(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともネットワーク装置及びユーザ端末を有し、前記ネットワーク装置は、前記ユーザ端末からの接続の要求に応じて少なくとも１つの接続識別子をユーザ端末に割り当てる割り当て手段を有する接続モードの通信ネットワークであって、
前記割り当て手段は、有効な接続識別子の存在を受けて前記有効な接続識別子を割り当て、有効な接続識別子の不存在を受けて無活動な端末と称するある期間の間ネットワークを使用していない端末の接続識別子を再割り当てする再割り当て手段を有することを特徴とする通信ネットワーク。
【請求項２】
前記割り当て手段は、切断された端末と称する、その識別子が再割り当てされた無活動な端末を記憶するための記憶手段と、
切断された端末が再びネットワークの使用を開始したときには、切断された端末に新たな接続識別子を割り当てる割り当て手段とを有することを特徴とする請求項１記載の通信ネットワーク。
【請求項３】
ケーブルテレビジョンネットワークであることを特徴とする請求項１記載の通信ネットワーク。
【請求項４】
ケーブルテレビジョンネットワークであることを特徴とする請求項２記載の通信ネットワーク。
【請求項５】
ユーザ端末からの接続の要求に応じて、接続モードで通信ネットワークのユーザ端末に少なくとも１つの接続識別子を割り当てる割り当て方法であって、
有効な接続識別子の存在を受けて前記有効な接続識別子を割り当て、有効な接続識別子の不存在を受けて無活動な端末と称するある期間の間ネットワークを使用していない端末の接続識別子を再割り当てする再割り当て選択を有することを特徴とする割り当て方法。
【請求項６】
前記選択を利用するために、識別子が再割り当てされている切断された端末と称する無活動な端末を記憶するステップと、
切断された端末が再びネットワークの使用を開始したときには、切断された端末に新たな接続識別子を割り当てるステップを有することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
ユーザ端末を有し、ネットワーク装置は、前記ユーザ端末からの接続の要求に応じて、少なくとも１つの接続識別子をユーザ端末に割り当てる割り当て手段を有する接続モードの通信ネットワークのネットワーク装置であって、
前記割り当て手段は、有効な接続識別子の存在を受けて前記有効な接続識別子を割り当て、有効な接続識別子の不存在を受けて無活動な端末と称するある期間の間ネットワークを使用していない端末の接続識別子を再割り当てする手段を含むことを特徴とする通信ネットワークのネットワーク装置。
【請求項８】
前記割り当て手段は、切断された端末と称する、その識別子が再割り当てされた無活動な端末を記憶するための記憶手段と、
切断された端末が再びネットワークの使用を開始したときには、切断された端末に新たな接続識別子を割り当てる割り当て手段とを有することを特徴とする請求項７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接続モードの通信ネットワークに関し、少なくともネットワーク装置とユーザ端末を有し、ユーザ端末からの接続要求に応じて、前記ネットワーク装置は少なくとも１つの接続識別子をユーザ端末に割り当てる割り当て手段を有する。
【０００２】
本発明は、また、そのようなネットワークで使用するネットワーク装置及び、そのようなネットワーク装置で使用する接続識別子を割り当てる割り当て方法に関する。
本発明は、例えばＤＡＶＩＣ或はＩＥＥＥ８０２．１４規格に従ったネットワークのような、ケーブルテレビジョン分配ネットワークの分野で顕著な、重要な応用を持つ。
【０００３】
【従来の技術】
米国特許番号第５，４８３，５２５号には、接続を要求した各ユーザに識別子ＶＰＩ／ＶＣＩ（仮想パス識別子及び仮想チャネル識別子）を割り当てる少なくとも１つのネットワーク装置を有するＡＴＭ（非同期転送モード）通信ネットワークについて記載されている。割り当てられた識別子は、利用できる識別子のリストから選択される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題は、割り当てられることができる識別子の数が制限されていることである。もはや、利用できる識別子が無い場合には、それ以上接続の設定をすることができない。本発明の目的は、この欠点の改善することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的のために、本発明に従ってまた、前述したように、割り当て手段は、無活動端末と呼ばれる、ある期間ネットワークを使用していない端末の接続識別子の再割り当てを行う再割り当て手段を有することを特徴とする。
同様に、ユーザ端末からの接続要求に応じて、接続モードで通信ネットワークのユーザ端末に少なくとも１つの接続識別子を割り当てる本発明に従った割り当て方法は、無活動端末と呼ばれるある期間ネットワークを使用していない端末の接続識別子の再割り当てを行う再割り当て選択を含むことを特徴とする。
【０００６】
本発明は、ケーブルテレビジョンネットワークの場合には、ネットワークに接続しているユーザ端末の３０％のみが連続してデータを転送しているという統計的な事実を利用している。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、ケーブルテレビジョンネットワーク１の例を示す。ケーブルテレビジョンネットワーク１は、ユーザ端末２ａ、２ｂ、２ｃ等及び、ネットワークヘッドエンド３を有する。このネットワークは、ネットワークヘッドエンドにより形成された最高ノードを持ったツリー状のネットワークである。ユーザ端末は、ツリー状のネットワークのリーフを形成する。ユーザ端末は、リピータ機能を持った１つ又は種々の中間ノードによりネットワークヘッドエンドに接続される。
【０００８】
各ユーザ端末はケーブルモデムと称するモデムを経由してケーブルネットワーク１に接続される。図１のケーブルネットワークは、２つのケーブルモデム４，５を有する。モデム４はユーザ端末２ａをケーブルネットワーク１に接続する。モデム５は、例えばイーサネット型のローカルエリアネットワーク６に接続され、ローカルエリアネットワーク６の全てのユーザ端末をケーブルネットワーク１に接続する。図１では、ローカルエリアネットワーク６は２つのユーザ端末２ｂと２ｃを含む。
【０００９】
ネットワーク１はＡＴＭネットワークである。ＡＴＭの一般的な原理は、例えば、１９９１年に英国のＥｌｌｉｓ  Ｈｏｒｗｏｏｄ  Ｌｔｄ．により出版された、Ｍａｒｔｉｎ  ｄｅ  Ｐｒｙｃｋｅｒ著の”Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ：ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ＩＳＤＮ”と題する出版物の３．２章に定義されている。ＡＴＭは転送モード志向の接続であり、すなわち、ユーザ端末がネットワーク上にＡＴＭセルを送信することができる前に、ネットワークヘッドエンドとユーザ端末の間の接続が設定される。そのような接続の設定手順は、ＡＴＭフォーラムのＱ２９３１勧告により定義される。手順は、ネットワークに接続したいユーザ端末の要求で起こる。この目的で予約された論理パスが使用され、手順は識別子ＶＣＩ及び／又は識別子ＶＰＩをユーザ端末に割り当てる割り当てステップと、通信に必要な資源を割り当てする割り当てステップを有する。
【００１０】
ユーザ端末はローカルコミュニケーションプロトコルを有する。記述する例では、これはＩＰプロトコル（インターネットプロトコル）である。これは、端末は、接続されたモデムとＩＰフォーマットのパケットを用いて通信し、モデムは、端末から受信したＩＰパケットをケーブルネットワーク上に送出するために、ＩＰパケットのＡＴＭカプセル化動作を行う。逆に、モデムは、ユーザ端末に伝送すべきＩＰパケットの再構成を行うために、ケーブルネットワーク１から受信したＡＴＭセルの逆カプセル化動作を行う。
【００１１】
ＩＰアドレスは、割り当てが開始されると、各端末に動的に割り当てされる。モデムが種々のユーザ端末をケーブルネットワークに接続する場合には、ユーザ端末の２つのアドレッシング方法が考えられる。：第１の方法によると、各ユーザ端末はケーブル組立体１上で唯一のＩＰアドレスを持つ。第２の方法によると、ネットワーク組立体上で唯一である必要の無いローカルＩＰアドレスがユーザ端末に割り当てられる。第２の方法では、モデムは伝送時に、伝送されるパケットのＩＰアドレスを自分自身のＩＰアドレスで代用することにより、ローカルアドレス変換を保証する。受信時には、モデムは、受信されたセルの論理チャネル識別子を基に、行き先の端末から戻ってきたＩＰアドレスを検出する。
【００１２】
第１の方法が使用された場合には、唯一の識別子ＶＰＩ／ＶＣＩが、ユーザ端末のＩＰアドレスである１つのＩＰアドレスに付随している。第２の方法が使用された場合には、モデムによりローカルエリアネットワーク上のケーブルネットワークに接続された複数の端末があるので、モデムのＩＰアドレスには、多くの識別子ＶＰＩ／ＶＣＩが付随する。
【００１３】
さて、本発明に従った接続識別子の割り当て方法の例について説明する。その方法は、特に、これらの端末が無活動の場合に、ユーザ端末に既に割り当てられている識別子を再割り当てすることを可能とする。この目的のために、ネットワークヘッドエンドは下記の機能を持った、３つのテーブル１０，２０及び３０を有する：
−テーブル１０は、ネットワークヘッドエンドにより制御される全ての識別子と、各々に対して、ブール有効性指標Ａi を含むテーブルである。
−テーブル２０は、現在の接続Ｃi に関連した表示を含み、特に、現在の接続Ｃi に付随した論理アドレスＩＰi （これは前に説明したように、ユーザ端末ｉのＩＰアドレスであるか又は、ユーザ端末ｉが接続されたモデムのＩＰアドレスのどちらかでも良い）、端末ｉに割り当てられた識別子Ｉi 及び、端末ｉに割り当てられ、端末ｉの活動を検査するのに使用されるカウンタＴi とを含む。このカウンタは、端末ｉが最も最近にネットワークを使用してからの経過時間を示す（カウンタＴi は、端末がデータを送信或は受信したときに再初期化される）。カウンタが、あるしきい値ＭＡＸを超えたとき、端末は無活動とみなされる。
−テーブル３０は、接続Ｃi が開放されたユーザ端末ｉのアドレスＩＰi と識別子Ｉi を含む。
【００１４】
ネットワークヘッドエンドが無活動な端末ｉの識別子Ｉi を、接続を要求する端末ｊに再割り当てする時、ネットワークヘッドエンドは、現在の接続を示すテーブル２０に新しい接続Ｃj を書き込み、また、接続Ｃi を開放された接続を示すテーブル３０に転送する。
端末ｉが端末ｊのためにこのように切断されたとき、発生する問題は次のようである：ネットワークヘッドエンドは、ネットワークの他の端末から端末ｊか或は端末ｉのいずれかに対する識別子Ｉi を持つセルを受信する可能性がある。ネットワークヘッドエンドはテーブル３０を調べて、受信したセルに含まれる論理パスの識別子が再割り当てされた識別子であるかどうかを組織的に調査する。その場合、ＩＰアドレスを比較しながら、ネットワークヘッドエンドは、受信セルに含まれるパケットＩＰの行き先端末は、前記識別子のためのテーブル３０に書き込まれたものかどうかを調べる。反対の場合、その端末にアドレスされたＩＰパケットをそこへ伝送するために、切断された端末への新しい接続が再び設定される。このように、端末はテーブル３０から削除され、新しい接続が、テーブル２０に書き込まれる。
【００１５】
さらに、データ伝送を再び開始することができる前に、切断されていた端末は再接続される。この再接続手順は、ＭＡＣレベル（ＭＡＣレイヤは、７レイヤＯＳＩモデルの物理アクセスサブレイヤである）で、端末により従来の方法で制御される。このように、端末のユーザにはトランスペアレントである。
図２は本発明による接続識別子を割り当てる割り当て方法の例を示す。
【００１６】
箱１００では、ネットワークヘッドエンドは接続を設定する要求を受信する。（これは、ユーザ端末ｉから来る接続を設定する要求か或は、接続が開放された端末に新しい接続を設定するネットワークヘッドエンドそれ自体による接続を設定する要求である）。ネットワークヘッドエンドは、このように、テーブル１０の中の有効な識別子（箱１１０）を検索する。
−もし、有効な識別子Ｊが見つかった場合には、ネットワークヘッドエンドは以下のような動作を箱１２０で行う：有効な識別子を端末ｉ（Ｉi ＝Ｊ）に割り当て、カウンタＴi を初期化し、接続Ｃi （Ｉi ，ＩＰi ，Ｔi ）に関するデータをテーブル２０に書き込む。その後、動作は箱１２５で終了する。
−もし見つからない場合には、テーブル２０を調べて可能性のある無活動の端末の検索手順を開始する。従って、ネットワークヘッドエンドは以下の動作を行う：
−箱１３０では、ネットワークヘッドエンドはテーブル２０が完全に調べられたかを調査する。もし、テーブル２０が完全に調べられたなら（矢印１３１）、そしてもし、識別子が見つからなかったなら、接続を設定する手順は、箱１２５で終了する。（接続は設定されない。）
−もし、テーブル２０が完全に調べられていないなら（矢印１３２）、ネットワークヘッドエンドは開放される可能性のある接続を検索するために、テーブルを調べることを続ける（箱１５０）。それゆえ、テーブル２０に書き込まれた各接続Ｃj に対し、ネットワークヘッドエンドはカウンタＴj の値をテストする（箱１５１）。
−もし、Ｔj が所定のしきい値ＭＡＸより大きいなら（矢印１５２）、端末Ｓj は無活動と考えられる。接続Ｃj は開放される：それはテーブル２０から削除され、端末ｊに関する識別子Ｉj とアドレスＩＰj がテーブル３０に書き込まれる（箱１５３）。その後、識別子Ｉj は、端末ｉに割り当てられ、新しい接続がテーブル２０に書き込まれる（箱１２０）。
−もし、Ｔj がしきい値ＭＡＸより小さいなら（矢印１５４）、動作は箱１３０で再開される。
【００１７】
図３はネットワークヘッドエンドによる接続制御の方法の例を示す。
−箱２００では、ネットワークヘッドエンドは、行き先が端末ｉのセルＡＴＭi を受信する。
−箱２０５では、ネットワークヘッドエンドは、この端末ｉに付随したカウンタＴi をゼロにリセットする。
−箱２１０では、ネットワークヘッドエンドは、セルから論理パス識別子ＶＰＩ／ＶＣＩを抜き出し、テーブル３０を調べて、これは再割り当てされた識別子かどうかを検査する。
−この場合（矢印２２０）、ネットワークヘッドエンドは、端末ｉは切断されている端末かどうかを調べる。
この調査は、箱２３０で行われる。
−逆の場合（矢印２４０）、動作は、箱２５０で終了する。
−もし箱２３０でされた検査の結果が、端末ｉは切断されている端末であるなら、端末ｉへの新しい接続が箱２４０で設定される。この新しい接続はテーブル２０に書き込まれ、端末ｉはテーブル３０から削除される。
−そうでなければ、動作は箱２５０で終了する。
【００１８】
ステップ２３０で行われる動作について、図４を参照して詳細に説明する。図４は、参照符号３００のＡＴＭセルを示す。このセル３００は、ネットワークでＡＴＭセルをルーティングするために必要な情報をもつ４オクテット（ｏｃｔｅｔｓ）のヘッダ３０１（論理パスの識別子ＶＰＩ／ＶＣＩ）と、伝送エラーに対してヘッダを保護する１オクテットのヘッダ保護フィールド３０２と、ユーザデータと付随するプロトコル要素を伝送する４８オクテットを有するデータフィールド３０３とを有する。ＡＴＭセルがＩＰパケットを伝送するのに使用される場合には、各ＩＰパケットは種々のＡＴＭセルで伝送されるために副分割される。ＩＰパケットの最初の部分は、最初のＡＴＭセルの情報フィールドに含まれ、それに続く部分はそれに続くセルの情報フィールドに含まれる。このように、最初のＡＴＭセルはパケットＩＰのヘッダを含む。このヘッダは、パケットＩＰのソースアドレスＩＰ（ＩＰS と示す）及び、行き先アドレスＩＰ（ＩＰD と示す）含む。行き先アドレスＩＰはヘッダＩＰのオクテット１７から２０を占める。箱２３０では、行き先アドレスＩＰD を示すのに使用されるオクテットは、このように、ＡＴＭセルから箱２３０で抜き出され（すなわち、ＡＴＭセルのオクテット２２から２５）、そして、テーブル３０に書かれたアドレスと比較される。
【００１９】
本発明はＡＴＭとＩＰプロトコルに限定されるものではなく、接続モードで動作するいかなるネットワークおよびローカル通信ネットワークにも適用可能である。さらに、実際には、テーブル１０、２０及び３０は、各識別子の唯一の記録の形式で有利に記憶される。その記録は、以下のデータを結合する：接続Ｃi に関連した、識別子Ｉi 、有効性指標Ａi 、アドレスＩＰi 、及びカウンタＴi と、識別子Ｉi が再割り当てされているかどうかを示すブール指標Ｒi 。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、割り当てられることができる識別子の数が制限されていることで、もはや、利用できる識別子が無い場合でも、ある期間ネットワークを使用していない端末の接続識別子の再割り当てを行うことにより、接続の設定をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ったネットワークの例を示す図である。
【図２】本発明に従った接続識別子の割り当て方法の例を示す図である。
【図３】ネットワークヘッドエンドによる接続制御の方法の例を示す図である。
【図４】ＡＴＭセルを示す図である。
【符号の説明】
１  ケーブルテレビジョンネットワーク
２ａ，２ｂ，２ｃ  ユーザ端末
３  ネットワークヘッドエンド
４，５  ケーブルモデム
６  ローカルエリアネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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