係り、特に、無線ネットワーク等の通信速度変動が急峻なネットワークに適用可能な遠隔監視システム、ネットワーク相互接続装置及び通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力・産業プラントなどの設備の監視や保守、エネルギー消費のモニタリングなどを、センサネットワークを使用して遠隔にて自動的に行う動きが高まっている。収集される測定データの分析を行う監視センタは、従来は監視対象のローカルネットワーク上に位置する場合がほとんどであったが、近年では、監視対象のデータを収集する通信端末数の増加、各通信端末が収集する情報量の増加のため、１つのローカルネットワークでは情報を収容しきれず、複数のローカルネットワークに分割して収容する(エリア分けする)ケースが増えてきた。また、１つの監視センタから、複数の異なる監視対象を集中監視したいという要求も高まっている。そのため、複数のローカルネットワークを用いて収集された情報を、広域ネットワークを通して１つの監視センタに集約する形態が広まってきた。
この広域ネットワークは、専用線を用いて十分な通信速度を確保するケースもあるが、今後は通信コストの面からイントラネット、インターネットなどで他システム、他端末と共通の通信リソースを共有し、十分な通信速度を確保することができないケースが増加していくものと考えられる。監視センタは設備の故障などをいち早く検知する必要があるため、設備の故障等を示す測定データは、広域ネットワークの通信速度に関係なく、常に一定の時間内に監視センタまで到達する必要がある。その一方で、測定データの中でも、例えば、正常に稼働している機器の状態を示す測定データ等は、一定時間内に監視センタに到達しなくてもよい。
このような、２つのネットワークを接続するネットワーク相互接続装置において、ネットワーク相互接続装置へ第一のネットワークから流入するデータの流入速度(以下、データ流入速度)が、ネットワーク相互接続装置が当該データを送出する第二のネットワークの通信速度(以下、通信速度)を上回る場合、ネットワーク装置内部においてデータが消失する。このデータ消失を防ぐために、ネットワーク相互接続装置は、流入したデータを一時的に蓄積するためのバッファを設ける。例えば、第二のネットワークとして無線ネットワークを用いる場合、通信速度が急峻に変動するため、大きな容量をもつバッファが用いられる。
２つのネットワークを経由する通信の品質を制御する方法として、ネットワーク相互接続装置における様々な優先度制御方法が提案されている。例えば特許文献１では、ネットワークの帯域幅に応じた優先度制御技術が開示されている。例えば特許文献２では、バッファにおけるデータの廃棄率に応じて、バッファの使用量を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１７１２５号公報
【特許文献２】特開平７−５８７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ネットワーク相互接続装置内部のバッファへは、データ流入速度と通信速度との差分の速度にてデータが蓄積される。データの通信遅延時間は、送信バッファに蓄積されているデータ量に比例する。そのため、バッファの容量を小さくすれば、通信遅延時間も小さくなる。例えば、送信バッファの最後尾のデータが送出されるまでの時間が小さくなる。しかし、バッファの容量が小さい場合、通信速度は大きいがバッファへ蓄積されているデータがないため、データを送出できないという状況が起こる。そのため、バッファの容量が小さいほど、ネットワーク相互接続装置が単位時間当たりに送出できる平均データ量(以下、スループット)は低下する。以上のように、通信遅延時間とスループットはバッファの容量に応じたトレードオフの関係にある。
【０００５】
特許文献１記載の技術では、パケットが送出されるネットワークの帯域幅に応じて、メモリからのパケット読み出し速度を制御する。当該技術では、容量の大きなバッファを用いる場合、スループットを大きくすることができるが、データの通信遅延時間を小さく抑えることができない。また、容量の小さなバッファを用いる場合、データの通信遅延時間を小さく抑えることができるが、スループットを大きくすることができない。
特許文献２記載の技術では、バッファにおける優先データの廃棄率に応じてバッファ使用量の閾値を変更し、バッファ使用量が閾値以下である場合には優先データと非優先データの両方をバッファへ流入させ、バッファ使用量が閾値以上である場合には優先データのみをバッファへ流入させる。当該技術では、通信速度が小さい場合においてもバッファ使用量(容量)が大きくなることがあるため、必ずしも通信遅延時間を小さく抑えることができない。
また、仮に特許文献１記載の技術と特許文献２記載の技術を組み合わせ、パケットが送出されるネットワークの帯域幅に応じてメモリからのパケット読み出し速度を制御し、廃棄率に応じてバッファ使用量の閾値を変更する場合を考える。この場合においても、通信速度が小さい場合に、バッファ使用量が大きくなることがあるため、必ずしも通信遅延時間を小さく抑えることができない。以上のように、低通信遅延時間と高スループットを両立することができないという課題がある。
本発明は上記課題を解決するための発明であり、低通信遅延時間を要求するデータの通信遅延時間を小さく抑え、かつ、高スループットを実現する遠隔監視システム、ネットワーク相互接続装置及び通信制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、「１ないし複数の測定端末、前記測定端末と第１のネットワークを介して接続するネットワーク相互接続装置、前記ネットワーク相互接続装置と第２のネットワークを介して接続する監視センタからなる遠隔監視システムであって、前記測定端末は、取得した測定データを前記第１のネットワークを介して前記ネットワーク相互接続装置へ送信し、前記ネットワーク相互接続装置は、受信した前記測定データを、前記監視センタまで要求通信遅延時間内に到達する必要がある第１データ、または、監視センタまで要求通信遅延時間内に到達しなくてもよい第２データに分類し、前記第１データを蓄積する第１データ蓄積部と、前記第２データを蓄積する第２データ蓄積部を備え、前記第１データ蓄積部に蓄積された前記第１データと、前記第２データ蓄積部に蓄積された前記第２データを、前記第２のネットワークへ送信する際に格納するファウストイン、ファウストアウト方式の送信バッファを備え、前記第１データ蓄積部に格納された前記第１データと、前記第２データ蓄積部に格納された前記第２データを、前記送信バッファへ流入させる際の速度を動的に制御する」ことを特徴とする。
【０００７】
本発明の第１の解決手段によると、
ひとつ又は複数の測定端末と、前記測定端末と第１のネットワークを介して通信するネットワーク相互接続装置と、前記ネットワーク相互接続装置と第２のネットワークを介して通信する監視センタを備える遠隔監視システムにおける前記ネットワーク相互接続装置であって、
前記測定端末が測定した測定データを受信する受信部と、
受信した測定データを、他のデータよりも優先して送信する第１データと、他のデータよりも優先して送信しなくてもよい第２データとに分類する判定部と、
前記第１データを蓄積する第１データ蓄積部と、
前記第２データを蓄積する第２データ蓄積部と、
前記第１データ蓄積部に蓄積された前記第１データと、前記第２データ蓄積部に蓄積された前記第２データを、前記第２のネットワークへ送信する際に第１データを優先して格納する送信バッファと、
前記送信バッファに格納された第１データ及び第２データを順に読み出して第２のネットワークに送信する送信部と、
前記第１データ蓄積部に蓄積された前記第１データと、前記第２データ蓄積部に蓄積された前記第２データを、前記送信バッファへ流入させる際の流入速度を、前記第２のネットワークの通信速度に基づき動的に制御する送信制御部と
を備えたネットワーク相互接続装置が提供される。
【０００８】
本発明の第２の解決手段によると、
ひとつ又は複数の測定端末と、
前記測定端末と第１のネットワークを介して通信するネットワーク相互接続装置と、
前記ネットワーク相互接続装置と第２のネットワークを介して通信する監視センタと
を備え、
前記測定端末は、測定した測定データを前記ネットワーク相互接続装置に送信し、
前記ネットワーク相互接続装置は、
受信した測定データを、他のデータよりも優先して送信する第１データと、他のデータよりも優先して送信しなくてもよい第２データとに分類する判定部と、
前記第１データを蓄積する第１データ蓄積部と、
前記第２データを蓄積する第２データ蓄積部と、
前記第１データ蓄積部に蓄積された前記第１データと、前記第２データ蓄積部に蓄積された前記第２データを、前記第２のネットワークへ送信する際に第１データを優先して格納する送信バッファと、
前記送信バッファに格納された第１データ及び第２データを順に読み出して第２のネットワークに送信する送信部と、
前記第１データ蓄積部に蓄積された前記第１データと、前記第２データ蓄積部に蓄積された前記第２データを、前記送信バッファへ流入させる際の流入速度を、前記第２のネットワークの通信速度に基づき動的に制御する送信制御部と
を有する遠隔監視システムが提供される。
【０００９】
本発明の第３の解決手段によると、
ひとつ又は複数の測定端末と、前記測定端末と第１のネットワークを介して通信するネットワーク相互接続装置と、前記ネットワーク相互接続装置と第２のネットワークを介して通信する監視センタを備える遠隔監視システムにおける通信制御方法であって、
ネットワーク相互接続装置は、
測定端末が測定した測定データを受信し、
受信した測定データを、他のデータよりも優先して送信する第１データと、他のデータよりも優先して送信しなくてもよい第２データとに分類し、
前記第１データと前記第２データを蓄積し、
蓄積された前記第１データと前記第２データを、前記第２のネットワークへ送信する際に第１データを優先して送信バッファに格納し、
送信バッファに格納された第１データ及び第２データを順に読み出して第２のネットワークに送信し、
蓄積された前記第１データと前記第２データを、送信バッファへ流入させる際の流入速度を、第２のネットワークの通信速度に基づき動的に制御する通信制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低通信遅延時間を要求するデータの通信遅延時間を小さく抑え、かつ、高スループットを実現する遠隔監視システム、ネットワーク相互接続装置及び通信制御方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の遠隔監視システムの全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施例のネットワーク相互接続装置を示すブロック図である。
【図３】第１の実施例の変調方式と広域ネットワーク通信速度の対応付けを示す説明図である。
【図４】第１の実施例の通信遅延時間と広域ネットワーク通信速度の対応付けを示す説明図である。
【図５】第１の実施例の送信バッファ使用量と通信遅延時間の関係を示す説明図である。
【図６】第１の実施例の送信制御部の動作を示すフロー図である。
【図７】第１の実施例の優先度判定テーブルを示す説明図である。
【図８】第２の実施例のネットワーク相互接続装置を示すブロック図である。
【図９】第３の実施例のネットワーク相互接続装置を示すブロック図である。
【図１０】第４の実施例のネットワーク相互接続装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１に、第１の実施例に係る遠隔監視システムの全体構成図を示す。
遠隔監視システムは、ローカルネットワーク１１０及び広域ネットワーク１２０を含み、ローカルネットワーク１１０と広域ネットワーク１２０を接続するネットワーク相互接続装置１５０、ローカルネットワーク１１０を介してネットワーク相互接続装置（ネットワーク装置）１５０へ接続する１ないしは複数の測定端末１３０、及び、広域ネットワーク１２０に接続する監視センタ１７０を備える。
ローカルネットワーク１１０は例えば物理層にＩＥＥＥ８０２．１５．４を用いたＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）であり、または物理層にＩＥＥＥ８０２．１１やＩＥＥＥ８０２．３を用いたＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ
Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であり、またはセルラ網であり、或いはそれらの組み合わせからなる無線ないしは有線のネットワークである。
広域ネットワーク１２０は例えば物理層にＩＥＥＥ８０２．１１やＩＥＥＥ８０２．３を用いたＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であり、または物理層にＩＥＥＥ８０２．１６を用いたＭＡＮ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ
Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であり、またはセルラ網であり、或いはそれらの組み合わせからなる無線ないしは有線のネットワークである。
測定端末１３０はセンサを有し、センサ機能を用いて例えば電力、加速度、温度、湿度等を測定し、これらの測定データを取得する。測定データは、上述の例以外にも適宜のデータでもよい。測定端末１３０は、測定データをローカルネットワーク１１０を介してネットワーク相互接続装置１５０へ送信する。測定端末１３０は、測定データにデータの種別、当該測定端末を識別するためのアドレス等のヘッダ情報を追加する機能を有する。
ネットワーク相互接続装置１５０は、ローカルネットワーク１１０を介して受信した測定データを、広域ネットワーク１２０を介して監視センタ１７０へ送信する。
監視センタ１７０は広域ネットワーク１２０を介して、測定データを受信し、データの解析等を行う。監視センタ１７０は受信した測定情報の通信遅延時間を計測し、ネットワーク相互接続装置１５０へ送信する機能を有してもよい。監視センタ１７０はネットワーク相互接続装置１５０及び測定端末１３０の一方もしくは両方の動作を制御する機能を有しても良い。
【００１４】
図２に、第１の実施例におけるネットワーク相互接続装置１５０の機能ブロック構成の例を示す。
第１の実施例におけるネットワーク相互接続装置１５０は、例えば要求通信遅延時間保持部２１０、ローカルネットワーク受信部２１１、優先度判定部２１２、ローカルネットワーク送信部２１３、優先度判定テーブル（優先度判定情報記憶領域）２１４、優先データ蓄積部（第１データ蓄積部）２２０、一般データ蓄積部（第２データ蓄積部）２２１、広域ネットワーク通信速度推定部２３０、送信バッファ許容使用量決定部２３１、送信バッファ使用量制御部２３２、送信制御部２３３、送信バッファ使用量監視部２４１、送信バッファ部２４２、広域ネットワーク送信部２４３、及び、広域ネットワーク受信部２４４を有する。
ローカルネットワーク受信部２１１は、図１の測定端末１３０がローカルネットワーク１１０を介して送信した測定データを受信する。ローカルネットワーク送信部２１３はローカルネットワーク１１０と接続する測定端末１３０へデータを送信する。
優先度判定部２１２はローカルネットワーク受信部２１１から入力される測定データのヘッダ情報と、優先度判定テーブル２１４を参照して、測定データの優先度を判定する。測定データのヘッダ情報として、例えば、測定データの種別、測定データの送信元アドレス等がある。
図７に、優先度判定テーブル２１４の構成の一例を示す。優先度判定テーブル２１４は、データ種別７１０と優先度７２０を対応して記憶する。これらの情報は予め記憶されることができる。例えば、電力、加速度は優先、温度、湿度圧力等は一般（非優先）とすることができる。各データは適宜の識別子で表されてもよい。なお、図に示す例に限らず、適宜、優先／一般のデータを定めることができる。
優先度判定部２１２は、図７に示す優先度判定テーブル２１４を用いる場合、例えばヘッダ情報に基づき、測定データの種別が電力７３０であれば、優先度は優先７４０であると判定し、当該測定データを優先データ蓄積部２２０へ入力する。一方、優先度判定部２１２は、測定データの種別が温度７５０であれば、優先度は一般７６０であると判定し、当該測定データを一般データ蓄積部２２１へ入力する。以下の説明において、優先データ蓄積部２２０へ入力される測定データを優先データ（第１データ）、一般データ蓄積部２２１へ入力される測定データを一般データ（第２データ）と呼ぶこととする。優先データは、監視センタ１７０へ到達するまでの通信遅延時間を一定値以下に抑える必要があるデータであり、他のデータよりも優先して送信するデータである。一般データは、監視センタへ到達するまでの通信遅延時間に制約がないデータであり、他のデータよりも優先して送信しなくてもよいデータである。
要求通信遅延時間保持部２１０は、優先データが監視センタ１７０へ到達するまでの通信遅延時間の上限値(以下、要求通信遅延時間)を保持する。要求通信遅延時間保持部２１０が保持する要求通信遅延時間は、監視センタ１７０からの命令等に応じて、動的に変更されてもよい。
【００１５】
優先データ蓄積部２２０は優先度判定部２１２から入力される優先データを蓄積する。一般データ蓄積部２２１は、優先度判定部２１２から入力される一般データを蓄積する。送信バッファ部２４２は、送信制御部２３３から入力される、優先データ及び一般データを蓄積するキューである。送信バッファ部２４２のデータ入出力方法としては、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Iｎ、Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）が用いられる。広域ネットワーク送信部２４３は、広域ネットワーク通信速度と等しい速度にて送信バッファ部２４２からデータを読み出して広域ネットワーク１２０へ送信する。
広域ネットワーク受信部２４４は広域ネットワーク１２０から流入するデータを受信する。送信バッファ使用量監視部２４１は、送信バッファ部２４２に蓄積されているデータ量を監視し、当該データ量を送信バッファ使用量制御部２３２へ通知する。
広域ネットワーク通信速度推定部２３０は、広域ネットワーク受信部２４４から入力される広域ネットワーク通信速度を推定する際に用いる情報(以下、通信速度推定基情報)から、現在の広域ネットワーク通信速度を推定し、推定結果を送信バッファ許容使用量決定部２３１と送信バッファ使用量制御部２３２へ通知する。通信速度推定基情報は、広域ネットワーク通信速度と相関をもつ情報であれば、種別は限定されない。
通信速度推定基情報は、例えば、広域ネットワーク１２０がセルラネットワークである場合には、セルラ基地局が広域ネットワーク受信部２４４を介してネットワーク相互接続装置１５０へ通知する変調方式等の情報であってもよい。この場合、広域ネットワーク通信速度推定部２３０は、図３に示す変調方式３３０と広域ネットワーク通信速度３４０の対応関係から、広域ネットワーク通信速度を推定する。この対応関係は広域ネットワーク通信速度推定部２３０に予め記憶されることができる。広域ネットワーク通信速度推定部２３０は、例えば、変調方式が１６ＱＡＭ（３１０）である場合には、広域ネットワーク通信速度はＲ１（３２０）であると推定する。なお、広域ネットワークの通信速度は電波環境により変動する場合があるが、本実施例では代表値を用いることができる。
【００１６】
また、別の実施形態において、通信速度推定基情報は、測定端末１３０が送信した測定データが監視センタ１７０へ到達するまでの通信遅延時間であってもよい。一般に、ネットワークの通信速度と通信遅延時間は反比例の関係となる。そのため、広域ネットワーク通信速度推定部２３０は、監視センタ１７０から広域ネットワーク１２０を介して通知される通信遅延時間から広域ネットワーク通信速度を推定することができる。図４に、通信遅延時間と広域ネットワーク通信速度の関係の一例を示す。広域ネットワーク通信速度推定部２４１は、例えば、通知される通信遅延時間がＤ３（４１０）である場合には、広域ネットワーク通信速度はＲ３［Ｍｂｐs］（４２０）であると推定する。なお、図４に示すネットワークの通信速度と通信遅延時間の関係は、適宜の形式で広域ネットワーク通信速度推定部２３０に予め記憶されることができる。例えば、関係式が記憶されてもよいし、ネットワークの通信速度と通信遅延時間が対応したテーブル形式で記憶されてもよい。
送信バッファ許容使用量決定部２３１は、要求通信遅延時間保持部２１０が保持する要求通信遅延時間、及び広域ネットワーク通信速度推定部２３０から通知される現在の広域ネットワーク通信速度から、送信バッファ許容使用量を決定する。送信バッファ許容使用量制御部２３１は、決定した送信バッファ許容使用量を、送信バッファ使用量制御部２３２へ通知する。
【００１７】
以下では、送信バッファ許容使用量の決定方法について説明する。送信バッファ部２４２へ新たに流入するデータの通信遅延時間（ここでは主に送信バッファでの遅延時間）は、送信バッファ部２４２の使用量を示す送信バッファ使用量と広域ネットワーク通信速度を用いて、次の式（１）により表される。
通信遅延時間＝送信バッファ使用量/広域ネットワーク通信速度・・・（１）
式（１）において、通信遅延時間を要求通信遅延時間以下にするためには、次の式（２）の関係を満たす必要がある。
要求通信遅延時間≧送信バッファ使用量/広域ネットワーク通信速度・・・（２）
送信バッファ許容使用量は式（２）の関係を満たす送信バッファ使用量の最大値であり、次式により与えられる。
送信バッファ許容使用量＝要求通信遅延時間×広域ネットワーク通信速度・・・（３）
なお、通信遅延は送信バッファ以外でも起こりうるため、これをさらに考慮して送信バッファ許容使用量を定めても良い。
【００１８】
送信バッファ許容使用量決定部２３１は式（３）に、要求通信遅延時間保持部２１０が保持する要求通信遅延時間、及び広域ネットワーク通信速度推定部２３０から通知される現在の広域ネットワーク通信速度を代入して、送信バッファ許容使用量を決定する。
図５は、式（３）の関係を示すグラフである。送信バッファ許容使用量決定部２３１は、例えば、要求遅延時間がＤ（５１０）であり、広域ネットワーク通信速度がＲ１（５２０）である場合には、送信バッファ許容使用量をＤ×Ｒ１（５３０）に決定する。なお、図中ではＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３である。
送信バッファ使用量制御部２３２は、送信バッファ許容使用量決定部２３１から通知される送信バッファ許容使用量、広域ネットワーク通信速度推定部２３０から通知される広域ネットワーク通信速度、及び送信バッファ使用量監視部２４１から通知される送信バッファ使用量から、送信バッファ部２４２へのデータ流入速度を決定し、当該データ流入速度を送信制御部２３３へ通知する。送信バッファ使用量制御部２３２は、送信バッファ部の使用量が、送信バッファ許容使用量を超えないように、データ流入速度を決定する。送信バッファ使用量制御部２３２は、例えば、バッファ使用量がバッファ許容使用量を上回っている場合には、データ流入速度を０に決定する。送信バッファ使用量制御部２３２は、例えば、バッファ使用量がバッファ許容使用量を下回っている場合には、データ流入速度を広域ネットワーク通信速度と等しい値に決定する。なお、広域ネットワーク通信速度と等しい値とする以外にも、広域ネットワーク通信速度に基づく値でもよい。なお、バッファ使用量がバッファ許容使用量を上回る前に、バッファ使用量とバッファ許容使用量の差が予め定められた量より小さくなった場合、データ流入速度を０より大きく広域ネットワーク通信速度より小さい値にしてもよい。なお、これ以外にも、送信バッファ許容使用量、広域ネットワーク通信速度及び送信バッファ使用量から適宜の手法でデータ流入速度を求めてもよい。
【００１９】
送信制御部２３３は、優先データ蓄積部２２０と一般データ蓄積部２２１からデータを取り出し、送信バッファ使用量制御部２３２から通知されたデータ流入速度にて、送信バッファ部２４２へ流入させる。
図６に、送信制御部２３３の動作フローの一例を示す。送信制御部２３３は、優先データ蓄積部２２０へ蓄積されている優先データの有無を確認する(６１０)。送信制御部２３３は、優先データ蓄積部２２０へ蓄積されている優先データがある場合、優先データ蓄積部２２０から優先データを取り出し、送信バッファ使用量制御部２３２から通知されたデータ流入速度にて、送信バッファ部２４２へ流入させる(６２０)。送信制御部２３３は、優先データ蓄積部２２０に蓄積されている優先データが無い場合、一般データ蓄積部２２１へ蓄積されている一般データの有無を確認する(６３０)。送信制御部２３３は、一般データ蓄積部２２１へ一般データが蓄積されている場合、一般データ蓄積部２２１から一般データを取り出し、送信バッファ使用量制御部２３２から通知されたデータ流入速度にて、送信バッファ部２４２へ流入させる(６４０)。送信制御部２３３は、一般データ蓄積部２２１へ一般データが蓄積されていない場合、送信バッファ部２４３へデータを流入させない(６５０)。
【００２０】
本実施例によれば、優先データの通信遅延時間を要求通信遅延時間以下に抑え、尚且つ、広域ネットワーク１２０へ送出する単位時間当たりのデータ量であるスループットを大きくすることができる。また、遠隔監視システムへ無線ネットワーク等の通信速度の変動が大きなネットワークを適用する場合においても、低通信遅延時間を要求するデータの通信遅延時間を小さく抑え、かつ、高スループットを実現することができる。
例えば、広域ネットワーク１２０の通信速度が低下するにつれて、送信バッファ部２４３の許容使用量及び／又はデータの流入速度を小さくし、優先データを優先して送信バッファ部２４３に流入させることで、広域ネットワーク１２０の通信速度の低下に伴い一般データが送信バッファ部２４３に溜まる量を減らし、該一般データの後に送信バッファ部２４３に格納される優先データの遅延を短くすることが出来る。
【実施例２】
【００２１】
実施例１では、測定データが当該測定データの優先度に応じて優先データと一般データに分類される例を示した。測定データは、優先度に応じて３以上に分類されてもよい。
図８に、本実施例のネットワーク相互接続装置８００を示す。図８において、図２の各部に対応する部分には同一の符号を付ける。なお、遠隔監視システムの全体構成は第１の実施例（例えば図１）と同様である。
図８に示すネットワーク相互接続装置８００の優先度判定部２１２は、測定データをＮ（Ｎは３以上の整数）の優先度にて分類し、優先度に応じた蓄積部へデータを入力する。優先度判定テーブル２１４の構成は実施例１と同様であるが、記憶される優先度が異なる。本実施例では、優先度７２０には、Ｎ（Ｎは３以上の整数）に分類された優先度が記憶される。優先度判定部２１２は、実施例１と同様に、優先度判定テーブル２１４を参照して、受信したデータの優先度を判定できる。優先度１データ蓄積部８２０は、最も優先度の高い測定データを蓄積する。優先度２データ蓄積部８２１は、優先度が２番目に高い測定データを蓄積する。優先度Ｎデータ蓄積部８２２は、優先度が最も低い測定データを蓄積する。送信制御部２３３は、実施例１と同様に、優先度の高いデータ蓄積部から順に、データ蓄積部に蓄積されたデータがなくなるまでデータを取り出して送信バッファ部２４２に出力し、その後次の優先度のデータ蓄積部に蓄積されたデータを取り出すようにしてもよい。また、送信制御部２３３は、各優先度に対して割り当てられた重みに応じた量のデータを各データ蓄積部から取り出すようにしてもよい。
本実施例では、優先度が最も高いデータ（第１のデータに相当）の通信遅延時間を要求通信遅延時間以内にすることができる。尚且つ、優先度が最も高いデータ以外のデータ（第２乃至第Ｎのデータ）について、優先度が高いデータほど通信遅延時間を小さくすることができる。
【実施例３】
【００２２】
図２に示したネットワーク相互接続装置１５０は、２以上の物理的装置から構成されてもよい。
図９に、本実施例のネットワーク相互接続装置９００の構成を示す。図９において、図２の各部に対応する部分には同一の符号を付ける。なお、遠隔監視システムの全体構成は第１の実施例（例えば図１）と同様である。本実施例のネットワーク相互接続装置９００は、遅延制御装置９１０、及び広域ネットワーク通信装置９２０の２つの装置から構成されることができる。例えば、広域ネットワーク通信装置９２０がルータに相当し、遅延制御装置９１０をＰＣ等の端末処理装置で構成してもよい。
【実施例４】
【００２３】
図１０に、本実施例のネットワーク相互接続装置１０００の構成を示す。図１０において、図２の各部に対応する部分には同一の符号を付ける。なお、遠隔監視システムの全体構成は第１の実施例（例えば図１）と同様である。
本実施例の広域ネットワーク通信速度推定部１０３０は、送信バッファ部２４２に蓄積するデータ量の増加速度(以下、送信バッファ使用量増加速度)と、送信制御部１０３３が送信バッファ部２４２へデータを流入させる速度(以下、データ流入速度)から、広域ネットワーク通信速度を推定する。
広域ネットワーク通信速度、データ流入速度、バッファ使用量には次の関係がある
・広域ネットワーク通信速度がデータ流入速度と等しい場合、送信バッファ使用量は一定となる。
・広域ネットワーク通信速度がデータ流入速度よりも大きい場合、送信バッファ使用量は(広域ネットワーク通信速度−データ流入速度)の速度で減少する。
・広域ネットワーク通信速度がデータ流入速度よりも小さい場合、送信バッファ使用量は（データ流入速度−広域ネットワーク通信速度）の速度で増加する。
上記の関係から、広域ネットワーク通信速度は、バッファ使用量増加速度とデータ流入速度を用いて次式により表される。
広域ネットワーク通信速度＝データ流入速度−送信バッファ使用量増加速度・・・（４）
本実施例の広域ネットワーク通信速度推定部１０３０は、式（４）を用いて広域ネットワーク通信速度を推定する。広域ネットワーク通信速度推定部１０３０は、送信バッファ使用量監視部１０４１から通知されるバッファ使用量から、（４）式の送信バッファ使用量増加速度を求める。広域ネットワーク通信速度推定部１０３０は、送信制御部１０３３から（４）式のデータ流入速度を通知される。
本実施例によれば、ネットワーク相互接続装置１０００は、広域ネットワークの通信速度と相関をもつ情報を受信しない場合においても、広域ネットワーク通信速度を推定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、例えば、遠隔監視システムに利用可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１１０  ローカルネットワーク
１２０、広域ネットワーク
１３０  測定端末
１５０、８００、９００、１０００  ネットワーク相互接続装置
１７０  監視センタ
２１０  要求通信遅延時間保持部
２１１  ローカルネットワーク受信部
２１２  優先度判定部
２１３  ローカルネットワーク送信部
２１４  優先度判定テーブル
２２０  優先データ蓄積部
２２１  一般データ蓄積部
２３０、１０３０  広域ネットワーク通信速度推定部
２３１  送信バッファ許容使用量決定部
２３２  送信バッファ使用量制御部
２３３、１０３３  送信制御部
２４１、１０４１  送信バッファ使用量監視部
２４２  送信バッファ部
２４３  広域ネットワーク送信部
２４４  広域ネットワーク受信部
８２０  優先度１データ蓄積部
８２１  優先度２データ蓄積部
８２２  優先度Ｎデータ蓄積部
９１０  遅延制御装置
９２０  広域ネットワーク通信装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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