JP4547816B2

JP4547816B2 - 帯域制御回路

Info

Publication number: JP4547816B2
Application number: JP2001061825A
Authority: JP
Inventors: 浩村田
Original assignee: ネッツエスアイ東洋株式会社
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2021-03-06
Also published as: JP2002271381A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯域制御回路に関し、特に、コネクションレス型ネットワーク中のＱＯＳ機能を備えていないレイヤレベルにおいて任意に帯域制限を行なう技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ローカルネットワーク（ＬＡＮ）としてイーサネット（Ethernet）（日本国登録商標：FujiXerox）が多用されている。このイーサネットと呼ばれるネットワーク方式は、現在、ＩＳＯのＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルを考慮して、IEEE802.3として規格が定められている。
【０００３】
前記ＯＳＩ参照モデルとは、ＩＳＯ（国際標準化機構）によって提案されたネットワーク・システムの規格モデルであって、ネットワーク・システムを7つのレイヤ（層）に分け、各層の役割と機能が定められている。
この7つの階層は、第１レイヤ「物理（フィジカル）層」、第２レイヤ「データリンク層」、第３レイヤ「ネットワーク層」、第４レイヤ「トランスポート層」、第５レイヤ「セッション層」、第６レイヤ「プレゼンテーション層」、第７レイヤ「応用（アプリケーション）層」に分けられ、それぞれが上位の層にサービスを提供する仕組みとなっている。
例えば、第1レイヤの物理層では、シリアル/パラレル、或いは光／電気のような伝送方式の電気的・機械的仕様が規定され、第２レイヤのデータリンク層では、イーサネットやIEEE802などのサブネット・プロトコルが規定される。また、インターネットの標準的プロトコルであるＴＣＰ／ＩＰは、ＩＰ（internet protocol）が第３レイヤのネットワーク層に、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）が第４レイヤのトランスポート層にあたる。
【０００４】
第２レイヤのデータリンク層において規定されるイーサネットでは、イーサネット上を流れる情報は全てイーサネットフレームと呼ばれるパケットに入れられる。
図６は、イーサネットフレームの構成例を示す図であり、フレームの先頭と最後にはそれぞれプリアンブル（７bytes）及び開始デミリッタ：ＳＦＤ（１bytes）と、ＣＲＣ符号（４bytes）が付けられる。
プリアンブルは受信側で信号の先頭を見つけ、且つクロックを再生するときのトリガに使用され、開始デミリッタはこれ以下がデータフレーム（ＭＡＣ層）であることを示す。また、ＣＲＣ符号はデータフレームの内容の正当性をチェックするために使用される。
そして、データフレームの先頭には送信先と送信元を表わすＭＡＣ（Media Access Control）アドレスが6bytesずつ並んでおり、例えば、送信先アドレスがFF-FF-FF-FF-FF-FFなら、それはブロードキャストを表わす。
【０００５】
前記ＭＡＣアドレスとは、ネットワークカード等の通信インタフェース機器それぞれに固有に割当てられた物理アドレスである。例えば、イーサネットのＭＡＣアドレスは、6bytes長で、先頭の3bytesはベンダコードとしてIEEEが各企業など毎に管理／割り当てを行なっており、残り3bytesは各ベンダで独自に（重複しないように）管理している。このように管理されるので、世界中で同じ物理アドレスを持つイーサネットカード等は存在せず、すべて異なるＭＡＣアドレスが割り当てられていることになる。イーサネットではこのアドレスを元にしてフレームの送受信を行なっている。
【０００６】
一方、企業内や企業間のデータ通信に利用されるプロトコルは、基幹業務のＷｅｂ利用やグループウェア導入などにより、上述のＩＰが多用されるようになった。そして、従来、企業内ネットワーク（イントラネット）を構築する際には、専用線やフレームリレー網を利用して独自にネットワークを構成していたが、近年にあっては、一般にキャリアと呼ばれる電気通信事業者が提供するＩＰネットワークサービスが利用されるようになってきた。このＩＰネットワークサービスの利用に際し、キャリアネットワークのアクセスポイントまでの接続（アクセス回線）は、ユーザ（企業など）が必要とする伝送速度に応じて高速専用線（ディジタルアクセス）やＡＴＭ専用線が一般的なものであったが、ユーザのＬＡＮインタフェースであるイーサネットを光ファイバで直接収容するＬＡＮ直収サービスを提供するキャリアが現れ始めた。
【０００７】
図７は、従来のＬＡＮ直収サービスによるシステム構成例を示す図である。
この図に示すＬＡＮ直収サービスは、一個所の局設備により複数のユーザＬＡＮを、アクセス回線を介して収容している場面（ＬＡＮの延長接続）を示しており、ここではアクセス回線として光ファイバ３０を用いている。そして、光ファイバ３０の両端にはメディアコンバータ２０ａ、２０ｂが設けられる。このメディアコンバータは、光信号／電気信号相互変換機能を有するもので、具体的にはイーサネットにおけるＴＸとＦＸを変換するもののことを言う。
【０００８】
ここで、メディアコンバータの構成例について図８を用いて説明する。
この図８に示すメディアコンバータ２０は、光モジュール２１と物理層デバイス２２とメディアコンバータ回路２３と物理層デバイス２４とトランス２５とが縦列に接続された構成である。
前記光モジュール２１は、光／電気変換を行ない、物理層デバイス２２及び２４は、伝送媒体に合わせたコード変換及び符号則変換を行ない、メディアコンバータ回路２３は、前記物理層デバイス２２及び２４の間で行われる通信においてクロックとデータのタイミング整合等を図っている。
【０００９】
それぞれのユーザ側では、複数の端末装置５０をＨＵＢ４０に接続し、このＨＵＢ４０はメディアコンバータ２０ｂに接続している。
一方、局設備側では、前記メディアコンバータ２０ｂに対向するメディアコンバータ２０ａを複数備えており、これらメディアコンバータ２０ａをレイヤ２スイッチ６０に接続し、更に、レイヤ２スイッチ６０はレイヤ３スイッチ７０に接続し、レイヤ３スイッチ７０からキャリアネットワーク８０に接続している。
ここで、ユーザ側において複数の端末装置５０とＨＵＢ４０を備えたイーサネットＬＡＮが構成され、例えば、端末装置５０とＨＵＢ４０間は１０ＢＡＳＥ−Ｔとし、ＨＵＢ４０とメディアコンバータ２０ｂ間は１００ＢＡＳＥ−ＴＸのイーサネットであるとする。
【００１０】
メディアコンバータ２０ｂは１００ＢＡＳＥ−ＴＸの電気信号を光信号に変換し、１００ＢＡＳＥ−ＦＸとして光ファイバ３０に接続する。１００ＢＥＳＥ-ＦＸは、シングルモードまたはマルチモードの光ファイバケーブルを使用し、ＵＴＰ（Unshielded Twist Pair）ケーブルでは不可能な遠距離の接続を可能にするために用いる。例えば、上述のシングルモード光ファイバを用いれば、全二重モード接続で２０〜４０ｋｍ程度まで通信距離を延ばすことが可能となる。一方のマルチモード光ファイバは、シングルモードよりも安価な光ファイバケーブルで、半二重モード時で４００ｍ程度まで、全二重モード時で２ｋｍ程度までの接続が可能である。
その他、光ファイバケーブルは電磁波ノイズの影響を受けにくいので、長距離接続に利用する以外にも、工場や研究施設などのように、ノイズが多く発生する場所において、ノイズ影響の防止ために光ファイバを利用することもある。
【００１１】
長距離の光ファイバ３０を介して到来する光信号（１００ＢＡＳＥ−ＦＸ）は、局設備側のメディアコンバータ２０ａにより再び電気信号（１００ＢＡＳＥ−ＴＸ）へ変換され、レイヤ２スイッチ６０及びレイヤ３スイッチ７０を経てキャリアネットワーク８０に送出されるのである。
【００１２】
ところで、図７に示した構成例にあってはアクセス回線の伝送速度は１００Ｍｂ／ｓまで対応しているが、全てのユーザがこの速度による最大帯域（トラフィック容量）を必要としているとは限らない。
そこでキャリアは、様々な利用可能帯域毎に料金設定をした形でサービスを提供することになり、これによりイーサネット上において帯域を制御する機能が必要となる。例えば、最小５Ｍｂ／ｓ〜最大１００Ｍｂ／ｓまでの５Ｍｂ／ｓステップによるサービス設定において、１０Ｍｂ／ｓで契約したユーザに対しては、１０Ｍｂ／ｓを越えるトラフィックは抑圧し、且つ、１０Ｍｂ／ｓ以下の帯域は確保する制御を行なう。このような機能を一般にＱＯＳ（quality of service）機能といい、このＱＯＳ機能にはデータ転送速度や遅延時間の他に、データの欠落や、ビット誤り率などの品質パラメータを満たすよう動作する。
【００１３】
ところが、イーサネット技術は、本質的にベストエフォート型（最善努力型）の通信方式であり、ＱＯＳ機能は含まれていないため、イーサネット上においてレイヤ２レベルでの帯域制御を行なうことができない。
そこで、従来は、ルータが有するレイヤ４レベルにおけるＱＯＳ機能（例えば、ＴＣＰが実装するＱＯＳ機能）を利用することが行われていた。
図９は、従来の帯域制御対応システム構成例を示す図であり、上述の図７に示した構成に、更に帯域制御機能を持ったルータ（帯域制御装置）９０を加えたものである。ここで用いるルータ９０では、ルーティング機能等は使用ぜず、単に帯域制御のためだけに配置している。なお、局設備側においてルーティングを行なう機能ブロックはレイヤ３スイッチ７０であり、レイヤ３スイッチ７０もＱＯＳ機能を有するものの、下位層のレイヤ２スイッチ６０を介してのアクセス回線それぞれについては対応することはできない。
このようにして従来は、様々な利用可能帯域毎のＬＡＮ直収サービスを提供すると共に、アクセス回線毎の帯域制御を実現していた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の帯域制御においては、以下に示すような問題点があった。つまり、帯域制御機能を持つルータは高価であるにもかかわらず、アクセス回線毎に配置する必要があるため、コスト高と局設備規模増大を招く要因となっていた。
【００１５】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、レイヤ２レベルでの帯域制御機能を有する帯域制御回路を提供し、これをレイヤ２以下のネットワーク機器に組み込むことにより帯域制御のために配置するルータを不要とすることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係わる帯域制御回路の請求項１の発明は、コネクションレス型ネットワーク中のＱＯＳ機能を備えていないレイヤレベルにおいて任意に帯域制限を行なう帯域制御回路であって、正規フレームの流量を監視するトラフィック監視部と、前記トラフィック監視部からの帯域制御情報に基づいてダミーフレームを生成し送出するダミーフレーム生成部と、複数のポートインタフェースを有し、正規フレームが第１のポートインタフェースに入力されるとこれに対応する第３のポートインタフェースは優先度の低い第１の送信バッファへ出力し、ダミーフレームが第２のポートインタフェースに入力されるとこれに対応する第３のポートインタフェースは優先度の高い第２の送信バッファへ出力するＩ／Ｆ部と、前記第１の送信バッファ及び第２の送信バッファからの出力を優先度の高いほうから順に通過させる優先判定部と、前記優先判定部からの出力のうちダミーフレームは破棄し正規フレームは通過させる正規フレーム／ダミーフレーム検出部とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係わる帯域制御回路の請求項２の発明は、コネクションレス型ネットワーク中のＱＯＳ機能を備えていないレイヤレベルにおいて任意に帯域制限を行なう帯域制御回路であって、下り方向の正規フレームの流量を監視する第１のトラフィック監視部と、上り方向の正規フレームの流量を監視する第２のトラフィック監視部と、前記第１のトラフィック監視部からの帯域制御情報に基づいてダミーフレームを生成し送出する第１のダミーフレーム生成部と、前記第２のトラフィック監視部からの帯域制御情報に基づいてダミーフレームを生成し送出する第２のダミーフレーム生成部と、複数のポートインタフェースを有し、下り方向の正規フレームが第１のポートインタフェースに入力されるとこれに対応する第３のポートインタフェースは優先度の低い第１の送信バッファへ出力し、第１のダミーフレーム生成部からのダミーフレームが第２のポートインタフェースに入力されるとこれに対応する第３のポートインタフェースは優先度の高い第２の送信バッファへ出力し、上り方向の正規フレームが第３のポートインタフェースに入力されるとこれに対応する第１のポートインタフェースは優先度の低い第３の送信バッファへ出力し、第２のダミーフレーム生成部からのダミーフレームが第４のポートインタフェースに入力されるとこれに対応する第１のポートインタフェースは優先度の高い第４の送信バッファへ出力するＩ／Ｆ部と、前記第１の送信バッファ及び第２の送信バッファからの出力を優先度の高いほうから順に通過させる第１の優先判定部と、前記第３の送信バッファ及び第４の送信バッファからの出力を優先度の高いほうから順に通過させる第２の優先判定部と、前記第１の優先判定部からの出力のうちダミーフレームは破棄し正規フレームは通過させる第１の正規フレーム／ダミーフレーム検出部と、前記第２の優先判定部からの出力のうちダミーフレームは破棄し正規フレームは通過させる第２の正規フレーム／ダミーフレーム検出部とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係わる帯域制御回路の請求項３の発明は、前記請求項１または２記載の帯域制御回路において、前記トラフィック監視部に代えて、ユーザ利用帯域指定部を備え、該ユーザ利用帯域指定部は予め設定されるユーザ情報に基づいて帯域制御情報を前記ダミーフレーム生成部に供給し、ダミーフレーム生成部からは常時一定（送出しない場合も含む）のダミーフレームが出力されるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係わる帯域制御回路の請求項４の発明は、前記請求項１乃至３記載の帯域制御回路において、前記各ポートインタフェースは、ＭＡＣアドレス参照テーブルを有し、前記正規フレーム／ダミーフレーム検出部は、前記正規フレームと前記ダミーフレームとをＭＡＣアドレスに基づいて検出し、レイヤ２レベルにおいて帯域制限するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施の形態例に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明に係わる帯域制御回路の実施の形態例を示す機能ブロック図であり、説明を簡略化するために片方向の信号の流れに対し帯域制御を行なう場合の構成としている。なお、この帯域制御回路は、ここでは図２に示す如くメディアコンバータに内蔵したものとして以下に説明する。
【００２１】
まず、図２は本発明に係わる帯域制御回路をメディアコンバータに適用した例を示す図であり、図８に示した従来のメディアコンバータと同様の機能ブロックについては同一の記号を付してその説明を省略する。
この図に示すメディアコンバータ２６は、物理層デバイス２２とメディアコンバータ回路２３の間に帯域制御回路１を設けて構成している。
なお、帯域制御回路１の入出力インタフェース部分は、「ＭＩＩ」、または「ＲＭＩＩ」である。イーサネットの多くは搬送波感知多重アクセス／衝突検出（ＣＳＭＡ／ＣＤ）規格に準拠しており、このＣＳＭＡ／ＣＤの８０２モデルにおいて、メディア独立インタフェース（ＭＩＩ）規格によって定義されたインタフェースである。
【００２２】
図１に戻って説明する。この例に示す帯域制御回路１は、受信フレーム２を監視するトラフィック監視部２と、トラフィック監視部２からの帯域制御情報に基づいてダミーフレームを生成するダミーフレーム生成部３と、ポート４ａ〜４ｃを有するスイッチ部５と、正規フレーム／ダミーフレーム検出部６とを備えており、前記スイッチ部５のポート４ａは送信フレーム２及び受信フレーム２に対応する入出力ポートであり、ポート４ｂはダミーフレーム生成部３に対応する入力ポートであり、ポート４ｃは受信フレーム１及び送信フレーム２に対応する入出力ポートである。なお、前記正規フレーム／ダミーフレーム検出部６はスイッチ部５のポート４ｃに接続し、正規フレーム／ダミーフレーム検出部６の出力が送信フレーム１となる。
【００２３】
更に、前記スイッチ部５は、以下の機能ブロックを備える。即ち、ポート４ａに対応するポートインタフェース７ａとポート４ｂに対応するポートインタフェース７ｂとポート４ｃに対応するポートインタフェース７ｃを有するインタフェース（Ｉ／Ｆ）部８と、ポートインタフェース７ａからの信号を一旦蓄積しポート４ａに送出する送信バッファ１０ａと、ポート４ａからの信号を一旦蓄積しポートインタフェース７ａに送出する受信バッファ９ａと、ポート４ｂからの信号を一旦蓄積しポートインタフェース７ｂに送出する受信バッファ９ｂと、ポート４ｃからの信号を一旦蓄積しポートインタフェース７ｃに送出する受信バッファ９ｃと、ポートインタフェース７ｃの一方の出力からの信号を一旦蓄積し優先判定部１１に送出する送信バッファ１０ｂと、ポートインタフェース７ｃのもう一方の出力からの信号を一旦蓄積し優先判定部１１に送出する送信バッファ１０ｃと、前記送信バッファ１０ｂ及び１０ｃからの信号を予め設定された優先度に基づいて順次ポート４ｃに送出する優先判定部１１とを備える。
【００２４】
前記送信バッファ１０ｂ及び１０ｃには優先度が定められており、この優先度設定はＩ／Ｆ部８にＩ／Ｆ部設定として予め設定される。これにより、ここでは、送信バッファ１０ｂは優先度が低く、送信バッファ１０ｃは優先度が高く設定されている。なお、この優先度設定の情報は、優先判定部１１へも通知される。
【００２５】
この図に示す帯域制御回路は以下のように機能する。即ち、トラフィック監視部２は、受信フレーム２としてポート４ａに到来するイーサネットフレーム（これを、正規フレームという）の単位時間当りの利用帯域幅を監視しており、トラフィック監視部２に予め設定さたユーザ利用可能帯域値（契約伝送速度）と比較した結果を帯域制御情報として常に、或いは定期的にダミーフレーム生成部３へ出力する。
【００２６】
ダミーフレーム生成部３は、トラフィック監視部２からの帯域制御情報により、単位時間当りの利用帯域幅がユーザ利用可能帯域値を越えた時にダミーフレームを出力する。ここでいうダミーフレームとは、イーサネットフレームの形式に則ったもので、予め定めた特定パターンからなるデータを挿入し、且つヘッダ部分の宛先ＭＡＣアドレス及び送信元ＭＡＣアドレスはそれぞれ独自の固定アドレス（製造元で管理しているＭＡＣアドレスを２つ利用する）とした固定長のフレームである。
【００２７】
このダミーフレームが、ポート４ｂ及び受信バッファ９ｂを介してポートインタフェース７ｂへ入力されると、ポートインタフェース７ｂは経路選択としてポートインタフェース７ｃへ転送する。
ここで、経路選択について説明する。経路選択は、各ポートインタフェース７ａ〜７ｃが備えるＭＡＣアドレス参照テーブルに基づいて決定される。これらＭＡＣアドレス参照テーブルは、複数個のＭＡＣアドレスを記憶しておくことができ、更に、各々のポートから入力されるイーサネットフレームの送信元ＭＡＣアドレスを随時更新記憶する、所謂、学習機能を有している。なお、ＭＡＣアドレス参照テーブルには、ダミーフレームに付加される宛先ＭＡＣアドレス及び送信元ＭＡＣアドレスが予め設定記憶されており、これらアドレスについては更新によって破棄されないようになっている。
【００２８】
次に、ポートインタフェース７ｃは、ポートインタフェース７ｂから転送されたダミーフレームを、送信バッファ１０ｃに送出する。これはＩ／Ｆ部設定により設定された優先度に基くもので、ダミーフレームは優先度の高い送信バッファ１０ｃに蓄積される。
【００２９】
一方、受信フレーム２として到来する正規フレームがポート４ａ及び受信バッファ９ａを介してポートインタフェース７ａに入力されると、ポートインタフェース７ａはＭＡＣアドレス参照テーブルに基づき、ポートインタフェース７ｃに転送する。そして、ポートインタフェース７ｃは、これを送信バッファ１０ｂに出力する。
【００３０】
次に、優先判定部１１は、送信バッファ１０ｂ及び送信バッファ１０ｃからの入力を、優先度の高い方から順次出力していく。つまり、送信バッファ１０ｂより送信バッファ１０ｃの方が、優先度が高いので、優先判定部１１は、送信バッファ１０ｃ内にデータがある場合にはこちらから先に出力し、送信バッファ１０ｃ内にデータがない場合に送信バッファ１０ｂからのデータを出力するのである。
こうして優先判定部１１から出力されたイーサネットフレームは、ポート４ｃを介して正規フレーム／ダミーフレーム検出部６に入力される。
【００３１】
正規フレーム／ダミーフレーム検出部６は、入力されたイーサネットフレームが、正規フレームであるか、ダミーフレームであるかを検出し、正規フレームであれば通過させ、ダミーフレームであれば破棄するよう動作する。
図３は、正規フレーム／ダミーフレーム検出部６の入力信号と出力信号の例を示す図であり、入力信号に正規フレームとダミーフレームとが混在している場面を示す。この入力信号が正規フレーム／ダミーフレーム検出部６を通過すると、出力信号に示す如く、正規フレームのみが出力される。
この検出は、正規フレーム／ダミーフレーム検出部６に予め記憶されたダミーフレームに挿入すべき宛先ＭＡＣアドレスまたは送信元ＭＡＣアドレスとの比較により行われる。
【００３２】
一方、受信フレーム１としてポート４ｃに到来する正規フレームは、受信バッファ９ｃを介してポートインタフェース７ｃに入力され、ポートインタフェース７ｃは、ＭＡＣアドレス参照テーブルに基づきこれをポートインタフェース７ａに転送する。
ポートインタフェース７ａから出力された正規フレームは、送信バッファ１０ａ及びポート４ａを介して送信フレーム２として出力される。
【００３３】
以上のように、本発明に係わる帯域制御回路は、ユーザに設定された利用可能帯域を越えた時にダミーフレーム生成部３がダミーフレームを生成することでトラフィックを増大させ、且つ、優先判定部１１により、正規フレームよりもダミーフレームを優先して通過させるので、正規フレームはダミーフレームの発生が大きくなるに連れて、帯域が少なくなるよう制限されることになる。トラフック監視部２は正規フレームの利用可能帯域を常に監視しつつ、ダミーフレームの生成の増減を帯域制御情報によりコントロールするのでユーザ利用帯域値は確保される。また、生成されたダミーフレームは、正規フレーム／ダミーフレーム検出部６にて破棄されるので、ダミーフレームは帯域制御回路内にて終始することになり、帯域制御回路から外にダミーフレームが送出されることはない。
【００３４】
以上説明した本発明の実施の形態例においては、片方向の信号の流れに対し帯域制御を行なうという例を示したが、本発明の実施にあってはこの例に限らず、当然、双方向の信号の流れに対し帯域制御するよう構成することもできる。
図４は、本発明に係わる帯域制御回路の第二の実施の形態例を示す図であり、双方向の信号の流れに対し帯域制御する場合の構成例を示す。なお、上述の図１に示したものと同様の機能ブロックについては同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
即ち、受信フレーム２から送信フレーム１への信号の流れを下り方向とすれば、受信フレーム１から送信フレーム２への上り方向に対しても帯域制御のための機能ブロックを付加して、双方向ともに対照的な構成とする。これにより図１の構成に、更に、トラフック監視部１３とダミーフレーム生成部１４とポート４ｄと受信バッファ９ｄとポートインタフェース７ｄと、送信バッファ１０ｄと優先判定部１７と正規フレーム／ダミーフレーム検出部１５とを追加する。
そして、これら追加された機能ブロックも、上述と同様に機能することにより上り方向の利用帯域についても帯域制御が可能となる。
【００３６】
以上のように、本発明に係わる帯域制御回路の第二の実施例は、双方向の信号の流れに対して帯域制御を行なうことができる。また、トラフィック監視部２とトラフィック監視部１３のそれぞれに設定するユーザ利用可能帯域値を異ならせることにより、上り下りで非対称な帯域制御も可能となる。
【００３７】
更に、本発明に係わる帯域制御回路は以下のように構成してもよい。
図５は本発明に係わる帯域制御回路の第三の実施の形態例を示す機能ブロック図である。なお、上述の図１に示したものと同様の機能ブロックについては同一の記号を付してその説明を省略する。つまり、この図に示す帯域制御回路１８が上述した図１の構成と異なる点は、トラフィック監視部２に代えて、ユーザ利用帯域指定部１９を設けた点であり、この例では、伝送路上（受信フレーム２）のトラフィックを監視することを不要としている。
【００３８】
前記ユーザ利用帯域指定部１９には、契約したユーザの利用可能帯域を、予めユーザ情報として設定する。即ち、例えば、アクセス回線が１００ＢＡＳＥ−ＦＸであるとして、ユーザが契約した利用帯域が４０Ｍｂ／ｓであったならば、ユーザ利用帯域指定部１９には、４０Ｍｂ／ｓのユーザ情報が設定される。そして、ユーザ利用帯域指定部１９は、このユーザ情報に対応した帯域制御情報をダミーフレーム生成部３に供給すると、ダミーフレーム生成部３は６０Ｍｂ／ｓ相当のダミーフレームを常時送出するよう動作する。また、ユーザが契約した利用帯域が１００Ｍｂ／ｓならば、ダミーフレーム生成部３はダミーフレームを常時送出しない。
【００３９】
このように、本発明に係わる帯域制御回路の第三の実施の形態例にあっては、単位時間当りに正規フレームが通過可能な帯域を固定的に制限するようにすることにより、トラフィック監視のための煩雑な機能ブロック部分をを削減することができ、その分簡素な構成にて帯域制御を可能とする帯域制御回路とすることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明に係わる帯域制御回路は、正規フレームの流量を監視するトラフィック監視部と、トラフィック監視部による監視情報（帯域制御情報）に基づいてダミーフレームを生成するダミーフレーム生成部と、優先度が設定され正規フレームとダミーフレームとをそれぞれ一時蓄積する複数の送信バッファと、複数の送信バッファからの信号を優先度に応じて順次通過させる優先判定部と、ダミーフレームは破棄し、正規フレームのみ通過させる正規フレーム／ダミーフレーム検出部とを備えて構成し、ユーザ利用可能帯域値を越えた時にダミーフレームを送出して正規フレームのトラフィックを抑制するよう制御するので、アクセス回線毎の帯域制御を行なうことが可能な帯域制御回路が実現できる。
また、この帯域制御回路はレイヤ２レベルで帯域制御機能を実現するので、これをレイヤ２以下のネットワーク機器（例えば、メディアコンバータやレイヤ２スイッチングＨＵＢなど）に組み込むことで、従来、帯域制御のために配置していたルータを不要とすることができ、局設備のコスト及び設備規模を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る帯域制御回路の第一の実施例を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明に係る帯域制御回路をメディアコンバータに適用した時のメディアコンバータの構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る帯域制御回路の正規フレーム／ダミーフレーム検出部における入出力信号の例を示す図である。
【図４】本発明に係る帯域制御回路の第二の実施例を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明に係る帯域制御回路の第三の実施例を示す機能ブロック図である。
【図６】イーサネットフレームの構成を説明するための図である。
【図７】ＩＰネットワークサービスにおけるＬＡＮ直収サービスのシステム構成例を示す図である。
【図８】従来のメディアコンバータの構成例を示す機能ブロック図である。
【図９】ＬＡＮ直収サービスのシステムにおける従来の帯域制御対応例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・帯域制御回路
２・・・トラフィック監視部
３・・・ダミーフレーム生成部
４ａ〜４ｄ・・・ポート
５・・・スイッチ部
６・・・正規フレーム／ダミーフレーム検出部
７ａ〜７ｄ・・・ポートインタフェース
８・・・インタフェース（Ｉ／Ｆ）部
９ａ〜９ｄ・・・受信バッファ
１０ａ〜１０ｄ・・・送信バッファ
１１・・・優先判定部
１２・・・帯域制御回路
１３・・・トラフィック監視部
１４・・・ダミーフレーム生成部
１５・・・正規フレーム／ダミーフレーム検出部
１６・・・スイッチ部
１７・・・優先判定部
１８・・・帯域制御回路
１９・・・ユーザ利用帯域指定部
２０ａ、２０ｂ・・・メディアコンバータ
２１・・・光モジュール
２２・・・物理層デバイス
２３・・・メディアコンバータ回路
２４・・・物理層デバイス
２５・・・トランス
２６・・・メディアコンバータ
３０・・・光ファイバ（アクセス回線）
４０・・・ＨＵＢ
５０・・・端末装置
６０・・・レイヤ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）
７０・・・レイヤ３スイッチ（Ｌ３ＳＷ）
８０・・・キャリアネットワーク（ＣＮ）
９０・・・帯域制御装置（ルータ）

Claims

コネクションレス型ネットワーク中のＱＯＳ機能を備えていないレイヤレベルにおいて、到来した正規フレームが予め設定したユーザ利用帯域を越えて出力しないようユーザ毎に帯域制限を行なう帯域制御回路であって、
到来する正規フレームの流量を常に或いは定期的に監視するトラフィック監視部と、
前記トラフィック監視部からの帯域制御情報に基づいてダミーフレームを生成し送出するダミーフレーム生成部と、
複数のポートインタフェースを有し、正規フレームが第１のポートインタフェースに入力されるとこれに対応する第３のポートインタフェースは優先度の低い第１の送信バッファへ出力し、ダミーフレームが第２のポートインタフェースに入力されるとこれに対応する第３のポートインタフェースは優先度の高い第２の送信バッファへ出力するＩ／Ｆ部と、
前記第１の送信バッファ及び第２の送信バッファからの出力を優先度の高いほうから順に通過させる優先判定部と、
前記優先判定部からの出力のうちダミーフレームは破棄し正規フレームは通過させる正規フレーム／ダミーフレーム検出部とを備え、帯域制御された正規フレームを出力することを特徴とする帯域制御回路。
コネクションレス型ネットワーク中のＱＯＳ機能を備えていないレイヤレベルにおいて、到来した正規フレームが予め設定したユーザ利用帯域を越えて出力しないようユーザ毎に帯域制限を行なう帯域制御回路であって、
到来する下り方向の正規フレームの流量を常に或いは定期的に監視する第１のトラフィック監視部と、
到来する上り方向の正規フレームの流量を常に或いは定期的に監視する第２のトラフィック監視部と、
前記第１のトラフィック監視部からの帯域制御情報に基づいてダミーフレームを生成し送出する第１のダミーフレーム生成部と、
前記第２のトラフィック監視部からの帯域制御情報に基づいてダミーフレームを生成し送出する第２のダミーフレーム生成部と、
複数のポートインタフェースを有し、下り方向の正規フレームが第１のポートインタフェースに入力されるとこれに対応する第３のポートインタフェースは優先度の低い第１の送信バッファへ出力し、第１のダミーフレーム生成部からのダミーフレームが第２のポートインタフェースに入力されるとこれに対応する第３のポートインタフェースは優先度の高い第２の送信バッファへ出力し、上り方向の正規フレームが第３のポートインタフェースに入力されるとこれに対応する第１のポートインタフェースは優先度の低い第３の送信バッファへ出力し、第２のダミーフレーム生成部からのダミーフレームが第４のポートインタフェースに入力されるとこれに対応する第１のポートインタフェースは優先度の高い第４の送信バッファへ出力するＩ／Ｆ部と、
前記第１の送信バッファ及び第２の送信バッファからの出力を優先度の高いほうから順に通過させる第１の優先判定部と、
前記第３の送信バッファ及び第４の送信バッファからの出力を優先度の高いほうから順に通過させる第２の優先判定部と、
前記第１の優先判定部からの出力のうちダミーフレームは破棄し正規フレームは通過させる第１の正規フレーム／ダミーフレーム検出部と、
前記第２の優先判定部からの出力のうちダミーフレームは破棄し正規フレームは通過させる第２の正規フレーム／ダミーフレーム検出部とを備え、帯域制御された正規フレームを出力することを特徴とする帯域制御回路。
前記トラフィック監視部に代えて、ユーザ利用帯域指定部を備え、該ユーザ利用帯域指定部は予め設定されるユーザ情報に基づいて帯域制御情報を前記ダミーフレーム生成部に供給し、ダミーフレーム生成部からは予め設定したユーザ利用帯域を越えないように常時一定（送出しない場合も含む）のダミーフレームが出力されるようにしたことを特徴とする前記請求項１または２記載の帯域制御回路。
前記各ポートインタフェースは、ＭＡＣアドレス参照テーブルを有し、前記正規フレーム／ダミーフレーム検出部は、前記正規フレームと前記ダミーフレームとをＭＡＣアドレスに基づいて検出し、レイヤ２レベルにおいて帯域制限するようにしたことを特徴とする前記請求項１乃至３記載の帯域制御回路。