JP2006311124A - 中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 通信中における負荷率を得ることができる中継装置を提供する。
【解決手段】 モデム１０は、パーソナルコンピュータ３０とネットワーク２０との間に設けられる。このモデム１０は、ネットワーク２０を介してパーソナルコンピュータ３０に送受信されるデータに対して所定の処理を行うディジタル信号処理部１１を備える。このディジタル信号処理部１１には、その負荷率を算出するプログラムが実装されており、このプログラムで算出された負荷率は、コネクタ１３を介して外部に出力され、又はＬＥＤ１４若しくはモニタ１５に表示される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、データの送受信を行うコンピュータ等のＤＴＥ（Data Terminal Equipment：データ端末装置）と伝送路との間に設けられるモデム、ターミナルアダプタ（ＴＡ）、ルータ等の中継装置に関する。

近年、インターネット等のネットワークの発達により、コンピュータ、携帯電話機等のデータ端末装置を用いたデータ通信が盛んに行われている。また、近年のブロードバンド技術の進展によってコンピュータ通信における通信速度は飛躍的に向上している。ブロードバンド技術の一種であるＡＤＳＬ（Asymmetric Disital Subsucriber Line：非対称デジタル加入線）技術においては、回線収容局からの距離、モデムの処理能力不足等の様々な要因によって理論値通りの通信速度が実現されることは希であり、多くの場合は実際の通信速度が理論値よりも下回っている。

コンピュータ通信における実際の通信速度は、例えばコンピュータとネットワークに接続された所定のサーバとの間で所定サイズのデータの送受信を行い、データ送信に要した時間、データ受信に要した時間をそれぞれ測定することにより求められる。通信速度は、コンピュータの処理能力（通信能力）、モデムの処理能力、及び伝送路の電送品質等によって左右されるが、上記の従来の測定方法では通信速度低下を引き起こす原因の切り分けを行うことはできない。

特に、モデムが原因で通信速度の低下が引き起こされている場合には、モデムの交換だけで通信速度が向上するため、モデムの開発者、ユーザにとってはモデム単体の処理能力（通信中における負荷率）を測定したいという要求がある。以下の特許文献１には、１個の表示素子の表示状態を異ならせることにより、その１個の表示素子でモデムの通信状態（回線接続中、データ伝送中等）の確認を可能とする技術が開示されている。
特開平５−７５６７２号公報

しかしながら、上記の特許文献１は、モデムの通信状態を表示する技術を開示するのみに留まり、その表示素子の表示からはモデムの負荷率を知ることはできない。このため、上記の特許文献１に開示された技術が適用されたモデムでは、開発者、ユーザが必要とする情報を得ることはできなかった。

また、モデム等に比べると情報の処理能力が遙かに高いコンピュータにおいては、例えばオペレーティングシステム（ＯＳ）としてWindows（登録商標）が実装されている場合には、アプリケーションとして設けられているタスクマネージャによってＭＰＵ（マイクロプロセッサ）単体の稼働率をリアルタイムで計測することができる。しかしながら、モデム等の中継装置の場合には、ＭＰＵ単体の稼働率ではなく、中継装置のトータルな性能（通信中におけるモデムの負荷率）を知ることが必要になるため、単にタスクマネージャ等の技術をモデムに転用したのでは、開発者、ユーザが必要とする情報は得られない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、通信中における負荷率を得ることができる中継装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の中継装置は、データ端末装置と伝送路との間に設けられ、前記伝送路を介して前記データ端末装置に送受信されるデータに対して所定の処理を行う処理部を備える中継装置において、前記処理部の負荷率を算出する算出手段と、前記算出手段で算出された負荷率を出力する出力手段とを備えることを特徴としている。
ここで、本発明の中継装置は、前記算出手段が、所定時間内における前記処理部のアイドル時間に基づいて、前記処理部の負荷率を算出することを特徴としている。
また、本発明の中継装置は、前記処理部が、予め優先度が定められた処理実行単位で前記データに対する処理を行い、前記アイドル時間は、所定の優先度以下の優先度を有する処理実行単位が実行されている時間であることを特徴としている。
また、本発明の中継装置は、前記出力手段が、前記算出手段で算出された前記負荷率を、リアルタイムで出力することを特徴としている。
ここで、本発明の中継装置は、前記出力手段が、前記算出手段で算出された負荷率を表示する表示装置を備えることが望ましい。
或いは、本発明の中継装置は、前記出力手段が、前記算出手段で算出された負荷率を示す信号を外部に出力するインターフェイス部を備えることが望ましい。
更に、本発明の中継装置は、前記算出手段が、算出した前記処理部の負荷率の最大値を一定時間保持することが 好適である。

本発明によれば、伝送路を介してデータ端末装置に送受信されるデータに対して所定の処理を行う処理部の負荷率を算出し、この算出された負荷率を出力しているため、中継装置単独の通信中における負荷率を得ることができるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による中継装置について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による中継装置の電気的構成を示すブロック図である。尚、本実施形態においては、中継装置がモデムである場合を例に挙げて説明する。図１に示す通り、本発明の一実施形態による中継装置としてのモデム１０は、伝送路としてのネットワーク２０と、データ端末装置としてのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３０との間に設けられている。ネットワーク２０は、例えばインターネット網である。

モデム１０はネットワーク２０のＤＣＥ（Data Circuit terminating Equipment：データ回線終端装置）として機能し、パーソナルコンピュータ３０から出力されるデータに対して暗号化処理、変調処理等の各種信号処理を行ってネットワーク２０に送信する。また、ネットワーク２０を介して送信されてくる信号を受信して、復号処理、復調処理等の各種信号処理を行ってパーソナルコンピュータ３０に出力する。

モデム１０は、ディジタル信号処理部１１、アナログ信号処理部１２、並びにコネクタ１３，ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１４、及びモニタ１５を含んで構成される。ディジタル信号処理部１１は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１１ａとメモリ１１ｂ等の周辺装置を含んで構成される。このディジタル信号処理部１１は、例えば上述した暗号化処理及び復号処理等の各種信号処理を行う。尚、ここでは簡単のためにディジタル信号処理部１１で暗号化処理及び復号処理等が行われるとしているが、これらの処理以外に誤り訂正処理等の各種処理がある。

この、ディジタル信号処理部１１には予め優先度が定められた処理実行単位（タスク）で信号処理の制御を行うオペレーティングシステム（ＯＳ）が実装されている。このオペレーティングシステムは、メモリ１１ｂに記憶されており、モデム１０の電源が投入されるとＭＰＵ１１ａに読み出されて実行される。このオペレーティングシステムによってディジタル信号処理部１１で行われる各種信号処理が制御される。ディジタル信号処理部１１で実行されるタスクは複数種類に分類され、優先順位が低いタスクがアイドルタスクとして設定される。このアイドルタスクは、モデム１０の信号処理に必要なタスク（処理タスク）以外のタスクであり、例えば時間を消費させる為だけのタスク等がある。

また、ディジタル信号処理部１１には、通信中におけるモデム１０の処理能力（ディジタル信号処理部１１の負荷率）を求める機能が設けられている。この機能を実現するプログラム（以下、このプログラムを負荷率算出プログラムという）がメモリ１１ｂに記憶されており、モデム１０の電源が投入されるとＭＰＵ１１ａに読み出されて実行される。この負荷率算出プログラムは、通信プロトコルで用いられる単位時間である「スロット」又は「フレーム」（以下、これらを総称する場合には「スロット」という）内におけるアイドルタスクの実行時間を積算し、スロット内におけるアイドルタスクの実行時間からディジタル信号処理部１１の負荷率を求める。即ち、スロットやフレーム等の所定期間内におけるアイドルタスクの実行時間に応じて当該負荷率を算出する。尚、１つのスロットの時間は数ミリ秒程度である。

ここで、ディジタル信号処理部１１の負荷率とは、ＭＰＵ１１ａのみの使用率を表す指標ではなく、ディジタル信号処理部１１全体の負荷を示す指標である。ここで、例えばＭＰＵ１１ａがメモリ１１ｂにデータを書き込む場合を考える。この場合において、ＭＰＵ１１ａが書き込むべきデータをメモリ１１ｂに出力すると、メモリ１１ｂでの書き込みが終了するのを待つ間はＭＰＵ１１ａ単体の負荷は小さくなるが、メモリ１１ｂの書き込みが終了するまでディジタル信号処理部１１ａは他の処理を行うことができないため、その期間はディジタル信号処理部１１ａの負荷が最大となる。このように、本実施形態におけるディジタル信号処理部１１の負荷率とは、ディジタル信号処理部１１全体の負荷を示す指標である点に注意されたい。

アナログ信号処理部１２は、ディジタル信号処理部１１で信号処理が施された信号に対して上述した変調処理を行い、またネットワーク２０を介して送信されてきた信号に対して上述した復調処理を行う。尚、ここでは簡単のためにアナログ信号処理部１２で変調処理、復調処理が行われるとしているが、これらの処理以外に周波数変換処理等の各種処理がある。

コネクタ１３は、ディジタル信号処理部１１（ＭＰＵ１１ａ）で求められたディジタル信号処理部１１の負荷率を外部に出力するためのものである。このコネクタ１３としては、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタ等のシリアル通信を行うためのコネクタを用いることができる。尚、パラレル通信を行うためのコネクタであっても良い。

そして、コネクタ１３に接続される表示装置や音声装置等の報知装置に当該負荷率が出力され、報知装置は入力した負荷率を表示や音声等により報知する。尚、ディジタル信号処理部１１で求められたディジタル信号処理部１１の負荷率をモデム１０と接続されているパーソナルコンピュータ３０へ直接出力しても良く、この場合には負荷率をパーソナルコンピュータ３０のディスプレイに表示したりスピーカにより音声報知するようにしても良い。

ＬＥＤ１４は、ディジタル信号処理部１１（ＭＰＵ１１ａ）で求められたディジタル信号処理部１１の負荷率を表示するためのものである。このＬＥＤ１４として例えば複数のＬＥＤ素子からなるものを用い、負荷率に応じて発光させるＬＥＤ素子の数を増減させる等の表示を行うのが望ましい。モニタ１５は、例えば小型の液晶表示装置又は有機ＥＬ表示装置を備えており、例えばパーセント表示により負荷率を表示する。

次に、ディジタル信号処理部１１の負荷率の算出方法について説明する。図２は、ディジタル信号処理部１１の負荷率の算出方法を説明するための図である。図２において、横軸は時間であり、この時間は通信プロトコルで用いられる単位時間であるスロットを単位として区切って図示してある。時刻ｔ１〜ｔ２が第ｎ（ｎは正の整数）スロットであり、時刻ｔ２〜ｔ３が第（ｎ＋１）スロットである。

図２に示す通り、ディジタル信号処理部１１は、１つのスロットの先頭で暗号化処理等の処理タスクを開始する。尚、図２において、処理タスクが実行されている時間は斜線を付して示した箇所である。１つのスロット内では常に処理タスクが実行される訳ではなく、処理タスクの間にアイドルタスクが実行される。例えば、図２に示す例において、第ｎスロットでは、アイドルタスクＩＤ１〜ＩＤ３が実行されている。１つのスロットが終了すると、次のスロット（図２に示す例では第（ｎ＋１）スロット）の先頭で処理タスクが行われる。尚、この第（ｎ＋１）スロットにおいてもアイドルタスクＩＤ４〜ＩＤ６が行われている。

本実施形態では、１つのスロット内におけるアイドルタスクの実行時間を積算し、１つのスロット内に占めるアイドルタスクの実行時間の割合からディジタル信号処理部１１の負荷率を算出する。図２に示す第ｎスロットを例に挙げると、アイドルタスクＩＤ１〜ＩＤ３の実行時間を積算し、第ｎスロット全体の長さ（時間）と積算した実行時間との比を求めることによりそのスロットにおけるディジタル信号処理部１１の負荷率を算出する。

次に、負荷率の算出手順の一例について説明する。図３は、ディジタル信号処理部１１における負荷率の算出手順の一例を示すフローチャートである。尚、図３に示すフローチャートは、各スロットが開始される度に実行される。いま、例えば図２に示す第ｎスロットが開始されたとすると、図３に示すフローチャートが開始されて、第ｎスロット内におけるアイドルタスク実行時間が初期化される（ステップＳ１１）。尚、このステップにおける実際の処理は、負荷率算出プログラムが、第ｎスロット内におけるアイドルタスク実行時間を求めるための変数の内容を初期化する。

次に、負荷率算出プログラムは、ディジタル信号処理部１１（ＭＰＵ１１ａ）で実行されているタスクがアイドルタスクであるか否かを判断する（ステップＳ１２）。処理タスクが実行されている場合には判断結果は「ＮＯ」となる。ステップＳ１２の判断結果が「ＮＯ」の場合には、負荷率算出プログラムは、その第ｎスロットが終了したか否かを判断する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３における判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１２に戻る。

一方、ディジタル信号処理部１１（ＭＰＵ１１ａ）で実行されているタスクがアイドルタスクである場合には、ステップＳ１２の判断結果は「ＹＥＳ」となり、負荷率算出プログラムはアイドルタスク実行時間を積算する。そして、この積算処理が終了すると、第ｎスロットが終了したか否かを判断し（ステップＳ１３）、この判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１２に戻る。このようにして、第ｎスロット内においてアイドルタスクが実行された場合には、アイドルタスクの実行時間が積算される。

第ｎスロットが終了すると、ステップＳ１３の判断結果は「ＹＥＳ」になり、第ｎスロット全体の長さ（時間）と積算した実行時間との比を求めることによりそのスロットにおけるディジタル信号処理部１１の負荷率を算出する（ステップＳ１６）。そして、算出された負荷率は、ディジタル信号処理部１１からコネクタ１３、ＬＥＤ１４、又はモニタ１５へ出力される（ステップＳ１６）。尚、ここでは、第ｎスロット全体の長さ（時間）と積算した実行時間との比からディジタル信号処理部１１の負荷率を算出しているが、各スロットが一定の時間であるため、アイドルタスク実行時間のみをもってディジタル信号処理部１１の負荷率としても良い。

そして、第ｎスロットにおけるディジタル信号処理部１１の負荷率を示す信号がコネクタ１３を介して外部に出力され、又はディジタル信号処理部１１の負荷率を示す表示がＬＥＤ１４若しくはモニタ１５でなされる。第ｎスロットが終了して第（ｎ＋１）スロットが開始されると、再び図３に示すフローチャートが実行され、同様の処理によって第（ｎ＋１）スロットにおけるディジタル信号処理部１１の負荷率が求められる。

コネクタ１３を介して出力される信号又はＬＥＤ１４若しくはモニタ１５の表示を参照することにより、モデム１０の開発者又はユーザは、通信中におけるディジタル信号処理部１１の負荷率（モデム１０単体の通信中の負荷率）を知ることができる。このように、通信中におけるディジタル信号処理部１１の負荷率をリアルタイムに算出し、この負荷率をリアルタイムに出力又は表示させることができる。これにより、例えばパーソナルコンピュータ３０を用いたコンピュータ通信を行う場合に、通信速度が理論値よりも低いときに、その原因がコンピュータの処理能力（通信能力）不足に起因するのか、モデムの処理能力不足に起因するのか、又は伝送路の電送品質等に起因するのかを判断することができる。

このため、パーソナルコンピュータ３０のユーザは、例えばモデム１０単体の通信中の負荷率に応じて、モデム１０に負荷がかからない通信プロトコルの選択をする等の処置を施すことが可能となる。また、モデム１０の開発者は、実装するＭＰＵ１１ａをより処理能力の高いものに変更する等の判断を容易に行うことができる。

以上、本発明の一実施形態による中継装置について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、負荷率算出プログラムが各スロット毎に負荷率を求め、スロット単位で負荷率を出力していたが、数スロットを単位としてその単位内における最大値を求め、この最大値の表示を所定時間保持するピークホールド機能を負荷率算出プログラムに実装しても良い。これにより、ユーザはＬＥＤ１４、モニタ１５の負荷率の表示が見やすくなる。また、コネクタ１３から出力される信号をロジックアナライザ等の機器に入力してその履歴を記録しても良い。これにより、後で負荷率の推移を解析することが可能となる。

また、上記実施形態では、中継装置としてモデム１０を例に挙げて説明したが、本発明はモデムに限られることなく、ターミナルアダプタ（ＴＡ）、ルータ等の中継装置にも適用することができる。

本発明の一実施形態による中継装置の電気的構成を示すブロック図である。 ディジタル信号処理部１１の負荷率の算出方法を説明するための図である。 ディジタル信号処理部１１における負荷率の算出手順の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ モデム（中継装置）
１１ ディジタル信号処理部（処理部）
１１ａ ＭＰＵ（算出手段）
１３ コネクタ（出力手段、インターフェイス部）
１４ ＬＥＤ（出力手段、表示装置）
１５ モニタ（出力手段、表示装置）
２０ ネットワーク（伝送路）
３０ パーソナルコンピュータ（データ端末装置）

Claims (7)

1. データ端末装置と伝送路との間に設けられ、前記伝送路を介して前記データ端末装置に送受信されるデータに対して所定の処理を行う処理部を備える中継装置において、
   前記処理部の負荷率を算出する算出手段と、
   前記算出手段で算出された負荷率を出力する出力手段と
   を備えることを特徴とする中継装置。
2. 前記算出手段は、所定時間内における前記処理部のアイドル時間に基づいて、前記処理部の負荷率を算出することを特徴とする請求項１記載の中継装置。
3. 前記処理部は、予め優先度が定められた処理実行単位で前記データに対する処理を行い、
   前記アイドル時間は、所定の優先度以下の優先度を有する処理実行単位が実行されている時間であることを特徴とする請求項２記載の中継装置。
4. 前記出力手段は、前記算出手段で算出された前記負荷率を、リアルタイムで出力することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の中継装置。
5. 前記出力手段は、前記算出手段で算出された負荷率を表示する表示装置を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の中継装置。
6. 前記出力手段は、前記算出手段で算出された負荷率を示す信号を外部に出力するインターフェイス部を備えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の中継装置。
7. 前記算出手段は、算出した前記処理部の負荷率の最大値を一定時間保持することを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の中継装置。
   
   

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