JP2005260414A - イーサネット(登録商標)接続装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の通信能力で通信可能なイーサネット(登録商標)接続装置において、通信状態や通信時間帯に応じて動的に通信能力を切り替えることで最適な通信能力と最適な電力消費とを実現する。
【解決手段】複数の通信能力で通信可能な伝送路インターフェイス機能100と、自らの通信能力を通信相手に通知し通信相手の通信能力を取得する能力情報通信機能200と、自らの通信状態を検出する通信モニタ機能300とを有し、通信制御機能400が、あらかじめ設定された通信条件と通信モニタ機能300から入力される情報から通信能力を決定して、この決定した通信能力が現在の通信能力と一致しない場合には決定した通信能力で通信リンクを再設定する。
【選択図】図1

Description

本発明は、複数の通信能力で通信可能なイーサネット(登録商標)接続装置に関するものである。
ローカルエリアネットワーク(LAN)、広域ネットワーク(WAN)、その他のネットワークへの接続およびインターネットへの接続を行うためにイーサネット(登録商標)接続装置は広く普及している。
近年のイーサネット(登録商標)接続装置は、複数の通信能力を備え、装置間における伝送リンクの通信能力は、オートネゴシエーションによって決定される。
オートネゴシエーションは、米国電気電子学会(IEEE)802.3uに規格化された通信の開放型システム間相互接続(OSI)参照モデルでいうところの物理層とメディアアクセス制御層における通信手段を利用して、通信装置が持っている10BASE−T、100BASE−TX、1000BASE−T、また、それらの全二重モードによる通信といった、さまざまな伝送リンクの伝送特性に関して、お互いの接続装置が持っている通信能力の情報を相互に交換することにより、お互いが持っている通信能力を自動的に認識し、最も優先順位が高い能力での接続を確立する機能である。
ここで、オートネゴシエーションの動作原理を説明する。
オートネゴシエーションでは、通信リンクを構成するお互いのイーサネット(登録商標)接続装置の送受信器においてFLPバーストと呼ばれる信号を使用している。FLPバーストは、33個の連続したFLP(Fast Link Pulse)と呼ばれるパルスから成り立っており、奇数番目の17個のパルスはクロック同期用に使われ、偶数番目の16個のパルスは通信能力を交換するためのデータとして使われ、1個のパルスに1ビットの情報を乗せられるので、1個のFLPバーストは16ビットの情報を格納できる。
第1のイーサネット(登録商標)接続装置は、自らが有している通信能力をFLPバーストを利用して接続相手である第2のイーサネット(登録商標)接続装置に伝える。第2のイーサネット(登録商標)接続装置は、同じ内容のFLPバーストを3回受け取るとそれを正しいものとして認識し、自らが備える通信能力と相手が伝えてきた通信能力を比較して、お互いが備える通信能力のなかで優先順位が最も高い通信能力を通信リンクとして採用する。同様に、第2のイーサネット(登録商標)接続装置からも、自らが有している通信能力をFLPバーストを利用して接続相手である第1のイーサネット(登録商標)接続装置に伝える。第1のイーサネット(登録商標)接続装置は、同じ内容のFLPバーストを3回受け取るとそれを正しいものとして認識し、自らが備える通信能力と相手が伝えてきた通信能力を比較して、お互いが備える通信能力のなかで優先順位が最も高い通信能力を通信リンクとして採用する。
このようにオートネゴシエーション機能は、簡単で低コストに実現できるうえに操作性が良く、接続性に優れた技術であり、利用者は接続装置が備える通信能力を意識することなく、イーサネット(登録商標)接続装置同士を簡単に接続することが出来る。
このオートネゴシエーションにおいては、イーサネット(登録商標)接続装置が備えている通信速度が速い能力の優先順位を高く設定するので、通信リンクは通信速度が速いも
のから優先して選択されることになるが、一方で、イーサネット(登録商標)接続装置は、通信速度が速いほど電力消費量が大きくなるため、オートネゴシエーションで通信能力を選択するイーサネット(登録商標)接続装置は、高速な通信能力を有するほどに電力消費量が大きくなる、といった問題を持っている。
オートネゴシエーションを無効にしてイーサネット(登録商標)接続装置間の通信能力を手動で低速に設定することで、電力消費量を小さくすることも可能であるが、この場合には通信速度が設定した速度で固定になり、本来備えている通信能力を生かせないことになるため、効果的に電力消費量を低減する手段ではない。
一方、イーサネット(登録商標)接続装置の電力消費量を減少させる手段として、イーサネット(登録商標)接続装置の送受信器において、ネットワークリンクが検出されない時に、大電力エネルギー消費モードと小電力エネルギー消費モードとを切り替えて、送受信機の電力消費を減少する手段がある(例えば、特許文献1参照。)が、この手段はネットワークリンクが検出され通信が可能な状態にあるイーサネット(登録商標)接続装置の電力消費量を低減する手段ではない。
特表2002−512458号公報
本発明が解決しようとする問題点は、オートネゴシエーションで通信能力を選択するイーサネット(登録商標)接続装置は高速な通信能力を有するほどに電力消費量が大きくなる、といった点である。
本発明は、複数の通信能力で通信可能なイーサネット(登録商標)接続装置において、あらかじめ設定された通信条件と通信モニタ機能から入力される情報から通信能力を決定し、この決定した通信能力が現在の通信能力と一致しない場合には決定した通信能力で通信リンクを再設定することを特徴とする。
本発明によれば、あらかじめ設定された通信条件と通信モニタ部から入力される情報から通信能力が決定され、この決定された通信能力が現在の通信能力と一致しない場合には決定された通信能力で通信リンクが再設定され、通信状態や通信時間帯に応じて動的に伝送能力が切り替えられるので、通信条件に応じた最適な通信能力と最適な電力消費とを実現するという効果を得ることができる。
本願の第1の発明は、複数の通信能力で通信可能な伝送路インターフェイス機能と、自らの通信能力を通信相手に通知し通信相手の通信能力を取得する能力情報通信機能と、自らの通信状態を検出する通信モニタ機能と、あらかじめ設定された通信条件と通信モニタ機能から入力される情報から通信能力を決定し、この決定した通信能力が現在の通信能力と一致しない場合には決定した通信能力で通信リンクを再設定する通信制御機能とを有するイーサネット(登録商標)接続装置としたものである。電力消費量の低減を考慮するとイーサネット(登録商標)接続装置間の通信リンクにおける最適な通信速度は、その通信リンクにおいて発生する通信の量を考慮すべきであり、その通信量が多い場合には高速な能力が最適ともいえる。しかしながら、その通信量が少ない場合には低速な能力であっても支障無い場合もあり、また、イーサネット(登録商標)接続装置の運用形態が固定的であれば通信量は通信する時間帯に応じて一様な傾向を示すともいえる。したがって、低電力消費を実現するには従来の技術のオートネゴシエーションのみに依存して通信速度を決
定するべきでは無く、通信時間帯や通信状態を考慮して通信能力を動的に切り替えることが必要とされる。本願の第1の発明によれば、あらかじめ設定された通信条件と前記通信モニタ機能から入力される情報から通信能力が決定され、この決定された通信能力が現在の通信能力と一致しない場合には決定された通信能力で通信リンクが再設定され、通信状態や通信時間帯に応じて動的に伝送能力が切り替えられるので、通信条件に応じた最適な通信能力と最適な電力消費とを実現することができる。
本願の第2の発明は、能力情報通信機能及び通信制御機能にオートネゴシエーション機能を使用するように構成したものである。これにより、オートネゴシエーション機能を備えたイーサネット(登録商標)接続装置と接続して通信条件に応じた最適な通信能力と最適な電力消費とを実現するという効果を得ることができる。
本願の第3の発明は、通信制御機能により通信能力を決定するための情報に通信トラフィック量を使用するように構成したものである。これにより、通信トラフィック条件に応じた最適な通信能力と最適な電力消費とを実現するという効果を得ることができる。
本願の第4の発明は、通信制御機能により通信能力を決定するための情報に通信時間帯を使用するように構成したものである。これにより、通信時間帯に応じた最適な通信能力と最適な電力消費とを実現するという効果を得ることができる。
本願の第5の発明は、通信制御機能により通信能力を決定するために必要な情報を使用者が選択可能となるように構成したものである。これにより、使用者が選択可能な条件に応じた最適な通信能力と最適な電力消費とを実現するという効果を得ることができる。
本願の第6の発明は、通信制御機能により通信能力を決定するために必要な情報をウェッブブラウザ経由で選択可能となるように構成したものである。これにより、使用者が最適な通信能力と最適な電力消費とを実現するための通信条件を簡単に選択出来るようになるといった効果を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について、各図を用いて説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるイーサネット(登録商標)接続装置の構成図である。
図1において、000は伝送路、100は伝送路インターフェイス機能、200は能力情報通信機能、300は通信モニタ機能、400は通信制御機能である。伝送路インターフェイス機能100は、通信ブロック切替機能101、速度Sa通信機能102、速度Sb通信機能103、メディア・アクセス・コントロール機能104を含む。
伝送路インターフェイス機能100において、速度Sa通信機能102は、通信速度がSaで電力消費量Waワットの通信能力を有し、速度Sb通信機能103は、通信速度がSbで電力消費量Wbワットの通信能力を有する。両者は通信のOSI参照モデルでいうところの物理層における通信機能を有しており、速度Sa通信機機能102は速度Sb通信機能103に対して通信速度が速く、電力消費量が大きい、即ち、「Sa>Sb」および「Wa>Wb」という特性を持っている。なお、以降の説明を容易にするために、速度Sa通信機能102が伝送路に接続された場合の通信能力を「高速大電力通信能力」と呼び、速度Sb通信機能103が伝送路に接続された場合の通信能力を「低速小電力通信能力」と呼ぶ。
通信ブロック切替機能101は、前記の2つの通信機能102,103及び能力情報通信機能200の何れかの通信機能から一つを選択して伝送路に接続する機能を有している。
メディア・アクセス・コントロール機能104は、通信のOSI参照モデルでいうところのデータリンク層における通信機能と、通信モニタ機能300に通信状態に関する情報を提供する機能とを有している。
能力情報通信機能200は、通信リンクを切断する機能と、通信リンク相手が備える通信能力情報を受信する機能と、自らの優先順位が最も高い通信能力情報を送信する機能とを有している。
通信モニタ機能300は、メディア・アクセス・コントロール機能104または通信制御機能400または能力情報通信機能200から提供される通信状態に関する情報を記録する機能を有している。
通信制御機能400は、プロセッサとメモリとで構成され、能力情報通信機能200を介して通信相手との通信リンクを設定する機能と、通信モニタ機能300を介して通信状態の情報を読み出す機能と、あらかじめ設定された通信条件と通信状態の情報と通信リンクの情報から最適な通信能力を決定する機能と、現在の通信リンクを切断し前記の機能で決定した最適な通信能力で通信リンクを再設定する機能とを備えている。
(表1)は図1のイーサネット(登録商標)接続装置において与えられる通信条件の一例を示している。
Figure 2005260414
(表1)の通信条件は、通信時間帯Aにおいては、通信トラフィック量がXaバイト以上であれば高速大電力通信能力を最適な通信能力として選択し、Xaバイト未満であれば低速小電力通信能力を最適な通信能力として選択し、通信時間帯Bにおいては、通信トラフィック量がXbバイト以上であれば高速大電力通信能力を最適な通信能力として選択し、Xbバイト未満であれば低速小電力通信能力を最適な通信能力として選択することを示している。また、(表1)は、周期T1毎に通信トラフィック量を読み出して最適な通信能力を決定するためのステップを実行して、周期T2毎に通信トラフィックの統計量のクリアを実行することを条件として示している。
通信の開始に先立ち、通信制御部400は、能力情報通信機能200に対して、低速小電力通信能力の優先度を高速大電力通信能力の優先度よりも高く設定して通信リンク相手と通信能力の交渉を実行させる。能力情報通信機能200は、通信リンク相手とお互いが持っている通信能力の情報を相互に交換し、お互いが持っている通信能力の中で最も優先順位が高い能力での接続を確立するように機能するため、結果として低速小電力通信能力
による通信リンクが確立される。
通信モニタ機能300は、ユニキャストフレーム送受信を監視して、通信制御部400によってクリアされるまでその送受信量を記録する。
通信制御部400は、周期T2毎に、通信モニタ機能300に記録されている通信トラフィック量の情報をクリアする。
通信制御部400は、周期T1毎に、図2に示すステップT11を実行する。図2は本発明の図1のイーサネット(登録商標)接続装置において一定の周期で実行される処理を示すフローチャートである。
図2に示すステップT11aでは、現在の情報を取得すべく、現在の通信能力Scと現在時刻Tcを取得し、通信トラフィック量Xcを通信モニタ機能300から取得してステップT11bに進む。
ステップT11bでは、現在時刻Tcが通信時間帯Aに含まれるか否かを決定し、含まれる場合にはステップT11cに進み、含まれない場合はステップT11dに進む。
ステップT11cでは、通信トラフィック量Xcが通信条件Xa以上であるか否かを決定し、Xa以上であればステップT11eに進み、Xa未満であればステップT11fに進む。
ステップT11dでは、通信トラフィック量Xcが通信条件Xb以上であるか否かを決定し、Xb以上であればステップT11eに進み、Xb未満であればステップT11fに進む。
ステップT11eは、高速大電力通信能力を最適と決定した場合に実行されるステップであり、現在の通信能力Scが高速大電力通信能力であるか否かを決定する。そして、現在の通信能力Scが高速大電力通信能力である場合にはステップT11を終了し、現在の通信能力Scが低速小電力通信能力である場合には、ステップT11gに進む。
ステップT11fは、低速小電力通信能力を最適と決定した場合のステップであり、現在の通信能力Scが低速小電力通信能力であるか否かを決定する。そして、現在の通信能力Scが低速小電力通信能力である場合にはステップT11を終了し、現在の通信能力Scが高速大電力通信能力である場合にはステップT11gに進む。
ステップT11gでは、現在の通信能力を切り替えるべく、通信制御部400が、能力情報通信機能200に対して現在利用していない通信能力の優先度を現在利用している通信能力の優先度よりも高く設定して、通信リンク相手と通信能力の交渉を開始させる。能力情報通信機能200は、通信リンク相手とお互いが持っている通信能力の情報を相互に交換し、お互いが持っている通信能力の中で優先順位が高い能力での接続を確立するように機能するので、この能力情報の交渉によって異なる通信能力による通信リンクが確立される。
以上のステップによって、本実施の形態におけるイーサネット(登録商標)接続装置は、周期T1毎に通信条件と通信状態の情報から最適な通信能力を決定して、現在の通信能力が決定された通信能力と異なる場合には現在の通信能力を異なる通信能力に切り替え、周期T2毎に通信トラフィック量を示す通信トラフィック量をクリアする。これにより、通信トラフィック量が小さな通信状態においては、低速小電力通信能力が最適な通信条件
として決定される。
以上のように、本実施の形態によれば、通信状態や通信時間帯に応じて動的に伝送能力を切り替えることが可能となり、通信トラフィック量が大きな状態においては高速大電力通信能力による通信リンクが設定され、通信トラフィック量が小さい状態においては低速小電力通信能力による通信リンクが設定される。これにより、従来のオートネゴシエーションのみによって通信リンクが設定される場合に対して、通信トラフィック量が小さい状態においては電力消費量が小さくなるイーサネット(登録商標)接続装置が得られる。
(実施の形態2)
図3は本発明の実施の形態2におけるイーサネット(登録商標)接続装置の構成図である。
図3において、301はRJ45コネクタ、302は磁性体、303は集積化された送受信機能である。送受信機能303は、増幅器303a、DA/AD変換器303b、1000BASE−T通信ブロック303c、100BASE−TX通信ブロック303d、10BASE−TX通信ブロック303e、MUX/DEMUX303f、通信速度自動交渉ブロック303gとを含み、自らの通信能力を通信相手に通知し、通信相手の通信能力を取得して、お互いが有する最も優先順位の高い通信能力を決定するためのオートネゴシエーション機能を有している。
図3において、304は集積化されたアクセス制御機能である。アクセス制御機能304は、メディア・アクセス・コントロールブロック304a、FIFOバッファ304b、メディア・インフォメーション・ベースブロック304c、シリアル・マネジメント・インターフェイスブロック304dを含む。メディア・インフォメーション・ベースブロック304cは、自らの通信状態を検出して記録する通信モニタ機能を有している。送受信機能303とアクセス制御機能304は、従来の技術におけるG/MIIインターフェイスとSMIインターフェイスで接続されている。
図3において、305はホストバスインターフェイス機能、306はメモリ機能である。メモリ機能306は、送受信データ306aと通信条件データベース306bとを含む。307はプロセッサである。
本実施の形態において、プロセッサ307は、通信の開始に先立ち、シリアル・マネジメント・インターフェイスブロック304dを介して、送受信機能303に対して10BASE−TX通信能力の優先順位を最も高く設定して通信リンク相手とのオートネゴシエーションを開始させる。
送受信機能303は、自分が持っている最も高い優先順位の通信能力が10BASE−TX通信能力であることを示すFLPバースト信号を通信相手に送り、通信リンクを10BASE−TXに設定する。
メディア・インフォメーション・ベースブロック304cは、ユニキャストフレーム送受信を監視して、プロセッサ307によってクリアされるまでその送受信量を記録する。
プロセッサ307は、周期T2毎にメディア・インフォメーション・ベースブロック304cに記録されている通信トラフィック量の情報をクリアする。
プロセッサ307は、実施の形態1で説明したように、周期T1毎に通信条件データベース306bに設定された通信条件と現在時刻とメディア・インフォメーション・ベース
ブロック304cから取得した通信トラフィック量の情報とから最適な通信能力を決定して、現在の通信能力が決定された通信能力と異なる場合にはシリアル・マネジメント・インターフェイスブロック304dを介して、送受信機能303に対して決定した通信能力の優先順位を最も高く設定して通信リンク相手とのオートネゴシエーションを実行させ、通信能力を切り替え、周期T2毎に通信トラフィック量を示すユニキャストフレームの送受信量をクリアする。これにより、通信トラフィック量が小さな通信状態においては、より低速で小電力な通信能力が最適な通信条件として決定される。
以上のように、本実施の形態によれば、オートネゴシエーション機能を備えたイーサネット(登録商標)接続装置と接続して、通信状態や通信時間帯に応じて動的に伝送能力を切り替えることが可能となり、通信トラフィック量が大きな状態においては高速で大電力な通信能力による通信リンクが設定され、通信トラフィック量が小さい状態においては低速で小電力な通信能力による通信リンクが設定される。これにより、従来のオートネゴシエーションのみによって通信リンクが設定される場合に対して、通信トラフィック量が小さい状態においては電力消費量が小さくなるイーサネット(登録商標)接続装置が得られる。
(実施の形態3)
図4は本発明の実施の形態3におけるイーサネット(登録商標)接続装置の構成図である。
本実施の形態3におけるイーサネット(登録商標)接続装置は、実施の形態2におけるメモリ機能306にウェッブサーバ機能306cを組み込んだ構成であり、他の参照番号については図3と同等である。
(表2)はウェッブサーバ機能306cによって実現される通信条件の設定メニューの一例を示している。
Figure 2005260414
(表2)において、開始時間Taは通信時間帯Aの開始時間の設定値である。通信時間帯Aにおいては、Xa1は、選択速度が10MBPSにおいて選択された一定期間における通信量の閾値の設定値、Xa2は、選択速度が100MBPSにおいて選択された一定期間における通信量の閾値の設定値、Xa3は、選択速度が1GBPSにおいて選択された一定期間における通信量の閾値の設定値である。開始時間Tbは通信時間帯Bの開始時間の設定値である。通信時間帯Bにおいては、Xb1は、選択速度が10MBPSにおいて選択された一定期間における通信量の閾値の設定値、Xb2は、選択速度が100MBPSにおいて選択された一定期間における通信量の閾値の設定値、Xc3は、選択速度が1GBPSにおいて選択された一定期間における通信量の閾値の設定値である。また、T1は通信量を取得して最適な通信能力を決定するステップが実行される周期の設定値、T2は通信モニタ機能が記録している通信量の情報をクリアする周期の設定値である。
本実施の形態において、使用者は、任意のネットワーク端末からウェッブ(Web)ブラウザを利用して、ネットワーク経由で本イーサネット(登録商標)接続装置が有するウェッブサーバにアクセスして、(表2)に示す通信条件設定メニュー画面における設定値を設定する。
プロセッサ307は、この通信条件設定メニューに設定された条件から通信条件データベース306bに通信条件を設定する。
通信条件データベース306bに通信条件が設定された以降の動作は、実施の形態2に示すイーサネット(登録商標)接続装置と同等であるため説明を省略する。
以上のように本実施の形態によれば、使用者が通信能力を決定するために必要な情報をウェッブブラウザ経由で選択するため、使用者は簡単に通信条件を選択することが可能に
なる。また、通信条件に応じて動的に伝送能力を切り替えることが可能となるので、通信トラフィック量が大きな状態においては高速で大電力な通信能力による通信リンクが設定され、通信トラフィック量が小さい状態においては低速で小電力な通信能力による通信リンクが設定される。これにより、従来のオートネゴシエーションのみによって通信リンクが設定される場合に対して、通信トラフィック量が小さい状態においては電力消費量が小さくなるイーサネット(登録商標)接続装置が得られる。
本発明のイーサネット(登録商標)接続装置は、通信リンクの能力を自動交渉する機能を利用して、通信条件に応じて最適な通信能力に動的に切り替えることで電力消費量を低減させるので、通信リンクの伝送能力を自動交渉によって決定するその他の通信機器にも適用できる。
本発明の実施の形態1におけるイーサネット(登録商標)接続装置の構成図 本発明の図1のイーサネット(登録商標)接続装置において一定の周期で実行される処理を示すフローチャート 本発明の実施の形態2におけるイーサネット(登録商標)接続装置の構成図 本発明の実施の形態3におけるイーサネット(登録商標)接続装置の構成図
符号の説明
000 伝送路
100 伝送路インターフェイス機能
101 通信ブロック切替機能
102 速度Sa通信機能
103 速度Sb通信機能
104 メディア・アクセス・コントロール機能
200 能力情報通信機能
300 通信モニタ機能
301 RJ45コネクタ
302 磁性体
303 送受信機能
303a 増幅器
303b DA/AD変換器
303c 1000BASE−T通信ブロック
303d 100BASE−TX通信ブロック
303e 10BASE−TX通信ブロック
303f MUX/DEMUX
303g 通信速度自動交渉ブロック
304 アクセス制御機能
304a メディア・アクセス・コントロールブロック
304b FIFOバッファ
304c メディア・インフォメーション・ベースブロック
304d シリアル・マネジメント・インターフェイスブロック
305 ホストバスインターフェイス機能
306 メモリ機能
306a 送受信データ
306b 通信条件データベース
306c ウェッブサーバ機能
307 プロセッサ
400 通信制御機能

Claims (6)

  1. 複数の通信能力で通信可能な伝送路インターフェイス機能と、自らの通信能力を通信相手に通知し通信相手の通信能力を取得する能力情報通信機能と、自らの通信状態を検出する通信モニタ機能と、あらかじめ設定された通信条件と前記通信モニタ機能から入力される情報から通信能力を決定し、この決定した通信能力が現在の通信能力と一致しない場合には決定した通信能力で通信リンクを再設定する通信制御機能とを有することを特徴とするイーサネット(登録商標)接続装置。
  2. 前記能力情報通信機能及び通信制御機能にオートネゴシエーション機能を使用することを特徴とする請求項1に記載のイーサネット(登録商標)接続装置。
  3. 前記通信制御機能により通信能力を決定するための情報に通信トラフィック量を使用することを特徴とする請求項1または2に記載のイーサネット(登録商標)接続装置。
  4. 前記通信制御機能により通信能力を決定するための情報に通信時間帯を使用することを特徴とする請求項1または2に記載のイーサネット(登録商標)接続装置。
  5. 前記通信制御機能により通信能力を決定するために必要な情報を使用者が選択可能としたことを特徴とする請求項1または2に記載のイーサネット(登録商標)接続装置。
  6. 前記通信制御機能により通信能力を決定するために必要な情報をウェッブブラウザ経由で選択可能としたことを特徴とする請求項5に記載のイーサネット(登録商標)接続装置。
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