(57)【要約】 【課題】  本発明は、非優先フレームを送出中に、優先フレームが到達したとき、非優先フレームの送出を中断し、リアルタイム性が要求される優先フレームを先に送出させて、遅延、揺らぎを抑制する通信システムを提供する。【解決手段】  転送されてきた優先フレームと非優先フレームを優先バッファと非優先バッファに振り分けて格納し、優先バッファに蓄えられた優先フレームから優先してネットワークに送出する通信システムにおいて、非優先バッファに蓄えられた非優先フレームを送出中に優先フレームが到達した場合、非優先フレームの送出を中断させて到達した優先フレームの送出を行うフラグメント処理手段を備える。【選択図】                    図１ 
2005159792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転送されてきた優先フレームと非優先フレームを優先バッファと非優先バッファに振り分けて格納し、前記優先バッファに蓄えられた優先フレームから優先してネットワークに送出する通信システムにおいて、
前記非優先バッファに蓄えられた非優先フレームを送出中に優先フレームが到達した場合、非優先フレームの送出を中断させて前記到達した優先フレームの送出を行うフラグメント処理手段を備えたことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記フラグメント処理手段は、前記優先フレームの送出完了後に、中断していた非優先フレームの送出を再開することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
転送されてきた優先フレームと非優先フレームを優先バッファと非優先バッファに振り分けて格納し、前記優先バッファに蓄えられた優先フレームから優先してネットワークに送出する通信システムにおいて、
前記非優先バッファに蓄えられた非優先フレームを送出中に優先フレームが到達した場合、未送出になっている非優先フレームの残量を規定値と比較し、残量が規定値よりも大きいときは、非優先フレームの送出を中断させて前記到達した優先フレームの送出を行い、残量が規定値よりも小さいときは、非優先フレームの送出を完了した後に優先フレームの送出を開始するフラグメント処理手段を備えたことを特徴とする通信システム。
【請求項４】
前記非優先バッファに蓄えられた非優先フレームを送出中に優先フレームが到達した場合、未送出になっている非優先フレームの残量を確認する非優先フレーム監視手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記フラグメント処理手段は、フレームの先頭と末尾に付与された先頭識別マーキングコードと終了識別マーキングコードとを組み合わせてマーキングコードを生成し、このマーキングコードを中断開始コード及び中断終了コードとして非優先フレームに付与することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項６】
転送されてきた優先フレームと非優先フレームを優先バッファと非優先バッファに振り分けて格納し、前記優先バッファに蓄えられた優先フレームから優先してネットワークに送出する通信方法において、
前記非優先バッファに蓄えられた非優先フレームを送出中に優先フレームが到達した場合、非優先フレームの送出を中断させて前記到達した優先フレームの送出を行うことを特徴とする通信方法。
【請求項７】
前記優先フレームの送出完了後に、中断していた非優先フレームの送出を再開することを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
【請求項８】
転送されてきた優先フレームと非優先フレームを優先バッファと非優先バッファに振り分けて格納し、前記優先バッファに蓄えられた優先フレームから優先してネットワークに送出する通信方法において、
前記非優先バッファに蓄えられた非優先フレームを送出中に優先フレームが到達した場合、未送出になっている非優先フレームの残量を規定値と比較し、残量が規定値よりも大きいときは、非優先フレームの送出を中断させて前記到達した優先フレームの送出を行い、残量が規定値よりも小さいときは、非優先フレームの送出を完了した後に優先フレームの送出を開始することを特徴とする通信方法。
【請求項９】
フレームの先頭と末尾に付与された先頭識別マーキングコードと終了識別マーキングコードとを組み合わせてマーキングコードを生成し、このマーキングコードを中断開始コード及び中断終了コードとして非優先フレームに付与することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リアルタイム性が要求される優先フレームと多少の遅延が容認される非優先フレームを送信する通信システムおよび通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ネットワーク同士を相互に接続する通信システムが開発されている中で、例えば、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等リアルタイム性が要求され、遅延、揺らぎに弱いデータと、多少の遅延が容認されるＷＥＢ等のデータが共存していても、リアルタイム性を損なわない通信を実現する通信システムが要求されている。
【０００３】
次に、従来技術による通信システムの構成を説明する。図８は従来における通信システムの構成例を示したものである。図８で、通信システムは回線接続装置１と優先バッファ１Ａと非優先バッファ１Ｂと回線接続装置３からなる。
【０００４】
回線接続装置１はイーサネット(登録商標)等のネットワーク１０と接続されている。ネットワーク１０から回線接続装置１に入力されるデータは、ＶｏＩＰ等リアルタイム性が要求され、遅延、揺らぎに弱いため、優先的にネットワーク２０に対して送出したい優先データと、ＷＥＢ等のデータ、すなわち多少の遅延が容認される非優先データからなる。
【０００５】
ネットワーク１０からのデータは、フレーム内のビットごとに優先度に応じた設定値があらかじめ定められている。回線接続装置１はこの設定値を識別することにより、入力されるフレームに対して優先度を与えられる。優先度に応じて優先バッファ１Ａ及び非優先バッファ１Ｂにデータフレームを蓄える。
【０００６】
回線接続装置３はＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等第２のネットワーク２０と接続されている。また、回線接続装置３は優先バッファ１Ａ及び非優先バッファ１Ｂをそれぞれ監視し、優先バッファ１Ａにフレームがあるときは優先バッファ１Ａからフレームを送出し、優先バッファ１Ａにフレームがないときは非優先バッファ１Ｂからフレームを送出する。
【０００７】
次に、図８の構成による通信システムの動作を図９を参照して説明する。図９では、ネットワーク１０から優先バッファ１Ａ、非優先バッファ１Ｂにフレームが蓄積され、回線接続装置３を介してネットワーク２０に送出される場合の例を示している。
【０００８】
図９で、ネットワーク１０から回線接続装置１に対して、まず非優先バッファ１Ｂに非優先フレームが蓄積されている。このとき、回線接続装置３は、非優先フレームに先頭識別マーキングコードＣ１を付して送出を開始する。図９の矢印の方向にフレームが送出されていく。
【０００９】
その途中で優先バッファ１Ａに優先フレームが蓄積される。このとき、非優先フレームはまだ送出中であり、非優先フレームの送出終了時に終了識別マーキングコードＣ０を付して送出を完了し、引き続いて優先フレームに先頭識別マーキングコードＣ１を付して送出を開始し、優先フレームの送出終了時に終了識別マーキングコードＣ０を付してネットワーク２０に対し送出を完了する。
【００１０】
図８及び図９のような通信システムでは、ネットワーク２０に対して優先フレームあるいは非優先フレームの一方のみが連続して送出され、他の一方のフレームの送出が枯渇状態になることがある。これを解決するために、特許文献１に記載されているように、優先フレームと非優先フレームの送出に際し、一定間隔で優先フレームと非優先フレームの送出を切り替える手段が知られているが、本発明のような状態での問題点については言及していない。
【００１１】
【特許文献１】特許第３４５７６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図８の構成では、図９に示すように、一度バッファからフレームの送出が開始されると、１フレーム分の抄出が完了するまで中断することがない。したがって、例えば、ネットワーク１０からの非優先フレームが長い場合、その送出中に優先フレームが蓄えられても、非優先フレームの送出が完了するまで優先フレームの送出が待たされることになる。
特に、ネットワーク２０の帯域が狭い場合には、優先フレーム送出待ち時間が長くなる。例えば、送出したい優先フレームがＶｏＩＰ等のアプリケーションであった場合には、遅延、揺らぎ等の問題が発生する。
【００１３】
本発明は、非優先フレームを送出中に、優先フレームが到達したとき、非優先フレームの送出を中断し、リアルタイム性が要求される優先フレームを先に送出させて、遅延、揺らぎを抑制する通信システム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】
【００１４】
このような課題を達成するために、請求項1に記載の発明は、転送されてきた優先フレームと非優先フレームを優先バッファと非優先バッファに振り分けて格納し、前記優先バッファに蓄えられた優先フレームから優先してネットワークに送出する通信システムにおいて、前記非優先バッファに蓄えられた非優先フレームを送出中に優先フレームが到達した場合、非優先フレームの送出を中断させて前記到達した優先フレームの送出を行うフラグメント処理手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載の通信装置において、前記フラグメント処理手段は、前記優先フレームの送出完了後に、中断していた非優先フレームの送出を再開することを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、転送されてきた優先フレームと非優先フレームを優先バッファと非優先バッファに振り分けて格納し、前記優先バッファに蓄えられた優先フレームから優先してネットワークに送出する通信システムにおいて、前記非優先バッファに蓄えられた非優先フレームを送出中に優先フレームが到達した場合、未送出になっている非優先フレームの残量を規定値と比較し、残量が規定値よりも大きいときは、非優先フレームの送出を中断させて前記到達した優先フレームの送出を行い、残量が規定値よりも小さいときは、非優先フレームの送出を完了した後に優先フレームの送出を開始するフラグメント処理手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記非優先バッファに蓄えられた非優先フレームを送出中に優先フレームが到達した場合、未送出になっている非優先フレームの残量を確認する非優先フレーム監視手段を設けたことを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４の発明において、前記フラグメント処理手段は、フレームの先頭と末尾に付与された先頭識別マーキングコードと終了識別マーキングコードとを組み合わせてマーキングコードを生成し、このマーキングコードを中断開始コード及び中断終了コードとして非優先フレームに付与することを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、転送されてきた優先フレームと非優先フレームを優先バッファと非優先バッファに振り分けて格納し、前記優先バッファに蓄えられた優先フレームから優先してネットワークに送出する通信方法において、前記非優先バッファに蓄えられた非優先フレームを送出中に優先フレームが到達した場合、非優先フレームの送出を中断させて前記到達した優先フレームの送出を行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項６記載の通信装置において、前記優先フレームの送出完了後に、中断していた非優先フレームの送出を再開することを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明は、転送されてきた優先フレームと非優先フレームを優先バッファと非優先バッファに振り分けて格納し、前記優先バッファに蓄えられた優先フレームから優先してネットワークに送出する通信方法において、前記非優先バッファに蓄えられた非優先フレームを送出中に優先フレームが到達した場合、未送出になっている非優先フレームの残量を規定値と比較し、残量が規定値よりも大きいときは、非優先フレームの送出を中断させて前記到達した優先フレームの送出を行い、残量が規定値よりも小さいときは、非優先フレームの送出を完了した後に優先フレームの送出を開始することを特徴とする。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項６から請求項８記載の通信方法において、フレームの先頭と末尾に付与された先頭識別マーキングコードと終了識別マーキングコードとを組み合わせてマーキングコードを生成し、このマーキングコードを中断開始コード及び中断終了コードとして非優先フレームに付与することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、非優先フレーム送出中に優先フレームが優先バッファに蓄えられたとき、非優先フレームの送出を中断するフラグメント処理を行い、優先フレームを先に送出するので、優先フレームの送出が待たされることがない。このため、出力側ネットワークでの遅延、揺らぎのない通信が可能となる。
【００２４】
また、優先フレームが優先バッファに蓄えられたときの非優先フレームの未送出フレーム数を監視し、未送出フレーム残数が多いときには非優先フレームの送出を中断するフラグメント処理を実行し、残数が少ないときにはフラグメント処理を実行しないで非優先フレームを先に送出するようにフラグメント処理の実行を制御している。これにより、さらに効率的に優先フレームと非優先フレームを送出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明による通信システムを説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成図である。図１で、前出の構成要素と同一のものは同一符号をつける。図１の実施例では、回線接続装置２とフラグメント処理手段２Ａを備える。
【００２６】
ネットワーク２０と接続される回線接続装置２は優先バッファ１Ａ及び非優先バッファ１Ｂをそれぞれ監視して、優先バッファ１Ａにフレームがあるときは優先バッファ１Ａからフレームを送出し、優先バッファ１Ａにフレームがないときは非優先バッファ１Ｂからフレームを送出する。
【００２７】
また、回線接続装置２はフラグメント制御手段２Ａを備え、非優先バッファ１Ｂに蓄積された非優先フレーム送出中に優先バッファ１Ａに優先フレームが蓄積された場合、フラグメント制御手段２Ａはフラグメント処理を実施し、非優先フレーム送出を中断して優先フレームの送出を開始し、優先フレーム送出完了後に非優先フレームの送出を再開させる。
【００２８】
次に、図１の構成による通信システムの動作を図２を参照して説明する。図２では、ネットワーク１０から優先バッファ１Ａ、非優先バッファ１Ｂにフレームが蓄積され、回線接続装置２を介してネットワーク２０に送出される場合の例を示している。
【００２９】
図２で、ネットワーク１０から回線接続装置１に対して、まず非優先バッファ１Ｂに非優先フレームが蓄積されている。このとき、回線接続装置２は、非優先フレームに先頭識別マーキングコードＣ１を付して送出を開始する。図２の矢印方向にフレームが送出されていく。
【００３０】
その途中で優先バッファ１Ａに優先フレームが蓄積される。このとき、フラグメント制御手段２Ａは、フラグメント開始コードＣ１とＣ０を付与して非優先フレームの送出を中断させ、優先フレームに先頭識別コードＣ１を付与して優先フレームの送出を開始し、優先フレームの送出終了時に終了識別マーキングコードＣ０を付与して送出を完了する。
【００３１】
これを確認して中断していた非優先フレームの送出待ちフレームの先頭にフラグメント終了コードＣ１とＣ０を付与してフレームの送出を再開し、非優先フレームの送出終了時に終了識別マーキングコードＣ０を付してネットワーク２０に対し送出を完了する。
【００３２】
図３は図１の実施例の動作フローチャートである。以下、動作をステップ順に説明する。
ステップＡ１で、優先フレームの有無を判定する。
ステップＡ１で優先フレームがない場合は、ステップＡ２でフラグメント処理を実行中かどうかを判定し、優先フレームがある場合はステップＡ７で優先フレームを送出する。
ステップＡ２でフラグメント処理を実行していない場合は、ステップＡ３で非優先フレームの有無を判定し、フラグメント処理を実行している場合はステップＡ８で優先フレームを送出する。
ステップＡ３で非優先フレームがある場合はステップＡ４で非優先フレームを送出し、ない場合はステップＡ１に戻り、処理を繰り返す。
ステップＡ５で、優先フレームの有無を判定する。
ステップＡ５で優先フレームがある場合はステップＡ６でフラグメント処理を実行し、ステップＡ７で優先フレームの送出を開始する。優先フレームがない場合は、ステップＡ９で非優先フレームの送出が完了したか判定する。
ステップＡ９で非優先フレームの送出が完了していなければ、ステップＡ４で非優先フレームの送出を継続し、送出が完了していればステップＡ１に戻り、処理を繰り返す。
【００３３】
以上の処理により、非優先フレーム送出中に優先フレームが優先バッファに蓄えられたとき、非優先フレームの送出を中断するフラグメント処理を行い、優先フレームが待たされることなく送出される。
【００３４】
次に、本発明による通信システムの他の実施例を説明する。図４は本発明の他の実施例を示す構成図である。この実施例では、非優先フレーム監視手段４と回線接続装置５を備える。回線接続装置５はフラグメント処理手段５Ａを備える。回線接続装置５は、図１の回線接続装置３と同様、ネットワーク２０に接続される。
【００３５】
図４で、ネットワーク１０からのデータが優先度に応じて優先バッファ１Ａ及び非優先バッファ１Ｂにデータフレームを蓄えることは図１と同じである。
【００３６】
非優先フレーム監視手段４は非優先フレームの送出フレーム量あるいは未送出フレーム残量を監視する。
【００３７】
回線接続装置５は、優先フレームが優先バッファ１Ａに蓄えられたときに、非優先フレーム監視手段４のデータを確認し、未送出になっている非優先フレームの残量をあらかじめ設定された規定値と比較しする。非優先フレームの未送出フレーム残数が規定値よりも大きいときはフラグメント処理を実施して非優先フレームの送出を中断させて前記到達した優先フレームの送出を行う。残量が規定値よりも小さいときは、フラグメント処理を実施せず、非優先フレームの送出を完了した後に優先フレームの送出を開始する。
【００３８】
規定値は、例えばネットワーク２０の速度に応じて、ユーザが許容する範囲で優先フレームのトラフィックに影響を与えないよう設定される。
【００３９】
次に、図４の構成による通信システムの動作を図５および図６を参照して説明する。図５は、未送出フレーム残量があらかじめ設定された規定値より多い場合のフレーム送出例を示している。図５の矢印方向にフレームが送出されていく。
【００４０】
図５で、ネットワーク１０から回線接続装置１に対して、まず非優先バッファ１Ｂに非優先フレームが蓄積されている。このとき、回線接続装置５は、非優先フレームに先頭識別マーキングコードＣ１を付して送出を開始する。
【００４１】
その途中で優先バッファ１Ａに優先フレームが蓄積される。このとき、回線接続装置５のフラグメント制御手段５Ａは、非優先フレーム監視手段４からの非優先バッファ１Ｂの未送出フレーム数を規定値と比較する。未送出フレーム残量があらかじめ設定された規定値より多いと判定すると、非優先フレームに対してフラグメント開始コードＣ１とＣ０を付与して非優先フレームの送出を中断させ、優先フレームに先頭識別コードＣ１を付与して優先フレームの送出を開始し、優先フレームの送出終了時に終了識別マーキングコードＣ０を付与して送出を完了する。
【００４２】
これを確認して中断していた非優先フレームの送出待ちフレームの先頭にフラグメント終了コードＣ１Ｃ０を付与して非優先フレームの送出を再開する。非優先フレームの送出終了時に終了識別マーキングコードＣ０を付してネットワーク２０に対し送出を完了する。
【００４３】
図６は、未送出フレーム残量があらかじめ設定された規定値より少ない場合のフレーム送出例を示している。図６の矢印方向にフレームが送出されていく。
【００４４】
図６で、ネットワーク１０から回線接続装置１に対して、まず非優先バッファ１Ｂに非優先フレームが蓄積されている。このとき、回線接続装置５は、非優先フレームに先頭識別マーキングコードＣ１を付して送出を開始する。
【００４５】
その途中で優先バッファ１Ａに優先フレームが蓄積される。このとき、回線接続装置５のフラグメント制御手段５Ａは、非優先フレーム監視手段４からの非優先バッファ１Ｂの未送出フレーム数を規定値と比較し、未送出フレーム残量があらかじめ設定された規定値より少ないと判定する。
【００４６】
このとき、非優先フレームに対してフラグメント処理を実行せず、非優先フレームの送出終了時に終了識別マーキングコードＣ０を付して送出を完了する。これを確認して優先フレームに先頭識別コードＣ１を付与して優先フレームの送出を開始し、優先フレームの送出終了時に終了識別マーキングコードＣ０を付与してネットワーク２０に対し送出を完了する。
【００４７】
図７は図４の実施例の動作フローチャートであり、以下、動作をステップ順に説明する。なお、図３と同様の動作部分については、説明を省略する。
ステップＢ１からステップＢ４までは、図３のステップＡ１からＡ４と同様である。ステップＢ５で、優先フレームの有無を判定する。
【００４８】
ステップＢ５で優先フレーム有りの場合、ステップＢ６で、非優先フレーム監視手段により検出された未送出フレーム残数とあらかじめ設定された規定値との比較を行う。優先フレームなしの場合、ステップ１０で非優先フレーム送出完了の有無を確認する。
【００４９】
ステップＢ６で、未送出フレーム残数が規定値より大きい場合、ステップＢ７でフラグメント処理を実行し、ステップＢ８で優先フレームの送出を開始する。未送出フレーム残数が規定値より小さい場合、フラグメント処理を実行せず、ステップＢ１１で非優先フレームをすべて送出してから、ステップＢ１に戻り、優先フレームを送出する。
【００５０】
以上の処理により、非優先フレーム送出中に優先フレームが優先バッファに蓄えられたとき、非優先フレームの送出を中断するフラグメント処理を行い、優先フレームが待たされることなく送出される。
【００５１】
なお、図４で、非優先フレーム監視手段４は別構成としているが、回線接続装置５あるいはフラグメント制御手段５Ａと一体に機能する構成としてもよい。また、本説明で、非優先フレーム監視手段は非優先フレームの未送出フレーム残数を監視する例を示したが、送出フレーム数を監視し、演算により規定値と比較する値を求めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例の構成図である。
【図２】図１の実施例の動作説明図である。
【図３】図１の実施例の動作フローチャートである。
【図４】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図５】図４の実施例の動作説明図である。
【図６】図４の実施例の動作説明図である。
【図７】図４の実施例の動作フローチャートである。
【図８】従来技術による通信システムの構成例を示した図である。
【図９】図８の従来例の動作説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１、２、５    回線接続装置
１Ａ  優先バッファ
１Ｂ  非優先バッファ
２Ａ  フラグメント処理手段
４    非優先フレーム監視手段
５Ａ  フラグメント処理手段
１０  ネットワーク
２０  ネットワーク
【図１】
2005159792.tif 000003
【図２】
2005159792.tif 000004
【図３】
2005159792.tif 000005
【図４】
2005159792.tif 000006
【図５】
2005159792.tif 000007
【図６】
2005159792.tif 000008
【図７】
2005159792.tif 000009
【図８】
2005159792.tif 000010
【図９】
2005159792.tif 000011