JP2004229158A - Ip変換アダプタ - Google Patents
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Abstract
【課題】遅延時間を最小限に抑え、コマンドの認識を行なわずにIP変換するIP変換アダプタを提供する。
【解決手段】端末I/F11と、IP網I/F14と、非IP端末3からのフレームデータを蓄積するバッファ(DB)12と、DBに蓄積されるデータの大きさが所定の大きさになったときにパケット化を指示するデータ監視手段131、パケット化指示により当該データをIPパケット化するIPパケット化部132、IPパケットを網5に送出するIPパケット送出部133とからなるIPパケット化手段と、網5から細分化して送られてくるIPパケットを受信するIPパケット受信手段134、コマンドに対して最初に受信した所定量のデータからなるレスポンスパケットをフレーム化するフレーム化部135、フレームを端末3へ送出するフレーム送出部136とからなる非パケット化手段とを備えたIP変換アダプタ1。
【選択図】 図2
【解決手段】端末I/F11と、IP網I/F14と、非IP端末3からのフレームデータを蓄積するバッファ(DB)12と、DBに蓄積されるデータの大きさが所定の大きさになったときにパケット化を指示するデータ監視手段131、パケット化指示により当該データをIPパケット化するIPパケット化部132、IPパケットを網5に送出するIPパケット送出部133とからなるIPパケット化手段と、網5から細分化して送られてくるIPパケットを受信するIPパケット受信手段134、コマンドに対して最初に受信した所定量のデータからなるレスポンスパケットをフレーム化するフレーム化部135、フレームを端末3へ送出するフレーム送出部136とからなる非パケット化手段とを備えたIP変換アダプタ1。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、IP未対応の端末(以下、非IP端末ともいう)をIP網に接続して対向するIP未対応の端末間で通信する際に生じる遅延問題を解消し、フレーム内情報を意識せずに端末間で通信を正常に行うためのIP変換アダプタおよびIP変換方式に関する。
【0002】
【従来の技術】
通信プロトコルにおけるデータリンクは、2点間の通信の制御する規約である。例えば、ハイレベルデータリンク制御手順(High Level DataLink Control Procedure:HDLC)では、図4に示すように、送信側非IP端末3aと受信側非IP端末3bを送信側モデム6aと受信側モデム6bを介して加入者電話網(Public Switched Telephone Network:以下、PSTNという)7に接続した通信システムにおいて、通信制御を行う側の送信側非IP端末3aからの命令としてコマンドCOMというフレームが送信され、制御される側の受信側非IP端末3bはこのコマンドCOMに対しレスポンスRESを返す方法をとっている。
【0003】
このように、PSTN7を介した通信の場合、送信側非IP端末3aと受信側非IP端末3bの間でコマンド・レスポンスによるフレームデータの制御を行うので、アナログ−ディジタル変換のみを行う送信側モデム6aおよび受信側モデム6bを用いて通信を実用することができていた。
【0004】
この通信システムにおけるデータ転送時の遅延時間を、図5を用いて説明する。この通信システムにおける通信速度を9600bit/sとし、送信側非IP端末3aから1000byteのデータ量のコマンドCOMを送出し、これに対し受信側非IP端末3bが1000byteのデータ量のレスポンスRESを返す例を説明する。
【0005】
送信側非IP端末3aから1000byteのコマンドCOMを送出すると、ケーブル遅延・回線遅延などによる伝送遅延時間tdcにより、受信側非IP端末3bは遅延時間後からデータを受け始める。受信側非IP端末3bは、全てのデータを受信するデータバッファリング時間tbc3の間受信データを溜め続ける。受信側非IP端末3bは、コマンドCOMを全て受信した後、レスポンスデータ作成時間trcをかけてレスポンスデータを作成し、作成したレスポンスデータRESを送信側非IP端末3aへ向け送出する。送信側非IP端末3aは、伝送遅延時間tdrの後、時刻T1でレスポンスデータ1000byteを受信し始める。
【0006】
したがって、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを送出し、このコマンドを受信した受信側非IP端末3bからのレスポンスRESを送信側非IP端末3aが受取るまでの時間tsr2は以下のようになる。
【0007】
送信側非IP端末3aから受信側非IP端末3bまでのコマンドCOM1000byteの伝達時間(バファリング時間)tbc3は、1bitの伝達時tbit=1(bit)/9600(bit/s)=104.166μsであり、1byteの伝達時間tbyte=104.166μs×8=833.328μsとなり、全データ(1000byte)の伝達時間tbc3=833.328μs×1000=833msとなる。
【0008】
したがって、送信側非IP端末3aがコマンドCOMを送出してからレスポンスRESを受信するまでの時間tsr2は、以下のようになる。
【0009】
時間tsr2=時間tdc+時間tbc3+時間trc+時間tdr=時間tdc+833ms+時間trc+時間tdr。ここで、データ転送におけるケーブル長遅延や回線遅延などの遅延時間tdc,tdrやレスポンス作成時間trcなどは、微小な時間のため無視すると、時間tsr≒833msとなる。
【0010】
すなわち、送信側非IP端末3aがコマンドCOMを送信してから、受信側非IP端末3bからのレスポンスRESを受信し始めるまでの時間tsr2は、およそ833msである。このときの送信側非IP端末3aが有する応答要求待ち時間twは約1sに設定されているとする。したがって、この通信システムでは応答要求待ち時間tw内に受信側非IP端末3bからの応答を受信することが可能となる。、
【0011】
近年、高速で安価なInternet Protcol(IP)網(IPNW)によるサービスが普及し、図6に示すような音声系とデータ系を統合したネットワーク構成が実用化されつつある。このIP網を使用した通信システムでは、従来からの送信側非IP端末3aおよび受信側非IP端末3bをも、IP網5へ接続することが望まれることから、その場合送信側非IP端末3aからのフレームデータをIPパケットに変換してIP網5へ接続するための送信側IP変換アダプタ2aおよび受信側IP変換アダプタ2bを用いて、非IP端末をIP網へ接続している。
【0012】
送信側非IP端末3a,3bと送信側IP変換アダプタ2a,2bとの間の伝送速度は、9600bitであり、IP網5を介した送信側IP変換アダプタ2a,2b間の通信速度は100Mbit/sであるとした場合の例を、図7を用いて説明する。この例は、送信側非IP端末3aから1000byteのデータ量のコマンドを送出し、これに対し受信側非IP端末3bが1000byteのデータ量のレスポンスを返す例を説明する。この例では、図4の説明と同様にケーブル長遅延や回線遅延などの伝送遅延tdc、tdrおよびレスポンスデータ作成時間trcを無視して説明する。
【0013】
送信側非IP端末3aから1000byteのコマンドCOMを送出すると、送信側IP変換アダプタ2aは、コマンドCOMの全データをバッファリング時間tbc4(833ms)で受信し、全データの受信を完了した時点でIPパケットに変換し、IP網5経由で受信側IP変換アダプタ2bへIPパケット送信時間tpc2(80μs)かけて送出する。
【0014】
送信側IP変換アダプタ2aと受信側IP変換アダプタ2b間でIPパケットを伝送するに要する時間tpc2は、80μsである。したがって、受信側非IP端末3bは、遅延時間後からデータを受け始め、全てのデータを受信するデータバッファリング時間tbc5(833ms)の間受信データを溜め続ける。受信側非IP端末3bは、時刻T2でコマンドCOMを全て受信した後、レスポンスデータRESを作成し、作成したレスポンスデータを受信側IP変換アダプタ2bへ向けて送出する。受信側IP変換アダプタ2bは、レスポンス受信時間tbr2(833ms)かけて受信しったレスポンスデータRESをIPパケットに変換した後、IPパケット送信時間tpr2(80μs)かけて送信側IP変換アダプタ2aへ向け送出する。送信側IP変換アダプタ2aは、IPパケットからなる全てのレスポンスデータを時刻T3で受信した後フレームデータに変換して送信側非IP端末3aへ送信する。
【0015】
したがって、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを送出してから受信側非IP端末3bからのレスポンスRESを受取るまでの時間tsr3は、以下のようになる。
【0016】
送信側非IP端末3aから送出されたコマンドデータCOM(1000byte)を送信側IP変換アダプタ2aが受信するまでの時間tbc4は、833msとなる。
【0017】
送信側IP変換アダプタ2a送出されたコマンドデータCOMのIPパケットを受信側IP変換アダプタ2bが受信するまでの時間tpc2は、80μsとなる (100Mbit/sにおいて、1bitの伝送時間:10nm、1byteの伝送時間80ns、全データ1000byteの伝送時間80μs) 。
【0018】
受信側IP変換アダプタ2bから送出された全データを受信側非IP端末3bが受信する時間tbc5は、833msとなる。
【0019】
受信側非IP端末3bから送出されたレスポンスRESの全データを受信側IP変換アダプタ2bが受信するに要する時間tbr2は、833msとなる。
【0020】
受信側IP変換アダプタ2bから送出されたIPパケットを、送信側IP変換アダプタ2aが受信するに要する時間tpr2は、80μsとなる。
【0021】
したがって、送信側非IP端末3aがコマンドCOMを送出してからレスポンスRESを受信し始めるまでに要する時間tsr3は、833ms+80μs+833ms+833ms+80μs=2,499sとなる。このときの送信側非IP端末3aが有する応答要求待ち時間twが約1sに設定されているとすると、応答を受信することができない。
【0022】
すなわち、この構成による通信システムでの通信時、送信側非IP端末3aから受信側非IP端末3bへコマンドCOMを伝送しレスポンスデータRESを受信するまでのデータの伝達時間tsr3は、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを受信する時間tbc4、送信側IP変換アダプタ2aからIPパケット(コマンド)を受信する時間tpc2、受信側IP変換アダプタ2bからコマンドを受信する時間tbc5、受信側非IP端末3bからレスポンスRESを受信する時間tbr2、受信側IP変換アダプタ2bからIPパケット(レスポンス)を受信する時間tpr2からなる遅延時間tsr3が発生することとなり、データの伝達時間が遅れてしまうという問題がある。
【0023】
すなわち、図8(a)に示すように、送信側非IP端末3aでは、応答の要求を指定したコマンドCOMを送り出してから、一定の時間(応答要求価値時間)tw内にレスポンスRESが帰ってこない場合は、タイムアウトして応答要求のコマンドを受け取らない。すなわち、送信側IP変換アダプタ2aでは送信側非IP端末3aからのコマンドCOMを全て受信して得からIPパケット化するための遅延時間tbc4が生じ、送信側IP変換アダプタ2aと受信側IP変換アダプタ2bとの間ではIPパケット(COM)、IPパケット(RES)を伝送するための遅延時間tpc2がそれぞれ生じ、受信側IP変換アダプタ2bでは受信側非IP端末3bからのレスポンスRESを全て受信してからIPパケット化するための遅延時間tbr2が生じて、パケット送信に多くの遅延量が発生する。したがって、IP変換アダプタ2において、IPパケット化に多くの遅延時間が発生すると、送信側非IP端末3aは、タイムアウトにより受信側非IP端末3bからの応答を捉えることができないという問題を生じる。
【0024】
このように、非IP端末をIP網へ接続するときには、遅延により応答を受けることができない問題があることから、図8(b)に示すように、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを発した場合は、送信側IP変換アダプタ2aがそのコマンドCOMを受け取り、受信側非IP端末3bにかわって送信側非IP端末3aに対して代理レスポンスRESVをする方式をとっている(例えば、非特許文献1,2,3参照)。
【0025】
すなわち。非特許文献1の方式はSNAプロトコルのデータ転送に用いられ、非特許文献2,3は、SDLCとのデータリンク手順、DLSW(Data−Link Switching)手順に用いられている。
【0026】
【非特許文献1】
IEEE802.2LLC2
【0027】
【非特許文献2】
RFC1434
【0028】
【非特許文献3】
RFC1795
【0029】
しかしこの場合、送信側IP変換アダプタ2aは、送信側非IP端末3aからのフレーム内のコマンドを解読する機能を持たなければならない。現在これらの解読機能を持つIP変換アダプタ2は、開発工数がかかることなどから高価であり、図6に示すシステムを構成する際には、コストがかかるIP変換アダプタ2を用いらなければならないという問題がある。
【0030】
すなわち,上記した従来技術に示すように、非IP端末をIP網に接続する場合は、IP変換アダプタにおいて大きな遅延を発生することから、データリンク制御手順を制御できる高価なIP変換アダプタを用いらなければならないという問題を有している。
【0031】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、通信時に発生する遅延問題を解決する新たな制御方式を提案し、その制御法を有するIP変換アダプタによってコストを抑えた構成をユーザに提供することを目的とする。
【0032】
本発明は、遅延時間を最小限に抑え、コマンドの認識を行なわずにIP変換できるIP変換アダプタを提供することを目的とする。
【0033】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、端末インタフェースとIP網インタフェースを有し、IP未対応の端末をIP網に接続するためのIP変換アダプタにおいて、IP未対応の端末から受信したフレームデータを監視し所定量のデータを受信したときに当該所定量のデータを順次IPパケット化してIP網へ送出するIPパケット化手段と、IP網からのIPパケットを非パケット化して送信側のIP未対応端末へ送出する非パケット化手段とを備えた。
【0034】
また、本発明は、上記IP変換アダプタにおいて、IPパケット化手段が、IP未対応の端末からフレームデータを蓄積するデータバッファと、データバッファに蓄積されるデータの大きさを監視してデータバッファに蓄積されるデータが所定の大きさになったときにパケット化を指示するパケット化指示信号を出力するデータ監視手段と、パケット化指示信号があったときに所定の大きさのデータをIPパケット化するIPパケット化部と、IPパケットをIP網に送出するIPパケット送出部とを備え、送信側IP未対応の端末からの1つのフレーム受信が完結する前に、ある単位(時間やビット・バイト数等)にてフレームを分割し、パケット化してIP網へ送信するようにした。
【0035】
さらに、本発明は、上記IP変換アダプタにおいて、非パケット化手段が、IP網からIPパケットを受信するIPパケット受信手段と、IP網から細分化して送られてくるパケットの内、コマンドに対して最初に受信した所定量のデータからなるレスポンスパケットをフレーム化するフレーム化部と、フレームを送信側のIP未対応端末へ送出するフレーム送出部とを備え、IP網からのパケットの受信中に異常を検出したときに、送信側IP未対応の端末ヘアボートを出力する等の異常検出対策をとるようにした。
【0036】
上記課題を解決するために、本発明は、IP変換アダプタを介してIP未対応の端末をIP網に接続するためのIP変換方式において、IP未対応の端末から受信したフレームデータを監視し、1つのフレーム受信が完結する前で所定量のデータを受信したときに当該所定量のデータを順次IPパケット化してIP網へ送出し、IP網からのIPパケットを非パケット化して送信側のIP未対応端末へ送出するようにした。
【0037】
【発明の実施の形態】
図1を用いて、本発明にかかるIP網を用いた通信システムの構成を説明する。本発明にかかるIP網を用いた通信システムは、送信側非IP端末3aと受信側非IP端末3bを送信側IP変換アダプタ1aおよび受信側IP変換アダプタ1bを介してIP網5に接続して構成される。この通信システムにおいては、通信開始時に、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを送信し、受信側非IP端末3bからレスポンスRESを返送して通信を開始する。
【0038】
図2を用いて、本発明にかかる制御方式を実用可能とするIP変換アダプタ1の機能構成を説明する。IP変換アダプタ1は、端末インタフェース11と、データバッファ12と、データ管理部13と、IP網用インタフェース14と、制御部15を有して構成される。データ管理部13は、データの大きさを監視するデータ監視部131と、データを所定の大きさでIPパケット化するIPパケット化部132と、IPパケット送出部133と、IPパケット受信部134と、受信したIPパケットをフレーム化するフレーム化部135と、フレームを非IP端末側に送出するフレーム送出部136を有している。
【0039】
端末インタフェース11は、非IP端末3側のインターフェース部であり、非IP端末からの信号をアダプタ内にて制御するための信号に変換する機能、又はその逆の機能を有している。
【0040】
データバッファ12は、非IP端末3からのデータ、又はIP網5からのIPパケットを取り込むデータバッファである。
【0041】
データ管理部13は、非IP端末3から受信したデータに細分化処理を実行するため、バッファ内データを監視し分割単位となったことを制御部15へ通知する機能を有している。
【0042】
データ監視部131は、データバッファ12に蓄積されるデータの大きさを監視して、非IP端末3から受信したフレームが所定の分割単位(例えば、1byte)となったときにそのことを制御部15へ通知する手段である。
【0043】
IPパケット化部132は、非IP端末3から受信したデータを所定の大きさでIPパケット化する手段である。
【0044】
IPパケット送出部133は、IPパケット化部で生成したIPパケットを、IP網用インタフェース14を経由してIP網5へ送出する手段である。
【0045】
IPパケット受信部134は、IP網用インタフェース14を経由してIP網5からIPパケットを受信する手段である。
【0046】
フレーム化部135は、IPパケット受信部135で受信したIPパケットをフレーム化する手段である。
【0047】
フレーム送出部136は、フレーム化部135で生成したフレームを、端末インタフェース11を経由して送信側非IP端末3aへ送出する手段である。
【0048】
IP網用インタフェース14は、IP網5からのデータ信号をアダプタ内にて制御可能な信号に変換する機能、又はその逆の機能をもつ。
【0049】
制御部15は、分割する単位のデータがデータバッファ12に蓄積された場合、送信又は受信方向において、データの送出を行う部分である。
【0050】
図3を用いて、本発明にかかるIP変換アダプタ1を用いて、対向する非IP端末3a,3b間でIP網5を介して通信する場合の処理を説明する。まず、IP網5への送信方向は、送信側非IP端末3aからのユーザフレームが、端末インタフェース11において信号変換されてバッファ12内に取り込まれ、分割単位に蓄積されると、データ管理部13から制御部15に通知され、制御部15から送信起動がかけられ、データバッファ12のデータはIPパケット化されてIP網インタフェース14を通過し、IP網5へ送出される。
【0051】
IP網5からの受信方向もその反対の経路となるが、特にデータバッファ12において、受信したIPパケットの異常が検出されれば、制御部15から異常検出処理が起動され、端末インタフェース11は送信側非IP端末3a側へのアボート送出へ切り替える等の処理を行う。
【0052】
図3において、送信側IP変換アダプタ1aは、全てのユーザフレーム(コマンド)COMの内、例えば、1byte単位で分割した部分フレームCOM1を受け取ると、部分フレームCOM1をIPパケット化したIPパケットPC1を受信側IP変換アダプタ1bへ送出する。続けて送られてくる部分フレームCOM2〜COM1000に関しても、部分フレーム毎に順次同様のIPパケット化する処理を行ない、IPパケットPC2〜PC1000を受信側IP変換アダプタ1bへ送出する。
【0053】
このように、非IP端末から送られてきたフレームをある単位によって細切れにしたデータとしてIPパケット化して伝送する本発明の伝送方式を用いると、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを送信し、これを受信側非IP端末3bが受信して返信したレスポンスRESを送信側非IP端末3aが受信し始めるまでの時間は、ケーブル長遅延や回線遅延ならびにレスポンス作成時間などを無視すると、以下のようになる。
【0054】
送信側非IP端末3aから送出したデータの部分フレームCOM1を送信側IP変換アダプタ1aが受信する時間(9600bit/sの1byte分のデータ受信時間)tbc1は、833μsである。
【0055】
送信側IP変換アダプタ1aから送出したパケットPC1を受信側IP変換アダプタ1bが受信する時間(100Mbit/sの1byte分のデータ)tpc1は、80nsである。
【0056】
受信側IP変換アダプタ3bから送出した部分フレームCOM1〜COM1000の全てを受信側非IP端末3bが受信する時間(9600bit/sの1000byte分のデータ)tbc2は、833msである。
【0057】
受信側非IP端末3bが送出したレスポンスデータRES1を受信側IP変換アダプタ1bが受信する時間(9600bit/sの1byte分のデータ)tbr1は、833μsである。
【0058】
受信側IP変換アダプタ3bか送出されたIPパケットPR1を送信側IP変換アダプタ1aが受信する時間(100Mbit/sの1byte分のデータ)tpr1は、80nsである。
【0059】
したがって、送信側非IP端末3aからコマンドを送出し、受信側非IP端末3bがこれを受信して返送したレスポンスを送信側非IP端末3aが受信し始めるまでの時間tsr1は、833μs+80ns+833ms+833μs+80ns=834666μs≒835msとなる。
【0060】
送信側非IP端末3aの応答要求待ち時間twは、約1sに設定されるので、本発明によれば、応答要求待ち時間内に応答を受信することができ、図8(b)に示すような代理応答処理を行う必要がなくなる。
【0061】
すなわち、本発明にかかる処理を行うことで、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを送出してから受信側非IP端末3bからレスポンスRESの受信を開始するまでの伝達遅延時間Tsr1は、送信側IP変換アダプタ1aが細分化したユーザフレームの1byte分を受け取る時間tbc1と、1byte分のIPパケットを送出する時間tpcと、受信側非IP端末3bがコマンドデータを受信する時間tbc2と、受信側IP変換アダプタ1bがレスポンスRESの1byte分のデータを受信する時間tbr1と、1byte分のIPパケットを送出する時間tprとを合わせた時間tsr1となる。
【0062】
受信側IP変換アダプタ1bでは、細分化されたデータ(IPパケット)をフレームに再生して受信側非IP端末3bへ渡さなくてはならない。この際、同様に遅延量を考慮して、受信したIPパケットを分割されている単位ごとに順次再生する。
【0063】
本発明による遅延時間tsr1を、図7の遅延時間tsr3と比較すると、本発明による制御法により遅延が削減できていることがわかる。
【0064】
このように本説明による制御法を用いたIP変換アダプタを用いれば、図4に示すデータリンク手順に似た通信が可能となり、IP変換アダプタはユーザフレーム内のコマンドを認識することなく通信が行える。
【0065】
【発明の効果】
非IP端末からのフレームデータを細かく分割して送信し、又再生することでIP変換アダプタ内遅延を削減でき、さらにIP変換アダプタはデータリンク制御を意識することなく通信を行える。このことは、これまでのIP変換アダプタとは異なり、開発工数が少ない安価な製品である新たなIP変換アダプタとしてユーザに提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるIP変換アダプタを用いた通信システムの構成の概要を説明する図。
【図2】本発明にかかるIP変換アダプタの機能構成を説明するブロック図。
【図3】本発明にかかるIP変換アダプタを用いた通信システムにおけるコマンド伝達シーケンスの遅延を説明する図。
【図4】従来のモデムを用いた通信システムの構成の概要を説明する図。
【図5】従来のモデムを用いた通信システムにおけるコマンド伝達シーケンスの遅延を説明する図。
【図6】従来のIP変換アダプタを用いた通信システムの構成の概要を説明する図。
【図7】従来のIP変換アダプタを用いた通信システムにおけるコマンド伝達シーケンスの遅延を説明する図。
【図8】従来のIP変換アダプタを用いた場合のコマンド伝達シーケンスを説明する図。
【符号の説明】
1 IP変換アダプタ
11 端末インターフェース部
12 データバッファ
13 データ管理部
131 データ監視部
132 IPパケット化部
133 IPパケット送出部
134 IPパケット受信部
135 フレーム化部
136 フレーム送出部
14 IP網用インターフェース部
15 制御部
2 従来からのIP変換アダプタ
3 非IP端末
5 IP網
6 モデム
7 加入電話網(PSTN)
【発明の属する技術分野】
本発明は、IP未対応の端末(以下、非IP端末ともいう)をIP網に接続して対向するIP未対応の端末間で通信する際に生じる遅延問題を解消し、フレーム内情報を意識せずに端末間で通信を正常に行うためのIP変換アダプタおよびIP変換方式に関する。
【0002】
【従来の技術】
通信プロトコルにおけるデータリンクは、2点間の通信の制御する規約である。例えば、ハイレベルデータリンク制御手順(High Level DataLink Control Procedure:HDLC)では、図4に示すように、送信側非IP端末3aと受信側非IP端末3bを送信側モデム6aと受信側モデム6bを介して加入者電話網(Public Switched Telephone Network:以下、PSTNという)7に接続した通信システムにおいて、通信制御を行う側の送信側非IP端末3aからの命令としてコマンドCOMというフレームが送信され、制御される側の受信側非IP端末3bはこのコマンドCOMに対しレスポンスRESを返す方法をとっている。
【0003】
このように、PSTN7を介した通信の場合、送信側非IP端末3aと受信側非IP端末3bの間でコマンド・レスポンスによるフレームデータの制御を行うので、アナログ−ディジタル変換のみを行う送信側モデム6aおよび受信側モデム6bを用いて通信を実用することができていた。
【0004】
この通信システムにおけるデータ転送時の遅延時間を、図5を用いて説明する。この通信システムにおける通信速度を9600bit/sとし、送信側非IP端末3aから1000byteのデータ量のコマンドCOMを送出し、これに対し受信側非IP端末3bが1000byteのデータ量のレスポンスRESを返す例を説明する。
【0005】
送信側非IP端末3aから1000byteのコマンドCOMを送出すると、ケーブル遅延・回線遅延などによる伝送遅延時間tdcにより、受信側非IP端末3bは遅延時間後からデータを受け始める。受信側非IP端末3bは、全てのデータを受信するデータバッファリング時間tbc3の間受信データを溜め続ける。受信側非IP端末3bは、コマンドCOMを全て受信した後、レスポンスデータ作成時間trcをかけてレスポンスデータを作成し、作成したレスポンスデータRESを送信側非IP端末3aへ向け送出する。送信側非IP端末3aは、伝送遅延時間tdrの後、時刻T1でレスポンスデータ1000byteを受信し始める。
【0006】
したがって、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを送出し、このコマンドを受信した受信側非IP端末3bからのレスポンスRESを送信側非IP端末3aが受取るまでの時間tsr2は以下のようになる。
【0007】
送信側非IP端末3aから受信側非IP端末3bまでのコマンドCOM1000byteの伝達時間(バファリング時間)tbc3は、1bitの伝達時tbit=1(bit)/9600(bit/s)=104.166μsであり、1byteの伝達時間tbyte=104.166μs×8=833.328μsとなり、全データ(1000byte)の伝達時間tbc3=833.328μs×1000=833msとなる。
【0008】
したがって、送信側非IP端末3aがコマンドCOMを送出してからレスポンスRESを受信するまでの時間tsr2は、以下のようになる。
【0009】
時間tsr2=時間tdc+時間tbc3+時間trc+時間tdr=時間tdc+833ms+時間trc+時間tdr。ここで、データ転送におけるケーブル長遅延や回線遅延などの遅延時間tdc,tdrやレスポンス作成時間trcなどは、微小な時間のため無視すると、時間tsr≒833msとなる。
【0010】
すなわち、送信側非IP端末3aがコマンドCOMを送信してから、受信側非IP端末3bからのレスポンスRESを受信し始めるまでの時間tsr2は、およそ833msである。このときの送信側非IP端末3aが有する応答要求待ち時間twは約1sに設定されているとする。したがって、この通信システムでは応答要求待ち時間tw内に受信側非IP端末3bからの応答を受信することが可能となる。、
【0011】
近年、高速で安価なInternet Protcol(IP)網(IPNW)によるサービスが普及し、図6に示すような音声系とデータ系を統合したネットワーク構成が実用化されつつある。このIP網を使用した通信システムでは、従来からの送信側非IP端末3aおよび受信側非IP端末3bをも、IP網5へ接続することが望まれることから、その場合送信側非IP端末3aからのフレームデータをIPパケットに変換してIP網5へ接続するための送信側IP変換アダプタ2aおよび受信側IP変換アダプタ2bを用いて、非IP端末をIP網へ接続している。
【0012】
送信側非IP端末3a,3bと送信側IP変換アダプタ2a,2bとの間の伝送速度は、9600bitであり、IP網5を介した送信側IP変換アダプタ2a,2b間の通信速度は100Mbit/sであるとした場合の例を、図7を用いて説明する。この例は、送信側非IP端末3aから1000byteのデータ量のコマンドを送出し、これに対し受信側非IP端末3bが1000byteのデータ量のレスポンスを返す例を説明する。この例では、図4の説明と同様にケーブル長遅延や回線遅延などの伝送遅延tdc、tdrおよびレスポンスデータ作成時間trcを無視して説明する。
【0013】
送信側非IP端末3aから1000byteのコマンドCOMを送出すると、送信側IP変換アダプタ2aは、コマンドCOMの全データをバッファリング時間tbc4(833ms)で受信し、全データの受信を完了した時点でIPパケットに変換し、IP網5経由で受信側IP変換アダプタ2bへIPパケット送信時間tpc2(80μs)かけて送出する。
【0014】
送信側IP変換アダプタ2aと受信側IP変換アダプタ2b間でIPパケットを伝送するに要する時間tpc2は、80μsである。したがって、受信側非IP端末3bは、遅延時間後からデータを受け始め、全てのデータを受信するデータバッファリング時間tbc5(833ms)の間受信データを溜め続ける。受信側非IP端末3bは、時刻T2でコマンドCOMを全て受信した後、レスポンスデータRESを作成し、作成したレスポンスデータを受信側IP変換アダプタ2bへ向けて送出する。受信側IP変換アダプタ2bは、レスポンス受信時間tbr2(833ms)かけて受信しったレスポンスデータRESをIPパケットに変換した後、IPパケット送信時間tpr2(80μs)かけて送信側IP変換アダプタ2aへ向け送出する。送信側IP変換アダプタ2aは、IPパケットからなる全てのレスポンスデータを時刻T3で受信した後フレームデータに変換して送信側非IP端末3aへ送信する。
【0015】
したがって、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを送出してから受信側非IP端末3bからのレスポンスRESを受取るまでの時間tsr3は、以下のようになる。
【0016】
送信側非IP端末3aから送出されたコマンドデータCOM(1000byte)を送信側IP変換アダプタ2aが受信するまでの時間tbc4は、833msとなる。
【0017】
送信側IP変換アダプタ2a送出されたコマンドデータCOMのIPパケットを受信側IP変換アダプタ2bが受信するまでの時間tpc2は、80μsとなる (100Mbit/sにおいて、1bitの伝送時間:10nm、1byteの伝送時間80ns、全データ1000byteの伝送時間80μs) 。
【0018】
受信側IP変換アダプタ2bから送出された全データを受信側非IP端末3bが受信する時間tbc5は、833msとなる。
【0019】
受信側非IP端末3bから送出されたレスポンスRESの全データを受信側IP変換アダプタ2bが受信するに要する時間tbr2は、833msとなる。
【0020】
受信側IP変換アダプタ2bから送出されたIPパケットを、送信側IP変換アダプタ2aが受信するに要する時間tpr2は、80μsとなる。
【0021】
したがって、送信側非IP端末3aがコマンドCOMを送出してからレスポンスRESを受信し始めるまでに要する時間tsr3は、833ms+80μs+833ms+833ms+80μs=2,499sとなる。このときの送信側非IP端末3aが有する応答要求待ち時間twが約1sに設定されているとすると、応答を受信することができない。
【0022】
すなわち、この構成による通信システムでの通信時、送信側非IP端末3aから受信側非IP端末3bへコマンドCOMを伝送しレスポンスデータRESを受信するまでのデータの伝達時間tsr3は、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを受信する時間tbc4、送信側IP変換アダプタ2aからIPパケット(コマンド)を受信する時間tpc2、受信側IP変換アダプタ2bからコマンドを受信する時間tbc5、受信側非IP端末3bからレスポンスRESを受信する時間tbr2、受信側IP変換アダプタ2bからIPパケット(レスポンス)を受信する時間tpr2からなる遅延時間tsr3が発生することとなり、データの伝達時間が遅れてしまうという問題がある。
【0023】
すなわち、図8(a)に示すように、送信側非IP端末3aでは、応答の要求を指定したコマンドCOMを送り出してから、一定の時間(応答要求価値時間)tw内にレスポンスRESが帰ってこない場合は、タイムアウトして応答要求のコマンドを受け取らない。すなわち、送信側IP変換アダプタ2aでは送信側非IP端末3aからのコマンドCOMを全て受信して得からIPパケット化するための遅延時間tbc4が生じ、送信側IP変換アダプタ2aと受信側IP変換アダプタ2bとの間ではIPパケット(COM)、IPパケット(RES)を伝送するための遅延時間tpc2がそれぞれ生じ、受信側IP変換アダプタ2bでは受信側非IP端末3bからのレスポンスRESを全て受信してからIPパケット化するための遅延時間tbr2が生じて、パケット送信に多くの遅延量が発生する。したがって、IP変換アダプタ2において、IPパケット化に多くの遅延時間が発生すると、送信側非IP端末3aは、タイムアウトにより受信側非IP端末3bからの応答を捉えることができないという問題を生じる。
【0024】
このように、非IP端末をIP網へ接続するときには、遅延により応答を受けることができない問題があることから、図8(b)に示すように、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを発した場合は、送信側IP変換アダプタ2aがそのコマンドCOMを受け取り、受信側非IP端末3bにかわって送信側非IP端末3aに対して代理レスポンスRESVをする方式をとっている(例えば、非特許文献1,2,3参照)。
【0025】
すなわち。非特許文献1の方式はSNAプロトコルのデータ転送に用いられ、非特許文献2,3は、SDLCとのデータリンク手順、DLSW(Data−Link Switching)手順に用いられている。
【0026】
【非特許文献1】
IEEE802.2LLC2
【0027】
【非特許文献2】
RFC1434
【0028】
【非特許文献3】
RFC1795
【0029】
しかしこの場合、送信側IP変換アダプタ2aは、送信側非IP端末3aからのフレーム内のコマンドを解読する機能を持たなければならない。現在これらの解読機能を持つIP変換アダプタ2は、開発工数がかかることなどから高価であり、図6に示すシステムを構成する際には、コストがかかるIP変換アダプタ2を用いらなければならないという問題がある。
【0030】
すなわち,上記した従来技術に示すように、非IP端末をIP網に接続する場合は、IP変換アダプタにおいて大きな遅延を発生することから、データリンク制御手順を制御できる高価なIP変換アダプタを用いらなければならないという問題を有している。
【0031】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、通信時に発生する遅延問題を解決する新たな制御方式を提案し、その制御法を有するIP変換アダプタによってコストを抑えた構成をユーザに提供することを目的とする。
【0032】
本発明は、遅延時間を最小限に抑え、コマンドの認識を行なわずにIP変換できるIP変換アダプタを提供することを目的とする。
【0033】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、端末インタフェースとIP網インタフェースを有し、IP未対応の端末をIP網に接続するためのIP変換アダプタにおいて、IP未対応の端末から受信したフレームデータを監視し所定量のデータを受信したときに当該所定量のデータを順次IPパケット化してIP網へ送出するIPパケット化手段と、IP網からのIPパケットを非パケット化して送信側のIP未対応端末へ送出する非パケット化手段とを備えた。
【0034】
また、本発明は、上記IP変換アダプタにおいて、IPパケット化手段が、IP未対応の端末からフレームデータを蓄積するデータバッファと、データバッファに蓄積されるデータの大きさを監視してデータバッファに蓄積されるデータが所定の大きさになったときにパケット化を指示するパケット化指示信号を出力するデータ監視手段と、パケット化指示信号があったときに所定の大きさのデータをIPパケット化するIPパケット化部と、IPパケットをIP網に送出するIPパケット送出部とを備え、送信側IP未対応の端末からの1つのフレーム受信が完結する前に、ある単位(時間やビット・バイト数等)にてフレームを分割し、パケット化してIP網へ送信するようにした。
【0035】
さらに、本発明は、上記IP変換アダプタにおいて、非パケット化手段が、IP網からIPパケットを受信するIPパケット受信手段と、IP網から細分化して送られてくるパケットの内、コマンドに対して最初に受信した所定量のデータからなるレスポンスパケットをフレーム化するフレーム化部と、フレームを送信側のIP未対応端末へ送出するフレーム送出部とを備え、IP網からのパケットの受信中に異常を検出したときに、送信側IP未対応の端末ヘアボートを出力する等の異常検出対策をとるようにした。
【0036】
上記課題を解決するために、本発明は、IP変換アダプタを介してIP未対応の端末をIP網に接続するためのIP変換方式において、IP未対応の端末から受信したフレームデータを監視し、1つのフレーム受信が完結する前で所定量のデータを受信したときに当該所定量のデータを順次IPパケット化してIP網へ送出し、IP網からのIPパケットを非パケット化して送信側のIP未対応端末へ送出するようにした。
【0037】
【発明の実施の形態】
図1を用いて、本発明にかかるIP網を用いた通信システムの構成を説明する。本発明にかかるIP網を用いた通信システムは、送信側非IP端末3aと受信側非IP端末3bを送信側IP変換アダプタ1aおよび受信側IP変換アダプタ1bを介してIP網5に接続して構成される。この通信システムにおいては、通信開始時に、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを送信し、受信側非IP端末3bからレスポンスRESを返送して通信を開始する。
【0038】
図2を用いて、本発明にかかる制御方式を実用可能とするIP変換アダプタ1の機能構成を説明する。IP変換アダプタ1は、端末インタフェース11と、データバッファ12と、データ管理部13と、IP網用インタフェース14と、制御部15を有して構成される。データ管理部13は、データの大きさを監視するデータ監視部131と、データを所定の大きさでIPパケット化するIPパケット化部132と、IPパケット送出部133と、IPパケット受信部134と、受信したIPパケットをフレーム化するフレーム化部135と、フレームを非IP端末側に送出するフレーム送出部136を有している。
【0039】
端末インタフェース11は、非IP端末3側のインターフェース部であり、非IP端末からの信号をアダプタ内にて制御するための信号に変換する機能、又はその逆の機能を有している。
【0040】
データバッファ12は、非IP端末3からのデータ、又はIP網5からのIPパケットを取り込むデータバッファである。
【0041】
データ管理部13は、非IP端末3から受信したデータに細分化処理を実行するため、バッファ内データを監視し分割単位となったことを制御部15へ通知する機能を有している。
【0042】
データ監視部131は、データバッファ12に蓄積されるデータの大きさを監視して、非IP端末3から受信したフレームが所定の分割単位(例えば、1byte)となったときにそのことを制御部15へ通知する手段である。
【0043】
IPパケット化部132は、非IP端末3から受信したデータを所定の大きさでIPパケット化する手段である。
【0044】
IPパケット送出部133は、IPパケット化部で生成したIPパケットを、IP網用インタフェース14を経由してIP網5へ送出する手段である。
【0045】
IPパケット受信部134は、IP網用インタフェース14を経由してIP網5からIPパケットを受信する手段である。
【0046】
フレーム化部135は、IPパケット受信部135で受信したIPパケットをフレーム化する手段である。
【0047】
フレーム送出部136は、フレーム化部135で生成したフレームを、端末インタフェース11を経由して送信側非IP端末3aへ送出する手段である。
【0048】
IP網用インタフェース14は、IP網5からのデータ信号をアダプタ内にて制御可能な信号に変換する機能、又はその逆の機能をもつ。
【0049】
制御部15は、分割する単位のデータがデータバッファ12に蓄積された場合、送信又は受信方向において、データの送出を行う部分である。
【0050】
図3を用いて、本発明にかかるIP変換アダプタ1を用いて、対向する非IP端末3a,3b間でIP網5を介して通信する場合の処理を説明する。まず、IP網5への送信方向は、送信側非IP端末3aからのユーザフレームが、端末インタフェース11において信号変換されてバッファ12内に取り込まれ、分割単位に蓄積されると、データ管理部13から制御部15に通知され、制御部15から送信起動がかけられ、データバッファ12のデータはIPパケット化されてIP網インタフェース14を通過し、IP網5へ送出される。
【0051】
IP網5からの受信方向もその反対の経路となるが、特にデータバッファ12において、受信したIPパケットの異常が検出されれば、制御部15から異常検出処理が起動され、端末インタフェース11は送信側非IP端末3a側へのアボート送出へ切り替える等の処理を行う。
【0052】
図3において、送信側IP変換アダプタ1aは、全てのユーザフレーム(コマンド)COMの内、例えば、1byte単位で分割した部分フレームCOM1を受け取ると、部分フレームCOM1をIPパケット化したIPパケットPC1を受信側IP変換アダプタ1bへ送出する。続けて送られてくる部分フレームCOM2〜COM1000に関しても、部分フレーム毎に順次同様のIPパケット化する処理を行ない、IPパケットPC2〜PC1000を受信側IP変換アダプタ1bへ送出する。
【0053】
このように、非IP端末から送られてきたフレームをある単位によって細切れにしたデータとしてIPパケット化して伝送する本発明の伝送方式を用いると、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを送信し、これを受信側非IP端末3bが受信して返信したレスポンスRESを送信側非IP端末3aが受信し始めるまでの時間は、ケーブル長遅延や回線遅延ならびにレスポンス作成時間などを無視すると、以下のようになる。
【0054】
送信側非IP端末3aから送出したデータの部分フレームCOM1を送信側IP変換アダプタ1aが受信する時間(9600bit/sの1byte分のデータ受信時間)tbc1は、833μsである。
【0055】
送信側IP変換アダプタ1aから送出したパケットPC1を受信側IP変換アダプタ1bが受信する時間(100Mbit/sの1byte分のデータ)tpc1は、80nsである。
【0056】
受信側IP変換アダプタ3bから送出した部分フレームCOM1〜COM1000の全てを受信側非IP端末3bが受信する時間(9600bit/sの1000byte分のデータ)tbc2は、833msである。
【0057】
受信側非IP端末3bが送出したレスポンスデータRES1を受信側IP変換アダプタ1bが受信する時間(9600bit/sの1byte分のデータ)tbr1は、833μsである。
【0058】
受信側IP変換アダプタ3bか送出されたIPパケットPR1を送信側IP変換アダプタ1aが受信する時間(100Mbit/sの1byte分のデータ)tpr1は、80nsである。
【0059】
したがって、送信側非IP端末3aからコマンドを送出し、受信側非IP端末3bがこれを受信して返送したレスポンスを送信側非IP端末3aが受信し始めるまでの時間tsr1は、833μs+80ns+833ms+833μs+80ns=834666μs≒835msとなる。
【0060】
送信側非IP端末3aの応答要求待ち時間twは、約1sに設定されるので、本発明によれば、応答要求待ち時間内に応答を受信することができ、図8(b)に示すような代理応答処理を行う必要がなくなる。
【0061】
すなわち、本発明にかかる処理を行うことで、送信側非IP端末3aからコマンドCOMを送出してから受信側非IP端末3bからレスポンスRESの受信を開始するまでの伝達遅延時間Tsr1は、送信側IP変換アダプタ1aが細分化したユーザフレームの1byte分を受け取る時間tbc1と、1byte分のIPパケットを送出する時間tpcと、受信側非IP端末3bがコマンドデータを受信する時間tbc2と、受信側IP変換アダプタ1bがレスポンスRESの1byte分のデータを受信する時間tbr1と、1byte分のIPパケットを送出する時間tprとを合わせた時間tsr1となる。
【0062】
受信側IP変換アダプタ1bでは、細分化されたデータ(IPパケット)をフレームに再生して受信側非IP端末3bへ渡さなくてはならない。この際、同様に遅延量を考慮して、受信したIPパケットを分割されている単位ごとに順次再生する。
【0063】
本発明による遅延時間tsr1を、図7の遅延時間tsr3と比較すると、本発明による制御法により遅延が削減できていることがわかる。
【0064】
このように本説明による制御法を用いたIP変換アダプタを用いれば、図4に示すデータリンク手順に似た通信が可能となり、IP変換アダプタはユーザフレーム内のコマンドを認識することなく通信が行える。
【0065】
【発明の効果】
非IP端末からのフレームデータを細かく分割して送信し、又再生することでIP変換アダプタ内遅延を削減でき、さらにIP変換アダプタはデータリンク制御を意識することなく通信を行える。このことは、これまでのIP変換アダプタとは異なり、開発工数が少ない安価な製品である新たなIP変換アダプタとしてユーザに提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるIP変換アダプタを用いた通信システムの構成の概要を説明する図。
【図2】本発明にかかるIP変換アダプタの機能構成を説明するブロック図。
【図3】本発明にかかるIP変換アダプタを用いた通信システムにおけるコマンド伝達シーケンスの遅延を説明する図。
【図4】従来のモデムを用いた通信システムの構成の概要を説明する図。
【図5】従来のモデムを用いた通信システムにおけるコマンド伝達シーケンスの遅延を説明する図。
【図6】従来のIP変換アダプタを用いた通信システムの構成の概要を説明する図。
【図7】従来のIP変換アダプタを用いた通信システムにおけるコマンド伝達シーケンスの遅延を説明する図。
【図8】従来のIP変換アダプタを用いた場合のコマンド伝達シーケンスを説明する図。
【符号の説明】
1 IP変換アダプタ
11 端末インターフェース部
12 データバッファ
13 データ管理部
131 データ監視部
132 IPパケット化部
133 IPパケット送出部
134 IPパケット受信部
135 フレーム化部
136 フレーム送出部
14 IP網用インターフェース部
15 制御部
2 従来からのIP変換アダプタ
3 非IP端末
5 IP網
6 モデム
7 加入電話網(PSTN)
Claims (4)
- 端末インタフェースとIP網インタフェースを有し、IP未対応の端末をIP網に接続するためのIP変換アダプタにおいて、
IP未対応の端末から受信したフレームデータを監視し所定量のデータを受信したときに当該所定量のデータを順次IPパケット化してIP網へ送出するIPパケット化手段と、
IP網からのIPパケットを非パケット化して送信側のIP未対応の端末へ送出する非パケット化手段と
を備えたことを特徴とするIP変換アダプタ。 - IPパケット化手段が、
IP未対応の端末からフレームデータを蓄積するデータバッファと、
データバッファに蓄積されるデータの大きさを監視してデータバッファに蓄積されるデータが所定の大きさになったときにパケット化を指示するパケット化指示信号を出力するデータ監視手段と、
パケット化指示信号があったときに所定の大きさのデータをIPパケット化するIPパケット化部と、
IPパケットをIP網に送出するIPパケット送出部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載のIP変換アダプタ。 - IPパケット化手段が、送信側IP未対応の端末からの1つのフレーム受信が完結する前に、ある単位(時間やビット・バイト数等)にてフレームを分割し、パケット化してIP網へ送信することを特徴とする請求項1に記載のIP変換アダプタ。
- 非パケット化手段が、
IP網からIPパケットを受信するIPパケット受信手段と、
IP網から細分化して送られてくるパケットの内、コマンドに対して最初に受信した所定量のデータからなるレスポンスパケットをフレーム化するフレーム化部と、
フレームを送信側のIP未対応の端末へ送出するフレーム送出部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載のIP変換アダプタ。
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Cited By (1)
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JP5190121B2 (ja) * | 2008-11-14 | 2013-04-24 | 株式会社日立製作所 | 伝送装置 |
-
2003
- 2003-01-27 JP JP2003016957A patent/JP2004229158A/ja active Pending
Cited By (2)
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US8634426B2 (en) | 2008-11-14 | 2014-01-21 | Hitachi, Ltd. | Transmission device with function of packetizing and transmitting |
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