JP2018170704A - 通信制御システム、集合装置、モデム、通信制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】通信エラーを低減することができる通信制御システム、集合装置、モデム、通信制御方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】通信制御システム１は、複数の回線を集線する集合装置２０と、集合装置２０と回線を介して通信を行うモデム３０とを備え、集合装置２０及びモデム３０が、ＤＭＴ変調方式の通信時に帯域を一定の値に固定する帯域固定を利用する場合に、現用系の帯域である０系と予備系の帯域である１系の２系統を利用して通信を行う。【選択図】図４

Description

本発明は、通信制御システム、集合装置、モデム、通信制御方法、及びプログラムに関し、特に、ＤＳＬ（Digital Subscriber Line）の帯域固定利用における通信技術に関する。

従来、ＤＳＬ通信制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。ＤＳＬ通信制御システムでは、メタル回線（既存の電話加入者線）を用いて、電話局側に設けられた集合装置（ＤＳＬＡＭ：Digital Subscriber Line Access Multiplexer）と、加入者側に設けられたモデムとの間を接続する。ＤＳＬ通信制御システムによれば、メタル回線（既存の電話加入者線）を用いて、高速にデータ通信を行うことが可能である。

特開２００５−２３６８１２公報

このような通信制御システムでは、メタル回線を用いるため、ノイズの影響を受ける場合がある。ノイズの影響により通信エラーが発生した場合は正常にデータ送信をできないため再送処理を行うことで回避ができる。しかし、再送処理を行うと時間のロスになるという課題があった。

本発明は、上述した従来の技術に鑑み、通信エラーを低減することができる通信制御システム、集合装置、モデム、通信制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の態様に係る発明は、通信制御システムであって、複数の回線を集線する集合装置と、前記集合装置と回線を介して通信を行うモデムとを備え、前記集合装置及び前記モデムが、ＤＭＴ（Discrete Multitone）変調方式の通信時に帯域を一定の値に固定する帯域固定を利用する場合に、現用系の帯域である０系と予備系の帯域である１系の２系統を利用して通信を行うことを要旨とする。

第２の態様に係る発明は、第１の態様に係る発明において、前記集合装置が、通信区間のノイズ状況に基づいて、使えるトーンからノイズに余裕がある帯域を０系として選択するとともに、使えるトーンの中で前記０系を除くトーンからノイズに余裕がある帯域を１系として選択し、前記０系及び前記１系のトーン情報を前記モデムと共有することを要旨とする。

第３の態様に係る発明は、第２の態様に係る発明において、前記０系のエラーチェックでエラーがあった場合は前記１系のエラーチェックを行い、前記１系のエラーチェックでエラーがあった場合は再送処理を行うことを要旨とする。

第４の態様に係る発明は、第１〜第３のいずれか１つの態様に係る通信制御システムが備える集合装置であることを要旨とする。

第５の態様に係る発明は、第１〜第３のいずれか１つの態様に係る通信制御システムが備えるモデムであることを要旨とする。

第６の態様に係る発明は、通信制御方法であって、複数の回線を集線する集合装置と、前記集合装置と回線を介して通信を行うモデムとが、ＤＭＴ変調方式の通信時に帯域を一定の値に固定する帯域固定を利用する場合に、現用系の帯域である０系と予備系の帯域である１系の２系統を選択する選択ステップと、前記集合装置と前記モデムとが、前記２系統を利用して通信を行う通信ステップとを有することを要旨とする。

第７の態様に係る発明は、第１〜第３のいずれか１つの態様に係る通信制御システムが備える集合装置としてコンピュータを機能させるプログラムであることを要旨とする。

第８の態様に係る発明は、第１〜第３のいずれか１つの態様に係る通信制御システムが備えるモデムとしてコンピュータを機能させるプログラムであることを要旨とする。

本発明によれば、通信エラーを低減することができる通信制御システム、集合装置、モデム、通信制御方法、及びプログラムを提供することが可能である。

既存のＤＳＬ通信制御システムがデータ転送に利用するトーンを示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る通信制御システムがデータ転送に利用するトーンを示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る通信制御システムの全体構成図である。 本発明の実施の形態に係る通信制御システムの機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る通信制御システムが備える記憶部の内部構成図である。 本発明の実施の形態に係る通信制御システムのフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る通信制御システムのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、ギャランティサービスへｘＤＳＬ技術を適用する場合を想定して説明するが、これに限定されるものではない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において種々の変更を加えることが可能である。

≪既存技術≫
図１は、既存のＤＳＬ通信制御システムがデータ転送に利用するトーンを示すグラフである。縦軸は信号強度（ｄＢｍ／Ｈｚ）を示し、横軸は周波数（Ｈｚ）を示している。実線波形Ｎ１は、ノイズの強さを示し、点線波形Ｎ２は、ノイズマージンを考慮した強さを示している。トーンｔ１，ｔ２，ｔ５，ｔ６は、通信に利用可能な周波数帯域である（点線波形Ｎ２よりも信号強度が強い）。一方、トーンｔ３，ｔ４，ｔ７，ｔ８，ｔ９は、ノイズにより通信に利用できない周波数帯域である（点線波形Ｎ２よりも信号強度が弱い）。

図１（ａ）は、ＤＳＬのベストエフォート利用の場合（既存技術）を示している。この図に示すように、ベストエフォートの場合は、ノイズマージンを考慮した一定の信号強度を確保可能な全てのトーンを利用する。具体的には、図中の枠Ｅ１に示すように、トーンｔ１，ｔ２，ｔ５，ｔ６の全てを利用するようになっている。

図１（ｂ）は、ＤＳＬの帯域固定利用の場合（既存技術）を示している。この図に示すように、帯域固定利用の場合は、いくつかのトーンを利用し、必要な帯域を確保する。具体的には、図中の枠Ｅ２に示すように、トーンｔ１，ｔ２，ｔ５，ｔ６の一部（トーンｔ１，ｔ２）を利用するようになっている。

≪本発明≫
図２は、本発明の実施の形態に係る通信制御システムがデータ転送に利用するトーンを示すグラフである。ここでも、縦軸は信号強度（ｄＢｍ／Ｈｚ）を示し、横軸は周波数（Ｈｚ）を示している。実線波形Ｎ１は、ノイズの強さを示し、点線波形Ｎ２は、ノイズマージンを考慮した強さを示している。トーンｔ１，ｔ２，ｔ５，ｔ６は、通信に利用可能な周波数帯域である（点線波形Ｎ２よりも信号強度が強い）。一方、トーンｔ３，ｔ４，ｔ７，ｔ８，ｔ９は、ノイズにより通信に利用できない周波数帯域である（点線波形Ｎ２よりも信号強度が弱い）。

図２に示すように、本発明の実施の形態に係る通信制御システムでは、ＤＳＬの帯域固定利用における、データ転送に利用しないトーンを利用する。これにより、ＢＥＲ（Bit Error Rate）等で示されるような通信エラーの低減を図ることが可能である。

具体的には、図中の枠Ｅ３に示すように、帯域固定のためノイズ耐性のあるトーンからノイズに余裕のあるトーンを利用するが、０系（現用系）のトーンｔ１，ｔ２と１系（予備系）のトーンｔ５，ｔ６の２系統を利用することでノイズ耐性を高める。すなわち、０系のトーンｔ１，ｔ２は、ノイズに余裕のあるトーンである。１系のトーンｔ５，ｔ６は、ノイズ耐性のあるトーンであるが、ＤＳＬの帯域固定利用の場合、利用していなかった（図１（ｂ）参照）。利用していなかったトーンｔ５，ｔ６を１系として有効活用することで、ノイズ耐性を高めることが可能である。

また、図中の枠Ｅ４に示すように、利用していなかったトーンｔ５，ｔ６でも並行してトーンｔ１，ｔ２と同じ通信を行うことで、０系のトーンｔ１，ｔ２でエラーがあってもすぐに再送処理を行わず、１系のトーンｔ５，ｔ６でエラーチェックを行い、１系のトーンｔ５，ｔ６でもエラーがあった場合に初めて再送処理を行う。これにより、０系でエラーがあった場合でも１系でエラーがなかった場合は再送処理を行わなくて済むため、再送処理の低減を図ることが可能となる。

≪全体構成≫
図３は、本発明の実施の形態に係る通信制御システム１の全体構成図である。この通信制御システム１はＤＳＬ通信制御システムであり、図３に示すように、集合装置設置ビルに上位装置１０と集合装置２０が設置され、ＤＳＬ利用拠点にモデム３０と端末４０が設置されているものとする。上位装置１０は、本通信制御システム１の上位側の装置である。集合装置２０は、複数の回線を集線するＤＳＬＡＭ（Digital Subscriber Line Access Multiplexer）である。モデム３０は、集合装置２０と回線を介して通信を行うＣＰＥ（Customer Premises Equipment）である。端末４０は、モデム３０に接続されるＰＣ等である。本発明の実施の形態に係る通信制御システム１は、集合装置２０−モデム３０間の通信区間（アクセス区間）に適用することができる。

≪集合装置、モデム≫
図４は、本発明の実施の形態に係る通信制御システム１の機能ブロック図である。以下、図４を用いて、集合装置１０及びモデム３０の構成を更に詳しく説明する。

集合装置２０は、記憶部２１と、通信部２２と、通信制御部２３と、コピー部２４と、通信部２５とを備える。記憶部２１は、トーン（０系・１系）を記憶する等、各種情報を記憶する記憶装置である。通信部２２は、上位装置１０と通信するための通信インターフェイスである。通信制御部２３は、各種処理を行う機能部である。例えば、通信制御部２３は、ノイズ情報の取得、トーン（０系・１系）の判断、モデム３０への利用トーンの送付、記憶トーンの更新処理などを行う。コピー部２４は、０系・１系にコピーを行う機能部である。通信部２５は、モデム３０と通信するための通信インターフェイスである（エラーチェックを実行する機能も有するものとする）。

モデム３０は、記憶部３１と、通信制御部３２と、コピー部３３と、通信部３４と、通信部３５とを備える。記憶部３１は、トーン（０系・１系）を記憶する等、各種情報を記憶する記憶装置である。通信制御部３２は、各種処理を行う機能部である。コピー部３３は、０系・１系にコピーを行う機能部である。通信部３４は、集合装置２０と通信するための通信インターフェイスである（エラーチェックを実行する機能も有するものとする）。通信部３５は、端末４０と通信するための通信インターフェイスである。

≪記憶部≫
図５は、本発明の実施の形態に係る通信制御システム１が備える記憶部２１，３１の内部構成図である。この図に示すように、記憶部２１，３１は、トーン番号と、０系利用フラグと、１系利用フラグとを対応付けて記憶してもよい。ここでは、トーン番号「１」「２」と０系利用フラグ「１」とを対応付け、トーン番号「５」「６」と１系利用フラグ「１」とを対応付けている。すなわち、トーン番号「１」「２」により特定されるトーンは、０系として利用するトーンである。また、トーン番号「３」「４」により特定されるトーンは、通信に利用できないトーンである。また、トーン番号「５」「６」により特定されるトーンは、１系として利用するトーンである。また、トーン番号「７」「８」「９」・・・により特定されるトーンは、通信に利用できないトーンである。ここでは、０系・１系にそれぞれ２つのトーンが含まれる場合を例示しているが、０系・１系に含まれるトーン数は、特に限定されるものではなく、帯域を確保するために必要なトーン数となる。

≪処理フロー≫
次に、本発明の実施の形態に係る通信制御システム１の処理フローについて説明する。

［１］集合装置２０−モデム３０間接続において、各トーンのトレーニングが走る。

［２］規格（シェイクハンド）により通信区間のノイズ状況がわかる。

［３］使える帯域（トーン）がわかる（通常のＤＳＬ動作）。

［４］帯域を選択する。

［５］選択された２帯域で通信を行う。

図６は、本発明の実施の形態に係る通信制御システム１のフローチャートである。以下、図６を用いて、上記処理フローの［１］〜［４］を更に詳しく説明する。

まず、集合装置２０の通信制御部２３は、通信区間のノイズ状況を取得する（ステップＳ１）。そして、取得したノイズ状況に基づいて、使えるトーンからノイズに余裕がある帯域を０系として選択し、記憶部２１に保存する（ステップＳ２）。また、取得したノイズ状況に基づいて、使えるトーン（０系帯域除く）からノイズに余裕がある帯域を１系として選択し、記憶部２１に保存する（ステップＳ３）。

次いで、集合装置２０の記憶部２１に保存した０系、１系のトーン情報をモデム３０と共有する（ステップＳ４）。具体的には、集合装置２０の記憶部２１からコピー部２４・通信部２５・通信部３４・コピー部３３を通じてモデム３０の記憶部３１にトーン情報がコピーされるようになっている。これにより、集合装置２０とモデム３０は、記憶部２１，３１を参照することで、０系と１系の２系統を利用して通信を行うことが可能である。

次いで、集合装置２０の通信制御部２３は、記憶部２１に保存したトーン情報の更新処理を行う（ステップＳ５）。この更新処理は再トレーニングの度に行う。例えば、モデム３０の再接続時や、一定時間が経過した時、再トレーニングを行うようになっている。以降は、同様の処理を繰り返す（ステップＳ１→Ｓ２→・・・）。

図７は、本発明の実施の形態に係る通信制御システム１のフローチャートである。以下、図７を用いて、上記処理フローの［５］を更に詳しく説明する。

まず、送信側は、同じデータを０系帯域・１系帯域にコピーして受信側に送信する（ステップＳ６）。ここでいう送信側とは、集合装置２０とモデム３０のうちの一方であり、ここでいう受信側とは、集合装置２０とモデム３０のうちの他方である。

次いで、受信側は、０系帯域のエラーチェックを行う（ステップＳ７）。ここで、０系帯域でエラーがなかった場合は、０系帯域のまま通信を継続する。一方、０系帯域でエラーがあった場合は、１系帯域のエラーチェックを行う（ステップＳ８）。ここで、１系帯域でエラーがなかった場合は、０系帯域から１系帯域に利用トーンを切り替えて通信を行う。一方、１系帯域でもエラーがあった場合は、送信側に再送依頼を行う（ステップＳ９）。

次いで、送信側は、受信側より再送依頼を受信すると、再送依頼されたデータについて再送処理を行う（ステップＳ１０）。このような処理フローによれば、通信中に０系帯域にノイズがかかっても、１系帯域に問題なければ、再送処理を行わずに通信を行うことができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る通信制御システム１は、複数の回線を集線する集合装置２０と、集合装置２０と回線を介して通信を行うモデム３０とを備え、集合装置２０及びモデム３０が、ＤＭＴ変調方式の通信時に帯域を一定の値に固定する帯域固定を利用する場合に、現用系の帯域である０系と予備系の帯域である１系の２系統を利用して通信を行う。これにより、ノイズ耐性を高めることができるため、通信エラーを低減することが可能となる。

具体的には、集合装置２０は、通信区間のノイズ状況に基づいて、使えるトーンからノイズに余裕がある帯域を０系として選択するとともに、使えるトーンの中で０系を除くトーンからノイズに余裕がある帯域を１系として選択し、０系及び１系のトーン情報をモデム３０と共有する。これにより、ノイズ耐性のあるトーンを１系として有効活用することが可能である。

また、０系のエラーチェックでエラーがあった場合は１系のエラーチェックを行い、１系のエラーチェックでエラーがあった場合は再送処理を行う。これにより、０系でエラーがあった場合でも１系でエラーがなかった場合は再送処理を行わなくて済むため、再送処理の低減を図ることが可能となる。

また、本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、集合装置２０とモデム３０とが、ＤＭＴ変調方式の通信時に帯域を一定の値に固定する帯域固定を利用する場合に、現用系の帯域である０系と予備系の帯域である１系の２系統を選択する選択ステップと、集合装置２０とモデム３０とが、２系統を利用して通信を行う通信ステップとを有する。これにより、ノイズ耐性を高めることができるため、通信エラーを低減することが可能となる。

なお、本発明は、このような通信制御システム１として実現することができるだけでなく、このような通信制御システム１が備える集合装置２０やモデム３０として実現したり、このような集合装置２０やモデム３０が備える特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのはいうまでもない。

１…通信制御システム
１０…上位装置
２０…集合装置
２１…記憶部
２２…通信部
２３…通信制御部
２４…コピー部
２５…通信部
３０…モデム
３１…記憶部
３２…通信制御部
３３…コピー部
３４…通信部
３５…通信部
４０…端末

上記目的を達成するため、第１の態様に係る発明は、通信制御システムであって、複数の回線を集線する集合装置と、前記集合装置と回線を介して通信を行うモデムとを備え、前記集合装置及び前記モデムは、ＤＭＴ（Discrete Multitone）変調方式の通信時に帯域を一定の値に固定する帯域固定を利用する場合に、現用系の帯域である０系と予備系の帯域である１系の２系統を利用して通信を行い、前記集合装置は、通信区間のノイズ状況に基づいて、使えるトーンからノイズに余裕がある帯域を０系として選択するとともに、使えるトーンの中で前記０系を除くトーンからノイズに余裕がある帯域を１系として選択し、前記０系及び前記１系のトーン情報を前記モデムと共有し、前記集合装置及び前記モデムは、前記１系のトーンでも並行して前記０系のトーンと同じ通信を行うことで、前記０系のエラーチェックでエラーがあってもすぐに再送処理を行わず、前記１系のエラーチェックを行い、前記１系のエラーチェックでもエラーがあった場合に初めて再送処理を行うことを要旨とする。

第２の態様に係る発明は、第１の態様に係る通信制御システムが備える集合装置であることを要旨とする。

第３の態様に係る発明は、第１の態様に係る通信制御システムが備えるモデムであることを要旨とする。

第４の態様に係る発明は、通信制御方法であって、複数の回線を集線する集合装置と、前記集合装置と回線を介して通信を行うモデムとが、ＤＭＴ変調方式の通信時に帯域を一定の値に固定する帯域固定を利用する場合に、現用系の帯域である０系と予備系の帯域である１系の２系統を選択する選択ステップと、前記集合装置と前記モデムとが、前記２系統を利用して通信を行う通信ステップとを有し、前記集合装置は、通信区間のノイズ状況に基づいて、使えるトーンからノイズに余裕がある帯域を０系として選択するとともに、使えるトーンの中で前記０系を除くトーンからノイズに余裕がある帯域を１系として選択し、前記０系及び前記１系のトーン情報を前記モデムと共有し、前記集合装置及び前記モデムは、前記１系のトーンでも並行して前記０系のトーンと同じ通信を行うことで、前記０系のエラーチェックでエラーがあってもすぐに再送処理を行わず、前記１系のエラーチェックを行い、前記１系のエラーチェックでもエラーがあった場合に初めて再送処理を行うことを要旨とする。

第５の態様に係る発明は、第１の態様に係る通信制御システムが備える集合装置としてコンピュータを機能させるプログラムであることを要旨とする。

第６の態様に係る発明は、第１の態様に係る通信制御システムが備えるモデムとしてコンピュータを機能させるプログラムであることを要旨とする。

Claims (8)

1. 複数の回線を集線する集合装置と、
   前記集合装置と回線を介して通信を行うモデムとを備え、
   前記集合装置及び前記モデムは、ＤＭＴ（Discrete Multitone）変調方式の通信時に帯域を一定の値に固定する帯域固定を利用する場合に、現用系の帯域である０系と予備系の帯域である１系の２系統を利用して通信を行う
   ことを特徴とする通信制御システム。
2. 前記集合装置は、通信区間のノイズ状況に基づいて、使えるトーンからノイズに余裕がある帯域を０系として選択するとともに、使えるトーンの中で前記０系を除くトーンからノイズに余裕がある帯域を１系として選択し、前記０系及び前記１系のトーン情報を前記モデムと共有することを特徴とする請求項１に記載の通信制御システム。
3. 前記０系のエラーチェックでエラーがあった場合は前記１系のエラーチェックを行い、
   前記１系のエラーチェックでエラーがあった場合は再送処理を行う
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信制御システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信制御システムが備える集合装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信制御システムが備えるモデム。
6. 複数の回線を集線する集合装置と、前記集合装置と回線を介して通信を行うモデムとが、ＤＭＴ変調方式の通信時に帯域を一定の値に固定する帯域固定を利用する場合に、現用系の帯域である０系と予備系の帯域である１系の２系統を選択する選択ステップと、
   前記集合装置と前記モデムとが、前記２系統を利用して通信を行う通信ステップと
   を有することを特徴とする通信制御方法。
7. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信制御システムが備える集合装置としてコンピュータを機能させるプログラム。
8. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信制御システムが備えるモデムとしてコンピュータを機能させるプログラム。

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