JP3756054B2 - ネットワーク通信方法、ネットワーク通信装置及び情報機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画、音声などの実時間性の要求が強いストリームデータのパケット通信に関するネットワーク通信方法、ネットワーク通信装置及び情報機器に関し、特に、家庭内のコンピュータ、ＡＶ機器等の情報機器を相互接続して、前記ストリームデータの通信を経済的に実現することができるホームネットワークに関するネットワーク通信方法、ネットワーク通信装置及び該ネットワークに接続される情報機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、動画や音声などの実時間性の要求が強いストリームデータの通信においては、一定期間内に一定量のデータが連続して送受信されて、等時性を保ったデータ通信ができる必要がある。これに反して、一定期間内に期待された量のデータが送受信されない場合には、画像表示の遅れ、画像フレームの飛ばし、ちらつき、あるいは、音飛び、などの現象が発生する。
現状では、一般家庭内の複数のＡＶ（Ａｕｄｉｏ−Ｖｉｄｅｏ）機器を相互に接続させる場合、専用の信号線（アナログ、デジタル）を用いて、各々を個別に接続する形態がほとんどであり、複数のＡＶ機器を共通のネットワークとして相互に接続する形態とはなっていない。
一方、パソコンの分野においては、イーサネットを初めとする各種のネットワーク環境が広く普及しており、複数のパソコンやプリンタ等の情報機器が相互に接続されている形態が、家庭内のホームネットワークとして本格的に導入されてきている。しかしながら、かかるパソコン等の情報機器間の通信においては、通信情報の実時間性の保証は全くなく、もし、動画などの実時間性の要求が強いストリームデータをイーサネット等のネットワークを介して送った場合には、画像表示の途切れや停止等が多発してしまう。即ち、イーサネット等のパソコン分野におけるネットワークには、かかるストリームデータを遅れや途切れ無しに等時性を保って連続して転送するための機能が備わっていない。
【０００３】
一方、動画像情報を専用に扱うネットワーク形態は、従来より種々提案されている。たとえば、特開２０００―３１９６４号公報に開示された発明は、放送ネットワークとして送信されてくる複数種類の画像ストリームデータを受信し、その中から優先度の高いストリームデータを選択する手段と、選択したストリームデータを指定した端末に送出する手段と、制限された伝送帯域の範囲内に該ストリームデータの伝送帯域を調整するためにフィルタリング処理を施して送出する手段とを有するものであり、かかる手段を採用することにより、該伝送帯域内での途切れのないストリームデータの配信を可能にしている。しかし、動画像データのみでなく、静止画データやテキストデータなどの一般的なデータも配信するような一般のネットワーク構成では、このような手段を備えることは難しい。
【０００４】
同様に、特開平９−２３８１６１号公報のように、同一のパケット伝送路に接続されている複数の情報機器へ同一の画像ストリームデータの配信を行う際、送信側の画像サーバでは、同一の画像ストリームデータを運ぶパケットは１回のみ送信し、受信側の情報機器で各パケットを蓄積させることにより、制限された伝送帯域を有効に利用するネットワークを構成する例が開示されている。しかし、本開示例は、情報機器として同一種類の画像受信機器を用いるビデオオンデマンド専用のネットワークシステムであり、したがって、他の情報機器に配信されるパケットを受信側の異なる情報機器でも蓄積して再生させることができるものであり、画像受信機器に限らず、任意の情報機器間での通信を行うがごとき一般的なネットワーク構成には適用することができない。
【０００５】
また、特開平１１−２３９１１４号公報で開示された発明は、無線通信ネットワークにおいて、１フレーム単位毎に、実時間性を要するストリームデータを配信するためのアイソクロナスデータ通信期間と、非同期データを配信するためのアシンクロナスデータ通信期間とを分割して定め、且つ、該フレーム内の各通信期間をストリームデータの通信量の大きさに応じて動的に変動させることによりストリームデータの配信を滞りなく行わせるものであり、かかる目的を達成するために、ネットワーク管理装置を設けて、通信帯域を動的に管理することにより、種類が異なる２種の通信モードのデータを同時に配信することができる無線ネットワークを可能としている。しかしながら、本開示例の場合、フレーム内の通信帯域を動的に、且つ、詳細に管理する必要があり、該通信帯域を管理する専用の管理装置を必要とするため、ホームネットワーク等に適用される如き簡易且つ経済性を要するネットワーク環境の上には構築できるものではない。
【０００６】
さらに、特開平１１−２３９１１４号公報で開示されているネットワークは、前述のように、無線通信ネットワークであるが、かかる機能を有線ネットワーク系においても実現せんとするものに、ＩＥＥＥ１３９４規格がある。該ＩＥＥＥ１３９４規格は、パソコンやＡＶ機器間で実時間性を要するストリームデータのみならず、該ストリームデータ以外のテキストデータ等の一般データも相互に送受信することができるものである。即ち、ＩＥＥＥ１３９４規格は、複数の情報機器間で複数の実時間性を有するストリームデータ通信と通信遅延を許容する一般データ通信との双方を有線ネットワークとして可能にするものであり、ホームネットワークの中核を担うものとして普及し始めている。
しかし、ＩＥＥＥ１３９４規格は、ＡＶ情報の通信に適した専用のネットワーク通信プロトコルを規定しているため、パソコン等を相互接続しているイーサネット等の既存のネットワーク環境等を利用することはできず、さらには、各情報機器間において、通信帯域を示すフレーム単位で厳密な同期をとる必要性があることなどから情報機器間を接続する接続ケーブルの最大距離も４.５ｍ以下と比較的短いなどの制限も課されている。
【０００７】
一方、現在、複数のパソコンやプリンタ等をネットワークとして相互に接続するために用いられているイーサネット技術は、簡素であり、安価で、且つ、安定した接続品質を有するものである。また、ビットストリームを適当なパケット単位で区切ってデータ通信を行い、任意の情報機器間で複数の通信を同時に行うことが可能な融通性も備えている。
現在は、イーサネットを構成する伝送媒体としては、伝送速度が１００Ｍｂｐｓの１００ＢＡＳＥ−Ｔが主流になりつつあるが、今後、さらに高速の伝送速度である１０００Ｍｂｐｓ（１Ｇｂｐｓ）帯域を有する１０００ＢＡＴＥ−Ｔが普及するとされており、さらには、１０Ｇｂｐｓまでの高速化を図る仕様化も検討されている。また、１０００ＢＡＳＥ−Ｔにおいても、情報機器間の接続ケーブルの最大距離は１００ｍと長いため、家庭内の部屋間、家の端から端、あるいは、近接の家庭間の通信も可能である。このように、イーサネット技術は、伝送速度、最大伝送距離ともに高性能な技術になりつつあり、且つ、安価であり、さらには、広く普及している通信ネットワーク技術でもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記イーサネット技術は、該技術を適用するネットワーク内に接続されている複数の情報機器が、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）方式による早い者勝ち論理でデータ通信を行うシステムであるため、複数の情報機器からデータ通信の要求が同時に発生した場合には、いずれか一つの情報機器が優先的にデータ通信を行い、残りの情報機器のデータ通信は遅れを伴い、動画像や音声の如く実時間性の要求が強いストリームデータを途切れなく定常的に通信を行うことは困難である。
【０００９】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、従来の如く、動画像等のストリームデータ通信用に専用の高価なネットワークを用いるのではなく、現在も広く普及し、さらに、将来においても広く普及している可能性が高い経済的なイーサネット技術を用いるネットワーク、あるいは、一般的なパケット通信型ネットワークにおいて、実時間性を要するストリームデータの通信を可能にせんとするものである。特に、接続される対象の情報機器がそれ程多くないホームネットワークとして、該ストリームデータの通信とその他の一般データの通信とを同時に実現できる経済的なネットワークを提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、たとえば、イーサネット技術を用いる如きパケット通信型等の通信ネットワークに接続される複数の情報機器それぞれ毎に個別に、あるいは、各情報機器に共通に、あらかじめ定められている単位時間当たりに通信することができる、ストリームデータとそれ以外の一般データとのそれぞれの最大通信可能データ量を規定する手段を備え、該通信ネットワークに接続する全ての情報機器について、各情報機器の最大通信可能データ量を合計した総許容データ通信量が、該通信ネットワークの最大通信可能データ量以下になるように予め設定することにより、各情報機器が単位時間当たりに送信したいデータ量をいつでも確実に通信できる通信ネットワークを提供し、実時間性を要するストリームデータも実時間性を損なうことなく通信可能な、イーサネット型の、あるいは、パケット通信型等の通信ネットワークを実現する。
【００１１】
また、本発明においては、実時間性を要するストリームデータを通信する際に、送受信情報機器間で完全に時間的な同期化を図り、等時性（アイソクロナス）データ通信のためのタイムスロットを提供するがごとき複雑な専用の制御技術を用いるものではなく、イーサネット型ネットワーク、あるいは、パケット通信型ネットワークにおいて、情報機器毎に十分短い単位時間内でデータ通信が可能なデータ量のみを制限させるという簡素な仕組みを付与するだけで、ほぼ等時性を確保できるストリームデータ通信を経済的に実現しているものである。即ち、完全な等時性があるストリームデータ通信を常時確実に実現できるものではないが、イーサネット型ネットワークあるいはパケット通信型ネットワーク環境であっても、接続情報機器数が比較的少ない家庭用ホームネットワークのピアツーピア通信形態であれば、ほぼ等時性が確保されたストリームデータ通信が可能であり、また、通信ネットワークの通信帯域の無駄が生じる可能性はあるものの、上述のごとく、通信ネットワークの通信帯域を厳密に管理制御するための専用の機構を備える必要はなく、経済的で、且つ、実用性に富む通信ネットワークを実現することができる。
本発明にかかる具体的な技術手段は以下のごとき手段からなっている。
【００１２】
第１の技術手段は、複数の情報機器を相互に接続して、実時間性を要するストリームデータ及び通信転送遅延が許容される一般データを通信する通信ネットワークに用いられるネットワーク通信方法において、前記各情報機器が、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定することができ、前記各情報機器が複数の通信モードを有し、前記情報機器のいずれか一つでも前記ストリームデータの通信を行う際には、前記通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が、前記単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定するストリームデータ通信モードに移行し、前記情報機器全てが前記ストリームデータの通信がなされない状態にある際には、前記情報機器のいずれもが、前記単位時間毎の前記最大通信可能データ量の制限を受けることなくデータ通信を行うことができる通常通信モードに移行することを特徴としたネットワーク通信方法である。
【００１３】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記単位時間毎に通信することができる通信ネットワークの最大通信可能データ量を、該通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が前記単位時間毎に通信することができる前記ストリームデータの最大通信可能データ量の総和である総許容ストリームデータ転送量よりも大きくすることを特徴としたネットワーク通信方法である。
【００１４】
第３の技術手段は、第２の技術手段において、前記通信ネットワークの最大通信可能データ量から、前記総許容ストリームデータ通信量を差し引いた残りである通信ネットワークの残余通信可能データ量を求めて、該残余通信可能データ量が前記一般データの通信を可能とする通信量以上である場合に、前記一般データと共に前記ストリームデータの通信を許容することを特徴としたネットワーク通信方法である。
【００１５】
第４の技術手段は、第１乃至第３のいずれかの技術手段において、前記通信ネットワークの構成がイーサネット型のネットワークからなることを特徴としたネットワーク通信方法である。
【００１６】
第５の技術手段は、第１乃至第３のいずれかの技術手段において、前記通信ネットワークの物理層を構成する通信媒体が無線通信媒体からなることを特徴としたネットワーク通信方法である。
【００１８】
第６の技術手段は、複数の情報機器を相互に接続して、実時間性を要するストリームデータ及び通信遅延が許容される一般データを通信する通信ネットワークに用いられるネットワーク通信装置において、前記各情報機器が、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定する通信帯域設定手段を有し、最大通信可能データ量を制限する帯域制限機能を有していない情報機器あるいは通信ネットワークと接続して通信する際には、前記単位時間毎に該情報機器あるいは該通信ネットワークと通信することができる最大通信可能データ量を、あらかじめ定められた値以下に制限する通信帯域制限手段を介して接続することを特徴としたネットワーク通信装置である。
【００１９】
第６の技術手段において、前記単位時間毎に通信することができる通信ネットワークの最大通信可能データ量を、該通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が前記単位時間に通信することができる前記ストリームデータの最大通信可能データ量の総和である総許容ストリームデータ通信量よりも大きくする通信手段を有していても良い。
【００２０】
第６の技術手段において、前記通信ネットワークの最大通信可能データ量から、前記総許容ストリームデータ通信量を差し引いた残りである通信ネットワークの残余通信可能データ量を求めて、該残余通信可能データ量が前記一般データの通信を可能とする通信量以上である場合に、前記一般データと共に前記ストリームデータの通信を許容する通信手段を有していても良い。
【００２１】
第６の技術手段において、前記通信ネットワークの構成がイーサネット（登録商標）型のネットワークからなることとしても良い。
【００２２】
第６の技術手段において、前記通信ネットワークの物理層を構成する通信媒体が無線通信媒体からなることとしても良い。
【００２３】
第６の技術手段において、前記各情報機器が複数の通信モードを有し、前記情報機器のいずれか一つでも前記ストリームデータの通信を行う際には、前記通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が、前記単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定するストリームデータ通信モードに移行し、前記情報機器全てが前記ストリームデータの通信がなされない状態にある際には、前記情報機器のいずれもが、前記単位時間毎の前記最大通信可能データ量の制限を受けることなくデータ通信を行うことができる通常通信モードに移行する通信モード設定手段を有していることとしても良い。
【００２５】
第７の技術手段は、実時間性を要するストリームデータ及び通信遅延が許容される一般データを通信する通信ネットワークに用いられる情報機器において、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を設定する通信帯域設定手段を有し、最大通信可能データ量を制限する帯域制限機能を有していない情報機器あるいは通信ネットワークと接続して通信する際には、前記単位時間毎に該情報機器あるいは該通信ネットワークと通信することができる最大通信可能データ量を、あらかじめ定められた値以下に制限する通信帯域制限手段を介して接続することを特徴としたネットワーク装置である。
【００２６】
第７の技術手段において、前記通信ネットワークとの通信手段が、イーサネット（登録商標）型のネットワークとの通信手段からなっていても良い。
【００２７】
第７の技術手段において、前記通信ネットワークとの通信手段の物理層を構成する通信手段が無線通信手段からなっていても良い。
【００２８】
第７の技術手段において、前記各情報機器が複数の通信モードを有し、前記情報機器のいずれか一つでも前記ストリームデータの通信を行う際には、前記通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が、前記単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定するストリームデータ通信モードに移行し、前記情報機器全てが前記ストリームデータの通信がなされない状態にある際には、前記情報機器のいずれもが、前記単位時間毎の前記最大通信可能データ量の制限を受けることなくデータ通信を行うことができる通常通信モードに移行する通信モード設定手段を有していても良い。
【００２９】
第８の技術手段は、複数の情報機器を相互に接続して、実時間性を要するストリームデータ及び通信遅延が許容される一般データを通信するネットワーク通信に用いられるプログラムが記録された記録媒体において、前記各情報機器が、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定し、最大通信可能データ量を制限する帯域制限機能を有していない情報機器あるいは通信ネットワークと接続して通信する際には、前記単位時間毎に該情報機器あるいは該通信ネットワークと通信することができる最大通信可能データ量を、あらかじめ定められた値以下に制限する通信帯域設定方法をコンピュータに実施させるためのプログラムとして記録させたコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるネットワーク通信方法、ネットワーク通信装置及び情報機器について、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
＜実施例１：パケット通信型ネットワークにおけるストリームデータの通信例＞図４は、パケット通信を行う複数の情報機器が接続されたパケット通信型のネットワークの構成の一例を示す。パケット通信手段を有する情報機器である機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４は、それぞれ実時間性を要するストリームデータ（以下、簡単のため、単に、ストリームデータと記す）を送信する手段と、該ストリームデータを受信する手段と、ストリームデータ以外で通信遅延が許容される一般のデータ（以下、簡単のため、一般データと記す）を送信する手段と、該一般データを受信する手段の全てもしくはいくつかを有する。また、２６は各機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４からの接続線２５を相互に接続して各機器間のデータパケットを送受信するパケット通信型ネットワークを構成するハブである。また、２９1乃至２９4は、各機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４に前置させたネットワーク通信装置であり、各機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４から接続線２５を介してネットワークに送信される単位時間当たりのストリームデータ及び一般データのデータ量を制限する機能を有する。
【００３１】
また、図１は、パケット通信型ネットワークに接続されている機器のいずれか１つのみで送信すべきストリームデータが発生した場合の送信状態を示す模式図である。例えば、機器Ａ２１から機器Ｄ２４へのストリームデータが発生した場合を以下に述べる。
ここに、１はデータ発生源、例えば、機器Ａ２１を示し、機器Ａ２１で送信すべきストリームデータは、適当なサイズのデータパケット２に分割されて時系列のデータパケット２1乃至２12として順次送信される。データ発生源１で発生したデータパケット２1乃至２12は、図４に示す接続線２５、ハブ２６を介して通信相手の機器Ｄ２４への接続線２５までのデータ転送経路３上をデータパケット４1乃至４12として転送されていく。
【００３２】
この場合、データ発生源１で発生したデータパケット２1乃至２12は殆ど遅れることなくデータパケット４1乃至４12として転送経路３上を転送され、相手の機器Ｄ２４に出力されていく。つまり、データ発生源１で発生したストリームデータ（図１では、便宜上パケットに分割されたいくつかの固まりで示してあるが、実際には、互いのパケットがつながって連続的に並んでいるデータである）は、殆ど遅れや途切れ無しにネットワークのデータ転送経路３を転送させていくことができる。よって、図１のごとく、単一のデータ発生源しかない状態では、動画などのストリームデータの通信でも全く問題なく実現される。
【００３３】
しかしながら、複数の機器を接続するパケット通信型ネットワークにおいては、一般的に１つの転送経路に複数の機器からのデータパケットを早い順番に時系列的に多重化されて転送させている。
図２は、複数のデータの発生がある場合の送信状態を示す模式図であり、例えば、前述したように、機器Ａ２１がストリームデータをパケットに分割して、データパケットとして送信している際に、他の機器、例えば、機器Ｂ２２が一般データを分割した別のデータパケットを送信した場合を示している。
即ち、図４において、機器Ａ２１から機器Ｄ２４へのストリームデータの通信を行っている間に、機器Ｂ２２から機器Ｃ２３にストリームデータでは無い、一塊りの一般データが通信されている場合である。
【００３４】
データ発生源（１）１の機器Ａ２１が、ストリームデータであるデータパケット群２1乃至２14のうちデータパケット２1乃至２4を送信した直後に、データ発生源（２）７の機器Ｂ２２が、送信すべき一般データパケット８を一塊りで続けて８1乃至８10として発生し、且つ、転送経路３をパケット毎に開放せずに連続的に全ての一般データパケット群８1乃至８10を転送した場合、転送経路３は、データ発生源（２）７から発生した一般データパケット群８1乃至８10に基づくパケット群９1乃至９10で連続的に占有されてしまう。その間、データ発生源（１）１からのストリームデータのパケット２5以降は送信できなくなり、別のデータ発生源（２）７からの送信パケットがなくなった後で、大幅に遅れて漸くパケット４5以降として通信され始め、データ発生源（１）１のデータ発生時刻と送信時刻とがほぼ一致する状態に回復できるのは、データパケット２14即ち転送経路３上でのパケット４14の時点である。かかる通信遅延が頻発するようではもはや実時間性を確保した等時性あるストリームデータの通信をしているとは言えず、動画像などのデータを通信している場合においては、画像の表示遅れや、途切れが発生する。
【００３５】
即ち、上述の現象は、別のデータ発生源（２）７の送信データがたとえ時間的に急ぐ必要が無い場合であっても、転送経路３の占有が早い者勝ちの論理で決定されてしまうパケット通信型のネットワークである限り、避けることができない。このようなデータ通信が多発すれば、実時間性が要求されるストリームデータでもネットワーク上を大幅に遅延して非常にゆっくりと転送されるか、あるいは、転送動作を停止してしまうことを招く。
【００３６】
かかる課題を解決する手段として、前述したように、ストリームデータと一般データとが混在するネットワーク環境においても、ストリームデータの実時間通信を可能とするネットワークを構築できるものとしてＩＥＥＥ１３９４規格があるが、ＩＥＥＥ１３９４規格においては、１つの共通のバス（転送経路）に接続されている機器全てが時間的に同期した１２５μｓｅｃの長さのフレーム毎に、ストリームデータ用とそれ以外の一般データ用のそれぞれの通信を可能とする通信帯域を分離して厳密に割り振り、且つ、ストリームデータの等時性を厳密に確保するために各ストリームデータ通信を行うチャンネルとしてのタイムスロットを割り当てる制御を行っている。このため、たとえば、既存のイーサネット技術などを採用する安価なパケット通信型ネットワークへの応用は困難であり、且つ、機器間の接続テーブル距離も、現状では、４.５ｍ以下に抑える必要があることなどの制限があり、機器の配置面での自由度に対する制約も厳しい。
【００３７】
本発明は、かかる問題を解決するものであり、早い者勝ちの論理でネットワークの転送経路を占有する既存の安価なパケット通信型等の通信ネットワークにおいて、周期的に発生する実時間性を要するストリームデータと、バースト的に発生する一般データとが混在した場合でも、ほぼ実時間性を確保したストリームデータ通信を可能とするネットワーク構成を経済的に提供するものである。即ち、図３は本発明にかかるネットワーク通信方法を説明するための模式図であり、ネットワークに接続される各情報機器が単位時間当たりに送信することができる、ストリームデータと一般データとのそれぞれの最大通信可能データ量（送信帯域）を、各情報機器毎に個別に、あるいは、情報機器全てに共通に、予め設定して制限することにより、実時間性を要するストリームデータでもほぼ等時性を保存した形でパケット通信型ネットワーク内を転送させることができることを示したものである。
【００３８】
図３において、時間軸方向に付している符号６は各機器毎および転送経路３に割り振られる等間隔の単位時間を示し、該単位時間６内に送信できるデータ量は、ストリームデータ及び一般データそれぞれに関し、予め各機器毎に個別に、あるいは、機器全てに共通に、定められており、図４に示すネットワーク通信装置２９によってかかるデータ量の制御がなされる。また、符号１１は、転送経路３に割り振られた前記単位時間６のうち、実時間性を要するストリームデータを通信することができる時間（即ち、ストリームデータ通信帯域）を示し、一方、符号１２は、一般データを通信することができる時間（即ち、一般データ通信帯域）を示している。
また、図３（Ａ）は２つのデータ発生源１及び７の単位時間６を区切る位相がずれている場合を示し、図３（Ｂ）は両者の単位時間６を区切る位相が一致している場合を示している。
【００３９】
図３（Ａ）では、データ発生源（１）１から発生するストリームデータパケット２1乃至２14は、単位時間６毎のストリームデータ通信帯域１１においてのみデータパケット４1乃至４14として通信でき、もう一方のデータ発生源（２）７から発生する一般データパケット８1乃至８10は、転送経路３の単位時間６毎の一般データ通信帯域１２においてのみデータパケット９1乃至９10として通信が可能であるようにネットワーク通信装置２９によって制御（制限）されていることを示している。なお、それぞれのデータ発生源は、前記の各帯域１１，１２に相当するデータ量全てを送信できるのではなく、該帯域の終わりの時刻に至るまでに発生したデータのみを送信可能であることを意味する。つまり、ストリームデータを発生するデータ発生源（１）１からは、最大［ストリームデータ通信帯域１１／単位時間６］の割合で、一方、一般データを発生するデータ発生源（２）７からは、最大［一般データ通信帯域１２／単位時間６］の割合で、それぞれのデータパケットの送信が制限されているということを意味する。具体的には、図３（Ａ）の例においては、ストリームデータを発生するデータ発生源（１）１では最大５パケット分、一般データを発生する発生源（２）７では最大３パケット分のデータを単位時間６当たりそれぞれ送信可能であるということである。ただし、図３（Ａ）においては、データ発生源（１）１は、ネットワーク通信装置２９1で送信データ量を制限しなくても単位時間当たり４パケットしかストリームデータを発生させないため、転送経路３のストリームデータ通信帯域１１の最後に１パケット分の空きがある。
【００４０】
なお、ここでは、説明を簡単にするために、ストリームデータ通信帯域１１及び一般データ通信帯域１２が、それぞれ機器Ａ２１及び機器Ｂ２２に使用される帯域分のみを示しているが、複数の機器がストリームデータあるいは一般データを送信する実際のネットワークにおいては、各機器のそれぞれの通信データ量に応じて、ストリームデータ通信帯域１１及び一般データ通信帯域１２の帯域が前述したように確保されている。
即ち、ストリームデータ通信帯域１１の大きさは、ネットワークに接続される各機器から発生される全てのストリームデータ２を通信するに十分な帯域を確保し、一方、一般データ通信帯域１２の大きさは、ネットワークに接続される各機器から発生される全ての一般データをたとえ遅延が生じても最終的には転送することができるような帯域を確保する。また、ストリームデータ通信帯域１１と一般データ通信帯域１２との和は、ネットワークへ接続する機器を将来増設することも考慮して、転送経路３の単位時間６である最大通信可能帯域（即ち、ネットワークの最大通信可能データ量）の大きさよりも小さい値とする。
【００４１】
上述の如き制御を行うネットワーク通信装置２９を導入することにより、各データ発生源１及び７からの発生データは、それぞれ各帯域１１及び１２に収まるデータパケット量のみが転送経路３に送られる。
この結果、ストリームデータパケット２1乃至２14は、大幅の遅延を生ずることなく、各単位時間毎に漏れなく送信される。一方、時間的制約のない一般データ８1乃至８10は、時間的に遅れることもあるが、単位時間内に送れる量のみ順次確実に送られ、最終的には全てのデータが送信される。即ち、ストリームデータパケット２1乃至２14が動画データの送信であり、一方、一般データパケット８1乃至８10がパソコンのファイル転送等の時間的制約が少ないデータ送信であるがごとき場合においても、転送経路３が両者で共用されるパケット通信型等の通信ネットワーク環境で、データ通信の途切れが許されないストリームデータ通信と大幅な通信遅延も許容される一般データ通信とを両立させることができる。
【００４２】
図３（Ａ）においては、データ発生源（１）１の送信タイミングとデータ発生源（２）７の送信タイミングが重なり合わない、即ち、それぞれの単位時間６を区切る位相が一致していない場合であり、且つ、データ発生源（２）７が最初に送信するデータパケット８1が転送経路３における一般データ通信帯域１２にほぼ一致するような位置関係にあり、ストリームデータあるいは一般データの各通信データに相当する通信帯域に空きがありさえすれば、従来の技術同様に、早い者勝ちの論理で転送経路３を使用してデータパケット４1乃至４4，９1乃至９3，４5乃至４8，９4乃至９6，…と各帯域１１，１２に順次送信されている場合を示している。
しかし、図３（Ｂ）に示すように、データ発生源（１）１及びデータ発生源（２）７のそれぞれの単位時間を区切る位相が同じであったとしても、それぞれの送信データは帯域１１，１２に示す領域に分離されて送信され、結果として図３（Ａ）の場合と同様に、転送経路３が両者で共用されるパケット通信型ネットワーク環境で、途切れの無いストリームデータ通信と通常の一般データ通信とが両立する。
【００４３】
このように、複数のデータ発生源（図３の例では、データ発生源（１）１とデータ発生源（２）７の２つ）がそれぞれ刻む単位時間６の幅（周期）は全て同じか、あるいは、ほぼ同じである必要があるが、各データ発生源の各単位時間の位相を同期取りして、同じ位相とする必要はない。また、各単位時間当たり、それぞれのデータ発生源が送信することができる最大通信可能データ（パケット）量の総和が、転送経路３の各帯域１１，１２の上限値（即ち、ストリームデータ、一般データそれぞれに関するネットワークの最大通信可能データ量）を越えなければよい。図３の例では、各帯域１１，１２がそれぞれ最大５パケット分、３パケット分を送ることができるように制限されているだけで、転送経路３には、従来の技術同様、早い者勝ちの論理でデータ発生源（１）１，（２）７の双方からのデータが送信される。なお、図３（Ａ），（Ｂ）においては、データ発生源（１）１のストリームデータは、単位時間６当たり４パケット分しか発生しないので、ストリームデータ通信帯域１１が５パケット分ではあるが、単位時間６当たりの転送パケット数は４パケットになっている。
【００４４】
上述のように、本発明は、通信ネットワークに接続される各情報機器が、それぞれ個別に、または、各情報機器全てに共通に、ストリームデータと一般データとのそれぞれについて、単位時間６当たりに通信可能な最大通信可能データ量を制限するようにネットワーク通信装置２９によって制御し、ストリームデータ通信帯域１１、一般データ通信帯域１２に振り分けて通信するものであり、各機器間の単位時間６を区切る位相の同期、即ち、フレーム同期等をとる必要がない。つまり、各機器が個別に管理している時計に基づいて、単位時間当たりのデータ通信量を制限するという極めて簡易なアルゴリズムを採用するのみで、ほぼ等時性を確保したストリームデータの通信ができるので、極めて経済的なネットワークシステムを実現できる。
なお、上述の如く、各機器の単位時間６を区切る位相の同期は取っていないが、同期を取る必要がないことを示しているものであり、同期合わせがたとえなされたとしても本発明の作用効果に何ら影響を及ぼすものではない。
【００４５】
また、単位時間毎に通信することができる通信ネットワークの最大通信可能データ量を該通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が、前記単位時間毎に通信することができる前記ストリームデータの最大通信可能データ量の総和である総許容ストリームデータ通信量よりも大きくすることにより、常に、ほぼ等時性を確保した前記ストリームデータの通信を実現できる。さらに、前記通信ネットワークの最大通信可能データ量から前記総許容ストリームデータ通信量を差し引いた残りである通信ネットワークの残余通信可能データ量が前記一般データの通信を可能とする通信量以上である場合に、前記一般データと共に前記ストリームデータの通信を許容すれば、ほぼ等時性を有するストリームデータ通信と通信遅延が許容される一般データ通信とが両立する通信ネットワークを実現できる。
【００４６】
また、単位時間６の大きさは、特に限定しないが、１秒などという長い値では、ネットワーク全体のレスポンスが下がることや、１秒間に送信されるデータ分を蓄積するためのバッファ量を通信ネットワーク内のハブや機器側に前置させたネットワーク通信装置内等に設ける必要がある等の問題があり、推奨できない。逆に、数マイクロ秒等の極端に短い値とすれば、大きなデータ量のパケットは送れなくなる等により通信ネットワークの通信効率が悪くなる。よって、これらの中間的値、即ち、数十マイクロ秒から数ミリ秒程度とすればよい。ただし、この単位時間６は全ての機器に対して同一またはほぼ同じにする必要がある。
【００４７】
また、以上の説明では、図４において、各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４に前置させて、各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４と接続線２５との間に、各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４が、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができるストリームデータと一般データとのそれぞれの最大通信可能データ量を、各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４毎に個別に、もしくは、情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４全てに共通に設定する通信帯域設定方法を実現するネットワーク通信装置２９1乃至２９4を設けているが、各情報機器内にネットワーク通信装置２９1乃至２９4が有する機能と同様の機能を備えさせた情報機器とすることとしてもよい。
さらには、ネットワーク通信装置２９1乃至２９4を各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４側に前置させる形式ではなく、該ネットワーク通信装置２９1乃至２９4をネットワーク側のＨＵＢ２６に前置させて配置することとしてもよい。
【００４８】
さらには、各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４が、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができるストリームデータと一般データとのそれぞれの最大通信可能データ量を、各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４毎に個別に、もしくは、情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４全てに共通に設定する通信帯域設定方法をコンピュータに実施させるためのプログラムとして、コンピュータが読み取ることが可能なフロッピーディスク、ハードディスクあるいはコンパクトディスク等の記録媒体に格納し、該記録媒体を市場に流通させることとしても良い。
【００４９】
また、図３では、転送経路３でそれぞれのデータが通信されることを説明するための図のみを示し、受信されたデータパケットからたとえば元のストリームデータへの復元例などを記載していない。ここでは、図１１を用いてデータパケットから元のストリームデータを復元する例について説明する。
図１１は発生したストリームデータから生成したデータパケットの送信後、着信データパケットから元のストリームデータを復元するまでの動作を説明するための模式図であり、ストリームデータ発生部７０からのストリームデータ７５がデータ発生源１及び転送経路３を介して、受信側のデータシンク源１０に送られ、ストリームデータ再生部７３で元のストリームデータに復元されるまでの流れを示したものである。
【００５０】
送信側のデータ発生源１で、ストリームデータ７５をパケット単位に分割したものがストリームデータの送信データパケット２となる。該送信データパケット２には、パケット毎の通し番号や、ＣＲＣなどのデータ誤り修正用符号等が加えられて、送信データパケット７６としてネットワーク通信装置２９内にある送信バッファ７１に送られる。該送信バッファ７１の面数は単位時間６当たり、該データ発生源１が送信できる最大のデータパケット数分しか用意されず、この送信バッファ７１に送り込まれるデータ量を制限しており、本発明にかかるデータ発生源１の単位時間６当たりの送信データの最大通信可能データ量を与えている。図１１においては、前述の図３の場合と同様、単位時間６当たりに発生しているストリームデータがこの制限（５パケット分）未満のデータ量（４パケット分）になっているため、制限を受けているようには見えないが、本実施例では、単位時間６当たりのデータ送信量が５パケット以下となるように制御されている。
【００５１】
送信バッファ７１からの送信データパケット７６を転送経路３に送信する際は、前述のごとく、早い者勝ちの論理であり、ストリームデータ通信帯域に空きがあれば、その空きの先頭から順次その間までに発生したストリームデータパケット４パケット分を詰めて４1乃至４4，４5乃至４8，…と連続的に転送される。
転送経路３を介して、ストリームデータのデータパケット４1乃至４4，４5乃至４8，…は、順次受信側のネットワーク通信装置２９内にある受信バッファ７２に送られる。受信バッファ７２に送られた受信パケット７７は、必要に応じてＣＲＣなどのエラー訂正、前記通し番号によるパケットの並べ替えなどを行い、データシンク源１０における受信ストリームデータパケット５となる。この受信ストリームデータパケット５（５1乃至５12）は順次ストリームデータ再生部７３において、クロック信号，タイムスタンプ情報に基づいて元のストリームデータ７８に復元され、動画表示等がなされる。
【００５２】
以上は、本発明のネットワーク通信方法にかかる実施例を示す１例にすぎず、特に、本発明のネットワーク通信方法の構成を制限するものではない。また、ストリームデータ通信帯域及び一般データ通信帯域の各通信データ量をネットワークに接続される各機器毎に個別に、あるいは、機器全てに共通に制限する機構以外の部分は、通常のパケット通信型のネットワーク技術として用いられている技術であり、これ以上の詳細は記載しない。
【００５３】
＜実施例２ イーサネット型ネットワークにおけるストリームデータの通信例＞
次に、本発明にかかるネットワークの通信方法、ネットワーク通信装置及び情報機器における他の実施例について説明する。本実施例は、パソコンネットワークとして広く利用されているイーサネット技術を用いたネットワークに対して、本発明に係る単位時間当たりのデータ通信量を制限するネットワーク通信方法，ネットワーク通信装置あるいは情報機器を適用するものである。
図４は、一般的なイーサネット型通信を行うネットワークの構成をも示す図であり、例えば、４台の機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４が相互にＨＵＢ２６を介して接続された状態を示している。４台の機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４が前述の図１〜３または図１１のデータ発生源１，７あるいはデータシンク源１０に当たり、接続線（ケーブル）２５及びＨＵＢ２６は、図１〜３または図１１の転送経路３に当たり、ＨＵＢ２６で４台の機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４が相互に接続され、４台の機器間で自由にデータ通信が可能である。また、ネットワーク通信装置２９1乃至２９4は、各機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４に前置されて接続線２５に接続されており、各機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４から単位時間当たりに通信されるデータ量を制限させる機能を有している。
【００５４】
例えば、機器Ａ２１から機器Ｄ２４へ実時間性を要する動画の通信を行いながら、同時に、機器Ｂ２２から機器Ｃ２３へデータの通信遅延を許容するファイル転送を行っている場合の通信状態例が図３におけるデータ発生源（１）１とデータ発生源（２）７とにそれぞれ対応している。
イーサネット型ネットワークとして接続された各機器間の通信はＯＳＩ参照モデルとして規定されている７つの階層に分けた各階層の通信プロトコルに準拠して行われるが、図４のネットワーク接続状態を通信プロトコルの階層構造で示すと図５のようになる。即ち、図５は、図４のネットワーク接続状態例における各通信プロトコルの階層を示す模式図であり、最も下位に位置するのが物理層（第１層）３１であり、その上に、データリンク層（第２層）３２，ネットワーク層（第３層）３３があり、トランスポート層〜プレゼンテーション層（第４層〜６層）３４と続き、最上位がアプリケーション層（第７層）３５となる。本発明にかかる前述したごとき最大通信可能データ量の制限機能はいかなる通信プロトコルの階層において実現してもよいものであり、特にどの通信プロトコルの階層にインプリメントさせればよいかは本発明で規定するものではない。
【００５５】
極端な場合として、各機器において、ネットワークを使用するアプリケーションが１つしか存在しない場合等においては、最上位に位置するアプリケーション層３５で実現させてもよい。この場合は、ネットワーク関連のハードウエアや該ハードウエアを駆動するためのドライバソフトウエアなどのほとんどの環境は既存のものをそのまま利用して、本発明にかかる最大通信可能データ量の制御機能を実現することができる。
【００５６】
また、データリンク層（第２層）３２内の最上位層において該制御機能を実現させる場合であれば、第３階層のレイヤ３プロトコルと呼ばれる各種パケットの転送プロトコル（ＩＰ、ＮｅｔＢＥＵＩ、ＡｐｐｌｅＴａｌｋ等）よりも下位のプロトコルにおいて実現されるので、前記の各種パケットの転送プロトコルのいずれのプロトコルを採用しているネットワークにおいてでも同一のデータリンク層３２の機能で前記制御機能が実現できる特徴を有する。
【００５７】
このように、どの階層の通信プロトコルで前記制御機能をインプリメントするかにより、実現されるネットワークシステムに差は生じるが、本発明の主旨である、既存の広く普及している安価なネットワークを大幅に利用して、実時間性を要するストリームデータの通信が可能でありさえすれば、いかなる階層で前記制御機能がインプリメントされていても構わない。
また、このような制御機能をインプリメントする通信プロトコルが情報機器内で実施されるようにするならば、図４に示すネットワーク通信装置２９1乃至２９4を情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４に前置させて設ける必要はない。
【００５８】
図６は、イーサネット型ネットワークにおいて、ストリームデータ通信を実現する例を示す模式図であり、本実施例における通信経路３の単位時間当たりの各端末が使用している通信帯域の割合の例を示している。４１はストリームデータが存在しない一般データに対してのみネットワークの通信経路３が使用されている通常通信モードの状態を示し、単位時間６の中を早い者勝ち論理で各機器が任意のデータ量で使用している。そこに、実時間性を要するストリームデータを送る要求が、いずれかの機器で発生すると、通信経路３は４３で示すストリーム通信モードに移行し、単位時間６毎に、各機器の一般データを送信できる帯域を一般データ通信帯域４９に制限するとともに、各機器対応にストリームデータを転送可能な帯域を有するストリームデータ通信帯域Ａ乃至Ｄ４５乃至４８を確保し、さらに、各単位時間６の先頭に各機器が送信する制御信号をブロードキャスト形式で送出する制御信号帯域４４が設けられる。
【００５９】
なお、ここで、通常通信モードからストリーム通信モードへの切替、または、その逆のストリーム通信モードから通常通信モードへの復帰は、該制御信号帯域４４を利用して、ネットワークに接続されている全ての機器に対して一斉通知するブロードキャスト方式で通知される。
さらに、制御信号帯域４４で送信する制御信号は、各機器がストリームデータの通信に必要とする帯域やその他の一般データを通信する帯域の確保を宣言したり、終了したことを送信するためのものであり、ブロードキャスト形式でネットワークに接続された全端末に一斉に通知され、この確保を宣言された帯域及び残りの空きの帯域等を示す情報は全ての機器で同時に共有される。ただし、本実施例では、この制御信号帯域４４という専用の帯域を設けているが、一般データの通信可能帯域である一般データ通信帯域４９を利用して、かかる制御信号をブロードキャストすることにしてもよい。
なお、各機器が送信する該制御信号は必要最小限の情報量のみとし、できる限り小さなパケットとする。また、一般データ通信帯域４９を用いて該制御信号を送信する場合、該送信を必要時のみとして、送信頻度を減らすことにより、ネットワーク上の全通信可能帯域からすれば十分小さい帯域とする。
【００６０】
ストリームデータ通信を行う帯域については、図６の例では、ストリームデータ通信帯域Ａ乃至Ｄ４５乃至４８の４つを有している。さらに、この４つのストリームデータ通信帯域は、ストリームデータを通信する可能性がある各機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４毎にそれぞれ割り当てられるものであり、全て途切れることなく周期的に繰り返して割り当てられ、ストリームデータをほぼ等時性を確保しながら通信させることが可能である。残りの一般データ通信帯域４９はストリームデータ以外の一般データの通信に使用される。この一般データ通信帯域４９は、一般データを通信する各機器間で通信データ量に応じて帯域を分割して使用することとしてもよいし、一般データを通信する機器間で均等に帯域を分割して使用してもよい。いずれの分割手法でもよく、ただ全ての機器が機器毎に対応して分割された一般データ通信帯域を越えて一般データの送信をしなければ、各機器が送信する一般データを着信側に確実に転送でき、且つ、４つのストリームデータ通信帯域を越えてストリームデータの通信がなされなければ、ストリームデータも途切れることなく送信され続ける。
【００６１】
なお、図６が示す例は、単位時間６当たりの各ストリームデータ，一般データの最大通信可能なデータ量の割合のみに意味がある。よって、図６では、ストリームデータ等のデータパケットが一塊りとなって送信されているが、実際は、これらのデータパケットが一塊りでなく、各ストリームデータ通信帯域４５乃至４８の期間までに発生するストリームデータを漏れなく転送すればよく、各ストリームデータ通信帯域４５乃至４８内にバラバラに存在して転送されてもよい。即ち、図６に示すデータ量の割合で各データの最大通信可能データ量の制限を設けることにより、転送経路３の帯域を越えることなく全てのデータを送信できるように制御すれば、各ストリームデータを途切れなく周期的に送信できる。さらに、ストリームデータの通信が終了すれば、転送経路３の通信モードを、ストリーム通信モードから通常通信モードに戻す。なお、常に、ストリーム通信モードにしておきたい場合には、このままストリーム通信モードを継続させることとすればよい。
【００６２】
上述のごとき、各機器に前置されたネットワーク通信装置あるいは各機器自身が送信可能な最大通信可能データ量に関して帯域制限を実現する手順即ちアルゴリズムを図７のフローチャートに示す。
まず、単位時間６が経過したかどうかを判断し（Ｓ５１）、単位時間６が経過している場合は（Ｓ５１のＹＥＳ）、新たに単位時間６内に送信できるデータ量だけ送信できるので、その機器に許容されているストリームデータの送信可能データ量（大きさ）をカウンタに設定し（Ｓ５２）、また、該機器に許容されている一般データの送信可能データ量（大きさ）を別のカウンタに設定する（Ｓ５３）。次に、送信すべきストリームデータがあるかを判定し（Ｓ５４）、ある場合は（Ｓ５４のＹＥＳ）、ストリームデータを１組パケット化して送信し（Ｓ５５）、送信した分設定したカウンタを減算する（Ｓ５６）。送信可能データ量分送信したか判断し（Ｓ５７）、まだであれば（Ｓ５７のＮＯ）、次のストリームデータがあるか調べるために、Ｓ５４のステップに戻る。一方、送信可能データ量分のストリームデータを送信した場合（Ｓ５７のＹＥＳ）、または、送信すべきストリームデータがない場合（Ｓ５４のＮＯ）は、ストリームデータの処理を終了させた後、送信すべき一般データがあるかを判定し（Ｓ５８）、ある場合は（Ｓ５８のＹＥＳ）、一般データを１組パケット化して送信し（Ｓ５９）、送信した分データ量（大きさ）分別のカウンタを減らす（Ｓ６０）。
送信可能な一般データ分の送信をしたか判断し（Ｓ６１）、まだであれば（Ｓ６１のＮＯ）、次の一般データがあるか調べるために、Ｓ５８のステップに戻る。送信すべき一般データがない（Ｓ５８のＮＯ）か、送信可能一般データ分を送信した場合（Ｓ６１のＹＥＳ）は、送信動作を終了する。
【００６３】
以上の送信アルゴリズムに従って、各機器がデータの送信を行えば、全ての機器の全ての送信データ量（単位時間６当たりのデータ量）の総和が転送経路３の通信可能帯域以下となるように制御されているため、各機器毎にストリームデータ通信帯域として予約状態にある通信帯域を用いてストリームデータを途切れなく送信させることができる。また、一般データも時間的に遅延する場合はあるが、確実に送信することができる。
また、前記のごとく、第２階層であるデータリンク層３２内の上位にかかる帯域制限アルゴリズムを実現する機能を付与することにより転送経路３への帯域の制御を行うこととすれば、第２階層以下の階層で、通常のイーサネット型のネットワークとして早い者勝ちの論理であるＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）方式のデータ通信を行っても、第２階層の上位で帯域制限しているため、あふれ出して送信できないデータが生じることも、大きく遅延するデータの発生もなくなる。
【００６４】
なお、図６に示したストリーム通信モードと通常通信モードとの切換は手動でも自動でもいずれの手段を用いてもよい、例えば、手動切換の場合においては、ストリームデータを送る必要が生じた場合は、全ての機器を手動でストリーム通信モードに切換えればよい。一方、自動切換の場合の１例としては、前記の図６に示す制御信号帯域４４を利用して、定期的に機器間で通信を行い、各機器は自分の通信モードをネットワークに接続されている他の全ての機器に対して送信し合い、１つでもストリーム通信モードで通信している機器が存在する場合は、他の全ての機器もストリーム通信モードに設定し、一方、そうでなく、全ての機器でストリームデータの通信がない場合は、全ての機器を通常通信モードに設定するようにすればよい。
【００６５】
かかる通信モードの遷移の全体の様子を示したものが図１３である。即ち、図１３はネットワークに接続されている４つの機器の送信データの種類に応じて、ネットワークの通信モードがストリーム通信モードと通常通信モードとの間を自動的に遷移する状態を示す図である。まず、全ての機器が通常通信モード状態９８にあり、ネットワークの通信モードが通常通信モードの状態（Ｓ９０）にある状況において、機器Ａ２１がストリームデータを送信するために、ネットワークの通信モードをストリーム通信モードに移行させるための手順を説明する。
【００６６】
最初に、ストリームデータを送信せんとする機器Ａ２１は、該データの送信に先立って、他の機器全てに対し、これからストリーム通信モードに移行することを通知する（Ｓ９１）。通知した機器Ａ２１および通知された機器Ｂ、Ｃ、Ｄ、２２、２３、２４は、ストリームデータの送信が始まる状態であることを通信モード「１」として記憶する。そして、通知した機器Ａ２１も通知された機器Ｂ、Ｃ、Ｄ、２２、２３、２４も全てストリーム通信モード状態９９に移行し、ネットワークへのデータ通信量を予め許容された制限以下のデータしか送信しないストリームデータ向けの通信を行う（Ｓ９２）。なお、図１３では、機器Ａ２１から機器Ｃ２３へストリームデータが送信されている。
【００６７】
ここで、さらに新たに機器Ｂ２２がストリームデータを送出する場合、機器Ｂ２２から、同様にして、他の機器全てに対し、これからストリームデータの送信を開始することを通知する（Ｓ９３）。通知した機器Ｂ２２および通知された機器Ａ、Ｃ、Ｄ、２１、２３、２４は新たなストリームデータの送信が始まる状態であることを通信モード「２」として記憶する。その後、機器Ｂ２２から機器Ｄ２４へのストリームデータの送信が開始される（Ｓ９４）。
【００６８】
その後、機器Ａ２１から機器Ｃ２３へのストリームデータの送信が終了すれば、機器Ａ２１はストリーム通信モードである必要はないため、ストリーム通信モード「１」を終了する機器Ａ２１は、他の全ての機器Ｂ、Ｃ、Ｄ、２２、２３、２４にストリーム通信モード「１」の終了の通知を出す（Ｓ９５）。
【００６９】
該通知を出した機器Ａ２１、及び、他の全ての機器Ｂ、Ｃ、Ｄ、２２、２３、２４はストリーム通信モード「１」が行われていた記憶を消去する。しかしながら、まだストリーム通信モード「２」は継続しているので、全ての機器はストリーム通信モードのままである（Ｓ９６）。ここで、機器Ｂ２２から機器Ｄ２４へストリームデータの転送が行われている。
【００７０】
さらに、残りの機器Ｂ２２から機器Ｄ２４へのストリームデータの通信も終了すれば、ストリームデータの通信を行っていた機器Ｂ２２から他の機器Ａ、Ｃ、Ｄ、２１、２３、２４にストリーム通信モード「２」の終了の通知を出す（Ｓ９６）。
通知を出した機器Ｂ２２、及び、他の全ての機器Ａ、Ｃ、Ｄ、２１、２３、２４は、ストリーム通信モード「２」が行われていた記憶を消去する。これにより、全てのストリーム通話モードの記憶が無くなるため、全ての機器はストリーム通信モードから通常通信モードに復帰する（Ｓ９７）。
【００７１】
さらに、上述した通信モードの切替アルゴリズムを図１４乃至図１６のフローチャートを用いて詳細に説明する。ここに、図１４は送信側の機器の通信モードの遷移動作を説明するためのフローチャートであり、図１５はストリームデータの送信開始の通知を受信する受信側の機器の通信モードがストリーム通信モードに切換わる動作を説明するためのフローチャートであり、また、図１６は受信側の機器の通信モードがストリーム通信モードから通常通信モードに復帰する動作を説明するためのフローチャートである。まず、図１４のフローチャートに従って送信側の機器の動作について説明する。まず、ストリームデータの送信を開始せんとする機器は、該ストリームデータの送信に必要な単位時間当たりのストリームデータの最大通信可能データ量即ち所要ストリームデータ通信帯域の大きさを計算する（Ｓ１０２）。その後、接続されている全ての情報機器の単位時間当りのストリームデータの最大通信可能データ量の総和である総許容ストリームデータ通信量を求め、通信ネットワークの最大通信可能データ量から該許容ストリームデータ通信量を差し引いた残余通信可能データ量も求める。即ち、一般データの通信に使用可能な残余の一般データ通信帯域の大きさも求める（Ｓ１０３）。なお、通常通信モードにおいては、全帯域が一般データ通信帯域となる。
【００７２】
計算で求めた残余通信可能データ量、即ち、残余の一般データ通信帯域が一般データの通信を可能とする通信量以上になっていることを確認し（Ｓ１０４）、そうでなければ、即ち、必要な一般データ通信帯域が残っていない場合（Ｓ１０４のＮＯ）、ストリームデータの送信をあきらめる。残りの一般データ転送帯域が十分あれば（Ｓ１０４のＹＥＳ）、一般データと共にストリームデータの通信を許容し、どのストリームデータの送信かを示すインデックスである管理番号を取得する（Ｓ１０５）。ストリームデータの送信を開始する通知を該管理番号とともに全ての他の機器に送信する（Ｓ１０６）。この時、使用するストリームデータ通信帯域に関する情報も送信する。さらに、各機器と同様に、通知を出した機器自体も管理番号と該番号の通信がストリーム伝送であることを記憶し、残り帯域の計算の記憶などを行い、ストリーム通信モードである旨を登録する（Ｓ１０７）。今までのネットワークの通信モードがストリーム通信モードであるかを確認し（Ｓ１０８）、通常通信モードであった場合には（Ｓ１０８のＮＯ）、ストリーム通信モードに設定する（Ｓ１０９）。
【００７３】
一方、ストリームデータの送信開始の通知を受けた全ての機器は、図１５に示すように、ストリームデータの送信開始の通知を受信した（Ｓ１２２）後に、同様に、ストリーム通信モードを登録する（Ｓ１２３）。この時、前記管理番号と該番号がストリーム通信であることの記憶と、受け取ったストリームデータ通信帯域から残りの一般データ通信帯域の計算などを行う。また、今までのネットワークの通信モードがストリーム通信モードであるかを確認し（Ｓ１２４）、通常通信モードであった場合（Ｓ１２４のＮＯ）、ストリーム通信モードに設定する（Ｓ１２５）。
【００７４】
以上の動作により、全ての機器がストリーム通信モードに設定されるので、ストリームデータの送信が可能となる。一度、ストリーム通信モードになれば、通常の一般データの送信をする場合も、ストリームデータの場合と同様に、帯域の確保・登録が行われた後に、該帯域の制限範囲内に収まるように制御されてはじめて一般データの送信を開始する。この場合は、管理番号と該番号がストリームデータではない一般データの送信であることを記憶し、残りの一般データ通信帯域の計算などを行う。
【００７５】
ストリームデータの送信を行った（Ｓ１１０）後は、ストリームデータの送信終了の通知を全ての機器に送信する（Ｓ１１１）。そして、ストリーム通信モードの登録を削除する（Ｓ１１２）。この時、管理番号と該番号がストリーム伝送であることの記憶を削除し、残りの一般データ通信帯域の再計算などを行う。
【００７６】
この後、現在登録されている通信モードの中に、まだストリーム通信モードがあるかどうかを確認し（Ｓ１１３）、ストリーム通信モードが登録されていない場合は（Ｓ１１３のＹＥＳ）、通常通信モードに復旧させる（Ｓ１１４）。この時、登録されている全ての一般データ通信を示す情報も全て削除される。
同様に、図１６に示すごとく、ストリームデータ送信終了の通知を受けた全ての機器は、ストリームデータ送信終了の通知を受けた（Ｓ１３２）後、ストリーム通信モードの登録を削除する（Ｓ１３３）。さらに、同様に、現在登録されている通信モードの中に、ストリーム通信モードがあるかどうかを確認し（Ｓ１３４）、ストリーム通信モードが登録されていない場合は（Ｓ１３４のＹＥＳ）、通常通信モードに復旧させる（Ｓ１３５）。
【００７７】
＜実施例３ 無線ネットワークにおけるストリームデータの通信例＞
次に、本発明にかかるネットワーク通信方法、ネットワーク通信装置及び情報機器における更に他の実施例について説明する。
本実施例は、有線系のネットワークではなく、ネットワークと情報機器との間の伝送系あるいはネットワーク内の伝送系に無線系の媒体を用いる場合のネットワークに、本発明にかかる送信データ量の帯域制限を行うネットワーク通信方法，ネットワーク通信装置あるいは情報機器を適用するものである。
ネットワークの伝送路として有線の線材を用いない無線ネットワークも広く普及しているが、かかる無線ネットワーク構成においても、前述した有線系のイーサネット技術を用いた場合とほぼ同様のことが可能である。しかしながら、無線系のネットワークの場合は、有線系ネットワークに比し、周囲の電波状況により、ノイズ等の発生頻度が高く、通信データが一時的に途切れる可能性が大きい。
【００７８】
一般に、通常の無線系のイーサネットのようなネットワークにおいては、エラーパケットは再送される。かかる場合の再送動作を図８に示す例で説明する。ここに、図８は伝送系でエラーが発生した場合の再送動作を説明するための模式図である。図８において、単位時間６内に転送するストリームデータに関するパケット群６１のいずれかのパケット６２が何らかの原因で受信側まで正しく送信できなかった場合、該データパケット６２は、受信側からの再送要求パケット（一般に、再送要求パケットは小さなパケットであり、図８には表現していないが、ストリームデータに関するデータパケットの再送要求パケットであれば、ストリームデータ通信帯域６９内に含まれている）により、該エラーパケット６２の再送データパケット６３が直ちに送信される。該再送データパケット６３が該ストリームデータ通信帯域６９内で直ちに送信されない限り実時間性を確保したストリームデータとしての意味を失う可能性がある。
【００７９】
本実施例では、ストリームデータの発生は単位時間６内に４パケットずつであり、該ストリームデータに関するデータパケット群６１を送信するに最低限必要なストリームデータの通信帯域（４パケット分）６８の大きさに比べ、ストリームデータ通信帯域６９は、再送データパケットの発生を考慮して、大きい値（５パケット分）に設定している。
したがって、図８には単位時間６内に５パケット分のストリームデータ通信帯域６９の事象例が示されている。初めの１単位時間６では１つのデータパケット６２のエラーがあり、再送データパケット６３として再送されているが、かかる再送データパケット６３も含め、１単位時間６内でストリームデータのデータパケット群６１の転送は完了している。よって、再送が生じても、単位時間６内にストリームデータの送信を完了させることができるので、ほぼ等時性が保たれたストリームデータの通信が実現される。
【００８０】
ただし、無線ネットワークにおいては、外部からのバースト性のノイズなどの原因により、１つのデータパケットのみでなく、より多くのエラーパケットが発生する場合がある。図８の２つ目の単位時間６は、単位時間６当たり４パケットからなるストリームデータのデータパケットのうち複数のデータパケットにエラーが発生している場合の一例を示している。ここでは、３つのデータパケット６２1，６２2，６２3にエラーが発生し、それぞれの再送データパケット６３1，６３2，６３3として３パケット分が追加されてストリームデータ通信帯域６９を越えて合計７パケットのストリームデータに関するデータパケット群６１1を送信している。このため、それ以降のデータパケットの転送が遅れることになる。ストリームデータ以外の一般データ６４は多少遅れても問題にならない。しかしながら、その後の３つ目の単位時間６では、実時間性を要するストリームデータ６１2も少し遅れて送信されることになる。
【００８１】
一般に、ストリームデータを受ける受信側では、受信バッファを用意し、このバッファがある程度満たされてから受信ストリームデータの再生等の処理を開始する。そのため、単純に考えれば、該受信バッファが空になるまでに次のストリームデータに関するデータパケットを受信すればよいことになる。
図８に示す例においては、２つ目の単位時間６の３つのデータパケットのエラーが生じている場合でも、３つ目の単位時間６の終わりまでにはデータパケットの受信の遅れは完全に取り戻され、図８の４つ目の単位時間６においては完全に元の状態に復帰している。よって、図８の３つ目の単位時間６に示す程度のストリームデータパケット群６１2の転送遅れでは、一般には、前記受信バッファで遅れが吸収されて全く問題にならない範囲となるということができる。
このように、単位時間６当たりのデータ通信帯域に余裕を持たせることにより、無線ネットワークのごとく、頻繁に伝送系にエラーが発生する場合であっても、データパケットの抜けや遅れが生じないストリームデータの通信が可能になる。
【００８２】
なお、データパケットを生成する際に、エラーの修正が可能なエラーコレクトコードをデータパケットに含めて作成すれば、再送データパケットの送信が不要となるか、もしくは、再送データパケットの発生回数を大幅に減少させることができる。また、従来の例にあるごとく、ストリームデータとしてさらに厳しく等時性を要求する場合には、ストリームデータに関し、たとえエラーが発生しても、等時性の観点から、再送を全くしないようにしてもよく、前述の本実施例で示したごとき、再送方法が本発明を限定または拘束するものではない。
【００８３】
なお、伝送系でエラーが発生して再送データパケットが発生した場合の一例を図１２に示す。
ここに、図１２は、発生したストリームデータから生成したデータパケットの送信後、再送手順を経て、着信したデータパケットから元のストリームデータを復元するまでの動作を説明するための模式図である。図１２においては、全体としては、図１１と同様であるが、１つのデータパケット４3のみが、受信バッファ７２においてエラーデータパケット８１として検出され、再送データパケット８５として再送されてデータパケット８７として蓄積される部分のみが異なる。受信したエラーパケットがエラーかどうかの判定はネットワーク通信装置内にある受信バッファ７２で受信した際に判定される。エラーを検出した場合は、直ちに再送要求パケット８２が転送経路３に送信される。なお、ストリームデータ通信帯域１１は少し多めに確保してあること、再送要求パケット８２は小さなパケットであることから、ストリームデータ通信帯域１１を大幅に圧迫する可能性は十分小さい。
【００８４】
再送要求パケット８２は転送経路３を経て、さらに再送要求パケット８３として送信バッファ７１まで送られる。ネットワーク通信装置内にある送信バッファ７１では、再送要求されたデータパケット４3の再送データパケット８５をただちに送信する。送信された再送データパケット８５は転送経路３を介して受信バッファ７２へ送られ、該受信バッファ７２内で再送データパケット８７として受信され、パケットに付されている通し番号順になるように、符号８８の矢印に示すごとく順序付けられて、データシンク源１０に送られる。後は図１１の場合と同様である。
なお、かかる再送制御自体は、たとえばＴＣＰ／ＩＰなどのごとき、従来から広く用いられている通常のプロトコルを用いることにより、実現することができ、特別の制御を必要とするものではない。
また、上述した送信バッファ７１、受信バッファ７２は必ずしもネットワーク通信装置内に備えさせなくてもよい。即ち、帯域制限させる制御機能が情報機器内に用意されれば、送信バッファ７１、受信バッファ７２は、該情報機器内に備えられていてもよい。
【００８５】
次に、参考までに、具体的なネットワークの例を用いて、一般データ通信帯域を考慮しない場合のストリームデータ通信帯域を算出する。即ち、ここでは、イーサネット型のネットワークを例にとって、ストリームデータ通信帯域を計算する。現在主流になりつつある１００ＢＡＳＥ−Ｔにおける実際の最大データ通信可能な量を、たとえば、物理的な最大通信可能データ量の半分の５０Ｍｂｐｓとした場合、６Ｍｂｐｓの動画ファイルであるＭＰＥＧ２データであれば、８本のストリームデータとしての通信が可能である。また、２０Ｍｂｐｓのデジタル動画像であっても、２本のストリームデータの通信ができる。さらに、今後普及すると見られる１０００ＢＡＳＥ−Ｔでは、実際の最大データ転送可能な帯域を半分の５００Ｍｂｐｓとした場合、６Ｍｂｐｓの動画ファイルであるＭＰＥＧ２データであれば、８０本以上のストリームデータを、また、２０Ｍｂｐｓのデジタル動画像であっても、約２５本のストリームデータを通信できる。
【００８６】
＜実施例４：最大通信可能データ量を制限する帯域制限機能を有していない情報機器を含むネットワーク等とのネットワーク接続例＞
次に、本発明にかかるネットワーク通信方法及びネットワーク通信装置における更に他の実施例について説明する。即ち、前述したごとく、本発明のストリームデータ通信を可能とするネットワーク通信方法においては、該ネットワークに接続される全ての機器が本発明にかかるネットワーク通信装置を前置させたりすることにより、ネットワークに送信することができる最大通信可能データ量を制限する帯域制限を行う方法を有している必要がある。したがって、一部の機器でも該帯域制限に非対応の機器がある場合や該帯域制限非対応の既存のネットワークと相互に接続したい場合においては、かかる機器やネットワークとの接続機能を有する通信装置として該帯域制限を行う機能も有する帯域制限器を介してネットワークに接続させることにより、機器間のストリームデータの転送動作を可能とすることができ、当該非対応機器との間でもストリームデータの転送動作を実現させることもできる。
【００８７】
本実施例は、かかる帯域制限器に関するものである。図９は、本発明にかかる帯域制限器を有するイーサネット型ネットワーク構成の一例を示す図である。図９は、図４に示すネットワーク構成に対して、帯域制限器２７を介して、前述のごとき帯域制限を有していない通常のイーサネット型機器を外部機器２８として接続している。この場合、帯域制限器２７が、前述のネットワーク通信装置２９と同様に、外部機器２８から送られてくるデータパケット量を制限する。つまり、ネットワーク通信装置２９あるいは帯域制限機能を内蔵する他の機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４と同じように通信モードの変更やストリームデータ通信や一般データ通信の帯域制御を帯域制限器２７において実施させればよい。例えば、図１０は、帯域制限器２７を介して接続した外部機器２８が使用することができるデータ通信帯域を示す模式図であり、図６に示す模式図に対して、外部機器２８用のデータ通信帯域として新たなデータ通信帯域５０を割り付けたものである。図１０に示すごとく、追加した外部機器２８用のデータ通信帯域５０のように新たなデータ通信帯域を別途追加させ、このデータ通信帯域５０の範囲内で外部機器２８と接続することとすれば、ネットワーク全体のデータ通信を圧迫することはなく、他の機器が行うストリームデータ通信にも影響を及ぼすこともなく、該ストリームデータに関するデータパケットは遅れや途切れのないストリームデータ通信を実現することができる。
【００８８】
以上に説明したように、従来の通常のイーサネット型機器や既存のネットワークとの接続の場合も含め、僅かな機器と機能追加のみで、安価な形態のネットワーク環境において途切れのないストリームデータの通信が可能となる。さらに、今後、広く普及するとされる１０００ＢＡＳＥ−Ｔであれば、デジタル動画像を２５本近くのストリームデータ通信として実現が可能であり、一般的な家庭内において、ＡＶ機器を相互に接続して使用するホームネットワークとしては十分な性能を有している。また、１０００ＢＡＳＥ−Ｔでは、通信距離も最大１００ｍまで可能であるため、部屋間通信も問題なく可能である。さらに、外部とのインターネット等の接続も、モデムやルータを帯域制限器を介して帯域を制限した形で接続することにより、従来と同様に同じネットワーク環境下で使用することができる。
【００８９】
【発明の効果】
イーサネット等の安価なパケット通信型ネットワーク技術を利用して、動画、音声などのストリームデータをほぼ等時性を確保して途切れることなく通信できるネットワーク通信方法、ネットワーク通信装置及び情報機器を経済的に実現できる。
既存のイーサネット等のパケット通信型ネットワーク技術を利用しているため、従来から使用されていた全ての通信サービスがそのままの形態で引き続き使用できる。
【００９０】
データパケットの再送を可能にするので、ノイズ等の発生により送信できなかった情報も再度送ることが可能であり、無線を介したネットワーク環境下でも、途切れのないほぼ等時性を確保したストリームデータの通信が経済的に実現できる。
既存のイーサネット等では、１００ｍ程度の距離でも通信が可能であるため、イーサネット技術を用いたネットワークに対して本発明を用いることにより、部屋間、家間でもストリームデータの通信が可能となる。
【００９１】
帯域制限機能を持たない従来の機器や既存のネットワークとの接続に対しても、帯域制限器を介して接続することにより、同じネットワーク環境を実現させることができ、従来からのネットワーク接続と安定したストリームデータの通信とを両立させることができるネットワークが使用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】パケット通信型ネットワークに接続されている機器のいずれか１つのみで送信すべきストリームデータが発生した場合の送信状態を示す模式図である。
【図２】複数のデータの発生がある場合の送信状態を示す模式図である。
【図３】本発明にかかるネットワーク通信方法を説明するための模式図である。
【図４】パケット通信型、あるいは、イーサネット型通信を行うネットワークの構成の一例を示す図である。
【図５】図４のネットワーク接続状態例における各通信プロトコルの階層を示す模式図である。
【図６】イーサネット型ネットワークにおいて、ストリームデータ通信を実現する例を示す模式図である。
【図７】帯域制限を実現するアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図８】伝送系でエラーが発生した場合の再送動作を説明するための模式図である。
【図９】本発明にかかる帯域制限器を有するイーサネット型ネットワーク構成の一例を示す図である。
【図１０】帯域制限器を介して接続した外部機器が使用することができるデータ通信帯域を示す模式図である。
【図１１】発生したストリームデータから生成したデータパケットの送信後、着信データパケットから元のストリームデータを復元するまでの動作を説明するための模式図である。
【図１２】発生したストリームデータから生成したデータパケットの送信後、再送手順を経て着信したデータパケットから元のストリームデータを復元するまでの動作を説明するための模式図である。
【図１３】ストリーム通信モードと通常通信モードとの間を自動的に遷移する状況を示す図である。
【図１４】送信側の機器の通信モードの遷移動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】ストリームデータの送信開始の旨の通知を受信する受信側の機器の通信モードがストリーム通信モードに切換わる動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】受信側の機器の通信モードがストリーム通信モードから通常通信モードに復帰する動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１…データ発生源（１）、２，２1〜２14…ストリームデータパケット、３…転送経路、４，４1〜４14…転送経路上のストリームデータパケット、５…受信ストリームデータパケット、６…単位時間、７…データ発生源（２）、８，８1〜８10…一般データパケット、９，９1〜９10…転送経路上の一般データパケット、１０…データシンク源、１１…ストリームデータ通信帯域、１２…一般データ通信帯域、１３…送信開始点（データ発生源（１））、１４…送信開始点（データ発生源（２））、２１…機器Ａ、２２…機器Ｂ、２３…機器Ｃ、２４…機器Ｄ、２５…接続線、２６…ハブ（ＨＵＢ）、２７…帯域制限器、２８…通常のイーサネット型外部機器、２９，２９1〜２９4…ネットワーク通信装置、３１…物理層（第１層）、３２…データリンク層（第２層）、３３…ネットワーク層（第３層）、３４…トランスポート層〜プレゼンテーション層（第４〜６層）、３５…アプリケーション層（第７層）、４１…通常通信モードの帯域割当て、４２…通常通信モードにおけるデータ配列、４３…ストリーム通信モードの帯域割当て、４４…制御信号帯域、４５…ストリームデータ通信帯域Ａ、４６…ストリームデータ通信帯域Ｂ、４７…ストリームデータ通信帯域Ｃ、４８…ストリームデータ通信帯域Ｄ、４９…一般データ通信帯域、５０…追加した外部機器のデータ通信帯域、６１，６１1，６１2…単位時間当たりのストリームデータパケット群、６２，６２1，６２2，６２3…ストリームデータにおけるエラーデータパケット、６３，６３1，６３2，６３3…再送データパケット、６４…他の信号パケット（一般データ）、６８…最低限必要なストリームデータ通信帯域、６９…ストリームデータ通信帯域、７０…ストリームデータ発生部、７１…送信バッファ、７２…受信バッファ、７３…ストリームデータ再生部、７４…再送要求信号、７５…ストリームデータ、７６…送信データパケット（送信バッファ内）、７７…受信パケット（受信バッファ内）、７８…再生されたストリームデータ、８１…エラーデータパケット、８２，８３…再送要求パケット、８５…転送経路上の再送データパケット、８７…受信バッファ内の再送データパケット、９８…通常通信モード状態、９９…ストリーム通信モード状態。
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画、音声などの実時間性の要求が強いストリームデータのパケット通信に関するネットワーク通信方法、ネットワーク通信装置及び情報機器に関し、特に、家庭内のコンピュータ、ＡＶ機器等の情報機器を相互接続して、前記ストリームデータの通信を経済的に実現することができるホームネットワークに関するネットワーク通信方法、ネットワーク通信装置及び該ネットワークに接続される情報機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、動画や音声などの実時間性の要求が強いストリームデータの通信においては、一定期間内に一定量のデータが連続して送受信されて、等時性を保ったデータ通信ができる必要がある。これに反して、一定期間内に期待された量のデータが送受信されない場合には、画像表示の遅れ、画像フレームの飛ばし、ちらつき、あるいは、音飛び、などの現象が発生する。
現状では、一般家庭内の複数のＡＶ（Ａｕｄｉｏ−Ｖｉｄｅｏ）機器を相互に接続させる場合、専用の信号線（アナログ、デジタル）を用いて、各々を個別に接続する形態がほとんどであり、複数のＡＶ機器を共通のネットワークとして相互に接続する形態とはなっていない。
一方、パソコンの分野においては、イーサネットを初めとする各種のネットワーク環境が広く普及しており、複数のパソコンやプリンタ等の情報機器が相互に接続されている形態が、家庭内のホームネットワークとして本格的に導入されてきている。しかしながら、かかるパソコン等の情報機器間の通信においては、通信情報の実時間性の保証は全くなく、もし、動画などの実時間性の要求が強いストリームデータをイーサネット等のネットワークを介して送った場合には、画像表示の途切れや停止等が多発してしまう。即ち、イーサネット等のパソコン分野におけるネットワークには、かかるストリームデータを遅れや途切れ無しに等時性を保って連続して転送するための機能が備わっていない。
【０００３】
一方、動画像情報を専用に扱うネットワーク形態は、従来より種々提案されている。たとえば、特開２０００―３１９６４号公報に開示された発明は、放送ネットワークとして送信されてくる複数種類の画像ストリームデータを受信し、その中から優先度の高いストリームデータを選択する手段と、選択したストリームデータを指定した端末に送出する手段と、制限された伝送帯域の範囲内に該ストリームデータの伝送帯域を調整するためにフィルタリング処理を施して送出する手段とを有するものであり、かかる手段を採用することにより、該伝送帯域内での途切れのないストリームデータの配信を可能にしている。しかし、動画像データのみでなく、静止画データやテキストデータなどの一般的なデータも配信するような一般のネットワーク構成では、このような手段を備えることは難しい。
【０００４】
同様に、特開平９−２３８１６１号公報のように、同一のパケット伝送路に接続されている複数の情報機器へ同一の画像ストリームデータの配信を行う際、送信側の画像サーバでは、同一の画像ストリームデータを運ぶパケットは１回のみ送信し、受信側の情報機器で各パケットを蓄積させることにより、制限された伝送帯域を有効に利用するネットワークを構成する例が開示されている。しかし、本開示例は、情報機器として同一種類の画像受信機器を用いるビデオオンデマンド専用のネットワークシステムであり、したがって、他の情報機器に配信されるパケットを受信側の異なる情報機器でも蓄積して再生させることができるものであり、画像受信機器に限らず、任意の情報機器間での通信を行うがごとき一般的なネットワーク構成には適用することができない。
【０００５】
また、特開平１１−２３９１１４号公報で開示された発明は、無線通信ネットワークにおいて、１フレーム単位毎に、実時間性を要するストリームデータを配信するためのアイソクロナスデータ通信期間と、非同期データを配信するためのアシンクロナスデータ通信期間とを分割して定め、且つ、該フレーム内の各通信期間をストリームデータの通信量の大きさに応じて動的に変動させることによりストリームデータの配信を滞りなく行わせるものであり、かかる目的を達成するために、ネットワーク管理装置を設けて、通信帯域を動的に管理することにより、種類が異なる２種の通信モードのデータを同時に配信することができる無線ネットワークを可能としている。しかしながら、本開示例の場合、フレーム内の通信帯域を動的に、且つ、詳細に管理する必要があり、該通信帯域を管理する専用の管理装置を必要とするため、ホームネットワーク等に適用される如き簡易且つ経済性を要するネットワーク環境の上には構築できるものではない。
【０００６】
さらに、特開平１１−２３９１１４号公報で開示されているネットワークは、前述のように、無線通信ネットワークであるが、かかる機能を有線ネットワーク系においても実現せんとするものに、ＩＥＥＥ１３９４規格がある。該ＩＥＥＥ１３９４規格は、パソコンやＡＶ機器間で実時間性を要するストリームデータのみならず、該ストリームデータ以外のテキストデータ等の一般データも相互に送受信することができるものである。即ち、ＩＥＥＥ１３９４規格は、複数の情報機器間で複数の実時間性を有するストリームデータ通信と通信遅延を許容する一般データ通信との双方を有線ネットワークとして可能にするものであり、ホームネットワークの中核を担うものとして普及し始めている。
しかし、ＩＥＥＥ１３９４規格は、ＡＶ情報の通信に適した専用のネットワーク通信プロトコルを規定しているため、パソコン等を相互接続しているイーサネット等の既存のネットワーク環境等を利用することはできず、さらには、各情報機器間において、通信帯域を示すフレーム単位で厳密な同期をとる必要性があることなどから情報機器間を接続する接続ケーブルの最大距離も４.５ｍ以下と比較的短いなどの制限も課されている。
【０００７】
一方、現在、複数のパソコンやプリンタ等をネットワークとして相互に接続するために用いられているイーサネット技術は、簡素であり、安価で、且つ、安定した接続品質を有するものである。また、ビットストリームを適当なパケット単位で区切ってデータ通信を行い、任意の情報機器間で複数の通信を同時に行うことが可能な融通性も備えている。
現在は、イーサネットを構成する伝送媒体としては、伝送速度が１００Ｍｂｐｓの１００ＢＡＳＥ−Ｔが主流になりつつあるが、今後、さらに高速の伝送速度である１０００Ｍｂｐｓ（１Ｇｂｐｓ）帯域を有する１０００ＢＡＴＥ−Ｔが普及するとされており、さらには、１０Ｇｂｐｓまでの高速化を図る仕様化も検討されている。また、１０００ＢＡＳＥ−Ｔにおいても、情報機器間の接続ケーブルの最大距離は１００ｍと長いため、家庭内の部屋間、家の端から端、あるいは、近接の家庭間の通信も可能である。このように、イーサネット技術は、伝送速度、最大伝送距離ともに高性能な技術になりつつあり、且つ、安価であり、さらには、広く普及している通信ネットワーク技術でもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記イーサネット技術は、該技術を適用するネットワーク内に接続されている複数の情報機器が、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）方式による早い者勝ち論理でデータ通信を行うシステムであるため、複数の情報機器からデータ通信の要求が同時に発生した場合には、いずれか一つの情報機器が優先的にデータ通信を行い、残りの情報機器のデータ通信は遅れを伴い、動画像や音声の如く実時間性の要求が強いストリームデータを途切れなく定常的に通信を行うことは困難である。
【０００９】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、従来の如く、動画像等のストリームデータ通信用に専用の高価なネットワークを用いるのではなく、現在も広く普及し、さらに、将来においても広く普及している可能性が高い経済的なイーサネット技術を用いるネットワーク、あるいは、一般的なパケット通信型ネットワークにおいて、実時間性を要するストリームデータの通信を可能にせんとするものである。特に、接続される対象の情報機器がそれ程多くないホームネットワークとして、該ストリームデータの通信とその他の一般データの通信とを同時に実現できる経済的なネットワークを提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、たとえば、イーサネット技術を用いる如きパケット通信型等の通信ネットワークに接続される複数の情報機器それぞれ毎に個別に、あるいは、各情報機器に共通に、あらかじめ定められている単位時間当たりに通信することができる、ストリームデータとそれ以外の一般データとのそれぞれの最大通信可能データ量を規定する手段を備え、該通信ネットワークに接続する全ての情報機器について、各情報機器の最大通信可能データ量を合計した総許容データ通信量が、該通信ネットワークの最大通信可能データ量以下になるように予め設定することにより、各情報機器が単位時間当たりに送信したいデータ量をいつでも確実に通信できる通信ネットワークを提供し、実時間性を要するストリームデータも実時間性を損なうことなく通信可能な、イーサネット型の、あるいは、パケット通信型等の通信ネットワークを実現する。
【００１１】
また、本発明においては、実時間性を要するストリームデータを通信する際に、送受信情報機器間で完全に時間的な同期化を図り、等時性（アイソクロナス）データ通信のためのタイムスロットを提供するがごとき複雑な専用の制御技術を用いるものではなく、イーサネット型ネットワーク、あるいは、パケット通信型ネットワークにおいて、情報機器毎に十分短い単位時間内でデータ通信が可能なデータ量のみを制限させるという簡素な仕組みを付与するだけで、ほぼ等時性を確保できるストリームデータ通信を経済的に実現しているものである。即ち、完全な等時性があるストリームデータ通信を常時確実に実現できるものではないが、イーサネット型ネットワークあるいはパケット通信型ネットワーク環境であっても、接続情報機器数が比較的少ない家庭用ホームネットワークのピアツーピア通信形態であれば、ほぼ等時性が確保されたストリームデータ通信が可能であり、また、通信ネットワークの通信帯域の無駄が生じる可能性はあるものの、上述のごとく、通信ネットワークの通信帯域を厳密に管理制御するための専用の機構を備える必要はなく、経済的で、且つ、実用性に富む通信ネットワークを実現することができる。
本発明にかかる具体的な技術手段は以下のごとき手段からなっている。
【００１２】
第１の技術手段は、複数の情報機器を相互に接続して、実時間性を要するストリームデータ及び通信転送遅延が許容される一般データを通信する通信ネットワークに用いられるネットワーク通信方法において、前記各情報機器が、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定することができ、前記各情報機器が複数の通信モードを有し、前記情報機器のいずれか一つでも前記ストリームデータの通信を行う際には、前記通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が、前記単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定するストリームデータ通信モードに移行し、前記情報機器全てが前記ストリームデータの通信がなされない状態にある際には、前記情報機器のいずれもが、前記単位時間毎の前記最大通信可能データ量の制限を受けることなくデータ通信を行うことができる通常通信モードに移行することを特徴としたネットワーク通信方法である。
【００１３】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記単位時間毎に通信することができる通信ネットワークの最大通信可能データ量を、該通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が前記単位時間毎に通信することができる前記ストリームデータの最大通信可能データ量の総和である総許容ストリームデータ転送量よりも大きくすることを特徴としたネットワーク通信方法である。
【００１４】
第３の技術手段は、第２の技術手段において、前記通信ネットワークの最大通信可能データ量から、前記総許容ストリームデータ通信量を差し引いた残りである通信ネットワークの残余通信可能データ量を求めて、該残余通信可能データ量が前記一般データの通信を可能とする通信量以上である場合に、前記一般データと共に前記ストリームデータの通信を許容することを特徴としたネットワーク通信方法である。
【００１５】
第４の技術手段は、第１乃至第３のいずれかの技術手段において、前記通信ネットワークの構成がイーサネット型のネットワークからなることを特徴としたネットワーク通信方法である。
【００１６】
第５の技術手段は、第１乃至第３のいずれかの技術手段において、前記通信ネットワークの物理層を構成する通信媒体が無線通信媒体からなることを特徴としたネットワーク通信方法である。
【００１８】
第６の技術手段は、複数の情報機器を相互に接続して、実時間性を要するストリームデータ及び通信遅延が許容される一般データを通信する通信ネットワークに用いられるネットワーク通信装置において、前記各情報機器が、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定する通信帯域設定手段を有し、最大通信可能データ量を制限する帯域制限機能を有していない情報機器あるいは通信ネットワークと接続して通信する際には、前記単位時間毎に該情報機器あるいは該通信ネットワークと通信することができる最大通信可能データ量を、あらかじめ定められた値以下に制限する通信帯域制限手段を介して接続することを特徴としたネットワーク通信装置である。
【００１９】
第６の技術手段において、前記単位時間毎に通信することができる通信ネットワークの最大通信可能データ量を、該通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が前記単位時間に通信することができる前記ストリームデータの最大通信可能データ量の総和である総許容ストリームデータ通信量よりも大きくする通信手段を有していても良い。
【００２０】
第６の技術手段において、前記通信ネットワークの最大通信可能データ量から、前記総許容ストリームデータ通信量を差し引いた残りである通信ネットワークの残余通信可能データ量を求めて、該残余通信可能データ量が前記一般データの通信を可能とする通信量以上である場合に、前記一般データと共に前記ストリームデータの通信を許容する通信手段を有していても良い。
【００２１】
第６の技術手段において、前記通信ネットワークの構成がイーサネット（登録商標）型のネットワークからなることとしても良い。
【００２２】
第６の技術手段において、前記通信ネットワークの物理層を構成する通信媒体が無線通信媒体からなることとしても良い。
【００２３】
第６の技術手段において、前記各情報機器が複数の通信モードを有し、前記情報機器のいずれか一つでも前記ストリームデータの通信を行う際には、前記通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が、前記単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定するストリームデータ通信モードに移行し、前記情報機器全てが前記ストリームデータの通信がなされない状態にある際には、前記情報機器のいずれもが、前記単位時間毎の前記最大通信可能データ量の制限を受けることなくデータ通信を行うことができる通常通信モードに移行する通信モード設定手段を有していることとしても良い。
【００２５】
第７の技術手段は、実時間性を要するストリームデータ及び通信遅延が許容される一般データを通信する通信ネットワークに用いられる情報機器において、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を設定する通信帯域設定手段を有し、最大通信可能データ量を制限する帯域制限機能を有していない情報機器あるいは通信ネットワークと接続して通信する際には、前記単位時間毎に該情報機器あるいは該通信ネットワークと通信することができる最大通信可能データ量を、あらかじめ定められた値以下に制限する通信帯域制限手段を介して接続することを特徴としたネットワーク装置である。
【００２６】
第７の技術手段において、前記通信ネットワークとの通信手段が、イーサネット（登録商標）型のネットワークとの通信手段からなっていても良い。
【００２７】
第７の技術手段において、前記通信ネットワークとの通信手段の物理層を構成する通信手段が無線通信手段からなっていても良い。
【００２８】
第７の技術手段において、前記各情報機器が複数の通信モードを有し、前記情報機器のいずれか一つでも前記ストリームデータの通信を行う際には、前記通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が、前記単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定するストリームデータ通信モードに移行し、前記情報機器全てが前記ストリームデータの通信がなされない状態にある際には、前記情報機器のいずれもが、前記単位時間毎の前記最大通信可能データ量の制限を受けることなくデータ通信を行うことができる通常通信モードに移行する通信モード設定手段を有していても良い。
【００２９】
第８の技術手段は、複数の情報機器を相互に接続して、実時間性を要するストリームデータ及び通信遅延が許容される一般データを通信するネットワーク通信に用いられるプログラムが記録された記録媒体において、前記各情報機器が、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定し、最大通信可能データ量を制限する帯域制限機能を有していない情報機器あるいは通信ネットワークと接続して通信する際には、前記単位時間毎に該情報機器あるいは該通信ネットワークと通信することができる最大通信可能データ量を、あらかじめ定められた値以下に制限する通信帯域設定方法をコンピュータに実施させるためのプログラムとして記録させたコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるネットワーク通信方法、ネットワーク通信装置及び情報機器について、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
＜実施例１：パケット通信型ネットワークにおけるストリームデータの通信例＞図４は、パケット通信を行う複数の情報機器が接続されたパケット通信型のネットワークの構成の一例を示す。パケット通信手段を有する情報機器である機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４は、それぞれ実時間性を要するストリームデータ（以下、簡単のため、単に、ストリームデータと記す）を送信する手段と、該ストリームデータを受信する手段と、ストリームデータ以外で通信遅延が許容される一般のデータ（以下、簡単のため、一般データと記す）を送信する手段と、該一般データを受信する手段の全てもしくはいくつかを有する。また、２６は各機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４からの接続線２５を相互に接続して各機器間のデータパケットを送受信するパケット通信型ネットワークを構成するハブである。また、２９1乃至２９4は、各機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４に前置させたネットワーク通信装置であり、各機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４から接続線２５を介してネットワークに送信される単位時間当たりのストリームデータ及び一般データのデータ量を制限する機能を有する。
【００３１】
また、図１は、パケット通信型ネットワークに接続されている機器のいずれか１つのみで送信すべきストリームデータが発生した場合の送信状態を示す模式図である。例えば、機器Ａ２１から機器Ｄ２４へのストリームデータが発生した場合を以下に述べる。
ここに、１はデータ発生源、例えば、機器Ａ２１を示し、機器Ａ２１で送信すべきストリームデータは、適当なサイズのデータパケット２に分割されて時系列のデータパケット２1乃至２12として順次送信される。データ発生源１で発生したデータパケット２1乃至２12は、図４に示す接続線２５、ハブ２６を介して通信相手の機器Ｄ２４への接続線２５までのデータ転送経路３上をデータパケット４1乃至４12として転送されていく。
【００３２】
この場合、データ発生源１で発生したデータパケット２1乃至２12は殆ど遅れることなくデータパケット４1乃至４12として転送経路３上を転送され、相手の機器Ｄ２４に出力されていく。つまり、データ発生源１で発生したストリームデータ（図１では、便宜上パケットに分割されたいくつかの固まりで示してあるが、実際には、互いのパケットがつながって連続的に並んでいるデータである）は、殆ど遅れや途切れ無しにネットワークのデータ転送経路３を転送させていくことができる。よって、図１のごとく、単一のデータ発生源しかない状態では、動画などのストリームデータの通信でも全く問題なく実現される。
【００３３】
しかしながら、複数の機器を接続するパケット通信型ネットワークにおいては、一般的に１つの転送経路に複数の機器からのデータパケットを早い順番に時系列的に多重化されて転送させている。
図２は、複数のデータの発生がある場合の送信状態を示す模式図であり、例えば、前述したように、機器Ａ２１がストリームデータをパケットに分割して、データパケットとして送信している際に、他の機器、例えば、機器Ｂ２２が一般データを分割した別のデータパケットを送信した場合を示している。
即ち、図４において、機器Ａ２１から機器Ｄ２４へのストリームデータの通信を行っている間に、機器Ｂ２２から機器Ｃ２３にストリームデータでは無い、一塊りの一般データが通信されている場合である。
【００３４】
データ発生源（１）１の機器Ａ２１が、ストリームデータであるデータパケット群２1乃至２14のうちデータパケット２1乃至２4を送信した直後に、データ発生源（２）７の機器Ｂ２２が、送信すべき一般データパケット８を一塊りで続けて８1乃至８10として発生し、且つ、転送経路３をパケット毎に開放せずに連続的に全ての一般データパケット群８1乃至８10を転送した場合、転送経路３は、データ発生源（２）７から発生した一般データパケット群８1乃至８10に基づくパケット群９1乃至９10で連続的に占有されてしまう。その間、データ発生源（１）１からのストリームデータのパケット２5以降は送信できなくなり、別のデータ発生源（２）７からの送信パケットがなくなった後で、大幅に遅れて漸くパケット４5以降として通信され始め、データ発生源（１）１のデータ発生時刻と送信時刻とがほぼ一致する状態に回復できるのは、データパケット２14即ち転送経路３上でのパケット４14の時点である。かかる通信遅延が頻発するようではもはや実時間性を確保した等時性あるストリームデータの通信をしているとは言えず、動画像などのデータを通信している場合においては、画像の表示遅れや、途切れが発生する。
【００３５】
即ち、上述の現象は、別のデータ発生源（２）７の送信データがたとえ時間的に急ぐ必要が無い場合であっても、転送経路３の占有が早い者勝ちの論理で決定されてしまうパケット通信型のネットワークである限り、避けることができない。このようなデータ通信が多発すれば、実時間性が要求されるストリームデータでもネットワーク上を大幅に遅延して非常にゆっくりと転送されるか、あるいは、転送動作を停止してしまうことを招く。
【００３６】
かかる課題を解決する手段として、前述したように、ストリームデータと一般データとが混在するネットワーク環境においても、ストリームデータの実時間通信を可能とするネットワークを構築できるものとしてＩＥＥＥ１３９４規格があるが、ＩＥＥＥ１３９４規格においては、１つの共通のバス（転送経路）に接続されている機器全てが時間的に同期した１２５μｓｅｃの長さのフレーム毎に、ストリームデータ用とそれ以外の一般データ用のそれぞれの通信を可能とする通信帯域を分離して厳密に割り振り、且つ、ストリームデータの等時性を厳密に確保するために各ストリームデータ通信を行うチャンネルとしてのタイムスロットを割り当てる制御を行っている。このため、たとえば、既存のイーサネット技術などを採用する安価なパケット通信型ネットワークへの応用は困難であり、且つ、機器間の接続テーブル距離も、現状では、４.５ｍ以下に抑える必要があることなどの制限があり、機器の配置面での自由度に対する制約も厳しい。
【００３７】
本発明は、かかる問題を解決するものであり、早い者勝ちの論理でネットワークの転送経路を占有する既存の安価なパケット通信型等の通信ネットワークにおいて、周期的に発生する実時間性を要するストリームデータと、バースト的に発生する一般データとが混在した場合でも、ほぼ実時間性を確保したストリームデータ通信を可能とするネットワーク構成を経済的に提供するものである。即ち、図３は本発明にかかるネットワーク通信方法を説明するための模式図であり、ネットワークに接続される各情報機器が単位時間当たりに送信することができる、ストリームデータと一般データとのそれぞれの最大通信可能データ量（送信帯域）を、各情報機器毎に個別に、あるいは、情報機器全てに共通に、予め設定して制限することにより、実時間性を要するストリームデータでもほぼ等時性を保存した形でパケット通信型ネットワーク内を転送させることができることを示したものである。
【００３８】
図３において、時間軸方向に付している符号６は各機器毎および転送経路３に割り振られる等間隔の単位時間を示し、該単位時間６内に送信できるデータ量は、ストリームデータ及び一般データそれぞれに関し、予め各機器毎に個別に、あるいは、機器全てに共通に、定められており、図４に示すネットワーク通信装置２９によってかかるデータ量の制御がなされる。また、符号１１は、転送経路３に割り振られた前記単位時間６のうち、実時間性を要するストリームデータを通信することができる時間（即ち、ストリームデータ通信帯域）を示し、一方、符号１２は、一般データを通信することができる時間（即ち、一般データ通信帯域）を示している。
また、図３（Ａ）は２つのデータ発生源１及び７の単位時間６を区切る位相がずれている場合を示し、図３（Ｂ）は両者の単位時間６を区切る位相が一致している場合を示している。
【００３９】
図３（Ａ）では、データ発生源（１）１から発生するストリームデータパケット２1乃至２14は、単位時間６毎のストリームデータ通信帯域１１においてのみデータパケット４1乃至４14として通信でき、もう一方のデータ発生源（２）７から発生する一般データパケット８1乃至８10は、転送経路３の単位時間６毎の一般データ通信帯域１２においてのみデータパケット９1乃至９10として通信が可能であるようにネットワーク通信装置２９によって制御（制限）されていることを示している。なお、それぞれのデータ発生源は、前記の各帯域１１，１２に相当するデータ量全てを送信できるのではなく、該帯域の終わりの時刻に至るまでに発生したデータのみを送信可能であることを意味する。つまり、ストリームデータを発生するデータ発生源（１）１からは、最大［ストリームデータ通信帯域１１／単位時間６］の割合で、一方、一般データを発生するデータ発生源（２）７からは、最大［一般データ通信帯域１２／単位時間６］の割合で、それぞれのデータパケットの送信が制限されているということを意味する。具体的には、図３（Ａ）の例においては、ストリームデータを発生するデータ発生源（１）１では最大５パケット分、一般データを発生する発生源（２）７では最大３パケット分のデータを単位時間６当たりそれぞれ送信可能であるということである。ただし、図３（Ａ）においては、データ発生源（１）１は、ネットワーク通信装置２９1で送信データ量を制限しなくても単位時間当たり４パケットしかストリームデータを発生させないため、転送経路３のストリームデータ通信帯域１１の最後に１パケット分の空きがある。
【００４０】
なお、ここでは、説明を簡単にするために、ストリームデータ通信帯域１１及び一般データ通信帯域１２が、それぞれ機器Ａ２１及び機器Ｂ２２に使用される帯域分のみを示しているが、複数の機器がストリームデータあるいは一般データを送信する実際のネットワークにおいては、各機器のそれぞれの通信データ量に応じて、ストリームデータ通信帯域１１及び一般データ通信帯域１２の帯域が前述したように確保されている。
即ち、ストリームデータ通信帯域１１の大きさは、ネットワークに接続される各機器から発生される全てのストリームデータ２を通信するに十分な帯域を確保し、一方、一般データ通信帯域１２の大きさは、ネットワークに接続される各機器から発生される全ての一般データをたとえ遅延が生じても最終的には転送することができるような帯域を確保する。また、ストリームデータ通信帯域１１と一般データ通信帯域１２との和は、ネットワークへ接続する機器を将来増設することも考慮して、転送経路３の単位時間６である最大通信可能帯域（即ち、ネットワークの最大通信可能データ量）の大きさよりも小さい値とする。
【００４１】
上述の如き制御を行うネットワーク通信装置２９を導入することにより、各データ発生源１及び７からの発生データは、それぞれ各帯域１１及び１２に収まるデータパケット量のみが転送経路３に送られる。
この結果、ストリームデータパケット２1乃至２14は、大幅の遅延を生ずることなく、各単位時間毎に漏れなく送信される。一方、時間的制約のない一般データ８1乃至８10は、時間的に遅れることもあるが、単位時間内に送れる量のみ順次確実に送られ、最終的には全てのデータが送信される。即ち、ストリームデータパケット２1乃至２14が動画データの送信であり、一方、一般データパケット８1乃至８10がパソコンのファイル転送等の時間的制約が少ないデータ送信であるがごとき場合においても、転送経路３が両者で共用されるパケット通信型等の通信ネットワーク環境で、データ通信の途切れが許されないストリームデータ通信と大幅な通信遅延も許容される一般データ通信とを両立させることができる。
【００４２】
図３（Ａ）においては、データ発生源（１）１の送信タイミングとデータ発生源（２）７の送信タイミングが重なり合わない、即ち、それぞれの単位時間６を区切る位相が一致していない場合であり、且つ、データ発生源（２）７が最初に送信するデータパケット８1が転送経路３における一般データ通信帯域１２にほぼ一致するような位置関係にあり、ストリームデータあるいは一般データの各通信データに相当する通信帯域に空きがありさえすれば、従来の技術同様に、早い者勝ちの論理で転送経路３を使用してデータパケット４1乃至４4，９1乃至９3，４5乃至４8，９4乃至９6，…と各帯域１１，１２に順次送信されている場合を示している。
しかし、図３（Ｂ）に示すように、データ発生源（１）１及びデータ発生源（２）７のそれぞれの単位時間を区切る位相が同じであったとしても、それぞれの送信データは帯域１１，１２に示す領域に分離されて送信され、結果として図３（Ａ）の場合と同様に、転送経路３が両者で共用されるパケット通信型ネットワーク環境で、途切れの無いストリームデータ通信と通常の一般データ通信とが両立する。
【００４３】
このように、複数のデータ発生源（図３の例では、データ発生源（１）１とデータ発生源（２）７の２つ）がそれぞれ刻む単位時間６の幅（周期）は全て同じか、あるいは、ほぼ同じである必要があるが、各データ発生源の各単位時間の位相を同期取りして、同じ位相とする必要はない。また、各単位時間当たり、それぞれのデータ発生源が送信することができる最大通信可能データ（パケット）量の総和が、転送経路３の各帯域１１，１２の上限値（即ち、ストリームデータ、一般データそれぞれに関するネットワークの最大通信可能データ量）を越えなければよい。図３の例では、各帯域１１，１２がそれぞれ最大５パケット分、３パケット分を送ることができるように制限されているだけで、転送経路３には、従来の技術同様、早い者勝ちの論理でデータ発生源（１）１，（２）７の双方からのデータが送信される。なお、図３（Ａ），（Ｂ）においては、データ発生源（１）１のストリームデータは、単位時間６当たり４パケット分しか発生しないので、ストリームデータ通信帯域１１が５パケット分ではあるが、単位時間６当たりの転送パケット数は４パケットになっている。
【００４４】
上述のように、本発明は、通信ネットワークに接続される各情報機器が、それぞれ個別に、または、各情報機器全てに共通に、ストリームデータと一般データとのそれぞれについて、単位時間６当たりに通信可能な最大通信可能データ量を制限するようにネットワーク通信装置２９によって制御し、ストリームデータ通信帯域１１、一般データ通信帯域１２に振り分けて通信するものであり、各機器間の単位時間６を区切る位相の同期、即ち、フレーム同期等をとる必要がない。つまり、各機器が個別に管理している時計に基づいて、単位時間当たりのデータ通信量を制限するという極めて簡易なアルゴリズムを採用するのみで、ほぼ等時性を確保したストリームデータの通信ができるので、極めて経済的なネットワークシステムを実現できる。
なお、上述の如く、各機器の単位時間６を区切る位相の同期は取っていないが、同期を取る必要がないことを示しているものであり、同期合わせがたとえなされたとしても本発明の作用効果に何ら影響を及ぼすものではない。
【００４５】
また、単位時間毎に通信することができる通信ネットワークの最大通信可能データ量を該通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が、前記単位時間毎に通信することができる前記ストリームデータの最大通信可能データ量の総和である総許容ストリームデータ通信量よりも大きくすることにより、常に、ほぼ等時性を確保した前記ストリームデータの通信を実現できる。さらに、前記通信ネットワークの最大通信可能データ量から前記総許容ストリームデータ通信量を差し引いた残りである通信ネットワークの残余通信可能データ量が前記一般データの通信を可能とする通信量以上である場合に、前記一般データと共に前記ストリームデータの通信を許容すれば、ほぼ等時性を有するストリームデータ通信と通信遅延が許容される一般データ通信とが両立する通信ネットワークを実現できる。
【００４６】
また、単位時間６の大きさは、特に限定しないが、１秒などという長い値では、ネットワーク全体のレスポンスが下がることや、１秒間に送信されるデータ分を蓄積するためのバッファ量を通信ネットワーク内のハブや機器側に前置させたネットワーク通信装置内等に設ける必要がある等の問題があり、推奨できない。逆に、数マイクロ秒等の極端に短い値とすれば、大きなデータ量のパケットは送れなくなる等により通信ネットワークの通信効率が悪くなる。よって、これらの中間的値、即ち、数十マイクロ秒から数ミリ秒程度とすればよい。ただし、この単位時間６は全ての機器に対して同一またはほぼ同じにする必要がある。
【００４７】
また、以上の説明では、図４において、各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４に前置させて、各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４と接続線２５との間に、各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４が、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができるストリームデータと一般データとのそれぞれの最大通信可能データ量を、各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４毎に個別に、もしくは、情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４全てに共通に設定する通信帯域設定方法を実現するネットワーク通信装置２９1乃至２９4を設けているが、各情報機器内にネットワーク通信装置２９1乃至２９4が有する機能と同様の機能を備えさせた情報機器とすることとしてもよい。
さらには、ネットワーク通信装置２９1乃至２９4を各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４側に前置させる形式ではなく、該ネットワーク通信装置２９1乃至２９4をネットワーク側のＨＵＢ２６に前置させて配置することとしてもよい。
【００４８】
さらには、各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４が、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができるストリームデータと一般データとのそれぞれの最大通信可能データ量を、各情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４毎に個別に、もしくは、情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４全てに共通に設定する通信帯域設定方法をコンピュータに実施させるためのプログラムとして、コンピュータが読み取ることが可能なフロッピーディスク、ハードディスクあるいはコンパクトディスク等の記録媒体に格納し、該記録媒体を市場に流通させることとしても良い。
【００４９】
また、図３では、転送経路３でそれぞれのデータが通信されることを説明するための図のみを示し、受信されたデータパケットからたとえば元のストリームデータへの復元例などを記載していない。ここでは、図１１を用いてデータパケットから元のストリームデータを復元する例について説明する。
図１１は発生したストリームデータから生成したデータパケットの送信後、着信データパケットから元のストリームデータを復元するまでの動作を説明するための模式図であり、ストリームデータ発生部７０からのストリームデータ７５がデータ発生源１及び転送経路３を介して、受信側のデータシンク源１０に送られ、ストリームデータ再生部７３で元のストリームデータに復元されるまでの流れを示したものである。
【００５０】
送信側のデータ発生源１で、ストリームデータ７５をパケット単位に分割したものがストリームデータの送信データパケット２となる。該送信データパケット２には、パケット毎の通し番号や、ＣＲＣなどのデータ誤り修正用符号等が加えられて、送信データパケット７６としてネットワーク通信装置２９内にある送信バッファ７１に送られる。該送信バッファ７１の面数は単位時間６当たり、該データ発生源１が送信できる最大のデータパケット数分しか用意されず、この送信バッファ７１に送り込まれるデータ量を制限しており、本発明にかかるデータ発生源１の単位時間６当たりの送信データの最大通信可能データ量を与えている。図１１においては、前述の図３の場合と同様、単位時間６当たりに発生しているストリームデータがこの制限（５パケット分）未満のデータ量（４パケット分）になっているため、制限を受けているようには見えないが、本実施例では、単位時間６当たりのデータ送信量が５パケット以下となるように制御されている。
【００５１】
送信バッファ７１からの送信データパケット７６を転送経路３に送信する際は、前述のごとく、早い者勝ちの論理であり、ストリームデータ通信帯域に空きがあれば、その空きの先頭から順次その間までに発生したストリームデータパケット４パケット分を詰めて４1乃至４4，４5乃至４8，…と連続的に転送される。
転送経路３を介して、ストリームデータのデータパケット４1乃至４4，４5乃至４8，…は、順次受信側のネットワーク通信装置２９内にある受信バッファ７２に送られる。受信バッファ７２に送られた受信パケット７７は、必要に応じてＣＲＣなどのエラー訂正、前記通し番号によるパケットの並べ替えなどを行い、データシンク源１０における受信ストリームデータパケット５となる。この受信ストリームデータパケット５（５1乃至５12）は順次ストリームデータ再生部７３において、クロック信号，タイムスタンプ情報に基づいて元のストリームデータ７８に復元され、動画表示等がなされる。
【００５２】
以上は、本発明のネットワーク通信方法にかかる実施例を示す１例にすぎず、特に、本発明のネットワーク通信方法の構成を制限するものではない。また、ストリームデータ通信帯域及び一般データ通信帯域の各通信データ量をネットワークに接続される各機器毎に個別に、あるいは、機器全てに共通に制限する機構以外の部分は、通常のパケット通信型のネットワーク技術として用いられている技術であり、これ以上の詳細は記載しない。
【００５３】
＜実施例２ イーサネット型ネットワークにおけるストリームデータの通信例＞
次に、本発明にかかるネットワークの通信方法、ネットワーク通信装置及び情報機器における他の実施例について説明する。本実施例は、パソコンネットワークとして広く利用されているイーサネット技術を用いたネットワークに対して、本発明に係る単位時間当たりのデータ通信量を制限するネットワーク通信方法，ネットワーク通信装置あるいは情報機器を適用するものである。
図４は、一般的なイーサネット型通信を行うネットワークの構成をも示す図であり、例えば、４台の機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４が相互にＨＵＢ２６を介して接続された状態を示している。４台の機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４が前述の図１〜３または図１１のデータ発生源１，７あるいはデータシンク源１０に当たり、接続線（ケーブル）２５及びＨＵＢ２６は、図１〜３または図１１の転送経路３に当たり、ＨＵＢ２６で４台の機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４が相互に接続され、４台の機器間で自由にデータ通信が可能である。また、ネットワーク通信装置２９1乃至２９4は、各機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４に前置されて接続線２５に接続されており、各機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４から単位時間当たりに通信されるデータ量を制限させる機能を有している。
【００５４】
例えば、機器Ａ２１から機器Ｄ２４へ実時間性を要する動画の通信を行いながら、同時に、機器Ｂ２２から機器Ｃ２３へデータの通信遅延を許容するファイル転送を行っている場合の通信状態例が図３におけるデータ発生源（１）１とデータ発生源（２）７とにそれぞれ対応している。
イーサネット型ネットワークとして接続された各機器間の通信はＯＳＩ参照モデルとして規定されている７つの階層に分けた各階層の通信プロトコルに準拠して行われるが、図４のネットワーク接続状態を通信プロトコルの階層構造で示すと図５のようになる。即ち、図５は、図４のネットワーク接続状態例における各通信プロトコルの階層を示す模式図であり、最も下位に位置するのが物理層（第１層）３１であり、その上に、データリンク層（第２層）３２，ネットワーク層（第３層）３３があり、トランスポート層〜プレゼンテーション層（第４層〜６層）３４と続き、最上位がアプリケーション層（第７層）３５となる。本発明にかかる前述したごとき最大通信可能データ量の制限機能はいかなる通信プロトコルの階層において実現してもよいものであり、特にどの通信プロトコルの階層にインプリメントさせればよいかは本発明で規定するものではない。
【００５５】
極端な場合として、各機器において、ネットワークを使用するアプリケーションが１つしか存在しない場合等においては、最上位に位置するアプリケーション層３５で実現させてもよい。この場合は、ネットワーク関連のハードウエアや該ハードウエアを駆動するためのドライバソフトウエアなどのほとんどの環境は既存のものをそのまま利用して、本発明にかかる最大通信可能データ量の制御機能を実現することができる。
【００５６】
また、データリンク層（第２層）３２内の最上位層において該制御機能を実現させる場合であれば、第３階層のレイヤ３プロトコルと呼ばれる各種パケットの転送プロトコル（ＩＰ、ＮｅｔＢＥＵＩ、ＡｐｐｌｅＴａｌｋ等）よりも下位のプロトコルにおいて実現されるので、前記の各種パケットの転送プロトコルのいずれのプロトコルを採用しているネットワークにおいてでも同一のデータリンク層３２の機能で前記制御機能が実現できる特徴を有する。
【００５７】
このように、どの階層の通信プロトコルで前記制御機能をインプリメントするかにより、実現されるネットワークシステムに差は生じるが、本発明の主旨である、既存の広く普及している安価なネットワークを大幅に利用して、実時間性を要するストリームデータの通信が可能でありさえすれば、いかなる階層で前記制御機能がインプリメントされていても構わない。
また、このような制御機能をインプリメントする通信プロトコルが情報機器内で実施されるようにするならば、図４に示すネットワーク通信装置２９1乃至２９4を情報機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４に前置させて設ける必要はない。
【００５８】
図６は、イーサネット型ネットワークにおいて、ストリームデータ通信を実現する例を示す模式図であり、本実施例における通信経路３の単位時間当たりの各端末が使用している通信帯域の割合の例を示している。４１はストリームデータが存在しない一般データに対してのみネットワークの通信経路３が使用されている通常通信モードの状態を示し、単位時間６の中を早い者勝ち論理で各機器が任意のデータ量で使用している。そこに、実時間性を要するストリームデータを送る要求が、いずれかの機器で発生すると、通信経路３は４３で示すストリーム通信モードに移行し、単位時間６毎に、各機器の一般データを送信できる帯域を一般データ通信帯域４９に制限するとともに、各機器対応にストリームデータを転送可能な帯域を有するストリームデータ通信帯域Ａ乃至Ｄ４５乃至４８を確保し、さらに、各単位時間６の先頭に各機器が送信する制御信号をブロードキャスト形式で送出する制御信号帯域４４が設けられる。
【００５９】
なお、ここで、通常通信モードからストリーム通信モードへの切替、または、その逆のストリーム通信モードから通常通信モードへの復帰は、該制御信号帯域４４を利用して、ネットワークに接続されている全ての機器に対して一斉通知するブロードキャスト方式で通知される。
さらに、制御信号帯域４４で送信する制御信号は、各機器がストリームデータの通信に必要とする帯域やその他の一般データを通信する帯域の確保を宣言したり、終了したことを送信するためのものであり、ブロードキャスト形式でネットワークに接続された全端末に一斉に通知され、この確保を宣言された帯域及び残りの空きの帯域等を示す情報は全ての機器で同時に共有される。ただし、本実施例では、この制御信号帯域４４という専用の帯域を設けているが、一般データの通信可能帯域である一般データ通信帯域４９を利用して、かかる制御信号をブロードキャストすることにしてもよい。
なお、各機器が送信する該制御信号は必要最小限の情報量のみとし、できる限り小さなパケットとする。また、一般データ通信帯域４９を用いて該制御信号を送信する場合、該送信を必要時のみとして、送信頻度を減らすことにより、ネットワーク上の全通信可能帯域からすれば十分小さい帯域とする。
【００６０】
ストリームデータ通信を行う帯域については、図６の例では、ストリームデータ通信帯域Ａ乃至Ｄ４５乃至４８の４つを有している。さらに、この４つのストリームデータ通信帯域は、ストリームデータを通信する可能性がある各機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４毎にそれぞれ割り当てられるものであり、全て途切れることなく周期的に繰り返して割り当てられ、ストリームデータをほぼ等時性を確保しながら通信させることが可能である。残りの一般データ通信帯域４９はストリームデータ以外の一般データの通信に使用される。この一般データ通信帯域４９は、一般データを通信する各機器間で通信データ量に応じて帯域を分割して使用することとしてもよいし、一般データを通信する機器間で均等に帯域を分割して使用してもよい。いずれの分割手法でもよく、ただ全ての機器が機器毎に対応して分割された一般データ通信帯域を越えて一般データの送信をしなければ、各機器が送信する一般データを着信側に確実に転送でき、且つ、４つのストリームデータ通信帯域を越えてストリームデータの通信がなされなければ、ストリームデータも途切れることなく送信され続ける。
【００６１】
なお、図６が示す例は、単位時間６当たりの各ストリームデータ，一般データの最大通信可能なデータ量の割合のみに意味がある。よって、図６では、ストリームデータ等のデータパケットが一塊りとなって送信されているが、実際は、これらのデータパケットが一塊りでなく、各ストリームデータ通信帯域４５乃至４８の期間までに発生するストリームデータを漏れなく転送すればよく、各ストリームデータ通信帯域４５乃至４８内にバラバラに存在して転送されてもよい。即ち、図６に示すデータ量の割合で各データの最大通信可能データ量の制限を設けることにより、転送経路３の帯域を越えることなく全てのデータを送信できるように制御すれば、各ストリームデータを途切れなく周期的に送信できる。さらに、ストリームデータの通信が終了すれば、転送経路３の通信モードを、ストリーム通信モードから通常通信モードに戻す。なお、常に、ストリーム通信モードにしておきたい場合には、このままストリーム通信モードを継続させることとすればよい。
【００６２】
上述のごとき、各機器に前置されたネットワーク通信装置あるいは各機器自身が送信可能な最大通信可能データ量に関して帯域制限を実現する手順即ちアルゴリズムを図７のフローチャートに示す。
まず、単位時間６が経過したかどうかを判断し（Ｓ５１）、単位時間６が経過している場合は（Ｓ５１のＹＥＳ）、新たに単位時間６内に送信できるデータ量だけ送信できるので、その機器に許容されているストリームデータの送信可能データ量（大きさ）をカウンタに設定し（Ｓ５２）、また、該機器に許容されている一般データの送信可能データ量（大きさ）を別のカウンタに設定する（Ｓ５３）。次に、送信すべきストリームデータがあるかを判定し（Ｓ５４）、ある場合は（Ｓ５４のＹＥＳ）、ストリームデータを１組パケット化して送信し（Ｓ５５）、送信した分設定したカウンタを減算する（Ｓ５６）。送信可能データ量分送信したか判断し（Ｓ５７）、まだであれば（Ｓ５７のＮＯ）、次のストリームデータがあるか調べるために、Ｓ５４のステップに戻る。一方、送信可能データ量分のストリームデータを送信した場合（Ｓ５７のＹＥＳ）、または、送信すべきストリームデータがない場合（Ｓ５４のＮＯ）は、ストリームデータの処理を終了させた後、送信すべき一般データがあるかを判定し（Ｓ５８）、ある場合は（Ｓ５８のＹＥＳ）、一般データを１組パケット化して送信し（Ｓ５９）、送信した分データ量（大きさ）分別のカウンタを減らす（Ｓ６０）。
送信可能な一般データ分の送信をしたか判断し（Ｓ６１）、まだであれば（Ｓ６１のＮＯ）、次の一般データがあるか調べるために、Ｓ５８のステップに戻る。送信すべき一般データがない（Ｓ５８のＮＯ）か、送信可能一般データ分を送信した場合（Ｓ６１のＹＥＳ）は、送信動作を終了する。
【００６３】
以上の送信アルゴリズムに従って、各機器がデータの送信を行えば、全ての機器の全ての送信データ量（単位時間６当たりのデータ量）の総和が転送経路３の通信可能帯域以下となるように制御されているため、各機器毎にストリームデータ通信帯域として予約状態にある通信帯域を用いてストリームデータを途切れなく送信させることができる。また、一般データも時間的に遅延する場合はあるが、確実に送信することができる。
また、前記のごとく、第２階層であるデータリンク層３２内の上位にかかる帯域制限アルゴリズムを実現する機能を付与することにより転送経路３への帯域の制御を行うこととすれば、第２階層以下の階層で、通常のイーサネット型のネットワークとして早い者勝ちの論理であるＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）方式のデータ通信を行っても、第２階層の上位で帯域制限しているため、あふれ出して送信できないデータが生じることも、大きく遅延するデータの発生もなくなる。
【００６４】
なお、図６に示したストリーム通信モードと通常通信モードとの切換は手動でも自動でもいずれの手段を用いてもよい、例えば、手動切換の場合においては、ストリームデータを送る必要が生じた場合は、全ての機器を手動でストリーム通信モードに切換えればよい。一方、自動切換の場合の１例としては、前記の図６に示す制御信号帯域４４を利用して、定期的に機器間で通信を行い、各機器は自分の通信モードをネットワークに接続されている他の全ての機器に対して送信し合い、１つでもストリーム通信モードで通信している機器が存在する場合は、他の全ての機器もストリーム通信モードに設定し、一方、そうでなく、全ての機器でストリームデータの通信がない場合は、全ての機器を通常通信モードに設定するようにすればよい。
【００６５】
かかる通信モードの遷移の全体の様子を示したものが図１３である。即ち、図１３はネットワークに接続されている４つの機器の送信データの種類に応じて、ネットワークの通信モードがストリーム通信モードと通常通信モードとの間を自動的に遷移する状態を示す図である。まず、全ての機器が通常通信モード状態９８にあり、ネットワークの通信モードが通常通信モードの状態（Ｓ９０）にある状況において、機器Ａ２１がストリームデータを送信するために、ネットワークの通信モードをストリーム通信モードに移行させるための手順を説明する。
【００６６】
最初に、ストリームデータを送信せんとする機器Ａ２１は、該データの送信に先立って、他の機器全てに対し、これからストリーム通信モードに移行することを通知する（Ｓ９１）。通知した機器Ａ２１および通知された機器Ｂ、Ｃ、Ｄ、２２、２３、２４は、ストリームデータの送信が始まる状態であることを通信モード「１」として記憶する。そして、通知した機器Ａ２１も通知された機器Ｂ、Ｃ、Ｄ、２２、２３、２４も全てストリーム通信モード状態９９に移行し、ネットワークへのデータ通信量を予め許容された制限以下のデータしか送信しないストリームデータ向けの通信を行う（Ｓ９２）。なお、図１３では、機器Ａ２１から機器Ｃ２３へストリームデータが送信されている。
【００６７】
ここで、さらに新たに機器Ｂ２２がストリームデータを送出する場合、機器Ｂ２２から、同様にして、他の機器全てに対し、これからストリームデータの送信を開始することを通知する（Ｓ９３）。通知した機器Ｂ２２および通知された機器Ａ、Ｃ、Ｄ、２１、２３、２４は新たなストリームデータの送信が始まる状態であることを通信モード「２」として記憶する。その後、機器Ｂ２２から機器Ｄ２４へのストリームデータの送信が開始される（Ｓ９４）。
【００６８】
その後、機器Ａ２１から機器Ｃ２３へのストリームデータの送信が終了すれば、機器Ａ２１はストリーム通信モードである必要はないため、ストリーム通信モード「１」を終了する機器Ａ２１は、他の全ての機器Ｂ、Ｃ、Ｄ、２２、２３、２４にストリーム通信モード「１」の終了の通知を出す（Ｓ９５）。
【００６９】
該通知を出した機器Ａ２１、及び、他の全ての機器Ｂ、Ｃ、Ｄ、２２、２３、２４はストリーム通信モード「１」が行われていた記憶を消去する。しかしながら、まだストリーム通信モード「２」は継続しているので、全ての機器はストリーム通信モードのままである（Ｓ９６）。ここで、機器Ｂ２２から機器Ｄ２４へストリームデータの転送が行われている。
【００７０】
さらに、残りの機器Ｂ２２から機器Ｄ２４へのストリームデータの通信も終了すれば、ストリームデータの通信を行っていた機器Ｂ２２から他の機器Ａ、Ｃ、Ｄ、２１、２３、２４にストリーム通信モード「２」の終了の通知を出す（Ｓ９６）。
通知を出した機器Ｂ２２、及び、他の全ての機器Ａ、Ｃ、Ｄ、２１、２３、２４は、ストリーム通信モード「２」が行われていた記憶を消去する。これにより、全てのストリーム通話モードの記憶が無くなるため、全ての機器はストリーム通信モードから通常通信モードに復帰する（Ｓ９７）。
【００７１】
さらに、上述した通信モードの切替アルゴリズムを図１４乃至図１６のフローチャートを用いて詳細に説明する。ここに、図１４は送信側の機器の通信モードの遷移動作を説明するためのフローチャートであり、図１５はストリームデータの送信開始の通知を受信する受信側の機器の通信モードがストリーム通信モードに切換わる動作を説明するためのフローチャートであり、また、図１６は受信側の機器の通信モードがストリーム通信モードから通常通信モードに復帰する動作を説明するためのフローチャートである。まず、図１４のフローチャートに従って送信側の機器の動作について説明する。まず、ストリームデータの送信を開始せんとする機器は、該ストリームデータの送信に必要な単位時間当たりのストリームデータの最大通信可能データ量即ち所要ストリームデータ通信帯域の大きさを計算する（Ｓ１０２）。その後、接続されている全ての情報機器の単位時間当りのストリームデータの最大通信可能データ量の総和である総許容ストリームデータ通信量を求め、通信ネットワークの最大通信可能データ量から該許容ストリームデータ通信量を差し引いた残余通信可能データ量も求める。即ち、一般データの通信に使用可能な残余の一般データ通信帯域の大きさも求める（Ｓ１０３）。なお、通常通信モードにおいては、全帯域が一般データ通信帯域となる。
【００７２】
計算で求めた残余通信可能データ量、即ち、残余の一般データ通信帯域が一般データの通信を可能とする通信量以上になっていることを確認し（Ｓ１０４）、そうでなければ、即ち、必要な一般データ通信帯域が残っていない場合（Ｓ１０４のＮＯ）、ストリームデータの送信をあきらめる。残りの一般データ転送帯域が十分あれば（Ｓ１０４のＹＥＳ）、一般データと共にストリームデータの通信を許容し、どのストリームデータの送信かを示すインデックスである管理番号を取得する（Ｓ１０５）。ストリームデータの送信を開始する通知を該管理番号とともに全ての他の機器に送信する（Ｓ１０６）。この時、使用するストリームデータ通信帯域に関する情報も送信する。さらに、各機器と同様に、通知を出した機器自体も管理番号と該番号の通信がストリーム伝送であることを記憶し、残り帯域の計算の記憶などを行い、ストリーム通信モードである旨を登録する（Ｓ１０７）。今までのネットワークの通信モードがストリーム通信モードであるかを確認し（Ｓ１０８）、通常通信モードであった場合には（Ｓ１０８のＮＯ）、ストリーム通信モードに設定する（Ｓ１０９）。
【００７３】
一方、ストリームデータの送信開始の通知を受けた全ての機器は、図１５に示すように、ストリームデータの送信開始の通知を受信した（Ｓ１２２）後に、同様に、ストリーム通信モードを登録する（Ｓ１２３）。この時、前記管理番号と該番号がストリーム通信であることの記憶と、受け取ったストリームデータ通信帯域から残りの一般データ通信帯域の計算などを行う。また、今までのネットワークの通信モードがストリーム通信モードであるかを確認し（Ｓ１２４）、通常通信モードであった場合（Ｓ１２４のＮＯ）、ストリーム通信モードに設定する（Ｓ１２５）。
【００７４】
以上の動作により、全ての機器がストリーム通信モードに設定されるので、ストリームデータの送信が可能となる。一度、ストリーム通信モードになれば、通常の一般データの送信をする場合も、ストリームデータの場合と同様に、帯域の確保・登録が行われた後に、該帯域の制限範囲内に収まるように制御されてはじめて一般データの送信を開始する。この場合は、管理番号と該番号がストリームデータではない一般データの送信であることを記憶し、残りの一般データ通信帯域の計算などを行う。
【００７５】
ストリームデータの送信を行った（Ｓ１１０）後は、ストリームデータの送信終了の通知を全ての機器に送信する（Ｓ１１１）。そして、ストリーム通信モードの登録を削除する（Ｓ１１２）。この時、管理番号と該番号がストリーム伝送であることの記憶を削除し、残りの一般データ通信帯域の再計算などを行う。
【００７６】
この後、現在登録されている通信モードの中に、まだストリーム通信モードがあるかどうかを確認し（Ｓ１１３）、ストリーム通信モードが登録されていない場合は（Ｓ１１３のＹＥＳ）、通常通信モードに復旧させる（Ｓ１１４）。この時、登録されている全ての一般データ通信を示す情報も全て削除される。
同様に、図１６に示すごとく、ストリームデータ送信終了の通知を受けた全ての機器は、ストリームデータ送信終了の通知を受けた（Ｓ１３２）後、ストリーム通信モードの登録を削除する（Ｓ１３３）。さらに、同様に、現在登録されている通信モードの中に、ストリーム通信モードがあるかどうかを確認し（Ｓ１３４）、ストリーム通信モードが登録されていない場合は（Ｓ１３４のＹＥＳ）、通常通信モードに復旧させる（Ｓ１３５）。
【００７７】
＜実施例３ 無線ネットワークにおけるストリームデータの通信例＞
次に、本発明にかかるネットワーク通信方法、ネットワーク通信装置及び情報機器における更に他の実施例について説明する。
本実施例は、有線系のネットワークではなく、ネットワークと情報機器との間の伝送系あるいはネットワーク内の伝送系に無線系の媒体を用いる場合のネットワークに、本発明にかかる送信データ量の帯域制限を行うネットワーク通信方法，ネットワーク通信装置あるいは情報機器を適用するものである。
ネットワークの伝送路として有線の線材を用いない無線ネットワークも広く普及しているが、かかる無線ネットワーク構成においても、前述した有線系のイーサネット技術を用いた場合とほぼ同様のことが可能である。しかしながら、無線系のネットワークの場合は、有線系ネットワークに比し、周囲の電波状況により、ノイズ等の発生頻度が高く、通信データが一時的に途切れる可能性が大きい。
【００７８】
一般に、通常の無線系のイーサネットのようなネットワークにおいては、エラーパケットは再送される。かかる場合の再送動作を図８に示す例で説明する。ここに、図８は伝送系でエラーが発生した場合の再送動作を説明するための模式図である。図８において、単位時間６内に転送するストリームデータに関するパケット群６１のいずれかのパケット６２が何らかの原因で受信側まで正しく送信できなかった場合、該データパケット６２は、受信側からの再送要求パケット（一般に、再送要求パケットは小さなパケットであり、図８には表現していないが、ストリームデータに関するデータパケットの再送要求パケットであれば、ストリームデータ通信帯域６９内に含まれている）により、該エラーパケット６２の再送データパケット６３が直ちに送信される。該再送データパケット６３が該ストリームデータ通信帯域６９内で直ちに送信されない限り実時間性を確保したストリームデータとしての意味を失う可能性がある。
【００７９】
本実施例では、ストリームデータの発生は単位時間６内に４パケットずつであり、該ストリームデータに関するデータパケット群６１を送信するに最低限必要なストリームデータの通信帯域（４パケット分）６８の大きさに比べ、ストリームデータ通信帯域６９は、再送データパケットの発生を考慮して、大きい値（５パケット分）に設定している。
したがって、図８には単位時間６内に５パケット分のストリームデータ通信帯域６９の事象例が示されている。初めの１単位時間６では１つのデータパケット６２のエラーがあり、再送データパケット６３として再送されているが、かかる再送データパケット６３も含め、１単位時間６内でストリームデータのデータパケット群６１の転送は完了している。よって、再送が生じても、単位時間６内にストリームデータの送信を完了させることができるので、ほぼ等時性が保たれたストリームデータの通信が実現される。
【００８０】
ただし、無線ネットワークにおいては、外部からのバースト性のノイズなどの原因により、１つのデータパケットのみでなく、より多くのエラーパケットが発生する場合がある。図８の２つ目の単位時間６は、単位時間６当たり４パケットからなるストリームデータのデータパケットのうち複数のデータパケットにエラーが発生している場合の一例を示している。ここでは、３つのデータパケット６２1，６２2，６２3にエラーが発生し、それぞれの再送データパケット６３1，６３2，６３3として３パケット分が追加されてストリームデータ通信帯域６９を越えて合計７パケットのストリームデータに関するデータパケット群６１1を送信している。このため、それ以降のデータパケットの転送が遅れることになる。ストリームデータ以外の一般データ６４は多少遅れても問題にならない。しかしながら、その後の３つ目の単位時間６では、実時間性を要するストリームデータ６１2も少し遅れて送信されることになる。
【００８１】
一般に、ストリームデータを受ける受信側では、受信バッファを用意し、このバッファがある程度満たされてから受信ストリームデータの再生等の処理を開始する。そのため、単純に考えれば、該受信バッファが空になるまでに次のストリームデータに関するデータパケットを受信すればよいことになる。
図８に示す例においては、２つ目の単位時間６の３つのデータパケットのエラーが生じている場合でも、３つ目の単位時間６の終わりまでにはデータパケットの受信の遅れは完全に取り戻され、図８の４つ目の単位時間６においては完全に元の状態に復帰している。よって、図８の３つ目の単位時間６に示す程度のストリームデータパケット群６１2の転送遅れでは、一般には、前記受信バッファで遅れが吸収されて全く問題にならない範囲となるということができる。
このように、単位時間６当たりのデータ通信帯域に余裕を持たせることにより、無線ネットワークのごとく、頻繁に伝送系にエラーが発生する場合であっても、データパケットの抜けや遅れが生じないストリームデータの通信が可能になる。
【００８２】
なお、データパケットを生成する際に、エラーの修正が可能なエラーコレクトコードをデータパケットに含めて作成すれば、再送データパケットの送信が不要となるか、もしくは、再送データパケットの発生回数を大幅に減少させることができる。また、従来の例にあるごとく、ストリームデータとしてさらに厳しく等時性を要求する場合には、ストリームデータに関し、たとえエラーが発生しても、等時性の観点から、再送を全くしないようにしてもよく、前述の本実施例で示したごとき、再送方法が本発明を限定または拘束するものではない。
【００８３】
なお、伝送系でエラーが発生して再送データパケットが発生した場合の一例を図１２に示す。
ここに、図１２は、発生したストリームデータから生成したデータパケットの送信後、再送手順を経て、着信したデータパケットから元のストリームデータを復元するまでの動作を説明するための模式図である。図１２においては、全体としては、図１１と同様であるが、１つのデータパケット４3のみが、受信バッファ７２においてエラーデータパケット８１として検出され、再送データパケット８５として再送されてデータパケット８７として蓄積される部分のみが異なる。受信したエラーパケットがエラーかどうかの判定はネットワーク通信装置内にある受信バッファ７２で受信した際に判定される。エラーを検出した場合は、直ちに再送要求パケット８２が転送経路３に送信される。なお、ストリームデータ通信帯域１１は少し多めに確保してあること、再送要求パケット８２は小さなパケットであることから、ストリームデータ通信帯域１１を大幅に圧迫する可能性は十分小さい。
【００８４】
再送要求パケット８２は転送経路３を経て、さらに再送要求パケット８３として送信バッファ７１まで送られる。ネットワーク通信装置内にある送信バッファ７１では、再送要求されたデータパケット４3の再送データパケット８５をただちに送信する。送信された再送データパケット８５は転送経路３を介して受信バッファ７２へ送られ、該受信バッファ７２内で再送データパケット８７として受信され、パケットに付されている通し番号順になるように、符号８８の矢印に示すごとく順序付けられて、データシンク源１０に送られる。後は図１１の場合と同様である。
なお、かかる再送制御自体は、たとえばＴＣＰ／ＩＰなどのごとき、従来から広く用いられている通常のプロトコルを用いることにより、実現することができ、特別の制御を必要とするものではない。
また、上述した送信バッファ７１、受信バッファ７２は必ずしもネットワーク通信装置内に備えさせなくてもよい。即ち、帯域制限させる制御機能が情報機器内に用意されれば、送信バッファ７１、受信バッファ７２は、該情報機器内に備えられていてもよい。
【００８５】
次に、参考までに、具体的なネットワークの例を用いて、一般データ通信帯域を考慮しない場合のストリームデータ通信帯域を算出する。即ち、ここでは、イーサネット型のネットワークを例にとって、ストリームデータ通信帯域を計算する。現在主流になりつつある１００ＢＡＳＥ−Ｔにおける実際の最大データ通信可能な量を、たとえば、物理的な最大通信可能データ量の半分の５０Ｍｂｐｓとした場合、６Ｍｂｐｓの動画ファイルであるＭＰＥＧ２データであれば、８本のストリームデータとしての通信が可能である。また、２０Ｍｂｐｓのデジタル動画像であっても、２本のストリームデータの通信ができる。さらに、今後普及すると見られる１０００ＢＡＳＥ−Ｔでは、実際の最大データ転送可能な帯域を半分の５００Ｍｂｐｓとした場合、６Ｍｂｐｓの動画ファイルであるＭＰＥＧ２データであれば、８０本以上のストリームデータを、また、２０Ｍｂｐｓのデジタル動画像であっても、約２５本のストリームデータを通信できる。
【００８６】
＜実施例４：最大通信可能データ量を制限する帯域制限機能を有していない情報機器を含むネットワーク等とのネットワーク接続例＞
次に、本発明にかかるネットワーク通信方法及びネットワーク通信装置における更に他の実施例について説明する。即ち、前述したごとく、本発明のストリームデータ通信を可能とするネットワーク通信方法においては、該ネットワークに接続される全ての機器が本発明にかかるネットワーク通信装置を前置させたりすることにより、ネットワークに送信することができる最大通信可能データ量を制限する帯域制限を行う方法を有している必要がある。したがって、一部の機器でも該帯域制限に非対応の機器がある場合や該帯域制限非対応の既存のネットワークと相互に接続したい場合においては、かかる機器やネットワークとの接続機能を有する通信装置として該帯域制限を行う機能も有する帯域制限器を介してネットワークに接続させることにより、機器間のストリームデータの転送動作を可能とすることができ、当該非対応機器との間でもストリームデータの転送動作を実現させることもできる。
【００８７】
本実施例は、かかる帯域制限器に関するものである。図９は、本発明にかかる帯域制限器を有するイーサネット型ネットワーク構成の一例を示す図である。図９は、図４に示すネットワーク構成に対して、帯域制限器２７を介して、前述のごとき帯域制限を有していない通常のイーサネット型機器を外部機器２８として接続している。この場合、帯域制限器２７が、前述のネットワーク通信装置２９と同様に、外部機器２８から送られてくるデータパケット量を制限する。つまり、ネットワーク通信装置２９あるいは帯域制限機能を内蔵する他の機器Ａ乃至Ｄ２１乃至２４と同じように通信モードの変更やストリームデータ通信や一般データ通信の帯域制御を帯域制限器２７において実施させればよい。例えば、図１０は、帯域制限器２７を介して接続した外部機器２８が使用することができるデータ通信帯域を示す模式図であり、図６に示す模式図に対して、外部機器２８用のデータ通信帯域として新たなデータ通信帯域５０を割り付けたものである。図１０に示すごとく、追加した外部機器２８用のデータ通信帯域５０のように新たなデータ通信帯域を別途追加させ、このデータ通信帯域５０の範囲内で外部機器２８と接続することとすれば、ネットワーク全体のデータ通信を圧迫することはなく、他の機器が行うストリームデータ通信にも影響を及ぼすこともなく、該ストリームデータに関するデータパケットは遅れや途切れのないストリームデータ通信を実現することができる。
【００８８】
以上に説明したように、従来の通常のイーサネット型機器や既存のネットワークとの接続の場合も含め、僅かな機器と機能追加のみで、安価な形態のネットワーク環境において途切れのないストリームデータの通信が可能となる。さらに、今後、広く普及するとされる１０００ＢＡＳＥ−Ｔであれば、デジタル動画像を２５本近くのストリームデータ通信として実現が可能であり、一般的な家庭内において、ＡＶ機器を相互に接続して使用するホームネットワークとしては十分な性能を有している。また、１０００ＢＡＳＥ−Ｔでは、通信距離も最大１００ｍまで可能であるため、部屋間通信も問題なく可能である。さらに、外部とのインターネット等の接続も、モデムやルータを帯域制限器を介して帯域を制限した形で接続することにより、従来と同様に同じネットワーク環境下で使用することができる。
【００８９】
【発明の効果】
イーサネット等の安価なパケット通信型ネットワーク技術を利用して、動画、音声などのストリームデータをほぼ等時性を確保して途切れることなく通信できるネットワーク通信方法、ネットワーク通信装置及び情報機器を経済的に実現できる。
既存のイーサネット等のパケット通信型ネットワーク技術を利用しているため、従来から使用されていた全ての通信サービスがそのままの形態で引き続き使用できる。
【００９０】
データパケットの再送を可能にするので、ノイズ等の発生により送信できなかった情報も再度送ることが可能であり、無線を介したネットワーク環境下でも、途切れのないほぼ等時性を確保したストリームデータの通信が経済的に実現できる。
既存のイーサネット等では、１００ｍ程度の距離でも通信が可能であるため、イーサネット技術を用いたネットワークに対して本発明を用いることにより、部屋間、家間でもストリームデータの通信が可能となる。
【００９１】
帯域制限機能を持たない従来の機器や既存のネットワークとの接続に対しても、帯域制限器を介して接続することにより、同じネットワーク環境を実現させることができ、従来からのネットワーク接続と安定したストリームデータの通信とを両立させることができるネットワークが使用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】パケット通信型ネットワークに接続されている機器のいずれか１つのみで送信すべきストリームデータが発生した場合の送信状態を示す模式図である。
【図２】複数のデータの発生がある場合の送信状態を示す模式図である。
【図３】本発明にかかるネットワーク通信方法を説明するための模式図である。
【図４】パケット通信型、あるいは、イーサネット型通信を行うネットワークの構成の一例を示す図である。
【図５】図４のネットワーク接続状態例における各通信プロトコルの階層を示す模式図である。
【図６】イーサネット型ネットワークにおいて、ストリームデータ通信を実現する例を示す模式図である。
【図７】帯域制限を実現するアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図８】伝送系でエラーが発生した場合の再送動作を説明するための模式図である。
【図９】本発明にかかる帯域制限器を有するイーサネット型ネットワーク構成の一例を示す図である。
【図１０】帯域制限器を介して接続した外部機器が使用することができるデータ通信帯域を示す模式図である。
【図１１】発生したストリームデータから生成したデータパケットの送信後、着信データパケットから元のストリームデータを復元するまでの動作を説明するための模式図である。
【図１２】発生したストリームデータから生成したデータパケットの送信後、再送手順を経て着信したデータパケットから元のストリームデータを復元するまでの動作を説明するための模式図である。
【図１３】ストリーム通信モードと通常通信モードとの間を自動的に遷移する状況を示す図である。
【図１４】送信側の機器の通信モードの遷移動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】ストリームデータの送信開始の旨の通知を受信する受信側の機器の通信モードがストリーム通信モードに切換わる動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】受信側の機器の通信モードがストリーム通信モードから通常通信モードに復帰する動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１…データ発生源（１）、２，２1〜２14…ストリームデータパケット、３…転送経路、４，４1〜４14…転送経路上のストリームデータパケット、５…受信ストリームデータパケット、６…単位時間、７…データ発生源（２）、８，８1〜８10…一般データパケット、９，９1〜９10…転送経路上の一般データパケット、１０…データシンク源、１１…ストリームデータ通信帯域、１２…一般データ通信帯域、１３…送信開始点（データ発生源（１））、１４…送信開始点（データ発生源（２））、２１…機器Ａ、２２…機器Ｂ、２３…機器Ｃ、２４…機器Ｄ、２５…接続線、２６…ハブ（ＨＵＢ）、２７…帯域制限器、２８…通常のイーサネット型外部機器、２９，２９1〜２９4…ネットワーク通信装置、３１…物理層（第１層）、３２…データリンク層（第２層）、３３…ネットワーク層（第３層）、３４…トランスポート層〜プレゼンテーション層（第４〜６層）、３５…アプリケーション層（第７層）、４１…通常通信モードの帯域割当て、４２…通常通信モードにおけるデータ配列、４３…ストリーム通信モードの帯域割当て、４４…制御信号帯域、４５…ストリームデータ通信帯域Ａ、４６…ストリームデータ通信帯域Ｂ、４７…ストリームデータ通信帯域Ｃ、４８…ストリームデータ通信帯域Ｄ、４９…一般データ通信帯域、５０…追加した外部機器のデータ通信帯域、６１，６１1，６１2…単位時間当たりのストリームデータパケット群、６２，６２1，６２2，６２3…ストリームデータにおけるエラーデータパケット、６３，６３1，６３2，６３3…再送データパケット、６４…他の信号パケット（一般データ）、６８…最低限必要なストリームデータ通信帯域、６９…ストリームデータ通信帯域、７０…ストリームデータ発生部、７１…送信バッファ、７２…受信バッファ、７３…ストリームデータ再生部、７４…再送要求信号、７５…ストリームデータ、７６…送信データパケット（送信バッファ内）、７７…受信パケット（受信バッファ内）、７８…再生されたストリームデータ、８１…エラーデータパケット、８２，８３…再送要求パケット、８５…転送経路上の再送データパケット、８７…受信バッファ内の再送データパケット、９８…通常通信モード状態、９９…ストリーム通信モード状態。
Claims (8)
- 複数の情報機器を相互に接続して、実時間性を要するストリームデータ及び通信転送遅延が許容される一般データを通信する通信ネットワークに用いられるネットワーク通信方法において、前記各情報機器が、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定することができ、前記各情報機器が複数の通信モードを有し、前記情報機器のいずれか一つでも前記ストリームデータの通信を行う際には、前記通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が、前記単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定するストリームデータ通信モードに移行し、前記情報機器全てが前記ストリームデータの通信がなされない状態にある際には、前記情報機器のいずれもが、前記単位時間毎の前記最大通信可能データ量の制限を受けることなくデータ通信を行うことができる通常通信モードに移行することを特徴とするネットワーク通信方法。
- 請求項１に記載のネットワーク通信方法において、前記単位時間毎に通信することができる通信ネットワークの最大通信可能データ量を、該通信ネットワークに接続されている全ての情報機器が前記単位時間毎に通信することができる前記ストリームデータの最大通信可能データ量の総和である総許容ストリームデータ通信量よりも大きくすることを特徴とするネットワーク通信方法。
- 請求項２に記載のネットワーク通信方法において、前記通信ネットワークの最大通信可能データ量から、前記総許容ストリームデータ通信量を差し引いた残りである通信ネットワークの残余通信可能データ量を求めて、該残余通信可能データ量が前記一般データの通信を可能とする通信量以上である場合に、前記一般データと共に前記ストリームデータの通信を許容することを特徴とするネットワーク通信方法。
- 請求項１乃至３のいずれかに記載のネットワーク通信方法において、前記通信ネットワークの構成がイーサネット（登録商標）型のネットワークからなることを特徴とするネットワーク通信方法。
- 請求項１乃至３のいずれかに記載のネットワーク通信方法において、前記通信ネットワークの物理層を構成する通信媒体が無線通信媒体からなることを特徴とするネットワーク通信方法。
- 複数の情報機器を相互に接続して、実時間性を要するストリームデータ及び通信遅延が許容される一般データを通信する通信ネットワークに用いられるネットワーク通信装置において、前記各情報機器が、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定する通信帯域設定手段を有し、最大通信可能データ量を制限する帯域制限機能を有していない情報機器あるいは通信ネットワークと接続して通信する際には、前記単位時間毎に該情報機器あるいは該通信ネットワークと通信することができる最大通信可能データ量を、あらかじめ定められた値以下に制限する通信帯域制限手段を介して接続することを特徴とするネットワーク通信装置。
- 実時間性を要するストリームデータ及び通信遅延が許容される一般データを通信する通信ネットワークに用いられる情報機器において、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を設定する通信帯域設定手段を有し、最大通信可能データ量を制限する帯域制限機能を有していない情報機器あるいは通信ネットワークと接続して通信する際には、前記単位時間毎に該情報機器あるいは該通信ネットワークと通信することができる最大通信可能データ量を、あらかじめ定められた値以下に制限する通信帯域制限手段を介して接続することを特徴とするネットワーク通信装置。
- 複数の情報機器を相互に接続して、実時間性を要するストリームデータ及び通信遅延が許容される一般データを通信するネットワーク通信に用いられるプログラムが記録された記録媒体において、前記各情報機器が、あらかじめ定められている単位時間毎に通信することができる、前記ストリームデータ及び前記一般データのそれぞれの最大通信可能データ量を、前記情報機器毎に個別に、もしくは、前記情報機器全てに共通に設定し、最大通信可能データ量を制限する帯域制限機能を有していない情報機器あるいは通信ネットワークと接続して通信する際には、前記単位時間毎に該情報機器あるいは該通信ネットワークと通信することができる最大通信可能データ量を、あらかじめ定められた値以下に制限する通信帯域設定方法をコンピュータに実施させるためのプログラムとして記録させたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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