JP2005532720A - ネットワークデバイス用のコンバージェンスレイヤ及びデータトラフィックの伝送方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】
【解決手段】 アドホック確立されたデバイスネットワークのためのネットワークデバイスにおいて、ネットワークデバイスにより受信した外部トラフィックのコンテンツタイプを検出するコンテンツ検出レイヤを備える。コンテンツタイプに従い、外部トラフィックは、各コンテンツタイプを処理するのに専用とされたコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤにルーティングされる。コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤは、各コンテンツタイプの必要条件に合致するコンテンツ固有の接続を介して、他のネットワークデバイスとネットワークトラフィックを交換する。ターゲットネットワークデバイス側では、受信したデータストリームを、いずれの外部プロトコルにもルーティングすることができる。これにより、デバイスネットワークは、種々の外部ネットワーキングプロトコル間の相互運用を可能にする。
【解決手段】 アドホック確立されたデバイスネットワークのためのネットワークデバイスにおいて、ネットワークデバイスにより受信した外部トラフィックのコンテンツタイプを検出するコンテンツ検出レイヤを備える。コンテンツタイプに従い、外部トラフィックは、各コンテンツタイプを処理するのに専用とされたコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤにルーティングされる。コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤは、各コンテンツタイプの必要条件に合致するコンテンツ固有の接続を介して、他のネットワークデバイスとネットワークトラフィックを交換する。ターゲットネットワークデバイス側では、受信したデータストリームを、いずれの外部プロトコルにもルーティングすることができる。これにより、デバイスネットワークは、種々の外部ネットワーキングプロトコル間の相互運用を可能にする。
Description
本発明は、アドホック確立された(ad-hoc established)デバイスネットワーク、このデバイスネットワークにおいて使用されるネットワークデバイス、及びデバイスネットワークを介してデータトラフィックを伝送する伝送方法に関する。
種々の家庭用マルチメディアアプリケーションや業務用アプリケーションにおいて、ネットワーク、好ましくは無線ネットワークを確立し、そのネットワークの一部である異なるデバイス間でデータやメッセージを交換することが重要である。典型的な業務用アプリケーションの場合、移動端末は、固定された企業又は公共のインフラストラクチャを介してサービスを受ける。家庭用アプリケーションの一具体例では、ワイヤレスデジタル民生用機器を相互接続するため、低コストで柔軟性が高いネットワーキングがサポートされている。
欧州電気通信標準化機構(European Telecommunications Standards Institute(以下、ETSIと略す))のプロジェクトである広帯域無線アクセスネットワークス(Broadband Radio Access Networks(以下、BRANと略す))は、標準的な高速無線ローカルエリアネットワーク(High Performance Radio Local Area Network(以下、HiperLANと略す))を定めているが、これは、種々のブロードバンドコアネットワークと移動端末との間で高速マルチメディア通信を行うものである。HiperLAN/2は、最大54メガビット/秒までのビットレート群をサポートすることができる種々の業務用アプリケーション及び家庭用アプリケーションのための、柔軟性が高いプラットフォームを提供する。HiperLAN/2規格は、無線ネットワーク内の異なるデバイス間でデータをどのように伝送できるかの一具体例である。なお、本発明は、HiperLAN/2による無線ネットワークに限定されない。本発明は、無線ネットワークに限定されるものではない。本発明は、有線ネットワークにおいても適用することができる。
典型的なデバイスネットワークは幾つかのデバイスからなり、1つのデバイスが他のデバイスを制御するコントローラとして機能し、他のデバイスは移動端末として機能する。異なるデバイスは、互いの圏内に持ってこられると、メッセージ交換を開始して、所謂アドホックネットワークを確立する。このとき、デバイスの1つが制御機能を担当する。
ETSI BRAN HiperLAN2規格仕様の6.2:DLCホームエクステンション(ETSI TS101 761−4 Vl.3.2(2002−01))において、種々の外部ネットワーキング規格をサポートする複数のコンバージェンスレイヤ(convergence layer)が、どのようにして1つの無線ローカルエリアネットワーク内で同時にアクティブとなることができるかが記載されている。
本発明の目的は、ローカルエリアネットワークを介して外部ネットワーキングプロトコルのデータトラフィックをルーティングするネットワークデバイス及び伝送方法であって、種々の外部ネットワーキング技術間の相互運用性をサポートするネットワークデバイス及び伝送方法を提供する。
本発明の目的は、請求項1に係るネットワークデバイス、請求項13に係るデバイスネットワーク、請求項21に係るデバイスネットワークを介してデータトラフィックを伝送する伝送方法により達成される。請求項24において、本発明に係るコンピュータプログラム製品を定義し、請求項25において、コンピュータにより読取可能な記録媒体を定義する。
本発明によれば、デバイスネットワーク用のネットワークデバイスは、ネットワークデバイスにより受信される外部トラフィックのコンテンツタイプを検出するコンテンツ検出レイヤを備える。検出されたコンテンツタイプにより、外部トラフィックは、各コンテンツタイプを処理するのに専用とされたコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤに送られる。さらに、ネットワークデバイスは、コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤを備え、これらのコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤは、コンテンツ固有の接続を介してデバイスネットワークの他のネットワークデバイスとネットワークトラフィックを交換する。コンテンツ固有の接続は、各コンテンツタイプの必要条件に適合している。
従来技術の解決方法では、ネットワークデバイスが受信した外部トラフィックを、外部トラフィックのプロトコルに従ってプロトコル固有のコンバージェンスレイヤに送っていた。例えば、米国電気電子学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers(以下、IEEEと略す))1394規格のデータトラフィックは、常にIEEE1394固有のコンバージェンスレイヤによって処理されており、イーサネット(Ethernet)(登録商標)トラフィックは、常にイーサネット固有のコンバージェンスレイヤによって処理されている。各コンバージェンスレイヤは、それぞれの目的のネットワークデバイスに外部トラフィックを伝送することになっており、デバイスネットワーク内で外部トラフィックを伝送するための接続は、外部ネットワークに従って確立される。
本発明によれば、ネットワークデバイスにより外部トラフィックが受信されると、コンテンツ検出レイヤにより外部トラフィックのコンテンツタイプが検出される。例えば、外部トラフィックは「パケットベースのデータトラフィック」であるとして検出される。あるいは、外部トラフィックは、「リアルタイム性が重要なデータトラフィック」、例えばオーディオ又はビデオデータストリームである場合もある。コンテンツタイプが検出されると、受信したデータトラフィックは、コンテンツタイプに対して固有のコンバージェンスレイヤに送られる。このように、プロトコル固有のコンバージェンスレイヤではなく、コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤを用いて、ネットワーク内の他のネットワークデバイスとの接続の確立及び切断を行うとともに、デバイスネットワーク内でデータトラフィックを伝送する。コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤによって確立されたコンテンツ固有の接続は、各コンテンツタイプの必要条件に適合している。
本発明は、第一に、デバイスネットワーク内のデータ伝送の必要条件が、外部トラフィックのプロトコルに依存するものではないことに基づいている。標準的なIEEE1394は、ビデオデータストリームの伝送に使用されることが多いが、IEEE1394インタフェース(IPover1394)を介してパケットベースのデータトラフィックを伝送することもできる。逆に、一般的にはパケットベースのデータ伝送に使用されるIPネットワークを介して、リアルタイム性が重要なデータを伝送することもできる。デバイスネットワーク内のデータ伝送の必要条件は、まず、外部トラフィックのコンテンツタイプに依存する。コンテンツタイプにより課される必要条件は、ソースネットワークデバイスとターゲットネットワークデバイスとの間で確立されるデータ接続のパラメータを定義する。例えば、リアルタイム性が重要なビデオデータストリームの場合、伝送遅延が所定の閾値を超えないことと、固定帯域幅がデータ伝送について永続的に使用可能であることが必要となる。一般的に、パケットベースのデータ伝送について、このような制限的必要条件はない。
本発明によれば、コンテンツタイプ毎に固有のコンバージェンスレイヤが設けられ、このコンバージェンスレイヤが、コンテンツ固有の必要条件に従って、コンテンツタイプのデータストリームを処理する。コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤは、デバイスネットワーク内でコンテンツ固有の接続の確立及び切断を行うとともに、デバイスネットワーク内で各外部データトラフィックを伝送することになる。
デバイスネットワーク内では、外部トラフィックが、外部ネットワークからこのトラフィックを受信したソースネットワークデバイスからターゲットネットワークデバイスに伝送される。ターゲットネットワークデバイス側では、各コンテンツタイプに応じた対応するコンバージェンスレイヤにより、伝送されてくるデータストリームを処理する。ターゲットネットワークデバイスには、いずれの外部ネットワークも接続することができる。ターゲットネットワークデバイス側のコンバージェンスレイヤは、トラフィックを発した外部プロトコルに対して、このトラフィックをルーティングする必要はない。その代わり、受信したデータトラフィックを、各コンテンツタイプの受け入れが可能な外部プロトコルに対してマップすればよい。例えば、IEEE1394インタフェースから発したビデオデータストリームは、デバイスネットワーク内に伝送された後、再びIEEE1394インタフェースにマップすればよい。あるいは、ビデオデータストリームを、ターゲットネットワークデバイス側でIPインタフェースにマップすることもできる。このような種々の外部ネットワーキング技術間のデータ交換は、従来の技術において可能ではなかった。本発明のコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤという考え方により、種々の外部ネットワーキング規格間の相互運用が可能となる。完全に異なる2つの外部ネットワークプロトコルが同じコンテンツタイプを処理することができる場合、第1の外部プロトコルの外部トラフィックを受信し、デバイスネットワークを介して内部プロトコルを用いてトラフィックをルーティングし、受信ネットワークデバイス側で第2の外部プロトコルにトラフィックをマップすることができる。デバイスネットワークは、第1の外部トラフィックの種類を第2の外部トラフィックの種類に適合させる適合手段であるとみなすことができる。
本発明の解決方法における1つの利点は、種々のトラフィックタイプへのアクセスを可能にすることにより、デバイスネットワークの利用可能な帯域幅が効率的に使用されることである。もう1つの利点は、新たなネットワーキング技術とトラフィックタイプを、既存のコンバージェンスレイヤアーキテクチャに対して容易に統合できることである。適切なモジュールの汎用設計により、大量の既存コードを統合プロセスで再使用することができる。
好ましくは、コンテンツタイプのうちの1つは、リアルタイム性が重要なデータであり、コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤは、リアルタイム性が重要なデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤを有する。リアルタイム性が重要なデータ、例えばオーディオ又はビデオデータストリームが、第1のネットワークデバイスからデバイスネットワークの他のネットワークデバイスに伝送されると、以下の必要条件が満たされなければならない。まず、リアルタイム性が重要なデータストリームの伝送に対しては、データストリームの連続的な伝送を可能にするために、ある帯域幅を永続的に使用可能とする必要がある。リアルタイム性が重要なデータを処理するのに専用とされたえコンバージェンスレイヤは、デバイスネットワーク内で上述の必要条件を満たすことができるコンテンツ固有の接続を確立することができる。
さらに、好ましくは、コンテンツタイプのうちの1つは、パケットベースのデータであり、コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤは、パケットベースのデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤを有する。通常のパケットベースのデータトラフィックをデバイスネットワーク内で伝送しなければならない場合、リアルタイム性が重要なデータの場合のような伝送遅延及び利用可能な帯域幅に関する特定の必要条件はない。このため、パケットベースのデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤは、データの伝送のためにコンテンツ固有の接続を確立するので、利用可能なネットワークリソースが、より柔軟性が高い方法で使用される。特に、パケットベースのデータの伝送用に所定の帯域幅を予約する必要はない。
本発明の好ましい一実施形態によれば、外部トラフィックは、イーサネットトラフィック、IEEE1394トラフィック、UMTSトラフィック、ポイントツーポイントプロトコル(point-to-point protocol(以下、PPPと略す))トラフィックのうちの少なくとも1つである。イーサネットプロトコルは、インターネットにアクセスするための主要なプロトコルである。IEEE1394は、オーディオ及びビデオデバイス間のデータ転送に関する最も一般的な規格であり、高い伝送ビットレートが可能である。UMTSは、第三世代移動体通信プロトコルの一例であり、PPPは、2つのデバイス間におけるポイントツーポイント接続の確立を可能にする。したがって、ネットワークデバイスを、広範囲の現存するネットワーキング技術に同時に接続することができる。
好ましくは、ネットワークデバイスは、イーサネットトラフィック、IEEE1394トラフィック、UMTSトラフィック、PPPトラフィックのうちの少なくとも1つに対するハードウェア接続性(hardware connectivity)を有する。ハードウェア接続を介して受信したデータパケットは、デバイスネットワークの内部ネットワークプロトコルに変換される。また、他のネットワークデバイスから受信した内部ネットワークプロトコルのデータパケットは、外部ネットワーキング技術のデータパケットに変換される。そして、これらのデータパケットは、ハードウェア接続を介して外部ネットワークに送られる。
好ましくは、ネットワークデバイスは、デバイスネットワークのアクセスポイントである。アクセスポイントのタスクは、種々の外部ネットワーキング技術やネットワーキングサービス、例えばインターネットへのアクセスを行うことである。したがって、アクセスポイントは、種々の外部ネットワークから受信した異なる種類のデータトラフィックを処理しなければならないので、まず、複数のコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤを備えている必要がある。
本発明の好ましい一実施形態によれば、コンテンツ検出レイヤは、イーサネットトラフィックが、例えばリアルタイムトランスポートプロトコル(real-time transport protocol(以下、RTPと略す))、RTP制御プロトコル(RTP control protocol(以下、RTCPと略す))、リソース予約プロトコル(resource reservation setup protocol(以下、RSVPと略す))、リアルタイムストリーミングプロトコル(real-time streaming protocol(以下、RTSPと略す))のトラフィックに関してリアルタイム性が重要なトラフィックであるか否かを解析し、イーサネットトラフィックがリアルタイム性が重要なトラフィックである場合、このトラフィックは、リアルタイム性が重要なデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤに送られる。イーサネットデータトラフィックの各データパケットは、各イーサネットデータパケットのコンテンツを示すタイプフィールド情報を有する。したがって、コンテンツ検出レイヤは、イーサネットトラフィックがリアルタイム性が重要なトラフィックであるか否かを容易に判定することができる。タイプフィールド情報の解析の結果、イーサネットトラフィックがリアルタイム性が重要なトラフィックであった場合、このトラフィックは、リアルタイム性が重要なデータを処理するコンバージェンスレイヤに送られる。このため、イーサネットパケットの場合、各コンテンツタイプの検出を非常に簡単な方法で行うことができる。
さらに、好ましくは、コンテンツ検出レイヤは、イーサネットトラフィックがリアルタイム性が重要なトラフィックではない、すなわち他のプロトコルタイプであってパケットベースのトラフィックであるか否かを解析し、イーサネットトラフィックがリアルタイム性が重要なトラフィックではない場合、このトラフィックは、パケットベースのデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤに送られる。イーサネットパケットのタイプフィールド情報は、データパケットのコンテンツを示している。コンテンツ検出レイヤは、受信したイーサネットトラフィックがパケットベースのデータトラフィックであるか否かを容易に検出することができる。パケットベースのデータトラフィックは、このコンテンツタイプを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤに送られる。
好ましくは、コンテンツ検出レイヤは、IEEE1394トラフィックがパケットベースのデータトラフィックであるか否かを解析し、IEEE1394トラフィックがパケットベースのデータトラフィックである場合、このトラフィックは、パケットベースのデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤに送られる。さらに好ましくは、コンテンツ検出レイヤは、IEEE1394トラフィックがリアルタイム性が重要なデータトラフィックであるか否かを解析し、IEEE1394トラフィックがリアルタイム性が重要なデータトラフィックである場合、このトラフィックは、リアルタイム性が重要なデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤに送られる。IEEE1394インタフェースを介して、リアルタイム性が重要なIEEE1394データトラフィック又はパケットベースのデータトラフィック(IPover1394)のいずれをも伝送することができる。また、1394トラフィックに関して、各コンテンツタイプを低コストで解析することが可能である。コンテンツタイプに従い、IEEE1394トラフィックは、リアルタイム性が重要なデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤ、又はパケットベースのデータトラフィックを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤに送られる。
本発明の好ましい一実施形態によれば、コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤは共通部分を備え、この共通部分は、外部トラフィックのデータパケットを、デバイスネットワークの内部プロトコルの複数の対応するデータパケットに分割するとともに、デバイスネットワークの内部プロトコルのデータパケットを、各外部トラフィックの対応するデータパケットに再び組み立てる。上述の外部ネットワーキング技術はいずれも共通事項が1つある。すなわち、これらの技術は、HiperLAN/2ネットワーク内で使用されているたった48バイトの比較的短いロングトランスポートチャンネル(Long Transport Channel(以下、LCHと略す))データパケットよりも、バイト数が大きな可変長データパケットを使用する。このため、外部プロトコルのデータパケットを、複数のHiperLAN/2データパケットに分割する必要がある。また、HiperLAN/2ネットワークから受信したデータパケットを、各外部プロトコルのデータパケットに再び組み立てる必要がある。コンバージェンスレイヤ毎にデータパケットの分割及び再組立の単位を与えるのではなく、コンバージェンスレイヤの共通部分により、全てのコンバージェンスレイヤに対してこのタスクを実行する。共通部分は、各外部ネットワークから届くデータパケットを、内部ネットワークプロトコルの複数のデータパケットに分割するとともに、内部プロトコルのデータパケットを、各外部プロトコルの可変長データパケットに再び組み立てる。この共通部分を設けることにより、コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤの構造を簡素化することができる。もう1つの利点は、別のコンテンツタイプ用の新たなコンバージェンスレイヤを設ける場合、共通部分の機能を使用することができるので、新たなコンバージェンスレイヤのプログラミングが簡素化される。
好ましくは、コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤは、同じデバイスネットワーク内で同時に使用されるように動作できる。したがって、ネットワークデバイスは、異なるコンテンツタイプのデータストリームを同時に処理することができる。
本発明によれば、コンテンツ検出レイヤを有するとともに上述のようなコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤを有する少なくとも1つのネットワークデバイスからなるデバイスネットワークが実現される。
好ましくは、デバイスネットワーク内のネットワークデバイス間でコンテンツ固有の接続及び切断が行われ、あるコンテンツタイプをサポートする第1のネットワークデバイスのコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤと、同じコンテンツタイプをサポートする第2のネットワークデバイスの各コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤとの間で、コンテンツ固有の接続が確立される。同じコンテンツタイプをサポートするコンバージェンスレイヤ間で接続を確立することができる。接続が確立されると、2つのコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤ間で、いかなる量のデータパケットでも伝送することができる。アドホック確立されたデバイスネットワーク内においてデータ伝送を処理するためのコンテンツ固有の定義することにより、コンテンツタイプに応じてデータ伝送のパラメータを定義することが可能となり、また、所望の帯域幅、エラー処理等に応じて、これらのパラメータを選択することができる。
本発明の好ましい一実施形態によれば、第1のネットワークデバイスのコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤと交換される外部トラフィックは、第2のネットワークデバイスのコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤと交換される外部トラフィックとは異なる種類であってもよい。ターゲットネットワークデバイス側では、各コンテンツタイプの受け入れを行う意志があり、かつ、それが可能な外部プロトコルに対して、受信したデータストリームを転送する。このようにして、アドホック確立されたデバイスネットワークを介して伝送されたデータストリームを、それを発信した外部ネットワークとは異なる別の外部ネットワークに配信することができる。第1の外部ネットワーキング技術からのデータトラフィックを、第2の外部ネットワーキング技術にルーティングしてもよい。デバイスネットワークは、全ての種類のネットワークトラフィックの適合手段として機能する。これにより、デバイスネットワーク、好ましくはワイヤレスLAN技術は、より効率的で柔軟性が高いものとなる。
好ましくは、コンテンツ固有の接続が、サービス品質(quality of service(以下、QoSと略す))特性を必要とするコンテンツタイプに対するものである場合、このコンテンツ固有の接続用に固定の帯域幅を予約する。「QoS」特性は、ビデオデータの伝送に対してよく知られた特性である。ビデオデータストリームの伝送用に、ある帯域幅を予約することにより、所定のサービス品質(QoS)が保証される。デバイスネットワークを介して、サービス品質特性をサポートするビデオデータストリーム又は他のデータトラフィックを伝送する場合、サービス品質特性がサポートされるように接続を確立することが可能である。
さらに好ましくは、コンテンツ固有の接続毎に、コンテンツ固有の接続によりサポートされるコンテンツタイプを登録する。コンテンツ固有の接続を介して伝送されるいずれのトラフィックも、ターゲットネットワークデバイス側で、各コンテンツタイプを処理するのに専用とされた対応するコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤに送ることができる。
さらに好ましくは、デバイスネットワークは、無線ローカルエリアネットワーク(wireless local area network(以下、WLANと略す))であり、特にHiperLAN/2ネットワークである。HiperLAN/2は、無線ローカルエリアネットワークの欧州規格である。
本発明の好ましい一実施形態によれば、デバイスネットワーク内の異なるネットワークデバイス間における制御メッセージやデータパケットの交換は、時分割多元接続(time division multiple access(以下、TDMAと略す))伝送方式により行われる。好ましくは、TDMA伝送方式の一連のタイムスロットを、あるコンテンツ固有の接続用に予約する。このようにすることにより、ある接続に対して所定の伝送容量を割り当てることができる。これは、上述のサービス品質特性を実現する一方法である。
以下、本発明に係る好ましい実施形態の更なる特徴及び効果について、図面を参照して説明する。
図1は、ネットワーキング環境における種々のネットワークプロトコルの相互作用を示すブロック図である。インターネット1は、あらゆる種類のデータ交換サービスのバックボーンを提供する。オフィス環境2において、サーバ3及び無線データ伝送用のアクセスポイント4は、イーサネットプロトコルによって接続されている。移動端末5をアクセスポイント4に接続する無線ローカルエリアネットワークを確立するために、イーサネットプロトコルは、無線データ伝送に適したプロトコル、例えばHiperLAN/2プロトコルに変換することができる。ホーム環境6においても、オーディオ及びビデオデバイス7、パーソナルコンピュータ8、オーガナイザ9等の間でデータを交換するためのアドホックデバイスネットワーク(ad-hoc device network)を確立するのに、HiperLAN/2プロトコルを使用する。移動体通信フィールド10では、標準的な汎用パケット無線システム(general packet radio system(以下、GPRSと略す))及びユニバーサル移動電話システム(Universal Mobile Telecommunications System(以下、UMTSと略す))を使用して、移動体デバイス11とベースステーション12間のデータパケットを交換するとともに、インターネット1にアクセスする。短距離の場合、ブルートゥース(Bluetooth)プロトコルが使用される。これらのアプリケーションの全てに対して、インターネットサービスプロバイダ13は、広帯域のバックボーン14及びあらゆる種類のデータ交換サービス(電子メール、ワールドワイドウェブ(world wide web))、ワイヤレスアプリケーションプロトコル(wireless application protocol(以下、WAPと略す))、ファイル転送プロトコル(file transfer protocol(以下、FTPと略す)等)を提供する。
図2に、従来技術の無線ローカルエリアネットワークの構成を示すブロック図である。無線ローカルエリアネットワークは、ネットワークの中央コントローラとして機能するアクセスポイント15と、移動端末16とを備えている。移動端末16は、HiperLAN/2プロトコルによってアクセスポイント15とデータパケットを交換する。アクセスポイント15は、外部ネットワークプロトコルであるネットワークタイプ1(18)、例えばイーサネットに対するハードウェア接続性(hardware connectivity)を有している。さらに、アクセスポイント15は、ネットワークタイプ1(18)によって受信したデータパケットをHiperLAN/2規格(19)に変換するとともに、HiperLAN/2(19)によって受信したデータパケットをネットワークタイプ1(18)に変換するためのネットワークタイプ1コンバージェンスレイヤ17を備えている。
図3に、コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤを有する4つのネットワークデバイスからなるデバイスネットワークの構成を示す。インターネットプロトコル(Internet protocol(以下、IPと略す))によってイーサネットと接続されるイーサネットデバイス20は、デバイスネットワーク21の一部である。好ましくは、デバイスネットワーク21は、特にHiperLAN/2規格に準拠した無線ローカルエリアネットワークである。イーサネットデバイス20は、インターネットから通常のIPトラフィック22を受信することができる。通常のパケットベースのIPトラフィックは、リアルタイム性が重要な(real-time critical)データ(例えば、RTP、RTCP、RSVP、RTSP)に明示的に使用されるプロトコルとは別のプロトコルに従って伝送される。また、イーサネットデバイス20は、イーサネットインタフェースを介して、例えばビデオデータストリーム等のリアルタイム性が重要なデータトラフィック23を受信することもできる。IPネットワークを介したリアルタイム性が重要なデータトラフィックの伝送には、現在、リアルタイムトランスポートプロトコル(real-time transport protocol(以下、RTPと略す))、RTP制御プロトコル(RTP control protocol(以下、RTCPと略す))、リソース予約プロトコル(resource reservation setup protocol(以下、RSVPと略す))、リアルタイムストリーミングプロトコル(real-time streaming protocol(以下、RTSPと略す))が使用されている。
イーサネットデバイス20から発信されたリアルタイム性が重要なビデオデータストリーム23が、デバイスネットワーク21を介して他のネットワークデバイスに伝送されることを想定する。ビデオデータストリーム23は、まず、コンテンツ検出及びルーティングレイヤ24に送られ、コンテンツ検出及びルーティングレイヤ24は、送られてくるデータストリームがリアルタイム性が重要なプロトコルタイプのうちの1つのを利用していることを検出する。このため、コンテンツタイプは、「リアルタイム性が重要なデータトラフィック」として識別される。したがって、リアルタイム性が重要なデータストリームは、「リアルタイム性が重要なデータトラフィック」を処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤ25に転送される。コンバージェンスレイヤ25の他に、別のコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤ、例えば「パケットベースのデータトラフィック」を処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤ26も存在する。
コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤ25は、ターゲットネットワークデバイス側の対応するコンバージェンスレイヤに対して、コンテンツ固有の接続を確立する。リアルタイム性が重要なデータトラフィックを伝送しなければならない場合、コンバージェンスレイヤ25は、各ターゲットネットワークデバイスへの接続を確立する際に、ある所定の帯域幅を予約する。そして、リアルタイム性が重要なデータトラフィックのIPデータパケットは、デバイスネットワーク21の内部プロトコルの対応する一連のデータパケットに分割される。このタスクは、コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤ25、26で共通の部分である別々のモジュールによって実行することができる。デバイスネットワーク21がHiperLAN/2ネットワークである場合、ロングトランスポートチャンネル(Long Transport Channel(以下、LCHと略す))タイプの48バイトのパケットがデバイスネットワーク21内で使用される。
ここで、この具体例のビデオデータストリーム23は、デバイスネットワーク21を介して各ターゲットネットワークデバイスに伝送される。各ターゲットネットワークデバイスでは、伝送されてくるデータパケットは、コンテンツ検出及びルーティングレイヤ27に転送される。ターゲットネットワークデバイス、例えばIEEE1394デバイス28又はイーサネットデバイス29が、それぞれのトラフィックタイプを受け入れる意志があることを示した場合、コンテンツ検出及びルーティングレイヤ27は、受信したデータストリームをそれぞれのターゲットデバイスに転送する。イーサネットデバイス29がビデオデータストリームを受け入れる意志があることを示した場合、受信したビデオデータストリームは、イーサネットデバイス29にルーティングされる(30)。イーサネットデバイス29は、短いLCHデータパケットを再び組み立ててIPパケットを構成し、リアルタイム性が重要なビデオデータストリームを、リアルタイム性が重要なデータに適したプロトコルに再び変換する。そして、ビデオデータストリームを、イーサネットデバイス29が接続されているIPネットワークに転送することができる。
以上、IPデータストリームであるビデオデータストリーム23が、どのようにしてデバイスネットワーク21の内部プロトコルに変換され、このデバイスネットワーク21を介して他のイーサネットデバイス29に伝送されるかを説明した。しかしながら、IPネットワークから発信したビデオデータストリーム23をイーサネットデバイスにルーティングしなくてもよい。コンテンツ検出及びルーティングレイヤ27は、IEEE1394デバイス28からの要求があったときは、受信したリアルタイム性が重要なデータストリームをIEEE1394デバイス28にルーティングすることもできる。IEEE1394デバイス28側では、内部プロトコルのLCHデータパケットは、IEEE1394プロトコルに準拠したビデオデータストリーム31に再び組み立てられる。そして、リアルタイム性が重要なデータストリームを、IEEE1394デバイス28が接続されているIEEE1394ネットワークに転送することができる。本発明のコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤ及びコンテンツ固有のルーティングという考え方により、リアルタイム性が重要なIPデータストリームをIEEE1394データストリームに変換することができる。さらに、イーサネットから発信したリアルタイム性が重要なビデオデータストリーム23を、イーサネットデバイス29とIEEE1394デバイス28の両方に伝送することもできる。
以下、第2の実施形態を説明する。イーサネットデバイス20側では、インターネットから通常のIPトラフィック22を受信する。通常のIPトラフィックはコンテンツ検出及びルーティングレイヤ24に送られ、コンテンツ検出及びルーティングレイヤ24は、コンテンツタイプがリアルタイム性が重要ではない「パケットベースのデータトラフィック」であることを検出する。そして、通常のIPトラフィック22は、「パケットベースのデータトラフィック」を処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤ26に送られる。IPパケットは、HiperLAN/2ネットワーク内で使用されているLCHデータパケットに分割される。デバイスネットワーク21内に接続が設定され、データトラフィックは、コンテンツ検出及びルーティングレイヤ27に伝送される。コンテンツ検出及びルーティングレイヤ27からは、トラフィックをイーサネットデバイス29にルーティングすることができる。受信した内部プロトコルのパケットは、IPパケットに再び組み立てられて、IPデータストリーム32が得られる。
代替的あるいは追加的に、データトラフィックをコンテンツ検出及びルーティングレイヤ27からIEEE1394デバイス28に送ることもできる。IEEE1394デバイス28は、受信した内部プロトコルのパケットをIEEE1394規格に準拠したデータパケットに再び組み立てる。IEEE1394規格は、そもそもオーディオ及びビデオデータストリームの伝送を目的としているが、IEEE1394インタフェースを介してIPデータパケットを伝送することもできる。これは、「IPover1394」と呼ばれている。IEEE1394デバイス28側では、このような「IPover1394」データストリーム33が得られる。
リアルタイム性が重要なデータストリーム及び通常のパケットベースのデータトラフィックは、いずれも、外部IEEE1394ネットワークに接続されたIEEE1394デバイス34から発信することができる。ビデオデータストリーム35は、IEEE1394デバイス34からコンバージェンスレイヤ25及びデバイスネットワーク21を介して、IEEE1394デバイス28又はイーサネットデバイス29に、あるいはその両方のデバイスに伝送することができる。IPover1394データトラフィック36は、パケットベースのデータトラフィックを処理するコンバージェンスレイヤ26に送られる。そして、このデータトラフィックは、デバイスネットワーク21を介してIEEE1394デバイス28又はイーサネットデバイス29に、あるいはその両方のデバイスにルーティングされる。
図4に、HiperLAN/2規格の所謂プロトコルスタックを示す。最下位レイヤは、変調の種類及び実際のデータ伝送を処理する物理レイヤ37である。次のレイヤは、媒体アクセス制御(medium access control(以下、MACと略す))38であり、これはデータリンク制御レイヤ(data link control layer(以下、DLCと略す))39の一部である。MAC38は、伝送されるデータのスケジュールを行う。タイムスロットが2ms間隔の時分割多元接続(time division multiple access(以下、TDMAと略す))フレームが使用され、MAC38は、HiperLAN/2ネットワーク内の種々の接続に対して、TDMAフレームのタイムスロットを割り当てる。MAC38により生成されるTDMAフレームは、HiperLAN/2プロトコルにおける一般的な伝送規格である。データリンク制御レイヤ39は、さらに、エラー制御機能40を備えている。さらに、データリンク制御レイヤ39は、無線リンク制御サブレイヤ(radio link control sublayer(以下、RLCと略す))41を備えている。
HiperLAN/2規格の最上位レイヤは、コンバージェンスレイヤ42であり、コンバージェンスレイヤ42は、コンテンツタイプ検出及びルーティングレイヤ43と、1組のコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤ44、45と、これらのコンバージェンスレイヤの共通部分46とを備えている。コンテンツタイプ検出及びルーティングレイヤ43は、送られてくるデータトラフィックのコンテンツタイプを検出し、このトラフィックを対応するコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤ44、45に送る。コンバージェンスレイヤ44は、パケットベースのデータトラフィックを処理し、コンバージェンスレイヤ45は、リアルタイム性が重要なデータトラフィックを処理する。
共通部分46は、外部プロトコル毎に異なるサイズのデータパケットを、HiperLAN/2規格に準拠した複数のデータパケットに分割する。さらに、共通部分46は、HiperLAN/2パケットを再び組み立てることにより、HiperLAN/2パケットを外部プロトコルのデータパケットに変換する。
ドライバ47、48、49は、各ハードウェア接続性(hardware connectivity)に対応している。ドライバ47は、ポイントツーポイント接続に使用される外部プロトコルであるポイントツーポイント(point-to-point(以下、PPPと略す))プロトコルを処理する。ドライバ48は、IEEE1394プロトコルをサポートし、ドライバ49はイーサネットプロトコルをサポートする。
図5に、上位レイヤパケット、例えばイーサネットパケットが、どのようにしてHiperLAN/2規格のレイヤにマップされるかを示す。ここでも、物理レイヤPHYが最下位レイヤであり、幾つかのロングトランスポートチャンネル(long transport channel(以下、LCHと略す))パケットからなるPHYバースト52が示されている。データリンク制御レイヤ(DLC)において、ロングトランスポートチャンネル(LCH)パケット53は、ヘッダ54と、DLC SDU55と、巡回冗長検査(cyclic redundancy check(以下、CRCと略す))56とに分割される。コンバージェンスレイヤ(CL)において、DLC SDU55は、12ビットのフラグ(57)と、384ビット、すなわち48バイトのペイロード(58)とに分割される。上位レイヤパケット、例えばイーサネットパケット59は、複数の48バイトパケット58、60に分割され、HiperLAN/2規格に準拠してLCHパケットとして伝送される。
Claims (25)
- デバイスネットワーク用のネットワークデバイスにおいて、
当該ネットワークデバイスが受信する外部トラフィックのコンテンツタイプを検出するとともに、検出されたコンテンツタイプにより、各コンテンツタイプを処理するのに専用とされたコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤ(25、26、44、45)に上記外部トラフィックを送るコンテンツ検出レイヤ(24、43)と、
コンテンツ固有の接続を介して上記デバイスネットワーク(21)の他のネットワークデバイス(28、29)とネットワークトラフィックを交換するコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤ(25、26、44、45)とを備え、
上記コンテンツ固有の接続は、各コンテンツタイプの必要条件に適合していることを特徴とするネットワークデバイス。 - 上記コンテンツタイプのうちの1つは、リアルタイム性が重要なデータであり、上記コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤは、該リアルタイム性が重要なデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤを有することを特徴とする請求項1に記載のネットワークデバイス。
- 上記コンテンツタイプのうちの1つは、パケットベースのデータであり、上記コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤは、該パケットベースのデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤを有することを特徴とする請求項1又は2に記載のネットワークデバイス。
- 上記外部トラフィックは、イーサネットトラフィック、IEEE1394トラフィック、UMTSトラフィック、ポイントツーポイントプロトコルトラフィックのうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のネットワークデバイス。
- 当該ネットワークデバイスは、上記イーサネットトラフィック、IEEE1394トラフィック、UMTSトラフィック、ポイントツーポイントプロトコルトラフィックのうちの少なくとも1つに対するハードウェア接続性を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のネットワークデバイス。
- 当該ネットワークデバイスは、上記デバイスネットワークのアクセスポイントであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のネットワークデバイス。
- 上記コンテンツ検出レイヤは、上記イーサネットトラフィックがリアルタイム性が重要なトラフィックであるか否かを解析し、該イーサネットトラフィックがリアルタイム性が重要なトラフィックである場合、該トラフィックは、リアルタイム性が重要なデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤに送られることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のネットワークデバイス。
- 上記コンテンツ検出レイヤは、上記イーサネットトラフィックがリアルタイム性が重要なトラフィックではないか否かを解析し、該イーサネットトラフィックがリアルタイム性が重要なトラフィックではない場合、該トラフィックは、パケットベースのデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤに送られることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のネットワークデバイス。
- 上記コンテンツ検出レイヤは、上記IEEE1394トラフィックがパケットベースのデータトラフィックであるか否かを解析し、該IEEE1394トラフィックがパケットベースのデータトラフィックである場合、該トラフィックは、パケットベースのデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤに送られることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のネットワークデバイス。
- 上記コンテンツ検出レイヤは、上記IEEE1394トラフィックがリアルタイム性が重要なデータトラフィックであるか否かを解析し、該IEEE1394トラフィックがリアルタイム性が重要なデータトラフィックである場合、該トラフィックは、リアルタイム性が重要なデータを処理するのに専用とされたコンバージェンスレイヤに送られることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のネットワークデバイス。
- 上記コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤは、共通部分を備え、該共通部分は、上記外部トラフィックのデータパケットを、上記デバイスネットワークの内部プロトコルの複数の対応するデータパケットに分割するとともに、該デバイスネットワークの内部プロトコルのデータパケットを、それぞれの外部トラフィックに対応したデータパケットに再び組み立てることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のネットワークデバイス。
- 上記コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤは、同じデバイスネットワーク内で同時に使用されるように動作することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のネットワークデバイス。
- 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の少なくとも1つのネットワークデバイスからなるデバイスネットワーク。
- 当該デバイスネットワーク内のネットワークデバイス間でコンテンツ固有の接続及び切断が行われ、あるコンテンツタイプをサポートする第1のネットワークデバイスのコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤと、同じコンテンツタイプをサポートする第2のネットワークデバイスの各コンテンツ固有のコンバージェンスレイヤとの間で、コンテンツ固有の接続が確立されることを特徴とする請求項13に記載のデバイスネットワーク。
- 上記第1のネットワークデバイスのコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤと交換される外部トラフィックは、上記第2のネットワークデバイスのコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤと交換される外部トラフィックとは異なる種類であることを特徴とする請求項13又は14に記載のデバイスネットワーク。
- 上記コンテンツ固有の接続が、サービス品質特性を必要とするコンテンツタイプに対するものである場合、該コンテンツ固有の接続用に固定の帯域幅を予約することを特徴とする請求項13乃至15のいずれか1項に記載のデバイスネットワーク。
- コンテンツ固有の接続毎に、上記コンテンツ固有の接続によりサポートされるコンテンツタイプを登録することを特徴とする請求項13乃至16のいずれか1項に記載のデバイスネットワーク。
- 当該デバイスネットワークは、無線ローカルエリアネットワークであり、特に、HiperLAN/2ネットワークであることを特徴とする請求項13乃至17のいずれか1項に記載のデバイスネットワーク。
- 当該デバイスネットワーク内の異なるネットワークデバイス間における制御メッセージ及びデータパケットの交換は、時分割多元接続伝送方式により行われることを特徴とする請求項13乃至18のいずれか1項に記載のデバイスネットワーク。
- 上記時分割多元接続伝送方式の一連のタイムスロットを、あるコンテンツ固有の接続用に予約することを特徴とする請求項19に記載のデバイスネットワーク。
- デバイスネットワークを介してデータトラフィックを伝送する伝送方法において、
上記デバイスネットワークに送られてくる外部トラフィックのコンテンツタイプを検出するステップと、
上記検出されたコンテンツタイプにより、各コンテンツタイプを処理するのに専用とされたコンテンツ固有のコンバージェンスレイヤ(25、26、44、45)に上記外部トラフィックを送るステップと、
コンテンツ固有の接続を介して、他のネットワークデバイス(28、29)にネットワークトラフィックを送るステップとを有し、
上記コンテンツ固有の接続は、各コンテンツタイプの必要条件に適合していることを特徴とする伝送方法。 - 2つのネットワークデバイス間で上記コンテンツタイプに従って上記ネットワークトラフィックを伝送する前に、該2つのネットワークデバイス間にコンテンツ固有の接続を確立することを特徴とする請求項21に記載の伝送方法。
- 上記2つのネットワークデバイス間で上記コンテンツタイプに従ってネットワークトラフィックを伝送した後、該2つのネットワークデバイス間の上記コンテンツ固有の接続を切断することを特徴する請求項21又は22に記載の伝送方法。
- コンピュータ、デジタルシグナルプロセッサ等において実行されたときに、請求項21乃至23のいずれか1項に記載の伝送方法の各ステップを行うように構成されたコンピュータプログラム手段からなるコンピュータプログラム製品。
- 請求項24に記載のコンピュータプログラム製品を記録したコンピュータにより読取可能な記録媒体。
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JP2015008520A (ja) * | 2010-04-26 | 2015-01-15 | インターデイジタル パテント ホールディングス インコーポレイテッド | アドホックネットワークを可能にするための方法および装置 |
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WO2004006531A1 (en) | 2004-01-15 |
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