JP2013191924A

JP2013191924A - データ通信システムおよびデータ通信方法

Info

Publication number: JP2013191924A
Application number: JP2012054680A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ogawa; 猛志小川; Satoshi Kotabe; 悟士小田部; Hideki Nishizawa; 秀樹西沢; Hidefumi Nakamura; 秀文中村; Takao Shibata; 高穂柴田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2013-09-26

Abstract

【課題】各アクセス網でセンタ装置が通信に使用できる割り当て容量を超過しないようにセンタ装置の送信データ量を制御する。
【解決手段】センタ装置が、広域網と、広域網に比べて低速なアクセス網を介して複数の端末とデータ通信を行うデータ通信システムにおいて、センタ装置は、端末をアクセス網単位でグループ化し、各端末グループごとの送信データ量を、アプリケーションが必要とする通信速度以上かつ各アクセス網の割り当て容量以下に制御する手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、センタ装置（例えばサーバ）が、広域網と、広域網に比べて低速なアクセス網を介して複数の端末とデータ通信を行う際に、各アクセス網の割り当て容量を考慮したデータ通信を行うデータ通信システムおよびデータ通信方法に関する。

図４は、データ通信システムの構成例を示す。
図４において、広域網１２に接続されるサーバ１１と、アクセス網１３に接続される端末１４は、ゲートウェイ（ＧＷ）１５を介して接続される。なお、アクセス網１３が無線セルとした場合は、ゲートウェイ１５が基地局となる。

サーバ１１が広域網１２およびアクセス網１３を介して端末１４と通信を行うとき、網の容量を超過したデータ送信を行わないように制御する方法として、ウインドウ制御方法がある。例えばＴＣＰ（非特許文献１）の場合、サーバ（送信装置）は、端末（受信装置）から送達確認受信前に送信可能なデータ量を示すウインドウサイズを管理し、送信データ量が網の容量を超過しないように調整する。

図５は、従来のウインドウ制御方法の例を示す。
図５(1) に示す端末が１つでウインドウサイズが２パケットの場合、サーバは端末から送達確認受信前に２パケットの送信が可能であり、網内には最大でウインドウサイズ分（２パケット）の滞留が生じる。通信速度は、ウインドウサイズ／往復伝搬遅延時間となる。

図５(2) は端末が２つの場合であるが、サーバと端末Ａおよび端末Ｂとの通信は独立なため、端末Ａからの送達確認がなくても端末Ｂに対して最大ウインドウサイズ分（２パケット）の送信が行われ、網内には最大でウインドウサイズ×端末数（４パケット）の滞留が生じる。

ＩＥＦＴＲＦＣ７９３

ウインドウ制御方法では、端末ごとの送信データ量を調整することができる。しかし、アクセス網に複数の端末があっても、図５(2) に示すように端末ごとに独立した制御となるため、アクセス網内の全端末への送信データ総量を調整することができない。このとき、アクセス網への送信データ総量が割り当て容量を超過すると、図４に示すように、アクセス網やゲートウェイでデータの遅延または廃棄が生じ、データの遅延時間や廃棄率を保証することができない。

本発明は、各アクセス網でセンタ装置が通信に使用できる割り当て容量を超過しないようにセンタ装置の送信データ量を制御することができるデータ通信システムおよびデータ通信方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、センタ装置が、広域網と、広域網に比べて低速なアクセス網を介して複数の端末とデータ通信を行うデータ通信システムにおいて、センタ装置は、端末をアクセス網単位でグループ化し、各端末グループごとの送信データ量を、アプリケーションが必要とする通信速度以上かつ各アクセス網の割り当て容量以下に制御する手段を備える。

第１の発明のデータ通信システムにおいて、センタ装置は、端末グループ内の端末と通信中のシーケンス数、あるいは送信データ量またはパケット量のウインドウサイズ、あるいは単位時間あたりの送信データ量またはパケット量に基づいて、端末グループごとの送信データ量を制御する構成である。

第２の発明は、センタ装置が、広域網と、広域網に比べて低速なアクセス網を介して複数の端末とデータ通信を行うデータ通信方法において、センタ装置は、端末をアクセス網単位でグループ化し、各端末グループごとの送信データ量を、アプリケーションが必要とする通信速度以上かつ各アクセス網の割り当て容量以下に制御する。

第２の発明のデータ通信方法において、センタ装置は、端末グループ内の端末と通信中のシーケンス数、あるいは送信データ量またはパケット量のウインドウサイズ、あるいは単位時間あたりの送信データ量またはパケット量に基づいて、端末グループごとの送信データ量を制御する。

本発明は、各アクセス網に対応する端末グループごとの送信データ量を、アプリケーションが必要とする通信速度以上かつ各アクセス網の割り当て容量以下に制御することにより、アクセス網への送信データ総量が割り当て容量を超過することを回避でき、データの遅延時間や廃棄率の保証が可能になる。

本発明のデータ通信システムの構成例を示す図である。本発明のデータ通信システムのセンタ装置（サーバ）の構成例を示す図である。本発明のデータ通信システムにおける制御パラメータの関係を示す図である。従来のデータ通信システムの構成例とその課題を示す図である。従来のウインドウ制御方法の例を示す図である。

図１は、本発明のデータ通信システムの構成例を示す。
図１において、広域網１２に接続されるサーバ１１と、アクセス網１３に接続される端末１４がゲートウェイ（ＧＷ）１５を介して接続される構成は図４に示す従来構成と同様である。

本発明の特徴は、サーバ１１において、端末をアクセス網単位でグループ化し、各端末グループごとの送信データ量を、アプリケーションが必要とする通信速度以上かつ各アクセス網の割り当て容量以下に制御する。これにより、アクセス網への送信データ総量が割り当て容量を超過することを回避する。

まず、サーバ１１は、各端末１４とアクセス網１３との対応関係について、以下のいずれかの方法により取得する。
(1) 予めサーバ１１に設定しておく。
(2) 端末１４がアクセス網１３に接続するときに、アクセス網１３が端末１４にアクセス網名を通知し、端末１４からサーバ１１に当該アクセス網名を登録する。
(3) 端末１４がアクセス網１３に接続するときに、端末１４またはゲートウェイ１５が広域網１２に設けた位置管理装置１６に当該アクセス網名を登録し、サーバ１１がその位置管理装置１６から端末１４に対応するアクセス網を取得する。

次に、サーバ１１は、端末グループごとの送信データ量を、端末グループ内の端末と通信中のシーケンス数、あるいは送信データ量またはパケット量のウインドウサイズ（連続送信データ量の最大値）、あるいは単位時間あたりの送信データ量またはパケット量に基づいて調整する。

図２は、本発明のデータ通信システムのセンタ装置（サーバ）の構成例を示す。ここでは、サーバ１１が１周期時間内に、各アクセス網１３内の端末１４とそれぞれ１回同じシーケンスの通信を行う例に基づいて説明する。

サーバ１１は、アクセス網１３ａ，１３ｂごとに、１周期で通信を行うアクセス網１３ａ，１３ｂの端末１４のリストであるアクセス網ａの実施順リスト２１ａおよびアクセス網ｂの実施順リスト２１ｂを備える。タスク起動スケジューラ２２は、アクセス網１３ａ，１３ｂごとに、同時に実施してよいシーケンス数上限値を示す同時実施シーケンス数リスト２３を参照し、アクセス網ａ／ｂの実施順リスト２１ａ，２１ｂの先頭から当該上限値までの数のシーケンスを起動する。そして、シーケンスが１つ完了すると、同じアクセス網のアクセス網ａ／ｂの実施順リスト２１ａ，２１ｂの次のシーケンス１つを起動する。各アクセス網１３ａ，１３ｂの端末１４に送信する送信データは、通信シーケンスタスク２４から各アクセス網１３ａ，１３ｂに対応するデータ送信キュー２５ａ，２５ｂに一旦蓄積され、広域網１２を介して各アクセス網１３ａ，１３ｂのゲートウェイ１５ａ，１５ｂのデータバッファ２６ａ，２６ｂに転送される。

なお、アクセス網１３ａ，１３ｂを無線セルとし、ゲートウエイ１５ａ，１５ｂを無線セルの基地局としてもよい。この無線アクセス網で複数の周波数を使用する場合は、周波数ごとに送信データ量の制御を行ってもよい。

ゲートウェイ（基地局）が端末にデータを転送する際に速度調整のために使用するデータバッファに、サーバ１１への割り当て容量がある場合を想定し、当該割り当て容量を超過しないように、サーバ１１から各端末グループごとの送信データ量を、グループ内端末と通信中のシーケンス数ｎで管理する例について、図３を参照して説明する。

図３において、１シーケンス中で端末からの送達確認前に連続送信するデータ量の最大値（ウインドウサイズ）をｍ（図では２パケット）、往復伝搬遅延時間をＴ（ｓ）、１シーケンス中のサーバと端末間のデータ送信往復数をｋ（図では３往復）、アプリケーションが必要な通信速度をＰ（ｓ^-1）とする。なお、通信速度Ｐは、アクセス網（無線セル）当たりの毎秒完了シーケンス数である。

１シーケンスの完了に要する時間はｋ・Ｔであるため、毎秒完了シーケンス数はｎ／（ｋ・Ｔ）となり、これがアプリケーションが必要な通信速度Ｐ以上であればよい。したがって、グループ内端末と通信中のシーケンス数ｎは、
ｎ≧Ｐ・ｋ・Ｔ …(1)
とすればよい。このとき、アクセス網（無線セル）の割り当てバッファ容量Ｘは、
Ｘ≧ｎ・ｍ …(2)
の関係を満たす値とすることにより、ゲートウェイ（基地局）でのバッファ容量超過によるデータ廃棄を回避することができる。

１１サーバ
１２広域網
１３，１３ａ，１３ｂアクセス網
１４端末
１５，１５ａ，１５ｂゲートウェイ（ＧＷ）
２１ａアクセス網ａの実施順リスト
２１ｂアクセス網ｂの実施順リスト
２２タスク起動スケジューラ
２３同時実施シーケンス数リスト
２４通信シーケンスタスク
２５ａ，２５ｂデータ送信キュー
２６ａ，２６ｂデータバッファ

Claims

センタ装置が、広域網と、広域網に比べて低速なアクセス網を介して複数の端末とデータ通信を行うデータ通信システムにおいて、
前記センタ装置は、前記端末をアクセス網単位でグループ化し、各端末グループごとの送信データ量を、アプリケーションが必要とする通信速度以上かつ各アクセス網の割り当て容量以下に制御する手段を備えた
ことを特徴とするデータ通信システム。
請求項１に記載のデータ通信システムにおいて、
前記センタ装置は、前記端末グループ内の端末と通信中のシーケンス数、あるいは送信データ量またはパケット量のウインドウサイズ、あるいは単位時間あたりの送信データ量またはパケット量に基づいて、前記端末グループごとの送信データ量を制御する構成である
ことを特徴とするデータ通信システム。
センタ装置が、広域網と、広域網に比べて低速なアクセス網を介して複数の端末とデータ通信を行うデータ通信方法において、
前記センタ装置は、前記端末をアクセス網単位でグループ化し、各端末グループごとの送信データ量を、アプリケーションが必要とする通信速度以上かつ各アクセス網の割り当て容量以下に制御する
ことを特徴とするデータ通信方法。
請求項３に記載のデータ通信方法において、
前記センタ装置は、前記端末グループ内の端末と通信中のシーケンス数、あるいは送信データ量またはパケット量のウインドウサイズ、あるいは単位時間あたりの送信データ量またはパケット量に基づいて、前記端末グループごとの送信データ量を制御する
ことを特徴とするデータ通信方法。