JP2007201695A

JP2007201695A - データパケット中継装置

Info

Publication number: JP2007201695A
Application number: JP2006016334A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Tanimoto; 好史谷本
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2007-08-09
Also published as: CN101009540A

Abstract

【課題】優先度の高い通信に、バランスよく信号チャネルを割り当てることを可能とした中継送信技術を提供することを課題とする。
【解決手段】データパケット中継装置は、ＬＡＮよりデータパケットを受信すると、データパケットを解析し、送信先情報を抽出する。通信信号管理テーブルには、送信先情報と信号チャネルの対応関係が設定されている。データパケット中継装置は、通信信号管理テーブルに基づいて中継する通信信号の信号チャネルを決定し、決定された信号チャネルを利用して、通信信号を電力線に重畳させて送出する。同じ送信先に対するデータパケットを中継する際には、同じ信号チャネルが利用される。これにより、登録されている各送信先に各信号チャネルが予約される。
【選択図】図３

Description

本発明は、受信したデータパケットを重畳通信回線へ中継する装置に関する。

１つの回線に伝送データを多重化する様々な多重通信技術が用いられている。たとえば、ＦＤＭ（周波数分割多重）やＴＤＭ（時分割多重）、ＣＤＭ（符号分割多重）などの技術が用いられている。

また、データを多重化させるインフラとして、電力線搬送通信（ＰＬＣ）が従来から利用されている。電力線搬送通信は、オフィス内や家屋内に配線された電力線を利用することで、効率的にネットワークを構築することができるというメリットがある。

下記特許文献１では、通信端末が送信先ごとのデータベースを保持し、送信先ごとに最適な通信方式を選択する技術が開示されている。

特開２００４−２４８１８１号公報

１つの回線に多重化させることのできるチャネル数には限界がある。したがって、どのデータにどのチャネルを割り当てるかという制御が重要となってくる。従来では、無線回線などにおいて、エラー率の低い信号チャネルを優先度の高い通信に割り当てるなどの方法がとられている。

しかし、エラー率の低い信号チャネルを優先度の高い通信に割り当てた場合、優先度の高い通信が複数発生すると、一部の通信のみに品質の高いチャネルが割り当てられるという状況が発生する。つまり、優先度の高い通信が複数発生すると、基本的には、先着順という考え方が用いられるため、一部の通信に偏って品質の高いチャネルが割り当てられる場合が発生する。さらには、信号チャネルに空きがなくなると、たとえ優先度の高い通信であっても、信号チャネルが割り当てられないという問題が発生する。

上記特許文献１では、送信先ごとに最適な通信方式を決定しようとするものである。しかし、この技術においても、使用される回線を、どの端末がどういう優先度で利用するかについては考慮されていない。つまり、送信先に対応した最適な通信方式が決定されれば、その通信方式が選択されるわけであるから、基本的には、先着順の考え方である。

そこで、本発明は前記問題点に鑑み、優先度の高い通信に、バランスよく信号チャネルを割り当てることを可能とした中継送信技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、データパケットを送受信する第１の通信手段と、重畳通信を行う第２の通信手段と、前記第１の通信手段で受信したデータパケットを前記第２の通信手段から送出する中継手段と、データパケットに含まれる情報と割り当てる信号チャネルとの対応を設定する設定テーブルと、を備え、前記中継手段は、前記設定テーブルを参照し、前記第１の通信手段を利用して受信したデータパケットに含まれる情報に基づいて、前記第２の通信手段から送出する通信信号の信号チャネルを決定する手段、を含むことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のデータパケット中継装置において、前記設定テーブルには、データパケットに含まれる送信先情報と割り当てる信号チャネルとの対応が設定されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１に記載のデータパケット中継装置において、前記設定テーブルには、データパケットに含まれるアプリケーション情報と割り当てる信号チャネルとの対応が設定されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のデータパケット中継装置において、前記重畳通信は、電力線搬送通信を含むことを特徴とする。

本発明のデータパケット中継装置によれば、第１の通信手段を利用して受信したデータパケットに含まれる情報に基づいて、第２の通信手段から送出する通信信号の信号チャネルが決定される。これにより、特定の情報を含むデータパケットが、信号チャネルを独占することがない。つまり、設定テーブルにあらかじめ情報ごとの信号チャネルを予約しておけば、登録されている情報については、信号チャネルが確保されるので、一部の情報を含むデータパケットによって信号チャネルが独占されることはない。これにより、優先度の高い情報を含むデータパケットにバランスよく信号チャネルを割り当てることが可能である。

また、データパケットに含まれる送信先情報に基づいて、送出する通信信号の信号チャネルを決定する。これにより、優先度の高い送信先について、信号チャネルを確保し、安定した通信処理を行うことを可能とする。

また、データパケットに含まれるアプリケーション情報に基づいて、送出する通信信号の信号チャネルを決定する。これにより、優先度の高いアプリケーションについて、信号チャネルを確保し、安定した通信処理を行うことを可能とする。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本実施の形態に係るデータパケット中継装置１は、ＬＡＮ２と電力線４に接続される。ＬＡＮ２には、複数のパーソナルコンピュータ（以下、パソコン）３,３・・・が接続され、データパケット中継装置１は、パソコン３,３・・・との間で、いわゆるイーサネット（登録商標）を利用した通信を行う。また、電力線４には、複数のパソコン５,５・・・が接続され、データパケット中継装置１は、パソコン５,５・・・との間で、いわゆる電力線搬送通信（ＰＬＣ：Power Line Communications）を行う。つまり、データパケット中継装置１は、ＬＡＮ２から受信したデータパケットを電力線通信網へと中継する処理や、電力線通信網から受信した通信信号をＬＡＮ２へと中継する処理を行う。

なお、この実施の形態においては、データパケット中継装置１は、ＬＡＮ２に接続されたパソコン３と、電力線４に接続されたパソコン５との間で行われる通信処理を例に説明するが、本発明のデータパケット中継装置１は、ＬＡＮ２を介して接続された他のネットワーク上の端末や、電力線４を介して接続された他のネットワーク上の端末との間の通信処理についても、同様に適用可能である。

図２は、データパケット中継装置１の機能ブロック図である。データパケット中継装置１は、図に示すように、データパケット通信制御部１１、データパケット解析部１２、通信信号管理部１３、通信信号管理テーブル１４、通信信号設定部１５、通信信号生成部１６、重畳通信制御部１７、通信信号解析部１８、データパケット生成部１９を備えている。

データパケット通信制御部１１は、ＬＡＮ２に接続されたパソコン３から送信されたデータパケットを受信する処理と、パソコン３に対してデータパケットを送信する処理とを実行する。

データパケット解析部１２は、パソコン３から受信したデータパケットを解析し、解析した情報を通信信号管理部１３に与える。データパケット通信制御部１１が受信するデータパケットは、たとえば、ＴＣＰ／ＩＰなどのプロトコルフォーマットに従って構成されたデータであるので、データパケット解析部１２は、それらフォーマットを解析することで、データパケットに含まれている情報を識別し、取得可能である。

通信信号管理部１３は、ＬＡＮ２から受信したデータパケットを電力線４に中継送信する際の、信号チャネルを管理する処理部である。電力線搬送通信においては、１つの電力線４に複数の信号チャネルを形成して、多重化通信を行う。そこで、通信信号管理部１３は、通信信号管理テーブル１４の設定内容に基づいて、多重化する通信信号を搬送する信号チャネルを決定し、管理するのである。

信号チャネルの多重化方法としては、ＦＤＭ（周波数分割多重）、ＴＤＭ（時分割多重）、ＣＤＭ（符号分割多重）などが利用可能である。通信信号管理部１３は、ＦＤＭを利用するのであれば、多重化する信号の周波数帯域を管理し、ＴＤＭであれば、タイムスロット（時間間隔）を、オフセットＣＤＭであれば拡散符号を管理することになる。

表１は、通信信号管理テーブル１４の登録例を示す表である。ここでは、送信先に応じて信号チャネルが設定されている。表１における「信号チャネル」とは、各送信先に割り当てられる信号チャネルである。ここで、設定される信号チャネルは、上述したように、多重化方式によって異なる。ＦＤＭを利用する場合には、信号チャネルとして、周波数帯域が割り当てられる。ＴＤＭ,ＣＤＭでは、それぞれ信号チャネルとして、タイムスロット、拡散符号が割り当てられる。

表１において、関数ｆ（ｘ）は、送信先のアドレスから信号チャネルを決定するための関数である。たとえば、送信先が端末Ａである場合、端末ＡのＩＰアドレスａから、信号チャネルｆ（ａ）が演算されるようになっている。同様に、端末Ｂ,ＣのＩＰアドレスｂ,ｃから信号チャネルｆ（ｂ）,ｆ（ｃ）が演算で決定される。また、同報通信の場合には、引数としてｙが予約されており、信号チャネルｆ（ｙ）が演算される。そして、上記以外の場合、つまり、送信先が端末Ａ〜Ｃではなく、かつ、同報通信でない場合には、引数としてｚが予約されており、デフォルトの信号チャネルとしてｆ（ｚ）が演算される。

なお、この実施の形態においては、信号チャネルを決定するために関数ｆ（ｘ）を用いて、演算により信号チャネルを決定するようにしている。これは、信号チャネルの管理を容易にするためであるが、通信信号管理テーブル１４に固定の信号チャネルを設定するようにしてもよい。

表１で示した登録例は、送信先の情報に基づいて信号チャネルを設定する例であり、設定方法はこれに限定されるものではない。たとえば、アプリケーション情報に基づいて設定するようにしてもよい。たとえば、ＨＴＴＰやＳＭＴＰなどのプロトコルに対して優先的に信号チャネルを割り当てるようにしてもよい。つまり、データパケット解析部１２が解析するデータパケットに含まれる情報に基づいて信号チャネルを設定するのであり、データパケットに含まれる情報であれば、どのような情報を利用してもよい。

通信信号設定部１５は、通信信号管理テーブル１４を設定するための処理部である。通信信号設定部１５は、ユーザインタフェースを備えており、ユーザが、信号チャネルを優先的に与える送信先等を設定可能としている。たとえば、送信先ごとに信号チャネルを予約する場合であれば、ユーザは、端末名および端末のＩＰアドレスを登録する。また、信号チャネルは、固定の信号チャネルを登録してもよいし、上記のような関数ｆ（ｘ）を利用するように設定してもよい。あるいは、アプリケーションごとに信号チャネルを予約する場合であれば、ユーザは、プロトコル名、プロトコルポート番号などを登録する。

たとえば、表１で示した登録例であれば、ユーザは、通信信号管理テーブル１４に、優先的に信号チャネルを与える送信先を設定していることになる。つまり、ユーザは、電力線４に接続された複数のパソコン５,５・・・の中で、端末Ａ〜Ｃに対して優先的に信号チャネルを与えるよう設定しているのである。逆に、それ以外のパソコン５に対しては、デフォルトの信号チャネルｆ（ｚ）を与えるよう設定されている。

通信信号生成部１６は、通信信号管理部１３によって決定された信号チャネルに基づいて、中継する通信信号を生成する。通信信号生成部１６は、多重化方式および割り当てられた信号チャネルに対応した通信信号を生成する。

重畳通信制御部１７は、通信信号管理部１３によって決定された信号チャネルを用いて、通信信号生成部１６によって生成された通信信号を電力線４に多重化して送出する。また、重畳通信制御部１７は、電力線４に接続されたパソコン５,５・・・から電力線４に重畳された通信信号を受信する。

通信信号解析部１８は、重畳通信制御部１７が受信した通信信号を解析する。通信信号解析部１８は、多重化方式および受信信号の信号チャネルに基づいて、受信した通信信号を解析する。通信信号解析部１８は、解析した結果をデータパケット生成部１９に与える。データパケット生成部１９は、通信信号解析部１８の解析結果に基づいてデータパケットを復元する。つまり、重畳通信制御部１７により、複数の信号チャネルに多重化された通信信号を受信し、データパケット生成部１９が、多重化信号からデータパケットを復元する。データパケット通信制御部１１は、復元されたデータパケットをＬＡＮ２に送出する。

以上のように構成されたデータパケット中継装置１によるデータパケット中継処理の流れについて図３ないし図５のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、データパケット通信制御部１１によりデータパケットの受信が行われたか否かがチェックされ（ステップＳ１）、データパケットの受信が行われた場合には、データパケット解析部１２により、受信データパケットが解析される（ステップＳ２）。データパケット解析部１２が解析結果を通信信号管理部１３に与えると、通信信号管理部１３は、通信信号管理テーブル１４を参照して、解析された情報が登録されている情報であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

解析された情報が通信信号管理テーブル１４に登録されている場合（ステップＳ３でＹＥＳ）には、通信信号管理テーブル１４の登録内容に基づいて、中継するデータパケットの信号チャネルが決定される（ステップＳ４）。解析された情報が通信信号管理テーブル１４に登録されていない場合（ステップＳ３でＮＯ）には、デフォルトの信号チャネルが設定される（ステップＳ５）。

信号チャネルが決定されると、通信信号生成部１６により通信信号が生成されて（ステップＳ６）、重畳通信制御部１７により、通信信号が多重化されて送出される（ステップＳ７）。

図４は、図３におけるステップＳ３〜Ｓ５の処理を具体化したフローチャートである。具体的には、送信先情報に基づいて信号チャネルが設定される場合のフローチャートである。図３におけるステップＳ３〜Ｓ５が、図４のフローチャートでは、ステップＳ１１,Ｓ１２に対応しており、その他のステップは、図３のフローチャートと同様である。

データパケット解析部１２は、データパケットを解析し（ステップＳ２）、送信先情報を抽出する（ステップＳ１１）。そして、通信信号管理部１３は、抽出した送信先情報を関数ｆ（ｘ）に入力して、信号チャネルを決定する（ステップＳ１２）。つまり、送信先情報が通信信号管理テーブル１４に予約された送信先である場合には、予約された信号チャネルが演算で求められる。送信先情報が通信信号管理テーブル１４に予約された送信先でない場合には、デフォルト用の引数が関数ｆ（ｘ）に与えられて、デフォルトの信号チャネルが演算されるのである。

表１で示した例であれば、抽出した送信先情報が端末Ａ〜Ｃである場合には、関数ｆ（ｘ）に、ＩＰアドレスａ〜ｃが入力されて、予約された信号チャネルｆ（ａ）〜ｆ（ｃ）が割り当てられる。抽出した送信先情報が端末Ａ〜Ｃでなく、かつ、同報通信でない場合には、関数ｆ（ｘ）に、デフォルトの引数ｚが入力されて、デフォルトの信号チャネルｆ（ｚ）が割り当てられる。

図５は、図３におけるステップＳ３〜Ｓ５の処理の具体例を示す別のフローチャートである。具体的には、アプリケーション情報に基づいて信号チャネルが設定される場合のフローチャートである。図３におけるステップＳ３〜Ｓ５が、図５のフローチャートでは、ステップＳ２１,Ｓ２２に対応しており、その他のステップは、図３のフローチャートと同様である。

データパケット解析部１２は、データパケットを解析し（ステップＳ２）、アプリケーション情報を抽出する（ステップＳ２１）。具体的には、データパケットに含まれるプロトコル情報を抽出する。そして、通信信号管理部１３は、抽出したプロトコル情報を関数ｆ（ｘ）に入力して、信号チャネルを決定する（ステップＳ２２）。つまり、プロトコル情報が通信信号管理テーブル１４に予約されている場合には、予約された信号チャネルが演算で求められる。プロトコル情報が通信信号管理テーブル１４に予約されていない場合には、デフォルト用の引数が関数ｆ（ｘ）に与えられて、デフォルトの信号チャネルが演算されるのである。

たとえば、抽出したプロトコル情報がＨＴＴＰであり、通信信号管理テーブル１４にＨＴＴＰが予約されている場合には、関数ｆ（ｘ）に、ＨＴＴＰのプロトコル番号ｈ（たとえばポート番号を利用してもよい。）が入力されて、予約された信号チャネルｆ（ｈ）が割り当てられる。抽出したプロトコル情報が登録されていない場合には、関数ｆ（ｘ）に、デフォルトの引数ｐが入力されて、デフォルトの信号チャネルｆ（ｐ）が割り当てられる。

以上説明したように、本実施の形態のデータパケット中継装置１によれば、あらかじめ登録された送信先やプロトコルに対しては、優先的に、１つの信号チャネルが与えられる。これにより、優先度の高い通信を優先的に処理することができる。

さらに、特徴的であるのは、登録されている送信先やプロトコルに与えられるのは、１つの信号チャネルとしている点である。したがって、登録されている特定の送信先に対する通信や、登録されている特定のプロトコルに関する通信が、多くの信号チャネルを独占してしまうことはない。

つまり、端末Ａが優先度の高い送信先として登録されている場合であっても、送信先を端末Ａとする複数の通信が発生した場合には、割り当てる信号チャネルは１つの信号チャネルとしているのである。このため、優先度の高い一部の通信が信号チャネルを独占し、他の優先度の高い通信に信号チャネルが割り当てられないといった問題を回避することが可能である。たとえば、優先度の高い端末として端末Ａと端末Ｂが登録されている場合であって、端末Ａを送信先とする複数の通信が発生した場合にも、端末Ａには、１つの信号チャネルだけを割り当てておく。これにより、その後、端末Ｂを送信先とする通信が発生した場合にも、即座に、端末Ｂに対する通信に信号チャネルを割り当てることができるのである。

なお、優先度の高い登録された通信が複数発生した場合には、割り当てられた信号チャネルを用いて、それら複数の通信を処理するようにすればよい。たとえば、ＦＤＭにより特定の周波数帯域が割り当てられている場合には、割り当てられた周波数帯域を利用し、複数の通信を時分割で処理するようにすればよい。同様に、特定の周波数帯域が対応するデフォルトチャネルを使用する複数の通信が発生した場合にも、時分割処理を行うようにすればよい。

このように、本発明のデータパケット中継装置１は、データパケットに含まれている情報に基づいて、中継するデータパケットの優先度を判定し、優先度の高い通信に予約された信号チャネルを割り当てる。ただし、先着順といった考え方を用いず、優先度の高い通信には、かならず予約された信号チャネルを確保しておくようにするのである。

上記の実施の形態において、データパケット中継装置１は、データパケットをイーサネット（登録商標）から受信し、電力線４へ中継するようにした。ただし、データパケット通信制御部１１が、データパケットを送受信するネットワークは、イーサネット（登録商標）に限定されるものではない。たとえば、ＡＤＳＬ網などのデータパケットを送受信するネットワークであってもよい。

また、上記の実施の形態において、重畳通信として電力線搬送通信を例に説明したが、重畳通信としては、他にも、アナログ電話回線網、同軸ケーブル、無線などを利用した通信に適用させてもよい。

ＬＡＮと電力線に接続されるデータパケット中継装置を示す図である。データパケット中継装置の機能ブロック図である。データパケットの中継処理の流れを示すフローチャートである。送信先に応じて信号チャネルを決定するフローチャートである。プロトコルに応じて信号チャネルを決定するフローチャートである。

符号の説明

１データパケット中継装置
２ＬＡＮ
３パーソナルコンピュータ
４電力線
５パーソナルコンピュータ

Claims

データパケットを送受信する第１の通信手段と、
重畳通信を行う第２の通信手段と、
前記第１の通信手段で受信したデータパケットを前記第２の通信手段から送出する中継手段と、
データパケットに含まれる情報と割り当てる信号チャネルとの対応を設定する設定テーブルと、
を備え、
前記中継手段は、
前記設定テーブルを参照し、前記第１の通信手段を利用して受信したデータパケットに含まれる情報に基づいて、前記第２の通信手段から送出する通信信号の信号チャネルを決定する手段、
を含むことを特徴とするデータパケット中継装置。
請求項１に記載のデータパケット中継装置において、
前記設定テーブルには、データパケットに含まれる送信先情報と割り当てる信号チャネルとの対応が設定されることを特徴とするデータパケット中継装置。
請求項１に記載のデータパケット中継装置において、
前記設定テーブルには、データパケットに含まれるアプリケーション情報と割り当てる信号チャネルとの対応が設定されることを特徴とするデータパケット中継装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のデータパケット中継装置において、
前記重畳通信は、電力線搬送通信を含むことを特徴とするデータパケット中継装置。