(57)【要約】【課題】フレームのバーストを緩和するフロー制御を行うフレーム送信装置およびフレーム受信装置を有するネットワークにおいて、受信バッファの容量を増やすことなく、ネットワーク内での音声ジッタの発生を防止し、転送効率を向上させる。【解決手段】フレーム送信装置１０１からフレーム受信装置１０２にフレームが送信されると、受信バッファ１２１にフレームのデータが蓄積される。受信バッファ１２１のバッファ使用量に基づいて輻輳が発生したと判定された場合、フレームの送出間隔を設定したＰＡＵＳＥフレームが、フレーム受信装置１０２からフレーム送信装置１０１に送信される。フレーム送信装置１０１は、受信したＰＡＵＳＥフレームに設定された送出間隔でフレームを送信する制御を行う。【選択図】図１
2009147569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム送信装置から通信ネットワークを介してフレームを受信するフレーム受信装置であって、
受信したフレームのデータを蓄積する受信バッファ手段と、
前記受信バッファ手段のバッファ使用量に基づいて輻輳が発生したか否かを判定する判定手段と、
輻輳が発生した場合に、フレーム抑止要求を前記フレーム送信装置に送信する送信手段と、
前記フレーム送信装置が送信するフレームの送出間隔を指定するパラメータを、前記フレーム抑止要求に設定する設定手段と
を備えることを特徴とするフレーム受信装置。
【請求項２】
前記フレームの送出間隔を調整する調整手段をさらに備え、前記判定手段は、前記バッファ使用量が輻輳判定閾値を超過したとき、輻輳が発生したと判定し、前記調整手段は、前記フレーム抑止要求を送信してから一定時間経過後に該バッファ使用量が該輻輳判定閾値を超過している場合に、前記フレームの送出間隔を増加させ、前記設定手段は、増加した送出間隔を指定するパラメータを前記フレーム抑止要求に設定することを特徴とする請求項１記載のフレーム受信装置。
【請求項３】
前記フレームの送出間隔を調整する調整手段をさらに備え、前記判定手段は、前記バッファ使用量が輻輳判定閾値を超過したとき、輻輳が発生したと判定し、該バッファ使用量が輻輳解消判定閾値を下回ったとき、輻輳が解消したと判定し、前記調整手段は、輻輳が解消した場合に、前記フレームの送出間隔を減少させ、前記設定手段は、減少した送出間隔を指定するパラメータを前記フレーム抑止要求に設定することを特徴とする請求項１記載のフレーム受信装置。
【請求項４】
輻輳が発生した場合に、受信したフレームの平均フレーム長を算出し、得られた平均フレーム長に対応する適正入力ビットレートを用いてフレームの送出間隔を算出する算出手段をさらに備え、前記設定手段は、得られた送出間隔を指定するパラメータを前記フレーム抑止要求に設定することを特徴とする請求項１記載のフレーム受信装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記バッファ使用量が輻輳判定閾値を超過したとき、輻輳が発生したと判定し、該バッファ使用量が輻輳継続判定閾値を超過したとき、輻輳が継続していると判定し、前記設定手段は、輻輳が継続している場合に、フレーム送出停止を指定するパラメータを前記フレーム抑止要求に設定することを特徴とする請求項１、２、３、または４記載のフレーム受信装置。
【請求項６】
通信ネットワークを介してフレーム受信装置にフレームを送信するフレーム送信装置であって、
前記フレーム受信装置にフレームを送信する送信手段と、
前記フレーム受信装置で輻輳が発生した場合に、該フレーム受信装置からフレーム抑止要求を受信する受信手段と、
前記送信手段が送信するフレームの送出間隔を指定するパラメータを、前記フレーム抑止要求から抽出する抽出手段と、
抽出されたパラメータにより指定される送出間隔でフレームを送信するように、前記送信手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするフレーム送信装置。
【請求項７】
フレーム送信装置から通信ネットワークを介してフレームを受信するフレーム受信方法
であって、
受信したフレームのデータを受信バッファ手段に蓄積し、
前記受信バッファ手段のバッファ使用量に基づいて輻輳が発生したか否かを判定し、
輻輳が発生した場合に、前記フレーム送信装置が送信するフレームの送出間隔を指定するパラメータを、フレーム抑止要求に設定し、
前記フレーム抑止要求を前記フレーム送信装置に送信する
ことを特徴とするフレーム受信方法。
【請求項８】
通信ネットワークを介してフレーム受信装置にフレームを送信するフレーム送信方法であって、
前記フレーム受信装置で輻輳が発生した場合に、該フレーム受信装置からフレーム抑止要求を受信し、
前記フレーム抑止要求からフレームの送出間隔を指定するパラメータを抽出し、
抽出されたパラメータにより指定される送出間隔で、前記フレーム受信装置にフレームを送信する
ことを特徴とするフレーム送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声、画像等のリアルタイム性を必要とする信号を送受信する通信ネットワークにおいて、フレームのバーストを緩和するフロー制御を行うフレーム送信装置およびフレーム受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、イーサネット（登録商標）を経由してフレーム送信装置とフレーム受信装置が通信する構成において、送信装置からのバースト送信を受信装置が受信しきれない場合は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．３に規定されているように、受信装置が送信装置に対するフロー制御を行い、送信装置に対して出力停止を要求している。全二重通信方式の場合、受信装置が送信装置にＰＡＵＳＥフレームを送信して、停止時間を指定する。
【０００３】
図１３は、音声信号や画像信号を送受信する広域イーサネット（登録商標）の構成例を示している。上位装置１２は、例えば、コンテンツサーバであり、ＩＰ（Internet Protocol ）ネットワーク１１を介して、無線基地局装置１３〜１５に音声信号や画像信号のフレームを送信する。ＩＰネットワーク１１内において、フレームがルータ、スイッチ、ハブ等の多段のネットワーク装置１６〜２０を経由する場合、それらの装置のバッファ特性等により、後段の装置においてフレームのバーストが発生する場合がある。
【０００４】
例えば、ネットワーク装置１９から無線基地局装置１３にフレームを送信するとき、無線基地局装置１３が受信バッファで吸収できる量を超えてフレームを受信した場合、フロー制御によりネットワーク装置１９に対してＰＡＵＳＥフレーム２２を送信し、フレームの送信を抑止するように要求する。ＰＡＵＳＥフレームを受信したネットワーク装置１９は、ＰＡＵＳＥフレーム２２内で指定された中断時間の間、フレームの送信を中断する。その間、無線基地局装置１３は、受信バッファに蓄積されたフレームを処理する。
【０００５】
図１４は、従来のフロー制御におけるフレーム送信装置とフレーム受信装置の構成例を示している。フレーム送信装置３１とフレーム受信装置３２は、例えば、図１３のネットワーク装置１９と無線基地局装置１３にそれぞれ対応し、実線矢印と破線矢印は主信号と制御信号をそれぞれ表している。
【０００６】
フレーム送信装置３１は、送信バッファ４１、送信制御部４２、中断時間パラメータ抽出部４３、およびＰＡＵＳＥフレーム抽出部４４を備え、フレーム受信装置３２は、受信バッファ５１、受信バッファ制御部５２、バッファ輻輳判定部５３、中断時間パラメータ挿入部５４、ＰＡＵＳＥフレーム生成部５５、およびセレクタ５６を備える。
【０００７】
フレーム送信装置３１からフレーム受信装置３２へ送信されたフレームは、受信バッファ５１に蓄積される。受信バッファ５１のデータ蓄積量は、受信バッファ制御部５２により常に監視され、バッファ輻輳判定部５３に通知される。バッファ輻輳判定部５３は、データ蓄積量の情報から輻輳の有無を判別し、中断時間パラメータ指示を中断時間パラメータ挿入部５４へ通知する。
【０００８】
中断時間パラメータ挿入部５４は、中断時間パラメータをＰＡＵＳＥフレーム生成部５５へ通知し、ＰＡＵＳＥフレーム生成部５５は、中断時間パラメータを含むＰＡＵＳＥフレームをセレクタ５６へ転送する。セレクタ５６は、ＰＡＵＳＥフレームまたは通常フレームを選択してフレーム送信装置３１に送信する。
【０００９】
フレーム送信装置３１のＰＡＵＳＥフレーム抽出部４４は、受信した全フレームの中からＰＡＵＳＥフレームを抽出して、中断時間パラメータ抽出部４３へ転送する。中断時間パラメータ抽出部４３は、ＰＡＵＳＥフレームから中断時間パラメータを抽出し、フレーム抑止指示を送信制御部４２へ通知する。送信制御部４２は、フレーム抑止指示に従って、送信バッファ４１からのフレーム送出を停止する。
【００１０】
図１５は、従来のＰＡＵＳＥフレームのフレームフォーマットを示している。このＰＡＵＳＥフレームは、プリアンブル、ＳＦＤ（Start Frame Delimiter ）、宛先アドレス、送信元アドレス、長さ／タイプ、操作コード、中断時間、パディング、およびＦＣＳ（Frame Check Sequence）の各フィールドからなる。このうち、パディングフィールドは未使用領域である。
【００１１】
このような構成によれば、受信バッファ５１の容量が十分大きい場合は、ＰＡＵＳＥフレームの中断時間により、受信バッファ５１内のデータ蓄積量を調整してバーストを吸収することが可能である。
【００１２】
しかし、受信バッファ５１の容量が比較的小さい場合は、ＰＡＵＳＥフレームを頻繁に送出する必要がある。さらに、受信バッファ５１内でのバーストの吸収ができず、ＩＰネットワーク１１内での音声ジッタ（揺らぎ）と転送効率低下の原因となる。また、受信バッファ５１の容量が十分大きい場合でも、バーストによるデータ滞留のために転送遅延が発生する。
【００１３】
この問題に対する対策として、ＰＡＵＳＥフレームの未使用領域を使用して輻輳が発生したポートＩＤを通知し、ＰＡＵＳＥフレームを受信した装置が通知されたポート宛のフレームのみを抑止する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【００１４】
また、ＰＡＵＳＥフレームを受信した場合、指定された時間、送信を停止するのではなく、前もって決められた送信比率となるように送信間隔を空ける方法も知られている（例えば、特許文献２を参照）。この方法では、フレーム間ギャップ（ＩＦＧ:Inter Frame Gap）が挿入される。
【特許文献１】特開２００６−３１１１９１号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述した従来のフロー制御には、次のような問題がある。
特許文献１の方法では、フレーム送信装置がＰＡＵＳＥフレームを受信した場合、輻輳が発生している指定ポートのみへのフレーム送信を停止するため、バーストの緩和を実現することはできず、音声ジッタの発生や転送効率の低下を解決することはできない。
【００１６】
特許文献２の方法では、フレーム送信装置がＰＡＵＳＥフレームを受信した場合、ネットワーク構成から前もって決められた比率で送信間隔を空けて送信するため、バーストを緩和し転送効率を上げることはできる。しかし、フレーム受信装置の受信バッファ内のデータ蓄積量に応じた受信間隔が保障されず、音声ジッタの防止や転送効率の最大化が必ずしも実現できない。
【００１７】
本発明の第１の課題は、フレームのバーストを緩和するフロー制御を行うフレーム送信装置およびフレーム受信装置を有するネットワークにおいて、受信バッファの容量を増やすことなく、ネットワーク内での音声ジッタの発生を防止し、転送効率を向上させること
である。
【００１８】
本発明の第２の課題は、受信バッファ内のデータ滞留による転送遅延を削減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
フレーム受信装置は、受信バッファ手段、判定手段、送信手段、および設定手段を備え、フレーム送信装置から通信ネットワークを介してフレームを受信する。
受信バッファ手段は、受信したフレームのデータを蓄積し、判定手段は、受信バッファ手段のバッファ使用量に基づいて輻輳が発生したか否かを判定する。送信手段は、輻輳が発生した場合に、フレーム抑止要求をフレーム送信装置に送信する。設定手段は、フレーム送信装置が送信するフレームの送出間隔を指定するパラメータを、フレーム抑止要求に設定する。
【００２０】
フレーム送信装置は、送信手段、受信手段、抽出手段、および制御手段を備え、通信ネットワークを介してフレーム受信装置にフレームを送信する。
送信手段は、フレーム受信装置にフレームを送信する。受信手段は、フレーム受信装置で輻輳が発生した場合に、フレーム受信装置からフレーム抑止要求を受信する。抽出手段は、送信手段が送信するフレームの送出間隔を指定するパラメータを、フレーム抑止要求から抽出する。制御手段は、抽出されたパラメータにより指定される送出間隔でフレームを送信するように、送信手段を制御する。
【００２１】
フレーム送信装置からフレーム受信装置にフレームが送信されると、受信バッファ手段にフレームのデータが蓄積される。受信バッファ手段のバッファ使用量に基づいて輻輳が発生したと判定された場合、フレームの送出間隔を設定したフレーム抑止要求が、フレーム受信装置からフレーム送信装置に送信される。フレーム送信装置は、受信したフレーム抑止要求に設定された送出間隔でフレームを送信する制御を行う。
【００２２】
フレーム受信装置からフレーム送信装置に送信されるフレーム抑止要求は、例えば、後述する図２のＰＡＵＳＥフレームに対応し、フレームの送出間隔を指定するパラメータは、例えば、図２のＩＦＧ挿入数に対応する。
【発明の効果】
【００２３】
フレーム受信装置の負荷状況により、受信装置主導で伝送路のバースト性を引き下げることができる。これにより、バースト送信の発生が抑止され、ネットワークの揺らぎを防止することができる。また、受信装置においてバースト送信を吸収するための受信バッファを削減することができ、受信バッファ通過による転送遅延を軽減することが可能になる。
【００２４】
従来も、フレーム送信装置に回線シェーパ等の機能を持たせることで、ネットワークの負荷を低減することは可能であるが、送信装置において、受信装置に余裕があるのか高負荷なのかを把握することは不可能であり、転送効率が最大とはならない。これに対して、受信装置で処理可能なフレーム送出間隔を送信装置に通知すれば、転送効率が最大になるように調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
イーサネット（登録商標）を経由してフレーム送信装置とフレーム受信装置が通信する構成において、受信装置は、輻輳検出時、ＰＡＵＳＥフレームにＩＦＧ値を情報として付加して送信装置に通知し、送信装置は、ＰＡＵＳＥフレーム受信時、フレームの送信を停
止するのではなく、そのＩＦＧ情報に従ってフレーム送出間隔を制御する。
【００２６】
図１は、実施形態のフロー制御におけるフレーム送信装置とフレーム受信装置の構成例を示している。実線矢印と破線矢印は、主信号と制御信号をそれぞれ表している。
フレーム送信装置１０１は、送信バッファ１１１、送信制御部１１２、フレーム送出間隔制御部１１３、ＩＦＧパラメータ抽出部１１４、中断時間パラメータ抽出部１１５、ＰＡＵＳＥフレーム抽出部１１６、および物理層制御部１１７を備える。フレーム受信装置１０２は、受信バッファ１２１、受信バッファ制御部１２２、バッファ輻輳判定部１２３、ＩＦＧ調整部１２４、中断時間パラメータ挿入部１２５、ＩＦＧパラメータ挿入部１２６、ＰＡＵＳＥフレーム生成部１２７、セレクタ１２８、および物理層制御部１２９を備える。
【００２７】
フレーム送信装置１０１からフレーム受信装置１０２へ送信されたフレームは、物理層制御部１２９を介して受信バッファ１２１に蓄積される。受信バッファ１２１のデータ蓄積量は、受信バッファ制御部１２２により常に監視され、バッファ輻輳判定部１２３およびＩＦＧ調整部１２４に通知される。
【００２８】
バッファ輻輳判定部１２３は、データ蓄積量の情報から輻輳の有無を判別し、輻輳有無情報をＩＦＧ調整部１２４へ通知する。ＩＦＧ調整部１２４は、データ蓄積量の情報と輻輳有無情報からＩＦＧおよび中断時間を決定し、具体的なフレーム間隔指示をＩＦＧパラメータ挿入部１２６に通知し、中断時間パラメータ指示を中断時間パラメータ挿入部１２５へ通知する。
【００２９】
なお、実施形態では、指示されたＩＦＧにてフレーム送出を制限している時間と、フレーム送出を停止している時間の両方を総称して、「中断時間」と呼ぶことにする。この中断時間は、フレーム送信装置１０１においてフレーム抑止制御が継続している時間に相当する。
【００３０】
ＩＦＧパラメータ挿入部１２６は、ＩＦＧパラメータをＰＡＵＳＥフレーム生成部１２７へ通知し、中断時間パラメータ挿入部１２５は、中断時間パラメータをＰＡＵＳＥフレーム生成部１２７へ通知する。ＰＡＵＳＥフレーム生成部１２７は、ＩＦＧパラメータおよび中断時間パラメータを含むＰＡＵＳＥフレームをセレクタ１２８へ転送する。セレクタ１２８は、ＰＡＵＳＥフレームまたは通常フレームを選択し、物理層制御部１２９を介してフレーム送信装置１０１に送信する。
【００３１】
フレーム送信装置１０１へ送信されたフレームは、物理層制御部１１７を介してＰＡＵＳＥフレーム抽出部１１６に転送される。ＰＡＵＳＥフレーム抽出部１１６は、受信した全フレームの中からＰＡＵＳＥフレームを抽出して、ＩＦＧパラメータ抽出部１１４および中断時間パラメータ抽出部１１５へ転送する。ＩＦＧパラメータ抽出部１１４は、ＰＡＵＳＥフレームからＩＦＧパラメータを抽出してフレーム送出間隔制御部１１３に通知し、中断時間パラメータ抽出部１１５は、ＰＡＵＳＥフレームから中断時間パラメータを抽出してフレーム送出間隔制御部１１３に通知する。
【００３２】
フレーム送出間隔制御部１１３は、フレーム送出間隔情報とフレーム抑止指示を送信制御部１１２へ通知する。送信制御部１１２は、通知された情報および指示に従って、送信バッファ１１１からのフレームに対するＩＦＧ挿入、またはフレーム送出の停止を行う。送出されたフレームは、物理層制御部１１７を介してフレーム受信装置１０２へ送信される。
【００３３】
図２は、実施形態のＰＡＵＳＥフレームのフレームフォーマットを示している。このＰ
ＡＵＳＥフレームのフォーマットは、図１５に示した従来のフォーマットと同様である。ただし、従来、未使用であるパディングフィールド４２オクテットのうち１オクテットを、ＩＦＧ指定が有効か無効かを指定する種別フィールドとして用い、２オクテットを、ＩＦＧ挿入数を指定するフィールドとして用いる。
【００３４】
種別フィールドがＩＦＧ指定無効に設定されている場合はフレーム送出停止を表し、ＩＦＧ挿入数フィールドは無効となる。この場合、フレーム送出間隔制御部１１３は、中断時間フィールドに設定された時間だけ、フレーム送出を停止する。一方、種別フィールドがＩＦＧ指定有効に設定されている場合は、ＩＦＧ挿入数フィールドは有効となり、１２オクテット×ＩＦＧ挿入数がＩＦＧ値となる。この場合、フレーム送出間隔制御部１１３は、中断時間フィールドに設定された時間だけ、ＩＦＧの挿入を継続する。
【００３５】
フレーム受信装置１０２は、輻輳発生時にフレーム送信装置１０１に通知したＩＦＧ値による効果を、受信バッファ１２１の使用量の推移を監視することにより判定し、フレーム受信装置１０２の負荷が最適となるようにＩＦＧ値を変更する。これにより、転送効率が最大となるようにＩＦＧ値が調整される。
【００３６】
図３は、ＩＦＧ調整処理における受信バッファ１２１の使用量の閾値を示している。バッファ輻輳判定部１２３は、輻輳継続判定閾値Ａ１、輻輳判定閾値Ａ２、および輻輳解消判定閾値Ａ３を用いて、受信バッファ１２１の輻輳状態を判定する。ここで、Ａ１＞Ａ２＞Ａ３である。バッファ使用量が閾値Ａ２を超過したとき、輻輳が発生したと判定され、閾値Ａ１を超過したとき、輻輳が継続していると判定され、閾値Ａ３を下回ったとき、輻輳が解消したと判定される。
【００３７】
図４は、これらの閾値を用いたＩＦＧ調整処理のフローチャートである。この処理で使用する調整中フラグと、内部監視時間Ｔ１を計測するためのタイマは、ＩＦＧ調整部１２４に保持される。
【００３８】
まず、バッファ輻輳判定部１２３は、バッファ使用量が閾値Ａ１を超過したか否かを判定し（ステップ４０１）、バッファ使用量が閾値Ａ１を超過していなければ、次に、バッファ使用量が閾値Ａ２を超過したか否かを判定する（ステップ４０２）。バッファ使用量が閾値Ａ２を超過していなければ、ステップ４０１の処理を繰り返し、バッファ使用量が閾値Ａ２を超過すると、輻輳発生をＩＦＧ調整部１２４に通知する。
【００３９】
ＩＦＧ調整部１２４は、調整中フラグをチェックし（ステップ４０３）、調整中フラグがオンであれば、調整中ＩＦＧ値をＩＦＧパラメータ挿入部１２６に通知して、内部監視時間Ｔ１のタイマを開始する（ステップ４０４）。一方、調整中フラグがオフであれば、ＩＦＧ初期値をＩＦＧパラメータ挿入部１２６に通知して、内部監視時間Ｔ１のタイマを開始する（ステップ４０５）。これにより、ＩＦＧ値が設定されたＰＡＵＳＥフレームが送出される。ＩＦＧ初期値としては、ネットワーク構成および受信フレーム長を考慮して、充分輻輳が発生しない値が選定される。
【００４０】
次に、バッファ輻輳判定部１２３は、バッファ使用量が閾値Ａ１を超過したか否かを判定し（ステップ４０６）、バッファ使用量が閾値Ａ１を超過すると、ＩＦＧ調整部１２４は、フレーム送出停止をＩＦＧパラメータ挿入部１２６に指示する（ステップ４０７）。これにより、フレーム送出停止が設定されたＰＡＵＳＥフレームが送出される。ＩＦＧ調整部１２４は、調整中フラグをオフにし（ステップ４０８）、ステップ４０１以降の処理を繰り返す。ステップ４０１においてバッファ使用量が閾値Ａ１を超過すると、ステップ４０７以降の処理が行われる。
【００４１】
ステップ４０６においてバッファ使用量が閾値Ａ１を超過していなければ、バッファ輻輳判定部１２３は、次に、バッファ使用量が閾値Ａ３を下回ったか否かを判定する（ステップ４０９）。内部監視時間Ｔ１内にバッファ使用量が閾値Ａ３を下回った場合、ＩＦＧ調整部１２４は、調整中ＩＦＧ値を１ランク小さくするようにＩＦＧパラメータ挿入部１２６に指示する（ステップ４１０）。
【００４２】
そして、ＩＦＧ調整部１２４は、調整中フラグをオンにし（ステップ４１１）、フレーム抑止制御を強制停止するため、中断時間Ｔ２の値“００００”を中断時間パラメータ挿入部１２５に通知する（ステップ４１２）。これにより、中断時間フィールドに“００００”が設定され、ＩＦＧ挿入数を１だけ減じたＰＡＵＳＥフレームが送出される。このＰＡＵＳＥフレームを受信したフレーム送信装置１０１のフレーム送出制御部１１３は、送信制御部１１２に対するフレーム抑止指示を停止する。ＩＦＧ調整部１２４は、ステップ４０１以降の処理を繰り返す。
【００４３】
ステップ４０９においてバッファ使用量が閾値Ａ３を下回っていなければ、ＩＦＧ調整部１２４は、内部監視時間Ｔ１が経過したか否かを判定する（ステップ４１３）。内部監視時間Ｔ１が経過していなければ、ステップ４０６以降の処理を繰り返す。内部監視時間Ｔ１が経過すると、バッファ輻輳判定部１２３は、次に、バッファ使用量が閾値Ａ２を超過したか否かを判定する（ステップ４１４）。
【００４４】
バッファ使用量が閾値Ａ２を超過していなければ、ＩＦＧ調整部１２４は、現状のＩＦＧ値を調整中ＩＦＧ値として採用し（ステップ４１５）、調整中フラグをオンにして（ステップ４１６）、ステップ４０１以降の処理を繰り返す。この場合、現状のＩＦＧ値は最適値であるため、フレーム抑止制御の強制停止は行われない。
【００４５】
ステップ４１４においてバッファ使用量が閾値Ａ２を超過すると、ＩＦＧ調整部１２４は、調整中ＩＦＧ値を１ランク大きくするようにＩＦＧパラメータ挿入部１２６に指示する（ステップ４１７）。これにより、ＩＦＧ挿入数を１だけ増やしたＰＡＵＳＥフレームが送出される（ステップ４１８）。そして、ＩＦＧ調整部１２４は、調整中フラグをオンにし（ステップ４１９）、ステップ４０６以降の処理を繰り返す。
【００４６】
図５は、このようなＩＦＧ調整処理におけるバッファ使用量の推移の一例を示している。実線の矢印は、ＩＦＧ調整部１２４における内部監視時間Ｔ１のタイマ、または、フレーム送信装置１０１における中断時間Ｔ２のタイマの継続時間を表す。また、黒丸印は、タイマが中断した時刻を表し、破線の矢印は、中断されたタイマの残り時間を表す。
【００４７】
まず、時刻ｔ１において、バッファ使用量が閾値Ａ２を超過し、調整中フラグがオフの場合、ＩＦＧ初期値のＰＡＵＳＥフレームが送出され、同時にＴ１およびＴ２のタイマが開始される（ステップ４０５）。その後、時刻ｔ２において、バッファ使用量が閾値Ａ３を下回ると、タイマが中断される。そして、調整中ＩＦＧ値が１ランク下げられて（ステップ４１０）、調整中フラグがオンとなり（ステップ４１１）、フレーム抑止制御が強制停止される（ステップ４１２）。
【００４８】
次に、時刻ｔ３において、バッファ使用量が閾値Ａ２を超過すると、調整中ＩＦＧ値でＰＡＵＳＥフレームが送出され、同時にＴ１およびＴ２のタイマが開始される（ステップ４０４）。その後、時刻ｔ４において、バッファ使用量が閾値Ａ３を下回ると、タイマが中断される。そして、調整中ＩＦＧ値が１ランク下げられて（ステップ４１０）、調整中フラグがオンとなり（ステップ４１１）、フレーム抑止制御が強制停止される（ステップ４１２）。
【００４９】
次に、時刻ｔ５において、バッファ使用量が閾値Ａ２を超過すると、調整中ＩＦＧ値のＰＡＵＳＥフレームが送出され、同時にＴ１およびＴ２のタイマが開始される（ステップ４０４）。バッファ使用量が閾値Ａ３を下回ることなく、時刻ｔ６において、Ｔ１がタイムアップすると、現状のＩＦＧ値が最適値であるため、その値が調整中ＩＦＧ値として採用され（ステップ４１５）、フレーム抑止制御が継続される。
【００５０】
次に、時刻ｔ７において、Ｔ２がタイムアップし、時刻ｔ８において、バッファ使用量が閾値Ａ２を超過しても、現状のＩＦＧ値が最適値であるため、フレーム流量に変化がない限り、時刻ｔ８〜ｔ１０において同様の処理が繰り返される。
【００５１】
折れ線５０１が示すように、時刻ｔ５から時間Ｔ１内に、バッファ使用量が閾値Ａ１を超過した場合は、フレーム送出停止のＰＡＵＳＥフレームが送出され（ステップ４０７）、調整中フラグがオフとなる（ステップ４０８）。
【００５２】
また、折れ線５０２が示すように、時刻ｔ５から時間Ｔ１内にバッファ使用量が閾値Ａ１を超過せず、閾値Ａ２を上回っている場合は、時刻ｔ６において、調整中ＩＦＧ値が１ランク上げられる（ステップ４１７）。そして、増加したＩＦＧ値のＰＡＵＳＥフレームが送出され（ステップ４１８）、調整中フラグがオンとなる（ステップ４１９）。バッファ使用量は常時監視されており、それが閾値Ａ１を超過すると、折れ線５０１の場合と同じく、フレーム送出停止のＰＡＵＳＥフレームが送出され（ステップ４０７）、調整中フラグがオフとなる（ステップ４０８）。
【００５３】
次に、以上の方法とは別のＩＦＧ調整方法について説明する。この方法では、フレーム受信装置１０２は、フレーム送信装置１０１からの受信フレーム長の平均値を常時監視し、輻輳発生時に直前のフレーム長平均値から、フレーム受信装置１０２における適正入力ビットレートを選択する。そして、そのビットレートに応じたＩＦＧ値をＰＡＵＳＥフレームに設定することで、フレーム送信装置１０１に対してフレーム受信装置１０２の負荷が最適となるようなフレーム送出間隔を通知する。
【００５４】
図６は、このようなＩＦＧ調整処理を行うＩＦＧ調整部１２４の構成例を示している。ＩＦＧ調整部１２４は、制御部６０１、入力フレームカウンタ６０２、タイマ６０３、ＩＦＧ値算出部６０４、およびビットレート格納部６０５を備える。
【００５５】
入力フレームカウンタ６０２は、タイマ６０３から出力される単位時間Δｔの情報と、受信バッファ制御部１２２からの入力フレーム長情報および入力フレーム数情報に基づいて、Δｔあたりの入力フレーム長総和Ｌと、入力フレーム数Ｆを常時カウントしている。
【００５６】
フレーム受信装置１０２内の適正入力ビットレートの情報は、上位のソフトウェア等により、ビットレート格納部６０５に設定される。この適正入力ビットレートとしては、許容値より幾分小さい値が設定される。フレーム受信装置１０２の処理能力は、入力フレーム長の影響を受けるため、複数のフレーム長のそれぞれに対応する適正入力ビットレートをあらかじめ用意しておく。
【００５７】
制御部６０１は、バッファ輻輳判定部１２３から輻輳発生を通知されると、ＩＦＧ値算出部６０４にその旨を通知する。ＩＦＧ値算出部６０４は、入力フレームカウンタ６０２から、直前のΔｔあたりの入力フレーム長総和Ｌと入力フレーム数Ｆを読み出し、それらの値を用いて平均フレーム長Ｌ／Ｆを算出する。次に、ビットレート格納部６０５に格納された複数の適正入力ビットレートの中から、平均フレーム長Ｌ／Ｆに対応する値ｒを選択する。そして、入力回線の最大ビットレートをｒ０として、次式によりＩＦＧ値を算出する。
【００５８】
ＩＦＧ値＝（ｒ０−ｒ）／（Ｆ／Δｔ）−Ｃ  ［ビット］
定数Ｃは、プリアンブルとＳＦＤを合わせたビット数に相当し、図２のフォーマットでは８×８ビットである。
【００５９】
ＩＦＧ値算出部６０４は、算出したＩＦＧ値を制御部６０１へ通知し、制御部６０１は、そのＩＦＧ値をＩＦＧパラメータ挿入部１２６に指示する。
図７は、このＩＦＧ調整処理における受信バッファ１２１の使用量の閾値を示している。バッファ輻輳判定部１２３は、輻輳継続判定閾値Ａ１および輻輳判定閾値Ａ２を用いて、受信バッファ１２１の輻輳状態を判定する。ここで、Ａ１＞Ａ２である。バッファ使用量が閾値Ａ２を超過したとき、輻輳が発生したと判定され、閾値Ａ１を超過したとき、輻輳が継続していると判定される。
【００６０】
図８は、これらの閾値を用いたＩＦＧ調整処理のフローチャートである。まず、バッファ輻輳判定部１２３は、バッファ使用量が閾値Ａ１を超過したか否かを判定し（ステップ８０１）、バッファ使用量が閾値Ａ１を超過していなければ、次に、バッファ使用量が閾値Ａ２を超過したか否かを判定する（ステップ８０２）。バッファ使用量が閾値Ａ２を超過していなければ、ステップ８０１の処理を繰り返し、バッファ使用量が閾値Ａ２を超過すると、輻輳発生をＩＦＧ調整部１２４に通知する。
【００６１】
ＩＦＧ調整部１２４は、上述した方法で必要なＩＦＧ値を算出し（ステップ８０３）、そのＩＦＧ値をＩＦＧパラメータ挿入部１２６に通知する（ステップ８０４）。これにより、算出されたＩＦＧ値が設定されたＰＡＵＳＥフレームが送出される。そして、ＩＦＧ調整部１２４は、ステップ８０１以降の処理を繰り返す。
【００６２】
ステップ８０１においてバッファ使用量が閾値Ａ１を超過すると、ＩＦＧ調整部１２４は、フレーム送出停止をＩＦＧパラメータ挿入部１２６に指示する（ステップ８０５）。これにより、フレーム送出停止が設定されたＰＡＵＳＥフレームが送出される。そして、ＩＦＧ調整部１２４は、ステップ８０１以降の処理を繰り返す。
【００６３】
図９は、このようなＩＦＧ調整処理におけるバッファ使用量の推移の一例を示している。まず、時刻ｔ１において、バッファ使用量が閾値Ａ２を超過した場合、算出されたＩＦＧ値のＰＡＵＳＥフレームが送出され（ステップ８０４）、フレーム送信装置１０１において中断時間Ｔ２のタイマが開始される。その後、時刻ｔ２において、Ｔ２がタイムアップすると、フレーム送信装置１０１はフレーム抑止制御を解除する。
【００６４】
次に、時刻ｔ３において、バッファ使用量が閾値Ａ２を再び超過すると、時刻ｔ３〜ｔ４において同様の処理が繰り返される。時刻ｔ３において、バッファ使用量が閾値Ａ１を超過した場合は、フレーム送出停止のＰＡＵＳＥフレームが送出される（ステップ８０５）。
【００６５】
図１０は、フレーム抑止を行わない場合のフレーム送出間隔を示している。この場合、フレーム送信装置１０１は、フレーム１００１〜１００４の間に最小値（９６ビット）のＩＦＧを挿入し、フレーム１００１〜１００４を連続的に送出する。
【００６６】
図１１は、ＩＦＧ値を指定してフレーム抑止を行う場合のフレーム送出間隔を示している。この場合、フレーム送信装置１０１は、フレーム１１０１〜１１０４の間にＩＦＧパラメータにより指定されたＩＦＧを挿入し、フレーム１１０１〜１１０４を断続的に送出する。
【００６７】
次に、オートネゴシエーションの拡張機能を利用した情報交換の方法について説明する。この機能を利用すれば、通信開始前にリンクパートナー間で、ＰＡＵＳＥフレームのＩＦＧ値を使用するか否かの情報を交換することが可能である。この情報の交換がない場合は、既存装置によってＰＡＵＳＥフレームのＩＦＧ指示が無視されるため、実施形態の装置と既存装置の接続によってＰＡＵＳＥフレームのＩＦＧ値を誤って使用してしまうことを防ぐことができる。
【００６８】
図１２は、互いにリンクパートナーの関係にあるフレーム送信装置１０１とフレーム受信装置１０２の間におけるオートネゴシエーションを示すフローチャートである。
まず、フレーム送信装置１０１の物理層制御部１１７は、全二重ＰＡＵＳＥオペレーションを有効または無効に設定したＢａｓｅ  Ｐａｇｅ  Ｗｏｒｄを、フレーム受信装置１０２に送信する（ステップ１２０１）。
【００６９】
次に、Ｍｅｓｓａｇｅ  ＣｏｄｅでＰＡＵＳＥフレームのＩＦＧ指定を有効または無効に設定したＮｅｘｔ  Ｐａｇｅ  Ｗｏｒｄを、フレーム受信装置１０２に送信する（ステップ１２０２）。例えば、ＰＡＵＳＥフレームのＩＦＧ指定を有効にする場合は、Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｃｏｄｅのコード番号を２６に設定して、Ｎｅｘｔ  Ｐａｇｅ  Ｗｏｒｄを送信する。
【００７０】
フレーム受信装置１０２の物理層制御部１２９は、リンクパートナーのＢａｓｅ  Ｐａｇｅを参照し（ステップ１２０３）、ＰＡＵＳＥオペレーションが有効か否かをチェックする（ステップ１２０４）。ＰＡＵＳＥオペレーションが有効であれば、次に、リンクパートナーのＮｅｘｔ  Ｐａｇｅを参照し（ステップ１２０５）、Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｃｏｄｅのコード番号をチェックする（ステップ１２０６）。
【００７１】
コード番号が２６であれば、そのリンクパートナーとの間でＰＡＵＳＥフレームのＩＦＧ指定が有効と判断し、ＰＡＵＳＥフレームのＩＦＧ指定が使用可である旨を、ＩＦＧ調整部１２４に通知する（ステップ１２０７）。コード番号が２６以外の場合は、ＰＡＵＳＥフレームのＩＦＧ指定は無効と判断し、ＰＡＵＳＥフレームのＩＦＧ指定が使用不可である旨を、ＩＦＧ調整部１２４に通知する（ステップ１２０８）。
【００７２】
また、ステップ１２０４においてＰＡＵＳＥオペレーションが無効であれば、ＰＡＵＳＥフレームが使用不可である旨を、ＩＦＧ調整部１２４に通知する（ステップ１２０９）。
【００７３】
このように、フレーム送信装置１０１とフレーム受信装置１０２の間で通信開始前のオートネゴシエーションを行うことにより、ＰＡＵＳＥフレームのＩＦＧ値を使用するか否かを確認し、ＩＦＧ指示の誤認識を防ぐことができる。したがって、実施形態の装置と既存装置の接続が可能になる。
【００７４】
図１から図１２までを参照しながら説明した実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）フレーム送信装置から通信ネットワークを介してフレームを受信するフレーム受信装置であって、
受信したフレームのデータを蓄積する受信バッファ手段と、
前記受信バッファ手段のバッファ使用量に基づいて輻輳が発生したか否かを判定する判定手段と、
輻輳が発生した場合に、フレーム抑止要求を前記フレーム送信装置に送信する送信手段と、
前記フレーム送信装置が送信するフレームの送出間隔を指定するパラメータを、前記フレーム抑止要求に設定する設定手段と
を備えることを特徴とするフレーム受信装置。
（付記２）前記フレームの送出間隔を調整する調整手段をさらに備え、前記判定手段は、前記バッファ使用量が輻輳判定閾値を超過したとき、輻輳が発生したと判定し、前記調整手段は、前記フレーム抑止要求を送信してから一定時間経過後に該バッファ使用量が該輻輳判定閾値を超過している場合に、前記フレームの送出間隔を増加させ、前記設定手段は、増加した送出間隔を指定するパラメータを前記フレーム抑止要求に設定することを特徴とする付記１記載のフレーム受信装置。
（付記３）前記フレームの送出間隔を調整する調整手段をさらに備え、前記判定手段は、前記バッファ使用量が輻輳判定閾値を超過したとき、輻輳が発生したと判定し、該バッファ使用量が輻輳解消判定閾値を下回ったとき、輻輳が解消したと判定し、前記調整手段は、輻輳が解消した場合に、前記フレームの送出間隔を減少させ、前記設定手段は、減少した送出間隔を指定するパラメータを前記フレーム抑止要求に設定することを特徴とする付記１記載のフレーム受信装置。
（付記４）輻輳が発生した場合に、受信したフレームの平均フレーム長を算出し、得られた平均フレーム長に対応する適正入力ビットレートを用いてフレームの送出間隔を算出する算出手段をさらに備え、前記設定手段は、得られた送出間隔を指定するパラメータを前記フレーム抑止要求に設定することを特徴とする付記１記載のフレーム受信装置。
（付記５）前記判定手段は、前記バッファ使用量が輻輳判定閾値を超過したとき、輻輳が発生したと判定し、該バッファ使用量が輻輳継続判定閾値を超過したとき、輻輳が継続していると判定し、前記設定手段は、輻輳が継続している場合に、フレーム送出停止を指定するパラメータを前記フレーム抑止要求に設定することを特徴とする付記１、２、３、または４記載のフレーム受信装置。
（付記６）フレーム受信を開始する前に、前記フレーム抑止要求に設定されたパラメータにより指定される送出間隔を使用するか否かを示す制御情報を、前記フレーム送信装置から受信する受信手段をさらに備えることを特徴とする付記１、２、３、または４記載のフレーム受信装置。
（付記７）通信ネットワークを介してフレーム受信装置にフレームを送信するフレーム送信装置であって、
前記フレーム受信装置にフレームを送信する送信手段と、
前記フレーム受信装置で輻輳が発生した場合に、該フレーム受信装置からフレーム抑止要求を受信する受信手段と、
前記送信手段が送信するフレームの送出間隔を指定するパラメータを、前記フレーム抑止要求から抽出する抽出手段と、
抽出されたパラメータにより指定される送出間隔でフレームを送信するように、前記送信手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするフレーム送信装置。
（付記８）フレーム送信装置から通信ネットワークを介してフレームを受信するフレーム受信方法であって、
受信したフレームのデータを受信バッファ手段に蓄積し、
前記受信バッファ手段のバッファ使用量に基づいて輻輳が発生したか否かを判定し、
輻輳が発生した場合に、前記フレーム送信装置が送信するフレームの送出間隔を指定するパラメータを、フレーム抑止要求に設定し、
前記フレーム抑止要求を前記フレーム送信装置に送信する
ことを特徴とするフレーム受信方法。
（付記９）通信ネットワークを介してフレーム受信装置にフレームを送信するフレーム送信方法であって、
前記フレーム受信装置で輻輳が発生した場合に、該フレーム受信装置からフレーム抑止要求を受信し、
前記フレーム抑止要求からフレームの送出間隔を指定するパラメータを抽出し、
抽出されたパラメータにより指定される送出間隔で、前記フレーム受信装置にフレームを送信する
ことを特徴とするフレーム送信方法。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施形態のフレーム送信装置とフレーム受信装置の構成図である。
【図２】実施形態のＰＡＵＳＥフレームを示す図である。
【図３】第１のバッファ使用量の閾値を示す図である。
【図４】第１のＩＦＧ調整処理のフローチャートである。
【図５】第１のバッファ使用量の推移を示す図である。
【図６】ＩＦＧ調整部の構成図である。
【図７】第２のバッファ使用量の閾値を示す図である。
【図８】第２のＩＦＧ調整処理のフローチャートである。
【図９】第２のバッファ使用量の推移を示す図である。
【図１０】第１のフレーム送出間隔を示す図である。
【図１１】第２のフレーム送出間隔を示す図である。
【図１２】オートネゴシエーションのフローチャートである。
【図１３】ネットワーク構成を示す図である。
【図１４】従来のフレーム送信装置とフレーム受信装置の構成図である。
【図１５】従来のＰＡＵＳＥフレームを示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１１  ＩＰネットワーク
１２  上位装置
１３、１４、１５  無線基地局装置
１６、１７、１８、１９、２０、２１  ネットワーク装置
３１、１０１  フレーム送信装置
３２、１０２  フレーム受信装置
４１、１１１  送信バッファ
４２、１１２  送信制御部
４３、１１５  中断時間パラメータ抽出部
４４、１１６  ＰＡＵＳＥフレーム抽出部
５１、１２１  受信バッファ
５２、１２２  受信バッファ制御部
５３、１２３  バッファ輻輳判定部
５４、１２５  中断時間パラメータ挿入部
５５、１２７  ＰＡＵＳＥフレーム生成部
５６、１２８  セレクタ
４２、１１２  送信制御部
１１３  フレーム送出間隔制御部
１１４  ＩＦＧパラメータ抽出部
１１７、１２９  物理層制御部
１２４  ＩＦＧ調整部
１２６  ＩＦＧパラメータ挿入部
５０１、５０２  折れ線
６０１  制御部
６０２  入力フレームカウンタ
６０３  タイマ
６０４  ＩＦＧ値算出部
６０５  ビットレート格納部
１００１、１００２、１００３、１００４、１１０１、１１０２、１１０３、１１０４
フレーム
【図１】
2009147569.tif 000003
【図２】
2009147569.tif 000004
【図４】
2009147569.tif 000005
【図５】
2009147569.tif 000006
【図６】
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【図８】
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【図９】
2009147569.tif 000009
【図１０】
2009147569.tif 000010
【図１１】
2009147569.tif 000011
【図１２】
2009147569.tif 000012
【図１３】
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【図１４】
2009147569.tif 000014
【図１５】
2009147569.tif 000015
【図３】
2009147569.tif 000016
【図７】
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