JP2002271381A

JP2002271381A - 帯域制御回路

Info

Publication number: JP2002271381A
Application number: JP2001061825A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Murata; 浩村田
Original assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Current assignee: Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2002-09-20
Anticipated expiration: 2021-03-06
Also published as: JP4547816B2

Abstract

(57)【要約】【課題】レイヤ２レベルでの帯域制御機能を有する帯域
制御回路を提供し、これをレイヤ２以下のネットワーク
機器に組み込むことにより帯域制御のために配置するル
ータを不要とする。【解決手段】正規フレームの流量を監視するトラフィッ
ク監視部２と、トラフィック監視部２による帯域制制御
情報に基づいてダミーフレームを生成するダミーフレー
ム生成部３と、優先度が設定され正規フレームとダミー
フレームとをそれぞれ一時蓄積する送信バッファ１０ｂ
及び１０ｃと、これら送信バッファからの信号を優先度
に応じて順次通過させる優先判定部１１と、ダミーフレ
ームは破棄し、正規フレームのみ通過させる正規フレー
ム／ダミーフレーム検出部６とを備えて構成し、ユーザ
利用可能帯域値を越えた時にダミーフレームを送出して
正規フレームのトラフィックを抑制するよう制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯域制御回路に関
し、特に、コネクションレス型ネットワーク中のＱＯＳ
機能を備えていないレイヤレベルにおいて任意に帯域制
限を行なう技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ローカルネットワーク（ＬＡＮ）
としてイーサネット（Ethernet）（日本国登録商標：Fu
jiXerox）が多用されている。このイーサネットと呼ば
れるネットワーク方式は、現在、ＩＳＯのＯＳＩ（Open
Systems Interconnection）参照モデルを考慮して、IE
EE802.3として規格が定められている。

【０００３】前記ＯＳＩ参照モデルとは、ＩＳＯ（国際
標準化機構）によって提案されたネットワーク・システ
ムの規格モデルであって、ネットワーク・システムを7
つのレイヤ（層）に分け、各層の役割と機能が定められ
ている。この7つの階層は、第１レイヤ「物理（フィジ
カル）層」、第２レイヤ「データリンク層」、第３レイ
ヤ「ネットワーク層」、第４レイヤ「トランスポート
層」、第５レイヤ「セッション層」、第６レイヤ「プレ
ゼンテーション層」、第７レイヤ「応用（アプリケーシ
ョン）層」に分けられ、それぞれが上位の層にサービス
を提供する仕組みとなっている。例えば、第1レイヤの
物理層では、シリアル/パラレル、或いは光／電気のよ
うな伝送方式の電気的・機械的仕様が規定され、第２レ
イヤのデータリンク層では、イーサネットやIEEE802な
どのサブネット・プロトコルが規定される。また、イン
ターネットの標準的プロトコルであるＴＣＰ／ＩＰは、
ＩＰ（internet protocol）が第３レイヤのネットワー
ク層に、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）が
第４レイヤのトランスポート層にあたる。

【０００４】第２レイヤのデータリンク層において規定
されるイーサネットでは、イーサネット上を流れる情報
は全てイーサネットフレームと呼ばれるパケットに入れ
られる。図６は、イーサネットフレームの構成例を示す
図であり、フレームの先頭と最後にはそれぞれプリアン
ブル（７bytes）及び開始デミリッタ：ＳＦＤ（１byte
s）と、ＣＲＣ符号（４bytes）が付けられる。プリアン
ブルは受信側で信号の先頭を見つけ、且つクロックを再
生するときのトリガに使用され、開始デミリッタはこれ
以下がデータフレーム（ＭＡＣ層）であることを示す。
また、ＣＲＣ符号はデータフレームの内容の正当性をチ
ェックするために使用される。そして、データフレーム
の先頭には送信先と送信元を表わすＭＡＣ（Media Acce
ss Control）アドレスが6bytesずつ並んでおり、例え
ば、送信先アドレスがFF-FF-FF-FF-FF-FFなら、それは
ブロードキャストを表わす。

【０００５】前記ＭＡＣアドレスとは、ネットワークカ
ード等の通信インタフェース機器それぞれに固有に割当
てられた物理アドレスである。例えば、イーサネットの
ＭＡＣアドレスは、6bytes長で、先頭の3bytesはベンダ
コードとしてIEEEが各企業など毎に管理／割り当てを行
なっており、残り3bytesは各ベンダで独自に（重複しな
いように）管理している。このように管理されるので、
世界中で同じ物理アドレスを持つイーサネットカード等
は存在せず、すべて異なるＭＡＣアドレスが割り当てら
れていることになる。イーサネットではこのアドレスを
元にしてフレームの送受信を行なっている。

【０００６】一方、企業内や企業間のデータ通信に利用
されるプロトコルは、基幹業務のＷｅｂ利用やグループ
ウェア導入などにより、上述のＩＰが多用されるように
なった。そして、従来、企業内ネットワーク（イントラ
ネット）を構築する際には、専用線やフレームリレー網
を利用して独自にネットワークを構成していたが、近年
にあっては、一般にキャリアと呼ばれる電気通信事業者
が提供するＩＰネットワークサービスが利用されるよう
になってきた。このＩＰネットワークサービスの利用に
際し、キャリアネットワークのアクセスポイントまでの
接続（アクセス回線）は、ユーザ（企業など）が必要と
する伝送速度に応じて高速専用線（ディジタルアクセ
ス）やＡＴＭ専用線が一般的なものであったが、ユーザ
のＬＡＮインタフェースであるイーサネットを光ファイ
バで直接収容するＬＡＮ直収サービスを提供するキャリ
アが現れ始めた。

【０００７】図７は、従来のＬＡＮ直収サービスによる
システム構成例を示す図である。この図に示すＬＡＮ直
収サービスは、一個所の局設備により複数のユーザＬＡ
Ｎを、アクセス回線を介して収容している場面（ＬＡＮ
の延長接続）を示しており、ここではアクセス回線とし
て光ファイバ３０を用いている。そして、光ファイバ３
０の両端にはメディアコンバータ２０ａ、２０ｂが設け
られる。このメディアコンバータは、光信号／電気信号
相互変換機能を有するもので、具体的にはイーサネット
におけるＴＸとＦＸを変換するもののことを言う。

【０００８】ここで、メディアコンバータの構成例につ
いて図８を用いて説明する。この図８に示すメディアコ
ンバータ２０は、光モジュール２１と物理層デバイス２
２とメディアコンバータ回路２３と物理層デバイス２４
とトランス２５とが縦列に接続された構成である。前記
光モジュール２１は、光／電気変換を行ない、物理層デ
バイス２２及び２４は、伝送媒体に合わせたコード変換
及び符号則変換を行ない、メディアコンバータ回路２３
は、前記物理層デバイス２２及び２４の間で行われる通
信においてクロックとデータのタイミング整合等を図っ
ている。

【０００９】それぞれのユーザ側では、複数の端末装置
５０をＨＵＢ４０に接続し、このＨＵＢ４０はメディア
コンバータ２０ｂに接続している。一方、局設備側で
は、前記メディアコンバータ２０ｂに対向するメディア
コンバータ２０ａを複数備えており、これらメディアコ
ンバータ２０ａをレイヤ２スイッチ６０に接続し、更
に、レイヤ２スイッチ６０はレイヤ３スイッチ７０に接
続し、レイヤ３スイッチ７０からキャリアネットワーク
８０に接続している。ここで、ユーザ側において複数の
端末装置５０とＨＵＢ４０を備えたイーサネットＬＡＮ
が構成され、例えば、端末装置５０とＨＵＢ４０間は１
０ＢＡＳＥ−Ｔとし、ＨＵＢ４０とメディアコンバータ
２０ｂ間は１００ＢＡＳＥ−ＴＸのイーサネットである
とする。

【００１０】メディアコンバータ２０ｂは１００ＢＡＳ
Ｅ−ＴＸの電気信号を光信号に変換し、１００ＢＡＳＥ
−ＦＸとして光ファイバ３０に接続する。１００ＢＥＳ
Ｅ-ＦＸは、シングルモードまたはマルチモードの光フ
ァイバケーブルを使用し、ＵＴＰ（Unshielded Twist P
air）ケーブルでは不可能な遠距離の接続を可能にする
ために用いる。例えば、上述のシングルモード光ファイ
バを用いれば、全二重モード接続で２０〜４０ｋｍ程度
まで通信距離を延ばすことが可能となる。一方のマルチ
モード光ファイバは、シングルモードよりも安価な光フ
ァイバケーブルで、半二重モード時で４００ｍ程度ま
で、全二重モード時で２ｋｍ程度までの接続が可能であ
る。その他、光ファイバケーブルは電磁波ノイズの影響
を受けにくいので、長距離接続に利用する以外にも、工
場や研究施設などのように、ノイズが多く発生する場所
において、ノイズ影響の防止ために光ファイバを利用す
ることもある。

【００１１】長距離の光ファイバ３０を介して到来する
光信号（１００ＢＡＳＥ−ＦＸ）は、局設備側のメディ
アコンバータ２０ａにより再び電気信号（１００ＢＡＳ
Ｅ−ＴＸ）へ変換され、レイヤ２スイッチ６０及びレイ
ヤ３スイッチ７０を経てキャリアネットワーク８０に送
出されるのである。

【００１２】ところで、図７に示した構成例にあっては
アクセス回線の伝送速度は１００Ｍｂ／ｓまで対応して
いるが、全てのユーザがこの速度による最大帯域（トラ
フィック容量）を必要としているとは限らない。そこで
キャリアは、様々な利用可能帯域毎に料金設定をした形
でサービスを提供することになり、これによりイーサネ
ット上において帯域を制御する機能が必要となる。例え
ば、最小５Ｍｂ／ｓ〜最大１００Ｍｂ／ｓまでの５Ｍｂ
／ｓステップによるサービス設定において、１０Ｍｂ／
ｓで契約したユーザに対しては、１０Ｍｂ／ｓを越える
トラフィックは抑圧し、且つ、１０Ｍｂ／ｓ以下の帯域
は確保する制御を行なう。このような機能を一般にＱＯ
Ｓ（quality of service）機能といい、このＱＯＳ機能
にはデータ転送速度や遅延時間の他に、データの欠落
や、ビット誤り率などの品質パラメータを満たすよう動
作する。

【００１３】ところが、イーサネット技術は、本質的に
ベストエフォート型（最善努力型）の通信方式であり、
ＱＯＳ機能は含まれていないため、イーサネット上にお
いてレイヤ２レベルでの帯域制御を行なうことができな
い。そこで、従来は、ルータが有するレイヤ４レベルに
おけるＱＯＳ機能（例えば、ＴＣＰが実装するＱＯＳ機
能）を利用することが行われていた。図９は、従来の帯
域制御対応システム構成例を示す図であり、上述の図７
に示した構成に、更に帯域制御機能を持ったルータ（帯
域制御装置）９０を加えたものである。ここで用いるル
ータ９０では、ルーティング機能等は使用ぜず、単に帯
域制御のためだけに配置している。なお、局設備側にお
いてルーティングを行なう機能ブロックはレイヤ３スイ
ッチ７０であり、レイヤ３スイッチ７０もＱＯＳ機能を
有するものの、下位層のレイヤ２スイッチ６０を介して
のアクセス回線それぞれについては対応することはでき
ない。このようにして従来は、様々な利用可能帯域毎の
ＬＡＮ直収サービスを提供すると共に、アクセス回線毎
の帯域制御を実現していた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の帯域制御においては、以下に示すような問題点
があった。つまり、帯域制御機能を持つルータは高価で
あるにもかかわらず、アクセス回線毎に配置する必要が
あるため、コスト高と局設備規模増大を招く要因となっ
ていた。

【００１５】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、レイヤ２レベルでの帯域制御機
能を有する帯域制御回路を提供し、これをレイヤ２以下
のネットワーク機器に組み込むことにより帯域制御のた
めに配置するルータを不要とすることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係わる帯域制御回路の請求項１の発明は、コ
ネクションレス型ネットワーク中のＱＯＳ機能を備えて
いないレイヤレベルにおいて任意に帯域制限を行なう帯
域制御回路であって、正規フレームの流量を監視するト
ラフィック監視部と、前記トラフィック監視部からの帯
域制御情報に基づいてダミーフレームを生成し送出する
ダミーフレーム生成部と、複数のポートインタフェース
を有し、正規フレームが第１のポートインタフェースに
入力されるとこれに対応する第３のポートインタフェー
スは優先度の低い第１の送信バッファへ出力し、ダミー
フレームが第２のポートインタフェースに入力されると
これに対応する第３のポートインタフェースは優先度の
高い第２の送信バッファへ出力するＩ／Ｆ部と、前記第
１の送信バッファ及び第２の送信バッファからの出力を
優先度の高いほうから順に通過させる優先判定部と、前
記優先判定部からの出力のうちダミーフレームは破棄し
正規フレームは通過させる正規フレーム／ダミーフレー
ム検出部とを備えたことを特徴とする。

【００１７】また、本発明に係わる帯域制御回路の請求
項２の発明は、コネクションレス型ネットワーク中のＱ
ＯＳ機能を備えていないレイヤレベルにおいて任意に帯
域制限を行なう帯域制御回路であって、下り方向の正規
フレームの流量を監視する第１のトラフィック監視部
と、上り方向の正規フレームの流量を監視する第２のト
ラフィック監視部と、前記第１のトラフィック監視部か
らの帯域制御情報に基づいてダミーフレームを生成し送
出する第１のダミーフレーム生成部と、前記第２のトラ
フィック監視部からの帯域制御情報に基づいてダミーフ
レームを生成し送出する第２のダミーフレーム生成部
と、複数のポートインタフェースを有し、下り方向の正
規フレームが第１のポートインタフェースに入力される
とこれに対応する第３のポートインタフェースは優先度
の低い第１の送信バッファへ出力し、第１のダミーフレ
ーム生成部からのダミーフレームが第２のポートインタ
フェースに入力されるとこれに対応する第３のポートイ
ンタフェースは優先度の高い第２の送信バッファへ出力
し、上り方向の正規フレームが第３のポートインタフェ
ースに入力されるとこれに対応する第１のポートインタ
フェースは優先度の低い第３の送信バッファへ出力し、
第２のダミーフレーム生成部からのダミーフレームが第
４のポートインタフェースに入力されるとこれに対応す
る第１のポートインタフェースは優先度の高い第４の送
信バッファへ出力するＩ／Ｆ部と、前記第１の送信バッ
ファ及び第２の送信バッファからの出力を優先度の高い
ほうから順に通過させる第１の優先判定部と、前記第３
の送信バッファ及び第４の送信バッファからの出力を優
先度の高いほうから順に通過させる第２の優先判定部
と、前記第１の優先判定部からの出力のうちダミーフレ
ームは破棄し正規フレームは通過させる第１の正規フレ
ーム／ダミーフレーム検出部と、前記第２の優先判定部
からの出力のうちダミーフレームは破棄し正規フレーム
は通過させる第２の正規フレーム／ダミーフレーム検出
部とを備えたことを特徴とする。

【００１８】また、本発明に係わる帯域制御回路の請求
項３の発明は、前記請求項１または２記載の帯域制御回
路において、前記トラフィック監視部に代えて、ユーザ
利用帯域指定部を備え、該ユーザ利用帯域指定部は予め
設定されるユーザ情報に基づいて帯域制御情報を前記ダ
ミーフレーム生成部に供給し、ダミーフレーム生成部か
らは常時一定（送出しない場合も含む）のダミーフレー
ムが出力されるようにしたことを特徴とする。

【００１９】また、本発明に係わる帯域制御回路の請求
項４の発明は、前記請求項１乃至３記載の帯域制御回路
において、前記各ポートインタフェースは、ＭＡＣアド
レス参照テーブルを有し、前記正規フレーム／ダミーフ
レーム検出部は、前記正規フレームと前記ダミーフレー
ムとをＭＡＣアドレスに基づいて検出し、レイヤ２レベ
ルにおいて帯域制限するようにしたことを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図示した実施の形態例に基
づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係わる
帯域制御回路の実施の形態例を示す機能ブロック図であ
り、説明を簡略化するために片方向の信号の流れに対し
帯域制御を行なう場合の構成としている。なお、この帯
域制御回路は、ここでは図２に示す如くメディアコンバ
ータに内蔵したものとして以下に説明する。

【００２１】まず、図２は本発明に係わる帯域制御回路
をメディアコンバータに適用した例を示す図であり、図
８に示した従来のメディアコンバータと同様の機能ブロ
ックについては同一の記号を付してその説明を省略す
る。この図に示すメディアコンバータ２６は、物理層デ
バイス２２とメディアコンバータ回路２３の間に帯域制
御回路１を設けて構成している。なお、帯域制御回路１
の入出力インタフェース部分は、「ＭＩＩ」、または
「ＲＭＩＩ」である。イーサネットの多くは搬送波感知
多重アクセス／衝突検出（ＣＳＭＡ／ＣＤ）規格に準拠
しており、このＣＳＭＡ／ＣＤの８０２モデルにおい
て、メディア独立インタフェース（ＭＩＩ）規格によっ
て定義されたインタフェースである。

【００２２】図１に戻って説明する。この例に示す帯域
制御回路１は、受信フレーム２を監視するトラフィック
監視部２と、トラフィック監視部２からの帯域制御情報
に基づいてダミーフレームを生成するダミーフレーム生
成部３と、ポート４ａ〜４ｃを有するスイッチ部５と、
正規フレーム／ダミーフレーム検出部６とを備えてお
り、前記スイッチ部５のポート４ａは送信フレーム２及
び受信フレーム２に対応する入出力ポートであり、ポー
ト４ｂはダミーフレーム生成部３に対応する入力ポート
であり、ポート４ｃは受信フレーム１及び送信フレーム
２に対応する入出力ポートである。なお、前記正規フレ
ーム／ダミーフレーム検出部６はスイッチ部５のポート
４ｃに接続し、正規フレーム／ダミーフレーム検出部６
の出力が送信フレーム１となる。

【００２３】更に、前記スイッチ部５は、以下の機能ブ
ロックを備える。即ち、ポート４ａに対応するポートイ
ンタフェース７ａとポート４ｂに対応するポートインタ
フェース７ｂとポート４ｃに対応するポートインタフェ
ース７ｃを有するインタフェース（Ｉ／Ｆ）部８と、ポ
ートインタフェース７ａからの信号を一旦蓄積しポート
４ａに送出する送信バッファ１０ａと、ポート４ａから
の信号を一旦蓄積しポートインタフェース７ａに送出す
る受信バッファ９ａと、ポート４ｂからの信号を一旦蓄
積しポートインタフェース７ｂに送出する受信バッファ
９ｂと、ポート４ｃからの信号を一旦蓄積しポートイン
タフェース７ｃに送出する受信バッファ９ｃと、ポート
インタフェース７ｃの一方の出力からの信号を一旦蓄積
し優先判定部１１に送出する送信バッファ１０ｂと、ポ
ートインタフェース７ｃのもう一方の出力からの信号を
一旦蓄積し優先判定部１１に送出する送信バッファ１０
ｃと、前記送信バッファ１０ｂ及び１０ｃからの信号を
予め設定された優先度に基づいて順次ポート４ｃに送出
する優先判定部１１とを備える。

【００２４】前記送信バッファ１０ｂ及び１０ｃには優
先度が定められており、この優先度設定はＩ／Ｆ部８に
Ｉ／Ｆ部設定として予め設定される。これにより、ここ
では、送信バッファ１０ｂは優先度が低く、送信バッフ
ァ１０ｃは優先度が高く設定されている。なお、この優
先度設定の情報は、優先判定部１１へも通知される。

【００２５】この図に示す帯域制御回路は以下のように
機能する。即ち、トラフィック監視部２は、受信フレー
ム２としてポート４ａに到来するイーサネットフレーム
（これを、正規フレームという）の単位時間当りの利用
帯域幅を監視しており、トラフィック監視部２に予め設
定さたユーザ利用可能帯域値（契約伝送速度）と比較し
た結果を帯域制御情報として常に、或いは定期的にダミ
ーフレーム生成部３へ出力する。

【００２６】ダミーフレーム生成部３は、トラフィック
監視部２からの帯域制御情報により、単位時間当りの利
用帯域幅がユーザ利用可能帯域値を越えた時にダミーフ
レームを出力する。ここでいうダミーフレームとは、イ
ーサネットフレームの形式に則ったもので、予め定めた
特定パターンからなるデータを挿入し、且つヘッダ部分
の宛先ＭＡＣアドレス及び送信元ＭＡＣアドレスはそれ
ぞれ独自の固定アドレス（製造元で管理しているＭＡＣ
アドレスを２つ利用する）とした固定長のフレームであ
る。

【００２７】このダミーフレームが、ポート４ｂ及び受
信バッファ９ｂを介してポートインタフェース７ｂへ入
力されると、ポートインタフェース７ｂは経路選択とし
てポートインタフェース７ｃへ転送する。ここで、経路
選択について説明する。経路選択は、各ポートインタフ
ェース７ａ〜７ｃが備えるＭＡＣアドレス参照テーブル
に基づいて決定される。これらＭＡＣアドレス参照テー
ブルは、複数個のＭＡＣアドレスを記憶しておくことが
でき、更に、各々のポートから入力されるイーサネット
フレームの送信元ＭＡＣアドレスを随時更新記憶する、
所謂、学習機能を有している。なお、ＭＡＣアドレス参
照テーブルには、ダミーフレームに付加される宛先ＭＡ
Ｃアドレス及び送信元ＭＡＣアドレスが予め設定記憶さ
れており、これらアドレスについては更新によって破棄
されないようになっている。

【００２８】次に、ポートインタフェース７ｃは、ポー
トインタフェース７ｂから転送されたダミーフレーム
を、送信バッファ１０ｃに送出する。これはＩ／Ｆ部設
定により設定された優先度に基くもので、ダミーフレー
ムは優先度の高い送信バッファ１０ｃに蓄積される。

【００２９】一方、受信フレーム２として到来する正規
フレームがポート４ａ及び受信バッファ９ａを介してポ
ートインタフェース７ａに入力されると、ポートインタ
フェース７ａはＭＡＣアドレス参照テーブルに基づき、
ポートインタフェース７ｃに転送する。そして、ポート
インタフェース７ｃは、これを送信バッファ１０ｂに出
力する。

【００３０】次に、優先判定部１１は、送信バッファ１
０ｂ及び送信バッファ１０ｃからの入力を、優先度の高
い方から順次出力していく。つまり、送信バッファ１０
ｂより送信バッファ１０ｃの方が、優先度が高いので、
優先判定部１１は、送信バッファ１０ｃ内にデータがあ
る場合にはこちらから先に出力し、送信バッファ１０ｃ
内にデータがない場合に送信バッファ１０ｂからのデー
タを出力するのである。こうして優先判定部１１から出
力されたイーサネットフレームは、ポート４ｃを介して
正規フレーム／ダミーフレーム検出部６に入力される。

【００３１】正規フレーム／ダミーフレーム検出部６
は、入力されたイーサネットフレームが、正規フレーム
であるか、ダミーフレームであるかを検出し、正規フレ
ームであれば通過させ、ダミーフレームであれば破棄す
るよう動作する。図３は、正規フレーム／ダミーフレー
ム検出部６の入力信号と出力信号の例を示す図であり、
入力信号に正規フレームとダミーフレームとが混在して
いる場面を示す。この入力信号が正規フレーム／ダミー
フレーム検出部６を通過すると、出力信号に示す如く、
正規フレームのみが出力される。この検出は、正規フレ
ーム／ダミーフレーム検出部６に予め記憶されたダミー
フレームに挿入すべき宛先ＭＡＣアドレスまたは送信元
ＭＡＣアドレスとの比較により行われる。

【００３２】一方、受信フレーム１としてポート４ｃに
到来する正規フレームは、受信バッファ９ｃを介してポ
ートインタフェース７ｃに入力され、ポートインタフェ
ース７ｃは、ＭＡＣアドレス参照テーブルに基づきこれ
をポートインタフェース７ａに転送する。ポートインタ
フェース７ａから出力された正規フレームは、送信バッ
ファ１０ａ及びポート４ａを介して送信フレーム２とし
て出力される。

【００３３】以上のように、本発明に係わる帯域制御回
路は、ユーザに設定された利用可能帯域を越えた時にダ
ミーフレーム生成部３がダミーフレームを生成すること
でトラフィックを増大させ、且つ、優先判定部１１によ
り、正規フレームよりもダミーフレームを優先して通過
させるので、正規フレームはダミーフレームの発生が大
きくなるに連れて、帯域が少なくなるよう制限されるこ
とになる。トラフック監視部２は正規フレームの利用可
能帯域を常に監視しつつ、ダミーフレームの生成の増減
を帯域制御情報によりコントロールするのでユーザ利用
帯域値は確保される。また、生成されたダミーフレーム
は、正規フレーム／ダミーフレーム検出部６にて破棄さ
れるので、ダミーフレームは帯域制御回路内にて終始す
ることになり、帯域制御回路から外にダミーフレームが
送出されることはない。

【００３４】以上説明した本発明の実施の形態例におい
ては、片方向の信号の流れに対し帯域制御を行なうとい
う例を示したが、本発明の実施にあってはこの例に限ら
ず、当然、双方向の信号の流れに対し帯域制御するよう
構成することもできる。図４は、本発明に係わる帯域制
御回路の第二の実施の形態例を示す図であり、双方向の
信号の流れに対し帯域制御する場合の構成例を示す。な
お、上述の図１に示したものと同様の機能ブロックにつ
いては同一の符号を付してその説明を省略する。

【００３５】即ち、受信フレーム２から送信フレーム１
への信号の流れを下り方向とすれば、受信フレーム１か
ら送信フレーム２への上り方向に対しても帯域制御のた
めの機能ブロックを付加して、双方向ともに対照的な構
成とする。これにより図１の構成に、更に、トラフック
監視部１３とダミーフレーム生成部１４とポート４ｄと
受信バッファ９ｄとポートインタフェース７ｄと、送信
バッファ１０ｄと優先判定部１７と正規フレーム／ダミ
ーフレーム検出部１５とを追加する。そして、これら追
加された機能ブロックも、上述と同様に機能することに
より上り方向の利用帯域についても帯域制御が可能とな
る。

【００３６】以上のように、本発明に係わる帯域制御回
路の第二の実施例は、双方向の信号の流れに対して帯域
制御を行なうことができる。また、トラフィック監視部
２とトラフィック監視部１３のそれぞれに設定するユー
ザ利用可能帯域値を異ならせることにより、上り下りで
非対称な帯域制御も可能となる。

【００３７】更に、本発明に係わる帯域制御回路は以下
のように構成してもよい。図５は本発明に係わる帯域制
御回路の第三の実施の形態例を示す機能ブロック図であ
る。なお、上述の図１に示したものと同様の機能ブロッ
クについては同一の記号を付してその説明を省略する。
つまり、この図に示す帯域制御回路１８が上述した図１
の構成と異なる点は、トラフィック監視部２に代えて、
ユーザ利用帯域指定部１９を設けた点であり、この例で
は、伝送路上（受信フレーム２）のトラフィックを監視
することを不要としている。

【００３８】前記ユーザ利用帯域指定部１９には、契約
したユーザの利用可能帯域を、予めユーザ情報として設
定する。即ち、例えば、アクセス回線が１００ＢＡＳＥ
−ＦＸであるとして、ユーザが契約した利用帯域が４０
Ｍｂ／ｓであったならば、ユーザ利用帯域指定部１９に
は、４０Ｍｂ／ｓのユーザ情報が設定される。そして、
ユーザ利用帯域指定部１９は、このユーザ情報に対応し
た帯域制御情報をダミーフレーム生成部３に供給する
と、ダミーフレーム生成部３は６０Ｍｂ／ｓ相当のダミ
ーフレームを常時送出するよう動作する。また、ユーザ
が契約した利用帯域が１００Ｍｂ／ｓならば、ダミーフ
レーム生成部３はダミーフレームを常時送出しない。

【００３９】このように、本発明に係わる帯域制御回路
の第三の実施の形態例にあっては、単位時間当りに正規
フレームが通過可能な帯域を固定的に制限するようにす
ることにより、トラフィック監視のための煩雑な機能ブ
ロック部分をを削減することができ、その分簡素な構成
にて帯域制御を可能とする帯域制御回路とすることがで
きる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明に係わる帯域制御回
路は、正規フレームの流量を監視するトラフィック監視
部と、トラフィック監視部による監視情報（帯域制御情
報）に基づいてダミーフレームを生成するダミーフレー
ム生成部と、優先度が設定され正規フレームとダミーフ
レームとをそれぞれ一時蓄積する複数の送信バッファ
と、複数の送信バッファからの信号を優先度に応じて順
次通過させる優先判定部と、ダミーフレームは破棄し、
正規フレームのみ通過させる正規フレーム／ダミーフレ
ーム検出部とを備えて構成し、ユーザ利用可能帯域値を
越えた時にダミーフレームを送出して正規フレームのト
ラフィックを抑制するよう制御するので、アクセス回線
毎の帯域制御を行なうことが可能な帯域制御回路が実現
できる。また、この帯域制御回路はレイヤ２レベルで帯
域制御機能を実現するので、これをレイヤ２以下のネッ
トワーク機器（例えば、メディアコンバータやレイヤ２
スイッチングＨＵＢなど）に組み込むことで、従来、帯
域制御のために配置していたルータを不要とすることが
でき、局設備のコスト及び設備規模を低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る帯域制御回路の第一の実施例を示
す機能ブロック図である。

【図２】本発明に係る帯域制御回路をメディアコンバー
タに適用した時のメディアコンバータの構成例を示す機
能ブロック図である。

【図３】本発明に係る帯域制御回路の正規フレーム／ダ
ミーフレーム検出部における入出力信号の例を示す図で
ある。

【図４】本発明に係る帯域制御回路の第二の実施例を示
す機能ブロック図である。

【図５】本発明に係る帯域制御回路の第三の実施例を示
す機能ブロック図である。

【図６】イーサネットフレームの構成を説明するための
図である。

【図７】ＩＰネットワークサービスにおけるＬＡＮ直収
サービスのシステム構成例を示す図である。

【図８】従来のメディアコンバータの構成例を示す機能
ブロック図である。

【図９】ＬＡＮ直収サービスのシステムにおける従来の
帯域制御対応例を示す図である。

【符号の説明】

１・・・帯域制御回路２・・・トラフィック監視部３・・・ダミーフレーム生成部４ａ〜４ｄ・・・ポート５・・・スイッチ部６・・・正規フレーム／ダミーフレーム検出部７ａ〜７ｄ・・・ポートインタフェース８・・・インタフェース（Ｉ／Ｆ）部９ａ〜９ｄ・・・受信バッファ１０ａ〜１０ｄ・・・送信バッファ１１・・・優先判定部１２・・・帯域制御回路１３・・・トラフィック監視部１４・・・ダミーフレーム生成部１５・・・正規フレーム／ダミーフレーム検出部１６・・・スイッチ部１７・・・優先判定部１８・・・帯域制御回路１９・・・ユーザ利用帯域指定部２０ａ、２０ｂ・・・メディアコンバータ２１・・・光モジュール２２・・・物理層デバイス２３・・・メディアコンバータ回路２４・・・物理層デバイス２５・・・トランス２６・・・メディアコンバータ３０・・・光ファイバ（アクセス回線）４０・・・ＨＵＢ５０・・・端末装置６０・・・レイヤ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）７０・・・レイヤ３スイッチ（Ｌ３ＳＷ）８０・・・キャリアネットワーク（ＣＮ）９０・・・帯域制御装置（ルータ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コネクションレス型ネットワーク中のＱＯ
Ｓ機能を備えていないレイヤレベルにおいて任意に帯域
制限を行なう帯域制御回路であって、正規フレームの流量を監視するトラフィック監視部と、前記トラフィック監視部からの帯域制御情報に基づいて
ダミーフレームを生成し送出するダミーフレーム生成部
と、複数のポートインタフェースを有し、正規フレームが第
１のポートインタフェースに入力されるとこれに対応す
る第３のポートインタフェースは優先度の低い第１の送
信バッファへ出力し、ダミーフレームが第２のポートイ
ンタフェースに入力されるとこれに対応する第３のポー
トインタフェースは優先度の高い第２の送信バッファへ
出力するＩ／Ｆ部と、前記第１の送信バッファ及び第２の送信バッファからの
出力を優先度の高いほうから順に通過させる優先判定部
と、前記優先判定部からの出力のうちダミーフレームは破棄
し正規フレームは通過させる正規フレーム／ダミーフレ
ーム検出部とを備えたことを特徴とする帯域制御回路。
【請求項２】コネクションレス型ネットワーク中のＱＯ
Ｓ機能を備えていないレイヤレベルにおいて任意に帯域
制限を行なう帯域制御回路であって、下り方向の正規フレームの流量を監視する第１のトラフ
ィック監視部と、上り方向の正規フレームの流量を監視する第２のトラフ
ィック監視部と、前記第１のトラフィック監視部からの帯域制御情報に基
づいてダミーフレームを生成し送出する第１のダミーフ
レーム生成部と、前記第２のトラフィック監視部からの帯域制御情報に基
づいてダミーフレームを生成し送出する第２のダミーフ
レーム生成部と、複数のポートインタフェースを有し、下り方向の正規フ
レームが第１のポートインタフェースに入力されるとこ
れに対応する第３のポートインタフェースは優先度の低
い第１の送信バッファへ出力し、第１のダミーフレーム
生成部からのダミーフレームが第２のポートインタフェ
ースに入力されるとこれに対応する第３のポートインタ
フェースは優先度の高い第２の送信バッファへ出力し、
上り方向の正規フレームが第３のポートインタフェース
に入力されるとこれに対応する第１のポートインタフェ
ースは優先度の低い第３の送信バッファへ出力し、第２
のダミーフレーム生成部からのダミーフレームが第４の
ポートインタフェースに入力されるとこれに対応する第
１のポートインタフェースは優先度の高い第４の送信バ
ッファへ出力するＩ／Ｆ部と、前記第１の送信バッファ及び第２の送信バッファからの
出力を優先度の高いほうから順に通過させる第１の優先
判定部と、前記第３の送信バッファ及び第４の送信バッファからの
出力を優先度の高いほうから順に通過させる第２の優先
判定部と、前記第１の優先判定部からの出力のうちダミーフレーム
は破棄し正規フレームは通過させる第１の正規フレーム
／ダミーフレーム検出部と、前記第２の優先判定部からの出力のうちダミーフレーム
は破棄し正規フレームは通過させる第２の正規フレーム
／ダミーフレーム検出部とを備えたことを特徴とする帯
域制御回路。
【請求項３】前記トラフィック監視部に代えて、ユーザ
利用帯域指定部を備え、該ユーザ利用帯域指定部は予め設定されるユーザ情報に
基づいて帯域制御情報を前記ダミーフレーム生成部に供
給し、ダミーフレーム生成部からは常時一定（送出しな
い場合も含む）のダミーフレームが出力されるようにし
たことを特徴とする前記請求項１または２記載の帯域制
御回路。
【請求項４】前記各ポートインタフェースは、ＭＡＣア
ドレス参照テーブルを有し、前記正規フレーム／ダミーフレーム検出部は、前記正規
フレームと前記ダミーフレームとをＭＡＣアドレスに基
づいて検出し、レイヤ２レベルにおいて帯域制限するようにしたことを
特徴とする前記請求項１乃至３記載の帯域制御回路。