JP2005532720A

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

Info

Publication number: JP2005532720A
Application number: JP2004518698A
Authority: JP
Inventors: シュパリンク、ゲルト; ホフリンガー、イエンス
Original assignee: ソニーインターナショナル（ヨーロッパ）ゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 2002-07-08
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2005-10-27
Also published as: CN1666489B; DE60220267D1; WO2004006531A1; EP1381198A1; US20060112161A1; EP1381198B1; CN1666489A; DE60220267T2

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。

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。

ＥＴＳＩＢＲＡＮ HiperＬＡＮ２規格仕様の６．２：ＤＬＣホームエクステンション（ＥＴＳＩＴＳ１０１７６１−４Ｖｌ．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、ＤＬＣＳＤＵ５５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、ＤＬＣＳＤＵ５５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。

ネットワーキング環境を与えるために、種々のネットワーキング技術がどのようにインタラクションを行うかを示す図である。従来技術の２つのネットワークデバイスからなる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。リアルタイム性が重要なデータ及び通常のパケットベースのデータストリームが、いずれも無線ローカルエリアネットワークを介して伝送される様子を示すワイヤレスＬＡＮの構成を示すブロック図である。 HiperＬＡＮ／２規格のためのプロトコルスタック構造を示す図である。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図である。

Claims

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。