CN117597896A - 中继设备、中继方法和通信系统 - Google Patents

中继设备、中继方法和通信系统 Download PDF

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CN117597896A CN202280044553.XA CN202280044553A CN117597896A CN 117597896 A CN117597896 A CN 117597896A CN 202280044553 A CN202280044553 A CN 202280044553A CN 117597896 A CN117597896 A CN 117597896A
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Abstract

本中继设备(20，20A)经由多个通信路径(R1，R2)连接到上游网络，并且中继上游网络和下游网络之间的通信。中继设备(20，20A)包括控制单元(230，230A)。控制单元(230，230A)获取多个通信路径(R1、R2)中的至少一个通信路径的通信状态。控制单元(230，230A)根据通信状态来选择多个通信路径(R1，R2)中的一个通信路径。控制单元(230，230A)通过使用所选择的通信路径连接到上游网络。

Description

中继设备、中继方法和通信系统
技术领域
本公开涉及中继设备、中继方法和通信系统。
背景技术
近年来，远程办公变得普遍。网络环境是实现远程办公的重要因素，需要更舒适的网络环境。然而，例如，在诸如公寓之类的共同住宅中，存在无法容易地更新网络并且家中的通信容易受到其他住宅的网络流量的影响的问题。于是，例如，在共同住宅中，难以获得适合远程办公的网络环境(通信质量)。
已知一种用于通过进行多个流量的优先级(服务质量(QoS))控制来控制网络的通信质量的方法。在这样的技术中，通过对具有高优先级的流量(例如，VoIP通话流量)设定高优先级，在网络队列中优先处理该流量，或者对具有低优先级的流量进行整形来控制通信质量。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP 2018-157280A
发明内容
技术问题
然而，由于优先级控制处理是尽力而为的，因此不能保证具有高优先级的流量总是受到保护(总是被发送)。另外，例如，当具有高优先级的大量流量流入网络时，比如由多个家庭进行VoIP通话的情况，存在频带仅被具有高优先级的流量填充而无法满足所要求的网络质量的风险。因此，期望进一步改善网络环境。
于是，本公开提出一种能够进一步改善网络环境的机制。
注意，上述问题或目的仅仅是本说明书中公开的多个实施例可以解决或实现的多个问题或目的中的一个。
问题的解决方案
按照本公开，提供一种中继设备。所述中继设备经由多个通信路径连接到上游网络，并且中继所述上游网络和下游网络之间的通信。所述中继设备包括控制单元。所述控制单元获取所述多个通信路径中的至少一个通信路径的通信状态。所述控制单元根据所述通信状态来选择所述多个通信路径中的一个通信路径。所述控制单元通过使用所选择的通信路径连接到所述上游网络。
附图说明
图1是图解说明按照本公开的第一实施例的通信系统的构成例子的示图。
图2是图解说明按照本公开的第一实施例的通信路径的示图。
图3是图解说明按照本公开的第一实施例的MDF板的构成例子的框图。
图4是图解说明按照本公开的第一实施例的ONU的构成例子的框图。
图5是图解说明按照本公开的第一实施例的终端设备的构成例子的框图。
图6是图解说明按照本公开的实施例的通信路径质量要求信息的例子的示图。
图7是图解说明按照本公开的第一实施例的通信处理的例子的序列图。
图8是图解说明按照本公开的第二实施例的ONU的构成例子的框图。
图9是图解说明按照本公开的第二实施例的分析单元的构成例子的框图。
图10是图解说明按照本公开的第二实施例的通信处理的例子的序列图。
图11是图解说明按照本公开的第三实施例的MDF板的构成例子的框图。
图12是图解说明按照本公开的第三实施例的通信处理的例子的序列图。
图13是图解说明按照本公开的第二变形例的通信路径的例子的示图。
图14是图解说明按照本公开的第三变形例的通信路径的例子的示图。
图15是图解说明按照本公开的第三变形例的MDF板的构成例子的框图。
图16是图解说明按照本公开的第三变形例的通信路径的另一个例子的示图。
图17是图解说明按照本公开的第三变形例的终端设备的构成例子的框图。
图18是图解说明按照本公开的第四实施例的通信状态的示图。
图19是图解说明按照本公开的第四实施例的通信处理的流程的序列图。
图20是图解说明实现MDF板的功能的计算机1000的例子的硬件构成图。
具体实施方式
在下文中，参考附图详细描述本公开的实施例。注意，在本说明书和附图中，功能构成实质相同的组件用相同的附图标记表示，并且省略重复的描述。
下面描述的一个或多个实施例(包括例子和变形例)可以各自独立地实现。另一方面，下面描述的多个实施例中的至少一些可以与其他实施例中的至少一些适当地组合来实现。多个实施例可以包括彼此不同的新颖特征。于是，多个实施例可以有助于解决不同的目的或问题，并且可以表现出不同的效果。
<<1.引言>>
<1.1.现有技术>
如上所述，例如，远程办公的普及需要进一步改善网络环境。例如，在专利文献1中，通过在网络队列中优先处理具有高优先级的流量或者对具有低优先级的流量进行整形来进行QoS控制，从而实现网络环境的改善。
然而，由于上述QoS控制是单个网络中的QoS控制，因此当网络的频带被填满时，即使流量具有高优先级，也存在比特率降低或流量被切断的风险。
例如，JP 2015-27092A公开了一种用于基于多个通信路径的QoS来选择最佳通信路径的技术。然而，此类技术设想单个服务，而不设想提供多个服务的网络。
例如，在JP 2020-502948A中，系统通过第一网络接口顺序地发送分组突发。系统还基于在接收节点处接收到分组时记录的时间戳和分组的大小来生成第一网络接口的带宽。系统基于对应的带宽通过多个网络连接顺序地路由分组的数据流。从而，系统减少了重新要求处理对传输效率的影响。然而，在此类技术中，没有考虑分组的优先级。
在现有技术中，不能说充分考虑了在使用多个通信路径提供多个服务的情况下的QoS控制。因此，现有技术在进一步改善网络环境方面还有改进的余地。
<1.2.拟议技术>
按照拟议技术的中继设备经由多个通信路径连接到上游网络。中继设备中继上游网络和下游网络之间的通信。
例如，上游网络可以是诸如WAN之类的外部网络，而下游网络可以是为集体住房中的每个家庭构建的网络。多个通信路径可以包括在集体住房中构建的网络(例如，包括光线路的本地线路或本地5G)。在这种情况下，中继设备例如是光网络单元(ONU)。当中继设备是ONU时，中继设备连接到主配线架(MDF)板，并且例如与MDF板建立多个通信路径(例如，有线本地线路和无线本地5G)。
中继设备获取多个通信路径中的至少一个(例如，本地线路)的通信状态，并按照所获取的通信状态来选择多个通信路径中的一个通信路径。中继设备使用所选择的通信路径连接到上游网络。
如上所述，按照本公开的拟议技术的中继设备按照多个通信路径中的至少一个通信路径的通信状态来选择多个通信路径中的一个通信路径。结果，即使当一个通信路径的频带紧张时，中继设备也可以选择其他通信路径来中继下游网络和上游网络之间的通信，从而可以进一步改善网络环境。
在下文中，在每个实施例和变形例中详细描述包括中继设备的通信系统的细节。
<<2.第一实施例>>
<2.1.通信系统的构成例子>
<2.1.1.通信系统的总体构成例子>
图1是图解说明按照本公开的第一实施例的通信系统1的构成例子的示图。在图1中图解所示的例子中，通信系统1包括MDF板10、ONU 20、终端设备30和基站40。注意，在以下附图中，除非另有规定，否则有线通信用实线例示，而无线通信用虚线例示。
MDF板10例如是设置在诸如公寓之类的集体住房中的中继设备，并且中继在每个住宅中构建的网络(在下文中，也称为家庭网络或本地线路)与在集体住房外部的外部网络N(上游网络的例子。例如WAN)之间的通信。MDF板10经由ONU 20或基站40连接到家庭网络。
ONU 20是经由MDF板10连接到外部网络N并且中继家庭网络和外部网络N之间的通信的中继设备。图1中的ONU 20无线地或者有线地连接到终端设备30。
另外，ONU 20通过与MDF板10进行有线通信，经由MDF板10连接到外部网络N。ONU20通过与基站40进行无线通信，经由基站40连接到外部网络N。
如上所述，按照本实施例的ONU 20通过使用两个通信路径，即，经由MDF板10的通信路径和经由基站40的通信路径，连接到外部网络N。
终端设备30是置于集体住房的每个住宅中并由住宅中的居民(用户)使用的客户端设备。在图1的例子中，例如，终端设备30包括电视机、智能电话机、PC等。此外，终端设备30可以是诸如具有通信功能的家用电器之类的各种物联网(IoT)终端。
尽管图1图解说明了ONU 20通过直接无线通信与终端设备30通信的情况，但是本公开不限于此。例如，ONU 20可以经由布置在住宅中的无线路由器(未示出)与终端设备30通信。
这样，在住宅中，家庭网络由至少一个终端设备30和ONU 20构建。
基站40例如是本地5G(或私有5G)基站，该基站是集体住房的居民可用的私有5G服务。除了基站40之外，通信系统1还可以具有本地5G核心网络(未示出)。基站40连接到ONU20和MDF板10。在图1的例子中，ONU 20经由包括基站40的本地5G与MDF板10通信。
这里，参考图2描述ONU 20所使用的多个通信路径。图2是图解说明按照本公开的第一实施例的通信路径的示图。在图2中，一些组件没有示出。
如图2中图解所示，ONU 20通过使用通信路径R1和通信路径R2连接到外部网络N。
通信路径R1例如是在集体住房中构建的有线网络的通信路径。ONU 20通过使用通信路径R1连接到MDF板10而连接到外部网络N。
通信路径R2例如是在集体住房中构建的诸如本地5G之类的无线网络的通信路径。ONU 20通过使用通信路径R2连接到基站40。基站40经由MDF板10连接到外部网络N。以这种方式，ONU 20经由基站40(即，本地5G)和MDF板10连接到外部网络N。
<2.1.2.MDF板>
图3是图解说明按照本公开的第一实施例的MDF板10的构成例子的框图。图3中图解所示的MDF板10包括通信单元110、存储单元120和控制单元130。
通信单元110是用于与其他设备通信的通信接口。通信单元110可以是网络接口或设备连接接口。例如，通信单元110可以包括诸如网络接口卡(NIC)之类的局域网(LAN)接口，或者可以包括由通用串行总线(USB)主机控制器、USB端口等构成的USB接口。另外，通信单元110可以是有线接口或无线接口。
通信单元110起MDF板10的通信装置的作用。通信单元110在控制单元130的控制下与ONU 20、基站40和外部网络N通信。
通信单元110例如包括第一_第一通信接口(I/F)111_1、第一_第二通信I/F 111_2和第二通信I/F 112。第一_第一通信I/F 111_1例如是用于与ONU 20通信的通信接口。第一_第二通信I/F 111_2例如是用于与基站40通信的通信接口。第二通信I/F 112例如是用于与外部网络N通信的通信接口。
存储单元120是数据可读/可写存储设备，比如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪存或硬盘。存储单元120起MDF板10的存储装置的作用。
存储单元120例如包括通信路径数据库(DB)121。通信路径DB 121是存储到ONU 20的通信路径的数据库。当控制单元130确定多个通信路径R1和R2中的哪一个用于与ONU 20通信时，使用通信路径DB 121。例如，通信路径DB 121是路由表。
控制单元130是控制MDF板10的各个单元的控制器。控制单元130例如由诸如中央处理单元(CPU)或微处理单元(MPU)之类的处理器实现。例如，控制单元130是通过处理器使用随机存取存储器(RAM)等作为工作区，执行存储在MDF板10内部的存储设备中的各种程序实现的。注意，控制单元130可以由诸如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)之类的集成电路实现。CPU、MPU、ASIC和FPGA中的任何一个都可以被视为控制器。
控制单元130包括通信路径确定单元131和通信路径设定单元132。构成控制单元130的各个块(通信路径确定单元131和通信路径设定单元132)是指示控制单元130的功能的功能块。这些功能块可以是软件块或硬件块。例如，上述功能块中的每一个可以是用软件(包括微程序)实现的一个软件模块，或者可以是半导体芯片(裸片)上的一个电路块。当然，每个功能块可以是一个处理器或一个集成电路。功能块的构成方法是任意的。注意，控制单元130可以由与上述功能块不同的功能单元构成。
通信路径确定单元131基于存储在通信路径DB 121中的通信路径信息来确定要中继到ONU 20的数据的通信路径。通信路径信息例如包括将由终端设备30执行的应用(例如，通话应用、视频应用或文件传输应用)与通信路径相关联的信息。或者，通信路径信息可以包括将要中继的数据的类型(音频数据或图像数据)与通信路径相关联的信息。
通信路径设定单元132将通信路径信息写入通信路径DB 121。通信路径设定单元132例如将从ONU 20通知的通信路径信息登记到通信路径DB 121。或者，通信路径设定单元132可以获取从ONU 20通知的通信路径质量信息，并且基于通信路径质量信息生成并登记通信路径信息。通信路径质量信息的细节在下面描述。
<2.1.3.ONU>
图4是图解说明按照本公开的第一实施例的ONU 20的构成例子的框图。图4中图解所示的ONU 20包括通信单元210、存储单元220和控制单元230。
通信单元210是用于与其他设备通信的通信接口。通信单元210可以是网络接口或设备连接接口。例如，通信单元210可以包括诸如网络接口卡(NIC)之类的局域网(LAN)接口，或者可以包括由通用串行总线(USB)主机控制器、USB端口等构成的USB接口。此外，通信单元210可以是有线接口或无线接口。通信单元210可以具有诸如WiFi(注册商标)之类的无线局域网(LAN)通信以及诸如长期演进(LTE)和5G之类的移动通信的功能。
通信单元210起ONU 20的通信装置的作用。通信单元210在控制单元230的控制下与MDF板10、基站40和终端设备30通信。
通信单元210例如包括第一_第一通信I/F 211_1、第一_第二通信I/F211_2、第二_第一通信I/F 212_1和第二_第二通信I/F 212_2。第一_第一通信I/F 211_1例如是用于与MDF板10进行有线通信的有线通信接口。第一_第二通信I/F 211_2例如是用于与基站40进行无线通信的无线通信接口。第二_第一通信I/F 212_1例如是用于与终端设备30进行有线通信的有线通信接口。第二_第二通信I/F 212_2例如是用于与终端设备30进行无线通信的无线通信接口。
存储单元220是数据可读/可写存储设备，比如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪存或硬盘。存储单元220起ONU 20的存储装置的作用。
存储单元220例如包括通信路径数据库(DB)221。通信路径DB 221是存储到MDF板10的通信路径的数据库。当控制单元230确定多个通信路径R1和R2中的哪一个用于与MDF板10通信时，使用通信路径DB 221。例如，通信路径DB 221是路由表。
控制单元230是控制ONU 20的各个单元的控制器。控制单元230例如由诸如中央处理单元(CPU)或微处理单元(MPU)之类的处理器实现。例如，控制单元230是通过处理器使用随机存取存储器(RAM)等作为工作区，执行存储在ONU 20内部的存储设备中的各种程序实现的。注意，控制单元230可以由诸如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)之类的集成电路实现。CPU、MPU、ASIC和FPGA中的任何一个都可以被视为控制器。
控制单元230包括通信路径确定单元231和通信路径设定单元232。构成控制单元230的各个块(通信路径确定单元231和通信路径设定单元232)是指示控制单元230功能的功能块。这些功能块可以是软件块或硬件块。例如，上述功能块中的每一个可以是用软件(包括微程序)实现的一个软件模块，或者可以是半导体芯片(裸片)上的一个电路块。当然，每个功能块可以是一个处理器或一个集成电路。功能块的构成方法是任意的。注意，控制单元230可以由与上述功能块不同的功能单元构成。
通信路径确定单元231基于存储在通信路径DB 221中的通信路径信息来确定要中继到MDF板10的数据的通信路径。通信路径确定单元231确定要中继到MDF板10的数据的通信路径，以确定对应的通信I/F。通信路径信息例如包括将由终端设备30执行的应用(例如，通话应用、视频应用或文件传输应用)与通信路径相关联的信息。或者，通信路径信息可以包括将要中继的数据的类型(音频数据或图像数据)与通信路径相关联的信息。
通信路径设定单元232将通信路径信息写入通信路径DB 221。通信路径设定单元232基于例如从终端设备30通知的通信路径质量信息来生成并登记通信路径信息。通信路径质量信息的细节在下面描述。
<2.1.4.终端设备>
图5是图解说明按照本公开的第一实施例的终端设备30的构成例子的框图。图5中图解所示的终端设备30包括通信单元310、存储单元320、控制单元330和应用单元340。
通信单元310是用于与其他设备通信的通信接口。通信单元310可以是网络接口或设备连接接口。例如，通信单元310可以包括诸如网络接口卡(NIC)之类的局域网(LAN)接口，或者可以包括由通用串行总线(USB)主机控制器、USB端口等构成的USB接口。此外，通信单元310可以是有线接口或无线接口。通信单元310可以具有诸如WiFi(注册商标)之类的无线局域网(LAN)通信以及诸如长期演进(LTE)和5G之类的移动通信的功能。
通信单元310起终端设备30的通信装置的作用。通信单元310在控制单元330的控制下与ONU 20通信。
存储单元320是数据可读/可写存储设备，比如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪存或硬盘。存储单元320起终端设备30的存储装置的作用。
应用单元340是向终端设备30提供服务的一个或多个应用。应用单元340例如通过在中央处理单元(CPU)上操作的程序来实现，并且向使用终端设备30的用户提供诸如视频通话和文件传输协议(FTP)之类的各种服务。
控制单元330是控制终端设备30的各个单元的控制器。控制单元330例如由诸如中央处理单元(CPU)或微处理单元(MPU)之类的处理器实现。例如，控制单元330是通过处理器使用随机存取存储器(RAM)等作为工作区，执行存储在终端设备30内部的存储设备中的各种程序实现的。注意，控制单元330可以由诸如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)之类的集成电路实现。CPU、MPU、ASIC和FPGA中的任何一个都可以被视为控制器。
控制单元330包括通知单元331。构成控制单元330的块(通知单元331)是指示控制单元330的功能的功能块。该功能块可以是软件块或硬件块。例如，上述功能块可以是用软件(包括微程序)实现的一个软件模块，或者可以是半导体芯片(裸片)上的一个电路块。当然，功能块可以是一个处理器或一个集成电路。功能块的构成方法是任意的。注意，控制单元330可以由与上述功能块不同的功能单元构成。
通知单元331生成通信路径质量要求信息，并将该通信路径质量要求信息通知给ONU 20。通知单元331例如生成包括与应用单元340执行的应用对应的通信路径质量的通信路径质量要求信息。通知单元331将生成的通信路径质量要求信息通知给ONU 20，从而要求ONU 20以包括在通信路径质量要求信息中的质量来传送与对应应用相关的流量。
例如，在终端设备30中，应用单元340执行各种类型的应用。例如，在终端设备30是PC的情况下，在终端设备中可以执行诸如FTP或视频通话之类的应用。FTP是一种对延迟宽容但是需要发送和接收大量数据的应用。视频通话应用是一种对延迟以及发送和接收数据容量都有严格要求的应用。
如上所述，应用单元340执行的应用的网络特性对于每个应用是完全不同的。于是，可取的是选择满足每个应用的要求的适当网络。
网络特性(例如，通信质量)由应用单元340所执行的应用指定。通知单元331从应用单元340获取与网络特性相关的特性信息。例如，应用单元340可以将特性信息传递给通知单元331，作为在程序打开套接字时的自变量，或者可以将指示特性信息的网络需求脚本传递给通知单元331。
通知单元331向ONU 20通知与应用单元340执行的应用和对应应用所要求的通信质量(例如，特性信息)相关的信息，作为通信路径质量要求信息。例如，当应用单元340执行视频通话应用时，通知单元331通知通信路径质量要求信息，以请求ONU 20优先处理视频通知应用的流量。
通知单元331通过使用例如IP报头的DiffServ来通知通信路径质量要求信息。或者，通知单元331可以通过使用L2 VLAN标签来通知通信路径质量要求信息。此外，例如，可以通过使用与ONU 20建立的控制路径来发送JSON格式的文件(通信路径质量要求信息)。
<2.2.通信路径质量要求信息的例子>
这里，参考图6描述JSON格式的通信路径质量要求信息的例子。图6是图解说明按照本公开的实施例的通信路径质量要求信息的例子的示图。
例如，在上述本地5G中，存在例如按照流量数量而产生用于使用本地5G的服务的使用费的情况。例如，如果使用本地5G，则可能会产生使用费，以换取确保一定的通信质量。
通知单元331以以下设想为根据生成通信路径质量要求信息：对于诸如电视通话应用之类需要低延迟和大容量的流量，即使使用诸如本地5G之类的产生使用费但通信质量得到保证的收费承载，也要进行通信。在图6的例子中，通知单元331通过将“metered_bearer”设定为“真”，生成包括可以使用收费承载的事实的通信路径质量要求信息。
除了与上述收费承载相关的信息之外，图6中图解所示的通信路径质量要求信息还可以包括例如最小吞吐量(在图6中被指定为“10Mbps”的“吞吐量”)和优先级(在图6中被指定为“高”的“优先级”)。此外，通信路径质量要求信息可以包括与具体端口号(在图6中被指定为“10080”的“端口”)和延迟量(未示出，例如，“100ms以下”)相关的信息。
通知单元331将通信路径质量要求信息包括在例如控制分组中，并将通信路径质量要求信息发送到ONU 20。
在与ONU 20建立控制路径之后，通知单元331在任意定时向ONU 20通知通信路径质量要求信息。任意定时的例子包括终端设备30所执行的应用改变的定时，以及终端设备30连接到ONU 20的定时。
上述ONU 20的通信路径设定单元232基于接收的通信路径质量要求信息来设定路由规则，并将路由规则记载在通信路径DB 221中。
例如，通信路径设定单元232选择尽管成本低、但是其通信质量(例如，频带)不能得到保证的通信路径(例如，使用集体住房中的本地线路的固定线路的通信路径R1)，作为在通信路径质量要求信息中被设定为低优先级的流量的通信路径。
另一方面，通信路径设定单元232选择具有高稳定性和保证通信质量(例如，频带)的昂贵通信路径(例如，在集体住房中构建的本地5G的通信路径R2)，作为在通信路径质量要求信息中被设定为高优先级的流量的通信路径。
注意，例如，在即使在被设定为高优先级的流量中、也不允许收费承载的使用(例如，通信路径质量要求信息的metered_bearer为“假”)的情况下，通信路径设定单元232可以选择通信路径R1作为流量的通信路径。
通信路径设定单元232例如向MDF板10通知所确定的路由规则。MDF板10在通信路径DB 121中记载接收到的路由规则。结果，ONU 20在ONU 20和MDF板10之间的通信中，可以按照流量的优先级来选择通信路径(即，与通信路径对应的通信I/F)，从而可以进一步改善集体住房中的网络环境。
<2.3.通信处理>
接下来，参考图7描述按照本公开的第一实施例的通信处理的例子。图7是图解说明按照本公开的第一实施例的通信处理的例子的序列图。
如图7中图解所示，终端设备30向ONU 20发送用于与ONU 20建立用于通信路径控制的控制路径的连接请求(步骤S101)。例如，在ONU 20被设定为它自身的默认网关时，终端设备30向ONU 20进行用于建立控制路径的连接请求。
ONU 20响应该请求建立控制路径(S102)。注意，用于建立控制路径的通信路径可以是实际用于终端设备30和ONU 20之间的数据通信的通信路径(例如，无线LAN或有线线缆)，或者可以是其他通信路径(例如，蓝牙(注册商标))。
终端设备30在上述任意定时向ONU 20发送通信路径质量要求信息，以进行通信路径质量要求(步骤S103)。
ONU 20基于接收到的通信路径质量要求信息设定通信路径(步骤S104)。例如，ONU20将被设定为低优先级的应用app1的流量的通信路径设定为通信路径R1，并将设定为高优先级的应用app2的流量的通信路径设定为通信路径R2。
ONU 20向MDF板10通知关于设定的通信路径的通信路径信息(步骤S105)。MDF板10基于接收到的通信路径信息设定通信路径(步骤S106)。
此后，例如，假设终端设备30执行应用app1以生成发送数据。在这种情况下，终端设备30将发送数据(app1)发送到ONU 20(步骤S107)。
ONU 20确定接收到的发送数据(app1)的通信路径(步骤S108)。例如，ONU 20将发送数据(app1)的通信路径确定为通信路径R1。ONU 20基于确定的通信路径R1将发送数据(app1)发送到MDF板10(步骤S109)。
另外，例如，假设终端设备30执行应用app2以生成发送数据。在这种情况下，终端设备30将发送数据(app2)发送到ONU 20(步骤S110)。
ONU 20确定接收到的发送数据(app2)的通信路径(步骤S111)。例如，ONU 20将发送数据(app2)的通信路径确定为通信路径R2。ONU 20基于确定的通信路径2经由基站40(本地5G)将发送数据(app2)发送到MDF板10(步骤S112)。
尽管未在图7中示出，但是在ONU 20和MDF板10之间也进行控制路径建立处理。例如，在ONU 20和MDF板10之间，当ONU 20被激活时，创建通知信道。
更具体地，ONU 20在激活时向MDF板10发送用于建立控制路径的连接请求。MDF板10接收连接请求并建立控制路径。此时，可以对ONU 20进行认证和授权。
<<3.第二实施例>>
在上述第一实施例中，按照ONU 20基于通信路径质量要求信息设定的通信路径来确定数据的通信路径。即，在第一实施例中，ONU 20或MDF板10静态地确定数据的通信路径，并按照总是按照应用等的类型确定的规则来进行数据路由，但是本公开不限于此。例如，在存在不能满足终端设备30所需的通信质量的风险的情况下，ONU 20或MDF板10可以切换通信路径。作为第二实施例描述了这种情况。
<3.1.ONU的构成例子>
图8是图解说明按照本公开的第二实施例的ONU 20A的构成例子的框图。图8中图解所示的ONU 20A的控制单元230A与图5中的ONU 20的不同之处在于包括通信路径确定单元231A、通信路径设定单元232A和分析单元233。
分析单元233通过预测和分析上游网络的通信状态来获取上游网络的通信状态。通信路径设定单元232A按照通信状态设定路由规则，并且通信路径确定单元231A基于所确定的路由规则来选择通信路径。结果，ONU 20A可以按照上游网络的通信状态来选择通信路径。
例如，分析单元233监视往来于容纳在ONU 20中的每个终端设备30发送和接收的分组的分组计数器以及MDF板10侧(广域网(WAN)侧)的接口的分组计数器。分析单元233基于这些分组计数器的监视结果来预测上游网络(本地线路)的拥塞(通信状态)。
分析单元233从连接到终端设备30的I/F(例如，第一_第一I/F 211_1和第一_第二通信I/F 211_2)的计数器收集L2的计数器和/或L3的计数器。另外，分析单元233从连接到MDF板10的I/F(例如，第二_第一通信I/F 212_1)的计数器收集L2的计数器和/或L3的计数器。
分析单元233基于所收集的信息预测与MDF板10的通信路径(本地线路)的拥塞，以获取通信状态。
图9是图解说明按照本公开的第二实施例的分析单元233的构成例子的框图。图9中图解所示的分析单元233包括参数获取单元2331、预测单元2332和判定单元2333。
参数获取单元2331获取作为预测单元2332的输入参数组的通信参数。例如，参数获取单元2331从通信单元210获取通信参数。输入参数组的例子在下面描述。
预测单元2332接收由参数获取单元2331获取的输入参数组作为输入，并将通信状态的预测结果输出到判定单元2333作为输出。预测单元2332例如包括预测器，并且使用该预测器来预测通信状态。
这里，预测器是例如通过使用过去通信时的参数进行学习而预先生成的。
除了上述分组计数器之外，还提供以下参数作为用于预测器的输入的参数。
·吞吐量
·分组队列长度
·传输控制协议(TCP)的错误值
·重发次数
·每个应用的吞吐量
·对于特定主机的往返时间(RTT)
·因特网控制消息协议(ICMP)的错误率
除了上述参数之外，例如，可以从MDF板10获取以下参数等。
·分组计数器
·错误
·I/F(例如，第一_第一通信I/F 111_1和第二通信I/F 112(参见图3))的吞吐量
·分组队列长度
·追踪路由的结果
·链路的速度
·最小带宽
·可靠性
·负载
·最小最大传输单元(MTU)
注意，这些参数可以通过使用在ONU 20和MDF板10之间建立的控制路径从MDF板10获得。
另外，预测器将预期通信质量的度量(例如，吞吐量或延迟量)作为正确答案标签，并学习用于预测该值的回归模型。或者，预测器可以学习对通信恶化的情况和通信没有恶化的情况进行分类的分类问题，例如，假设不满足所要求的吞吐量的情况是“1”，而满足所要求的吞吐量的情况是“0”。
注意，图9中图解所示的预测器的模型是例子，并且可以使用各种模型。用作预测器的模型例如可以是包括长短期记忆(LSTM)的递归神经网络(RNN)，或者可以是简单的深度学习。要使用的模型可以是由简单线性多项式表示的模型。
此外，参数获取单元2331可以从MDF板10获取作为与ISP的连接点的PoP的拥塞状态或者办公楼本身的拥塞状态，作为预测单元2332的预测器的输入。
判定单元2333获取由预测单元2332预测的拥塞状态，并基于作为预测结果的拥塞状态来判定是否能够满足终端设备30所要求的通信路径质量。当判定不满足通信路径质量时，判定单元2333要求通信路径设定单元232A重写(更新)通信路径设定。
注意，分析单元233例如以预定周期进行这些分析(预测和判定)。
描述返回到图8。通信路径设定单元232A按照判定单元2333的判定结果来更新通信路径设定。
例如，假设判定单元2333判定没有发生拥塞并且满足终端设备30所要求的通信路径质量。在这种情况下，例如，通信路径设定单元232A设定使用本地线路(选择通信路径R1)的路由规则，并将该路由规则写入通信路径DB 221。
另一方面，假设判定单元2333判定发生拥塞并且不满足终端设备30所要求的通信路径质量。在这种情况下，例如，通信路径设定单元232A设定不使用本地线路而经由本地5G(选择通信路径2)的路由规则，并将该路由规则写入通信路径DB 221。
可以针对终端设备30的每个应用进行分析单元233的分析和通信路径设定单元232A的通信路径设定。或者，ONU 20可以对要容纳的所有终端设备30进行分析和通信路径设定。在这种情况下，当不满足预定的通信路径质量时，ONU 20判定发生了拥塞，并更新要容纳的所有终端设备30的通信路径设定。当预测的通信路径质量满足来自终端设备30的通信路径质量要求时，ONU 20将终端设备30的通信的通信路径设定为本地线路(通信路径R1)。另一方面，当预测的通信路径质量不满足来自终端设备30的通信路径质量要求时，ONU20将终端设备30的通信的通信路径设定为本地5G(通信路径2)。
通信路径确定单元231A确定通信路径，使得来自终端设备30的发送数据通过由通信路径设定单元232A设定的通信路径来发送。例如，当上游网络的本地线路的通信状态满足终端设备30所要求的通信路径质量时，通信路径确定单元231A将本地线路(通信路径R1)确定为发送数据的通信路径。另一方面，当上游网络的本地线路的通信状态不满足终端设备30所要求的通信路径质量时，通信路径确定单元231A将除对应的本地线路(通信路径R1)以外的通信路径R2(本地5G)确定为发送数据的通信路径。
如上所述，本地5G在使用时可能会产生费用。于是，按照本实施例的ONU 20预测通信状态，并且在作为预测的结果判定通信状态不满足终端设备30的通信路径质量要求时，将通信路径切换到本地5G。结果，ONU 20可以在抑制成本(收费)的增加的同时进一步改善网络环境。
<3.2.通信处理>
图10是图解说明按照本公开的第二实施例的通信处理的例子的序列图。注意，与图7中的处理相同的处理用相同的附图标记表示，并且省略其描述。
已获取通信路径质量要求的ONU 20分析本地线路的通信状态，并按照分析结果进行通信路径设定(步骤S201)。这里，假设本地线路没有拥塞，并且本地线路的通信状态满足来自终端设备30的通信路径质量要求。在这种情况下，ONU 20选择本地线路(通信路径R1)。
此后，例如，假设通过终端设备30执行应用app1以生成发送数据。在这种情况下，终端设备30将发送数据(app1)发送到ONU 20(步骤S202)。
ONU 20确定接收到的发送数据(app1)的通信路径(步骤S203)。这里，ONU 20将发送数据(app1)的通信路径确定为通信路径R1。ONU 20基于所确定的通信路径，通过使用通信路径R1将发送数据(app1)发送到MDF板10(步骤S204)。
ONU 20分析通信状态并设定通信路径(步骤S205)。这样的分析和通信路径设定例如以预定周期进行。
例如，假设ONU 20分析本地线路拥塞，并且判定本地线路的通信状态不满足来自终端设备30的通信路径质量要求。在这种情况下，ONU 20按照终端设备30的通信路径质量要求来设定通信路径。例如，当通信状态满足终端设备30所要求的通信路径质量时，ONU 20选择本地线路(通信路径R1)。例如，当通信状态不满足终端设备30所要求的通信路径质量时，ONU 20选择本地5G(通信路径R2)。这里，假设通信状态不满足终端设备30所要求的通信路径质量，从而ONU 20选择本地5G(通信路径R2)。
另外，ONU 20将与在步骤S205中设定的通信路径相关的设定信息发送到MDF板10(步骤S206)。MDF板10基于所获取的设定信息进行通信路径设定(步骤S207)。
在这种情况下，通过终端设备30执行应用app1而生成的发送数据(app1)被发送到ONU 20(步骤S208)，并且由ONU 20确定通信路径(步骤S209)。这里，确定经由本地5G的通信路径。
于是，ONU 20将发送数据(app1)发送到基站40(步骤S210)。基站40经由本地5G将接收到的发送数据(app1)发送到MDF板10(步骤S211)。
如上所述，按照本公开的第二实施例，ONU 20根据本地线路的通信状态通过不同的通信路径来中继同一应用app1的数据。因而，通信系统1可以进一步改善网络环境。
<<4.第三实施例>>
在上述第二实施例中，ONU 20预测通信状态，但是本公开不限于此。例如，MDF板10可以预测通信状态。作为第三实施例描述了这种情况。
<4.1.MDF板的构成例子>
图11是图解说明按照本公开的第三实施例的MDF板10A的构成例子的框图。图11中图解所示的MDF板10A与图4中图解所示的MDF板10的不同之处在于包括分析单元133和指令单元134。
分析单元133观察流向MDF板10A的上游侧的I/F(第二通信I/F112)的分组计数器。分析单元133基于观察结果，分析并监视从下游侧的各户(ONU 20)流出的流量的吞吐量是否超过上游侧(WAN)的上限吞吐量。当下游侧的流量数量可能超过WAN侧的吞吐量时，分析单元133向指令单元134通知该事实。
在获取来自分析单元133的通知时，指令单元134向ONU 20广播指示达到了上限吞吐量的吞吐量信息。指令单元134可以通过单播向每个ONU 20通知吞吐量信息。
已经接收到吞吐量信息的ONU 20例如通过对使用大量流量的流进行节流并限制流率来调整流量。
例如，ONU 20通过对下载游戏、OS等的更新文件的流进行节流来减少流入MDF板10A的流量数量。另一方面，对于诸如视频通话的流之类的具有高优先级的流不进行节流。
如上所述，ONU 20并不对所有的流一律进行节流，而是按照终端设备30所要求的通信质量以及优先级来进行节流。
另外，ONU 20可以对流量进行节流，并且还可以向终端设备30发送通信中断请求。在接收到通信中断请求时，终端设备30例如经由应用单元340询问用户是否中断流量，并且在从用户获得许可的情况下终止或推迟流。
当接收到指示即使调整流量(比如节流或通信中断)，本地线路的流量数量也可能超过WAN侧的吞吐量的吞吐量信息时，ONU 20更新通信路径设定。例如，ONU 20按照来自终端设备30的通信路径质量要求来设定流量的路由规则。
<4.2.通信处理>
图12是图解说明按照本公开的第三实施例的通信处理的例子的序列图。注意，与图7和图10中的处理相同的处理由相同的附图标记表示，并且省略其描述。
当分析出本地线路的流量数量可能超过WAN侧的吞吐量时(步骤S301)，MDF板10A向ONU 20通知吞吐量信息(步骤S302)。
已经获取吞吐量信息的ONU 20首先调整流量(步骤S303)。即使在流量被调整时，如果从MDF板10A接收到吞吐量信息(步骤S304)，则ONU 20也设定通信路径(步骤S305)。例如，ONU 20进行通信路径设定，以便将本地线路上不能满足终端设备30的通信路径质量要求的流量的通信路径切换到经由本地5G的通信路径R2。
结果，例如，来自终端设备30的发送数据(app1)经由基站40(本地5G)发送到MDF板10A。
这里，通信路径是在ONU 20调整流量之后设定的，但是本公开不限于此。例如，即使ONU 20设定通信路径并通过不同于本地线路的通信路径中继重要流量，当流量数量没有充分减少时，ONU 20也可以调整流量。
如上所述，在本实施例中，ONU 20按照MDF板10A监视WAN侧的吞吐量的结果来设定通信路径。结果，ONU 20可以按照实际通信状态动态地设定通信路径，从而可以进一步改善网络环境。
<<5.第一变形例>>
在上述第一实施例中，ONU 20进行静态通信路径设定，并且在第二和第三实施例中，ONU 20进行动态通信路径设定，但是本公开不限于此。例如，ONU 20可以进行静态通信路径设定和动态通信路径设定两者。
例如，ONU 20可以根据应用在进行静态通信路径设定和进行动态通信路径设定之间切换。例如，ONU 20进行静态通信路径设定，使得非常重要的应用的流量(第一流量的例子)总是经由本地5G(通信路径R2，第一通信路径的例子)进行通信，而对于其他应用进行动态通信路径设定。具体地，ONU 20在具有高优先级的流量(第二流量的例子)中，在通信状态满足终端设备30所要求的通信路径质量的情况下，选择本地线路(通信路径R1，第二通信路径的例子)。例如，当通信状态不满足终端设备30所要求的通信路径质量时，ONU 20对具有高优先级的流量的通信选择本地5G(通信路径R2，第一通信路径的例子)。
例如，ONU 20可以基于通信路径质量要求信息在进行动态通信路径设定和进行静态通信路径设定之间切换。ONU 20可以基于来自用户的指令在进行动态通信路径设定和进行静态通信路径设定之间切换。
<<6.第二变形例>>
在上述第一到第三实施例和第一变形例中，MDF板10和10A经由本地线路(通信路径R1)和本地5G(通信路径R2)与ONU 20通信，但是多个通信路径不限于上述通信路径。
图13是图解说明按照本公开的第二变形例的通信路径的例子的示图。
如图13中图解所示，假设基站40可以例如经由本地5G的核心网络(未示出)连接到外部网络(例如，WLAN)。在这种情况下，代替通信路径R2，ONU 20可以将经由基站40连接到外部网络的通信路径R3设定为多个通信路径中的一个。
即，ONU 20基于从终端设备30获取的通信路径质量要求信息，设定用于选择通信路径R1或通信路径R3的路由规则。
<<7.第三变形例>>
在上述第一到第三实施例以及第一和第二变形例中，ONU 20经由多个通信路径连接到上游网络，但是本公开不限于此。例如，MDF板10A可以经由多个通信路径连接到上游网络(外部网络)。
图14是图解说明按照本公开的第三变形例的通信路径的例子的示图。
如图14中图解所示，假设基站40可以例如经由本地5G的核心网络(未示出)连接到外部网络(例如，WLAN)。在这种情况下，MDF板10C使用经由有线网络连接到外部网络的通信路径R4或者经由基站40(本地5G)连接到外部网络的通信路径R5来中继流量。
图15是图解说明按照本公开的第三变形例的MDF板10C的构成例子的框图。图15中图解所示的MDF板10C与图3中的MDF板10的不同之处在于，通信单元110C包括第二_第一通信I/F 112_1和第二_第二通信I/F 112_2而不是第二通信I/F 112。
第二_第一通信I/F 112_1例如是连接到外部网络的接口，并且具有与图3中的第二通信I/F 112类似的功能。第二_第二通信I/F 112_2例如是经由基站40连接到本地5G的接口。
通信路径设定单元132例如基于从ONU 20获取的设定信息，从通信路径R4和R5中选择要连接到外部网络的通信路径，并设定路由规则。例如，通信路径设定单元132可以对于其中经由基站40(通信路径R2)进行通信的流选择通信路径R5，并且对于其中经由本地线路(通信路径R1)进行通信的流选择通信路径R4。
或者，通信路径设定单元132例如可以经由ONU 20从终端设备30获取通信路径质量要求信息，并基于该信息设定路由规则。在这种情况下，通信路径设定单元132可以与ONU20的通信路径设定单元232类似地设定通信路径。
此外，通信路径设定单元132例如可以按照ONU 20A进行分析的通信状态来更新通信路径设定。或者，例如，通信路径设定单元132可以按照WAN侧的吞吐量的监视状态来更新通信路径设定。在这种情况下，控制单元130包括图11中图解所示的分析单元133(未示出)。
在上述例子中，MDF板10C设定上游网络的通信路径，但是本公开不限于此。例如，终端设备30可以从多个通信路径中选择要连接到外部网络的通信路径。
图16是图解说明按照本公开的第三变形例的通信路径的另一个例子的示图。
如图16中图解所示，假设基站40可以经由例如本地5G的核心网络(未示出)连接到外部网络(例如，WLAN)。在这种情况下，终端设备30D使用经由ONU 20连接到外部网络的通信路径R1或者经由基站40(本地5G)连接到外部网络的通信路径R6来进行通信。
图17是图解说明按照本公开的第三变形例的终端设备30D的构成例子的框图。图17中图解所示的终端设备30D的通信单元310D包括第一_第一通信I/F 311_1和第一_第二通信I/F 311_2。此外，存储单元320D包括通信路径DB 321。控制单元330D包括通信路径确定单元332和通信路径设定单元333。
第一_第一通信I/F 311_1例如是用于与ONU 20通信的接口。第一_第二通信I/F311_2例如是经由基站40连接到本地5G的接口。
通信路径DB 321是存储到外部网络的通信路径的数据库。当控制单元330D确定多个通信路径R1和R6中的哪一个用于连接到外部网络时，使用通信路径DB 321。例如，通信路径DB 321是路由表。
通信路径确定单元332基于存储在通信路径DB 321中的通信路径信息(路由规则)来确定数据的通信路径。
通信路径设定单元333基于例如应用单元340执行的应用所要求的通信路径质量来设定通信路径。通信路径设定单元333设定通信路径，使得对于具有高优先级的通信，比如像视频通话应用那样需要低延迟和大容量的通信，选择经由可以进行稳定通信的本地5G的通信路径R6，而对于具有低优先级的其他通信，选择包括本地线路的通信路径R1。
注意，通信路径设定单元333可以按照例如从ONU 20获取的通信状态来进行动态通信路径设定。例如，当上游网络没有拥塞时，通信路径设定单元333设定通信路径，使得选择包括本地线路的通信路径R1。另一方面，当上游网络拥塞时，通信路径设定单元333设定通信路径，使得按照流量的类型等选择通信路径R1和R6中的一个。
注意，在第一到第三实施例以及第一和第二变形例中描述的通信路径R1～R6是例子，通信系统可以选择其他通信路径。例如，ONU 20可以经由公共蜂窝通信网络而不是本地5G连接到MDF板10。
另外，在通信系统中使用的多个通信路径不限于两个通信路径。例如，通信系统可以使用三个或更多的通信路径来设定路由规则。三个或更多的通信路径可以包括上述通信路径R1～R6，或者可以包括除通信路径R1～R6以外的通信路径。
<<8.第四实施例>>
在上述第三实施例中，MDF板10A预测当前通信状态，但是本公开不限于此。例如，MDF板10A可以预测预定时段内的通信状态。作为第四实施例描述了这种情况。
图18是图解说明按照本公开的第四实施例的通信状态的示图。通常，已知网络利用率具有每日周期性或每周周期性。如图18中图解所示，例如，在一天中，利用率在21:00～23:00左右变得最高，而利用率在3:00～6:00左右变得最低。
因此，例如，MDF板10A预测网络的使用增加的时区(在下文中，它也被称为峰值时区)，并指令ONU 20避免在峰值时区进行需要大量数据传输的通信，比如游戏或OS更新。
结果，MDF板10A可以进一步改善本地线路的网络环境。
MDF板10A测量从各户(每个ONU 20)流出的流量的总量，并学习将流量的总量设定为正确标签的预测器(例如，回归模型)。作为预测器的输入参数，例如，提供以下参数。
·日期和时间
·日期(星期几、工作日、周末、节假日等)
·天气
·事件的有无(游戏、OS更新、现场分发、订票等)
·相邻小区的使用状态
MDF板10A检测其中发生大量的数据传输的事件，比如游戏或OS更新。MDF板10A可以例如基于监视的流量来检测事件，或者可以根据相邻小区的使用状态来检测事件。或者，MDF板10A可以从终端设备30获取与事件有关的信息(例如，OS的更新的日期和时间等)。
MDF板10A例如使用预测器来预测其中发生事件(例如，游戏、OS更新等)的时区中的流量数量。在预测的流量数量超过WAN侧的吞吐量的上限的情况下，MDF板10A通知ONU 20在另一个时区，例如，网络的利用率低的非高峰时区中，进行由该事件引起的通信。
接收到这种通知的ONU 20指令终端设备30在非高峰时区中进行由事件产生的通信(例如，大量的数据传输)，从而变更通信的时间。终端设备30例如从用户获得许可，并在非高峰时区中进行由事件产生的通信。
注意，上面描述的流量数量的预测例如由安装在图11中图解所示的MDF板10A的分析单元133上的预测器进行。在这种情况下，分析单元133的构成可以例如与图9中图解所示的分析单元233的构成相同。
此外，在发生的事件是诸如现场分发或订票之类的不能改变时区的事件的情况下，MDF板10A可以请求ONU 20调整其他通信(流率限制或变更到非高峰时区)，而不是基于该事件的通信。或者，MDF板10A可以进行与事件相应的通信路径设定，例如，通过通知ONU20经由本地5G进行与事件相关的通信。
图19是图解说明按照本公开的第四实施例的通信处理的流程的序列图。
如图19中图解所示，当检测到流量数量超过WAN侧的吞吐量上限值的事件时(步骤S401)，MDF板10A估计非高峰时区(步骤S402)。
MDF板10A将与非高峰时区相关的信息作为指令信息通知给ONU 20(步骤S403)。ONU 20将接收到的指令信息通知给终端设备30(步骤S404)。终端设备30基于指令信息在非高峰时区中进行事件。
如上所述，在本实施例中，MDF板10A指令在非高峰时区中进行发生大量的数据传输的事件，从而可以使流量平滑并且可以进一步改善网络环境。
注意，MDF板10A可以预测n小时后的流量数量，而不是非高峰时区。在这种情况下，例如，在MDF板10A基于预测的流量数量判定即使在n小时内进行事件也不会超过WAN侧的吞吐量上限值的情况下，MDF板通知ONU 20在n小时内进行事件。
<<9.第四变形例>>
在上述第四实施例中，MDF板10A预测流量数量，但是除此之外，MDF板10A可以检测流量数量的异常值。
例如，MDF板10A将吞吐量的预测值与实际值进行比较，并且当实际值比预测值大预定阈值以上时检测到吞吐量是异常值。例如，当MDF板10A预测的吞吐量是100Mbps时，如果当前吞吐量是150Mbps，则MDF板10A检测到吞吐量是异常值。
在这种情况下，MDF板10A例如核实流量增加的原因。例如，MDF板10A监视每个I/F(各户(ONU 20))的流量数量并检测流量比平时大的I/F。
这里，假设存在与平时相比其流量增加的户(ONU 20)。MDF板10A判定WAN侧的流量数量是否归因于该户(ONU 20)的流量的增加而超过规定量。
当WAN侧的流量数量归因于该户(ONU 20)的流量的增加而超过规定量时，MDF板10A请求该户(ONU 20)减少流量。此时，MDF板10A可以在减少请求中包括与具有大量的数据通信的流的端口号相关的信息。或者，可以对该户(ONU 20)的流量进行整形。
接收到减少请求的ONU 20搜索其数据使用量比平时大的流。ONU 20对通过搜索获得的流进行整形。或者，ONU 20向终端设备30通知流量减少或流中断请求。
注意，在与流相关的信息被包括在减少请求中的情况下，ONU 20可以使用该流进行整形或向终端设备30的请求。
获取流量减少或流中断请求的终端设备30向产生流的应用请求中断。应用向用户请求中断的许可，并在从用户获得中断的许可时中断流。
当流没有被中断时，或者当即使流被中断流量数量也很大时，ONU 20将重要的流量(例如，视频通话应用的流量)切换到除本地线路(通信路径R1)以外的通信路径(例如，使用本地5G的通信路径R2)。这可以通过ONU 20重写通信路径DB 221来实现。
<<10.第五变形例>>
在上述第四实施例中，MDF板10A获取输入参数并学习预测器。这里，存在输入参数例如包括诸如在什么定时使用什么应用之类的与各户的居民相关的个人信息的风险。从各户的隐私保护的角度来看，MDF板10A获取这样的个人信息可能是不可取的。
于是，在本变形例中，MDF板10A使用联邦学习技术来学习预测器。联邦学习技术是一种通过在每个终端中执行学习并在中心聚合每个终端中的学习结果来进行学习的技术。在本变形例中，MDF板10A聚合ONU 20进行的学习结果，使得MDF板10A进行预测器的学习。
例如，各户的ONU 20通过将实际使用的流量数量用作学习标签，并将预定参数用作输入来学习用于预测流量的回归模型。作为预定参数，例如，提供以下参数。
·日期和时间
·日期
·天气
·事件的有无
·已使用流量的端口
·应用的类型
MDF板10A获取由ONU 20学习的结果(例如，回归模型)。MDF板10A聚合所获取的学习结果并学习用于预测全部流量的回归模型。
在MDF板10A中聚合学习结果，并且在MDF板10A中不聚合各户的个人信息(例如，数据的使用量、应用的类型等)。MDF板10A可以在不使用个人信息的情况下学习预测器。
MDF板10A通过使用学习的预测器来进行上面描述的非峰值预测和异常值检测。
在本变形例中，ONU 20学习流量数量。于是，通过使用ONU 20所学习的模型可以预测流量数量。即，ONU 20可以通过使用学习模型来预测各户的使用量是否超过本地线路(通信路径R1)的允许量。
在预测出各户的使用量超过本地线路(通信路径R1)的允许量时，ONU 20可以更新通信路径设定，将重要的流量变更到其他通信路径(例如，使用本地5G的通信路径R2)。
如上所述，通过在每个ONU 20中进行学习并在MDF板10A中聚合学习结果，ONU 20和MDF板10A可以调整流经本地线路的流量数量，从而可以进一步改善网络环境。
<<11.第六变形例>>
在上述第四实施例中，MDF板10A检测事件。检测到事件的MDF板10A可以创建缓存服务器并存储由检测到的事件频繁访问的特定文件。例如，MDF板10A存储要路由的目的地IP和完全限定域名(FQDN)的列表。例如，当超过预定次数对目的地IP或FQDN进行数据下载请求时，MDF板10A将下载的数据存储在缓存服务器中。此后，当接收到数据的下载请求时，MDF板10A将存储在缓存服务器中的缓存内容发送到请求源。
<<12.应用例子>>
在上述第一到第四实施例和第一到第四变形例中，描述了将本公开的拟议技术应用于包括在集体住房中构建的本地线路的系统的情况，但是本公开的拟议技术的应用目的地不限于集体住房。
<12.1.内部网络>
例如，本公开的拟议技术可以应用于诸如内部网络之类的局域网(LAN)。例如，在内部网络中，许多雇员从接入线路经过聚合路由器，并通过骨干网络到达因特网。另外，正在进行远程办公的雇员通过使用虚拟专用网络(VPN)接入内部网络。
此时，内部网络的流量数量可能暂时超过允许量，例如，特定雇员发送大量的数据从而使内部网络紧张。结果，不仅诸如文件传输之类的时间限制宽松的应用，而且诸如VoIP通信之类的要求实时性的流量也可能难以进行通信。
此时，上位路由器(对应于上面描述的MDF板10、10A和10C)向下位路由器(对应于上面描述的ONU 20和20A)通知通信路径变更请求。当下位路由器响应于该通知更新通信路径设定时，可以防止流量流入处于拥塞状态的路径。
另外，内部网络系统可以使不需要连接到内部服务器的因特网的通信或者诸如VoIP通信之类的应用的通信流到直接连接到因特网的通信路径而不经过内部网络。结果，内部网络系统可降低内部网络的利用率。
例如，VPN服务器监视它自己的利用率，并且在利用率超过设定的利用率的情况下，VPN服务器向挂在VPN服务器下的VPN的客户端(雇员的PC)通知通信路径变更请求。接收到通知的VPN的客户端不会使所有的流量都流向VPN的接口，而是对于诸如因特网通信之类的可以被绕过的流量使用不使用VPN的通信路径。结果，内部网络系统可以减少VPN的流量数量。
<12.2.因特网服务提供商(ISP)>
当使用因特网进行事件传递或更新时，可能以突发方式使用因特网流量。特别地，智能电话机的更新使访问集中在短时间段内。
于是，ISP的核心网络(对应于上面描述的MDF板10、10A和10C)监视流量，并且当在特定通信路径中确认流量集中时，请求订户的ONU 20或20A使用其他通信路径。
接收到指令的每个订户的ONU 20或20A在子线路(例如，蜂窝线路)上使用特定的流量(例如，VoIP流量)。因而，终端设备30可以实现更稳定的通信。
<12.3.同一运营商的不同线路业务>
同一运营商可以管理固定线路业务和移动载体(carrier)业务。在这种情况下，对应的运营商可以在固定线路业务和移动载体业务中使用相同的核心网络和不同的接入网络。
在这种情况下，通过使用本公开的拟议技术，核心网络可以按照一个接入网络的使用状态，向客户端(例如，终端设备30)通知通信路径设定请求来切换接入网络。
例如，当有线网络(例如，固定线路)拥塞时，核心网络按照优先级将流量的一部分变更到无线网络(例如，蜂窝线路)。由于同一运营商管理固定线路业务和移动载体业务两者，因此两条线路可以共享通信状态。于是，当一条线路拥塞时，核心网络可以提示客户端绕行到另一条线路，从而可以进一步改善网络环境。
另外，当发生使用网络的大规模事件时，核心网络通知客户端(例如，终端设备30)将优先级低的应用的通信转移到非高峰时区。结果，核心网络可以便利网络利用的平滑化，并且可以进一步改善网络环境。
这里，核心网络通知通信路径设定请求和向非高峰时区的转移，但是本公开不限于此。每条线路的接入网络都可以进行通知。
<<13.硬件构成>>
诸如按照上述实施例的MDF板10、10A和10C、ONU 20和20A以及终端设备30和30D之类的信息设备例如通过具有如图20中图解所示的构成的计算机1000来实现。在下文中，作为例子描述按照实施例的MDF板10。图20是图解说明实现MDF板10的功能的计算机1000的例子的硬件构成图。计算机1000包括CPU 1100、RAM 1200、只读存储器(ROM)1300、硬盘驱动器(HDD)1400、通信接口1500和输入/输出接口1600。计算机1000的各个单元通过总线1050连接。
CPU 1100基于存储在ROM 1300或HDD 1400中的程序进行操作，并控制每个单元。例如，CPU 1100将存储在ROM 1300或HDD 1400中的程序加载到RAM 1200中，并执行与各种程序对应的处理。
ROM 1300存储诸如在激活计算机1000时由CPU 1100执行的基本输入输出系统(BIOS)之类的引导程序、取决于计算机1000的硬件的程序等。
HDD 1400是以非临时方式记录由CPU 1100执行的程序、由该程序使用的数据等的计算机可读记录介质。具体地，HDD 1400是记录作为程序数据1450的例子的按照本公开的信息处理程序的记录介质。
通信接口1500是用于计算机1000连接到外部网络1550(例如，因特网)的接口。例如，CPU 1100经由通信接口1500从其他设备接收数据或者将CPU 1100生成的数据发送到其他设备。
输入/输出接口1600是用于连接输入/输出设备1650和计算机1000的接口。例如，CPU 1100经由输入/输出接口1600从诸如键盘和鼠标之类的输入设备接收数据。另外，CPU1100经由输入/输出接口1600将数据发送到诸如显示器、扬声器或打印机之类的输出设备。此外，输入/输出接口1600可以起读取记录在预定记录介质中的程序等的介质接口的作用。介质例如是诸如数字通用光盘(DVD)或相变可重写光盘(PD)的光学记录介质、诸如磁光盘(MO)之类的磁光记录介质、磁带介质、磁记录介质或半导体存储器。
例如，当计算机1000起按照实施例的MDF板10的作用时，计算机1000的CPU 1100通过执行加载到RAM 1200上的信息处理程序来实现控制单元130等的功能。另外，HDD 1400将按照本公开的信息处理程序和数据存储在存储单元120中。注意，CPU 1100从HDD 1400读取程序数据1450并执行程序数据，但是作为另一个例子，这些程序可以经由外部网络1550从其他设备获取。
<<14.其他实施例>>
上述实施例和变形例是例子，各种修改和应用都是可能的。
例如，在上述各个实施例和变形例中，作为多个通信路径描述了本地线路和经由本地5G的通信路径，但连接终端设备30和30D(或者ONU 20和20A)与WAN的通信路径不限于此。例如，代替本地5G(或者，除了本地5G之外)，可以设定经由公共5G的通信路径。注意，公共5G例如是与移动电话运营商签订合同的用户可以使用的公共5G服务。
例如，在上述实施例和变形例中，通过ONU 20和20A等选择不同的通信路径，终端设备30和30D通过按照流的优先级切换承载来进行通信，但是本公开不限于此。例如，代替物理通信路径/除了物理通信路径之外，包括在通信系统1～1D中的每个实体可以切换逻辑通信路径。
例如，除了切换承载之外，终端设备30和30D还可以通过切换网络切片或覆盖网络来切换通信路径。或者，终端设备30和30D可以通过在服务类型(ToS)字段中指定服务质量(QoS)来切换通信路径。
另外，ONU 20和20A和/或MDF板10、10A和10C不仅可以通过切换通信I/F来切换通信路径，而且还可以例如通过切换以下来切换通信路径。
·网络切片
·覆盖网络
·虚拟局域网(VLAN)
·隧道协议(Ipsec(IP安全架构)和通用路由封装(GRE))
另外，ONU 20和20A和/或MDF板10、10A和10C可以通过在上述本地5G和公共5G之间切换来切换通信路径。即，本地5G和公共5G两者都可以包括在多个通信路径中。
在上述实施例和变形例中描述的处理当中，描述为自动进行的处理的全部或部分可以手动进行，或者描述为手动进行的处理的全部或部分可以通过已知方法自动进行。另外，除非另有规定，否则可以任意变更在文档和附图中公开的处理过程、具体名称以及包括各种数据和参数的信息。例如，在每个图中图解所示的各种类型的信息不限于例示的信息。
另外，附图中图解所示的各个设备的各个组件是功能概念性的，并不一定如附图中图解所示物理地构成。即，各个设备的分布和集成的具体形式不限于图解所示的形式，并且其全部或部分可以被配置为按照各种负载、使用状态等以任意单位在功能上或物理上分布和集成。注意，这种通过分布和集成的配置可以动态地进行。
另外，可以在处理内容彼此不矛盾的区域中适当地组合上述实施例和变形例。此外，按照上述实施例的流程图中图解所示的各个步骤的顺序可以适当地变更。
此外，例如，实施例和变形例可以被实现为组成设备或系统的任何构成，例如，作为系统大规模集成(LSI)等的处理器、使用多个处理器等的模块、使用多个模块等的单元、通过向单元进一步增加其他功能而获得的集合等(即，设备的一部分的构成)。
注意，在实施例和变形例中，系统意味着多个组件(比如设备或模块(部件))的集合，并且所有组件是否在同一外壳中并不重要。于是，容纳在单独外壳中并经由网络连接的多个设备，和其中多个模块被容纳在一个外壳中的一个设备都是系统。
此外，例如，实施例和变形例可以采用云计算的构成，其中一个功能由多个设备经由网络协同共享和处理。
<<15.结论>>
尽管上面描述了本公开的实施例和变形例，但是本公开的技术范围并不原样限于上述实施例和变形例，在不脱离本公开的要点的情况下可以进行各种修改。另外，可以适当地组合不同实施例和变形例的组件。
此外，记载在本说明书中的实施例和变形例的效果仅仅是例子而不受限制，并且可以提供其他效果。
注意，本技术还可以具有以下构成。
(1)一种中继设备，所述中继设备经由多个通信路径连接到上游网络，并且中继所述上游网络和下游网络之间的通信，所述中继设备包括：
控制单元，所述控制单元获取所述多个通信路径中的至少一个通信路径的通信状态；
根据所述通信状态来选择所述多个通信路径中的一个通信路径；并且
通过使用所选择的通信路径连接到所述上游网络。
(2)按照(1)所述的中继设备，其中所述控制单元基于从经由所述下游网络连接的通信设备获取的通信质量要求，选择所述多个通信路径中的一个通信路径。
(3)按照(2)所述的中继设备，其中在当使用从其获取了所述通信状态的通信路径时不能满足来自所述通信设备的通信质量要求的情况下，所述控制单元变更用于中继所述通信设备和所述上游网络之间的通信的通信路径。
(4)按照(3)所述的中继设备，其中在当使用从其获取了所述通信状态的通信路径时不能满足来自所述通信设备的通信质量要求、并且即使调整了使用该通信路径的流量所述通信状态也不满足通信质量的情况下，所述控制单元变更通信路径。
(5)按照(3)或(4)所述的中继设备，其中根据所述通信质量要求，所述控制单元在第一流量的通信中，不论所述通信状态如何都使用所述多个通信路径当中的第一通信路径，并且在第二流量的通信中，当根据所述通信状态能够满足所述通信质量要求时使用与第一通信路径不同的第二通信路径，而当不能满足所述通信质量要求时使用第一通信路径进行通信。
(6)按照(1)～(5)任意之一所述的中继设备，其中所述控制单元经由所述多个通信路径中的至少一个通信路径连接到第一中继设备，从而连接到所述上游网络，并且基于来自第一中继设备的通知来选择所述多个通信路径中的一个通信路径。
(7)按照(6)所述的中继设备，其中所述控制单元基于来自第一中继设备的指令来变更所述通信的时间。
(8)按照(1)～(7)任意之一所述的中继设备，其中所述控制单元通过使用预测模型来预测所述多个通信路径中的至少一个通信路径的通信状态，并基于预测结果来选择所述多个通信路径中的一个通信路径。
(9)按照(1)～(8)任意之一所述的中继设备，还包括：
多个通信接口，所述多个通信接口分别对应于所述多个通信路径，
其中所述控制单元根据所述通信状态来选择所述多个通信接口中的一个通信接口。
(10)按照(1)～(9)任意之一所述的中继设备，其中所述多个通信路径包括多个逻辑通信路径。
(11)按照(1)～(10)任意之一所述的中继设备，其中所述多个通信路径包括置于集体住房中的有线通信路径和在所述集体住房中具有通信区域的无线通信路径。
(12)一种经由多个通信路径连接到上游网络并且中继所述上游网络和下游网络之间的通信的中继方法，所述中继方法包括：
获取所述多个通信路径中的至少一个通信路径的通信状态；
根据所述通信状态来选择所述多个通信路径中的一个通信路径；和
通过使用所选择的通信路径连接到所述上游网络。
(13)一种通信系统，包括：
第一中继设备，第一中继设备经由多个通信路径连接到上游网络，并且中继所述上游网络和下游网络之间的通信；
第二中继设备，第二中继设备中继所述多个通信路径中的至少一个通信路径和所述上游网络；和
通信设备，所述通信设备连接到所述下游网络，
其中第一中继设备包括控制单元，所述控制单元获取所述多个通信路径中的至少一个通信路径的通信状态，根据所述通信状态来选择所述多个通信路径中的一个通信路径，并且通过使用所选择的通信路径连接到所述上游网络。
(14)一种中继设备，所述中继设备通过中继上游网络和下游网络之间的通信来中继连接到所述下游网络的通信设备的通信，所述中继设备包括：
控制单元，所述控制单元获取所述下游网络的通信状态和所述上游网络的通信状态中的至少一个，并且
按照所述通信状态向所述通信设备通知通信路径变更指令，以变更连接到所述上游网络的通信路径。
(15)按照(14)所述的中继设备，其中所述控制单元按照所述通信状态向所述通信设备通知时间变更指令，以变更进行所述通信的时间。
(16)按照(15)所述的中继设备，其中所述控制单元使用预测模型预测预定时间的通信状态，并基于预测结果通知所述时间变更指令。
(17)按照(16)所述的中继设备，其中所述控制单元基于过去的通信状态来学习所述预测模型。
(18)按照(16)所述的中继设备，其中所述控制单元通过聚合由所述通信设备学习的学习模型来生成所述预测模型。
(19)一种经由中继设备连接到外部网络的通信设备，所述通信设备包括：
控制单元，所述控制单元基于由所述中继设备按照所述中继设备和所述通信设备之间的通信状态而通知的指令信息，变更连接到所述外部网络的通信路径。
(20)按照(19)所述的通信设备，其中所述控制单元向所述中继设备通知与通信所要求的质量有关的质量要求，并且
当在所述通信状态下不能满足所述质量要求时，所述中继设备通知所述指令信息。
附图标记列表
1 通信系统
10 MDF板
20 ONU
30 终端设备
40 基站
110,210,310 通信单元
120,220,320 存储单元
121,221,321 通信路径DB
130,230,330 控制单元
131,231,332 通信路径确定单元
132,232,333 通信路径设定单元
133,233 分析单元
134 指令单元
331 通知单元
340 应用单元

Claims (13)

1.一种中继设备，所述中继设备经由多个通信路径连接到上游网络，并且中继所述上游网络和下游网络之间的通信，所述中继设备包括：
控制单元，所述控制单元获取所述多个通信路径中的至少一个通信路径的通信状态；
根据所述通信状态来选择所述多个通信路径中的一个通信路径；并且
通过使用所选择的通信路径连接到所述上游网络。
2.按照权利要求1所述的中继设备，其中所述控制单元基于从经由所述下游网络连接的通信设备获取的通信质量要求，选择所述多个通信路径中的一个通信路径。
3.按照权利要求2所述的中继设备，其中在当使用从其获取了所述通信状态的通信路径时不能满足来自所述通信设备的通信质量要求的情况下，所述控制单元变更用于中继所述通信设备和所述上游网络之间的通信的通信路径。
4.按照权利要求3所述的中继设备，其中在当使用从其获取了所述通信状态的通信路径时不能满足来自所述通信设备的通信质量要求、并且即使调整了使用该通信路径的流量所述通信状态也不满足通信质量的情况下，所述控制单元变更通信路径。
5.按照权利要求3所述的中继设备，其中根据所述通信质量要求，所述控制单元在第一流量的通信中，不论所述通信状态如何都使用所述多个通信路径当中的第一通信路径，并且在第二流量的通信中，当根据所述通信状态能够满足所述通信质量要求时使用与第一通信路径不同的第二通信路径，而当不能满足所述通信质量要求时使用第一通信路径进行通信。
6.按照权利要求1所述的中继设备，其中所述控制单元经由所述多个通信路径中的至少一个通信路径连接到第一中继设备，从而连接到所述上游网络，并且基于来自第一中继设备的通知来选择所述多个通信路径中的一个通信路径。
7.按照权利要求6所述的中继设备，其中所述控制单元基于来自第一中继设备的指令来变更所述通信的时间。
8.按照权利要求1所述的中继设备，其中所述控制单元通过使用预测模型来预测所述多个通信路径中的至少一个通信路径的通信状态，并基于预测结果来选择所述多个通信路径中的一个通信路径。
9.按照权利要求1所述的中继设备，还包括：
多个通信接口，所述多个通信接口分别对应于所述多个通信路径，
其中所述控制单元根据所述通信状态来选择所述多个通信接口中的一个通信接口。
10.按照权利要求1所述的中继设备，其中所述多个通信路径包括多个逻辑通信路径。
11.按照权利要求1所述的中继设备，其中所述多个通信路径包括置于集体住房中的有线通信路径和在所述集体住房中具有通信区域的无线通信路径。
12.一种经由多个通信路径连接到上游网络并且中继所述上游网络和下游网络之间的通信的中继方法，所述中继方法包括：
获取所述多个通信路径中的至少一个通信路径的通信状态；
根据所述通信状态来选择所述多个通信路径中的一个通信路径；和
通过使用所选择的通信路径连接到所述上游网络。
13.一种通信系统，包括：
第一中继设备，第一中继设备经由多个通信路径连接到上游网络，并且中继所述上游网络和下游网络之间的通信；
第二中继设备，第二中继设备中继所述多个通信路径中的至少一个通信路径和所述上游网络；和
通信设备，所述通信设备连接到所述下游网络，
其中第一中继设备包括控制单元，所述控制单元获取所述多个通信路径中的至少一个通信路径的通信状态，根据所述通信状态来选择所述多个通信路径中的一个通信路径，并且通过使用所选择的通信路径连接到所述上游网络。
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