(57)【要約】【課題】本発明は、通信状態が変動し易いＰＬＣネットワークを経由してメンバー変動を伴うマルチキャスト通信を行う場合に、確実に高品質の通信を行うことができるＰＬＣ中継機器、ＰＬＣ通信システム及びＰＬＣ通信方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明のＰＬＣモデム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、これらからなるＰＬＣ通信システムは、マルチキャストグループのビデオサーバ４からマルチキャストパケットを受信したとき内部にＭＡＣアドレステーブルが設定されている場合は、マルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換して電灯線１に送出し、ＭＡＣアドレステーブルが設定されてない場合はマルチキャストパケットで電灯線１に送出することを主要な特徴とする。【選択図】図８
2007150513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換する変換情報が設定自在な変換テーブルを格納するメモリ部と、
前記マルチキャストパケットを受信した際に、前記メモリ部に格納される変換テーブルに他のＰＬＣ中継機器宛の変換情報が設定されている場合、受信した前記マルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換して送出し、前記変換テーブルに変換情報が設定されてない場合は、受信した前記マルチキャストパケットを送出するパケット変換部と、
前記パケット変換部により送出されたユニキャストパケット又はマルチキャストパケットを、電力線を介して前記他のＰＬＣ中継機器に転送するＰＬＣインタフェースとを備えたことを特徴とするＰＬＣ中継機器。
【請求項２】
自分の配下のＩＰ機器から受信したＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｇｒｏｕｐ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットが送信されてきたとき、該ＩＧＭＰパケットから前記ＩＰ機器のマルチキャストＭＡＣアドレスを読み出すスヌーピング部と、
前記ＩＧＭＰパケットの転送元のＰＬＣＭＡＣアドレスを、前記マルチキャストＭＡＣアドレスと対応付けて前記変換テーブルに前記変換情報として設定する送受信管理制御部とを備えたことを特徴とする請求項１記載のＰＬＣ中継機器。
【請求項３】
前記マルチキャストＭＡＣアドレス、前記ＰＬＣＭＡＣアドレスに代えて、それぞれマルチキャストＩＰアドレス、ＰＬＣＩＰアドレスを使用することを特徴とする請求項２記載のＰＬＣ中継機器。
【請求項４】
前記変換テーブルが、前記マルチキャストＭＡＣアドレスと前記ＩＧＭＰパケットの転送元のＰＬＣＭＡＣアドレスとを対応付けたＭＡＣアドレステーブルであることを特徴とする請求項２記載のＰＬＣ中継機器。
【請求項５】
所定の伝送帯域を選択できる帯域制御部を備え、サーバからマルチキャストパケットの着信があった場合、前記帯域制御部が通信レートを固定して前記伝送帯域を獲得することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載されたＰＬＣ中継機器。
【請求項６】
前記伝送帯域をＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）により所定の送信時間を帯域として確保することを特徴とする請求項５記載のＰＬＣ中継機器。
【請求項７】
前記伝送帯域をＦＤＭＡ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）により所定の周波数を帯域として確保することを特徴とする請求項５記載のＰＬＣ中継機器。
【請求項８】
マルチキャストグループから脱退する旨のＩＧＭＰパケットをＩＰ機器から受信したとき、前記帯域制御部が伝送帯域を解放することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載されたＰＬＣ中継機器。
【請求項９】
前記帯域制御部がエイジングにより伝送帯域を解放することを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載されたＰＬＣ中継機器。
【請求項１０】
マルチキャストグループから脱退する旨のＩＧＭＰパケットをＩＰ機器から受信したとき、前記変換情報が一定時間無効とされてから削除されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載されたＰＬＣ中継機器。
【請求項１１】
通信レートをモニタリングする通信状態測定部を備え、
実測の平均通信レートと獲得された通信レートとの間に差がある場合には伝送帯域を変更することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載されたＰＬＣ中継機器。
【請求項１２】
前記ＰＬＣインタフェースはダイバーシティモードで通信を行うことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載されたＰＬＣ中継機器。
【請求項１３】
前記変換テーブルに前記変換情報が設定されている場合は、伝送帯域を獲得して帯域保証すると共に、前記変換情報が設定されてない場合は前記伝送帯域を確保せずに中継して転送することを特徴とする請求項５記載のＰＬＣ中継機器。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載されたＰＬＣ中継機器が複数の電力線に接続されて構成され、それぞれがネットワークから受信したパケットを前記ＰＬＣインタフェース間で互いに転送することを特徴とするＰＬＣ通信システム。
【請求項１５】
第１のＰＬＣ中継機器がマルチキャストグループのサーバからマルチキャストパケットを受信したとき、変換テーブルに変換情報が設定されている場合は、前記マルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換して前記電力線を介して第２のＰＬＣ中継機器に送信し、前記ＰＬＣパケット変換情報が設定されてない場合はマルチキャストパケットで前記第１以外のすべてのＰＬＣ中継機器に送信することを特徴とする請求項１４記載のＰＬＣ通信システム。
【請求項１６】
第１のＰＬＣ中継機器の変換テーブルにマルチキャストグループに参加するＩＰ機器を配下にもつ第２のＰＬＣ中継機器の変換情報を設定しておき、前記第１のＰＬＣ中継機器が前記マルチキャストグループのサーバからマルチキャストパケットを受信したとき前記変換テーブルを参照し、該変換情報が設定されている場合には、前記マルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換して前記第２のＰＬＣ中継機器に送信し、前記変換情報が設定されてない場合にはマルチキャストパケットで前記第１以外のすべてのＰＬＣ中継機器に送信することを特徴とするＰＬＣ通信方法。
【請求項１７】
前記ＩＰ機器のマルチキャストグループに参加する旨のＩＧＭＰパケットが前記第２のＰＬＣ中継機器から前記第１のＰＬＣ中継機器に送信されてきたとき、前記第１のＰＬＣ中継機器において前記ＩＧＭＰパケットから前記ＩＰ機器のマルチキャストＭＡＣアドレスを読み出すと共に、前記第２のＰＬＣ中継機器のＰＬＣＭＡＣアドレスを前記マルチキャストＭＡＣアドレスと対応付けて変換情報として前記変換テーブルに設定することを特徴とする請求項１６記載のＰＬＣ通信方法。
【請求項１８】
複数の第２のＰＬＣ中継機器から同一のマルチキャストグループへの参加する旨のＩＧＭＰパケットが送られてきた場合、前記第１のＰＬＣ中継機器は１つのマルチキャストグループアドレスに対して転送先が複数の変換情報を作成することを特徴とする請求項１６のＰＬＣ通信方法。
【請求項１９】
前記第１のＰＬＣ中継機器から複数の第２のＰＬＣ中継機器に対して順番にユニキャストパケットを送信し、複数のＩＰ機器で同時受信を実現することを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載のＰＬＣ通信方法。
【請求項２０】
前記マルチキャストＭＡＣアドレス、前記ＰＬＣＭＡＣアドレスに代えて、それぞれマルチキャストＩＰアドレス、ＰＬＣＩＰアドレスを使用することを特徴とする請求項１７記載のＰＬＣ通信方法。
【請求項２１】
前記第１のＰＬＣ中継機器に前記変換情報が設定されている場合に、前記第１のＰＬＣ中継機器から前記第２のＰＬＣ中継機器に対してジッタの許容範囲内で送信先を順に変えてユニキャストパケットを送信し、複数のＩＰ機器で同時受信を実現することを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかに記載のＰＬＣ通信方法。
【請求項２２】
前記送信先を平均転送時間の小さい順に変えてユニキャストパケットを送信することを特徴とする請求項２１記載のＰＬＣ通信方法。
【請求項２３】
前記第１のＰＬＣ中継機器の変換テーブルにマルチキャストグループに参加するＩＰ機器を配下にもつ前記第２のＰＬＣ中継機器の変換情報を設定するのに代えて、サーバが接続されたネットワークと第１のＰＬＣ中継機器の間にデフォルトゲートウェイを設け、第１のＰＬＣ中継機器の変換テーブルにのみ、マルチキャストグループに参加するＩＰ機器を配下にもつ第２のＰＬＣ中継機器の変換情報を設定することを特徴とする請求項１６記載のＰＬＣ通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャスト通信をユニキャスト通信に変換する機能を備え、電力線通信（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、以下ＰＬＣ）で高品質の通信を行うことができるＰＬＣ中継機器、及びこのＰＬＣ中継機器から構成されて高品質の通信を行うことができるＰＬＣ通信システム、また、マルチキャスト通信をユニキャスト通信に変換して高品質の通信を行うことができるＰＬＣ通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、屋内の電力線（以下、電灯線）を使って通信するＰＬＣが注目され、今では電灯線を使って周波数帯２ＭＨｚ−３０ＭＨｚ、変調方式ＯＦＤＭで最大伝送速度１００Ｍｂｐｓを越えるものまで提案され、ＬＡＮ内からインターネット等にアクセスしたり、画像や音声のストリーム配信を受けたりすることが注目されている。
【０００３】
しかし、電灯線を使うＰＬＣは、電灯線が本来データ通信を行うために設計されておらず、また多くの分岐配線が設けられたり、多数の電気機器が接続されたりすることにより、通信環境が動的に変動すると共に、ノイズや反射、減衰等でデータロスを生じ、トラフィックの低下、転送の遅延等を招き、ストリーム配信においては画像や音声に乱れを生じ通信の品質を低下させる。こうした理由もあって、ＰＬＣにおいてモデムと伝送路のインピーダンスマッチングをとって、通信の品質を維持するＰＬＣモデムが提案された（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、周波数帯域を無駄にせず、通信の品質も維持できるＰＬＣモデムが提案された（例えば特許文献２参照）。（特許文献２）の映像送信側のＰＬＣモデムは、周波数分割多重方式で複数の信号を同時に伝送し、原のパケットと複製パケットの２種類のパケットにより信号劣化の危険を分散させて通信の品質を維持するものである。
【０００５】
しかしながら、このようなＰＬＣモデムであっても、ＰＬＣネットワークではＰＬＣモデムを設置した場所の通信環境が場所ごとに静的にも動的にも異なることが避けられず、１つのＰＬＣモデムから複数のＰＬＣモデムすべてに、同一の通信速度で高品質の通信を行うことはできない。従って、一斉同報送信であるブロードキャストやマルチキャストを送信するときは、最も安定した通信となる低速モード（約２Ｍｂｐｓ）で通信されるのが一般的である。
【０００６】
ところで、インターネット等のＩＰネットワークを使ったＴＶ放送等の画像や音声のストリーム配信は一般的にマルチキャストが使用される。従って、このＴＶ放送等のパケットをＰＬＣネットワーク経由でＩＰ機器に送信しようとした場合、高ビットレート（２Ｍｂｐｓ以上）の番組はデータロスによる品質低下（画像が見えない）が発生するといったことが発生していた。
【特許文献１】特開２００３−２４４０３８号公報
【特許文献２】特開２００２−３１４４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上説明したように、ＰＬＣは本来データ通信を行うために設計されていない電灯線を使用するため、また多くの分岐配線が設けられたり多数の電気機器が接続されたりすることにより、通信の品質を低下させるものであった。（特許文献１、２）のＰＬＣモデムは、このような通信の品質をある程度改善することはできたが、通信品質を確実に保証することは難しかった。
【０００８】
すなわち、電灯線経路上の分岐配線や接続された電気機器の影響により、ＰＬＣモデムは設置場所で通信環境が異なり、１つのＰＬＣモデムから複数のＰＬＣモデムへのすべてで同一の通信速度で高品質の通信を行うことができない。従って、一斉同報送信であるブロードキャストやマルチキャストは、最も安定した通信となる低速モード（約２Ｍｂｐｓ）で通信される。しかし、インターネット等のＩＰネットワークを使ったＴＶ放送等のストリーム配信は一般的にマルチキャストが使用され、高ビットレートで配信されることが多い。
【０００９】
従って、このＩＰネットワークのＴＶ放送等のパケットをＰＬＣネットワーク経由でＩＰ機器に送信しようとした場合、高ビットレートの番組はデータロスによる品質低下で、音崩れや画像が見えないといった事態が避けられない。
【００１０】
そこで本発明は、上記従来の課題に鑑み、通信状態が変動し易いＰＬＣネットワークを経由して、メンバー変動を伴うマルチキャスト通信を行う場合にも、確実に高品質の通信を行うことができるＰＬＣ中継機器を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、通信状態が変動し易いＰＬＣネットワークを経由して、メンバー変動を伴うマルチキャスト通信を行う場合にも、確実に高品質の通信を行うことができるＰＬＣ通信システムを提供することを目的とする。
【００１２】
そして、本発明は、通信状態が変動し易いＰＬＣネットワークを経由して、メンバー変動を伴うマルチキャスト通信を行う場合にも、確実に高品質の通信を行うことができるＰＬＣ通信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】
【００１３】
上記従来の課題を解決するために本発明は、電力線に接続されると共にネットワークに接続され、この一方から受信したパケットのデータを変復調部で変調し、変調した信号を電力信号に重畳し、またはこの重畳された信号から変調した信号を分離し復調して他方へ転送することができるＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）インタフェースを備え、サーバからネットワーク経由でマルチキャストパケットを受信すると、電力線を介して接続された第２のＰＬＣ中継機器に転送し、該第２のＰＬＣ中継機器からその配下のＩＰ機器にマルチキャストさせ、自分の配下のＩＰ機器から受信したＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｇｒｏｕｐ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットは第２のＰＬＣ中継機器宛に送信することができるＰＬＣ中継機器であって、サーバからマルチキャストパケットを受信したときユニキャストパケットに変換するための変換テーブルと、該変換テーブルに第２のＰＬＣ中継機器宛の変換情報が設定されている場合は、マルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換して電力線に送出し、変換情報が設定されてない場合はマルチキャストパケットで電力線に送出するパケット変換部を備えたことを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、サーバから高ビットレートのマルチキャストパケットがＰＬＣ中継機器に着信したとき、電力線を使うため伝送速度を低速モードに制限しなければならないような場合でも、ＰＬＣ中継機器間でマルチキャスト通信をユニキャスト通信に切り替えるため、高速通信にすることができ、この制限で発生する画像や音声の乱れを防ぐことができ、高品質な通信を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明の第１の発明は、マルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換する変換情報が設定自在な変換テーブルを格納するメモリ部と、マルチキャストパケットを受信した際に、メモリ部に格納される変換テーブルに他のＰＬＣ中継機器宛の変換情報が設定されている場合、受信したマルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換して送出し、変換テーブルに変換情報が設定されてない場合は、受信したマルチキャストパケットを送出するパケット変換部と、パケット変換部により送出されたユニキャストパケット又はマルチキャストパケットを、電力線を介して他のＰＬＣ中継機器に転送するＰＬＣインタフェースとを備えたことを特徴とするＰＬＣ中継機器であり、変換テーブルが設けられているので、ＰＬＣネットワーク内でマルチキャスト通信を容易にユニキャスト通信に切り替えることができ、ＰＬＣネットワークを通る際に伝送速度の制限を受けるような場合でも、この制限で発生する画像や音声の乱れを防ぐことができ、高品質な通信を確実に行うことができる。
【００１６】
本発明の第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、自分の配下のＩＰ機器から受信したＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｇｒｏｕｐ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットが送信されてきたとき、該ＩＧＭＰパケットからＩＰ機器のマルチキャストＭＡＣアドレスを読み出すスヌーピング部と、ＩＧＭＰパケットの転送元のＰＬＣＭＡＣアドレスを、マルチキャストＭＡＣアドレスと対応付けて変換テーブルに変換情報として設定する送受信管理制御部とを備えたことを特徴とするＰＬＣ中継機器であり、変換情報を容易に設定することができ、ＰＬＣネットワーク内でマルチキャスト通信を容易にユニキャスト通信に切り替えることができ、ＰＬＣネットワークを通る際に伝送速度の制限を受けるような場合でも、この制限で発生する画像や音声の乱れを防ぐことができ、高品質な通信を確実に行うことができる。
【００１７】
本発明の第３の発明は、第２の発明に従属する発明であって、マルチキャストＭＡＣアドレス、ＰＬＣＭＡＣアドレスに代えて、それぞれマルチキャストＩＰアドレス、ＰＬＣＩＰアドレスを使用することを特徴とするＰＬＣ中継機器であり、変換情報を容易に設定することができ、ＰＬＣネットワーク内でマルチキャスト通信を容易にユニキャスト通信に切り替えることができ、ＰＬＣネットワークを通る際に伝送速度の制限を受けるような場合でも、この制限で発生する画像や音声の乱れを防ぐことができ、高品質な通信を確実に行うことができる。
【００１８】
本発明の第４の発明は、第２の発明に従属する発明であって、変換テーブルが、マルチキャストＭＡＣアドレスとＩＧＭＰパケットの転送元のＰＬＣＭＡＣアドレスとを対応付けたＭＡＣアドレステーブルであることを特徴とするＰＬＣ中継機器であり、簡単な構成の変換情報を容易に設定することができ、ＰＬＣネットワーク内でマルチキャスト通信を容易にユニキャスト通信に切り替えることができ、ＰＬＣネットワークを通る際に伝送速度の制限を受ける場合でも、この制限で発生する画像や音声の乱れを防ぐことができ、高品質な通信を確実に行うことができる。
【００１９】
本発明の第５の発明は、第１〜第４のいずれかの発明に従属する発明であって、所定の伝送帯域を選択できる帯域制御部を備え、サーバからマルチキャストパケットの着信があった場合、帯域制御部が通信レートを固定して伝送帯域を獲得することを特徴とするＰＬＣ中継機器であり、自動的に伝送帯域を保証することができる。
【００２０】
本発明の第６の発明は、第５の発明に従属する発明であって、伝送帯域をＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）により所定の送信時間を帯域として確保することを特徴とするＰＬＣ中継機器であり、自動的に伝送帯域を保障することができる。
【００２１】
本発明の第７の発明は、第５の発明に従属する発明であって、伝送帯域をＦＤＭＡ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）により所定の周波数を帯域として確保することを特徴とするＰＬＣ中継機器であり、自動的に伝送帯域を保障することができる。
【００２２】
本発明の第８の発明は、第５〜第７のいずれかの発明に従属する発明であって、マルチキャストグループから脱退する旨のＩＧＭＰパケットをＩＰ機器から受信したとき、帯域制御部が伝送帯域を解放することを特徴とするＰＬＣ中継機器であり、必要なくなった伝送帯域を直ちに有効利用することができる。
【００２３】
本発明の第９の発明は、第５〜第８のいずれかの発明に従属する発明であって、帯域制御部がエイジングにより伝送帯域を解放することを特徴とするＰＬＣ中継機器であり、必要なくなった伝送帯域を簡単に解放して有効利用することができる。
【００２４】
本発明の第１０の発明は、第１〜第９のいずれかの発明に従属する発明であって、マルチキャストグループから脱退する旨のＩＧＭＰパケットをＩＰ機器から受信したとき、変換情報が一定時間無効とされてから削除されることを特徴とするＰＬＣ中継機器であり、削除によりＰＬＣパケット変換情報がないものとしてマルチキャストパケットで配信されるのを経過的に避けることができる。
【００２５】
本発明の第１１の発明は、第１〜第１０のいずれかの発明に従属する発明であって、通信レートをモニタリングする通信状態測定部を備え、実測の平均通信レートと獲得された通信レートとの間に差がある場合には伝送帯域域を変更することを特徴とするＰＬＣ中継機器であり、高品質の通信を継続することができる。
【００２６】
本発明の第１２の発明は、第１〜第１１のいずれかの発明に従属する発明であって、ＰＬＣインタフェースはダイバーシティモードで通信を行うことを特徴とするＰＬＣ中継機器であり、ＰＬＣネットワークでの通信をより確実にすることができる。
【００２７】
本発明の第１３の発明は、第５の発明に従属する発明であって、変換テーブルに変換情報が設定されている場合は、伝送帯域を獲得して帯域保証すると共に、変換情報が設定されてない場合は伝送帯域を確保せずに中継して転送することを特徴とするＰＬＣ中継機器であり、変換情報が設定されている場合は帯域保証するが、それ以外は伝送帯域を確保せずに中継送信することができる。
【００２８】
本発明の第１４の発明は、第１〜第１３のいずれかに記載されたＰＬＣ中継機器が複数の電力線に接続されて構成され、それぞれがネットワークから受信したパケットをＰＬＣインタフェース間で互いに転送することを特徴とするＰＬＣ通信システムであり、電力線に複数のＰＬＣ中継機器を設置して、ネットワークと接続可能なＰＬＣネットワークを構築することができる。そして、電力線を使うため伝送速度を低速モードに制限しなければならないような場合でも、ＰＬＣ中継機器間（ＰＬＣネットワーク内）でマルチキャスト通信をユニキャスト通信に切り替えるので、高速通信にすることができ、この制限で発生する画像や音声の乱れを防ぐことができ、高品質な通信を確実に行うことができる。
【００２９】
本発明の第１５の発明は、第１４の発明に従属する発明であって、第１のＰＬＣ中継機器がマルチキャストグループのサーバからマルチキャストパケットを受信したとき、変換テーブルに変換情報が設定されている場合は、マルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換して電力線を介して第２のＰＬＣ中継機器に送信し、ＰＬＣパケット変換情報が設定されてない場合はマルチキャストパケットで第１以外のすべてのＰＬＣ中継機器に送信することを特徴とするＰＬＣ通信システムであり、変換情報が設定されている場合は、ＰＬＣネットワーク内でユニキャスト通信に切り替えられ、変換情報が設定されていない場合はマルチキャスト通信されるので、サーバからマルチキャストパケットが送信されて伝送速度の制限を受けるような場合でも、変換情報が設定されていれば、この制限で発生する画像や音声の乱れを防ぐことができ、高品質な通信を確実に行うことができる。
【００３０】
本発明の第１６の発明は、第１のＰＬＣ中継機器の変換テーブルにマルチキャストグループに参加するＩＰ機器を配下にもつ第２のＰＬＣ中継機器の変換情報を設定しておき、第１のＰＬＣ中継機器がマルチキャストグループのサーバからマルチキャストパケットを受信したとき変換テーブルを参照し、該変換情報が設定されている場合には、マルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換して第２のＰＬＣ中継機器に送信し、変換情報が設定されてない場合にはマルチキャストパケットで第１以外のすべてのＰＬＣ中継機器に送信することを特徴とするＰＬＣ通信方法であり、電力線を使うため伝送速度を低速モードに制限しなければならないような場合でも、ＰＬＣ中継機器間（ＰＬＣネットワーク内）で変換テーブルを参照してマルチキャスト通信をユニキャスト通信に切り替えるので、高速通信にすることができ、この制限で発生する画像や音声の乱れを防ぐことができ、高品質な通信を確実に行うことができる。なお、第１のＰＬＣ中継機器の変換テーブルは、基本的には第１以外の、第２のＰＬＣ中継機器の変換情報を設定したものを意味するが、第１のＰＬＣ中継機器の変換情報を含めて設定した変換テーブルであってもよい。
【００３１】
本発明の第１７の発明は、第１６の発明に従属する発明であって、ＩＰ機器のマルチキャストグループに参加する旨のＩＧＭＰパケットが第２のＰＬＣ中継機器から第１のＰＬＣ中継機器に送信されてきたとき、第１のＰＬＣ中継機器においてＩＧＭＰパケットからＩＰ機器のマルチキャストＭＡＣアドレスを読み出すと共に、第２のＰＬＣ中継機器のＰＬＣＭＡＣアドレスをマルチキャストＭＡＣアドレスと対応付けて変換情報として変換テーブルに設定することを特徴とするＰＬＣ通信方法であり、ＰＬＣパケット変換情報を容易に設定することができ、ＰＬＣネットワーク内でマルチキャスト通信を容易にユニキャスト通信に切り替えることができ、ＰＬＣネットワークを経由してマルチキャスト通信を行う場合にも、サーバからマルチキャストパケットが送信されて伝送速度の制限を受けるような場合でも、この制限で発生する画像や音声の乱れを防ぐことができ、高品質な通信を確実に行うことができる。
【００３２】
本発明の第１８の発明は、第１６の発明に従属する発明であって、複数の第２のＰＬＣ中継機器から同一のマルチキャストグループへの参加する旨のＩＧＭＰパケットが送られてきた場合、第１のＰＬＣ中継機器は１つのマルチキャストグループアドレスに対して転送先が複数の変換情報を作成することを特徴とするＰＬＣ通信方法であり、第１のＰＬＣ中継機器が、複数の第２のＰＬＣ中継機器から、同一のマルチキャストアドレスへ参加する旨のＩＧＭＰパケットを受信したとき、第１のＰＬＣ中継機器が内部に作成する変換情報の構成を、１つのマルチキャストアドレスに対して複数のＰＬＣ中継機器のＭＡＣアドレスを対応させた構成とすることで、内部使用メモリの削減ならびに検索時間を短縮することができる。
【００３３】
本発明の第１９の発明は、第１６〜第１８のいずれかの発明に従属する発明であって、第１のＰＬＣ中継機器から複数の第２のＰＬＣ中継機器に対して順番にユニキャストパケットを送信し、複数のＩＰ機器で同時受信を実現することを特徴とするＰＬＣ通信方法であり、変換情報として、１つのマルチキャストアドレスに対して複数のＰＬＣ中継機器のＭＡＣアドレスが対応付けられているとき、サーバからマルチキャストパケットを第１のＰＬＣ中継機器が受信したとき、第１のＰＬＣ中継機器は登録された複数の第２のＰＬＣ中継機器に対してユニキャストへ変換したパケットを順番に送信することで、複数のＩＰ機器から同一マルチキャストパケットの受信要求があったときでも、それらすべてに対してサービスを提供することができる。
【００３４】
本発明の第２０の発明は、第１７の発明に従属する発明であって、マルチキャストＭＡＣアドレス、ＰＬＣＭＡＣアドレスに代えて、それぞれマルチキャストＩＰアドレス、ＰＬＣＩＰアドレスを使用することを特徴とするＰＬＣ通信方法であり、ＰＬＣパケット変換情報を容易に設定することができ、ＰＬＣネットワーク内でマルチキャスト通信を容易にユニキャスト通信に切り替えることができ、ＰＬＣネットワークを経由してマルチキャスト通信を行う場合にも、サーバからマルチキャストパケットが送信されて伝送速度の制限を受けるような場合でも、この制限で発生する画像や音声の乱れを防ぐことができ、高品質な通信を確実に行うことができる。
【００３５】
本発明の第２１の発明は、第１６〜第２０のいずれかの発明に従属する発明であって、第１のＰＬＣ中継機器に変換情報が設定されている場合に、第１のＰＬＣ中継機器から第２のＰＬＣ中継機器に対してジッタの許容範囲内で送信先を順に変えてユニキャストパケットを送信し、複数のＩＰ機器で同時受信を実現することを特徴とするＰＬＣ通信方法であり、サーバから高ビットレートのマルチキャストパケットが送信されて伝送速度の制限を受けるような場合でも、この制限で発生する画像や音声の乱れを防ぐことができ、高品質な通信を確実に行うことができる。
【００３６】
本発明の第２２の発明は、第２１の発明に従属する発明であって、送信先を平均転送時間の小さい順に変えてユニキャストパケットを送信することを特徴とするＰＬＣ通信方法であり、ジッタ制限のために転送できなくなるパケットを減少させることができる。
【００３７】
本発明の第２３の発明は、第１６の発明に従属する発明であって、第１のＰＬＣ中継機器の変換テーブルにマルチキャストグループに参加するＩＰ機器を配下にもつ第２のＰＬＣ中継機器の変換情報を設定するのに代えて、サーバが接続されたネットワークと第１のＰＬＣ中継機器の間にデフォルトゲートウェイを設け、該第１のＰＬＣ中継機器の変換テーブルにのみ、マルチキャストグループに参加するＩＰ機器を配下にもつ第２のＰＬＣ中継機器の変換情報を設定することを特徴とするＰＬＣ通信方法であり、必要最小限のＰＬＣ中継機器に変換テーブルを作成することができ、すべてのＰＬＣ機器へＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）パケットを伝達せずにすむため、システムを簡単にすることができる。
【実施例】
【００３８】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１のＰＬＣ中継機器とＰＬＣ通信システム、ＰＬＣ通信方法について説明する。図１（ａ）は本発明の実施例１におけるＰＬＣ通信システムの外観図、図１（ｂ）は（ａ）とは別のＰＬＣ通信システムの構成図、図２は本発明の実施例１におけるＰＬＣ中継機器の構成図、図３は本発明の実施例１におけるＩＧＭＰの制御状態の説明図、図４は本発明の実施例１におけるＩＧＭＰのパケットフォーマットの説明図、図５（ａ）は本発明の実施例１におけるＭＡＣアドレステーブルの説明図、図５（ｂ）は本発明の実施例１におけるマルチキャスト−ユニキャスト変換の説明図、図６は本発明の実施例１におけるパケットフォーマットの説明図、図７は本発明の実施例１におけるＰＬＣ通信システムのＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）受信時の説明図、図８は本発明の実施例１におけるＰＬＣ通信システムのストリーム配信時の説明図である。
【００３９】
図１（ａ）（ｂ）において、１は電力信号を伝送し、屋内または屋外に設けられたコネクタ（図示しない）を介して電力信号を出力するとともに、ＰＬＣネットワークの伝送路となってデータ通信にも使用される電灯線である。
【００４０】
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄはＰＬＣモデム（以下、これらをＰＬＣモデム２と総称する）、３ａ，３ｂ，３ｃはＰＬＣモデム２に接続され画像や音声のストリーム配信を受けることができるセットトップボックス（ＳＴＢ）やパソコン等の表示装置を備えたＩＰ機器（以下、これらをＩＰ機器３と総称する）である。ＩＰ機器３は、ＩＰアドレスを用いてパケットを通信する通信機能を有するものであれば、特に、ＳＴＢやパソコンに限られない。４は画像や音声のストリーム配信を行うビデオサーバ、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄはＰＬＣモデム２のそれぞれのプラグである。
【００４１】
なお、実施例１のＩＰ機器３ａ，３ｂ，３ｃ、ビデオサーバ４はそれぞれＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）機器であり、ＩＰ機器３はＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、（本発明のネットワーク）を介してＰＬＣモデム２と接続され、ＰＬＣモデム２間は電灯線１で繋がれ、ＰＬＣモデム２の１つはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、（本発明のネットワーク）を介してデフォルトゲートウェイ（後述）に接続され、インターネット上のビデオサーバ４に接続される。また、実施例１において配信サーバはビデオサーバ４であるが、これに限られることはなく、データをリアルタイムにマルチキャストでグループのメンバーにストリーム配信、放送するサーバであればよい。
【００４２】
なお、図１（ｂ）に示す６は、ビデオサーバ４が別のエリアに存在するためネットワークを越えて接続される場合にルーティングを行うルータである。なお、本発明のＰＬＣ中継機器は、上述したＰＬＣモデム２のほかに、レイヤ２まで通信処理するブリッジ、同様にレイヤ３まで通信処理するルータ、あるいはレイヤ７まで通信処理するゲートウェイ等の中継機器であってもよく、図１（ｂ）のＩで図示するように送信元のビデオサーバ４が別のエリアにいる場合はＰＬＣモデム２とルータ６の組み合わせであってもよい。
【００４３】
ところで、実施例１のＩＰ機器３がビデオサーバ４からストリーム配信を受ける場合、同一のデータをＩＰ機器３だけでなく複数のＩＰ機器に送信するのに適したマルチキャストが利用される。すなわちマルチキャストのＩＰアドレスはクラスＤであって、「２２４．０．０．０〜２３９．２５５．２５５．２５５」から選択され、これはグループアドレスを意味する。上記したようなストリーム配信を行う複数のＩＰ機器が１つのグループアドレスを有するグループを構成する。ＩＥＥＥ８０２．３に準拠してＴＣＰ／ＩＰプロトコルによるデータ通信を行うことができるＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）では、自動的にクラスＤのＩＰアドレスに対応付けられ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）上でのＩＰマルチキャストを容易に実現できる。また、レイヤ２のＭＡＣアドレスは３バイトのベンダＩＤと３バイトのシリアル番号を結合させて表記されるが、マルチキャストするＭＡＣアドレス（以下、ＭＡＣアドレス（マルチキャスト）という）は、３バイトのベンダＩＤ、例えば「０１−００−５Ｅ」で最初の１バイト「００」の最後のビットを変換した、例えば「０１−００−５Ｅ−０Ａ−０Ａ−０Ａ」のように表記されるＩＤである。
【００４４】
そして、マルチキャストグループを管理するプロトコルとしてＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｇｒｏｕｐ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、以下ＩＧＭＰ）が設けられている。このプロトコルでマルチキャストグループへの参加、脱退、維持を管理する。すなわち、マルチキャストパケットがＰＬＣモデム２、ルータ６を転送されるためには、マルチキャストパケットを受取るレシーバが背後に存在することをＰＬＣモデム２やルータ６が知っておく必要があり、ＩＧＭＰフレーム（本発明のＩＧＭＰパケット）を送信することでこれらの管理がなされる。なお、パケットというよりフレームと称する方がよい場合（レイヤ２の場合など）もあるが、以下このような場合を除いてパケットと称す。
【００４５】
従って、図１（ａ）に示す所定のマルチキャストグループに参加したＩＰ機器３ａは、ビデオサーバ４との間を最初のＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＰＬＣネットワーク、次のＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）で順に接続され、メンバーとなった時点から画像や音声は各ネットワークを逆方向にマルチキャストされ、ストリーム配信される。しかし、本発明の実施例１のＰＬＣネットワークを構成するＰＬＣモデム２のＰＬＣ通信システムにおいては、図１（ａ）に示すようにマルチキャストせずにユニキャストする。これによって、ＰＬＣネットワーク内でパケット破棄を減らし、高品質のストリーム配信をすることができる。
【００４６】
図３はＩＧＭＰの制御状態、図４はＩＧＭＰのパケットフォーマットを示している。図３に示すようにＩＧＭＰには、「Ｊｏｉｎ」、「Ｌｅａｖｅ」、「Ｑｕｅｒｙ」、「Ｒｅｐｏｒｔ」の４種類の制御状態があり、このうちＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）の受信は、マルチキャストグループへの参加の通知であり、ＩＧＭＰ（ｌｅａｖｅ）の受信は、マルチキャストグループからの脱退の通知である。このほかＩＧＭＰ（ｑｕｅｒｙ）の受信は、ルータから行うメンバーとして残っているか否かの生存確認であり、ＩＧＭＰ（ｒｅｐｏｒｔ）の受信は、ルータに対して行うメンバーとして残っていることの生存応答である。
【００４７】
ＩＧＭＰで使用されるパケットフォーマットは、図４に示すようになり、ＭＡＣアドレスにはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の宛先ＭＡＣアドレス、送信元のＭＡＣアドレス（参加後の宛先ＭＡＣアドレス（マルチキャスト）となる）、ＩＰアドレスには参加したいグループアドレス、例えば「２２４．１０．１０．１０」と、送信元ＩＰアドレスが記述される。上述したとおり宛先ＭＡＣアドレス（マルチキャスト）はＩＰアドレス（グループアドレス）と対応してグループアドレスとなっている。そして、ＰＬＣにおいてＩＧＭＰで使用されるパケットフォーマットは、制御フレームを構成するためにＰＬＣＭＡＣアドレスのヘッダが付与され、ペイロードをカプセリングする。
【００４８】
ＩＧＭＰのバージョンはｖ１からｖ３まであり、ｖ１のメッセージのタイプは「０ｘ０１」がメンバーシップクエリー、「０ｘ０２」がメンバーシップレポートである。ＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）はグループに参加するときに発行するメンバーシップレポートであって、「０ｘ０２」がタイプとして記入される。なお、ｖ２で規定された「０ｘ１７」がＩＧＭＰ（ｌｅａｖｅ）のタイプに使用されるが、ｖ１ではＩＧＭＰ（ｌｅａｖｅ）で脱退を通知せずにエイジングにより脱退する。
【００４９】
そこで、実施例１のＰＬＣモデム２の構成について説明する。図２において、１１はプラグ５を設けたケーブル、１２は電灯線１から受信した信号から電力信号とデータ信号を分離するとともに、変調されたデータ信号を電力信号に重畳するＰＬＣインタフェースである。なお、ＰＬＣインタフェース１２でダイバーシティモード通信し、後述の送受信管理制御部１６でデータ処理することもでき、この場合ＰＬＣネットワークでの通信をより確実にすることができる。
【００５０】
１３は変復調部であって、送信用のデータ信号を変調して選択された伝送帯域の信号を生成し、ＰＬＣインタフェース１２により分離されたデータ信号を復調する。１４は制御信号に基づいて変復調部１３を制御、すなわち制御信号により指定された特定の伝送帯域の送信信号を生成するように変復調部１３を制御する帯域制御部である。帯域制御部１４が確保する伝送帯域は、ＦＤＭＡ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）により、所定の周波数を帯域として確保するのでも、ＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）により、所定の周波数帯で所定の送信時間を帯域として確保するのでもよい。
【００５１】
変復調部１３は、帯域制御部１４の指示に従って、送られてきたデータ信号を使って特定の伝送帯域の信号を生成する。１５はＰＬＣインタフェース１２によって分離された電力信号を、ＰＬＣモデム２の変復調部１３、ＰＬＣインタフェース１２および帯域制御部１４に供給するための電源回路である。
【００５２】
次に、図２において、１６はＰＬＣの通信制御を行う送受信管理制御部である。１６ａは送受信管理制御部１６内に設けられＩＧＭＰの制御状態を管理するＩＧＭＰ管理部、１６ｂは受信したＩＧＭＰフレーム（後述のＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）など）のレイヤ２の情報をスヌーピングして後述するＭＡＣアドレステーブル１７ａやＩＰアドレステーブルを作成するスヌーピング部、１６ｃはビデオサーバ４からマルチキャストパケットを受信したときＭＡＣアドレステーブル１７ａやＩＰアドレステーブルを参照してマルチキャストをユニキャストに変換するパケット変換部、１６ｄはパケットデータをバッファするため送受信管理制御部１６のチップセットに搭載されるバッファ部である。
【００５３】
なお、送受信管理制御部１６は、プロセッサにプログラムをロードして、ソフトウェア的に搭載される機能実現手段であり、ＩＧＭＰ管理部１６ａ、スヌーピング部１６ｂ、パケット変換部１６ｃも同様にソフトウェア的に搭載される機能実現手段である。
【００５４】
１７はメモリ部であり、１７ａはスヌーピング部１６ｂがＩＧＭＰフレームのレイヤ２の情報をスヌーピングして作成し、どのＩＰ機器３がマルチキャストグループのデータを受信したいのか、どのＰＬＣモデム２に接続されているか、を参照するためのＭＡＣアドレステーブル（本発明の変換テーブル）である。ＭＡＣアドレステーブル１７ａは、メモリ部１７に格納される。
【００５５】
ところで、以下実施例１においてはＭＡＣアドレステーブル１７ａを使った場合を主として説明するが、宛先ＭＡＣアドレス（マルチキャスト）はＩＰアドレス（グループアドレス）と対応しているため、パケット管理用のキーをＭＡＣアドレスからＩＰアドレスに変えることもできる。このとき、レイヤ３のＩＰアドレスをスヌーピングすることにより、どのＩＰ機器３がマルチキャストグループのデータを受信したいのか、どのＰＬＣモデム２に接続されているか、を参照するためのＩＰアドレステーブル（図示しない）を作成する。なお、本発明のマルチキャストＭＡＣアドレス、マルチキャストＩＰアドレスはこのＭＡＣアドレス（マルチキャスト）、ＩＰアドレス（グループアドレス）を意味する。１８は一定時間間隔でパケットの通信レートを測定すると共に、転送時間の不均一によるジッタを測定する通信状態測定部である。
【００５６】
続いて、図５（ａ）（ｂ）、図６、図７、図８に基づいてＭＡＣアドレステーブルとマルチキャストをユニキャストに変換する場合及び変換しない場合のそれぞれのパケットフォーマットついて説明する。図５（ａ）は、ＰＬＣモデム２ａがＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）を送信し（図７参照）、ＰＬＣモデム２ｂ，２ｃ，２ｄがこれを受信時に作成するＭＡＣアドレステーブルを示している。一例として、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の宛先ＭＡＣアドレス（マルチキャスト）が「０１−００−５Ｅ−０Ａ−０Ａ−０Ａ」、宛先ＰＬＣＭＡＣアドレス（本発明におけるＰＬＣＭＡＣアドレス）が「ａ」として対応付けられて登録されている。なお、ＩＰアドレステーブルを使った場合は、宛先ＭＡＣアドレス（マルチキャスト）に代えてマルチキャストＩＰアドレスが宛先ＰＬＣＩＰアドレスに対応付けられる。
【００５７】
なお、図５（ａ）に示すＰＬＣパケット変換情報ＴＩは、本発明の変換情報の一例であって、この変換情報は、マルチキャストパケットとユニキャストパケットとを相互に変換可能なアドレスを示す情報をいう。ここでは、ＰＬＣパケット変換情報ＴＩは、図５（ａ）に示すように、宛先ＭＡＣアドレスと宛先ＰＬＣＭＡＣアドレスとで構成される。
【００５８】
そして、本発明の実施例１のＰＬＣモデム２は、ＩＰ機器３からＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）を受信したＰＬＣモデム２ａ以外のＰＬＣモデム２ｂ，２ｃ，２ｄにおいてＭＡＣアドレステーブル１７ａを作成し、どのＩＰ機器３がマルチキャストグループのデータを受信したいのか、を参照することができる。また、本発明の実施例１のＰＬＣモデム２は、配信サーバからマルチキャストパケットを受信したとき、パケット変換部１６ｃがＭＡＣアドレステーブル１７ａを参照して、ここにＰＬＣパケット変換情報ＴＩが記入（設定）されていたらカプセリングすることにより、マルチキャストをユニキャストにパケット変換してＰＬＣのパケットフォーマットで送信し、ＰＬＣパケット変換情報ＴＩが記入（設定）されてなければマルチキャストのままＰＬＣのパケットフォーマットで送信する。図５（ｂ）はこの２つの送信例を示している。
【００５９】
すなわち、ＩＰ機器３宛に着信したＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のマルチキャストパケットのパケットフォーマットは図６（ａ）（ｂ）に示すとおりである。（ａ）に示すタイプのフォーマットにはプロトコルを示す番号が書き込まれる。例えば、「０８００」はＩｎｔｅｒｎｅｔ  ＩＰ（Ｉｐｖ４）を意味するが、これが書き込まれたパケットは（ｂ）のようになり、これが送信元からは送信される。ＰＬＣネットワークにおけるパケットフォーマットは（ｃ）（ｄ）のようなものとなる。（ｃ）はＰＬＣのマルチキャストのパケットフォーマット、（ｄ）はＰＬＣのユニキャストのパケットフォーマットである。
【００６０】
従って、図５（ｂ）において、ＭＡＣアドレステーブル１７ａにＰＬＣパケット変換情報ＴＩが記入（設定）されている場合、パケット変換部１６ｃによって図５（ｂ）下段のようなマルチキャスト−ユニキャスト変換が行われる。すなわち、ＰＬＣヘッダを構成するため、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ヘッダの宛先ＭＡＣアドレス「０１−００−５Ｅ−０Ａ−０Ａ−０Ａ」を宛先ＰＬＣＭＡＣアドレス「ａ」に、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ヘッダの送信元ＭＡＣアドレスを送信元ＰＬＣＭＡＣアドレスとし、着信したＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のマルチキャストパケットをそのままペイロードとしてユニキャストされる。ＰＬＣにおいてユニキャスト通信は帯域保証され、ビデオサーバ４から高ビットレート（例えば１０Ｍｂｐｓ）のマルチキャストパケットが着信したとき、伝送速度を低速モード（例えば２Ｍｂｐｓ）に制限しなければならないような場合でも、ＰＬＣ中継機器間でマルチキャスト通信をユニキャスト通信に切り替えるので、高速通信にすることができ、この制限で発生する画像や音声の乱れを防ぐことができ、高品質な通信を確実に行うことができる。なお、ＩＧＭＰフレームは図４のようなフォーマットでＰＬＣネットワーク内にユニキャストされる。ＩＰアドレステーブルの場合もＩＰアドレスで同様の処理が行われる。
【００６１】
これに対し、ＭＡＣアドレステーブル１７ａにＰＬＣパケット変換情報ＴＩが記入（設定）されていない場合、図５（ｂ）上段のような原則どおりのパケット変換が行われる。すなわち、ＰＬＣヘッダを構成するため、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ヘッダのＩＰ機器３の宛先ＭＡＣアドレス（マルチキャスト）をそのまま宛先ＰＬＣＭＡＣアドレス（マルチキャスト）に、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ヘッダの送信元ＭＡＣアドレスを送信元ＰＬＣＭＡＣアドレスとし、着信したマルチキャストパケットをペイロードとして送信する。この場合、ＰＬＣネットワーク内ではコンテンションに対しては優先制御を行うことになり、帯域保証できない。伝送帯域を確保せずに中継して転送するだけとなる。
【００６２】
続いて、実施例１におけるＰＬＣ通信システムのＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）送信時とストリーム配信時の通信状態の説明をする。図７に示すようにＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）でＩＰ機器３ａからＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）をマルチキャストすると、ＰＬＣモデム２ａはこれをＰＬＣモデム２ｂ，２ｃ，２ｄにユニキャストする。
【００６３】
ＰＬＣモデム２ｂ，２ｃ，２ｄでは、ＩＰ機器３ａを配下にもつＰＬＣモデム２ａのＰＬＣＭＡＣアドレスと、マルチキャストグループに参加するＩＰ機器３ａのＭＡＣアドレス（マルチキャスト）を関係付けてＭＡＣアドレステーブル１７ａに登録する。ＰＬＣモデム２ｄは、ビデオサーバ４が背後に存在するため、ＰＬＣのＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）フレームをＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のパケットフォーマットに変換してマルチキャストする。なお、このときＰＬＣモデム２ｂ，２ｃ，２ｄのＭＡＣアドレステーブルは、ＰＬＣモデム２ｂ，２ｃ，２ｄ以外のＰＬＣモデム２のＰＬＣパケット変換情報を設定したものであるが、場合によっては、ＭＡＣアドレステーブルにＰＬＣモデム２ｂ，２ｃ，２ｄ自身のＰＬＣパケット変換情報を含めて、すなわち、すべてのＰＬＣモデム２のＰＬＣパケット変換情報を登録してもよい。
【００６４】
また、複数のＩＰ機器３ａ，３ｂから同一のマルチキャストグループへの参加する旨のＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）をマルチキャストすると、これを配下にもつＰＬＣモデム２ａ，２ｂはこれを他のＰＬＣモデム２にユニキャストする。
【００６５】
他のＰＬＣモデム２では、ＰＬＣモデム２ａ，２ｂのＰＬＣＭＡＣアドレスと、１つのマルチキャストグループアドレスに対して転送先がＩＰ機器３ａ，３ｂの複数のＭＡＣアドレス（マルチキャスト）を関係付けてＭＡＣアドレステーブル１７ａに登録する。ＰＬＣモデム２ｄは、ビデオサーバ４が背後に存在するため、ＰＬＣのＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）フレームをＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のパケットフォーマットに変換してマルチキャストする。この場合、ＰＬＣパケット変換情報の構成が、１つのマルチキャストアドレスに対して複数のＭＡＣアドレス（マルチキャスト）を対応させた構成となるから、内部使用メモリの削減ならびに検索時間を短縮することができる。
【００６６】
ＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）を受信後、ビデオサーバ４はストリーム配信を行うため図８のようにマルチキャストパケットをＰＬＣモデム２ｄに送信する。ＰＬＣモデム２ｄはＭＡＣアドレステーブル１７ａを参照し、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の宛先ＭＡＣアドレスとＰＬＣモデム２ａのＰＬＣＭＡＣアドレスを取り出し、このマルチキャストパケットをペイロードとしてカプセリングし、ＰＬＣモデム２ａにユニキャストする。ＰＬＣモデム２ａはこのマルチキャストパケットを取り出し、ＩＰ機器３ａにマルチキャストする。
【００６７】
また、上述したように、１つのマルチキャストグループアドレスに対して転送先がＩＰ機器３ａ，３ｂの複数のＭＡＣアドレス（マルチキャスト）を関係付けてＭＡＣアドレステーブル１７ａに登録した場合、ＰＬＣモデム２ｄから複数のＰＬＣモデム２ａ，２ｂに対して順番にユニキャストパケットを送信し、複数のＩＰ機器３ａ，３ｂで同時受信を実現することができる。これにより、複数のＩＰ機器３ａ，３ｂから同一マルチキャストパケットの受信要求があったときでも、それらすべてに対して配信サービスを提供することができる。
【００６８】
このように、本発明の実施例１におけるＰＬＣモデム、ＰＬＣ通信システムでは、ＰＬＣパケット変換情報がある場合ＰＬＣネットワーク内でマルチキャストをユニキャストに変換するので、ＰＬＣモデムを無駄に待機させることがないし、ＰＬＣネットワーク内を低速のブロードキャストでなく、高速のユニキャストで送信するため、伝送帯域を有効利用できると共に、エラーがあっても再送することにより確実に高品質の通信をすることができる。従来のＰＬＣネットワークで多発したパケット破棄を抑えることができる。
【００６９】
続いて、実施例１におけるＰＬＣモデム、ＰＬＣ通信システムの周波数帯域の自動獲得と自動解放について説明する。図３に示したように、ＩＧＭＰフレームのスヌーピングを行うことによって分かるマルチキャスト通信の制御状態遷移は４通りある。帯域の自動獲得はＰＬＣネットワーク上でＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）を受信する複数のＰＬＣモデム２が、ＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）をスヌーピングすることで変換テーブルを作成し、ビデオサーバ４からマルチキャストパケットをＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）で受信する１つだけのＰＬＣモデム２は、マルチキャストパケットを最初に受信したタイミングで、固定した通信レート（例えば１０Ｍｂｐｓ）で帯域を確保して伝送を行う。図２で説明すると、ビデオサーバ４からマルチキャストパケットの着信があると、送受信管理制御部１６がこれを帯域制御部１４に通知し、この帯域制御部１４が通信レートを固定することで行う。なお、自動獲得に失敗した場合には帯域獲得は中断される。
【００７０】
次に帯域の自動解放について説明する。帯域の自動解放は、ＰＬＣネットワーク上でＩＧＭＰ（ｌｅａｖｅ）を受信したＰＬＣモデム２が帯域解放を実施する。送受信管理制御部１６がＩＧＭＰ（ｌｅａｖｅ）を受信すると、これを帯域制御部１４に通知することにより帯域を自動的に解放することができる。なお、この自動解放は上述したようにＩＧＭＰ（ｌｅａｖｅ）で脱退を通知せずに、エイジングにより自動解放することもできる。しかし、ＩＧＭＰ（ｒｅｐｏｒｔ）を受信している間は、エイジングはリセットされる。
【００７１】
また、ＩＧＭＰ（ｌｅａｖｅ）を受信したときには、ＭＡＣアドレステーブル１７ａやＩＰアドレステーブルのＰＬＣパケット変換情報は一定時間無効とされ、エイジングと対応した時間は削除されない。このように直ちに削除せず時間をおく理由は、ＰＬＣモデム２からストリーム配信サーバであるビデオサーバ４にＩＧＭＰフレームが渡されるまでには遅延（Ｄｅｌａｙ）が発生するためである。すなわち、その時間にビデオサーバ４からのマルチキャスト（ストリーム配信）が継続して行われたときは、ＭＡＣアドレスやＩＰアドレス未解決と判断し、マルチキャストパケットがＰＬＣネットワーク上に転送されることを避けるためである。
【００７２】
ところで、実施例１においては、マルチキャストパケットの受信を開始して帯域制御部１４が通信レートを固定すると、通信状態測定部１８が送受信管理制御部１６を通過するデータをモニタリングし、一定時間間隔での実測の平均レートを求め、帯域更新を行っている。実測の平均レートと獲得済みの通信レート（例えば１０Ｍｂｐｓ）に差がある場合、獲得済み帯域の更新処理が実施される。図９は本発明の実施例１におけるＰＬＣ通信システムの帯域更新の説明図、図１０は本発明の実施例１におけるＰＬＣ通信方法のフローチャートである。
【００７３】
図９において、時間ｔ1にＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）を検出し、時間ｔ2にマルチキャストパケットの受信を開始している。通信レートは１０Ｍｂｐｓであり、周期Ｔで実測の平均レートを求めている。そして更新処理は送受信管理制御部１６がこの平均レートと獲得済みの通信レートとの差を求め、帯域制御部１４によってこの中間値（差の１／２を上乗せした位置）に通信レートを固定することにより自動更新する。なお、実測の平均レートと通信レートとの差が閾値以上ある場合のみ、獲得済み帯域の所定の更新処理を実施するのでもよい。
【００７４】
また、例えば時間ｔ3前の周期Ａのように、レートが大きく変化し急峻な勾配を示しているような場合、実施例１においては送受信管理制御部１６に各周期の勾配変化を監視させ、閾値を越えた時間ｔ3から周期Ｔを短くし、周期Ｔ*に変更する。これによりＰＬＣネットワークの通信が不安定な状態を反映し、通信レートを変更することができる。なお、ＰＬＣモデム２に設けられたバッファ部１６ｄの残メモリが少なくなってきた場合にも周期Ｔを短くし、バッファ部１６ｄの残メモリが十分残っている場合は周期Ｔを長くしてもよい。これも送受信管理制御部１６に残メモリを監視させることで実現できる。
【００７５】
続いて本発明の実施例１のＰＬＣ通信方法について図１０に基づいて説明する。図１０に示すように、ＰＬＣ通信システムのＰＬＣモデム２のうちの１つＰＬＣモデム２ａがＩＰ機器３ａからマルチキャストグループに参加したい旨のＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）を受信すると（ｓｔｅｐ１）、ＰＬＣモデム２ａ以外のＰＬＣモデム２ｂ，２ｃ，２ｄに転送し（ｓｔｅｐ２）、ＰＬＣモデム２ｂ，２ｃ，２ｄがこれをスヌーピングし（ｓｔｅｐ３）、どのＩＰ機器３がマルチキャストグループのデータを受信したいのか、を把握する（ｓｔｅｐ４）。そして、ＰＬＣモデム２ｂ，２ｃ，２ｄが、ＩＰ機器３の宛先ＭＡＣアドレス（マルチキャスト）とＰＬＣモデム２ｂ，２ｃ，２ｄのＰＬＣＭＡＣアドレスを関係付けるＭＡＣアドレステーブル１７ａを作成する（ｓｔｅｐ５）。なお、マルチキャストＩＰアドレスを宛先ＰＬＣＩＰアドレスに対応付けたＩＰアドレステーブルを作成するのでもよい。
【００７６】
その後、ＰＬＣモデム２ｄがマルチキャストグループの配信サーバであるビデオサーバ４からの受信状況を監視し（ｓｔｅｐ６）、ビデオサーバ４からマルチキャストパケットを受信すると（ｓｔｅｐ７）、パケット変換部１６ｃがＭＡＣアドレステーブル１７ａを参照してここにＰＬＣパケット変換情報が記入されていたら（ｓｔｅｐ８）、マルチキャストをユニキャストに変換して（ｓｔｅｐ９）、ＰＬＣのパケットフォーマットで送信し（ｓｔｅｐ１０）、ｓｔｅｐ８でＰＬＣパケット変換情報が記入されてなければ、変換せずマルチキャストのまま、ｓｔｅｐ１０に進んでＰＬＣのパケットフォーマットで送信するものである。
【００７７】
なお、ＭＡＣアドレステーブル１７ａやＩＰアドレステーブルをすべてのＰＬＣモデム２に作成させるのでなく、インターネット上のビデオサーバ４からのマルチキャストパケットを受信してＰＬＣネットワークへ中継するＰＬＣモデム２にのみ作成するのでもよい。デフォルトゲートウェイに接続されたＰＬＣモデム２にＭＡＣアドレステーブル１７ａやＩＰアドレステーブルを作成させ、ＩＰ機器３からＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）パケットを受信したＰＬＣ中継機器が、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を介してデフォルトゲートウェイが接続されたＰＬＣモデム２へのみＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）を送信することでこれが可能になる。また、すべてのＰＬＣモデム２へＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）を送信して、デフォルトゲートウェイが接続されたＰＬＣモデム２のみがそれを処理するのでもよい。デフォルトゲートウェイが接続されたＰＬＣモデム２の特定は、ＰＬＣモデム２がそれぞれインターネット上のビデオサーバ４へ通信を行い、通信経路を調べることで可能となる。
【００７８】
このように実施例１のＰＬＣ通信方法は、配信サーバからマルチキャストパケットを受信すると、ＭＡＣアドレステーブル１７ａやＩＰアドレステーブルにＰＬＣパケット変換情報があればこれを１：１の高速通信ができるユニキャストに変換し、ＰＬＣネットワーク内をユニキャスト通信するため、ＰＬＣネットワークにおける通信品質を低下させることがない。
【００７９】
（実施例２）
以上説明した実施例１においては、ＰＬＣ通信システムのＰＬＣモデム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのうち、ＰＬＣモデム２ａがマルチキャストパケットを受信する場合であった。本発明の実施例２は、ＰＬＣ通信システムの複数のＰＬＣモデム２ａ，２ｂ，２ｃに接続されているＩＰ機器３ａ，３ｂ，３ｃがストリーム配信を希望してマルチキャストパケットを受信する複数リンクの場合である。図１１は本発明の実施例２におけるＰＬＣ通信システムの外観図、図１２は本発明の実施例２におけるＰＬＣ通信システムの再送手順を説明する説明図である。
【００８０】
ＰＬＣモデム２ａ，２ｂ，２ｃからＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）を受信すると、ＰＬＣモデム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄはスヌーピングによりそれぞれのＭＡＣアドレステーブル１７ａを作成する。ＰＬＣモデム２ｄのＭＡＣアドレステーブル１７ａは図１１に示すとおりとなり、自分宛のＭＡＣアドレスを除いたアドレスとなる。ＩＰアドレステーブルの場合もパケット管理用のキーがＭＡＣアドレスからＩＰアドレスに変わるだけで同様である。
【００８１】
その後、ビデオサーバ４はストリーム配信を行うため図１１のようにマルチキャストパケットをＰＬＣモデム２ｄに送信する。ＰＬＣモデム２ｄはＭＡＣアドレステーブル１７ａを参照し、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の宛先ＭＡＣアドレス「０１−００−５Ｅ−０Ａ−０Ａ−０Ａ」，「０１−００−５Ｅ−０Ａ−０Ａ−０Ｂ」，「０１−００−５Ｅ−０Ａ−０Ａ−０Ｃ」と、対応するＰＬＣモデム２ａ，２ｂ，２ｃのＰＬＣＭＡＣアドレスａ，ｂ，ｃを参照し、着信したマルチキャストパケットをペイロードとしてマルチキャスト−ユニキャスト変換し、ＰＬＣモデム２ａ，２ｂ，２ｃにそれぞれユニキャストする。
【００８２】
このとき、従来のようにマルチキャストの場合であれば複数リンクへ同時配信でき、図１２（ａ）の時間ｔ1、時間ｔ2、時間ｔ3のパケットのようにＰＬＣモデム２ｄから同じリソースで同時に送信できるが、実施例２のＰＬＣモデム２はマルチキャスト−ユニキャスト変換してユニキャストで送信するため、３つのフレームを同時には送信できない。すなわち、ユニキャストによる高速通信を実現するために同時送信が犠牲になる。そして、ストリーム配信のコンテンツによっては、転送時間の不均一でデータに揺らぎが生じないようにジッタ制限があり、このジッタ制限を越えてリンク数を増すことはできないという制約もある。
【００８３】
そこで実施例２においては、ジッタの許容範囲内で送信先を順に変えて複数リンクを実現しているが、図１２（ｂ）に示すように送信順を固定してユニキャストする場合、ＰＬＣモデム２ａ，２ｂ，２ｃへの３つのフレームは時間的にリレーするように送信されるので、パケットが時間内に着信できなくなる場合が出てくる。すなわち、ＰＬＣモデム２ａ，２ｂ，２ｃの順に送信順を固定して送信すると、同じリソース（パケット１）で時間ｔ1にＰＬＣモデム２ａへのパケットａ1が送信され、これが着信するとＰＬＣモデム２ｂへのパケットｂ1、また、これが着信するとＰＬＣモデム２ｃへのパケットｃ1が送信される。しかし、時間ｔ2までにパケットｂ1、パケットｃ1は着信しない。ここで「○」「×」は着信の成功、不成功を示している。
【００８４】
続く時間ｔ2にも、同じリソース（パケット２）でＰＬＣモデム２ａへのパケットａ2が送信され、これが着信するとＰＬＣモデム２ｂへのパケットｂ2、これが着信するとＰＬＣモデム２ｃへのパケットｃ2が送信される。しかし、パケットｃ2はパケット３を送信する時間ｔ3までに着信できない。
【００８５】
このため実施例２においては、順序を一定の順に固定して送信するのでなく、図１２（ｃ）のようにＰＬＣモデム２ａ，２ｂ，２ｃの通信状態測定部１８が測定した直前の平均の転送時間を比較し、転送時間の小さい順に送信を行う。従って、図１２（ｂ）では時間ｔ1にパケットａ1、ｂ1、ｃ1の順で送信されていたものを、転送時間が小さい順のパケットｂ1、ｃ1、ａ1の順で送信する。これによって、図１２（ｂ）では１個のパケットａ1だけが着信し、パケットｂ1、ｃ1は着信できなかったが、２個のパケットｂ1、ｃ1の着信が可能になる。時間ｔ2においても同様で、転送時間が小さい順のパケットｂ2、ａ2、ｃ2で送信する。このように実施例２の送信順はトラフィックの状況に従って決定され、ジッタ制限で転送不能となるパケットを減少させることができる。
【００８６】
このように実施例２においては、複数リンクへの同時配信はできないが、ジッタの許容範囲内において宛先を順次変える再送制御を行うことにより、複数リンクを実現させることができる。そして、ユニキャストの再送機能を適用することにより、バッファの容量を増さなくても複数リンクへストリーム配信することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、ＰＬＣネットワークで高品質の通信を行うことができるＰＬＣモデムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】（ａ）本発明の実施例１におけるＰＬＣ通信システムの外観図、（ｂ）（ａ）とは別のＰＬＣ通信システムの構成図
【図２】本発明の実施例１におけるＰＬＣ中継機器の構成図
【図３】本発明の実施例１におけるＩＧＭＰの制御状態の説明図
【図４】本発明の実施例１におけるＩＧＭＰのパケットフォーマットの説明図
【図５】（ａ）本発明の実施例１におけるＭＡＣアドレステーブルの説明図、（ｂ）本発明の実施例１におけるマルチキャスト−ユニキャスト変換の説明図
【図６】本発明の実施例１におけるパケットフォーマットの説明図
【図７】本発明の実施例１におけるＰＬＣ通信システムのＩＧＭＰ（ｊｏｉｎ）受信時の説明図
【図８】本発明の実施例１におけるＰＬＣ通信システムのストリーム配信時の説明図
【図９】本発明の実施例１におけるＰＬＣ通信システムの帯域更新の説明図
【図１０】本発明の実施例１におけるＰＬＣ通信方法のフローチャート
【図１１】本発明の実施例２におけるＰＬＣ通信システムの外観図
【図１２】本発明の実施例２におけるＰＬＣ通信システムの再送手順を説明する説明図
【符号の説明】
【００８９】
１    電灯線
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，・・，２    ＰＬＣモデム
３ａ，３ｂ，３ｃ，・・，３    ＩＰ機器
４    ビデオサーバ
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，・・，５    プラグ
６    ルータ
１１    ケーブル
１２    ＰＬＣインタフェース
１３    変復調部
１４    帯域制御部
１５    電源回路
１６    送受信管理制御部
１６ａ    ＩＧＭＰ管理部
１６ｂ    スヌーピング部
１６ｃ    パケット変換部
１６ｄ    バッファ部
１７    メモリ部
１７ａ    ＭＡＣアドレステーブル
１８    通信状態測定部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図５】
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